JP2002184338A - Electron beam device and manufacturing method of device using the same - Google Patents

Electron beam device and manufacturing method of device using the same

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JP2002184338A
JP2002184338A JP2000376879A JP2000376879A JP2002184338A JP 2002184338 A JP2002184338 A JP 2002184338A JP 2000376879 A JP2000376879 A JP 2000376879A JP 2000376879 A JP2000376879 A JP 2000376879A JP 2002184338 A JP2002184338 A JP 2002184338A
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sample
electron
electron beam
optical system
electrode
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Japanese (ja)
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Muneki Hamashima
宗樹 浜島
Mamoru Nakasuji
護 中筋
Shinji Nomichi
伸治 野路
Toru Satake
徹 佐竹
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Ebara Corp
Nikon Corp
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Ebara Corp
Nikon Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent increase of aberration and to increase the throughput of the evaluation of the sample equivalent number of times as the optical system, and further to increase the throughput of the evaluation of the sample same beam number of times as the multi-beams. SOLUTION: The electron beam device comprises an electron optical system that forms an electric field by an electrode 16 arranged between the objective lens 15 and the sample S and irradiates electron beams on the sample and a sample position detecting system that irradiates a measuring light flux on the sample from oblique direction and detects the position of the sample in the height direction by detecting the measuring light flux reflected by the sample. A pair of measuring openings for passing the measuring light flux on the face of the objective lens side at the position deviated from the optical axis of the electron optical system is formed on the electrode 16 nearest the sample, and a concave part enabling to pass the measuring light flux is provided on the sample side of the electrode in symmetry with the axis.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、試料の表面に形成され
たパターン等を評価する電子線装置及びその電子線装置
を用いてプロセス途中又は終了後の試料の評価を行うデ
バイス製造方法に関し、詳しくは、最小線幅0.1μm
以下のパターンを有する、基板上のデバイスパターン等
の欠陥検査、CD測定、電位コントラストの測定、高時
間分解電位測定等の評価を高いスループットでかつ高い
信頼性のもとで行える電子線装置及びそのような電子線
装置を用いてプロセス途中又は終了後の試料の評価を行
うデバイス製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron beam apparatus for evaluating a pattern or the like formed on the surface of a sample and a device manufacturing method for evaluating a sample during or after a process using the electron beam apparatus. Specifically, the minimum line width is 0.1 μm
An electron beam apparatus capable of performing high-throughput and high-reliability evaluation of defect inspection of device patterns on a substrate, CD measurement, measurement of potential contrast, measurement of high-time-resolved potential, and the like having the following patterns, and the like. The present invention relates to a device manufacturing method for evaluating a sample during or after a process using such an electron beam apparatus.

【0002】[0002]

【従来技術】減速電界が対物レンズと試料との間に印加
されている場合の、上下方向の位置を検出する検出器
(Zセンサ)の光を通す方法及び手段については既に公
知である。しかしながら、従来の手段では、8回対称で
はあるが回転対称ではないので、収差が発生する可能性
が大きい。また、上記のような従来の手段では、ウエハ
の評価等を行うのにはスループットが小さい問題があっ
た。
2. Description of the Related Art A method and means for transmitting light from a detector (Z sensor) for detecting a vertical position when a deceleration electric field is applied between an objective lens and a sample are already known. However, according to the conventional means, although it is eight-fold symmetric but not rotationally symmetric, there is a high possibility of occurrence of aberration. Further, in the above-described conventional means, there is a problem that the throughput is small for evaluating the wafer and the like.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
問題に鑑み成されたもので、解決しようとする一つの課
題は、より収差の小さい測定光用の開口を設けることに
よって電子線の分解能を向上できる装置を提供すること
である。本発明が解決しようとする他の課題は、より収
差の小さい測定光用の開口を設けることによって電子線
の分解能を向上できる光学系を一つの試料に対して複数
個並列に設けることによって、電子線の分解能の向上と
スループットの向上をはかれる電子線装置を提供するこ
とである。本発明が解決しようとする別の課題は、より
収差の小さい測定光用の開口を設けると共に電子光学系
で複数のビームを形成することによって電子線の分解能
の向上と評価のスループットの向上を図れる電子線装置
を提供することである。本発明が解決しようとする更に
別の課題は、上記のような電子線装置を用いてプロセス
途中又は終了後の試料を評価するデバイス製造方法を提
供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and one problem to be solved is to provide an aperture for a measurement light having a smaller aberration by providing an electron beam. An object of the present invention is to provide a device capable of improving resolution. Another problem to be solved by the present invention is to provide a plurality of optical systems capable of improving the resolution of an electron beam by providing an aperture for measurement light with smaller aberration, by providing a plurality of optical systems in parallel for one sample. An object of the present invention is to provide an electron beam apparatus capable of improving the line resolution and the throughput. Another problem to be solved by the present invention is to improve the resolution of an electron beam and the throughput of evaluation by providing an aperture for measurement light with smaller aberration and forming a plurality of beams by an electron optical system. It is to provide an electron beam device. Still another object of the present invention is to provide a device manufacturing method for evaluating a sample during or after a process using the above-described electron beam apparatus.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本願の発明は、対物レン
ズと試料との間に配置された電極により電界を形成し、
電子ビームを試料に向けて照射する電子光学系と、前記
試料に対して斜めの方向から測定光束を照射し、前記試
料から反射された前記測定光束を検出して試料の高さ方
向の位置を検出するための試料位置検出系とを備えた電
子線装置において、前記試料に最も近い前記電極には、
前記電子光学系の光軸から外れた位置で前記対物レンズ
側の面に前記測定光束を通過させるための対の測定用開
口を形成し、前記電極の前記試料側の面には前記測定光
束の通過を可能にする凹部を軸対象に設けた点に特徴を
有する。
According to the present invention, an electric field is formed by an electrode disposed between an objective lens and a sample.
An electron optical system that irradiates an electron beam toward the sample, and irradiates the sample with a measurement light beam from an oblique direction, detects the measurement light beam reflected from the sample, and determines the position in the height direction of the sample. In an electron beam apparatus having a sample position detection system for detecting, the electrode closest to the sample,
A pair of measurement openings for passing the measurement light beam is formed on the surface on the objective lens side at a position off the optical axis of the electron optical system, and the measurement light beam is formed on the sample side surface of the electrode. It is characterized in that a concave portion that allows passage is provided axially symmetrically.

【0005】前記本発明の電子線装置の一つの態様にお
いて、電子線装置において、前記電極の前記対物レズ側
の面には、前記光軸から前記光軸と前記測定用開口との
距離と等しい距離の位置に、同じ寸法の開口を対称性を
保って偶数個設けてもよい。また、他の実施態様におい
て、前記電子光学系が複数個並列に設けられ、各電子光
学系は、一体のセラミックスに膜形成によって電極を形
成した静電軸対称レンズを有していてもよい。本発明の
電子線装置の別の態様において、前記電子光学系は、複
数のビームを形成して前記複数のビームを試料上に集束
させて走査させる一次光学系と、少なくとも1段のレン
ズを有していて、試料から放出されて前記対物レンズを
通してE×B分離器で一次光学系から分離された二次電
子を導く二次光学系とを有し、前記二次光学系が二次電
子像を拡大して複数の検出器に入射させるようになって
いてもよい。本願の他の発明は、前記評価装置を用いて
プロセス途中或いは終了後の試料の評価を行うデバイス
製造方法にある。
In one aspect of the electron beam apparatus according to the present invention, in the electron beam apparatus, a surface of the electrode on the objective lens side is equal to a distance between the optical axis and the measurement aperture from the optical axis. An even number of openings of the same size may be provided at the distance while maintaining symmetry. In another embodiment, a plurality of the electron optical systems may be provided in parallel, and each of the electron optical systems may include an electrostatic axis symmetric lens in which electrodes are formed by forming a film on an integral ceramic. In another aspect of the electron beam apparatus of the present invention, the electron optical system includes a primary optical system that forms a plurality of beams, focuses the plurality of beams on a sample, and scans the sample, and has at least one lens. A secondary optical system that guides secondary electrons emitted from the sample and separated from the primary optical system by the E × B separator through the objective lens, wherein the secondary optical system is a secondary electron image. May be enlarged so as to be incident on a plurality of detectors. Another invention of the present application is a device manufacturing method for evaluating a sample during or after a process using the evaluation apparatus.

【0006】[0006]

【実施の形態】以下図面を参照して本発明による電子線
装置の実施形態について説明する。図1及び図2におい
て、この実施形態の電子線装置1が模式的に示されてい
る。この電子線装置1は、電子ビームを試料Sに向けて
照射する電子光学系10と、試料に対して斜めに照射さ
れてその試料から反射された測定光束を検出して試料の
高さ方向の位置を検出する試料位置検出系30とを備え
ている。この電子光学系(光学系)10は、電子ビーム
を放出するカソード121を有する電子銃12と、二つ
のコンデンサレンズ13及び14と、静電軸対称レンズ
形式の対物レンズ15と、電界制御用の電極16とを備
え、それらは図1に示されるように、電子銃12を最上
部にかつ電極16を最下部にして電子銃の光軸に沿って
配置されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of an electron beam apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIGS. 1 and 2 schematically show an electron beam apparatus 1 according to this embodiment. The electron beam apparatus 1 includes an electron optical system 10 that irradiates an electron beam toward a sample S, and a measurement light beam that is obliquely irradiated on the sample and reflected from the sample to detect the measurement light flux in the height direction of the sample. A sample position detection system 30 for detecting the position. The electron optical system (optical system) 10 includes an electron gun 12 having a cathode 121 for emitting an electron beam, two condenser lenses 13 and 14, an electrostatic axially symmetric lens type objective lens 15, and an electric field control Electrodes 16 are arranged along the optical axis of the electron gun with the electron gun 12 at the top and the electrode 16 at the bottom, as shown in FIG.

【0007】静電軸対称レンズである対物レンズ15
は、セラミックス製の本体151を備えている。この本
体151は中心部に円形穴152を画成するように平面
形状が環状に形成され、内周側が、図1において上下方
向(光軸に沿う方向)に隔てられた三つの板状部分15
3ないし155に仕切られている。セラミックス製本体
151の外周、特に、板状部分153ないし155の周
囲には金属のコーティング膜156ないし158が施さ
れている。これらの、コーティング膜156ないし15
8はそれぞれ電極として機能し、コーティング膜156
及び158には接地側に近い電圧が印加され、真ん中の
コーティング膜157には絶対値の大きい正又は負の高
電圧が本体151に設けられた電極金具159によって
印加され、それによってレンズの作用を行うようになっ
ている。このようなレンズは、一体のセラミックスを削
って同時に加工を行うため加工精度が良く、レンズ外径
寸法を小さくできる。一例では、外径寸法を直径20m
mにでき、その場合には、外径(直径)200mmのウ
エハの140mm角を評価領域とすると、140mmの
内部に7つの電子光学系10を配置できることになる。
したがって、このようにすることによって7倍のスルー
プットで評価できることになる。
The objective lens 15 which is an electrostatic axisymmetric lens
Has a ceramic body 151. The main body 151 is formed in an annular planar shape so as to define a circular hole 152 at the center, and three plate-like portions 15 whose inner peripheral sides are separated in the vertical direction (along the optical axis) in FIG.
It is divided into 3 to 155. Metal coating films 156 to 158 are provided on the outer periphery of the ceramic body 151, particularly around the plate-like portions 153 to 155. These coating films 156 to 15
8 function as electrodes, and the coating film 156
And 158, a voltage close to the ground side is applied, and a positive or negative high voltage having a large absolute value is applied to the middle coating film 157 by an electrode fitting 159 provided on the main body 151, and thereby the action of the lens is reduced. It is supposed to do. Since such a lens is formed by simultaneously shaving the ceramics and performing the processing at the same time, the processing accuracy is high and the outer diameter of the lens can be reduced. In one example, the outer diameter is 20 m in diameter.
m, and in this case, if the 140 mm square of a wafer having an outer diameter (diameter) of 200 mm is set as the evaluation area, seven electron optical systems 10 can be arranged inside 140 mm.
Therefore, in this way, the evaluation can be performed with seven times the throughput.

【0008】電界制御用の電極16は、中心に電子線が
通る開口を有する円板状に形成されている。電極16に
は、試料側の面すなわち下面161に、測定用光束LB
の光軸(この実施形態では試料の上面に関して角度θで
傾斜している)O′−O′に沿って下面161から対物
レンズ側の面すなわち上面162に向かって斜めに伸び
かつ電極の肉厚の途中で終わっている凹部163が形成
されている。この凹部163は電子光学系の光軸O−O
を中心とした円に沿って全周に亘って環状に伸びてい
る。この凹部163の幅(光軸O′−O′に直角に図っ
た厚さ)は、全長に亘って同一でも良いし、或いは、図
1に示されるように光束が試料から離れるに従って広が
っていくためそれに合わせて幅を変化させ(下面側が狭
くかつ内側が広く)てもよい。この凹部の深さは、電極
の強度の許す範囲で可能な限り深い方が良い。電極16
の上面162には、光束が通る位置、すなわち凹部の延
長上の直径方向の二カ所すなわち光軸O−Oに関して対
称の二つの位置、光束通過用の開口164が形成されて
いる。この開口は光軸O′−O′が上面162に対して
斜めになっているので、図2に示されるように、半径方
向線に長軸を有する楕円形になっている。電極16に
は、更に、開口164と同じ形状及び大きさの他のダミ
ー穴165が同一円周上に複数個(この実施形態では6
個)等間隔に形成されている。このダミー穴165は電
極16の対称性を良くするために設けられている。光軸
O′−O′の傾斜角θは、通常7ないし12度と小さい
ため、斜めに穴を開けると試料側すなわち下面161側
の開口部は光軸に近くなり、対物レンズ側すなわち上面
側の開口部は光軸から離れた位置になる。そこで試料側
の面には軸対称の全周に亘って環状に伸びる凹部を設
け、光束が通らない部分も軸対称のため凹部が設けられ
ている。なお、電極16の光軸O−Oに近い部分166
の厚みを小さくしたい場合には、光軸に近い内周側は肉
厚を薄くし、凹部163が形成されている部分は肉厚を
厚くしてもよい。試料位置検出系30は、発光器31と
受光器32と発光器及び受光器に接続された検出回路3
3とを備えている。
The electric field controlling electrode 16 is formed in a disc shape having an opening through which an electron beam passes at the center. The electrode 16 is provided with a measurement light beam LB on a surface on the sample side, that is, a lower surface 161.
Extends obliquely from the lower surface 161 to the surface on the objective lens side, that is, the upper surface 162 along the optical axis O′-O ′ (in this embodiment, inclined at an angle θ with respect to the upper surface of the sample), and the thickness of the electrode Is formed in the middle of the recess 163. The concave portion 163 is provided with the optical axis OO of the electron optical system.
Along the entire circumference along a circle centered at. The width of the concave portion 163 (the thickness measured at right angles to the optical axis O′-O ′) may be the same over the entire length, or may spread as the light beam moves away from the sample as shown in FIG. Therefore, the width may be changed accordingly (the lower surface side is narrow and the inner side is wide). The depth of the recess is preferably as deep as possible within the range of the strength of the electrode. Electrode 16
The upper surface 162 is formed with a light beam passage opening, that is, two diametrical positions on the extension of the concave portion, that is, two positions symmetrical with respect to the optical axis OO, and a light beam passage opening 164. Since the optical axis O'-O 'is oblique with respect to the upper surface 162, the opening has an elliptical shape having a major axis in the radial direction as shown in FIG. The electrode 16 is further provided with a plurality of dummy holes 165 having the same shape and size as the opening 164 on the same circumference (6 in this embodiment).
) Are formed at equal intervals. This dummy hole 165 is provided to improve the symmetry of the electrode 16. Since the inclination angle θ of the optical axis O′-O ′ is usually as small as 7 to 12 degrees, if a hole is made obliquely, the opening on the sample side, that is, the lower surface 161 side becomes closer to the optical axis, and the objective lens side, that is, the upper surface side Is located away from the optical axis. Therefore, a concave portion is provided on the surface on the sample side so as to extend annularly over the entire circumference of the axis symmetry, and a portion through which the light flux does not pass is also provided with a concave portion for the axial symmetry. The portion 166 of the electrode 16 near the optical axis OO
When it is desired to reduce the thickness, the inner peripheral side near the optical axis may be made thinner, and the portion where the concave portion 163 is formed may be made thicker. The sample position detection system 30 includes a light emitting device 31, a light receiving device 32, and a detecting circuit 3 connected to the light emitting device and the light receiving device.
3 is provided.

【0009】上記電子線装置において、電子銃12のカ
ソード121から放出された電子ビームはコンデンサレ
ンズ13、14でビーム電流が決められ、対物レンズ1
5により集束されて試料Sの上面上に結像される。電子
ビームの照射により試料Sから放出された二次電子は、
図示しない二次光学系を介して同じく図示しない検出器
に送られ、その検出器により二次電子を検出して評価を
行う。一方試料の光軸方向の位置を測定するため、試料
位置検出系30の発光器31からは測定用の光束LBが
発光され、その光束は一方(図1で左側)の開口164
内及び凹部163の左側の部分内を通して試料Sに照射
される。試料Sの上面で反射した光束LBは直径方向反
対側(図1及び2で右側)の凹部163の右側の部分内
及び開口164内を通して受光器32側に進みその受光
器により受光され、検出回路33によって検出される。
本発明では、電界制御用の電極に、光軸O−Oから近い
位置では光束通過用の環状の凹部穴を設けて軸対称性を
良くしたので、光軸から遠い位置では開口及びダミー穴
が軸対称ではないが、光軸の近くは対称性が良いので収
差が増えることはない。
In the above-mentioned electron beam apparatus, the beam current of the electron beam emitted from the cathode 121 of the electron gun 12 is determined by the condenser lenses 13 and 14, and the objective lens 1
5 to form an image on the upper surface of the sample S. Secondary electrons emitted from the sample S by the irradiation of the electron beam are:
It is also sent to a detector (not shown) via a secondary optical system (not shown), and secondary electrons are detected by the detector to perform evaluation. On the other hand, in order to measure the position of the sample in the optical axis direction, a light beam LB for measurement is emitted from the light emitter 31 of the sample position detection system 30, and the light beam is transmitted to one opening 164 (left side in FIG. 1).
The sample S is irradiated through the inside and the left side of the concave portion 163. The light beam LB reflected on the upper surface of the sample S passes through the inside of the right side of the concave portion 163 on the opposite side in the diameter direction (the right side in FIGS. 1 and 2) and the inside of the opening 164 to the light receiver 32 side and is received by the light receiver. 33.
In the present invention, the electrode for electric field control is provided with an annular concave hole for light flux passage at a position near the optical axis OO to improve the axial symmetry, so that the opening and the dummy hole are located far from the optical axis. Although it is not axially symmetric, aberration does not increase near the optical axis because of good symmetry.

【0010】図3において、本発明による電子線装置の
別の実施形態が模式的に示されている。この電子線装置
1aは、一次電子光学系(以下単に一次光学系)11a
及び、二次電子光学系(以下単に二次光学系)21aか
ら成る電子光学系10aと、試料位置検出系30aと、
二次電子線検出系40aと、ウエハSを保持するステー
ジ50aとをそなえていて、それらは図3に示されるよ
うな位置関係で配置されている。一次光学系11aは、
電子線すなわち電子ビームを放出する電子銃12aと、
電子ビームを集束するコンデンサレンズ13aと、複数
(この実施形態では7個)の開口が同一円周上に形成さ
れたマルチ開口板17aと、中間レンズ14aと、電子
ビームを走査する走査用静電偏向器18aと、E×B分
離器すなわちE×B静電偏向器19aと、走査用兼E×
B用静電偏向器20aと、対物レンズ15aと、電界制
御用電極16aとを備え、それらは、図3に示されるよ
うに電子銃12aを最上部にして順に、しかも電子銃か
ら放出される一次光学系の光軸が試料Sの表面(試料
面)に鉛直になるように配置されている。電子銃12a
は、ウェーネルト電極122aの内部にカソード121
aが設けられている形式のものである。
FIG. 3 schematically shows another embodiment of the electron beam apparatus according to the present invention. This electron beam device 1a has a primary electron optical system (hereinafter simply referred to as a primary optical system) 11a.
An electron optical system 10a including a secondary electron optical system (hereinafter simply referred to as a secondary optical system) 21a, a sample position detecting system 30a,
It has a secondary electron beam detection system 40a and a stage 50a for holding the wafer S, which are arranged in a positional relationship as shown in FIG. The primary optical system 11a
An electron gun 12a for emitting an electron beam, ie, an electron beam;
A condenser lens 13a for focusing an electron beam, a multi-aperture plate 17a having a plurality of (seven in this embodiment) openings formed on the same circumference, an intermediate lens 14a, and a scanning electrostatic element for scanning the electron beam. A deflector 18a, an ExB separator, that is, an ExB electrostatic deflector 19a,
It has an electrostatic deflector 20a for B, an objective lens 15a, and an electrode 16a for controlling electric field, which are emitted from the electron gun in order with the electron gun 12a at the top as shown in FIG. The primary optical system is arranged so that the optical axis is perpendicular to the surface (sample surface) of the sample S. Electron gun 12a
Is the cathode 121 inside the Wehnelt electrode 122a.
a is provided.

【0011】二次光学系21aは拡大レンズ22a及び
検出用マルチ開口板23aとを備えている。検出系40
aは、第2のマルチ開口板23aの各開口231a毎に
配置された検出器41aと、各検出器に接続された図示
しない処理回路とを備えている。上記一次光学系11
a、二次光学系21a及び検出系40aの各構成要素の
構造及び機能は従来のものと同じであるから、それらに
ついての詳細な説明は省略する。開口板17aの開口1
71aと検査用マルチ開口板23aの開口231aとは
対応して形成され、開口171aは、図3[B]で実線
で示されるように、破線で示される開口231aより小
さくなっている。
The secondary optical system 21a has a magnifying lens 22a and a multi-aperture plate 23a for detection. Detection system 40
a includes a detector 41a arranged for each opening 231a of the second multi-aperture plate 23a, and a processing circuit (not shown) connected to each detector. The primary optical system 11
a, the structure and function of each component of the secondary optical system 21a and the detection system 40a are the same as those of the related art, and therefore detailed description thereof will be omitted. Opening 1 of opening plate 17a
The opening 71a of the inspection multi-aperture plate 23a is formed to correspond to the opening 231a, and the opening 171a is smaller than the opening 231a shown by the broken line as shown by the solid line in FIG. 3B.

【0012】次に、上記実施の形態による評価装置の動
作を説明する。電子銃12aから放出された電子ビーム
は、コンデンサレンズ13aによって集束され、マルチ
開口板17aを照射する。電子ビームは、マルチ開口板
の同一円周上に形成された複数(この実施形態では9
個)の小さい開口171aを通して中間レンズに向かっ
て進むと共に開口によりマルチビーム化される。マルチ
ビームは対物レンズ15aにより縮小され、偏向器18
aと20aとでそのマルチビームを二次元走査されて試
料Sの表面上に照射される。試料から放出された二次電
子は、対物レンズ15aと電極16aとがつくる電界で
加速されて対物レンズを通過し、E×B分離器19a、
20aにより二次光学系に偏向され、拡大レンズ22a
により検出用マルチ開口板23aの各開口231aに二
次電子の拡大像が形成される。二次電子の拡大像は検出
器41aにより検出される。
Next, the operation of the evaluation device according to the above embodiment will be described. The electron beam emitted from the electron gun 12a is focused by the condenser lens 13a and irradiates the multi-aperture plate 17a. The electron beam is formed on a plurality of (eg, 9 in this embodiment) formed on the same circumference of the multi-aperture plate.
Through the small aperture 171a toward the intermediate lens, and is multi-beamed by the aperture. The multi-beam is reduced by the objective lens 15a,
The multi-beam is two-dimensionally scanned by a and 20a and is irradiated onto the surface of the sample S. Secondary electrons emitted from the sample are accelerated by an electric field created by the objective lens 15a and the electrode 16a, pass through the objective lens, and are subjected to the E × B separator 19a,
20a, is deflected by the secondary optical system,
Thereby, an enlarged image of the secondary electrons is formed in each opening 231a of the multi-aperture plate 23a for detection. The enlarged image of the secondary electrons is detected by the detector 41a.

【0013】試料Sの軸方向位置すなわちZ方向位置を
測定するために、試料位置検出系30aの発光器31a
から検出用の光束LBが試料の面に対して斜めに照射さ
れ、試料の上面で反射された光束は受光器32aで受け
られ検出回路33aで検出され位置が測定される。光束
は、前記実施形態と同様に電極16aに形成された凹部
及び開口を通して通過するようになっている。なお、そ
れらの構造は前記の実施形態のものと同じであるので、
詳細な説明は省略する。
In order to measure the position of the sample S in the axial direction, that is, the position in the Z direction, the light emitting device 31a of the sample position detecting system 30a is used.
, A detection light beam LB is applied obliquely to the surface of the sample, and the light beam reflected on the upper surface of the sample is received by the light receiver 32a, detected by the detection circuit 33a, and the position is measured. The light beam passes through the concave portion and the opening formed in the electrode 16a as in the above-described embodiment. Since their structures are the same as those of the above-described embodiment,
Detailed description is omitted.

【0014】次に図4及び図5を参照して本発明による
半導体デバイスの製造方法の実施例を説明する。図4
は、本発明による半導体デバイスの製造方法の一実施例
を示すフローチャートである。この実施例の製造工程は
以下の主工程を含んでいる。 (1)ウエハを製造するウエハ製造工程(又はウエハを
準備するウエハ準備工程) (2)露光に使用するマスクを製造するマスク製造工程
(又はマスクを準備するマスク準備工程) (3)ウエハに必要な加工処理を行うウエハプロセッシ
ング工程 (4)ウエハ上に形成されたチップを1個ずつ切り出
し、動作可能にならしめるチップ組立工程 (5)できたチップを検査するチップ検査工程 なお、上記のそれぞれの主工程は更に幾つかのサブ工程
からなっている。
Next, an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG.
3 is a flowchart showing one embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention. The manufacturing process of this embodiment includes the following main processes. (1) Wafer manufacturing process for manufacturing a wafer (or wafer preparing process for preparing a wafer) (2) Mask manufacturing process for manufacturing a mask used for exposure (or mask preparing process for preparing a mask) (3) Necessary for wafer (4) Chip assembling step of cutting out chips formed on a wafer one by one and making them operable (5) Chip inspection step of inspecting the resulting chips The main process further comprises several sub-processes.

【0015】これらの主工程中の中で、半導体デバイス
の性能に決定的な影響を及ぼすのが(3)のウエハプロ
セッシング工程である。この工程では、設計された回路
パターンをウエハ上に順次積層し、メモリやMPUとし
て動作するチップを多数形成する。このウエハプロセッ
シング工程は以下の各工程を含んでいる。 (A)絶縁層となる誘電体薄膜や配線部、或いは電極部
を形成する金属薄膜等を形成する薄膜形成工程(CVD
やスパッタリング等を用いる) (B)この薄膜層やウエハ基板を酸化する酸化工程 (C)薄膜層やウエハ基板等を選択的に加工するために
マスク(レチクル)を用いてレジストパターンを形成す
るリソグラフィー工程 (D)レジストパターンに従って薄膜層や基板を加工す
るエッチング工程(例えばドライエッチング技術を用い
る) (E)イオン・不純物注入拡散工程 (F)レジスト剥離工程 (G)加工されたウエハを検査する工程 なお、ウエハプロセッシング工程は必要な層数だけ繰り
返し行い、設計通り動作する半導体デバイスを製造す
る。
Among these main steps, the wafer processing step (3) has a decisive effect on the performance of the semiconductor device. In this step, designed circuit patterns are sequentially stacked on a wafer, and a number of chips that operate as memories and MPUs are formed. This wafer processing step includes the following steps. (A) A thin film forming step (CVD) for forming a dielectric thin film serving as an insulating layer, a wiring portion, or a metal thin film forming an electrode portion.
(B) Oxidation step of oxidizing this thin film layer or wafer substrate (C) Lithography for forming a resist pattern using a mask (reticle) to selectively process the thin film layer or wafer substrate Step (D) An etching step of processing a thin film layer or a substrate according to a resist pattern (for example, using a dry etching technique) (E) Ion / impurity implantation / diffusion step (F) Resist stripping step (G) Step of inspecting the processed wafer It should be noted that the wafer processing step is repeated by the required number of layers to manufacture a semiconductor device that operates as designed.

【0016】図5は、図3のウエハプロセッシング工程
の中核をなすリソグラフィー工程を示すフローチャート
である。このリソグラフィー工程は以下の各工程を含
む。 (a)前段の工程で回路パターンが形成されたウエハ上
にレジストをコートするレジスト塗布工程 (b)レジストを露光する工程 (c)露光されたレジストを現像してレジストのパター
ンを得る現像工程 (d)現像されたレジストパターンを安定化するための
アニール工程 上記の半導体デバイス製造工程、ウエハプロセッシング
工程、リソグラフィー工程については、周知のものであ
りこれ以上の説明を要しないであろう。上記(G)の検
査工程に本発明に係る欠陥検査方法、欠陥検査装置を用
いると、微細なパターンを有する半導体デバイスでも、
スループット良く検査できるので、全数検査が可能とな
り、製品の歩留まりの向上、欠陥製品の出荷防止が可能
と成る。
FIG. 5 is a flowchart showing a lithography step which is the core of the wafer processing step shown in FIG. This lithography step includes the following steps. (A) a resist coating step of coating a resist on a wafer on which a circuit pattern has been formed in the preceding step (b) a step of exposing the resist (c) a developing step of developing the exposed resist to obtain a resist pattern ( d) Annealing step for stabilizing the developed resist pattern The above-described semiconductor device manufacturing step, wafer processing step, and lithography step are well known and need not be further described. When the defect inspection method and the defect inspection apparatus according to the present invention are used in the inspection step (G), even a semiconductor device having a fine pattern can be used.
Since the inspection can be performed with a high throughput, all the inspections can be performed, thereby improving the product yield and preventing the shipment of defective products.

【0017】[0017]

【発明の効果】本発明によれば、次のような効果を奏す
ることが可能である。 (イ)光軸方向すなわちZ方向の位置測定用の光束が通
る穴を、電界制御用電極に設け、しかもその穴は光軸の
近くで軸対称になっているので収差が増加することを防
止できる。 (ロ)試料の評価のスループットを光学系の個数倍に向
上できる。 (ハ)試料の評価のスループットをマルチビームのビー
ム数倍に向上できる。
According to the present invention, the following effects can be obtained. (A) A hole through which the light beam for position measurement in the optical axis direction, that is, the Z direction passes, is provided in the electric field control electrode, and since the hole is axially symmetric near the optical axis, the aberration is prevented from increasing. it can. (B) The throughput of sample evaluation can be improved to the number of optical systems. (C) The throughput of the sample evaluation can be improved to the number of beams of the multi-beam.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による電子線装置の一つの実施形態の模
式図である。
FIG. 1 is a schematic view of one embodiment of an electron beam device according to the present invention.

【図2】図1の電界制御用電極に形成される穴及びダミ
ー穴を示す平面図であって半分を示す図である。
FIG. 2 is a plan view showing a half and a half of a hole and a dummy hole formed in the electric field control electrode of FIG. 1;

【図3】[A]は本発明による電子線装置の他の実施形
態の模式図であり、[B]はマルチ開口板及び検出用マ
ルチ開口板の開口の比較を示す図である。
FIG. 3A is a schematic diagram of another embodiment of the electron beam apparatus according to the present invention, and FIG. 3B is a diagram showing a comparison between the apertures of a multi-aperture plate and a multi-aperture plate for detection.

【図4】本発明による半導体デバイスの製造方法の一実
施例を示すフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing one embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図5】図4のウエハプロセッシング工程の中核をなす
リソグラフィー工程を示すフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing a lithography step which is the core of the wafer processing step shown in FIG. 4;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、1a 電子線装置 10、10a 電子光学系 11a 一次光
学系 12、12a 電子銃 13、13a
コンデンサレンズ 14、 14a 中間レンズ 15、15a
対物レンズ 16、16a 電極 17a マルチ
開口板 18a 偏向器 19a、20a
E×B分離器 21a 二次光学系 22a 拡大レ
ンズ 23a 検出用マルチ開口板 30、30a 試料位置検出系 31、31a
発光器 32、32a 受光器 33、33a
検出回路 40a 二次電子線検出系 41a 検出器
1, 1a Electron beam device 10, 10a Electron optical system 11a Primary optical system 12, 12a Electron gun 13, 13a
Condenser lens 14, 14a Intermediate lens 15, 15a
Objective lens 16, 16a Electrode 17a Multi-aperture plate 18a Deflector 19a, 20a
Ex × B separator 21a Secondary optical system 22a Magnifying lens 23a Multi aperture plate for detection 30, 30a Sample position detection system 31, 31a
Light emitter 32, 32a Light receiver 33, 33a
Detection circuit 40a Secondary electron beam detection system 41a Detector

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G21K 5/04 G21K 5/04 F 5C033 H01J 37/28 B H01J 37/28 H01L 21/66 J H01L 21/66 G01R 31/28 L (72)発明者 中筋 護 東京都大田区羽田旭町11番1号 荏原マイ スター株式会社内 (72)発明者 野路 伸治 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 佐竹 徹 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内 Fターム(参考) 2F067 AA26 AA54 BB01 BB04 CC17 EE04 HH06 JJ05 KK04 LL02 QQ02 2G001 AA03 AA07 BA07 BA14 CA03 CA07 DA02 DA06 EA04 GA01 GA06 GA08 GA09 JA02 JA04 KA03 LA11 MA05 RA04 RA08 SA01 SA04 2G132 AA00 AD15 AE04 AF13 4M106 AA01 BA02 CA39 DB05 DB30 5C001 AA01 CC04 CC08 5C033 JJ01 UU02 UU10 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G21K 5/04 G21K 5/04 F 5C033 H01J 37/28 B H01J 37/28 H01L 21/66 J H01L 21 / 66 G01R 31/28 L (72) Inventor: Mamoru Nakasuji, 11-1 Haneda Asahimachi, Ota-ku, Tokyo Inside Ebara Meister Co., Ltd. (72) Inventor Shinji Noji 11-1, Haneda Asahi-cho, Ota-ku, Tokyo EBARA CORPORATION (72) Inventor Toru Satake 11-1 Haneda Asahimachi, Ota-ku, Tokyo F-term in EBARA CORPORATION (reference) 2F067 AA26 AA54 BB01 BB04 CC17 EE04 HH06 JJ05 KK04 LL02 QQ02 2G001 AA03 AA07 BA07 BA14 CA03 CA07 DA02 DA06 EA04 GA01 GA06 GA08 GA09 JA02 JA04 KA03 LA11 MA05 RA04 RA08 SA01 SA04 2G132 AA00 AD15 AE04 AF13 4M106 AA01 BA02 CA39 DB05 DB30 5C001 AA01 CC04 CC 08 5C033 JJ01 UU02 UU10

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 対物レンズと試料との間に配置された電
極により電界を形成し、電子ビームを試料に向けて照射
する電子光学系と、前記試料に対して斜めの方向から測
定光束を照射し、前記試料から反射された前記測定光束
を検出して試料の高さ方向の位置を検出するための試料
位置検出系とを備えた電子線装置において、 前記試料に最も近い前記電極には、前記電子光学系の光
軸から外れた位置で前記対物レンズ側の面に前記測定光
束を通過させるための対の測定用開口を形成し、 前記電極の前記試料側の面には前記測定光束の通過を可
能にする凹部を軸対象に設けたことを特徴とする電子線
装置。
1. An electron optical system for forming an electric field by an electrode disposed between an objective lens and a sample and irradiating an electron beam toward the sample, and irradiating the sample with a measurement light beam from an oblique direction. And an electron beam device comprising a sample position detection system for detecting the position of the sample in the height direction by detecting the measurement light beam reflected from the sample, wherein the electrode closest to the sample includes: A pair of measurement openings for passing the measurement light beam is formed on the surface on the objective lens side at a position off the optical axis of the electron optical system, and the measurement light beam is formed on the sample side surface of the electrode. An electron beam device, wherein a concave portion that allows passage is provided axially symmetrically.
【請求項2】 請求項1に記載の電子線装置において、
前記電極の前記対物レズ側の面には、前記光軸から前記
光軸と前記測定用開口との距離と等しい距離の位置に、
同じ寸法の開口を対称性を保って偶数個設けたことを特
徴とする電子線装置。
2. The electron beam apparatus according to claim 1, wherein
On the surface on the objective lens side of the electrode, at a position at a distance equal to the distance between the optical axis and the measurement opening from the optical axis,
An electron beam apparatus, wherein an even number of openings having the same dimensions are provided while maintaining symmetry.
【請求項3】 請求項1に記載の電子線装置において、
前記電子光学系が複数個並列に設けられ、各電子光学系
は、一体のセラミックスに膜形成によって電極を形成し
た静電軸対称レンズを有することを特徴とする電子線装
置。
3. The electron beam apparatus according to claim 1, wherein
An electron beam apparatus, wherein a plurality of the electron optical systems are provided in parallel, and each electron optical system has an electrostatic axis symmetric lens in which electrodes are formed by forming a film on an integral ceramic.
【請求項4】 請求項1に記載の電子線装置において、
前記電子光学系は、複数のビームを形成して前記複数の
ビームを試料上に集束させて走査させる一次光学系と、
少なくとも1段のレンズを有していて、試料から放出さ
れて前記対物レンズを通してE×B分離器で一次光学系
から分離された二次電子を導く二次光学系とを有し、前
記二次光学系が二次電子像を拡大して複数の検出器に入
射させることを特徴とする電子線装置。
4. The electron beam apparatus according to claim 1, wherein
The electron optical system is a primary optical system that forms a plurality of beams and focuses and scans the plurality of beams on a sample.
A secondary optical system having at least one stage of lenses and guiding secondary electrons emitted from the sample and separated from the primary optical system by the E × B separator through the objective lens; An electron beam apparatus characterized in that an optical system enlarges a secondary electron image and makes it incident on a plurality of detectors.
【請求項5】 請求項1ないし4のいずれかに記載の装
置を用いてプロセス途中のウエハの評価を行うことを特
徴とするデバイス製造方法。
5. A device manufacturing method, comprising: evaluating a wafer in the course of a process using the apparatus according to claim 1.
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