JP2003297277A - 電子線装置及び該装置を用いたデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【発明の課題】二次光学系の設計が容易でかつ小型化で
きる電子線装置を提供する。 【解決手段】熱電子放出カソードを有する電子銃から放
出された電子線を複数の開口に入射させ、各開口で成形
された電子線を縮小し、試料面に集束し、走査し、試料
から放出された２次電子像を少くとも１段のレンズで拡
大して一次光学系から偏向し、二次電子検出器で検出す
る電子線装置において、二次電子検出器が一個の基板に
集積させた複数の検出器あるいは、複数のビームを独立
に検出可能なＭＣＰ（マイクロチャンネルプレート）検
出器である事を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は最小線幅０．１μｍ
以下のパターンを有する試料の評価を高スループットで
行う装置に関し、さらにそのような装置を用いてプロセ
ス途中のウェーハを評価することにより歩留りを向上さ
せることができるデバイス製造方法に関する。

【０００２】

【従来技術】従来、欠陥検査装置やＣＤ測定装置等の評
価装置では、ショットキーカソードを有する電子銃が使
用されていた。

【０００３】また、評価のスループットを向上させるた
め、直線上に並んだ複数のエミッターとラインセンサー
を用いたマルチ検出器とを有する装置の提案が行われて
いる。

【０００４】さらに従来の電子線装置では、二次電子線
を一次電子線より分離するためにＥＸＢ偏向器が用いら
れるが、従来のＥＸＢ偏向器では静電偏向器の偏向量と
電磁偏向器の偏向量が絶対値が等しく、偏向方向が互に
逆であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ショッ
トキーカソード、例えば、Ｗ／ＺｒＯ、カソードを有す
る装置ではショット雑音が大きいため、大きいビーム電
流を流さないと良いＳ／Ｎ比の信号が得られないという
問題点があった。

【０００６】また、線上に配置されたエミッターアレイ
とラインセンサーを用いたマルチビーム装置では、一次
光学系と二次光学系の結像条件等を同時に満すのが困難
であるため実用的な装置はまだ完成していないのが実情
である。

【０００７】さらに、従来のＥＸＢ偏向器を用いたもの
は、偏向色収差が大きく、精度良い評価を行うことが困
難であった。本発明が解決しようとする一つの課題は、
ショット雑音が小さい電子銃を備え、また、光学設計に
負担をかけないでマルチビームを形成および検出でき、
さらに高いスループットで評価を行うことができる電子
線装置を提供することである。

【０００８】本発明が解決しようとする他の課題は、Ｅ
ＸＢ分離器の偏向色収差を低減することができる電子線
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、上記のような装置を用いて歩留りを向上さ
せることができるデバイス製造方法を提供することであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１に記載の
発明は、熱電子放出カソードを有する電子銃から放出さ
れた電子線を複数の開口に入射させ、各開口で成形され
た電子線を縮小し、試料面に集束し、走査し、試料から
放出された２次電子像を少くとも１段のレンズで拡大し
て一次光学系から偏向し、二次電子検出器で検出する電
子線装置において、二次電子検出器が一個の基板に集積
させた複数の検出器あるいは、複数のビームを独立に検
出可能なＭＣＰ（マイクロチャンネルプレート）検出器
である事を特徴とする。

【００１０】熱電子放出カソードを用いることにより、
ショット雑音を小さくすることができ、これにより小さ
いビーム電流でＳ/Ｎ比のよい評価を行うことができ
る。また、二次電子検出器を単一の基板、例えば、Ｓｉ
基板に集積したマルチ検出器、あるいは複数のビームを
独立に検出可能なＭＣＰ(マイクロチャンネルプレート)
検出器は小さく作ることができるので、二次電子像をあ
まり大きく拡大する必要が無く、二次光学系を簡単な構
成とすることができ、しかもクロストーク無しに１００
％近い効率で検出することができる。さらに、検出光学
系を小型化できる。

【００１１】本願の請求項２に記載の発明は、電子銃
と、コンデンサレンズと、対物レンズとをほぼ鉛直方向
に配置し、かつ２段の偏向器で１次電子を試料面上で走
査する機能を有し、試料からの２次電子を電界と磁界に
よって検出器方向に向かわせる装置に於て、一段目の偏
向器が発生する収差と、２段目の偏向器の内静電偏向器
が発生する収差と、２段目の偏向器の内電磁偏向器が発
生する収差と、対物レンズの収差との合計を最小にする
ように、２段目の偏向器の静電と電磁の偏向比を調整し
た事を特徴とする。

【００１２】この発明によれば、２段目の偏向器による
偏向色収差をほぼゼロにすることができ、しかも一次光
学系の鏡筒をほぼ鉛直にすることができる。本願の請求
項３に記載の発明は、請求項１又は２の発明に於て、試
料を保持し、かつ移動させるステージを有し、該ステー
ジの移動を測定するレーザ測長器をさらに有し、該レー
ザ測長器の移動鏡をステージに取り付け、かつ固定鏡を
対物レンズの外側に取り付けた事を特徴とする。

【００１３】この発明によれば、レーザ測長器(干渉器)
の固定鏡が対物レンズの外筒に取り付けられているの
で、振動や温度変化があっても評価位置に誤差が入るこ
とがなく、精度良い評価をおこなうことができる。

【００１４】本願の請求項４に記載の発明は、請求項１
又は２の発明に於て、上記試料には負の高電圧を印加す
るようになっており、試料と対物レンズ間の放電の前駆
現象を検出する測定器を有し、上記測定器の信号から、
試料に印加する電圧あるいは電流を放電電圧あるいは放
電電流以下に調整できる機能を有する事を特徴とする。

【００１５】この発明によれば、試料と対物レンズとの
間に生ずる放電の前駆現象を検出して放電の立ち上がり
を回避することができるので、試料の照射領域や対物レ
ンズを破損させるおそれが無い。

【００１６】本願の請求項５に記載の発明は、請求項１
又は２の発明に於て、上記電子銃は複数の電子線放出領
域を有するカソードと、ウェーネルトと、アノードとを
有し、電子線放出領域とウェーネルトとの間隔を複数の
電子線放出領域について装置に組み込む前に一様に調整
できる機能を有する事を特徴とする。

【００１７】この発明によれば、複数のエミッターから
の電子放出量の差が少なく、複数のビーム間のビーム電
流あるいはビーム径を均一にすることができる。本願の
請求項６に記載の発明は、請求項１又は２の発明に於
て、上記複数の開口は偶数個であり、該開口を一つの軸
方向へ投影した間隔は等間隔である事を特徴とする。

【００１８】この発明によれば、複数のビーム間の間隔
に差が無く、光軸のまわりに対称に近いビームが得られ
る。また、無駄の無い走査をおこなうことができる。本
願の請求項７に記載の発明は、請求項５の発明に於て、
光軸まわりにおける相隣るビーム間隔の最大値が４箇所
で等しい事を特徴とする。

【００１９】この発明によれば、上記条件とすることに
より、光軸まわりにおけるビーム間隔の最大値と最小値
との差を最も小さくすることができる。本願の請求項８
に記載の発明は、請求項１又は２の発明に於て、上記カ
ソードは放電加工によって複数の電子線放出領域を形成
した事を特徴とする。

【００２０】カソード、例えば、ＬａＢ６カソード、を
放電加工で作ることにより、加工歪の無い表面を得るこ
とができる。本願の請求項９に記載の発明は、請求項１
又は２の発明に於て、上記試料と同じ高さのステージ上
に、２方向のライン＆スペースから成るマーカが上記複
数のビームに対応する位置に複数個配置されている事を
特徴とする。

【００２１】この発明によれば、１つのビームが対応す
る１つのマーカを走査する条件ですべてのビームが対応
するマーカを同時に走査することができ、２方向、例え
ば、ｘ方向とｙ方向の走査を一回ずつ行えばすべてのビ
ームのｘ方向とｙ方向のビーム寸法を測定することがで
き、したがって、一本のビームを評価する時間ですべて
のビームを評価することができ、ビーム調整の時間を短
くすることができる。

【００２２】本願の請求項１０に記載の発明は、請求項
１又は２の発明に於て、試料台を一軸方向に連続移動さ
せながら評価を行い、相隣るビームの評価領域が重複領
域を含む事を特徴とする。

【００２３】この発明によれば、評価領域の境界付近で
欠陥を見落としたり、偽の欠陥が発生する確率を低減す
ることができる。本願の請求項１１に記載の発明は、請
求項１又は２の発明に於て、上記熱電子放出カソードは
空間電荷制限条件で動作し、ショット雑音低減係数が
０．５以下である事を特徴とする。

【００２４】カソードを空間電荷制限条件で作動させる
ことにより、ショット雑音を小さくすることができ、こ
のため、小さい電流でＳ/Ｎ比の良い評価を行うことが
できる。

【００２５】本願の請求項１２に記載の発明は、請求項
１の発明に於て、試料が周辺部に欠損チップを有するウ
ェーハであり、該ウェーハの周辺部の欠損チップ領域
で、試料と対物レンズ間の放電が生じない条件を調べる
機能を有する事を特徴とする。

【００２６】欠損チップは製品として用いられることは
ないので、破壊されても問題は無い。そこで、これらの
欠損チップ領域を利用して放電を起こさない条件を把握
することにより、放電を確実に防止することができる。

【００２７】本願の請求項１３に記載の発明は、請求項
１又は２の発明に於て、同じ画像が得られるべき２つの
画像の差から欠陥を検出する機能を有し、上記欠陥がキ
ラー欠陥か否かを判定する機能を有する事を特徴とす
る。

【００２８】この発明によれば、欠陥をキラー欠陥と非
キラー欠陥との判定を迅速かつ効率良く行うことができ
る。本願の請求項１４に記載の発明は、請求項１又は２
の発明に於て、上記マイクロチャンネルプレートの後方
には上記複数のビームに対応した互に絶縁されたアノー
ドを有する事を特徴とする。

【００２９】検出器を上記のように構成することによ
り、検出器を小型化でき、したがって、検出光学系を小
型化することができる。また、検出器の立上がりおよび
立下り時間が、例えば、１５０ｐｓとか５５ｐｓという
ように短いので、高速走査することができる。

【００３０】本願の請求項１５に記載の発明は、請求項
２の発明に於て、２段目の偏向器の電磁偏向器の偏向量
は静電偏向器の偏向量のほぼ２倍である事を特徴とす
る。ＥＸＢ偏向器では、静電偏向器の偏向量と電磁偏向
器の偏向量とは絶対値が等しく、偏向方向が互いに逆で
あるので、上記条件とするこによりＥＸＢ偏向器による
偏向色収差をほぼゼロにすることができる。

【００３１】本願の請求項１６に記載の発明は、デバイ
ス製造において、請求項１〜１５に記載された電子線装
置を用いてプロセス途中のウェーハの評価を行う事を特
徴とする。

【００３２】この発明によれば、上記請求項１ないし１
５の電子線装置の利点をもつ歩留まりの良いデバイス製
造が可能となる。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施例を添
付図面に沿って説明する。図１は本発明の一実施の形態
の電子線装置の説明図である。図において、電子銃は複
数の電子線放出領域を有する熱電子放出カソード１、ヒ
ータ２、支持金具３、ウェーネルト４及びアノード５か
ら構成されている。この電子銃は空間電荷制限条件で動
作していて、ショット雑音が温度制限条件の場合の１／
５以下になる事が確認されており、また、カソード１の
使用温度が決められている。またカソード１とウェーネ
ルト４は、複数の電子線放出領域を有する様に加工され
ている。電子銃から放出された複数の電子線はコンデン
サレンズ６で放出方向を拡大され、２段目のコンデンサ
レンズ７で集束され複数の開口を有する開口板８を照射
する。この際、カソード１からの複数の電子線を、開口
板８の対応する開口を通過させるようにする。開口板８
は、走査方向の軸線に投影したビーム間隔がすべて等し
くなるように開口位置を設けられている。開口を出た電
子線はＮＡ開口９でクロスオーバを形成する様にコンデ
ンサレンズ７の励起条件が決められている。開口を出た
電子線は縮小レンズ１０と対物レンズ１４とで縮小さ
れ、試料１５に複数のプローブ電子像を作る。走査用偏
向器１１と１２とでＸ方向に走査が行われ、試料台すな
わち、ステージ１６をＹ方向に連続移動させることによ
って試料１５の全面の評価が行われるようになってい
る。試料１５の各走査点から放出された複数の群の２次
電子は対物レンズ１４で細いビームにそれぞれが絞ら
れ、電磁偏向器１３で図の右方向へ偏向され、一枚のＳ
ｉ基板に作り込まれたＰＩＮダイオード群を含む検出器
２４により各ビームが独立に互のクロストーク無しに検
出され、増幅されてデジタル信号に変換された後、２次
元画像形成装置２７へ入力される。

【００３４】２次元画像形成装置２７へは走査電源２６
より走査信号が入力され、複数のＳＥＭ画像が作られ
る。ＳＥＭ画像からの欠陥検査等の評価はＣＰＵ２８で
制御され、欠陥検査等の評価が行われ、表示部で表示さ
れる。ＣＰＵ２８で評価等を行う際の一連の制御は、オ
ペレータコンソール２９でオペレータとのインタフェー
スが行われる。ＳＥＭ画像は画像メモリ３０にストアー
され、また必要に応じて設計データから作られた画像が
画像メモリ３１から供給される。

【００３５】２次電子検出器２４は、図２に示す様に、
単一の基板、例えば、Ｓｉ基板に複数のＰＩＮダイオー
ドを光軸まわりに形成したもので、これらの感電子面２
４−１〜２４−６の配置は開口板８の開口位置に対応し
ている。なお、図２で２４−７はボンディングパッド、
２４−８はアルミ配線、２４−９はＳｉＯ２パッシベー
ション、２４−１０は共通アースである。この二次電子
検出器２４の前面には感電子面２４−１〜２４−６位置
に対応して開口を設けられたマルチ開口板２３を有し、
互のクロストークを防いでいる。また、Ｒ−θステージ
２５で出力が最大になる様に検出器位置が調整される。

【００３６】またＰＩＮダイオードの代りに、図３に示
す様に、ＭＣＰ基板内２４ａに複数の独立したＭＣＰ群
２４ａ−１〜２４ａ−６を形成し、これらの複数のＭＣ
Ｐに対応して複数のアノード２４ｂ−１〜２４ｂ−６を
組み合せた検出器２４’を用いてもよい。

【００３７】ステージ１６の移動はレーザ発振器２１か
らのレーザをステージに取り付けた移動鏡１９と、対物
レンズ１４の外側に取り付けた固定鏡１８に入射させ、
これらの移動鏡１９および固定鏡１８からの反射ビーム
の干渉光をレシーバで検出することにより、測定すなわ
ち、ステージのＸＹ座標位置が算出されるようになって
いる。このため、対物レンズ１４が振動や熱膨張によっ
て位置が変動してもその変動が測定されるので画像にそ
の影響は出ない。

【００３８】試料１５には負の高電圧が印加されるので
試料によっては対物レンズとの間で放電を起す恐れがあ
る。放電が生じる前にその前駆現象としてコロナ放電の
光が出たりあるいは試料に異常な電流が流れたりする。
このため、発光をフォトマル３２で検出したり、異常電
流を図示しない電流計で検出することによってこの前駆
現象を検出し、これに基づきビームが放電を起こさない
ようにビーム電流や減速電界の電圧を調整することによ
り放電による試料の局部的な破壊を防止できる。

【００３９】図４は本発明のカソード１とウェーネルト
４の実施の形態である。カソード１には複数の突起３−
５が形成され、その先端４−５から電子線が放出され
る。この時、先端４−５とウェーネルト穴７−５とのＺ
方向距離が各エミッター間で差があると、放出電子の強
度に差が出て、一様なビーム強度を得ることができな
い。従ってウェーネルトの面６−５と複数のエミッター
の先端４−５が作る面との平行度を調整する機能を設け
た。すなわち、カソード１は、円筒状の支持体８−５内
に配置された絶縁体のベースプレート１１−５上に支持
されており、支持体８−５の底板９−５に螺合された複
数のネジ１２ａ−５、１２ｂ−５上に載せられている。
ベースプレート１１−５と支持体８−５に固定されたバ
ネ受け１５−５との間には板バネ１４−５が配置され、
ベースプレート１１−５は、そのバネにより常時調整ネ
ジ１２ａ−５，１２ｂ−５に押圧されている。ネジ１２
ａ−５、１２ｂ−５を調整することによってエミッター
の先端４−５が形成する面とウェーネルト４の面の平行
度を調整できる様にした。ネジ１３ａ−５と１３ｂ−５
はエミッターの先端４−５と開口７−５とのセンタリン
グを調整するためのネジである。なお、図において１８
−５は加熱用ヒータであり、１７−５はヒータを支える
金具である。

【００４０】図５はカソード１を下から見た図である。
エミッター１２−６は偶数個だと対称性が良いので非点
収差等の発生は少ない。また各エミッター１２−６のＸ
軸方向(走査方向)へ投影した隣接エミッター間の距離Ｌ
ｘをすべて等しくすると、無駄な領域を走査することが
ない。図で光軸Ｏを通って対象エミッター間を結ぶ線と
Ｘ軸とのなす角θの値を適切な値にすると、エミッター
間の最大値Ｌ₁と最小値Ｌ₂の差を最も小さくできる条件
がある。エミッター間間隔の相隣る値の最大値Ｌ₁ が４
個所で等しくなる条件の場合、Ｌ₁とＬ₂の差が最も小さ
くなる。図５〔Ｂ〕は１個のエミッター１２−６の先端
を拡大したものであり、先端に強い電子ビームを放出で
きる放出領域１３−６を形成している。

【００４１】図６，図７はカソード１の加工方法を説明
した図である。図６はカソード先端の全体図であり、図
７〔Ａ〕は１個のエミッターの突起を放電加工で形成す
るための電極の平面図であり、同図〔Ｂ〕は同電極の側
面図である。電極ａ−６の中央にｅ−６に示した１００
μｍφの小穴を設けておくと、エミッター先端に図５に
１３−６で示す強いビームを発する平面部分が形成され
る。ｃ−６の円錘形状の穴を有する電極を用いるとその
頂角に対応する円錘状の突起が加工できる。なお、図７
においてｂ−６は電極の端面、ｄ−６は電極の取り付け
部分を示す。

【００４２】図８は一次光学系の複数のビームを調整す
るためのビームとマーカとの関係を示す図である。試料
と同一面上に複数の一次ビーム(図では９つのビーム)と
同じ配置でＸ軸に平行なラインアンドスペースのマーカ
とＹ軸に平行なラインアンドスペースのマーカからなる
マーカ２１−５，２２−５，・・・・・・２ｎ−５が接
近して配置されている。一つのビームが特定の一つのマ
ーカを走査する条件ですべてのビームがすべてのマーカ
を同時に走査することができる。一つのビームについて
Ｘ方向の走査とＹ方向の走査を１回ずつ行えば、すべて
のビームのＸ方向のビーム寸法及びＹ方向のビーム寸法
をすべて測定できる。従って一本のビームを評価する時
間ですべてのビームを評価できるので、ビーム調整の時
間は短くできる。

【００４３】図９は欠陥検査等のパターン評価を行う際
に、各ビームによって走査される視野ＳＡ１〜ＳＡ９の
境界における評価をどの様に扱うかを説明した図であ
る。図でＹ方向に試料台を連続移動させ、Ｘ方向には複
数のビームＥＢ１〜ＥＢ９を同時に走査して評価を行う
場合である。図に示した様に、複数のビーム位置をＸ軸
に投影した場合に等間隔となる隣接するビーム間の間隔
をＬｘとし、各ビームによる走査幅をＬｘ＋Δとした。
即ち、各走査幅にはΔだけ重複走査の領域が生じるよう
にした。そしてもし同図〔Ｂ〕に示した様に幅Δの間
で、右側の視野ＳＡ２と接続されているパターンＰｔ−
１と左側の視野ＳＡ１から接続されているパターンＰｔ
−２が混在している場合、同図〔Ｂ〕の点線で示した境
界Ｂｏｌを考え、Ｂｏｌの右側のパターンは右の視野で
評価を行い、Ｂｏｌの左側のパターンは左の視野で評価
を行う様にした。すなわち、境界線Ｂｏｌの右側の領域
はビームＥＢ２に対応する検出器からの画像データを採
用し、左側の領域はビームＥＢ１に対応する検出器から
の画像データを採用して、画像データ処理を行い、これ
に基づき欠陥検査等の評価を行う。この結果、視野の境
界付近で欠陥を見落したり、ニセの欠陥が発生する確率
が低くなった。

【００４４】図１０は一枚のウェーハＷ内におけるデバ
イスの配置を示したものである。円形のウェーハＷから
複数の長方形のチップ３１−１２を取るのであるが、符
号３２−１２，３３−１２で示すような欠損チップが周
辺領域にある。３１−１２で示した欠損の無いチップは
勿論すべてのプロセスが行われる。そして３２−１２、
３３−１２で示した欠損チップもすべてのプロセスが同
様に行われる。そこで、評価中にウェーハＷと対物レン
ズ１４間で放電が起こる条件、あるいは放電が起こらな
い条件を調べる時、その条件を欠損チップ３２−１２、
３３−１２内の領域で調べれば、たとえ放電が起きて、
パターンを破壊させても、最終的に良品が得られるチッ
プではないので、歩留りを悪化させる事はない。

【００４５】図１１は欠陥検査において、欠陥がキラー
欠陥であるか、あるいはキラー欠陥で無いかの識別を行
う場合の評価例を示す図である。この例は配線パターン
の中の導線性材料が欠陥候補として検出された場合につ
いて示している。同図〔Ａ〕、〔Ｂ〕に示した様に、配
線パターンＰｔｎ間をショートさせない欠陥Ｐｔｎ−
１，Ｐｔａ−１はキラー欠陥にはならない。しかし、同
図〔Ｃ〕に示した様に配線パターンＰｔｎ間をまたぐ欠
陥Ｐｔａ−２はキラー欠陥となる。このように、欠陥検
査の評価を行う場合に、欠陥候補のパターンと本来のパ
ターンとの関係を調べることによってキラー欠陥かそう
でないかを識別する機能を持たせるこことができる。

【００４６】図１２は本発明の第２の実施例の説明図で
ある。電子銃はＬａＢ６カソード９１、ウェーネルト９
２、アノード９３から構成され、空間電荷制限領域で動
作する。電子銃から放出された電子線は開口９５でＮＡ
を決められ、コンデンサレンズ９４と対物レンズ９９で
クロスオーバーを縮小され試料１００を照射する。ビー
ムを静電偏向器９６、９７の２段で偏向し走査すること
により試料上で走査が行われる。これと並行して、２次
電子検出のために静電偏向器９６、９７および電磁偏向
器９８には次の様な直流信号が与えられる。すなわち、
一次ビームを静電偏向器９６で角度γだけ偏向し、さら
に静電偏向器９７と電磁偏向器９８とで角度αだけ偏向
し、対物レンズ９９の近傍で主光線が光軸と交る様にす
ることにより、対物レンズ９９で発生する収差を小さく
する。電磁偏向器９８と静電偏向器９７の偏向方向は互
に逆方向であり、したがって、偏向器９８の偏向量−偏
向器９７の偏向量＝αとなり、また、２次電子の偏向量
は偏向器９８の偏向量＋偏向器９７の偏向量＝βとな
る。偏向色収差については、偏向器９６による試料上で
の偏向色収差＋偏向器９７による試料上での偏向色収差
＝（偏向器９８による偏向色収差）×２であれば、試料
上での偏向色収差は最小となる。何故ならば、電磁偏向
器による偏向色収差は静電偏向器の色収差の半分であ
り、偏向方向が互に逆であるからである。一般には、３
つの偏向器９６、９７、９８と対物レンズ９９を含むモ
デルを作り、シュミレーションによってすべての収差の
合計が最小になる条件でしかもβが５〜１０°以上取れ
る様にするとよい。

【００４７】なお、上記第２実施例は、単一ビームを発
生する電子銃を使用する例について説明したが、先の実
施例と同様に複数のビームを使用することもできる。す
なわち、複数のビームを発生するカソードを用いても良
く、或いは単一のビームを複数の開口を有する開口板を
照射して複数のビームを形成所定も良い。この場合は、
先の実施例と同様に、図２，３に示した検出器を使用す
ることができる。

【００４８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、次のよ
うな効果を奏することができる。 １） 熱電子放出カソードを使うので、ショット雑音が
小さく、小さいビーム電流でＳ／Ｎ比の良い評価ができ
る。

【００４９】２） 単一の基板に作り込んだマルチ検出
器あるいは複数のビームを独立に検出可能なＭＣＰは小
さく作れるので、２次電子像をあまり大きく拡大する必
要がなくて２次光学系を非常に簡単にでき、しかもクロ
ストーク無しに１００％近い効率で検出できる。

【００５０】３） 偏向器による偏向色収差をほとんど
ゼロにし、しかも一次光学系の鏡筒を鉛直にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子線装置を用いた評価装置の一実施
の形態を示す概略図である。

【図２】図１に示した二次電子検出器の一実施例を示す
図で、同図〔Ａ〕は平面図、同図〔Ｂ〕は同図〔Ａ〕の
Ｂ−Ｂ線に沿う断面図である。

【図３】図１に示した二次電子検出器の他の実施例を示
す図で、同図〔Ａ〕は平面図、同図〔Ｂ〕は同図〔Ａ〕
のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

【図４】本発明の電子線装置に適用可能なカソードのエ
ミッターとウェーネルトの開口との位置合わせ機構を説
明する断面図である。

【図５】本発明の電子線装置に適用可能な電子銃のカソ
ード先端部を示す図で、同図〔Ａ〕は平面図、同図
〔Ｂ〕は同カソードのエミッターの側面図である。

【図６】図５に示したカソードの側面図である。

【図７】図５および図６に示したカソードのエミッター
を放電加工するための電極を示す図で、同図〔Ａ〕は平
面図、同図〔Ｂ〕は側面図である。

【図８】本発明の電子線装置における一次光学系の複数
のビームを評価するためのビームとマーカとの関係を示
す図である。

【図９】欠陥検査等のパターン評価を行う際の視野の境
界領域におけるデータ処理を説明するための図である。

【図１０】一枚のウェーハ上におけるデバイスの配置を
示す平面図である。

【図１１】本発明の電子線装置を使用して行う欠陥検査
におけるキラー欠陥と非キラー欠陥との識別を説明する
ための図である。

【図１２】本発明の第２の実施例を示す概略図である。

【符号の説明】

１，９１：カソード ４，９２：ウェーネルト ５，９３：アノード ６，７，９４：コンデン
サ・レンズ ８：開口板 １０：縮小レンズ １１，１２，９６，９７：静電偏向器 １３，９８：電磁偏向器 １４，９９：対物レンズ １５，１００：試料 １８：固定鏡 １９：移動鏡 ２１：レーザ発振器 ２３：マルチ開口板 ２４，１０３：二次電子
検出器 ２４−１〜２４−６：感電子面 ２４ａ−１〜２４ａ−６：ＭＣＰ ２４ｂ−３，２４ｂ−６：アノード ２７：画像形成装置 ２８：ＣＰＵ

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） Ｈ０１Ｊ 37/20 Ｈ０１Ｊ 37/20 Ｄ 37/244 37/244 37/29 37/29 Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/66 Ｊ 21/66 21/30 ５４１Ｕ (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 Ｆターム(参考） 2H097 AA03 BA10 CA16 LA10 4M106 AA01 BA02 CA38 DB05 5C001 AA01 AA03 CC04 5C033 BB02 FF03 FF08 NN01 NP06 UU04 5F056 BA08 BB02

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱電子放出カソードを有する電子銃から
   放出された電子線を複数の開口に入射させ、各開口で成
   形された電子線を縮小し、試料面に集束し、走査し、試
   料から放出された２次電子像を少くとも１段のレンズで
   拡大して一次光学系から偏向し、２次電子検出器で検出
   する電子線装置において、２次電子検出器が一個の基板
   に集積させた複数の検出器あるいは、複数のビームを独
   立に検出可能なＭＣＰ（マイクロチャンネルプレート）
   検出器である事を特徴とする電子線装置。
2. 【請求項２】 電子銃と、コンデンサレンズと、対物レ
   ンズとをほぼ鉛直方向に配置し、２段の偏向器で１次電
   子線を試料面上で走査する機能を有し、かつ試料からの
   ２次電子を電界と磁界とによって検出器方向に向かわせ
   る電子線装置に於て、一段目の偏向器が発生する収差
   と、２段目の偏向器の内静電偏向器が発生する収差と、
   ２段目の偏向器の内電磁偏向器が発生する収差と、対物
   レンズの収差との合計を最小にする様に、２段目の偏向
   器の静電と電磁の偏向比を調整した事を特徴とする電子
   線装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に於て、前記試料を保持
   し、移動させるステージを有し、該ステージの移動を測
   定するレーザ測長器をさらに備え、前記レーザ測長器の
   移動鏡をステージに取り付け、かつ固定鏡を対物レンズ
   の外側に取り付けた事を特徴とする電子線装置。
4. 【請求項４】 請求項１又は２に於て、前記試料には負
   の高電圧を印加するようになっており、前記試料と対物
   レンズ間の放電の前駆現象を検出する測定器を有し、該
   測定器の信号から、試料に印加する電圧あるいは電流を
   放電電圧あるいは電流以下に調整できる機能を有する事
   を特徴とする電子線装置。
5. 【請求項５】 請求項１又は２に於て、前記電子銃は複
   数の電子線放出領域を有するカソードと、ウェーネルト
   と、アノードとを有し、電子線放出領域とウェーネルト
   との間隔を複数の電子線放出領域について一様に調整で
   きる機能を有する事を特徴とする電子線装置。
6. 【請求項６】 請求項１又は２に於て、前記複数の開口
   は偶数個であり、かつ該開口を一つの軸方向へ投影した
   間隔は等間隔である事を特徴とする電子線装置。
7. 【請求項７】 請求項５に於て、光軸まわりにおける相
   隣るビーム間隔の最大値が４箇所で等しい事を特徴とす
   る電子線装置。
8. 【請求項８】 請求項１又は２に於て、前記カソードは
   放電加工によって複数の電子線放出領域を形成した事を
   特徴とする電子線装置。
9. 【請求項９】 請求項１又は２に於て、前記試料と同じ
   高さのステージ上に、２方向のライン＆スペースから成
   るマーカが上記複数のビームに対応する位置に複数個配
   置されている事を特徴とする電子線装置。
10. 【請求項１０】 請求項１又は２に於て、試料台を一軸
    方向に連続移動させながら評価を行い、相隣るビームの
    評価領域は重複領域を含む事を特徴とする電子線装置。
11. 【請求項１１】 請求項１又は２に於て、前記熱電子放
    出カソードは空間電荷制限条件で動作し、ショット雑音
    低減係数が０．５以下である事を特徴とする電子線装
    置。
12. 【請求項１２】 請求項１に於て、前記試料は周辺部に
    欠損チップを有するウェーハであり、該ウェーハ周辺部
    の欠損チップ領域で、試料と対物レンズ間の放電が生じ
    ない条件を調べる機能を有する事を特徴とする電子線装
    置。
13. 【請求項１３】 請求項１又は２に於て、同じ画像が得
    られるべき２つの画像の差から欠陥を検出する機能を有
    し、前記欠陥がキラー欠陥か否かを判定する機能を有す
    る事を特徴とする電子線装置。
14. 【請求項１４】 請求項１又は２に於て、前記マイクロ
    チャンネルプレートの後方には上記複数のビームに対応
    した互に絶縁されたアノードを有する事を特徴とする電
    子線装置。
15. 【請求項１５】 請求項２に於て、２段目の偏向器の電
    磁偏向器の偏向量は静電偏向器の偏向量のほぼ２倍であ
    る事を特徴とする電子線装置。
16. 【請求項１６】 請求項１〜１５に記載された電子線装
    置を用いてプロセス途中のウェーハの評価を行う事を特
    徴とするデバイス製造方法。