JP2003346698A - 電子線装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 試料表面の画像を検出する電子線装置におい
て、マルチビームを用いる場合の二次電子像の拡大率及
び合焦条件を容易に合わせることを可能にする。 【解決手段】 電子線装置は、一次電子線を試料に照射
する一次電子光学系、検出系、及び一次電子線の照射に
よって試料面から放出される二次電子線を検出器へ指向
させる検出系を備える。一次電子光学系はマルチビーム
生成器、マルチビームを試料上に同時に走査させる走査
用偏向器、マルチビームを減速し試料に照射すると共に
二次電子線を加速する対物レンズ、及び対物レンズを通
過した複数の二次電子線を検出系へ偏向させる二次電子
線分離器を含む。検出系は単一のシリコン基板に形成さ
れる複数の検出器を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、試料に電子線を照
射し、試料から生じる二次電子線を検出し処理すること
により試料表面の微細形状のＳＥＭ（Scanning Electro
n Microscope；走査電子顕微鏡）画像を取得し評価を行
う検査装置に関する。試料表面の微細形状は、例えば最
小線幅０．１μｍ以下の高密度パターンを有する半導体
ウエハ又はマスクである。また本発明は、そのような検
査装置を用いる半導体デバイスの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】走査電子顕微鏡を用いて半導体ウエハ等
の検査対象（試料）を検査する検査装置は、公知であ
る。この検査装置は、細く絞った電子線を極めて間隔の
小さいラスタ幅でラスタ走査を行い、検査対象から放出
される二次電子を検出器で検出してＳＥＭ画像を形成
し、２つの異なる試料の対応する個所のＳＥＭ画像同志
を比較する等により試料の欠陥を検出する。電子線を用
いるパターン評価装置は、スループット（through put;
処理量）が著しく小さいので、マルチビームやマルチ
カラム（複数鏡筒）を用いる装置が提案されたが、実用
の装置は市販されていない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のマルチビームを
用いる欠陥検査装置は、二次電子を結像させる二次光学
系が一次光学系と共通のレンズを多数用いるので、二次
電子像の拡大率や合焦条件を合わせるのが困難であると
いう問題点を有する。従来の電子線シングルビームを用
いる評価装置は、Ｅ×Ｂ分離器を必要とするため、対物
レンズ近傍の構造が複雑になる問題点を有する。またＥ
×Ｂ偏向器は、偏向色収差が問題になり、一次電子線を
あまり細く絞れない問題点を有する。

【０００４】従来の電子装置は、電子線の視野が小さい
ので、アラインメントに時間がかかるという問題を有す
る。また一次電子線の照射量が多くなると絶縁物表面が
帯電するという問題を有する。更に最適ビーム径の基準
がなく、また２つ以上の評価モードがある場合の最適ビ
ーム径も明らかでない問題を有する。従来の電子装置
は、電位コントラストを測定するとき、フィルターを簡
単な構造で得ることができない問題を有する。またエア
ベアリングと真空の間の関係をうまく整合させる方法を
有していない。本発明は、上記従来技術の問題を解決す
る電子線装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の電子線装置は、
一次電子線を試料に照射する一次電子光学系と、検出系
と、一次電子線の照射によって試料面から放出される二
次電子線を検出する検出系とを備え、試料面の評価を行
う。一次電子光学系はマルチビーム生成器、マルチビー
ムを試料上に同時に走査させる走査用偏向器、マルチビ
ームを減速し試料に照射すると共に二次電子線を加速す
る対物レンズ、及び対物レンズを通過した複数の二次電
子線を検出系へ偏向させる二次電子線分離器を含む。検
出系は単一のシリコン基板に形成された複数の検出器を
含む。

【０００６】マルチビーム生成器は複数の電子放出領域
を有する単一のカソードを有する電子銃及び複数の電子
線を形成する複数の開口を有する第１のマルチ開口板を
備える。検出系は第２のマルチ開口板を備える。第２の
マルチ開口板の開口は第１のマルチ開口板の開口に１対
１に対応し前記複数の検出器の前に配置されて複数の二
次電子線を検出器へ導く。

【０００７】好ましくは、第１のマルチ開口板の複数の
開口は、一次電子光学系の光軸を中心とするほぼ同一円
周上に配置され且つ一次電子線の走査方向に平行な線上
に投影した点がほぼ等間隔となるように配置される。ま
た一次電子光学系は更に電子銃と試料との間に磁気レン
ズを備える。磁気レンズは複数の一次電子線を一次電子
光学系の光軸のまわりに回転可能である。

【０００８】本発明の電子線装置は、複数の検出器のそ
れぞれの後段に対応して設けられる複数の増幅器、及び
増幅器の利得又はオフセットを個別に調整する器具を備
え、複数の検出器で検出される電子線量の不均一性を補
正可能である。電子線装置は、複数の検出器のそれぞれ
の後段に対応して設けられる複数の増幅器、第１のマル
チ開口板の開口に流れる電流値を測定監視する器具、及
び測定された電流値に基いて複数の増幅器の利得又はオ
フセットを調整する器具を備え、電子銃からの一次電子
線の強度の時間的変動が補正可能である。

【０００９】 一次電子光学系は、更にＮＡ開口及び少
なくとも２段のレンズを含み、該少なくとも２段のレン
ズは電子銃とＮＡ開口との間に配置されＮＡ開口に形成
されるクロスオーバの拡大像の拡大率を調整し、該少な
くとも２段のレンズを調整することにより複数の一次電
子線の間隔又はビーム径が調整可能にされる。本発明に
おいて、複数の一次電子線の試料上の照射点の最小間隔
は、検出器上での二次電子線の拡大像のボケを検出系の
拡大率で除算した値より大きく設定される。

【００１０】本発明の電子線装置は、電子銃、コンデン
サレンズ、及び対物レンズを有し、対物レンズと試料間
に一次電子線に対する減速場を形成し、電磁偏向によっ
て光軸から離れた位置に一次電子線を偏向し、静電偏向
又は電磁偏向によって試料上を走査する一次電子光学
系、並びに試料から放出される二次電子を前記電磁偏向
器によって二次電子検出器の方向へ偏向し検出する検出
系を含む。検出系の構成部品は、一次電子光学系の部品
と共通とすることができる。一次電子光学系は更に収差
を補正する収差補正器を含み、該収差補正器は電磁レン
ズと静電レンズの組合わせ、電磁レンズと静電偏向器の
組合わせ、又は電磁レンズと電磁偏向器の組合わせを含
む。

【００１１】本発明において、二次電子線分離器は、Ｅ
×Ｂ分離器であり、一次電子光学系に対して電磁的に偏
向される量が電界により偏向される量のほぼ２倍になる
よう設定される。本発明の電子線装置は、更に評価開始
前に試料上の評価領域の位置と一次電子線の照射点とを
整合させる整合器を含み、該整合器は、複数の一次電子
線の内の１つが試料上のアラインメントマークを走査し
た場合に、その一次電子線に対応する検出器からのアラ
インメント信号として利用するように構成される。アラ
インメントマークは長方形の４隅が存在する形状又はダ
イシングラインの一部である。

【００１２】本発明の電子線装置は、更に一次電子線の
ビーム量を調整する調整器を含む。調整器は、チャージ
アップによる位置的に変動する試料表面電位を、像観察
に必要な最低値と、試料を損傷させること無く歪みのな
い画像が得られる最大値との間の範囲に調整するために
一次電子線のビーム量を調整する。一次電子線のビーム
径は試料上のビーム径を最適化してＳ／Ｎ比を最大にす
るように設定される。

【００１３】本発明において、ビーム径は試料の評価す
べきパターンの最小線幅ｄと一次電子線のビーム径Ｄの
比Ｄ／ｄが０．８〜１．４の範囲にあるように設定され
る。好ましくは比Ｄ／ｄが０．９５〜１．２５の範囲に
あるように設定される。

【００１４】本発明において、ビーム径は試料の評価す
べきパターンの最小線幅の２倍のピッチの周期的パター
ンを走査する場合の変調伝達関数ＭＴＦが０．１９〜
０．５８の範囲にあるように設定される。好ましくは、
ビーム径は、試料の評価すべきパターンの最小線幅の２
倍のピッチの円周的パターンを走査する場合の変調伝達
関数ＭＴＦが０．２６〜０．４５の範囲にあるように設
定される。ビーム径は、試料の評価すべきパターンの最
小線幅がｄｉ（ｉ＝１，２・・）である２以上の評価モ
ードを実行する場合に、ビーム径Ｄｉを最小線幅ｄｉに
対応して切換設定可能であり、且つＤｉ／ｄｉが０．８
〜１．４の範囲にあるように設定される。

【００１５】 本発明の電子線装置は、半導体ウエハの
欠陥検査、線幅測定、合せ精度測定又は電位コントラス
ト測定に使用される。本発明において、試料と対物レン
ズの間に配置される軸対称電極又は対物レンズの試料側
に最も近い電極のいずれかにより所定の電位障壁が形成
され、試料のパターンが有する電位に依存して電位障壁
を超えた二次電子のみを二次電子検出器に導く。

【００１６】本発明において、一次電子光学系に含まれ
るレンズは、セラミック材料の表面に金属コーティング
した軸対称レンズにより構成される。また、好ましくは
本発明の電子線装置を１列に複数台配置し、該複数台の
電子線装置により１つの試料を評価する。

【００１７】本発明の電子線装置は、更に電子線制御部
を含み、該電子線制御部は、試料の被評価領域を分割し
た小領域単位で一次電子線を照射し、且つ１つの小領域
の照射を完了後に隣接する小領域を１以上スキップして
未照射の小領域の照射を実行する。

【００１８】本発明の電子線装置は、更に電子線走査制
御部を含み、該電子線走査制御部は、試料の被評価領域
を分割した小領域単位で一次電子線を照射し、且つ１つ
の小領域の照射を実行する際にその照射の開始時に次に
照射を行う小領域に近い側から照射を開始し遠い側で照
射を完了する。

【００１９】本発明において、試料はＸＹステージ上に
載置され、該ＸＹステージ部材はハウジング内に収容さ
れ且つ静圧軸受けによりハウジングに対して非接触で支
持され、前記ハウジングは真空排気され、前記対物レン
ズはの周囲には試料面上の照射領域を排気する差動排気
機構が設けられる。

【００２０】本発明において、前記ＸＹステージの静圧
軸受けに供給されるガスはドライ窒素又は高純度の不活
性ガスであり、これらのガスは該ＸＹステージを収納す
るハウジングから排気された後、加圧され再び静圧軸受
けに供給される。本発明の半導体デバイス製造方法は、
本発明の電子線装置を用いて製造プロセス途中又は製造
後の半導体デバイスの評価を行う。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１Ａは、本発明の第１の実施の
形態の電子線装置の概略図であり、図１Ｂはマルチ開口
３における光軸１９を中心とする円周上のマルチビーム
Ｅ１−Ｅ６を一軸へ投影した状態を示す概略図、図１Ｃ
は試料表面１０上における円周上のマルチビームＥ１−
Ｅ６の配置状態を示す概略図である。電子銃１から放出
される電子線Ｅ０は、コンデンサレンズ２で集束されマ
ルチ開口３を照射する。電子線Ｅ０は、マルチ開口３で
複数の一次電子線、即ちマルチビームＥ１−Ｅ６に形成
される。マルチビームＥ−Ｅ６はコンデンサレンズ４に
よりクロスオーバー１７をＮＡ開口５に結像する。マル
チビームＥ−Ｅ６はレンズ４、６、９により縮小され、
可動ステージ１１上の試料Ｗの表面１０に複数の照射点
を形成する。ウエハ等の試料Ｗは−４ＫＶが印加され
る。偏向器７に印可される走査信号に基づきマルチビー
ムの偏向走査が行われる。マルチビームの照射により試
料Ｗから放出される二次電子Ｇ１−Ｇ６が対物レンズ９
で加速され、Ｅ×Ｂ分離器１２で検出器側へ偏向され、
検出器１４でビーム毎に検出される。

【００２２】検出器１４は、単結晶シリコンウエハに複
数のＰＩＮダイオードがマルチビーム像に対応した位置
に作り込まれて成る。検出器１４の前面に開口を設けク
ロストークをより小さくしてもよい。検出器１４はマル
チビームの位置を正確に合わせるためＲ−θステージ１
５上に載せられる。検出器１４から出た出力信号は、平
坦なＳｉ面等の試料を照射する時の出力が全て同じにな
るように出力調整回路２０で調整される。マルチビーム
Ｅ１−Ｅ６は、円周上にあり、図１Ｂに示すように、一
軸へ投影したものは等間隔になる。

【００２３】図１９は、図１Ｂと同様にマルチビームＥ
１−Ｅ６の円周上の配置を示す。図１９において、Ｅ２
と円周の中心（光軸）１９とを結ぶ直線のｘ軸に対する
角度θを大きくすると、Ｅ１とＥ２間の距離ｄ２及びＥ
２とＥ３間の距離ｄ１は、ｄ１＞ｄ２であり、θを小さ
くするとｄ２＞ｄ１となる。ｄ１＝ｄ２の場合に、Ｅ１
−Ｅ６の配置は最も対称性が良くなる。図１９におい
て、ビーム数は、偶数であるので、ｄ１＝ｄ１’、ｄ２
＝ｄ２’である。

【００２４】図１Ｃは試料表面１０上における光軸を中
心とする円周上のマルチビームの配置状態を示す概略図
である。図１Ｃにおいて、符号２２は、ビーム間の最短
距離を表す。図１Ｃに示すように、試料表面１０上にお
けるビーム間の実距離の最大値のものを４個所にした方
が良い。上記一軸と試料上の座標を正確に合わせるため
回転レンズ１８をマルチ開口３と試料Ｗの間に設けるこ
とができる。

【００２５】図２Ａは、本発明の第２の実施の形態の電
子線装置の概略構成図であり、図２Ｂは走査視野を示す
概略図である。図1Ａ−Ｃに示す部材に付した符号と同
一の符号は、同様の部材を指示する。電子銃１から放出
される電子線は、２段のレンズ２２で縮小され、試料Ｗ
の表面１０に焦点を結ぶが走査視野は光軸から外れた３
１で示す領域を走査する。試料Ｗから放出される二次電
子は、対物レンズ２４により加速され、電磁偏向器２８
で偏向され、検出器３０により検出される。対物レンズ
２４は、レンズギャップ２６が試料側にあり、レンズ主
面２７を試料側へ下げる効果を有する。更に軸対称電極
２５に正の高電圧を引加することによってレンズを通過
する時のビームエネルギーを大きくし、試料での軸上色
収差を小さくしている。

【００２６】軸上色収差Ｊは、レンズ主面でのビームエ
ネルギーをＶ₀、ビームのエネルギー幅をΔＶ、色収差
係数をＣ_Cとすると、Ｊ≒Ｃ_CΔＶ／Ｖ₀で表される。色
収差係数Ｃ_Cは、レンズ主面と試料間の距離にほぼ等し
い。

【００２７】図３は、本発明の電子線装置で用いられる
Ｅ×Ｂ分離器１２の概略断面図である。図３のＥ×Ｂ分
離器において電界Ｅは、６極の電極３５、３６により形
成される。形成しようとする電界Ｅの方向（矢印４３）
と、光軸４９（紙面に垂直）と各電極３５、３６の中心
とを結ぶ線４８とのなす角を図３に示すようにθとする
と、各電極３５、３６は、ｃｏｓθに比例する電圧が付
与される。真空壁３８の外側に磁場形成用コイルを設け
る場合には、対向する１対のコイルを別々に巻き、両側
から合わせて締め付ける構造が好適である。ｙ軸方向の
磁界Ｂを作るコイル３９とｘ軸方向の磁界を作るコイル
４０は、異なる半径方向に設けられる。強磁性のコア４
１は２つ割にして制作し、段付き端部４２においてつな
ぎあわせて組合わされる。コイル３９、４０を真空中に
配置する場合は、コイル及びコア４１を２つ割にする必
要がない。

【００２８】図３に示すようにマルチ電極３５、３６を
形成することによって、一様な電界Ｅが形成される領域
の直径と電極の内径の比を大きくできるので、走査時等
においてビームが光軸４９からある程度離れていても大
きい収差は発生しない。絶縁スペーサ３７が電極３５、
３６を接地された円筒３８に固定する。円筒３８は、真
空壁とし、コイル３９、４０は、大気中又は真空中に置
くことができる。このような構造にすることによって、
Ｅ×Ｂ分離器１２の電子銃側と試料側の両方にフェライ
トコア４１より大きい直径を持ち且つ分割できない部品
があっても、Ｅ×Ｂ分離器１２は組立て可能となる。

【００２９】図４は、本発明の試料室３１及びステージ
５０の実施の形態を示す断面図である。試料台９５は、
気体軸受９ａ−２、１０ａ−２、１１ａ−２、９ｂ−
２、１０ｂ−２、１１ｂ−２により支持される。試料室
３１をある程度の真空にするため、真空排気管２０ａ−
２、２０ｂ−２、１９−２により排気がなされる。試料
室３１の真空度は、二次電子を検出するためには十分で
はないので、電子光学系７０の対物レンズ７２の周辺に
差動排気部２５−２を設け、試料室３１の内部を差動排
気用の排気口２７−２及び排気管２８−２を介し排気す
ると共に、ウエハＷと差動排気用の部材２６−２との間
隔４０−２を小さくし、電子線照射が行われるウエハＷ
の上部を高真空度に保つ。

【００３０】図５は、対物レンズ７２の外側に設けた差
動排気部２５−２の別の実施の形態を示す断面図であ
る。図５の差動排気部２５−２は、同心状の２つの排気
口２７−２ａ、２７−２ｂを有し、各排気口の半径方向
寸法ｂは、例えば１０ｍｍであり、各排気口に連通され
る各排気通路２６−２ａ、２６−２ｂの直径ｄは、例え
ば１０ｍｍである。ウエハＷと排気口の先端との間隔ｅ
は、例えば５０μｍである。

【００３１】図６は、本発明の試料室及びガス回収シス
テム実施の形態を示す断面図である。図６の実施の形態
は、ステージ５０の静圧軸受用ガスとして不活性ガスを
使用すると共に、不活性ガスの回収システムを具備し、
環境悪化を防止すると共に高価な不活性ガスを無駄にし
ないようにする。図６の形態において、ターボ分子ポン
プ５１−２、５２−２は、排気管１８−２、２８−２を
介し、電子光学系７０及び差動排気部２５−２を排気す
ると共に、排気ガスを圧縮する。また試料台５２から排
気管２０ａ−２、２０ｂ−２を通り排出されるガスは、
圧縮機５３−２、５４−２により圧縮され、レギュレー
タ６０−２、６１−２、６２−２により圧力調整され、
ガス軸受に供給される。

【００３２】図７は、本発明によるマーク検出方法を示
すブロック図である。図７において、各ビームの矩形の
走査視野（走査範囲）Ｒ１〜Ｒ１０の中心ＢＳ１〜ＢＳ
１０が、直径Ｄの円周Ｈ上に配置される。検出すべきマ
ークＭが１辺の寸法をＬ、中心をＮとする矩形である場
合、マークの寸法Ｌは、Ｌ＞Ｄ−ｋである。ここで、Ｄ
はマルチビームがその上に配置される円周Ｈの持つ直径
寸法であり、ｋは走査範囲（矩形）の１辺の寸法であ
る。Ｌ、Ｄ、ｋが、Ｌ＞Ｄ−ｋを満足する場合、図７に
示されるように、マークＭがマルチビームの走査範囲Ｒ
１〜Ｒ１０の内側の非走査視野に入ることにより検出不
能状態になることはない。

【００３３】検出すべきマークＭ（中心Ｎ）と一次光学
系の光軸１９が離れ過ぎることによりマークの検出がで
きない状態は、図７のマークＭ２の位置で生じる。光軸
１９からｙ軸方向に（Ｄ／２）＋（ｋ／２）、ｘ軸方向
に（Ｄ／２）＋（ｋ／２）以上離間しない限り、マーク
Ｍと走査視野は必ず重なる。図７のマークＭ２の左隅が
円Ｈより内側にある、即ち、マークＭ２の何れかの隅が
円Ｈより内側にある場合、マークＭ２の検出は可能であ
る。マークＭが正方形の場合、マークＭ２中心Ｎと光軸
１９との間の距離が、Ｄ／２＋ｋ／（√２）以下であれ
ば、マークＭの検出は可能である。十字形のマークＫの
場合は、マークＫの中心Ｎと光軸１９との間の距離はよ
り接近することが必要である。これは、マルチビームが
走査されるドーナツ状の領域と正方形マークＭ及び十字
形マークＫを重ねた図（図７）から明らかである。

【００３４】図８は、ビーム寸法（ビーム径）をいくら
にすると最もスループットを大きくすることができるか
を示すグラフである。軸上収差が支配的な収差である場
合は、ビーム電流Ｉは、ビーム寸法の４乗に比例する。
従って、ビーム寸法とビーム電流の関係は線Ｇ１１で表
すことができる。一方、ボケたビームで小さい寸法のパ
ターンを走査すると信号の振幅はＭＴＦ倍に減少する。
横軸に（ビーム寸法／ＣＤ）を取り、ＣＤは最小線幅、
縦軸にＭＴＦを取ると、曲線Ｇ１２が得られる。

【００３５】信号のＳ／Ｎ比は、（ＭＴＦ）√Ｉに比例
するので、Ｓ／Ｎ比を最小にするためには、（ＭＴＦ）
²Ｉを最大にすれば良い。（ＭＴＦ）²は、曲線Ｇ１３に
なるので、（ＭＴＦ）²Ｉは、曲線Ｇ１４で示される上
に凸の曲線となる。（ＭＴＦ）²Ｉは、（ビーム寸法／
ＣＤ）が１．１のとき最大値を取る。（ビーム寸法／Ｃ
Ｄ）が０．９５〜１．２５において、Ｓ／Ｎ比は、最大
値とほぼ同様であり、このときＭＴＦの範囲は０．２６
〜０．４５になる。また（ビーム寸法／ＣＤ）が０．８
〜１．４においても、Ｓ／Ｎ比は、十分大きくなる。こ
のときＭＴＦは０．１９〜０．５８である。更に（ビー
ム寸法／ＣＤ）が０．５５〜１．５において、Ｓ／Ｎ比
はあまり小さくならない。このときのＭＴＦは０．１５
〜０．７である。

【００３６】図９は、帯電の影響を最小にする検査方法
の概略図である。ウエハの被評価領域Ｗを試料台連続移
動方向ｙに平行な複数のストライプ状の小領域Ｒ１、Ｒ
２、Ｒ３・・に分割し、まず奇数番目のストライプ状の
小領域Ｒ１、Ｒ３、Ｒ５・・を評価し、奇数番めのスト
ライプ状の小領域の評価が終了した後に、偶数番目のス
トライプ状の小領域Ｒ２、Ｒ４、Ｒ６・・を評価する。
そして一次電子線を小領域の短軸方向（Ｘ軸方向）に走
査しながら、小領域の長軸方向（Ｙ軸方向）に移動させ
る。小領域を１つスキップさせる場合、走査しながら＋
Ｙ軸方向にウエハを移動させ、小領域Ｒ１の照射を行
い、次いで、ウエハをＸ軸方向へ移動させた後、−Ｙ軸
方向にウエハを移動させながら小領域Ｒ３の照射を行
う。順次、１つおきに照射を行い、小領域Ｒｉの照射
後、小領域Ｒ（ｉ＋１） （ｉ＝１，２，…，ｎ−１）
の照射を行う。

【００３７】図１０は、他の電子線の走査方法を示す概
略図である。図１０に示す走査方法は、小領域を走査に
より照射するに際して、走査を行う小領域に近い方から
走査を開始し、遠い側へ進めるものである。即ち、１列
毎に走査を進める場合、小領域Ｒ１１を走査した後、小
領域Ｒ１２をスキップして、小領域Ｒ１３を走査する
が、その場合、小領域Ｒ１１の走査は、小領域Ｒ１３に
近い点Ｐ１１から開始し、最も遠い点Ｐ１２で終了す
る。小領域Ｒ１１の走査が終了すると、ウエハＷをステ
ップ移動させて、小領域Ｒ１３の走査を点Ｐ１３から開
始し、点Ｐ１４まで行う。その後、小領域Ｒ１３に隣接
するＲ１４をスキップして、小領域Ｒ１５をおこなう。
その行が終了すると次の行に移動して、小領域毎に同様
に走査を行う。このような走査方法によれば、帯電によ
る影響を少なくすることができる。なお、直前に走査し
た小領域Ｒｉｊの走査終了点と離れている小領域の点か
ら走査を開始すると言う前提で、小領域Ｒｉｊの終了
後、隣接する小領域Ｒｉ（ｊ＋１）をスキップせずに、
該小領域Ｒｉ（ｊ＋１）を走査してもよい。

【００３８】また、図１０の各小領域の走査において、
例えば、小領域Ｒ２２に示すように、点Ｐ１５から走査
を開始し、点Ｐ１６に到達した時点で点Ｐ１７に戻り、
そして、点Ｐ１８まで走査する用にしてもよい。なお、
小領域Ｒ２２内の破線は、帰線を示している。このよう
に、各小領域内において、１つおきにラスタスキャンす
ることにより、直前の走査による影響を小さくすること
ができる。スキップする線を１本ではなく、任意の複数
本とすることができる。

【００３９】図９、図１０に示す走査方法においては、
小領域のスキップは、電気的に制御することができるの
で、時間的なロスはほとんどなく、しかも帯電による影
響を少なくすることができる。

【００４０】１つの走査方法においては、図１１に示す
ように、ウエハＷは、分割された小領域２００単位で一
次電子線が走査される。電子線装置では、一次電子線の
視野が、小領域２００より少し大きい領域３００となる
ように、小領域２００が設定される。小領域２００は、
一次電子線を電気的に偏向できる領域に対応する。ウエ
ハから発生される二次電子を検出後、ウエハを移動させ
て次の小領域２００を照射するが、該次の領域は、隣接
する小領域を少なくとも１以上スキップした未照射の小
領域とする。帯電電荷は、時間とともに減少するので、
照射済の小領域の帯電による影響が十分に小さく時間の
経過後に、スキップした小領域を照射する。照射順序の
選択方法の一例として、図１１に示したように、６４に
分割した小領域を、、、、……の順序で照射する
と、１つの小領域を照射後の該小領域に隣接する小領域
の照射まで、十分な時間をおくことができる。なお、ウ
エハＷを移動中に、照射済みの小領域から検出した二次
電子に基づく検査を実行することが好適である。このよ
うな小領域の照射順序の選択は、１つの一次電子線を用
いる電子線装置にも適用できる。

【００４１】図１２は、Ｅ×Ｂ分離器の作用を説明する
ための分解斜視図、図１３は、Ｅ×Ｂ分離器の一次電子
線に作用する力を示す概略図、図１４は、Ｅ×Ｂ分離器
の一次電子線に作用する力を示す概略図である。図１２
に示すように、磁界をかける磁極３１Ｂと電界をかける
電極３１Ｅを９０°ずらして配置すると、一次電子線２
０−８ａに対しては、図１３に示すように、磁界Ｂによ
る力ＦＢと電界Ｅによる力ＦＥとが逆方向に働いて、両
者の差の分だけビーム軌道は曲げられる。すなわち、静
電偏向器による偏向角をα、電磁偏向器による偏向角を
２αとすると、αだけ偏向される。一方、二次電子線３
０−８ａに対しては、図１４に示すように、磁界Ｂによ
る力ＦＢと電界Ｅによる力ＦＥとが同一方向に働いて、
互いに強調されるので、二次電子線３０−８ａは、大き
く曲げられ、上記の場合では、３αだけ偏向される。こ
の構成は、ウイーンフィルタと同じであるが、本実施形
態では、二次電子分離器として機能させている。

【００４２】図１５は、本発明の電子線装置の他の実施
の形態を示す断面図である。図１５の実施形態では、カ
ソード３１−９、ウエーネルト３２−９、アノード３３
−９の電極を備える電子銃３０−９、電子銃３０−９か
ら放出される一次電子線をウエハＷへ結像させる一次光
学系、及びウエハから発生される二次電子を検出器３８
−９へ案内する二次光学系を含む。一次光学系におい
て、電子銃３０−９から放出される一次電子線は、軸合
せ偏向器３４−９、３５−９でコンデンサレンズ３６−
９に軸合せされ、コンデンサレンズ３６−９で集束さ
れ、対物レンズ４１−９でウエハに合焦され、静電偏向
器３７−９及び電磁偏向器２９−９で２段偏向され、ウ
エハ上を走査する。

【００４３】ウエハ上の一次電子線の走査点から発生す
る二次電子は、対物レンズ４１−９の中央電極４９−９
の正の高電圧で加速され、細く集束され対物レンズを通
過する。対物レンズ４１−９を通過した二次電子は、Ｅ
×Ｂ分離器２９−９、３０−９で、図１５の右方へ偏向
され、検出器３８−９で検出される。この場合、コンデ
ンサレンズ３６−９及び対物レンズ４１−９が光学系の
外径寸法を決める部品となるが、これらのレンズ３６−
９、４１−９の外径寸法を小さくすることにより、この
電子線装置の電子光学系７０の鏡筒を小外径とすること
ができる。鏡筒の外径が小さい場合、そのような鏡筒を
１枚のウエハ上に複数個配置することができるので、複
数の鏡筒により複数の電子線で同時に１枚のウエハに画
像形成し評価することにより、高スループットでウエハ
の評価を行うことができる。

【００４４】図１６は、本発明の電子線装置を複数個配
置した場合の実施形態を示す説明図である。図１６に示
した実施形態においては、単体の電子光学系の鏡筒６９
を４筒×２列に配置している。これは、コンデサレンズ
及び対物レンズ等のサイズを小さくして鏡筒の外形サイ
ズを小さくすることによって実現することができるが、
これを、図１５に示した電子光学系を一例として説明す
る。図１５に示した電子光学系７０において、コンデン
サレンズ３６−９及び対物レンズ４１−９を軸対称レン
ズとして構成し、これらのレンズの外径寸法を小さくす
るために、コンデンサレンズ３６−９を、一体のセラミ
ックスの円柱４３−９から上部電極４４−９、中央電極
４５−９、下部電極４６−９を削出し、削出されたセラ
ミックス表面に金属をコーティングして製造する。対物
レンズ４１−９も同様に、一体のセラミックスの円柱４
７−９から上部電極４８−９、中央電極４９−９、下部
電極５０−９を削出し、削出されたセラミックス表面に
金属をコーティングして製造する。

【００４５】上記の製造方法により、各レンズの外径寸
法を４０ｍｍφ以下にすることができ、８インチのウエ
ハ表面に、図１６に示すように、鏡筒６９を４筒×２列
に配置することができる。セラミックス表面にコーティ
ングする金属材料は、仕事関数の大きい白金とすること
によって電極間の小さい間隔に高い電圧を印加できるこ
とがわかった。この結果、軸上色収差を小さくでき小寸
法のビームで大電流をうることができた。なお、図１５
において、２６−９で示す部分は、コンデンサレンズ３
６−９の中央電極４５−９に電圧を与えるための電圧導
入端子である。また、図１６において、３８−９は、図
１５に示した検出器３８−９を示す。

【００４６】図１５に示す電子光学系だけでなく、先に
説明した任意の実施形態の電子光学系においても、コン
デンサレンズ及び対物レンズを図１５に示す構造にする
ことにより、複数の鏡筒を同時にウエハ上に配置し検査
することができる。

【００４７】図１７は、本発明の実施の形態の電子線装
置を使用する半導体デバイス製造方法の例を示すフロー
図である。図１７の半導体デバイス製造方法は、以下の
主工程を含む。（１）ウエハ５２を製造するウエハ製造
工程５１又はウエハ５２を準備するウエハ準備工程、
（２）露光に使用するマスク（レチクル）６２を製作す
るマスク製造工程６１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を行うウエハプロセッ
シング工程５３、（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５４、（５）できたチップ５５を検査するチップ検査
工程５６及び検査に合格したチップからなる製品（半導
体デバイス）５７を得る工程。なお、これらの主程は、
それぞれ幾つかのサブ工程を含む。図１７の右方部分
は、そのうちのウエハプロセッシング工程５３のサブ工
程を示す。

【００４８】上記（１）〜（５）の主工程の中で、半導
体デバイスの性能に決定的な影響を及ぼす主工程がウエ
ハプロセッシング工程５３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、以下の工程を含む。（６）絶
縁層となる誘電体薄膜や配線部、あるいは電極部を形成
する金属薄膜等を形成する薄膜形成工程６４（ＣＶＤや
スパッタリング等を用いる）。（７）この薄膜層やウエ
ハ基板を酸化する酸化工程６４。（８）薄膜層やウエハ
基板等を選択的に加工するためのマスク（レチクル）を
用いてレジストのパターンを形成するリソグラフィー工
程６３。（９）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６４（例えばドライエッチン
グ技術を用いる）。（１０）イオン・不純物注入拡散工
程６４。（１１）レジスト剥離工程。（１２）加工され
たウエハを検査する検査工程。なお、ウエハプロセッシ
ング工程５３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。

【００４９】図１７のフロー図は、上記（６）、（９）
及び（１０）をまとめて１つのブロック６４で示し、付
加的なウエハ検査工程６５を含み、更に繰り返し工程を
ブロック６６で示す。上記（１２）の加工されたウエハ
を検査する検査工程に本発明の検査装置を用いることに
より、微細なパターンを有する半導体デバイスでもスル
ープットよく検査でき、全数検査が可能になり、製品の
歩留まり向上、欠陥製品の出荷防止が可能である。

【００５０】図１８は、図１７の製造方法におけるリソ
グラフィ工程６３の詳細を示すフロー図である。図１８
に示すように、リソグラフィ工程６３は、（１３）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
を被覆するレジスト塗布工程７１、（１４）レジストを
露光する露光工程７２、（１５）露光されたレジストを
現像してレジストパターンを得る現像工程７３、（１
６）現像されたレジストパターンを安定化させるための
アニール工程７４から成る。なお、半導体デバイス製造
工程、ウエハプロセッシング工程、及びリソグラフィ工
程は、周知のものである。

【００５１】

【発明の効果】本発明によると、（１）マルチ検出器が
１つの結晶基板に集積されるので、マルチビームの間隔
を大きくする必要がなく、一次光学形と共通の部品で構
成される二次光学系によりマルチビームを検出すること
ができる。（２）単ビームの場合、二次電子検出でＥ×
Ｂ分離器が不用であるので、一次電子線にＥ×Ｂ分離器
による収差が混入せず、小さなビーム寸法で大電流が得
られる。（３）本発明のアラインメントではマルチビー
ムのどれかがマークを走査すれば信号検出ができるの
で、アラインメント時間が短くてすむ。また正方形のマ
ークを用いると光軸とマークとの間隔が大きく離れてい
てもマークを検出できる。

【００５２】本発明の方法によると、（４）チャージア
ップの影響を最小限にすることができる。（５）ビーム
がボケ過ぎて信号振幅が小さくなり過ぎることはなく、
ビーム径を小さくし過ぎてビーム電流が小さくなり過ぎ
ることもない。（６）試料室の真空度が比較的悪くても
試料の光軸付近を超高真空にすることができる。（７）
二次電子のフィルター作用を持たせることができるの
で、電位コントラストが容易に測定できる。

【００５３】本発明の走査方法においては、小領域のス
キップは、電気的に制御することができるので、時間的
なロスはほとんどなく、しかも帯電による影響を少なく
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１Ａは本発明の第１の実施の形態の電子線装
置の概略構成図、図１Ｂは円周上のマルチビームＥを一
軸へ投影した状態を示す概略図、図１Ｃは試料面１０上
における円周上のマルチビームの配置状態を示す概略
図。

【図２】図２Ａは本発明の第２の実施の形態の電子線装
置の概略構成図、図２Ｂは走査視野を示す概略図。

【図３】本発明の電子線装置で用いられるＥ×Ｂ分離器
１２の概略断面図。

【図４】本発明の試料室３１及びステージ５０の実施の
形態を示す断面図。

【図５】対物レンズ７２の外側に設けた差動排気部２５
−２の別の実施の形態を示す断面図。

【図６】本発明の試料室及びガス回収システム実施の形
態を示す断面図。

【図７】本発明によるマーク検出方法を示すブロック
図。

【図８】ビーム寸法（ビーム径）をいくらにすると最も
スループットを大きくすることができるかを示すグラ
フ。

【図９】帯電の影響を最小にする電子線の走査方法を示
す概略図。

【図１０】他の電子線の走査方法を示す概略図。

【図１１】本発明の電子線のウエハ上の走査方法を説明
するための図。

【図１２】Ｅ×Ｂ分離器の作用を説明するための分解斜
視図。

【図１３】Ｅ×Ｂ分離器の一次電子線に作用する力を示
す説明図。

【図１４】Ｅ×Ｂ分離器の二次電子線に作用する力を示
す説明図。

【図１５】本発明の電子線装置の他の実施の形態を示す
断面図。

【図１６】本発明の電子線装置を複数個配置した場合の
実施形態を示す説明図。

【図１７】本発明の実施の形態の電子線装置を使用する
半導体デバイス製造方法の例を示すフロー図。

【図１８】図１７の製造方法におけるリソグラフィ工程
６３の詳細を示すフロー図である。

【図１９】マルチビームＥ１−Ｅ６の円周上の配置状態
を示す概略図である。

【符号の説明】

１：電子銃、２：コンデンサレンズ、３：マルチ開口、
４：レンズ、５：ＮＡ開口、６：レンズ、７：走査用偏
向器、８：偏向器、９：対物レンズ、１０：表面、１
２：Ｅ×Ｂ分離器、１４：検出器、１５：ステージ、１
６、１７：クロスオーバ、１８：回転レンズ、１９：光
軸、２０：出力調整回路、２２：レンズ、２４：対物レ
ンズ、２５：軸対称電極、２６：レンズギャップ、２
７：レンズ主面、２８：電磁偏向器、３０：検出器、３
１：試料室、３５、３６：電極、３８：円筒（真空
壁）、３９、４０：コイル、４１：コア、４２：段付き
端部、４９：光軸、５０：ステージ、６９：鏡筒、７
０：電子光学系、６９：鏡筒、９５：試料台、Ｂ：磁
界、ＢＳ１〜ＢＳ１０：Ｒ１〜Ｒ１０の中心、Ｅ：電
界、Ｅ１〜Ｅ６：マルチビーム（一次電子線）、Ｇ１−
Ｇ６：二次電子線、Ｈ：円周、Ｋ：十字形マーク、Ｍ：
正方形マーク、Ｎ：マークＫ及びＭの中心、Ｒ１〜Ｒ１
０：矩形の走査視野、Ｗ：試料（ウエハ）。

───────────────────────────────────────────────────── 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 37/18 Ｈ０１Ｊ 37/18 37/20 37/20 Ｄ 37/244 37/244 Ｈ０１Ｌ 21/66 Ｈ０１Ｌ 21/66 Ｊ (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） 2F067 AA41 CC17 EE05 EE14 HH06 JJ05 KK04 LL15 NN03 PP12 QQ02 QQ14 2G001 AA03 AA10 BA07 CA03 EA05 GA05 GA06 JA02 JA03 KA03 LA11 MA05 PA07 4M106 AA01 AA02 BA02 CA39 DB07 5C001 AA03 CC04 5C033 CC01 FF03 KK09 NN01 NP04 NP05 NP06 UU02 UU03 UU04 UU08

Claims (29)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一次電子線を試料に照射する一次電子光
   学系と、試料面から放出される二次電子線を検出する検
   出系とを備え、試料面の評価を行う電子線装置であっ
   て、 一次電子光学系はマルチビーム生成器、マルチビームを
   試料上に同時に走査させる走査用偏向器、マルチビーム
   を減速し試料に照射すると共に二次電子線を加速する対
   物レンズ、及び対物レンズを通過した複数の二次電子線
   を検出系へ偏向させる二次電子線分離器を含み、検出系
   は単一のシリコン基板に形成された複数の検出器を含む
   電子線装置。
2. 【請求項２】 前記マルチビーム生成器は複数の電子放
   出領域を有する単一のカソードを有する電子銃及び複数
   の電子線を形成する複数の開口を有する第１のマルチ開
   口板を備え、検出系は第２のマルチ開口板を備え、第２
   のマルチ開口板の開口は第１のマルチ開口板の開口に１
   対１に対応し前記複数の検出器の前に配置されて複数の
   二次電子線を検出器へ導く請求項１の電子線装置。
3. 【請求項３】 前記第１のマルチ開口板の複数の開口は
   一次電子光学系の光軸を中心とするほぼ同一円周上に配
   置され且つ一次電子線の走査方向に平行な線上に投影し
   た点がほぼ等間隔となるように配置される請求項２の電
   子線装置。
4. 【請求項４】 前記一次電子光学系は更に電子銃と試料
   との間に磁気レンズを備え、該磁気レンズは複数の一次
   電子線を一次電子光学系の光軸のまわりに回転可能であ
   る請求項１の電子線装置。
5. 【請求項５】 前記複数の検出器のそれぞれの後段に対
   応して設けられる複数の増幅器、及び増幅器の利得又は
   オフセットを個別に調整する器具を備え、複数の検出器
   で検出される電子線量の不均一性を補正可能にする請求
   項１の電子線装置。
6. 【請求項６】 請求項１の電子線装置であって、複数の
   検出器のそれぞれの後段に対応して設けられる複数の増
   幅器、第１のマルチ開口板の開口に流れる電流値を測定
   監視する器具、及び測定された電流値に基いて複数の増
   幅器の利得又はオフセットを調整する器具を備え、電子
   銃からの一次電子線の強度の時間的変動が補正可能であ
   る電子線装置。
7. 【請求項７】 請求項１の電子線装置であって、一次電
   子光学系は更にＮＡ開口及び少なくとも２段のレンズを
   含み、該少なくとも２段のレンズは電子銃とＮＡ開口と
   の間に配置されＮＡ開口に形成されるクロスオーバの拡
   大像の拡大率を調整し、該少なくとも２段のレンズを調
   整することにより複数の一次電子線の間隔又はビーム径
   が調整可能にされる電子線装置。
8. 【請求項８】 請求項１の電子線装置であって、複数の
   一次電子線の試料上の照射点の最小間隔は、検出器上で
   の二次電子線の拡大像のボケを検出系の拡大率で除算し
   た値より大きく設定される電子線装置。
9. 【請求項９】 電子銃、コンデンサレンズ、及び対物レ
   ンズを有し、対物レンズと試料間に一次電子線に対する
   減速場を形成し、電磁偏向によって光軸から離れた位置
   に一次電子線を偏向し、静電偏向又は電磁偏向によって
   試料上を走査する一次電子光学系、並びに試料から放出
   される二次電子を前記電磁偏向器によって二次電子検出
   器の方向へ偏向し検出する検出系を含む電子線装置。
10. 【請求項１０】 請求項１又は９の電子線装置であっ
    て、一次電子光学系は更に収差を補正する収差補正器を
    含み、該収差補正器は電磁レンズと静電レンズの組合わ
    せ、電磁レンズと静電偏向器の組合わせ、又は電磁レン
    ズと電磁偏向器の組合わせを含む電子線装置。
11. 【請求項１１】 請求項１の電子線装置であって、二次
    電子線分離器は、Ｅ×Ｂ分離器であり、一次電子光学系
    に対して電磁的に偏向される量が電界により偏向される
    量のほぼ２倍になるよう設定される電子線装置。
12. 【請求項１２】 請求項１の電子線装置であって、更に
    評価開始前に試料上の評価領域の位置と一次電子線の照
    射点とを整合させる整合器を含み、該整合器は、複数の
    一次電子線の内の１つが試料上のアラインメントマーク
    を走査した場合に、その一次電子線に対応する検出器か
    らのアラインメント信号として利用するように構成され
    る電子線装置。
13. 【請求項１３】 請求項１２の電子線装置であって、前
    記アラインメントマークは長方形の４隅が存在する形状
    又はダイシングラインの一部である電子線装置。
14. 【請求項１４】 請求項１又は９の電子線装置であっ
    て、更に一次電子線のビーム量を調整する調整器を含
    み、該調整器はチャージアップによる位置的に変動する
    試料表面電位を、像観察に必要な最低値と、試料を損傷
    させること無く歪みのない画像が得られる最大値との間
    の範囲に調整するために一次電子線のビーム量を調整す
    る電子線装置。
15. 【請求項１５】 請求項１又は９の電子線装置であっ
    て、一次電子線のビーム径は試料上のビーム径を最適化
    してＳ／Ｎ比を最大にするように設定される電子線装
    置。
16. 【請求項１６】 請求項１又は９の電子線装置であっ
    て、一次電子線のビーム径は試料の評価すべきパターン
    の最小線幅ｄと一次電子線のビーム径Ｄの比Ｄ／ｄが
    ０．８〜１．４の範囲にあるように設定される電子線装
    置。
17. 【請求項１７】 請求項１又は９の電子線装置であっ
    て、一次電子線のビーム径は試料の評価すべきパターン
    の最小線幅ｄと一次電子線のビーム径Ｄの比Ｄ／ｄが
    ０．９５〜１．２５の範囲にあるように設定される電子
    線装置。
18. 【請求項１８】 請求項１又は９の電子線装置であっ
    て、一次電子線のビーム径は試料の評価すべきパターン
    の最小線幅の２倍のピッチの円周的パターンを走査する
    場合の変調伝達関数ＭＴＦが０．１９〜０．５８の範囲
    にあるように設定される電子線装置。
19. 【請求項１９】 請求項１又は９の電子線装置であっ
    て、一次電子線のビーム径は、試料の評価すべきパター
    ンの最小線幅の２倍のピッチの周期的パターンを走査す
    る場合の変調伝達関数ＭＴＦが０．２６〜０．４５の範
    囲にあるように設定される電子線装置。
20. 【請求項２０】 請求項１又は９の電子線装置であっ
    て、一次電子線のビーム径は、試料の評価すべきパター
    ンの最小線幅がｄｉ（ｉ＝１，２・・）である２以上の
    評価モードを実行する場合に、ビーム径Ｄｉを最小線幅
    ｄｉに対応して切換設定可能であり、且つＤｉ／ｄｉが
    ０．８〜１．４の範囲にあるように設定される電子線装
    置。
21. 【請求項２１】 請求項１又は９の電子線装置であっ
    て、半導体ウエハの欠陥検査、線幅測定、合せ精度測定
    又は電位コントラスト測定に使用される電子線装置。
22. 【請求項２２】 請求項１又は９の電子線装置であっ
    て、更に試料と対物レンズの間に配置される軸対称電極
    又は対物レンズの試料側に最も近い電極のいずれかによ
    り所定の電位障壁を形成し、試料のパターンが有する電
    位に依存して電位障壁を超えた二次電子のみを二次電子
    検出器に導く電子線装置。
23. 【請求項２３】 請求項１又は９の電子線装置であっ
    て、一次電子光学系に含まれるレンズは、セラミック材
    料の表面に金属コーティングした軸対称レンズにより構
    成される電子線装置。
24. 【請求項２４】 請求項１又は９の電子線装置を１列に
    複数台配置し、該複数台の電子線装置により１つの試料
    を評価する電子線装置。
25. 【請求項２５】 請求項１又は９の電子線装置であっ
    て、更に電子線制御部を含み、該電子線制御部は、試料
    の被評価領域を分割した小領域単位で一次電子線を照射
    し、且つ１つの小領域の照射を完了後に隣接する小領域
    を１以上スキップして未照射の小領域の照射を実行する
    電子線装置。
26. 【請求項２６】 請求項１又は９の電子線装置であっ
    て、更に電子線走査制御部を含み、該電子線走査制御部
    は、試料の被評価領域を分割した小領域単位で一次電子
    線を照射し、且つ１つの小領域の照射を実行する際にそ
    の照射の開始時に次に照射を行う小領域に近い側から照
    射を開始し遠い側で照射を完了する電子線装置。
27. 【請求項２７】 請求項１又は９の電子線装置であっ
    て、試料はＸＹステージ上に載置され、該ＸＹステージ
    部材はハウジング内に収容され且つ静圧軸受けによりハ
    ウジングに対して非接触で支持され、前記ハウジングは
    真空排気され、前記対物レンズの周囲には試料面上の照
    射領域を排気する差動排気機構が設けられる電子線装
    置。
28. 【請求項２８】 請求項２７の電子線装置であって、前
    記ＸＹステージの静圧軸受けに供給されるガスはドライ
    窒素又は高純度の不活性ガスであり、これらのガスは該
    ＸＹステージを収納するハウジングから排気された後、
    加圧され再び静圧軸受けに供給される電子線装置。
29. 【請求項２９】 請求項１乃至２８のいずれか１項の電
    子線装置を用いて製造プロセス途中又は製造後の半導体
    デバイスの評価を行うことを特徴とする半導体デバイス
    製造方法。