JP2007019034A - Electron beam device and defect inspection method - Google Patents

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Mamoru Nakasuji
護 中筋
Toru Satake
徹 佐竹
Shinji Nomichi
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a destruction of a sample by discharging between a sample applied with a high voltage and an objective lens. <P>SOLUTION: The electron beam device makes an electron beam emitted from an electron gun irradiate on a sample and evaluates the sample. The electron beam device impresses negative high voltage to the sample, includes a measuring instrument detecting a discharging precursor phenomenon between the sample and an objective lens and a function capable of adjusting voltage or current applying to the sample at or below discharging voltage or current from the measuring instrument. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

発明の詳細な説明Detailed Description of the Invention

発明の属する技術分野TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

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。     The present invention relates to an apparatus for performing evaluation of a sample having a pattern with a minimum line width of 0.1 μm or less at a high throughput, and a device capable of improving yield by evaluating a wafer in the middle of a process using such an apparatus. It relates to a manufacturing method.

従来技術Conventional technology

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。     Conventionally, in an evaluation apparatus such as a defect inspection apparatus or a CD measurement apparatus, an electron gun having a Schottky cathode has been used.

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。     In order to improve the throughput of evaluation, an apparatus having a plurality of emitters arranged in a straight line and a multi-detector using a line sensor has been proposed.

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。     Furthermore, in the conventional electron beam apparatus, an EXB deflector is used to separate the secondary electron beam from the primary electron beam. However, in the conventional EXB deflector, the deflection amount of the electrostatic deflector and the deflection amount of the electromagnetic deflector are different. The absolute values were equal and the deflection directions were opposite to each other.

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。     However, in a device having a Schottky cathode, for example, W / ZrO, and a cathode, there is a problem that a signal with a good S / N ratio cannot be obtained unless a large beam current is passed because the shot noise is large.

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。     In addition, in a multi-beam device using an emitter array and a line sensor arranged on a line, it is difficult to satisfy the imaging conditions of the primary optical system and the secondary optical system at the same time, so a practical device is still completed. The fact is not.

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。
Furthermore, those using the conventional EXB deflector have large deflection chromatic aberration, and it has been difficult to perform accurate evaluation.
One problem to be solved by the present invention is an electron gun equipped with an electron gun with low shot noise, capable of forming and detecting a multi-beam without burdening the optical design, and performing evaluation with higher throughput. A line device is provided.

本発明が解決しようとする他の課題は、EXB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。
Another problem to be solved by the present invention is to provide an electron beam apparatus capable of reducing the deflection chromatic aberration of the EXB separator.
Another problem to be solved by the present invention is to provide a device manufacturing method capable of improving the yield by using the apparatus as described above.

本願の請求項1に記載の発明は、電子銃から放出された電子線を試料に照射し、試料の評価を行なう電子線装置であって、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。     The invention according to claim 1 of the present application is an electron beam apparatus that irradiates a sample with an electron beam emitted from an electron gun and evaluates the sample, and applies a negative high voltage to the sample. It has a measuring device that detects the precursor phenomenon of discharge between the sample and the objective lens, and has the function of adjusting the voltage or current applied to the sample to the discharge voltage or the discharge current or less from the signal of the measuring device. It is characterized by things.

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。
本願請求項2に記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記測定器はコロナ放電を検出するホトマルからなることを特徴とする
本願請求項3に記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記測定器は異常電流を検出する電流計からなることを特徴とする
According to the present invention, it is possible to detect the discharge precursor phenomenon occurring between the sample and the objective lens and to avoid the rise of the discharge, so there is no possibility of damaging the irradiation region of the sample and the objective lens.
The invention according to claim 2 of the present application is characterized in that, in the invention according to claim 1, the measuring device comprises a photomal that detects corona discharge. In the present invention, the measuring instrument comprises an ammeter for detecting an abnormal current.

本願の請求項4に記載の発明は、電子線を放出する電子銃を有し、前記電子銃からの電子線を検査されるべき試料面上に照射する第一次光学系と、前記試料から放出された二次電子を、二次電子検出装置に入射させる第二次光学系とを備え、前記電子銃は複数の突起が形成されたカソードと、該カソードの突起に対応して設けられた孔が設けられたウェーネルトと、該カソードの複数の突起の先端がなす面と該ウェーネルトの面との平行度を調整する調整機構とを有することを特徴とする。     The invention according to claim 4 of the present application includes an electron gun that emits an electron beam, a primary optical system that irradiates the sample surface to be inspected with the electron beam from the electron gun, and the sample. A secondary optical system for causing the emitted secondary electrons to enter the secondary electron detector, and the electron gun is provided corresponding to the cathode having a plurality of protrusions and the protrusions of the cathode It has a Wehnelt provided with a hole, and an adjusting mechanism for adjusting the parallelism between the surface formed by the tips of the plurality of projections of the cathode and the surface of the Wehnelt.

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。
本願請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の発明において、前記調整機構はねじとばねとを有することを特徴とする。
According to the present invention, the difference in the amount of electron emission from the plurality of emitters is small, and the beam current or beam diameter between the plurality of beams can be made uniform.
The invention according to claim 5 of the present application is characterized in that, in the invention according to claim 4, the adjusting mechanism includes a screw and a spring.

本願の請求項6に記載の発明は、電子銃から放出された電子線を試料に印可し、試料の評価を行なう欠陥検査方法であって、試料中の欠損チップ内の領域で該試料が放電を起こす条件を調べることを特徴とする。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。     The invention according to claim 6 of the present application is a defect inspection method in which an electron beam emitted from an electron gun is applied to a sample and the sample is evaluated, and the sample is discharged in a region within a defective chip in the sample. It is characterized by investigating conditions that cause The sample is a wafer having a defective chip in the peripheral portion, and the condition under which the discharge between the sample and the objective lens does not occur in the defective chip region in the peripheral portion of the wafer is examined.

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。     Since the defective chip is not used as a product, there is no problem even if it is destroyed. Therefore, it is possible to reliably prevent discharge by grasping the conditions that do not cause discharge by using these defective chip regions.

本願第一の実施例は、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。     In the first embodiment of the present application, an electron beam emitted from an electron gun having a thermionic emission cathode is made incident on a plurality of apertures, the electron beam formed in each aperture is reduced, focused on the sample surface, and scanned. In the electron beam apparatus in which the secondary electron image emitted from the sample is enlarged by at least one stage of lens and deflected from the primary optical system and detected by the secondary electron detector, the secondary electron detector has one substrate. Or a MCP (microchannel plate) detector capable of independently detecting a plurality of beams.

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。     By using a thermionic emission cathode, shot noise can be reduced, and a good evaluation of the S / N ratio can be performed with a smaller beam current. In addition, since a multi-detector in which secondary electron detectors are integrated on a single substrate, for example, a Si substrate, or an MCP (microchannel plate) detector capable of independently detecting a plurality of beams can be made small, It is not necessary to enlarge the secondary electron image so much, the secondary optical system can be configured simply, and detection can be performed with an efficiency close to 100% without crosstalk. Furthermore, the detection optical system can be reduced in size.

本願第二の実施例は、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。     The second embodiment of the present application has a function in which an electron gun, a condenser lens, and an objective lens are arranged in a substantially vertical direction, and a primary electron is scanned on a sample surface by a two-stage deflector. In the device for directing the secondary electrons from the direction of the detector by an electric field and a magnetic field, the aberration generated by the first stage deflector, the aberration generated by the electrostatic deflector in the second stage deflector, The electrostatic and electromagnetic deflection ratio of the second stage deflector has been adjusted so as to minimize the sum of the aberration generated by the electromagnetic deflector in the second stage deflector and the aberration of the objective lens. Features.

この実施例によれば、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。
本願第三の実施例は、第一又は第二の実施例に於て、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。
According to this embodiment, the deflection chromatic aberration due to the second stage deflector can be made substantially zero, and the barrel of the primary optical system can be made almost vertical.
The third embodiment of the present application has a stage for holding and moving the sample in the first or second embodiment, and further includes a laser length measuring device for measuring the movement of the stage, The moving mirror of the laser length measuring device is attached to the stage, and the fixed mirror is attached to the outside of the objective lens.

この実施例によれば、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。     According to this embodiment, since the fixed mirror of the laser length measuring device (interferometer) is attached to the outer cylinder of the objective lens, there is no error in the evaluation position even if there is a vibration or a temperature change. A good evaluation can be made.

本願第四の実施例は、第一又は第二の実施例に於て、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。     In the fourth embodiment of the present application, in the first or second embodiment, a negative high voltage is applied to the sample, and a precursor phenomenon of discharge between the sample and the objective lens is detected. It has a measuring device and has a function of adjusting the voltage or current applied to the sample to a discharge voltage or a discharge current or less from the signal of the measuring device.

この実施例によれば、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。     According to this embodiment, it is possible to detect a discharge precursor phenomenon occurring between the sample and the objective lens and to avoid the rise of the discharge, and there is no possibility of damaging the irradiation region of the sample and the objective lens.

本願第五の実施例は、第一又は第二の実施例に於て、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。     In the fifth embodiment of the present application, in the first or second embodiment, the electron gun includes a cathode having a plurality of electron beam emission regions, a Wehnelt, and an anode, and the electron beam emission region and the Wehnelt And a plurality of electron beam emission regions having a function of being able to be uniformly adjusted before being incorporated into the apparatus.

この実施例によれば、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。
本願第六の実施例は、第一又は第二の実施例に於て、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。
According to this embodiment, the difference in the amount of electron emission from the plurality of emitters is small, and the beam current or beam diameter between the plurality of beams can be made uniform.
The sixth embodiment of the present application is characterized in that, in the first or second embodiment, the plurality of openings are an even number, and the intervals at which the openings are projected in one axial direction are equal intervals. To do.

この実施例によれば、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。
本願第七の実施例は、第五の実施例に於て、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。
According to this embodiment, there is no difference in the spacing between the plurality of beams, and a beam close to symmetry around the optical axis can be obtained. Further, it is possible to perform a scan without waste.
The seventh embodiment of the present application is characterized in that, in the fifth embodiment, the maximum values of the adjacent beam intervals around the optical axis are equal at four positions.

この実施例によれば、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。
本願第八の実施例は、第一又は第二の実施例に於て、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。
According to this embodiment, with the above conditions, the difference between the maximum value and the minimum value of the beam interval around the optical axis can be minimized.
The eighth embodiment of the present application is characterized in that, in the first or second embodiment, the cathode has a plurality of electron beam emission regions formed by electric discharge machining.

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。
本願第九の実施例は、第一又は第二の実施例に於て、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。
By producing a cathode, for example, a LaB6 cathode, by electric discharge machining, a surface free from machining distortion can be obtained.
In the ninth embodiment of the present application, in the first or second embodiment, on the stage having the same height as the sample, a marker composed of two lines and spaces is located at a position corresponding to the plurality of beams. It is characterized by being arranged in plural.

この実施例によれば、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。     According to this embodiment, the marker corresponding to all the beams can be scanned simultaneously under the condition that the one marker corresponding to one beam is scanned, and scanning in two directions, for example, the x direction and the y direction can be performed simultaneously. If performed once, the beam dimensions in the x-direction and y-direction of all the beams can be measured. Therefore, all the beams can be evaluated in the time for evaluating one beam, and the beam adjustment time is shortened. can do.

本願第十の実施例は、第一又は第二の実施例に於て、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。     The tenth embodiment of the present application is characterized in that in the first or second embodiment, the evaluation is performed while continuously moving the sample stage in the uniaxial direction, and the evaluation regions of adjacent beams include an overlapping region. To do.

この実施例によれば、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。
本願第十一の実施例は、第一又は第二の実施例に於て、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。
According to this embodiment, it is possible to reduce the probability that a defect is overlooked in the vicinity of the boundary of the evaluation area or a false defect occurs.
The eleventh embodiment of the present application is characterized in that, in the first or second embodiment, the thermionic emission cathode operates under a space charge limiting condition, and the shot noise reduction coefficient is 0.5 or less. To do.

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。     By operating the cathode under the space charge limiting condition, the shot noise can be reduced, and therefore a good evaluation of the S / N ratio can be performed with a small current.

本願第十二の実施例は、第一の実施例に於て、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。     The twelfth embodiment of the present application is the wafer according to the first embodiment, in which the sample has a defective chip in the peripheral portion, and the discharge between the sample and the objective lens is generated in the defective chip region in the peripheral portion of the wafer. It has the function of examining conditions that do not occur.

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。     Since the defective chip is not used as a product, there is no problem even if it is destroyed. Therefore, it is possible to reliably prevent discharge by grasping the conditions that do not cause discharge by using these defective chip regions.

本願第十三の実施例は、第一又は第二の実施例に於て、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。     The thirteenth embodiment of the present application has a function of detecting a defect from a difference between two images from which the same image should be obtained in the first or second embodiment, and whether or not the defect is a killer defect. It is characterized by having a function of judging.

この実施例によれば、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。
本願第十四の実施例は、第一又は第二の実施例に於て、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。
According to this embodiment, it is possible to quickly and efficiently determine whether a defect is a killer defect or a non-killer defect.
The fourteenth embodiment of the present application is characterized in that, in the first or second embodiment, anodes that are insulated from each other corresponding to the plurality of beams are provided behind the microchannel plate.

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。     By configuring the detector as described above, the detector can be reduced in size, and thus the detection optical system can be reduced in size. In addition, since the rise and fall times of the detector are as short as 150 ps or 55 ps, for example, high-speed scanning can be performed.

本願第十五の実施例は、第二の実施例に於て、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、上記条件とすることにより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。
The fifteenth embodiment of the present application is characterized in that, in the second embodiment, the deflection amount of the electromagnetic deflector of the second stage deflector is approximately twice the deflection amount of the electrostatic deflector. .
In the EXB deflector, since the deflection amount of the electrostatic deflector and the deflection amount of the electromagnetic deflector have the same absolute value and the deflection directions are opposite to each other, the deflection chromatic aberration caused by the EXB deflector is almost zero by the above conditions. Can be.

本願第十六の実施例は、デバイス製造において、第一〜第十五の実施例の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。     The sixteenth embodiment of the present application is characterized in that, in device manufacturing, a wafer in the middle of a process is evaluated using the electron beam apparatus of the first to fifteenth embodiments.

この実施例によれば、上記第一ないし第十五の実施例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。     According to this embodiment, it is possible to manufacture a device with a high yield having the advantages of the electron beam apparatus of the first to fifteenth embodiments.

発明の実施の形態BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

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Si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。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is an explanatory diagram of an electron beam apparatus according to an embodiment of the present invention. In the figure, the electron gun comprises a thermionic emission cathode 1 having a plurality of electron beam emission regions, a heater 2, a support fitting 3, a Wehnelt 4 and an anode 5. This electron gun operates under a space charge limited condition, and it has been confirmed that the shot noise is 1/5 or less of that in the temperature limited condition, and the operating temperature of the cathode 1 is determined. The cathode 1 and the Wehnelt 4 are processed so as to have a plurality of electron beam emission regions. The plurality of electron beams emitted from the electron gun are expanded in the emission direction by the condenser lens 6 and focused by the second-stage condenser lens 7 to irradiate the aperture plate 8 having a plurality of openings. At this time, a plurality of electron beams from the cathode 1 are allowed to pass through corresponding openings of the aperture plate 8. The aperture plate 8 is provided with an aperture position so that the beam intervals projected onto the scanning direction axis are all equal. The excitation conditions for the condenser lens 7 are determined so that the electron beam exiting the aperture forms a crossover at the NA aperture 9. The electron beam that has exited the aperture is reduced by the reduction lens 10 and the objective lens 14 to form a plurality of probe electron images on the sample 15. The scanning deflectors 11 and 12 scan in the X direction, and the entire surface of the sample 15 is evaluated by continuously moving the sample stage, that is, the stage 16 in the Y direction. A plurality of groups of secondary electrons emitted from each scanning point of the sample 15 are focused into narrow beams by the objective lens 14 and deflected to the right in the figure by the electromagnetic deflector 13 to be formed on a single Si substrate. Each beam is independently detected without mutual crosstalk by a detector 24 including a PIN diode group inserted therein, amplified, converted into a digital signal, and then input to the two-dimensional image forming apparatus 27.

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。   A scanning signal is input from the scanning power supply 26 to the two-dimensional image forming apparatus 27, and a plurality of SEM images are created. Evaluation such as defect inspection from the SEM image is controlled by the CPU 28, and evaluation such as defect inspection is performed and displayed on the display unit. A series of controls when evaluation is performed by the CPU 28 is performed by an operator console 29 to interface with an operator. The SEM image is stored in the image memory 30, and an image created from the design data is supplied from the image memory 31 as necessary.

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24−1〜24−6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。     As shown in FIG. 2, the secondary electron detector 24 is formed by forming a plurality of PIN diodes around an optical axis on a single substrate, for example, a Si substrate. The arrangement of 6 corresponds to the opening position of the opening plate 8. In FIG. 2, 24-7 is a bonding pad, 24-8 is an aluminum wiring, 24-9 is a SiO2 passivation, and 24-10 is a common ground. A front surface of the secondary electron detector 24 has a multi-aperture plate 23 provided with openings corresponding to the positions of the electrosensitive surfaces 24-1 to 24-6 to prevent mutual crosstalk. Further, the detector position is adjusted so that the output is maximized by the R-θ stage 25.

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MCP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。     Further, instead of the PIN diode, as shown in FIG. 3, a plurality of independent MCP groups 24a-1 to 24a-6 are formed in the MCP substrate 24a, and a plurality of anodes 24b- You may use detector 24 'which combined 1-24b-6.

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。   The stage 16 is moved by causing the laser from the laser oscillator 21 to enter the movable mirror 19 attached to the stage and the fixed mirror 18 attached to the outside of the objective lens 14, and the reflected beam from these movable mirror 19 and fixed mirror 18. By detecting the interference light with a receiver, measurement, that is, the XY coordinate position of the stage is calculated. For this reason, even if the position of the objective lens 14 fluctuates due to vibration or thermal expansion, the fluctuation is measured, so that the image is not affected.

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。   Since a negative high voltage is applied to the sample 15, there is a possibility that discharge occurs between the sample 15 and the objective lens. Before the discharge occurs, corona discharge light is emitted as a precursor phenomenon, or an abnormal current flows through the sample. For this reason, this precursor phenomenon is detected by detecting light emission with the photomultiplier 32 or detecting an abnormal current with an ammeter (not shown). By adjusting, local destruction of the sample due to discharge can be prevented.

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12a−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。   FIG. 4 shows an embodiment of the cathode 1 and the Wehnelt 4 of the present invention. A plurality of protrusions 3-5 are formed on the cathode 1, and an electron beam is emitted from the tip 4-5. At this time, if there is a difference in the Z direction distance between the tip 4-5 and the Wehnelt hole 7-5 between the emitters, the intensity of the emitted electrons is different, and a uniform beam intensity cannot be obtained. Therefore, a function for adjusting the parallelism between the Wehnelt surface 6-5 and the surface formed by the tip 4-5 of the plurality of emitters is provided. In other words, the cathode 1 is supported on an insulating base plate 11-5 disposed in a cylindrical support 8-5, and a plurality of screws 1 are screwed to the bottom plate 9-5 of the support 8-5. It is mounted on the screws 12a-5 and 12b-5. A plate spring 14-5 is arranged between the base plate 11-5 and a spring receiver 15-5 fixed to the support 8-5, and the base plate 11-5 is always adjusted by adjusting screws 12a-5 and 12b. It is pressed by -5. By adjusting the screws 12a-5 and 12b-5, the parallelism between the surface formed by the tip 4-5 of the emitter and the surface of the Wehnelt 4 can be adjusted. The screws 13a-5 and 13b-5 are screws for adjusting the centering between the tip 4-5 of the emitter and the opening 7-5. In the figure, 18-5 is a heater for heating, and 17-5 is a metal fitting for supporting the heater.

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Lx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。 FIG. 5 is a view of the cathode 1 as viewed from below. If the number of emitters 12-6 is an even number, the symmetry is good, and astigmatism is not generated. Further, if all the distances Lx between adjacent emitters projected in the X-axis direction (scanning direction) of each emitter 12-6 are made equal, a useless area is not scanned. In the figure, when the angle θ formed by the line connecting the target emitters through the optical axis O and the X axis is set to an appropriate value, the difference between the maximum value L 1 and the minimum value L 2 between the emitters can be minimized. There is. When the maximum value L 1 of the adjacent values of the emitter-to-emitter spacing is equal at four locations, the difference between L 1 and L 2 is the smallest. FIG. 5B is an enlarged view of the tip of one emitter 12-6, and an emission region 13-6 that can emit a strong electron beam is formed at the tip.

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100μmφ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。   6 and 7 are diagrams for explaining a processing method of the cathode 1. 6 is an overall view of the cathode tip, FIG. 7A is a plan view of an electrode for forming a single emitter protrusion by electric discharge machining, and FIG. 7B is a side view of the electrode. is there. If a small hole of 100 μmφ shown in e-6 is provided in the center of the electrode a-6, a plane portion emitting a strong beam shown in 13-6 in FIG. 5 is formed at the tip of the emitter. When an electrode having a c-6 hole having a conical shape is used, a conical protrusion corresponding to the apex angle can be processed. In addition, in FIG. 7, b-6 shows the end surface of an electrode and d-6 shows the attachment part of an electrode.

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。   FIG. 8 is a diagram showing a relationship between a beam and a marker for adjusting a plurality of beams of the primary optical system. Markers 21-5 and 22 comprising a line and space marker parallel to the X axis and a line and space marker parallel to the Y axis in the same arrangement as a plurality of primary beams (9 beams in the figure) on the same plane as the sample. -5, ... 2n-5 are arranged close to each other. All beams can scan all markers simultaneously, with one beam scanning a specific marker. If the scanning in the X direction and the scanning in the Y direction are performed once for one beam, all the beam dimensions in the X direction and the beam dimension in the Y direction can be measured. Therefore, since all the beams can be evaluated in the time for evaluating one beam, the beam adjustment time can be shortened.

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。   FIG. 9 is a diagram for explaining how to handle evaluation at the boundary between the fields of view SA1 to SA9 scanned by each beam when pattern evaluation such as defect inspection is performed. In the figure, the sample stage is continuously moved in the Y direction, and the evaluation is performed by simultaneously scanning a plurality of beams EB1 to EB9 in the X direction. As shown in the figure, when a plurality of beam positions are projected on the X-axis, the interval between adjacent beams, which is equally spaced, is Lx, and the scanning width of each beam is Lx + Δ. That is, an overlap scanning region is generated by Δ in each scanning width. As shown in FIG. 6B, between the width Δ, the pattern Pt-1 connected to the right visual field SA2 and the pattern Pt-2 connected from the left visual field SA1 are mixed. In this case, the boundary Bol indicated by the dotted line in FIG. 5B is considered, and the pattern on the right side of Bol is evaluated in the right visual field, and the pattern on the left side of Bol is evaluated in the left visual field. That is, the image data processing is performed by using the image data from the detector corresponding to the beam EB2 in the area on the right side of the boundary line Bol and using the image data from the detector corresponding to the beam EB1 in the area on the left side. Based on this, evaluation such as defect inspection is performed. As a result, the probability that a defect was missed near the boundary of the visual field or a fake defect occurred was reduced.

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。   FIG. 10 shows the arrangement of devices in one wafer W. A plurality of rectangular chips 31-12 are taken from the circular wafer W, but there are defective chips as indicated by reference numerals 32-12 and 33-12 in the peripheral region. Of course, all the processes are performed on the chip having no defect shown in 31-12. All processes are performed in the same manner for the defective chips indicated by 32-12 and 33-12. Therefore, when examining conditions under which discharge occurs between the wafer W and the objective lens 14 during evaluation or conditions under which discharge does not occur, if the conditions are examined in the area within the defective chip 32-12, 33-12, even if the discharge occurs. Even if you wake up and destroy the pattern, it is not a chip that will eventually yield good products, so it will not degrade the yield.

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。   FIG. 11 is a diagram illustrating an evaluation example in the case of identifying whether a defect is a killer defect or not a killer defect in defect inspection. This example shows a case where the conductive material in the wiring pattern is detected as a defect candidate. As shown in FIGS. 5A and 5B, the defects Ptn-1 and Pta-1 that do not short-circuit the wiring patterns Ptn do not become killer defects. However, as shown in FIG. 5C, the defect Pta-2 that straddles the wiring pattern Ptn becomes a killer defect. As described above, when evaluating the defect inspection, it is possible to provide a function of identifying whether the defect is a killer defect by examining the relationship between the defect candidate pattern and the original pattern.

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92、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。
FIG. 12 is an explanatory diagram of the second embodiment of the present invention.
The electron gun is composed of a LaB6 cathode 91, a Wehnelt 92, and an anode 93, and operates in a space charge limited region. The NA of the electron beam emitted from the electron gun is determined by the opening 95, the crossover is reduced by the condenser lens 94 and the objective lens 99, and the sample 100 is irradiated. Scanning is performed on the sample by deflecting and scanning the beam in two stages of electrostatic deflectors 96 and 97. In parallel with this, the following DC signals are given to the electrostatic deflectors 96 and 97 and the electromagnetic deflector 98 for secondary electron detection. That is, the primary beam is deflected by the angle γ by the electrostatic deflector 96, further deflected by the angle α by the electrostatic deflector 97 and the electromagnetic deflector 98, and the principal ray intersects the optical axis in the vicinity of the objective lens 99. By doing so, the aberration generated in the objective lens 99 is reduced. The deflection directions of the electromagnetic deflector 98 and the electrostatic deflector 97 are opposite to each other. Therefore, the deflection amount of the deflector 98−the deflection amount of the deflector 97 = α, and the deflection amount of the secondary electrons is deflected. The deflection amount of the device 98 + the deflection amount of the deflector 97 = β. Regarding the deflection chromatic aberration, if the deflection chromatic aberration on the sample by the deflector 96 + the deflection chromatic aberration on the sample by the deflector 97 = (deflection chromatic aberration by the deflector 98) × 2, the deflection chromatic aberration on the sample is minimum. Become. This is because the deflection chromatic aberration due to the electromagnetic deflector is half of the chromatic aberration of the electrostatic deflector, and the deflection directions are opposite to each other. In general, a model including three deflectors 96, 97, and 98 and an objective lens 99 is created, and it is preferable that β be 5 to 10 ° or more under the condition that the sum of all aberrations is minimized by simulation.

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。
〔発明の効果〕
In the second embodiment, an example in which an electron gun that generates a single beam is used has been described. However, a plurality of beams can be used as in the previous embodiment. That is, a cathode that generates a plurality of beams may be used, or a plurality of beams may be formed by irradiating a single beam to an aperture plate having a plurality of openings. In this case, the detector shown in FIGS. 2 and 3 can be used as in the previous embodiment.
〔The invention's effect〕

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) 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。
2) 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。
3) 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。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
1) Since it is possible to detect a discharge precursor phenomenon that occurs between the sample and the objective lens and to avoid the rise of the discharge, there is no possibility of damaging the irradiation region of the sample or the objective lens.
2) The difference in the amount of electron emission from the plurality of emitters is small, and the beam current or beam diameter between the plurality of beams can be made uniform.
3) Since the defective chip is never used as a product, there is no problem even if it is destroyed. Therefore, it is possible to reliably prevent discharge by grasping the conditions that do not cause discharge by using these defective chip regions.

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。It is the schematic which shows one Embodiment of the evaluation apparatus using the electron beam apparatus of this invention. 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。FIG. 2A is a plan view of the secondary electron detector shown in FIG. 1, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. . 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。2A and 2B are diagrams showing another embodiment of the secondary electron detector shown in FIG. 1, wherein FIG. 1A is a plan view, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. is there. 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。It is sectional drawing explaining the alignment mechanism of the emitter of a cathode applicable to the electron beam apparatus of this invention, and the opening of a Wehnelt. 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。FIG. 2A is a plan view of the cathode tip of an electron gun applicable to the electron beam apparatus of the present invention, and FIG. 3B is a side view of the emitter of the cathode. 図5に示したカソードの側面図である。FIG. 6 is a side view of the cathode shown in FIG. 5. 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。FIGS. 5A and 5B are diagrams showing electrodes for electric discharge machining of the cathode emitter shown in FIGS. 5 and 6, wherein FIG. 5A is a plan view and FIG. 5B is a side view. 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。It is a figure which shows the relationship between the beam and marker for evaluating the several beam of the primary optical system in the electron beam apparatus of this invention. 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。It is a figure for demonstrating the data processing in the boundary area | region of the visual field at the time of performing pattern evaluations, such as defect inspection. 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。It is a top view which shows arrangement | positioning of the device on one wafer. 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。It is a figure for demonstrating identification of the killer defect in a defect inspection performed using the electron beam apparatus of this invention, and a non-killer defect. 本発明の第2の実施例を示す概略図である。It is the schematic which shows the 2nd Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

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
1, 91: cathode 4, 92: Wehnelt 5, 93: anode 6, 7, 94: condenser lens 8: aperture plate 10: reduction lenses 11, 12, 96, 97: electrostatic deflectors 13, 98: electromagnetic deflection Instruments 14, 99: Objective lenses 15, 100: Sample 18: Fixed mirror 19: Moving mirror 21: Laser oscillator 23: Multi-aperture plate 24, 103: Secondary electron detectors 24-1 to 24-6: Electrosensitive surface 24a -1 to 24a-6: MCP
24b-3, 24b-6: Anode 27: Image forming apparatus 28: CPU

Claims (6)

電子銃から放出された電子線を試料に照射し、試料の評価を行なう電子線装置であって、
前記試料には負の高電圧を印可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、試料に印可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ことを特徴とする電子線装置。
An electron beam apparatus that irradiates a sample with an electron beam emitted from an electron gun and evaluates the sample,
The sample is adapted to apply a negative high voltage, and has a measuring device for detecting a precursor phenomenon of the discharge between the sample and the objective lens, and the voltage applied to the sample from the signal of the measuring device or An electron beam apparatus having a function of adjusting a current to a discharge voltage or lower than the current.
前記測定器は、コロナ放電を検出するホトマルからなることを特徴とする請求項1記載の電子線装置。     The electron beam apparatus according to claim 1, wherein the measuring device is made of a photomultiplier that detects corona discharge. 前記測定器は、異常電流を検出する電流計からなることを特徴とする請求項1記載の電子線装置。     The electron beam apparatus according to claim 1, wherein the measuring device includes an ammeter that detects an abnormal current. 電子線を放出する電子銃を有し、前記電子銃からの電子線を検査されるべき試料面上に照射する第一次光学系と、
前記試料から放出された二次電子を、二次電子検出装置に入射させる第二次光学系とを備え、
前記電子銃は複数の突起が形成されたカソードと、該カソードの突起に対応して設けられた孔が設けられたウェーネルトと、該カソードの複数の突起の先端がなす面と該ウェーネルトの面との平行度を調整する調整機構とを有することを特徴とする電子線装置。
A primary optical system having an electron gun that emits an electron beam and irradiating the sample surface to be inspected with the electron beam from the electron gun;
A secondary optical system for making secondary electrons emitted from the sample incident on a secondary electron detector;
The electron gun includes a cathode having a plurality of protrusions, a Wehnelt having holes provided corresponding to the protrusions of the cathode, a surface formed by tips of the plurality of protrusions of the cathode, and a surface of the Wehnelt And an adjusting mechanism for adjusting the parallelism of the electron beam apparatus.
前記調整機構はねじとばねとを有することを特徴とする請求項4記載の電子線装置。     The electron beam apparatus according to claim 4, wherein the adjustment mechanism includes a screw and a spring. 電子銃から放出された電子線を試料に印可し、試料の評価を行なう欠陥検査方法であって、試料中の欠損チップ内の領域で該試料が放電を起こす条件を調べることを特徴とする欠陥検査方法。     A defect inspection method in which an electron beam emitted from an electron gun is applied to a sample and the sample is evaluated, wherein the defect is characterized by examining conditions under which the sample causes discharge in a region within a defective chip in the sample Inspection method.
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