JP2003324061A - Electron beam equipment and method for manufacturing device using the same - Google Patents
Electron beam equipment and method for manufacturing device using the sameInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、最小線幅が0.1
μm以下のパターンを有する試料を高スループットで評
価するための装置に関し、更に本発明はこれらの装置を
用いたデバイス製造方法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention has a minimum line width of 0.1.
The present invention relates to an apparatus for high-throughput evaluation of a sample having a pattern of μm or less, and the present invention relates to a device manufacturing method using these apparatuses.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、試料に負の電圧を印加し、二次電
子検出を行う電子線装置においては、E×B分離器で二
次電子を検出器の方向へ偏向させるものと考えられてい
た。また、熱陰極を空間電荷制限領域で動作させるとシ
ョット雑音が大幅に減少することが、理論として知られ
ている。2. Description of the Related Art Conventionally, in an electron beam apparatus for detecting a secondary electron by applying a negative voltage to a sample, it is considered that an E × B separator deflects the secondary electron toward the detector. It was It is also known from theory that shot noise is significantly reduced when the hot cathode is operated in the space charge limited region.
【0003】しかし、上記のような従来の電子線装置に
おいて二次電子を偏向するためにE×B分離器を必要と
するとしても、E×B分離器は構造が複雑であるばかり
でなく、調整に時間がかかるので、電子線装置の立ち上
げに長時間を要するという問題があった。However, even if the conventional electron beam apparatus as described above requires an E × B separator for deflecting secondary electrons, the E × B separator is not only complicated in structure, Since the adjustment takes time, there is a problem that it takes a long time to start up the electron beam apparatus.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明はこうした従来
の課題を解決するために提案されたものであり、本発明
の一つの目的は、ウェーハ・ステージの位置補正を高精
度に行うことが可能な電子線装置を提供することにあ
る。また、本発明の他の目的は、E×B分離器を簡略化
することによって構成を簡略化した電子線装置を提供す
ることにある。本発明の更に他の目的は、こうした電子
線装置を用いたデバイス製造方法を提供することにあ
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in order to solve these conventional problems, and one object of the present invention is to enable highly accurate wafer stage position correction. To provide a simple electron beam apparatus. Another object of the present invention is to provide an electron beam apparatus having a simplified structure by simplifying the E × B separator. Still another object of the present invention is to provide a device manufacturing method using such an electron beam apparatus.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、一つの実施の形態においては、本発明は、熱電子放
出カソードを有する電子銃と、該電子銃から放出された
電子線をウェーハ等の試料に収束する対物レンズと、前
記電子線を前記試料の面上で走査させる偏向器とを備え
た電子線装置であって、前記偏向器が、前記電子銃と前
記対物レンズとの間に配置された少なくとも2段の偏向
器からなり、前記対物レンズに近い側の前記偏向器とし
て電磁偏向器を配し、もって、前記電子線に、その光軸
からはずれた領域を走査させることを特徴とする電子線
装置、を提供する。To achieve the above object, in one embodiment, the present invention provides an electron gun having a thermionic emission cathode and an electron beam emitted from the electron gun on a wafer. An electron beam apparatus including an objective lens that converges on a sample, and a deflector that scans the surface of the sample with the electron beam, wherein the deflector is provided between the electron gun and the objective lens. An electromagnetic deflector is arranged as the deflector on the side closer to the objective lens so that the electron beam scans a region deviated from its optical axis. A characteristic electron beam apparatus is provided.
【0006】前記電子線装置は、一つの実施の形態にお
いては、前記試料を載置するためのステージと、該ステ
ージに設けられた移動鏡と、前記対物レンズに設けられ
た固定鏡と、レーザー光を送受信するレーザー発振・受
信部とを更に備え、前記ステージの相対位置を算出する
ことができる。In one embodiment, the electron beam apparatus includes a stage for mounting the sample, a movable mirror provided on the stage, a fixed mirror provided on the objective lens, and a laser. A laser oscillation / reception unit for transmitting and receiving light is further provided, and the relative position of the stage can be calculated.
【0007】前記固定鏡は、膨張係数がほぼゼロのセラ
ミックスを介して前記対物レンズに固定されていること
が望ましい。また、前記固定鏡は、SiCセラミックス
の表面にSiC膜を形成した後、鏡面研磨して形成され
た反射膜、又は、セラミックス・ステージの端面を同一
材料のセラミックスで膜形成した後、鏡面研磨して形成
された反射膜を備えることができる。It is desirable that the fixed mirror be fixed to the objective lens via ceramics having an expansion coefficient of substantially zero. In addition, the fixed mirror is formed by forming a SiC film on the surface of SiC ceramics and then mirror-polishing the reflection film, or by forming a film on the end surface of the ceramics stage with ceramics of the same material and then mirror-polishing. A reflective film formed by the above can be provided.
【0008】また、前記電子線装置においては、前記偏
向器は静電偏向器を備えることができ、この静電偏向器
は、内面が円筒のセラミックス部材と、前記セラミック
ス部材の軸方向に形成された複数の溝と、前記セラミッ
クス部材の端面及び内面と前記複数の溝の表面とに形成
された、互いに電気的に絶縁された複数の偏向電極と、
を備えることができる。Further, in the electron beam apparatus, the deflector may include an electrostatic deflector, and the electrostatic deflector is formed by a ceramic member having an inner surface of a cylindrical shape and an axial direction of the ceramic member. A plurality of grooves, a plurality of deflection electrodes electrically formed on the end surface and the inner surface of the ceramic member and the surfaces of the plurality of grooves, and electrically insulated from each other,
Can be provided.
【0009】前記静電偏向器は、その対向する端面に接
近して配置され、少なくとも表面は金属であるシールド
部材を備えることができ、前記端面と該端面に対向す
る、前記シールド部材の面との距離をDとし、前記セラ
ミックス部材の内面から前記溝までの最短距離をLとす
るとき、L/D>4であることが望ましい。The electrostatic deflector may include a shield member that is disposed close to the opposing end faces thereof, at least a surface of which is a metal, and the end face and the face of the shield member that faces the end face. It is desirable that L / D> 4 where D is the distance and L is the shortest distance from the inner surface of the ceramic member to the groove.
【0010】前記電子銃は、ショット雑音低減係数が
1.0よりも小さい空間電荷制限条件で動作することが
望ましい。It is desirable that the electron gun operates under a space charge limiting condition where the shot noise reduction coefficient is smaller than 1.0.
【0011】前記電子線装置によって前記試料の評価を
行うには、前記電子線のビーム径を、前記試料のライン
・アンド・スペース・パターンに直交する方向に前記電
子線を走査したときに二次電子線から得られる信号のS
/N比が最も大きくなるようビーム寸法を設定すること
が好ましい。In order to evaluate the sample with the electron beam apparatus, the beam diameter of the electron beam is secondary when the electron beam is scanned in a direction orthogonal to the line-and-space pattern of the sample. S of signal obtained from electron beam
It is preferable to set the beam size so that the / N ratio is maximized.
【0012】前記試料は、チップ寸法より小さい寸法の
視野を接続して形成されたパターンを有しており、隣り
合う前記視野の境界部分を前記電子線装置の視野の中心
に一致させて前記評価を行うことが望ましい。The sample has a pattern formed by connecting visual fields having a size smaller than the chip size, and the evaluation is performed by aligning the boundary portion between the adjacent visual fields with the center of the visual field of the electron beam apparatus. It is desirable to do.
【0013】更に、本発明は、前記電子線装置を用い
て、プロセス途中のウェーハの評価を行うことを特徴と
するデバイス製造方法、を提供する。Further, the present invention provides a device manufacturing method characterized in that the electron beam apparatus is used to evaluate a wafer during the process.
【0014】本発明は、他の実施の形態においては、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
によって、ウェーハに近接して配置されたマスクを走査
し、前記マスクのパターンを前記ウェーハに転写する電
子線装置であって、前記電子銃を、ショット雑音低減係
数が1.0未満の空間電荷制限条件で動作させることを
特徴とする電子線装置、を提供する。In another embodiment of the present invention, a mask arranged in the vicinity of a wafer is scanned by an electron beam emitted from an electron gun having a thermionic emission cathode, and the pattern of the mask is changed to the above-mentioned pattern. An electron beam apparatus for transferring onto a wafer, characterized in that the electron gun is operated under a space charge limiting condition with a shot noise reduction coefficient of less than 1.0.
【0015】この電子線装置においては、前記ウェーハ
のダイシング・ライン上にマークを設け、前記マスクに
は前記マークに対応してマーク穴を設け、該マーク穴を
通った前記電子線で前記マークを走査してマーク検出を
行うことができる。この場合、前記電子線は前記マスク
を支点として傾けて走査されることが望ましく、また、
前記マークの検出は、前記マーク穴の近傍に設けた検出
穴を通る前記電子線によって行われる。In this electron beam apparatus, a mark is provided on the dicing line of the wafer, a mark hole is provided in the mask so as to correspond to the mark, and the mark is formed by the electron beam passing through the mark hole. Marks can be detected by scanning. In this case, it is desirable that the electron beam is scanned while tilting with the mask as a fulcrum.
The detection of the mark is performed by the electron beam that passes through a detection hole provided near the mark hole.
【0016】また、この電子線装置においては、前記ウ
ェーハをウェーハ・ステージ上に載置する場合、該ウェ
ーハ・ステージの位置に関する情報を前記電子線の偏向
器にフィードバックして前記電子線の偏向量を調整する
ことが望ましい。Further, in this electron beam apparatus, when the wafer is placed on the wafer stage, information regarding the position of the wafer stage is fed back to the electron beam deflector to deflect the electron beam. It is desirable to adjust.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】図1の(A)は、本発明に係る電
子線装置の一つの実施の形態を概略的に示す図である。
同図において、電子線装置100は、カソード101、
アノード102及びウェーネルト103を備えた電子銃
104を有する。電子銃104から放出された一次電子
線は、軸合わせ装置105によって軸合わせされてコン
デンサ・レンズ106に入射される。電子銃104とコ
ンデンサ・レンズ106の間に、一次電子線に生じる非
点補正を行うための非点補正器107が配置される。コ
ンデンサ・レンズ106は偏向器108の少しウェーハ
W側に寄った位置にクロスオーバーを形成する。このク
ロスオーバーは対物レンズ109で縮小され、ウェーハ
Wに小寸法のビームを合焦させる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1A is a diagram schematically showing one embodiment of an electron beam apparatus according to the present invention.
In the figure, the electron beam apparatus 100 includes a cathode 101,
It has an electron gun 104 with an anode 102 and a Wehnelt 103. The primary electron beam emitted from the electron gun 104 is axially aligned by the axial alignment device 105 and is incident on the condenser lens 106. An astigmatism corrector 107 for correcting astigmatism generated in the primary electron beam is arranged between the electron gun 104 and the condenser lens 106. The condenser lens 106 forms a crossover at a position slightly closer to the wafer W side of the deflector 108. This crossover is reduced by the objective lens 109, and a small-sized beam is focused on the wafer W.
【0018】偏向器108は静電偏向器108aと電磁
偏向器108bとを備え、ウェーハWの評価のために、
電子銃104から放出された一次電子線はこれら静電偏
向器108a、電磁偏向器108b及び静電偏向器11
0によってウェーハW上を走査される。即ち、一次電子
線は、図1の(B)に示すように、X方向に延びる細長
い視野111を有しており、電磁偏向器108bと静電
偏向器110とによって、図1の(A)に細い実線で示
すように、一次電子線の光軸OA1からはずれた位置に
偏向され、更に静電偏向器108a、110によってX
方向に走査される。The deflector 108 comprises an electrostatic deflector 108a and an electromagnetic deflector 108b, and for evaluation of the wafer W,
The primary electron beam emitted from the electron gun 104 is the electrostatic deflector 108a, the electromagnetic deflector 108b, and the electrostatic deflector 11.
The wafer W is scanned by 0. That is, as shown in FIG. 1B, the primary electron beam has an elongated visual field 111 extending in the X direction, and the electromagnetic deflector 108b and the electrostatic deflector 110 cause the primary electron beam to appear in FIG. As indicated by a thin solid line, the beam is deflected to a position deviated from the optical axis OA 1 of the primary electron beam, and further electrostatic deflectors 108a and 110 cause X.
Scanned in the direction.
【0019】一次電子線によるウェーハWのY方向の走
査はウェーハ・ステージ112を連続的にY方向に移動
させることによって行われる。ウェーハ・ステージ11
2の移動はレーザー測長系113によって常時監視され
る。これを実現するため、ウェーハ・ステージ112に
レーザー移動鏡114を、対物レンズ109の外側面に
第1のレーザー固定鏡115をそれぞれ設置し、レーザ
ー移動鏡114を照射し得る位置にレーザー発振・受信
部116を設置する。更に、レーザー光の光路上にハー
フミラー117と第2の固定鏡118とを設ける。The scanning of the wafer W in the Y direction by the primary electron beam is performed by continuously moving the wafer stage 112 in the Y direction. Wafer stage 11
The movement of 2 is constantly monitored by the laser measuring system 113. In order to realize this, a laser moving mirror 114 is installed on the wafer stage 112, and a first laser fixed mirror 115 is installed on the outer surface of the objective lens 109, and laser oscillation / reception is performed at a position where the laser moving mirror 114 can be irradiated. The section 116 is installed. Further, a half mirror 117 and a second fixed mirror 118 are provided on the optical path of the laser light.
【0020】こうした構成により、レーザー発振・受信
部116から発射されたレーザー光はハーフミラー11
7で二分され、その一部はレーザー移動鏡114を照射
してそこで反射される。残りのレーザー光は第2のレー
ザー固定鏡118で反射されて第1のレーザー固定鏡1
15を照射しそこで反射される。レーザー移動鏡114
で反射されたレーザー光はハーフミラー117を通過し
てレーザー発振・受信部116に戻り、第1のレーザー
固定鏡115で反射されたレーザー光は、第2のレーザ
ー固定鏡118及びハーフミラー113で反射されてレ
ーザー発振・受信部116に戻る。レーザー発振・受信
部116は、レーザー光のレーザー移動鏡114とハー
フミラー117との間の光路長と、第1のレーザー固定
鏡115とハーフミラー117との間の光路長の差から
生じる、干渉による受信光量の強弱からウェーハ・ステ
ージ112の相対位置を計測することができる。With this structure, the laser light emitted from the laser oscillation / reception unit 116 is transmitted to the half mirror 11.
It is bisected at 7, and a part of it is irradiated onto the laser moving mirror 114 and reflected there. The remaining laser light is reflected by the second laser fixed mirror 118 and the first laser fixed mirror 1
It irradiates 15 and is reflected there. Laser moving mirror 114
The laser light reflected by the laser beam passes through the half mirror 117 and returns to the laser oscillation / reception unit 116, and the laser light reflected by the first laser fixed mirror 115 is reflected by the second laser fixed mirror 118 and the half mirror 113. It is reflected and returns to the laser oscillation / reception unit 116. The laser oscillating / receiving unit 116 causes interference caused by a difference between the optical path length of the laser beam between the laser moving mirror 114 and the half mirror 117 and the optical path length between the first laser fixed mirror 115 and the half mirror 117. The relative position of the wafer stage 112 can be measured from the intensity of the received light intensity.
【0021】なお、レーザー移動鏡114を剛性率の大
きい材料、例えばSiCで製作することにより、例えば
12インチのような大径のウェーハを載置するウェーハ
・ステージに取り付ける場合であっても断面寸法を小さ
くすることができる。また、レーザー移動鏡114をセ
ラミックスで製作した場合、そのセラミックスにボアが
あっても、膜形成時に平坦になるので、鏡面に研磨する
ことが可能である。The laser movable mirror 114 is made of a material having a high rigidity, for example, SiC, so that the cross-sectional dimension can be achieved even when the laser movable mirror 114 is mounted on a wafer stage on which a large-diameter wafer such as 12 inches is mounted. Can be made smaller. Further, when the laser moving mirror 114 is made of ceramics, even if there is a bore in the ceramics, the laser moving mirror 114 becomes flat when the film is formed, so that it can be polished to a mirror surface.
【0022】一次電子線による走査によってウェーハW
から放出された二次電子線は、対物レンズ109によっ
て加速されながら、図1の(a)に点線で示すように、
光軸OA1からはずれた位置で対物レンズ109に入射
し、対物レンズ109によって屈折される。次いで、二
次電子線は電磁偏向器108bによって更に偏向され
て、光軸OA2に沿って進行して二次電子線検出器11
9で検出され、検出強度に比例した大きさの電気信号に
変換されて画像データ処理部120で画像処理される。
即ち、二次電子線検出器119から出力された電気信号
は、画像データ処理部120において、CPUの制御の
下で画像記憶装置に記憶されるとともにモニタに表示さ
れ、標準パターンあるいは異なるウェーハの同じダイの
画像データと比較することによって、欠陥検出等の評価
がおこなわれる。The wafer W is scanned by the primary electron beam.
The secondary electron beam emitted from the secondary electron beam is accelerated by the objective lens 109 as shown by a dotted line in FIG.
The light enters the objective lens 109 at a position deviated from the optical axis OA 1 and is refracted by the objective lens 109. Then, the secondary electron beam is further deflected by the electromagnetic deflector 108b, and proceeds along the optical axis OA 2 secondary electron beam detector 11
9 is detected, converted into an electric signal having a magnitude proportional to the detected intensity, and image processed by the image data processing unit 120.
That is, the electric signal output from the secondary electron beam detector 119 is stored in the image storage device under the control of the CPU in the image data processing unit 120 and is displayed on the monitor, and the same pattern of the standard pattern or different wafers is displayed. Evaluation such as defect detection is performed by comparing with the image data of the die.
【0023】なお、図1の(A)において、数字121
は、電子銃104、一次光学系及び二次光学系を内部に
収容する鏡筒を指し、122は電極を指している。In FIG. 1A, the numeral 121
Indicates a lens barrel that houses the electron gun 104, the primary optical system, and the secondary optical system inside, and 122 indicates an electrode.
【0024】以下、図1の(A)に示す電子線装置10
0に使用される構成要素のうちの幾つかについて具体的
に説明する。まず、図2は、図1に示した対物レンズ1
09を構成する静電レンズの具体的構造を詳細に示して
いる。対物レンズ109は、光軸OA1を中心とした軸
対称構造に形成されており、図2はその右半分の断面図
を示している。Hereinafter, the electron beam apparatus 10 shown in FIG.
Some of the components used for 0 will be specifically described. First, FIG. 2 shows the objective lens 1 shown in FIG.
The specific structure of the electrostatic lens that constitutes 09 is shown in detail. The objective lens 109 is formed in an axially symmetrical structure about the optical axis OA 1 , and FIG. 2 shows a right half sectional view thereof.
【0025】対物レンズ109は以下のようにして作成
される。まず、切削加工が可能なセラミックス材料に金
属棒201を埋め込んでろう付けされた円筒形部品20
2を作成する。そして、上部電極部203、中央電極部
204、下部電極部205及び軸対称電極部206を形
成するように、セラミックス材料を旋盤加工する。次い
で、絶縁のためにセラミックス材料の表面を露出させる
部分をマスキングし、残りの面を無電界メッキによって
金属メッキを施して、上部電極203’、中央電極20
4’、下部電極205’及び軸対称電極206’を形成
する。The objective lens 109 is created as follows. First, a cylindrical part 20 brazed by embedding a metal rod 201 in a ceramic material that can be cut.
Create 2. Then, the ceramic material is lathe-processed so as to form the upper electrode portion 203, the central electrode portion 204, the lower electrode portion 205 and the axisymmetric electrode portion 206. Next, the exposed surface of the ceramic material is masked for insulation, and the remaining surface is subjected to metal plating by electroless plating to form the upper electrode 203 ′ and the central electrode 20.
4 ', a lower electrode 205' and an axisymmetric electrode 206 'are formed.
【0026】上部電極203’には、その上面に接続さ
れたリード線207からの電圧が供給される。中央電極
204’及び下部電極205’には、一対の金属棒20
1を介してリード線208からの電圧が供給される。な
お、金属棒201は真空シールを施す必要がない。軸対
称電極206’には、その下面に接続されたリード線2
09から電圧が供給される。The upper electrode 203 'is supplied with a voltage from a lead wire 207 connected to its upper surface. The center electrode 204 'and the lower electrode 205' include a pair of metal rods 20.
The voltage from the lead wire 208 is supplied via 1. The metal rod 201 does not need to be vacuum-sealed. The lead wire 2 connected to the lower surface of the axisymmetric electrode 206 'is
The voltage is supplied from 09.
【0027】このような構成を有するセラミックス製の
円筒型部品を小型に作り、その外側に線膨張率が低い、
例えば膨張係数がゼロのセラミックス部材210(例え
ば、新日本製鐵社製のNEXCERAN113)を張り
合わせる。そして、該セラミックス部材210の外側
に、平面のレーザー固定鏡115を接着固定する。セラ
ミックス部材210のレーザ光が当たる側を平面の鏡面
に研磨することにより、レーザー固定鏡115を形成す
るようにしてもよい。A ceramic cylindrical part having such a structure is made small and has a low coefficient of linear expansion outside thereof.
For example, a ceramic member 210 having a zero expansion coefficient (for example, NEXCERAN113 manufactured by Nippon Steel Corporation) is attached. Then, a flat laser fixing mirror 115 is adhesively fixed to the outside of the ceramic member 210. The laser fixed mirror 115 may be formed by polishing the side of the ceramics member 210 on which the laser beam is applied to a flat mirror surface.
【0028】レーザー固定鏡115を対物レンズ109
に一体化(接着固定、又は一体構造化)することによ
り、ウェーハ・ステージ112の振動は勿論のこと、光
学系がX−Y面方向に振動しても、該振動による一次電
子線のずれをレーザ測長系113で測定して電子ビーム
位置に補正をかけることができる。すなわち、対物レン
ズ109がX−Y方向に振動した場合でも、ウェーハ・
ステージ112との相対距離の変化がレーザー測長系1
13で測定されるので、対物レンズ109の位置の変化
を相殺するように、一次電子線に補正をかけることがで
きる。これにより、光学系とウェーハ・ステージ112
との相対微小振動を補正することができ、光学系の振動
による画像歪みを低減することができる。The laser fixed mirror 115 is attached to the objective lens 109.
By integrating (bonding, fixing, or forming an integrated structure) with the wafer stage 112, not only the vibration of the wafer stage 112 but also the deviation of the primary electron beam due to the vibration even when the optical system vibrates in the XY plane direction. It is possible to correct the electron beam position by measuring with the laser length measurement system 113. That is, even if the objective lens 109 vibrates in the XY directions,
The change in the relative distance to the stage 112 is due to the laser measuring system 1
Since it is measured at 13, the primary electron beam can be corrected so as to cancel the change in the position of the objective lens 109. This allows the optical system and the wafer stage 112
It is possible to correct the relative minute vibration with respect to and to reduce the image distortion due to the vibration of the optical system.
【0029】対物レンズ109に設置するレーザー固定
鏡115及びウェーハ・ステージ112に設置するレー
ザー移動鏡114は、図3に示される製造プロセスで製
造される。図3において、まず、SiCセラミックスを
30mm×30mmの断面で長さが35cmになるよう
に加工する(ステップ301)。そのレーザー反射面を
粗面ではあるが平坦度の良い面に、細かいスリガラス状
に研磨する(ステップ302)。次いで、CVD装置に
よって、内部に形成されたボイドによる反射面の凹み
や、粗面が十分埋まる程度(一例では、20μm厚)に
SiCの膜を形成する(ステップ303)。このとき、
凹み等が効率良く埋まるように、図示のように鉛直線と
反射面とがほぼ45度の角度に傾けた状態で長時間かけ
て膜形成することが望ましい。その後、鏡面研磨を行う
(ステップ304)。CVDを取り付ける前の面は細か
いスリガラス状であるので、研磨時に基体とCVD膜と
がはがれることはない。鏡面研磨後、多層膜或いはチタ
ン、金等で反射膜を形成する(ステップ305)。The laser fixed mirror 115 installed on the objective lens 109 and the laser moving mirror 114 installed on the wafer stage 112 are manufactured by the manufacturing process shown in FIG. In FIG. 3, first, SiC ceramics is processed to have a cross section of 30 mm × 30 mm and a length of 35 cm (step 301). The laser reflection surface is a rough surface, but has a good flatness, and is ground into fine ground glass (step 302). Then, a CVD apparatus is used to form a SiC film to such an extent that the recesses on the reflecting surface due to the voids formed inside and the rough surface are sufficiently filled (20 μm in one example) (step 303). At this time,
It is desirable to form the film over a long period of time with the vertical line and the reflecting surface tilted at an angle of approximately 45 degrees as shown in the drawing so that the dents and the like can be efficiently filled. Then, mirror polishing is performed (step 304). Since the surface before the CVD is attached has a fine ground glass shape, the substrate and the CVD film are not peeled off during polishing. After mirror-polishing, a multi-layer film or a reflection film made of titanium, gold or the like is formed (step 305).
【0030】次に、図4及び図5について説明する。前
述したように、図1に示す電子線装置においては、その
電子光学系を形成するエレメントとして、静電偏向器や
静電レンズが用いられている。例えば、静電偏向器にお
いては、近年、金属電極の代わりに、メッキなどの表面
処理によって絶縁体上に形成された膜状の電極(メッキ
電極)を用いることが提案された。メッキ電極を用いた
静電偏向器では、電極をねじ止めすることが不要であ
り、部品点数の削減及び小型化が図られるという利点が
ある。Next, FIGS. 4 and 5 will be described. As described above, in the electron beam apparatus shown in FIG. 1, the electrostatic deflector and the electrostatic lens are used as the elements forming the electron optical system. For example, in an electrostatic deflector, it has recently been proposed to use a film-like electrode (plating electrode) formed on an insulator by a surface treatment such as plating, instead of a metal electrode. The electrostatic deflector using the plated electrodes does not require screwing the electrodes, and has the advantage of reducing the number of parts and downsizing.
【0031】しかし、メッキ電極を用いた静電偏向器に
おいて、電圧印加用配線をメッキ電極にねじ止めで直接
固定しようとすると、メッキ電極の表面に穴が開いてし
まう可能性がある。メッキ電極に穴が開いていると、荷
電粒子線が通過する空間内の静電界分布に歪みが生じて
しまい、荷電粒子線に対する偏向制御を高精度に行うこ
とができなくなる。このため、静電偏向器の中には、メ
ッキ電極が形成された絶縁体の支持部をメッキ電極と共
に絶縁外筒の端部から突出させ、この突出部分に電界印
加用配線を接続させることにより、メッキ電極の表面に
穴が開かないようにしているものがある。しかし、この
配線構造は複雑であり、また、突出部分に接続した電圧
印加用配線の被覆(絶縁体)が、隣り合うメッキ電極間
の隙間から見えてしまう可能性もあった。However, in an electrostatic deflector using a plating electrode, if the voltage application wiring is directly fixed to the plating electrode by screwing, there is a possibility that a hole may be opened on the surface of the plating electrode. When the plating electrode has a hole, the electrostatic field distribution in the space through which the charged particle beam passes is distorted, and the deflection control for the charged particle beam cannot be performed with high accuracy. Therefore, in the electrostatic deflector, the supporting portion of the insulator on which the plating electrode is formed is projected together with the plating electrode from the end portion of the insulating outer cylinder, and the electric field applying wiring is connected to this protruding portion. There are some that prevent holes from being formed on the surface of the plated electrode. However, this wiring structure is complicated, and the coating (insulator) of the voltage application wiring connected to the protruding portion may be visible from the gap between the adjacent plating electrodes.
【0032】なお、その他の電子線制御素子(静電レン
ズなど)においても、上述した静電偏向器と同様、メッ
キ電極を用いて構成することが望まれているが、この場
合にも、メッキ電極に対して電圧印加用配線をどのよう
に接続するかを工夫することが望まれる。It is desired that other electron beam control elements (electrostatic lens, etc.) be formed by using plating electrodes as in the above electrostatic deflector. It is desired to devise how to connect the voltage application wiring to the electrodes.
【0033】こうした要望に応えて、メッキなどの表面
処理によって絶縁体上に形成された電極の表面を高精度
に保ちつつ、この電極に対して簡素な構成で電圧印加用
配線を接続可能とした、静電偏向器や静電レンズとして
使用することができる電子線制御素子の一例を図4及び
図5に概略的に示す。図4はその上面図、図5はその縦
断面図である。In response to such a demand, the voltage application wiring can be connected to this electrode with a simple structure while maintaining the surface of the electrode formed on the insulator with high precision by surface treatment such as plating. An example of an electron beam control element that can be used as an electrostatic deflector or an electrostatic lens is schematically shown in FIGS. 4 and 5. 4 is a top view thereof, and FIG. 5 is a vertical sectional view thereof.
【0034】図4及び図5において、静電偏向器のよう
な電子線制御素子400は絶縁物製の基体部401を有
する。基体部401は軸Aを中心とする筒状であり、外
側面402と、端面403、404と、内側面405を
形成する貫通穴と406で定義される構造を有する。使
用時に、軸Aは電子線の光軸と一致され、貫通穴406
は軸Aと同軸である。筒状の基体部401には、電極を
分離するための溝407が軸Aに平行な方向に且つ放射
状に形成される。図4に示すように、それぞれの溝40
7は同一の折れ曲がった形状であり、各溝407の終端
には円形の貫通穴408が形成される。4 and 5, an electron beam control element 400 such as an electrostatic deflector has a base 401 made of an insulating material. The base portion 401 has a cylindrical shape centered on the axis A, and has a structure defined by an outer surface 402, end surfaces 403 and 404, and a through hole 406 that forms an inner surface 405. In use, the axis A is aligned with the optical axis of the electron beam and the through hole 406
Is coaxial with axis A. Grooves 407 for separating the electrodes are radially formed in the cylindrical base portion 401 in a direction parallel to the axis A. As shown in FIG. 4, each groove 40
7 has the same bent shape, and a circular through hole 408 is formed at the end of each groove 407.
【0035】更に、図5に示すように、電子線制御素子
400の上下に、即ち、対向する端面403、404の
近くに、貫通穴406と同径の貫通穴を有するシールド
用の導体円板501、502がそれぞれ設置される。Further, as shown in FIG. 5, a conductor disc for shielding having a through hole having the same diameter as the through hole 406 above and below the electron beam control element 400, that is, near the facing end faces 403 and 404. 501 and 502 are installed, respectively.
【0036】こうした構造において、内側面405及び
対向する端面403、404は、絶縁のための非コーテ
ィング面409を除き、金属コーティングが施される。
具体的には、内側面405には、斜線で示すように、溝
407によって互いに切り離された複数の電極410が
形成され、各端面403、404にも、電極410と電
気的に接続された複数の導体部411が形成される。更
に、内側面405に形成された電極410から貫通穴4
08に到る溝407の内面にも、斜線で示すように、金
属がコーティングされる。但し、貫通穴408の内面
と、貫通穴408から外側面402に到る面は金属コー
ティングされず、非コーティング面409とされる。こ
うして、それぞれの溝407と非コーティング面409
とによって電気的に分離され、かつ、相互に電気的に接
続された電極410及び導体部411からなる複数の導
電部分が形成される。In such a structure, the inner surface 405 and the opposing end surfaces 403 and 404 are metal-coated except for the non-coated surface 409 for insulation.
Specifically, a plurality of electrodes 410 separated from each other by a groove 407 are formed on the inner side surface 405, and a plurality of electrodes 410 electrically connected to the electrodes 410 are also formed on the respective end surfaces 403 and 404. The conductor portion 411 is formed. Furthermore, from the electrode 410 formed on the inner surface 405 to the through hole 4
The inner surface of the groove 407 extending to 08 is also coated with a metal, as indicated by the diagonal lines. However, the inner surface of the through hole 408 and the surface extending from the through hole 408 to the outer surface 402 are not metal-coated and are non-coated surfaces 409. Thus, each groove 407 and uncoated surface 409
A plurality of conductive portions are formed by the electrode 410 and the conductor portion 411 that are electrically separated by and electrically connected to each other.
【0037】図4に示す構造においては、溝407は8
個形成され、したがって、相互に電気的に接続された電
極410及び導体部411も8個形成される。なお、必
要であれば、外側面402の一部分にも、導体部411
と電気的に接続された導体部を形成するようにしてもよ
い。In the structure shown in FIG. 4, the groove 407 has eight grooves.
Therefore, eight electrodes 410 and eight conductor portions 411 that are electrically connected to each other are also formed. It should be noted that, if necessary, the conductor portion 411 may also be provided on a part of the outer side surface 402.
You may make it form the conductor part electrically connected with.
【0038】それぞれの電極410に対する配線412
としては細線が用いられ、該細線は外側面402に、又
は、端面403と404のうち一方にボンディングされ
る。配線412を外側面402から取り出す場合には、
電子線制御素子400の外径が大きくなり、また、配線
412を端面403から取り出すときには、電子線制御
素子400の光軸Aに沿う方向のスペースが余分に必要
になる。図4及び図5は、配線412を一方の端面40
3から取り出す例を示している。Wiring 412 for each electrode 410
Is a thin wire, which is bonded to the outer surface 402 or one of the end surfaces 403 and 404. When the wiring 412 is taken out from the outer side surface 402,
The outer diameter of the electron beam control element 400 becomes large, and when the wiring 412 is taken out from the end face 403, an extra space in the direction along the optical axis A of the electron beam control element 400 is required. 4 and 5 show the wiring 412 on one end face 40.
The example taken out from 3 is shown.
【0039】軸A及び対向する貫通穴408を含む面に
おいて、シールド円板501、502と基体部401の
端面403、404との間の距離をDとし、軸Aに近い
側の電極410の面と軸Aに近い側の貫通穴408の面
との間の半径方向の距離をLとするとき、L/D>4.
0とすることが望ましい。これにより、基体部401の
貫通穴408の内面が帯電したとき、その帯電により生
じる電位が軸Aの近くを通過する電子線に対して与える
影響を1/1000以下に抑えることが可能になる。In the surface including the axis A and the opposing through hole 408, the distance between the shield disks 501 and 502 and the end surfaces 403 and 404 of the base portion 401 is D, and the surface of the electrode 410 on the side closer to the axis A. L / D> 4., Where L is the radial distance between the surface of the through hole 408 on the side closer to the axis A.
It is desirable to set it to 0. As a result, when the inner surface of the through hole 408 of the base portion 401 is charged, the influence of the potential generated by the charging on the electron beam passing near the axis A can be suppressed to 1/1000 or less.
【0040】以上の説明から分かるように、図4及び図
5に示す電子線制御素子は、メッキなどの表面処理によ
って絶縁体上に形成された電極の表面を高精度に保ちつ
つ、該電極に対して簡素な構成で電圧印加用配線を接続
することができ、素子及び電子線装置の小型化、低コス
ト化ばかりでなく、電子線制御素子の軌道制御の高精度
化を実現することができる。As can be seen from the above description, in the electron beam control element shown in FIGS. 4 and 5, the surface of the electrode formed on the insulator by the surface treatment such as plating is highly accurately maintained on the electrode. On the other hand, it is possible to connect the voltage application wiring with a simple configuration, and it is possible to realize not only downsizing and cost reduction of the element and the electron beam apparatus but also high accuracy of the trajectory control of the electron beam control element. .
【0041】図6は、図1の電子線装置100の電子銃
104を駆動する領域を説明する図である。電子銃10
4は熱電子線源として動作し、電子放出材(エミッタ)
はLaB6である。高融点(高温での蒸気圧が低い)で
仕事関数が小さい材料であれば、他の材料を使用するこ
とも可能である。複数の電子線を得るためには、2通り
の方法を用いることができる。一つは1本のエミッタ
(突起が一つ)から1本の電子線を放出させ、複数の穴
の開いた薄板(開口板)に通すことにより、複数の電子
線を得る方法であり、他の方法は、エミッタに複数の突
起を形成して各突起から1本の電子線を放出させること
により、全体として複数の電子線を放出する方法であ
る。いずれの場合も、電子線が突起の先端から高輝度放
出される性質を利用している。他の方式の電子線源、例
えば熱電界放出型の電子線も使用可能である。FIG. 6 is a diagram for explaining a region for driving the electron gun 104 of the electron beam apparatus 100 of FIG. Electron gun 10
4 operates as a thermionic beam source, and an electron emitting material (emitter)
Is LaB 6 . Other materials can be used as long as they have a high melting point (low vapor pressure at high temperature) and a low work function. Two methods can be used to obtain a plurality of electron beams. One is a method of obtaining a plurality of electron beams by emitting one electron beam from one emitter (one protrusion) and passing it through a thin plate (aperture plate) with a plurality of holes. The above method is a method of forming a plurality of protrusions on the emitter and emitting one electron beam from each protrusion, thereby emitting a plurality of electron beams as a whole. In either case, the property that the electron beam is emitted from the tip of the protrusion with high brightness is utilized. Other types of electron beam sources such as thermal field emission type electron beams can also be used.
【0042】なお、熱電子線源は電子放出材を加熱する
ことにより電子を放出する方式であり、熱電界放出電子
線源とは、電子放出材に高電界を印加することによって
電子を放出させ、更に電子線放出部を加熱することによ
り、電子放出を安定させた方式である。The thermoelectron beam source is a system that emits electrons by heating an electron emitting material. The thermal field emission electron beam source is a system that emits electrons by applying a high electric field to the electron emitting material. Further, the electron emission is stabilized by further heating the electron beam emitting portion.
【0043】二次電子線が持つショット雑音の大部分は
一次電子線のショット雑音であり、一次電子線の持つシ
ョット雑音を減らすことにより二次電子線のショット雑
音を減らすことができる。そこで、電子銃104は、一
次電子線の照射量が少なくても二次電子線の検出信号の
S/N比を必要な大きさとすることができるように構成
される。以下、一次電子線のショット雑音を低減する手
段について説明する。電子銃がカソード温度で決まって
いる状態、すなわち温度制限領域で作動中の場合、電子
銃が放出するショット雑音inは、次式で表わされる
(電気通信学会編「通信工学ハンドブック」P.471
(1957年)を参照)。Most of the shot noise of the secondary electron beam is shot noise of the primary electron beam, and the shot noise of the secondary electron beam can be reduced by reducing the shot noise of the primary electron beam. Therefore, the electron gun 104 is configured so that the S / N ratio of the detection signal of the secondary electron beam can be set to a required magnitude even if the irradiation amount of the primary electron beam is small. The means for reducing the shot noise of the primary electron beam will be described below. When the electron gun is determined by the cathode temperature, that is, when the electron gun is operating in the temperature limited region, the shot noise i n emitted by the electron gun is expressed by the following equation (P.471, "Communication Engineering Handbook" edited by The Institute of Electrical Communication).
(1957)).
【0044】[0044]
【数1】in 2=2e・Ip・Bf (1)
式(1)において、in 2は雑音電流の2乗平均値、eは
電子の電荷、Ipはアノード直流電流、Bfは信号増幅器
の周波数帯域である。電子流が空間電荷制限領域にある
場合には、## EQU1 ## i n 2 = 2eI p B f (1) In the equation (1), i n 2 is the root mean square value of the noise current, e is the electron charge, I p is the anode direct current, and B is f is the frequency band of the signal amplifier. If the electron flow is in the space charge limited region,
【0045】[0045]
【数2】in 2=Γ22e・Ip・Bf (2)
となる。式(2)において、Γ2はショット雑音低減係
数で1より小さい値である。## EQU2 ## i n 2 = Γ 2 2eI p B f (2) In Expression (2), Γ 2 is a shot noise reduction coefficient and is a value smaller than 1.
【0046】Γ2は、カソード温度が十分大きい場合、
最小0.018程度になり、雑音電流は、温度制限領域
の場合の13%まで小さくなる。この場合のS/N比
は、二次電子線≒一次電子線であると仮定すると、When the cathode temperature is sufficiently high, Γ 2 is
The minimum is about 0.018, and the noise current is reduced to 13% of that in the temperature limited region. Assuming that the S / N ratio in this case is a secondary electron beam≈a primary electron beam,
【0047】[0047]
【数3】
S/N=Ip/{Γ(2e・Ip・Bf)1/2}
=1/Γ・{Ip/(2e・Bf)}1/2
=n1/2/(Γ・21/2) (3)
となる。Γ=0.13とすると、式(3)から、以下の
S/N比が得られる。Equation 3] S / N = I p / { Γ (2e · I p · B f) 1/2} = 1 / Γ · {I p / (2e · B f)} 1/2 = n 1/2 / (Γ · 2 1/2 ) (3) When Γ = 0.13, the following S / N ratio is obtained from the equation (3).
【0048】[0048]
【数4】
S/N=7.7(n/2)1/2 (4)
(n:二次電子個数/ピクセル)
即ち、空間電荷制限領域で動作する電子銃は、温度制限
領域での電子銃(TFE)に比べて、ピクセル当りの二
次電子数を59倍(=1/Γ2=1/0.132)多く検
出したのと等価になる。後者は前者よりも輝度が2桁程
度大きいので、同じビーム径で同じ光学系を想定する
と、後者からは前者よりも2桁大きいビーム電流が得ら
れる可能性があるが、前者に適した光学系を新たに設計
すれば前者より1桁差のビーム電流が得られる。S/N
比は前者比で1/55となる。言い換えると、空間電荷
制限領域の電子銃では、温度制限領域の電子銃に比べ
て、測定時間が10/55≒0.18倍で済み、ドーズ
は1/55で済むことになる。## EQU00004 ## S / N = 7.7 (n / 2) 1/2 (4) (n: number of secondary electrons / pixel) That is, the electron gun operating in the space charge limiting region is This is equivalent to detecting the number of secondary electrons per pixel by 59 times (= 1 / Γ 2 = 1 / 0.13 2 ) more than that of an electron gun (TFE). Since the latter has a brightness that is about two orders of magnitude higher than the former, assuming the same optical system with the same beam diameter, the latter may be able to obtain a beam current that is two orders of magnitude higher than the former, but an optical system suitable for the former By newly designing, a beam current that is one digit different from the former can be obtained. S / N
The ratio is 1/55 of the former ratio. In other words, with the electron gun in the space charge limited region, the measurement time is 10 / 55≈0.18 times and the dose is 1/55 as compared with the electron gun in the temperature limited region.
【0049】電子銃が空間電荷制限領域で動作中である
かどうかは、図6を参照して以下に説明する方法で調べ
ることができる。図6の(A)は、電子銃電流とカソー
ド加熱電流との関係を表わす曲線601を示しており、
同図において、領域Q1は、カソード加熱電流を増大さ
せても電子銃電流が殆ど増加しない領域であり、この領
域Q1が空間電荷制限領域である。また、図6の(B)
は、電子銃電流とアノード電圧との関係を表わす曲線6
02を示しており、同図において、領域Q2は、アソー
ド電圧を増加させると電子銃電流が急速に増加する領域
であり、この領域Q2も空間電荷制限領域である。Whether the electron gun is operating in the space charge limited region can be checked by the method described below with reference to FIG. FIG. 6A shows a curve 601 representing the relationship between the electron gun current and the cathode heating current,
In the figure, a region Q 1 is a region where the electron gun current hardly increases even if the cathode heating current is increased, and this region Q 1 is a space charge limiting region. Also, FIG. 6 (B)
Is a curve 6 representing the relationship between the electron gun current and the anode voltage.
02, the region Q 2 is a region where the electron gun current increases rapidly when the assault voltage is increased, and this region Q 2 is also a space charge limiting region.
【0050】以上から、電子銃のカソード加熱電流を増
大させて電子銃電流を測定し、該電子銃電流が飽和して
いる領域Q1であるか、または、電子銃のアノード電圧
を増大させて電子銃電流を測定し、該電子銃電流が急激
に変化している領域であれば、電子銃が空間電荷制限領
域で動作中であるとすることができる。したがって、電
子銃を空間電荷制限領域で動作させるための条件を設定
することができる。From the above, the cathode heating current of the electron gun is increased to measure the electron gun current, and the region Q 1 where the electron gun current is saturated or the anode voltage of the electron gun is increased. The electron gun current is measured, and if the area is where the electron gun current is changing rapidly, it can be determined that the electron gun is operating in the space charge limited area. Therefore, conditions for operating the electron gun in the space charge limited region can be set.
【0051】電子銃104は、上記したように、空間電
荷制限領域で動作するように、加熱電流又はアノード電
圧(アノード102に印加される電圧)が設定される。
電子銃104のカソード101は単結晶LaB6で形成
され、図示されていないが、その先端が角錐状で円周上
に配置された、例えば9個の突起を有している。これら
突起の先端は、30μm半径程度の曲率を有している。
一次電子線はこれらの角錐状突起の頂点近傍のみから放
出されるので、1mA程度の比較的大きい電子銃電流で
は、1kVの電圧の場合、1×104A/cm2sr(1
kV)の輝度が得られる。As described above, the electron gun 104 is set with the heating current or the anode voltage (the voltage applied to the anode 102) so as to operate in the space charge limited region.
Although not shown, the cathode 101 of the electron gun 104 is formed of single crystal LaB 6 , and has, for example, nine protrusions whose pyramid-shaped tip is arranged on the circumference, although not shown. The tips of these protrusions have a radius of curvature of about 30 μm.
Since the primary electron beam is emitted only from the vicinity of the apexes of these pyramidal protrusions, with a relatively large electron gun current of about 1 mA, at a voltage of 1 kV, 1 × 10 4 A / cm 2 sr (1
A brightness of kV) is obtained.
【0052】次に、図7及び図8を参照して、ビーム径
の選択について説明する。従来の電子線装置は、細かい
パターンを検査したり、粗いパターンを検査したり、検
査対象のパターン寸法が変化してもピクセル寸法を変え
ることが困難なため、検査対象によってはピクセル寸法
が小さ過ぎて検査に長時間を要したり、逆にピクセル寸
法が大き過ぎて解像度が十分得られないという欠点があ
った。また、従来の電子線装置は、ビーム径を大きくす
る場合、ビーム径を大きくした際のビーム電流が大きく
なる利点をあまり利用しておらず、ビーム径を大きくし
た時のS/N比の損失が大きいという欠点があった。Next, selection of the beam diameter will be described with reference to FIGS. 7 and 8. Conventional electron beam devices have difficulty in inspecting fine patterns, coarse patterns, and even when the pattern size of the inspection target changes, it is difficult to change the pixel size, so the pixel size is too small depending on the inspection target. Therefore, it takes a long time to perform the inspection, and on the contrary, the pixel size is too large to obtain sufficient resolution. Further, the conventional electron beam apparatus does not make much use of the advantage that the beam current increases when the beam diameter is increased when the beam diameter is increased, and the loss of the S / N ratio when the beam diameter is increased. Had the drawback of being large.
【0053】これを解決するためには、一次電子線をウ
ェーハWの面上に合焦させ、該ウェーハWから放出され
た二次電子線を検出器119に結像させる際、一次光学
系で生じる歪みや像面湾曲による影響を最小にするよう
特に配慮する必要がある。また、複数の一次電子線の間
隔と二次光学系との関係については、一次電子線の間隔
を、二次光学系の収差よりも大きい距離だけ離すことに
より、複数のビーム間のクロストークを無くすことがで
きる。In order to solve this, when the primary electron beam is focused on the surface of the wafer W and the secondary electron beam emitted from the wafer W is imaged on the detector 119, the primary optical system is used. Particular attention should be given to minimizing the effects of distortion and field curvature that occur. Regarding the relationship between the intervals between the plurality of primary electron beams and the secondary optical system, by separating the intervals between the primary electron beams by a distance larger than the aberration of the secondary optical system, crosstalk between the plurality of beams can be prevented. It can be lost.
【0054】図7の(A)及び(B)は、ウェーハWの
評価のためにウェーハ・ステージ112上に搭載された
複数のパターン・サイズの標準マーク701、702の
レイアウトをそれぞれ示している。同図において、標準
マーク701は0.05μmのL&S(ライン・アンド
・スペース)パターンであり、標準マーク702は0.
1μmのL&Sパターンである。このように被評価パタ
ーンの線幅に対応する標準マークがウェーハ・ステージ
112上に何種類か設置されている。図7の(A)及び
(B)はそのうちの代表的な二種類の標準マークを示し
ている。FIGS. 7A and 7B show layouts of standard marks 701 and 702 of a plurality of pattern sizes mounted on the wafer stage 112 for evaluation of the wafer W, respectively. In the figure, the standard mark 701 is an L & S (line and space) pattern of 0.05 μm, and the standard mark 702 is 0.
It is an L & S pattern of 1 μm. As described above, several kinds of standard marks corresponding to the line width of the evaluated pattern are set on the wafer stage 112. 7A and 7B show two typical standard marks among them.
【0055】検査等を行う前に、ウェーハ・ステージ1
12を移動させて、ウェーハWの被検出パターンのサイ
ズに合致する標準マーク、例えば図7の(A)の701
を選択して一次光学系の光軸OA1に合わせ、次いで、
電子銃104のウェーネルト103に与えるバイアス電
圧を変えることによって電子銃104からのビーム輝度
を変更し、ビーム径を変えて、被検出パターンの寸法に
応じた最適のビーム径またはビーム電流を選択する。ウ
ェーネルト103のバイアスを浅くすれば、電子銃10
4の電流が増えて輝度が大きくなり、マルチビームの電
流が大きくなる。マルチビームのビーム電流が大きくな
ると、空間電荷効果のためにビーム径は大きくなる。Before performing inspections, etc., the wafer stage 1
12 is moved to a standard mark matching the size of the pattern to be detected on the wafer W, for example, 701 in FIG.
To match the optical axis OA 1 of the primary optical system, and then
By changing the bias voltage applied to the Wehnelt 103 of the electron gun 104, the beam brightness from the electron gun 104 is changed, the beam diameter is changed, and the optimum beam diameter or beam current according to the size of the pattern to be detected is selected. If the bias of Wehnelt 103 is made shallow, the electron gun 10
The current of No. 4 increases, the brightness increases, and the current of the multi-beam increases. When the beam current of the multi-beam becomes large, the beam diameter becomes large due to the space charge effect.
【0056】ビーム径を変える他の方法としては、縮小
レンズや対物レンズをズームレンズとして動作させる方
法がある。この場合にも、ビーム電流を大きくするには
ビーム縮小率を1に近づける方向に調整するので、ビー
ム径も大きくなる。しかし、同時にマルチビームのビー
ム間隔も同じ割合で変化するので、ビーム間隔を変えた
くない場合には、上記のようにウェーネルト103のバ
イアスを変える方法を採用するのが良い。As another method of changing the beam diameter, there is a method of operating a reduction lens or an objective lens as a zoom lens. Also in this case, since the beam reduction ratio is adjusted to approach 1 in order to increase the beam current, the beam diameter also increases. However, since the beam intervals of the multi-beams also change at the same rate at the same time, if it is not desired to change the beam intervals, it is preferable to adopt the method of changing the bias of the Wehnelt 103 as described above.
【0057】図8の(A1)〜(A3)及び(B1)〜
(B3)は、標準マーク701、702をマルチビーム
で走査したときに二次電子検出器119から出力される
電気信号をモニタ(図示せず)で観測した波形を示して
おり、(A1)〜(A3)は標準マーク701をビーム
寸法を種々変えて走査したときの波形を示し、(B1)
〜(B3)は標準マーク702をビーム寸法を変えて走
査したときの波形を示している。(A1) to (A3) and (B1) to FIG.
(B3) shows waveforms obtained by observing an electric signal output from the secondary electron detector 119 with a monitor (not shown) when the standard marks 701 and 702 are scanned with a multi-beam. (A3) shows a waveform when the standard mark 701 is scanned with various beam sizes changed, and (B1).
(B3) to (B3) show waveforms when the standard mark 702 is scanned while changing the beam size.
【0058】図8の(A1)は、ビーム径を線幅よりも
大きくした場合の出力波形801を示しており、ビーム
電流が大きいにも拘わらず、線幅よりも大きい寸法のビ
ームで走査しているため、信号のコントラストSはあま
り大きくなく、しかも、ビーム電流が大きいために雑音
Nは大きい値になっており、S/N比はほぼ3.4であ
る。FIG. 8A1 shows an output waveform 801 when the beam diameter is made larger than the line width, and a beam having a size larger than the line width is used for scanning despite the large beam current. Therefore, the signal contrast S is not so large, and since the beam current is large, the noise N is a large value, and the S / N ratio is approximately 3.4.
【0059】図8の(A3)は、線幅に比してビーム径
が小さ過ぎる場合の出力波形803を示しており、忠実
な波形(矩形波に近い)が出ているが、ビーム電流が小
さいため信号のコントラストSは大きくない。また、雑
音Nはビーム電流が小さいことに対応して小さく、S/
N比はほぼ6.25である。FIG. 8A3 shows an output waveform 803 when the beam diameter is too small compared to the line width, and a faithful waveform (close to a rectangular wave) appears, but the beam current is Since it is small, the signal contrast S is not large. Further, the noise N is small corresponding to the small beam current, and S /
The N ratio is approximately 6.25.
【0060】図8の(A2)は、ビーム径が丁度良い場
合の出力波形802を示しており、この場合はビームの
ボケが妥当な値であり、ビーム電流も比較的大きく、ま
た、大きいコントラストSの信号が得られおり、S/N
比はほぼ12.2である。FIG. 8A2 shows the output waveform 802 when the beam diameter is just right. In this case, the beam blur is a reasonable value, the beam current is relatively large, and the contrast is large. S signal is obtained and S / N
The ratio is approximately 12.2.
【0061】図8の(A2)と(A3)のどちらのビー
ム径を選択すべきかは、大きい(コントラスト/雑音)
比が得られる方を選べばよい。図8に示す例において
は、標準マーク701を使用したとき、図8の(A2)
の出力波形が得られたビーム径を選択すればよい。Which of the beam diameters (A2) and (A3) in FIG. 8 should be selected is large (contrast / noise).
You can choose the one who can obtain the ratio. In the example shown in FIG. 8, when the standard mark 701 is used, (A2) in FIG.
It suffices to select the beam diameter at which the output waveform of 1 is obtained.
【0062】標準マーク702を使用した場合も同様の
校正をおこない、この線幅に適したビーム寸法またはビ
ーム径を選択する。図8に示す例では、(B2)の出力
波形が得られたビーム径を選択すればよい。When the standard mark 702 is used, the same calibration is performed, and the beam size or beam diameter suitable for this line width is selected. In the example shown in FIG. 8, the beam diameter at which the output waveform (B2) is obtained may be selected.
【0063】このように、評価すべきパターン寸法に応
じて、検出器119から出力された、二次電子線の強度
に比例した振幅の電気信号のS/N比が最大となるよう
に、ビーム径またはビーム電流を選択すればよい。より
具体的には、ピッチが異なる規則的な標準パターンをウ
ェーハ・ステージ112の上に配置し、その規則的な標
準パターンを一次電子線で走査したときに得られた信号
波形から上記電気信号の振幅(S)を算出する。同時
に、雑音の振幅(N)をも求めておいて、S/N比を算
出する。電子線装置100は一次電子線のビーム径を複
数種類設定することができ、それらのビーム径で評価す
べきパターンの最小線幅の2倍のピッチを有する規則的
なパターンを走査してそのときのS/N比を算出し、S
/N比が最大となるビーム径を選択する。これによっ
て、評価すべきパターンの全てに対して高S/N比の評
価をおこなうことができる。In this way, the beam is adjusted so that the S / N ratio of the electric signal output from the detector 119 and having an amplitude proportional to the intensity of the secondary electron beam is maximized in accordance with the pattern size to be evaluated. The diameter or beam current may be selected. More specifically, regular standard patterns having different pitches are arranged on the wafer stage 112, and a signal waveform obtained when the regular standard pattern is scanned by the primary electron beam is used to detect the electric signal. Calculate the amplitude (S). At the same time, the noise amplitude (N) is also obtained, and the S / N ratio is calculated. The electron beam apparatus 100 can set a plurality of beam diameters of the primary electron beam, and scans a regular pattern having a pitch twice the minimum line width of the pattern to be evaluated with these beam diameters. S / N ratio of
Select the beam diameter that maximizes the / N ratio. As a result, a high S / N ratio can be evaluated for all the patterns to be evaluated.
【0064】なお、規則的な標準パターンとしては、上
記の標準マークの代わりに、検査すべきウェーハから標
準的なパターンを探して用いて、同様にしてS/N比を
調べるようにしてもよい。なお、上記の方法において
は、一次電子線は必ずしもマルチビームである必要はな
く、単一ビームで走査する場合のパターン評価にも適用
可能である。As the regular standard pattern, instead of the above standard mark, a standard pattern may be searched for from the wafer to be inspected and used, and the S / N ratio may be similarly investigated. . In the above method, the primary electron beam does not necessarily have to be a multi-beam, and can be applied to pattern evaluation when scanning with a single beam.
【0065】この結果、電子線装置100においては、
走査速度を大きくしても所望のS/N比を得ることがで
き、また、平均化処理を行わなくても、高いS/N比を
得ることができる。また、被評価パターンに応じてS/
N比が最大となるようにビーム径又はビーム電流を選択
することができるので、被評価パターンの大きさに拘わ
らず、高分解能で高スループットを実現することができ
る。As a result, in the electron beam apparatus 100,
A desired S / N ratio can be obtained even if the scanning speed is increased, and a high S / N ratio can be obtained without averaging. Also, depending on the evaluated pattern, S /
Since the beam diameter or the beam current can be selected so that the N ratio becomes maximum, high resolution and high throughput can be realized regardless of the size of the evaluated pattern.
【0066】次に、図9を用いて、基板であるウェーハ
Wに形成された回路パターンの検査方法の一つの具体例
について説明する。図9は、電子線リソグラフィを用い
て回路パターンをウェーハ上に形成する場合の代表的な
例を示している。ウェーハWはX方向寸法で例えば5m
m幅のY方向に延びる複数個のストライプ901に分割
されており、ウェーハ・ステージ112上に載置され
る。その状態で、ウェーハ・ステージ112をストライ
プ901に沿ってY方向に連続的に移動させることで、
マスク・パターンのウェーハWへの転写が行われる。Next, one specific example of the method of inspecting the circuit pattern formed on the wafer W which is the substrate will be described with reference to FIG. FIG. 9 shows a typical example of forming a circuit pattern on a wafer using electron beam lithography. Wafer W has a dimension in the X direction of, for example, 5 m
It is divided into a plurality of stripes 901 of m width and extending in the Y direction, and is placed on the wafer stage 112. In that state, by continuously moving the wafer stage 112 along the stripe 901 in the Y direction,
The mask pattern is transferred to the wafer W.
【0067】一つのストライプは、Y方向寸法250μ
m、X方向寸法5mmの主視野902に分割され、1個
の主視野902の内部は250μm角の副視野903に
分割され、副視野単位での転写が行われる。すなわち、
主視野902を構成する複数の副視野903のそれぞれ
に対して一つのマスクを用意し、ビームが1副視野ずつ
走査することにより、マスク・パターンの転写が行われ
る。One stripe has a dimension of 250 μ in the Y direction.
A main visual field 902 having a dimension of 5 mm in the m and X directions is divided, and the inside of one main visual field 902 is divided into a sub visual field 903 of 250 μm square, and transfer is performed in sub visual field units. That is,
One mask is prepared for each of the plurality of sub-fields 903 forming the main field of view 902, and the mask pattern is transferred by scanning the beam by one sub-field of view.
【0068】このようにしてウェーハWにマスク・パタ
ーンが形成された場合、最も欠陥が発生し易い箇所は隣
り合う2つのストライプ901間の境界部分であり、次
に欠陥が発生し易い箇所は隣り合う主視野902間の境
界部分であり、第3番目に欠陥が発生し易いのは隣り合
う副視野903間の境界部分である。また、線幅のバラ
ツキが大きくなるのも、同様にストライプ間の境界部
分、主視野間の境界部分、副視野間の境界部分の順であ
る。When the mask pattern is formed on the wafer W in this manner, the location where defects are most likely to occur is the boundary between two adjacent stripes 901, and the location where defects are likely to occur next is adjacent to each other. It is the boundary between the matching main visual fields 902, and the third defect is most likely to occur at the boundary between the adjacent sub visual fields 903. Similarly, the line widths are increased in the order of the boundary between stripes, the boundary between main fields of view, and the boundary between subfields of view.
【0069】そこで、評価の際には、ストライプ901
間の境界904を、例えば200μmの幅で(図9では
7個所を)検査する。より精度の高い評価を行うために
は、主視野間のつなぎ部分を、更には副視野間のつなぎ
部分を検査することが好ましい。このようにして間引き
検査をすることにより、全検査に要する時間の数分の一
ないし数十分の一の時間で、大部分の欠陥検出が行える
評価を行うことができる。Therefore, at the time of evaluation, the stripe 901 is used.
The boundary 904 between them is inspected with a width of, for example, 200 μm (7 places in FIG. 9). In order to perform a more accurate evaluation, it is preferable to inspect the joint between the main visual fields and further the joint between the sub visual fields. By carrying out the thinning-out inspection in this way, it is possible to carry out an evaluation capable of detecting most of the defects in a fraction of several tenths to several tenths of the time required for the entire inspection.
【0070】視野の中心で光学系の収差が小さく、光学
系の歪も小さいように電子線装置100を構成した場合
には、視野905の中心で測定した方が信頼性の高い評
価が可能である。そこで、つなぎ領域以外の領域を評価
するときであっても、つなぎ領域は必ず視野905の中
心で評価するようにすると、欠陥を見落す確率は小さく
なる。また、正常のパターンを欠陥と誤判断することも
少なくなる。When the electron beam apparatus 100 is constructed so that the aberration of the optical system is small at the center of the field of view and the distortion of the optical system is small, the measurement at the center of the field of view 905 is more reliable. is there. Therefore, even when the area other than the joint area is evaluated, if the joint area is always evaluated at the center of the visual field 905, the probability of overlooking a defect becomes small. Further, it is less likely that a normal pattern is erroneously determined as a defect.
【0071】欠陥検査を行う場合には、上記の如く、一
次電子線でウェーハWを走査して得られた画像と、画像
記憶装置に予め蓄えておいた、欠陥の存在しない画像と
を比較照合することにより、欠陥部分を自動的に検出す
る。When performing a defect inspection, as described above, the image obtained by scanning the wafer W with the primary electron beam and the image having no defect stored in the image storage device in advance are compared and collated. By doing so, the defective portion is automatically detected.
【0072】ここで、図10を用いて、本発明に係る電
子線装置の他の実施の形態を説明する。この電子線装置
は、マスクに形成されたパターンをウェーハに転写する
ために使用される。図10において、電子線装置100
0は、LaB6製のカソード1001、ウェーネルト1
002及びアノード1003を有する電子銃1004を
備えており、ショット雑音低減係数が1.0未満の空間
電荷制限条件で動作する。電子銃1004から放出され
た一次電子線は六角形の成形開口を有する開口板100
5を一様な強度で照射する。これによって六角形に成形
された一次電子線はクロスオーバー1006を作り、コ
ンデンサ・レンズ1007によって中間像1008を形
成する。中間像1008は対物レンズ1009によって
収束され、更に2段の電磁偏向器1010、1010’
及び2段の静電偏向器1011、1011’によって進
行方向を制御されてマスク1012上に投影される。Here, another embodiment of the electron beam apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. This electron beam apparatus is used to transfer the pattern formed on the mask onto the wafer. In FIG. 10, an electron beam apparatus 100
0 is LaB 6 cathode 1001 and Wehnelt 1
An electron gun 1004 having an anode 002 and an anode 1003 is provided, and it operates under a space charge limiting condition with a shot noise reduction coefficient of less than 1.0. The primary electron beam emitted from the electron gun 1004 has an opening plate 100 having a hexagonal shaped opening.
Irradiate 5 with a uniform intensity. As a result, the hexagonal shaped primary electron beam forms a crossover 1006, and an intermediate image 1008 is formed by the condenser lens 1007. The intermediate image 1008 is converged by the objective lens 1009, and further two-stage electromagnetic deflectors 1010, 1010 ′ are provided.
Further, the traveling direction is controlled by the two-stage electrostatic deflectors 1011 and 1011 ′, and the image is projected onto the mask 1012.
【0073】この実施の形態においては、マスク101
2は1個〜数個のチップを形成するためのパターンを有
する等倍のマスクであり、マスク・ステージ1013に
固定される。マスク1012はウェーハ1014に近接
して配置される。マスクの下側にはウェーハ1014が
ウェーハ・ステージ1015に固定され、ウェーハ・ス
テージ1015はマスク1012に対して移動可能に支
持されている。ウェーハ1014をウェーハ・ステージ
1015に載置する際、ウェーハ・ステージ1015の
位置に関する情報を偏向器にフィードバックして一次電
子線の偏向量を調整することが望ましい。In this embodiment, the mask 101
Reference numeral 2 denotes an equal-magnification mask having a pattern for forming one to several chips, which is fixed to the mask stage 1013. The mask 1012 is placed close to the wafer 1014. A wafer 1014 is fixed to a wafer stage 1015 below the mask, and the wafer stage 1015 is movably supported with respect to the mask 1012. When the wafer 1014 is placed on the wafer stage 1015, it is desirable to feed back information regarding the position of the wafer stage 1015 to the deflector to adjust the deflection amount of the primary electron beam.
【0074】マスク・ステージ1013とウェーハ・ス
テージ1015との相対距離を測定するため、マスク・
ステージ1013にはレーザー固定鏡1016が固定さ
れ、ウェーハ・ステージ1015にはレーザー移動鏡1
017が固定され、これらの鏡をレーザー発振・受信部
1018からのレーザー光によって照射する。このと
き、レーザー発振・受信部1018とレーザー固定鏡1
016、レーザー移動鏡1017との間にハーフミラー
と固定鏡を配置し、レーザー発振・受信部1018から
出たレーザー光のレーザー移動鏡1017とハーフミラ
ーとの間の光路長と、第1のレーザー固定鏡1016と
ハーフミラーとの間の光路長の差から生じる、干渉によ
る受信光量の強弱から、マスク・ステージ1013とウ
ェーハ・ステージ1015との間の相対距離を求めるこ
とができる。こうして求めた相対距離は電磁偏向器10
10、1010’及び静電偏向器1011、1011’
にフィードバックされ、これにより、対物レンズ100
9で収束された電子線にマスク1012を適切な入射角
度で照射させる。In order to measure the relative distance between the mask stage 1013 and the wafer stage 1015,
A laser fixed mirror 1016 is fixed to the stage 1013, and the laser moving mirror 1 is fixed to the wafer stage 1015.
017 is fixed, and these mirrors are irradiated with laser light from the laser oscillation / reception unit 1018. At this time, the laser oscillation / reception unit 1018 and the laser fixed mirror 1
016, a half mirror and a fixed mirror are arranged between the laser moving mirror 1017 and the optical path length between the laser moving mirror 1017 and the half mirror of the laser light emitted from the laser oscillation / reception unit 1018, and the first laser. The relative distance between the mask stage 1013 and the wafer stage 1015 can be obtained from the intensity of the received light amount due to the interference caused by the difference in the optical path length between the fixed mirror 1016 and the half mirror. The relative distance thus obtained is the electromagnetic deflector 10
10, 1010 'and electrostatic deflectors 1011, 1011'
To the objective lens 100.
The electron beam converged at 9 is irradiated with the mask 1012 at an appropriate incident angle.
【0075】電磁偏向器1010、1010’は一次電
子線の光軸に沿って配置され、それぞれ、ほぼ等しい偏
向感度を有するが、互いに逆方向に電子線を偏向するよ
う設計されるので、偏向量に無関係に一次電子線が常に
マスク1012に垂直に入射するよう調整される。これ
に対し、同じく一次電子線の光軸に沿って配置される静
電偏向器1011、1011’は、偏向中心が常にマス
ク1012の面になるよう、互いの偏向感度の比が調整
される。The electromagnetic deflectors 1010 and 1010 'are arranged along the optical axis of the primary electron beam and have substantially equal deflection sensitivities, but they are designed to deflect the electron beams in opposite directions, so that the deflection amount Is adjusted so that the primary electron beam always enters the mask 1012 vertically regardless of On the other hand, in the electrostatic deflectors 1011 and 1011 ′, which are also arranged along the optical axis of the primary electron beam, the ratio of the deflection sensitivities thereof is adjusted so that the deflection center is always on the surface of the mask 1012.
【0076】マスク1012の上方且つマスク1012
の周辺に、マスク1012から反射された電子線を検出
するために、複数の(例えば8個の)反射電子検出器1
019が設けられ、これらの反射電子検出器1019は
互いに独立に信号処理を行う回路を備えている。Above the mask 1012 and the mask 1012
A plurality of (for example, eight) backscattered electron detectors 1 for detecting electron beams reflected from the mask 1012 around the
019 are provided, and these backscattered electron detectors 1019 include circuits that perform signal processing independently of each other.
【0077】図11の(A)及び(B)は、マスク10
12とウェーハ1014との間の相対的な位置誤差を検
出してウェーハ1014とマスク1012とのレジスト
レーションを行うための構成を説明する図である。同図
において、(A)は、ウェーハ1014の一部を拡大し
た図で、1個のチップ及びその周辺のパターンを示し、
(B)はマスク1012の一部を拡大して示す図であ
る。11A and 11B show the mask 10
12 is a diagram illustrating a configuration for detecting a relative position error between wafer 12 and wafer 1014 and performing registration between wafer 1014 and mask 1012. FIG. In the figure, (A) is an enlarged view of a part of the wafer 1014, showing one chip and its peripheral pattern,
FIG. 7B is an enlarged view showing a part of the mask 1012.
【0078】ウェーハ1014に形成された1個のチッ
プ1101の内部には前層のパターン1102が既に形
成されており、チップ1101の周辺にはダイシング・
ライン1103が形成され、ダイシング・ライン110
3の上には、パターン1102の四隅に相当する位置に
アラインメント用ののマーク1104、1105、11
06、1107、1108、1109、1110、11
11が設けられる。これらのマーク1104〜1111
は例えばピッチが100nmの規則的な段差すなわち凹
凸であってよい。The pattern 1102 of the previous layer is already formed inside one chip 1101 formed on the wafer 1014, and the dicing
The line 1103 is formed, and the dicing line 110 is formed.
3, marks for alignment 1104, 1105, 11 for alignment are provided at positions corresponding to the four corners of the pattern 1102.
06, 1107, 1108, 1109, 1110, 11
11 is provided. These marks 1104-1111
May be, for example, regular steps or irregularities having a pitch of 100 nm.
【0079】一方、マスク1012には、ウェーハ10
14に転写すべきパターンが形成されたパターン領域1
112が設けられ、また、ウェーハ1014のダイシン
グ・ライン1103上に形成されたマーク1104〜1
111の凸の部分に対応して、マーク穴1113、11
14、1115、1116が設けられる。更に、マーク
穴1113〜1116に関してパターン領域1112と
は反対側には、検出穴1117〜1120が形成され
る。On the other hand, the mask 1012 has the wafer 10
Pattern area 1 in which a pattern to be transferred to 14 is formed
112, and marks 1104 to 1 formed on the dicing line 1103 of the wafer 1014.
Corresponding to the convex portion of 111, the mark holes 1113, 11
14, 1115 and 1116 are provided. Further, detection holes 1117 to 1120 are formed on the opposite side of the mark holes 1113 to 1116 from the pattern area 1112.
【0080】ウェーハ1014に形成されたマーク11
04〜1111並びにマスク1012に形成されたマー
ク穴1113〜1116及び検出穴1117〜1120
は、マーク1104〜1111を検出してウェーハ10
14とマスク1012との適正な位置合わせ、すなわち
レジストレーションを行うために設けられる。Mark 11 formed on wafer 1014
04-1111 and mark holes 1113-1116 and detection holes 1117-1120 formed in the mask 1012.
Detects the marks 1104-1111 and detects the wafer 10
14 is provided for proper alignment between the mask 14 and the mask 1012, that is, registration.
【0081】電子銃1104から放出された一次電子線
によってマスク1012を走査し、マスク1012のパ
ターン領域1112に形成されたパターンをウェーハ1
014に転写する際、一次電子線はマスク1012を支
点として傾けて走査されることが望ましく、一次電子線
はマスク1012のマーク穴1113〜1116を通過
してウェーハ1014のマーク1104〜1111をも
照射するので、マーク1104〜1111によって反射
され、後方散乱電子として半球方向に放出される。後方
散乱電子の一部はマスク1012上の検出穴1117〜
1120から上方へ出てくるが、検出穴1117〜11
20から出てくる後方散乱電子の量は、マスク1012
とウェーハ1014との対応する位置に形成されたマー
クとマーク穴、例えばマーク1104〜1107とマー
ク穴1113〜1116との互いに重なり合った量又は
位置ずれの量にほぼ比例する。そこで、検出穴1117
〜1120を通過してマスク1012の上方に出てきた
電子線を、検出穴1117〜1120に対応する位置に
配置された反射電子検出器1019(図10)でそれぞ
れ検出し、こうして検出された電子線の量を、マーク1
104〜1107とマーク穴1113〜1116とのレ
ジストレーションが適正である、すなわち相対誤差がな
い場合に検出される後方散乱電子の量と比較する。これ
により、マーク1104〜1107とマーク穴1113
〜1116との相対誤差、すなわち、マーク1012と
ウェーハ1014との相対的な位置誤差を求めることが
できる。求めた位置誤差に相当する量を静電偏向器10
11、1011’にフィードバックすることにより、静
電偏向器1011、1011’は、上記位置誤差をなく
すよう電子線の偏向角を調整する。The mask 1012 is scanned by the primary electron beam emitted from the electron gun 1104, and the pattern formed in the pattern region 1112 of the mask 1012 is transferred to the wafer 1.
At the time of transfer to 014, the primary electron beam is desirably scanned while tilting with the mask 1012 as a fulcrum, and the primary electron beam also passes through the mark holes 1113 to 1116 of the mask 1012 and irradiates the marks 1104 to 1111 of the wafer 1014. Therefore, the light is reflected by the marks 1104-1111 and emitted in the hemispherical direction as backscattered electrons. Some of the backscattered electrons are detected through the detection hole 1117 on the mask 1012.
Although it comes out upward from 1120, the detection holes 1117 to 11
The amount of backscattered electrons emitted from the
The marks and the mark holes formed at corresponding positions on the wafer 1014 and the wafer 1014, for example, are substantially proportional to the amount of the marks 1104 to 1107 and the mark holes 1113 to 1116 overlapping with each other or the amount of positional deviation. Therefore, the detection hole 1117
The electron beams that have passed through 1120 to above the mask 1012 are detected by the backscattered electron detectors 1019 (FIG. 10) arranged at the positions corresponding to the detection holes 1117 to 1120, respectively. Mark the amount of line 1
Comparison is made with the amount of backscattered electrons detected when the registration between 104 to 1107 and the mark holes 1113 to 1116 is proper, that is, when there is no relative error. As a result, the marks 1104-1107 and the mark holes 1113 are formed.
.About.1116, that is, the relative position error between the mark 1012 and the wafer 1014 can be obtained. The electrostatic deflector 10 calculates an amount corresponding to the obtained position error.
By feeding back to 11, 1011 ′, the electrostatic deflectors 1011 and 1011 ′ adjust the deflection angle of the electron beam so as to eliminate the position error.
【0082】いま、マスク1012とウェーハ1014
との間の間隔が50μmに維持されているとし、電子銃
1004により照射される一次電子線の偏向角をθミリ
ラジアンであるとすると、マスク1012とウェーハ1
014との相対誤差は50θnmの位置ずれとして測定
される。また、レーザー測長器を用いて測定を行った結
果、マスク1−12がウェーハ1014に対して本来の
位置からx方向に△x(nm)、y方向に△y(nm)
だけずれていることが判明したとき、電子銃1004か
ら放出された一次電子線のマスク1012の表面を偏向
中心とした偏向角のx成分をθ’x(ミリラジアン)、
y成分をθ’yとして、反射電子検出器1019は静電
偏向器1011、1011’に対してNow, the mask 1012 and the wafer 1014
When the distance between the mask 1012 and the wafer 1 is assumed to be 50 μm, and the deflection angle of the primary electron beam irradiated by the electron gun 1004 is θ milliradian.
The relative error with 014 is measured as a positional deviation of 50 nm. Further, as a result of measurement using a laser length measuring machine, the mask 1-12 is Δx (nm) in the x direction and Δy (nm) in the y direction from the original position with respect to the wafer 1014.
When it is found that there is a deviation, the x component of the deflection angle with the surface of the mask 1012 of the primary electron beam emitted from the electron gun 1004 as the deflection center is θ′x (milliradian),
The backscattered electron detector 1019 with respect to the electrostatic deflectors 1011 and 1011 ′ with the y component being θ′y.
【0083】[0083]
【数5】θ’x=―△x/50(ミリラジアン)
θ’y=―△y/50(ミリラジアン)
だけ一次電子線を偏向させるようフィードバックを行え
ばよいことになる。[Mathematical formula-see original document] It is sufficient to perform feedback so that the primary electron beam is deflected by θ'x = -Δx / 50 (milliradian) θ'y = -Δy / 50 (milliradian).
【0084】一次電子線のエネルギを2keVとする
と、レジスト感度は1μc/cm2という高感度にな
る。このとき、50nm角のパターンに入射する電子の
数はWhen the energy of the primary electron beam is set to 2 keV, the resist sensitivity becomes as high as 1 μc / cm 2 . At this time, the number of electrons incident on the 50 nm square pattern is
【0085】[0085]
【数6】{(1×10-6c)/(1.6×10-19)}
×(5×10-6)2=156.25個/パターン
となる。[Equation 6] {(1 × 10 -6 c) / (1.6 × 10 -19 )}
× (5 × 10 −6 ) 2 = 156.25 pieces / pattern.
【0086】したがって、ショット雑音によるドーズの
変動△Dは、温度制限領域で動作する電子銃を用いた場
合、Nをパターン当たりの電子数とすると、N=15
6.25であるから、Therefore, the dose fluctuation ΔD due to shot noise is N = 15, where N is the number of electrons per pattern, when an electron gun operating in the temperature limited region is used.
Since it is 6.25,
【0087】[0087]
【数7】△D=1/(N/2)1/2=0.113 となる。すなわち、ドーズは11.3%も変動する。## EQU7 ## ΔD = 1 / (N / 2) 1/2 = 0.113. That is, the dose fluctuates by 11.3%.
【0088】これに対して、図10に示す実施の形態に
おいては電子銃1004を空間電荷制限条件で使用する
ので、ショット雑音低減係数Γ2を1未満の値とする
と、ドーズの変動△D’は、On the other hand, in the embodiment shown in FIG. 10, since the electron gun 1004 is used under the space charge limiting condition, when the shot noise reduction coefficient Γ 2 is set to a value less than 1, the dose variation ΔD '. Is
【0089】[0089]
【数8】
△D’=Γ/(N/2)1/2 Γ<1.0
となり、ドーズの変動はTFE電子銃を用いる場合より
も大幅に改善される。Γ<0.5であるならば、ドーズ
の変動は約5%となる。更に、Γ<0.2であれば、ド
ーズの変動は2%程度となるので、理想的である。Equation 8] △ D '= Γ / (N / 2) 1/2 Γ <1.0 , and the variation of dose is greatly improved over the case of using a TFE electron gun. If Γ <0.5, the dose variation is about 5%. Further, if Γ <0.2, the dose variation is about 2%, which is ideal.
【0090】また、図10の実施の形態においては、等
倍のマスク1012を用いて転写を行うので、デバイス
を高スループットで製造することができる。例えば、次
のような条件においては、12インチ・ウェーハの場
合、スループットは45枚/時間となる。すなわち、
チップ寸法 40mm×30mm
12インチ・ウェーハ 300mmφウェーハ
チップ数 50
ビーム電流 20μm
ドーズ 1μc/cm2
ビーム寸法 50μm角
ステージ・ステップ時間 0.5秒/チップ
レジストレーション時間 0.5秒/チップ
転写時間/ウェーハ 80秒=(600cm2×1×10-6)/
(20×1×10-6)+25+25
スループット 45枚/時間、12インチ・ウェーハ。Further, in the embodiment of FIG. 10, since the transfer is performed using the mask 1012 of the same size, the device can be manufactured with high throughput. For example, under the following conditions, the throughput is 45 wafers / hour for a 12-inch wafer. That is, chip size 40 mm × 30 mm 12 inch wafer 300 mmφ wafer number of chips 50 beam current 20 μm dose 1 μc / cm 2 beam size 50 μm square stage step time 0.5 sec / chip registration time 0.5 sec / chip transfer time / Wafer 80 seconds = (600 cm 2 × 1 × 10 −6 ) / (20 × 1 × 10 −6 ) + 25 + 25 Throughput 45 wafers / hour, 12 inch wafer.
【0091】ここで、図1に示す電子線装置100を用
いて、プロセス途中のウェーハ或いは完成後のウェーハ
の評価を行う半導体デバイス製造方法を、一般的な半導
体デバイス製造方法を含めて、図12及び図13のフロ
ーチャートを参照して説明する。Here, a semiconductor device manufacturing method for evaluating a wafer in the process or a completed wafer by using the electron beam apparatus 100 shown in FIG. 1, including a general semiconductor device manufacturing method, will be described with reference to FIG. 13 and the flowchart of FIG.
【0092】図12に示すように、半導体デバイス製造
方法は、ウェーハを製造するウェーハ製造工程S1、ウ
ェーハに必要な加工処理を行うウェーハ・プロセッシン
グ工程S2、露光に必要なマスクを製造するマスク製造
工程S3、ウェーハ上に形成されたチップを1個ずつに
切り出し、動作可能にするすチップ組立工程S4、及
び、完成したチップを検査するチップ検査工程S5に概
略的に分けられ、これらの工程はそれぞれ、幾つかのサ
ブ工程を含んでいる。As shown in FIG. 12, the semiconductor device manufacturing method includes a wafer manufacturing step S1 for manufacturing a wafer, a wafer processing step S2 for performing a necessary processing on the wafer, and a mask manufacturing step for manufacturing a mask required for exposure. S3, a chip assembling step S4 for cutting out the chips formed on the wafer one by one and making them operable, and a chip inspecting step S5 for inspecting a completed chip, and these steps are respectively divided. , Including some sub-steps.
【0093】上記した工程の中で、半導体デバイスの製
造に決定的な影響を及ぼす工程は、ウェーハ・プロセッ
シング工程S2である。これは、この工程において、設
計された回路パターンをウェーハ上に形成し、かつ、メ
モリやMPUとして動作するチップを多数形成するから
である。このように、半導体デバイスの製造に大きな影
響を及ぼすウェーハ・プロセッシング工程S2において
実行されるサブ工程においては、ウェーハの加工状態を
評価することが重要であり、該サブ工程について、以下
に説明する。Among the above-mentioned steps, the step which has a decisive influence on the manufacture of the semiconductor device is the wafer processing step S2. This is because, in this step, the designed circuit pattern is formed on the wafer, and a large number of chips that operate as memories and MPUs are formed. As described above, it is important to evaluate the processing state of the wafer in the sub-process executed in the wafer processing step S2 that greatly affects the manufacturing of the semiconductor device, and the sub-process will be described below.
【0094】まず、絶縁層となる誘電体薄膜を形成する
とともに、配線部及び電極部を形成する金属薄膜を形成
する。薄膜形成は、CVDやスパッタリング等により実
行される。次いで、形成された誘電体薄膜及び金属薄
膜、並びにウェーハ基板を酸化し、かつ、マスク製造工
程S3によって作成されたマスク又はレチクルを用い
て、リソグラフィ工程において、レジスト・パターンを
形成する。そして、ドライ・エッチング技術等により、
レジスト・パターンに従って基板を加工し、イオン及び
不純物を注入する。その後、レジスト層を剥離し、ウェ
ーハを検査する。First, a dielectric thin film that serves as an insulating layer is formed, and a metal thin film that forms a wiring portion and an electrode portion is formed. The thin film formation is performed by CVD, sputtering, or the like. Then, the formed dielectric thin film and metal thin film, and the wafer substrate are oxidized, and a resist pattern is formed in a lithography process using the mask or reticle created in the mask manufacturing process S3. And by dry etching technology etc.
The substrate is processed according to the resist pattern and ions and impurities are implanted. Then, the resist layer is peeled off and the wafer is inspected.
【0095】このようなウェーハ・プロセッシング工程
S2は必要な層数だけ繰り返し実施され、チップ組立工
程S4においてチップ毎に分離される前のウェーハが形
成される。The wafer processing step S2 as described above is repeatedly performed for the required number of layers, and a wafer before being separated into chips is formed in the chip assembling step S4.
【0096】図13は、図12のウェーハ・プロセッシ
ング工程S2のサブ工程であるリソグラフィ工程を示す
フローチャートである。図13に示すように、リソグラ
フィ工程は、レジスト塗布工程S21、露光工程S2
2、現像工程S23及びアニール工程S24を含む。FIG. 13 is a flowchart showing a lithography process which is a sub-process of the wafer processing process S2 shown in FIG. As shown in FIG. 13, the lithography process includes a resist coating process S21 and an exposure process S2.
2. Includes a developing step S23 and an annealing step S24.
【0097】レジスト塗布工程S21において、CVD
やスパッタリングを用いて回路パターンが形成されたウ
ェーハ上にレジストを塗布し、露光工程S22におい
て、塗布されたレジストを露光する。そして、現像工程
S23において、露光されたレジストを現像してレジス
ト・パターンを得、アニール工程S24において、現像
されたレジスト・パターンをアニールして安定化させ
る。これら工程S21〜S24は、必要な層数だけ繰り
返し実行される。In the resist coating step S21, CVD
A resist is applied onto the wafer on which the circuit pattern has been formed by sputtering or the like, and the applied resist is exposed in the exposure step S22. Then, in the developing step S23, the exposed resist is developed to obtain a resist pattern, and in the annealing step S24, the developed resist pattern is annealed to be stabilized. These steps S21 to S24 are repeatedly executed by the required number of layers.
【0098】こうした半導体デバイス製造方法において
は、図1に関連して説明した電子線装置100を、完成
したチップを検査するチップ検査工程S5において用い
ることにより、微細なパターンを有する半導体デバイス
であっても、歪み、ぼけ等が低減された画像を得ること
ができるので、ウェーハの欠陥を確実に検出することが
できる。In such a semiconductor device manufacturing method, the electron beam apparatus 100 described with reference to FIG. 1 is used in the chip inspection step S5 for inspecting a completed chip to obtain a semiconductor device having a fine pattern. However, it is possible to obtain an image in which distortion, blurring, etc. are reduced, so that it is possible to reliably detect defects in the wafer.
【0099】[0099]
【発明の効果】以上、図1〜図13を参照して、本発明
に係る電子線装置及び該装置を用いた半導体デバイス製
造方法について説明したところから理解されるとおり、
本発明は、
1.E×B分離器を必要としないので、光学系の構成が
簡単になる、
2.ウェーハ・ステージの位置を測定するレーザー測長
系の固定鏡を対物レンズに固定したので、対物レンズと
ウェーハとの相対位置が測定されることになり、温度変
化や光学系の振動の影響を受けない、
3.レーザー測長系のレーザー移動鏡を剛性率の大きい
材料で製作することにより、例えば12インチのような
大径のウェーハを載置するステージに取り付ける場合で
あっても、断面を小さくすることができるうえ、レーザ
ー移動鏡をセラミックスで製作した場合、セラミックス
にボアがあっても、膜形成時に平坦になるので、鏡面に
研磨することができる、
4.静電偏向器を一体のセラミックスで製作すると、精
密な加工が可能であるので、精度の高い静電偏向器を提
供することができ、また、上下に金属板を適切な距離だ
け離して設けているので、静電偏向器の絶縁物表面の露
光部が帯電しても、その影響が光軸に及ぶことがない、
5.空間電荷制限領域で動作する電子銃から放出された
電子線を使用するので、二次電子線から、ショット雑音
が小さく且つS/N比の大きい電気信号を得ることがで
きる、
6.一次電子線としてS/N比が最大になるビーム径を
利用することができるので、ビームがぼけず、電流が小
さすぎることがない、
7.ショット雑音の影響によるドーズのばらつきを、従
来に比べて最大で1/5程度に小さくすることができ
る、
8.ウェーハに付されたマークを検出することにより、
マスクとウェーハのレジストレーションを正確に行うこ
とが可能である、
9.露光中に機械的な振動があっても、偏向器へのフィ
ードバックを利用して電子線の位置を即時に修正できる
ので、高精度の転写が可能である、
10.最小線幅が0.05μmのパターンであっても高
スループットで転写することができ、例えば12インチ
径のウェーハを1時間当たり45枚のスループットで転
写することができる、
という格別の効果を奏する。As described above, the electron beam apparatus according to the present invention and the semiconductor device manufacturing method using the apparatus have been described with reference to FIGS.
The present invention includes: 1. Since the E × B separator is not required, the structure of the optical system is simple. Since the fixed mirror of the laser measuring system that measures the position of the wafer stage is fixed to the objective lens, the relative position between the objective lens and the wafer is measured, and it is affected by temperature changes and optical system vibration. No, 3. By manufacturing the laser moving mirror of the laser length measurement system with a material having a large rigidity, the cross section can be reduced even when it is mounted on a stage on which a large diameter wafer such as 12 inches is mounted. In addition, when the laser moving mirror is made of ceramics, even if there is a bore in the ceramics, it will be flat during film formation, so it can be polished to a mirror surface. If the electrostatic deflector is made of one-piece ceramics, it can be processed precisely, so it is possible to provide a highly accurate electrostatic deflector. Also, install the metal plates above and below by an appropriate distance. Therefore, even if the exposed portion of the insulator surface of the electrostatic deflector is charged, its influence does not affect the optical axis. Since the electron beam emitted from the electron gun operating in the space charge limited region is used, an electric signal with a small shot noise and a large S / N ratio can be obtained from the secondary electron beam. 6. Since the beam diameter that maximizes the S / N ratio can be used as the primary electron beam, the beam will not be blurred and the current will not be too small. 7. The variation in dose due to the influence of shot noise can be reduced to about 1/5 at maximum compared to the conventional case. By detecting the mark on the wafer,
It is possible to perform accurate mask and wafer registration. 10. Even if there is mechanical vibration during exposure, the position of the electron beam can be corrected immediately by using the feedback to the deflector, so highly accurate transfer is possible. Even with a pattern having a minimum line width of 0.05 μm, it is possible to transfer at a high throughput, and for example, a wafer having a diameter of 12 inches can be transferred at a throughput of 45 wafers per hour, which is a remarkable effect.
【図1】本発明に係る電子線装置の一つの実施の形態を
概略的に示す図である。FIG. 1 is a diagram schematically showing an embodiment of an electron beam apparatus according to the present invention.
【図2】図1に示す電子線装置に設けられる対物レンズ
の構成の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a configuration of an objective lens provided in the electron beam apparatus shown in FIG.
【図3】図2に示すレーザー固定鏡の好ましい製造プロ
セスを示す図である。FIG. 3 is a view showing a preferable manufacturing process of the laser fixed mirror shown in FIG.
【図4】図1に示す電子線装置に設けられる静電偏向器
等の電子線制御素子の構成の一例を概略的に示す図であ
る。4 is a diagram schematically showing an example of a configuration of an electron beam control element such as an electrostatic deflector provided in the electron beam apparatus shown in FIG.
【図5】図4に示す電子線制御素子の断面図である。5 is a sectional view of the electron beam control element shown in FIG.
【図6】(A)及び(B)は、図1に示す電子線装置の
電子銃を駆動する領域を説明するための図である。6A and 6B are views for explaining a region for driving an electron gun of the electron beam apparatus shown in FIG.
【図7】(A)及び(B)は、図1に示す電子線装置の
ウェーハ・ステージに載置される標準マークのレイアウ
トを示す図である。7A and 7B are diagrams showing a layout of standard marks placed on a wafer stage of the electron beam apparatus shown in FIG.
【図8】(A1)〜(A3)及び(B1)〜(B3)
は、図1に示す電子線装置を用いて図7の標準マークを
種々のビーム径で走査したときに得られる、二次電子線
の強度に対応する電気信号コントラストを示す波形図で
ある。FIG. 8 is (A1) to (A3) and (B1) to (B3).
FIG. 8 is a waveform diagram showing an electric signal contrast corresponding to the intensity of a secondary electron beam, which is obtained when the standard mark of FIG. 7 is scanned with various beam diameters using the electron beam apparatus shown in FIG. 1.
【図9】図1の電子線装置を用いてのウェーハWの評価
を説明するための図である。9 is a diagram for explaining evaluation of a wafer W using the electron beam apparatus of FIG.
【図10】本発明に係る電子線装置の他の実施の形態を
概略的に示す図である。FIG. 10 is a diagram schematically showing another embodiment of the electron beam apparatus according to the present invention.
【図11】(A)は図10の電子線装置におけるウェー
ハの一部を、(B)は図10におけるマスクの一部をそ
れぞれ拡大して示す図である。11A is an enlarged view of a part of the wafer in the electron beam apparatus of FIG. 10, and FIG. 11B is an enlarged view of a part of the mask of FIG.
【図12】本発明に係る電子線装置を適用して半導体デ
バイスを製造する方法のフローチャートである。FIG. 12 is a flowchart of a method of manufacturing a semiconductor device by applying the electron beam apparatus according to the present invention.
【図13】図12におけるウェーハ・プロセッシング工
程のサブ工程であるリソグラフィ工程を示したフローチ
ャートである。13 is a flowchart showing a lithography process which is a sub-process of the wafer processing process in FIG.
100:電子線装置、 104:電子銃、 105:軸
合わせ装置、 106:コンデンサ・レンズ、 10
7:非点補正器、 108:偏向器、 109:対物レ
ンズ、 110:静電偏向器、 111:視野、 11
2:ウェーハ・ステージ、 113:レーザー測長系、
116:レーザー発振・受信部、 119:二次電子
検出器、 120:画像データ処理部、 W:ウェー
ハ、201:金属棒、 202:円筒形部品、 20
3:上部電極部、 204:中央電極部、 205:下
部電極部、 206:軸対称電極部、 210:セラミ
ックス部材、400:電子線制御素子、 401:基体
部、 406:貫通穴、 407:溝、 408:貫通
穴、 409:非コーティング面、 410:電極、
411:導体部、501、502:シールド円板、70
1、702:標準マーク、901:ストライプ、 90
2:主視野、 903:副視野、 904:境界、 9
05:視野、1000:電子線装置、 1004:電子
銃、 1005:開口板、 1006:クロスオーバ
ー、 1007:コンデンサ・レンズ、 1008:中
間像、1009:対物レンズ、 1010、101
0’:電磁偏向器、 1011、1011’:静電偏向
器、 1012:マスク、 1013:マスク・ステー
ジ、 1014:ウェーハ、 1015:ウェーハ・ス
テージ、 1016:レーザー固定鏡、 1017:レ
ーザー移動鏡、 1018:レーザー発振・受信部、
1019:反射電子検出器、1101:チップ、 11
02:前層のパターン、 1103:ダイシング・ライ
ン、 1104〜1111:マーク、 1112:パタ
ーン領域、 1113〜1116:マーク穴、 111
7〜1120:検出穴、100: Electron beam device, 104: Electron gun, 105: Alignment device, 106: Condenser lens, 10
7: Astigmatism corrector, 108: Deflector, 109: Objective lens, 110: Electrostatic deflector, 111: Field of view, 11
2: Wafer stage, 113: Laser measurement system,
116: Laser oscillation / reception part, 119: Secondary electron detector, 120: Image data processing part, W: Wafer, 201: Metal rod, 202: Cylindrical part, 20
3: Upper electrode part, 204: Central electrode part, 205: Lower electrode part, 206: Axisymmetric electrode part, 210: Ceramic member, 400: Electron beam control element, 401: Base part, 406: Through hole, 407: Groove , 408: through hole, 409: non-coated surface, 410: electrode,
411: conductor part, 501, 502: shield disk, 70
1, 702: standard mark, 901: stripe, 90
2: Main visual field, 903: Sub visual field, 904: Boundary, 9
05: field of view, 1000: electron beam device, 1004: electron gun, 1005: aperture plate, 1006: crossover, 1007: condenser lens, 1008: intermediate image, 1009: objective lens, 1010, 101
0 ': Electromagnetic deflector, 1011, 1011': Electrostatic deflector, 1012: Mask, 1013: Mask stage, 1014: Wafer, 1015: Wafer stage, 1016: Laser fixed mirror, 1017: Laser moving mirror, 1018 : Laser oscillator / receiver,
1019: Backscattered electron detector, 1101: Chip, 11
02: pattern of the previous layer, 1103: dicing line, 1104 to 1111: mark, 1112: pattern area, 1113 to 1116: mark hole, 111
7 to 1120: detection hole,
───────────────────────────────────────────────────── 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 37/22 502 H01J 37/28 B 37/28 H01L 21/30 541D 541U 541B Fターム(参考) 5C001 AA01 CC04 5C030 BC09 5C033 FF03 UU03 UU04 5F056 BA08 BB01 CC05 EA02 EA06 EA14 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H01J 37/22 502 H01J 37/28 B 37/28 H01L 21/30 541D 541U 541B F term (reference) 5C001 AA01 CC04 5C030 BC09 5C033 FF03 UU03 UU04 5F056 BA08 BB01 CC05 EA02 EA06 EA14
Claims (10)
該電子銃から放出された電子線をウェーハ等の試料に収
束する対物レンズと、前記電子線を前記試料の面上で走
査させる偏向器とを備えた電子線装置であって、 前記偏向器が、前記電子銃と前記対物レンズとの間に配
置された少なくとも2段の偏向器からなり、 前記対物レンズに近い側の前記偏向器として電磁偏向器
を配し、 もって、前記電子線に、その光軸からはずれた領域を走
査させることを特徴とする電子線装置。1. An electron gun having a thermionic emission cathode,
An electron beam apparatus comprising: an objective lens that converges an electron beam emitted from the electron gun onto a sample such as a wafer; and a deflector that scans the surface of the sample with the electron beam. An electron deflector, which is composed of at least two-stage deflector arranged between the electron gun and the objective lens, and which is disposed on the side closer to the objective lens. An electron beam device which scans an area off the optical axis.
けられ移動鏡と、前記対物レンズに設けられた固定鏡
と、レーザー光を送受信するレーザー発振・受信部とを
更に備え、前記ステージの相対位置を算出することがで
きることを特徴とする電子線装置。2. The electron beam apparatus according to claim 1, wherein a stage for mounting the sample, a movable mirror provided on the stage, a fixed mirror provided on the objective lens, and a laser beam An electron beam apparatus, further comprising: a laser oscillation / reception unit for transmitting and receiving, and capable of calculating the relative position of the stage.
記固定鏡が、膨張係数がほぼゼロのセラミックスを介し
て前記対物レンズに固定されていることを特徴とする電
子線装置。3. The electron beam apparatus according to claim 2, wherein the fixed mirror is fixed to the objective lens via ceramics having an expansion coefficient of substantially zero.
記固定鏡が、SiCセラミックスの表面にSiC膜を形
成した後、鏡面研磨して形成された反射膜、又は、セラ
ミックス・ステージの端面を同一材料のセラミックスで
膜形成した後、鏡面研磨して形成された反射膜を備える
ことを特徴とする電子線装置。4. The electron beam apparatus according to claim 2, wherein the fixed mirror is formed by forming a SiC film on a surface of SiC ceramics and then mirror-polishing the same, or a ceramic stage. An electron beam apparatus comprising a reflection film formed by mirror-polishing after forming a film of ceramics of the same material on the end face.
と、 前記セラミックス部材の端面及び内面と前記複数の溝の
表面とに形成された、互いに電気的に絶縁された複数の
偏向電極と、を備えることを特徴とする電子線装置。5. The electron beam apparatus according to claim 1, wherein the deflector comprises an electrostatic deflector, and the electrostatic deflector comprises: a ceramic member having an inner surface of a cylinder; and an axial direction of the ceramic member. An electron beam comprising: a plurality of formed grooves; and a plurality of deflection electrodes, which are formed on the end surface and the inner surface of the ceramic member and the surfaces of the plurality of grooves, and which are electrically insulated from each other. apparatus.
なくとも表面は金属であるシールド部材を更に備え、 前記端面と該端面に対向する、前記シールド部材の面と
の距離をDとし、前記セラミックス部材の内面から前記
溝までの最短距離をLとするとき、L/D>4であるこ
とを特徴とする電子線装置。6. The electron beam apparatus according to claim 5, further comprising: a shield member that is disposed close to opposing end surfaces of the electrostatic deflector and has at least a surface made of metal, and the end surface and the end surface. L / D> 4, where D is the distance from the surface of the shield member facing L and L is the shortest distance from the inner surface of the ceramic member to the groove.
記電子銃が、ショット雑音低減係数が1.0よりも小さ
い空間電荷制限条件で動作することを特徴とする電子線
装置。7. The electron beam apparatus according to claim 1, wherein the electron gun operates under a space charge limiting condition in which a shot noise reduction coefficient is smaller than 1.0.
子線装置であって、前記電子線のビーム径を、前記試料
のライン・アンド・スペース・パターンに直交する方向
に前記電子線を走査したときに二次電子線から得られる
信号のS/N比が最も大きくなるようビーム寸法を設定
して前記試料の評価を行うことを特徴とする電子線装
置。8. The electron beam apparatus according to claim 1, wherein the electron beam has a beam diameter in a direction orthogonal to a line-and-space pattern of the sample. An electron beam apparatus, characterized in that a beam size is set so that the S / N ratio of a signal obtained from a secondary electron beam becomes maximum when a line is scanned, and the sample is evaluated.
て形成されたパターンを有しており、 隣り合う前記視野の境界部分を前記電子線装置の視野の
中心に一致させて前記評価を行うことを特徴とする電子
線装置。9. The electron beam apparatus according to claim 8, wherein the sample has a pattern formed by connecting visual fields having a size smaller than a chip size, and a boundary portion between adjacent visual fields is formed. An electron beam apparatus, characterized in that the evaluation is performed in conformity with the center of the field of view of the electron beam apparatus.
電子線装置を用いて、プロセス途中のウェーハの評価を
行うことを特徴とするデバイス製造方法。10. A device manufacturing method, characterized in that the electron beam apparatus according to any one of claims 1 to 9 is used to evaluate a wafer during a process.
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