JP2003142017A - 電子線装置および電子線装置を用いたデバイス製造方法 - Google Patents
電子線装置および電子線装置を用いたデバイス製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 一次ビームに対する収差を悪化させることな
く、大きいコントラストを得ることができる電子線装置
を得る。 【解決手段】 電子銃５０から放出された電子線を開口
５に照射し、開口５を通過した電子線を試料１６に照射
し、試料１６から放出された二次電子を検出することに
より、試料１６面上のパターンの電位コントラストを得
る電子線装置であって、複数の軸対称電極１３，１４，
１５を有する静電対物レンズ６０を用いて、試料１６に
最も近い軸対称電極１５に、試料１６面よりも低い電位
の電圧を与え、静電対物レンズ６０の高電圧が与えられ
る軸対称電極１４と試料１６に最も近い軸対称電極１５
との距離は、試料１６に最も近い軸対称電極１５と試料
１６との距離よりも大きくなっている。
く、大きいコントラストを得ることができる電子線装置
を得る。 【解決手段】 電子銃５０から放出された電子線を開口
５に照射し、開口５を通過した電子線を試料１６に照射
し、試料１６から放出された二次電子を検出することに
より、試料１６面上のパターンの電位コントラストを得
る電子線装置であって、複数の軸対称電極１３，１４，
１５を有する静電対物レンズ６０を用いて、試料１６に
最も近い軸対称電極１５に、試料１６面よりも低い電位
の電圧を与え、静電対物レンズ６０の高電圧が与えられ
る軸対称電極１４と試料１６に最も近い軸対称電極１５
との距離は、試料１６に最も近い軸対称電極１５と試料
１６との距離よりも大きくなっている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子線装置に関
し、特に最小線幅０．１μｍ以下のパターンを有するウ
ェーハあるいはマスクなどの試料の評価を高スループッ
ト、高信頼性、非破壊で行う電子線装置に関するもので
ある。さらにそのような装置を用いてプロセス途中のウ
ェーハを評価する事による歩留り向上を目指したデバイ
ス製造方法に関するものである。
し、特に最小線幅０．１μｍ以下のパターンを有するウ
ェーハあるいはマスクなどの試料の評価を高スループッ
ト、高信頼性、非破壊で行う電子線装置に関するもので
ある。さらにそのような装置を用いてプロセス途中のウ
ェーハを評価する事による歩留り向上を目指したデバイ
ス製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の電子線装置において、電位コント
ラストの測定は、平面状あるいは球面状のメッシュを用
いたフィルターで二次電子のエネルギー分析を行って電
位を測定することにより行われていた。あるいは、パタ
ーンの電位に依存して二次電子放出量の差を検出するこ
とにより、電位コントラストの測定を行っていた。
ラストの測定は、平面状あるいは球面状のメッシュを用
いたフィルターで二次電子のエネルギー分析を行って電
位を測定することにより行われていた。あるいは、パタ
ーンの電位に依存して二次電子放出量の差を検出するこ
とにより、電位コントラストの測定を行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、平面状
あるいは球面状のメッシュを用いたフィルターで二次電
子のエネルギー分析を行って電位を測定するものは、上
記フィルターを入れるため、一次ビームにとっては最適
設計ではなく、細く絞ったビームで大きいビーム電流を
得ることが困難であるという問題がある。
あるいは球面状のメッシュを用いたフィルターで二次電
子のエネルギー分析を行って電位を測定するものは、上
記フィルターを入れるため、一次ビームにとっては最適
設計ではなく、細く絞ったビームで大きいビーム電流を
得ることが困難であるという問題がある。
【０００４】また、二次電子放出量の差を検出すること
により、電位コントラストを測定するものは、あまり大
きな電位コントラストを得ることが困難であるという問
題がある。
により、電位コントラストを測定するものは、あまり大
きな電位コントラストを得ることが困難であるという問
題がある。
【０００５】本発明は、上述のような従来技術の問題点
に鑑みてなされたものであり、一次ビームに対する収差
を悪化させることなく、大きいコントラストを得ること
ができる電子線装置を提供することを目的とする。
に鑑みてなされたものであり、一次ビームに対する収差
を悪化させることなく、大きいコントラストを得ること
ができる電子線装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、電子銃から放
出された電子線を開口に照射し、該開口を通過した電子
線を試料に照射し、該試料から放出された二次電子を検
出することにより、該試料面上のパターンの電位コント
ラストを得る電子線装置であって、複数の軸対称電極を
有する静電対物レンズを備え、前記試料に最も近い軸対
称電極に、前記試料面よりも低い電位の電圧を与え、前
記静電対物レンズの高電圧が与えられる軸対称電極と前
記試料に最も近い軸対称電極との距離は、前記試料に最
も近い軸対称電極と前記試料との距離よりも大きいこと
を特徴とする電子線装置を提供する。
出された電子線を開口に照射し、該開口を通過した電子
線を試料に照射し、該試料から放出された二次電子を検
出することにより、該試料面上のパターンの電位コント
ラストを得る電子線装置であって、複数の軸対称電極を
有する静電対物レンズを備え、前記試料に最も近い軸対
称電極に、前記試料面よりも低い電位の電圧を与え、前
記静電対物レンズの高電圧が与えられる軸対称電極と前
記試料に最も近い軸対称電極との距離は、前記試料に最
も近い軸対称電極と前記試料との距離よりも大きいこと
を特徴とする電子線装置を提供する。
【０００７】本発明は、また、電子銃から放出された電
子線を開口に照射し、該開口を通過した電子線を試料に
照射し、該試料から放出された二次電子を検出すること
により、該試料面上のパターンの電位コントラストを得
る電子線装置であって、複数の軸対称電極を有する静電
対物レンズを備え、前記静電対物レンズの前記試料に最
も近い軸対称電極の光軸近くの厚さ寸法が、正の高電圧
が与えられる軸対称電極の厚さ寸法よりも大きいことを
特徴とする電子線装置を提供する。
子線を開口に照射し、該開口を通過した電子線を試料に
照射し、該試料から放出された二次電子を検出すること
により、該試料面上のパターンの電位コントラストを得
る電子線装置であって、複数の軸対称電極を有する静電
対物レンズを備え、前記静電対物レンズの前記試料に最
も近い軸対称電極の光軸近くの厚さ寸法が、正の高電圧
が与えられる軸対称電極の厚さ寸法よりも大きいことを
特徴とする電子線装置を提供する。
【０００８】本発明は、また、電子銃から放出された電
子線を開口に照射し、該開口を通過した電子線を試料に
照射し、該試料から放出された二次電子を検出すること
により、該試料面上のパターンの電位コントラストを得
る電子線装置であって、複数の軸対称電極を有する静電
対物レンズを備え、前記静電対物レンズの前記試料に最
も近い軸対称電極のボア径寸法が、正の高電圧が与えら
れる軸対称電極のボア径寸法よりも大きいことを特徴と
する電子線装置を提供する。
子線を開口に照射し、該開口を通過した電子線を試料に
照射し、該試料から放出された二次電子を検出すること
により、該試料面上のパターンの電位コントラストを得
る電子線装置であって、複数の軸対称電極を有する静電
対物レンズを備え、前記静電対物レンズの前記試料に最
も近い軸対称電極のボア径寸法が、正の高電圧が与えら
れる軸対称電極のボア径寸法よりも大きいことを特徴と
する電子線装置を提供する。
【０００９】本発明は、また、電子銃から放出された電
子線を開口に照射し、該開口を通過した電子線を試料に
照射し、該試料から放出された二次電子を検出すること
により、該試料面上のパターンの電位コントラストを得
る電子線装置であって、対物レンズとしての磁気レンズ
と、該磁気レンズと前記試料との間の試料面寄りに軸対
称電極とを備え、前記試料面に負の電圧を与え、前記磁
気レンズの光軸付近の金属部品を接地し、前記軸対称電
極に、前記試料面よりも低い電位の電圧を与えることを
特徴とする電子線装置を提供する。
子線を開口に照射し、該開口を通過した電子線を試料に
照射し、該試料から放出された二次電子を検出すること
により、該試料面上のパターンの電位コントラストを得
る電子線装置であって、対物レンズとしての磁気レンズ
と、該磁気レンズと前記試料との間の試料面寄りに軸対
称電極とを備え、前記試料面に負の電圧を与え、前記磁
気レンズの光軸付近の金属部品を接地し、前記軸対称電
極に、前記試料面よりも低い電位の電圧を与えることを
特徴とする電子線装置を提供する。
【００１０】さらに、本発明は、請求項１乃至４のうち
のいずれか１項に記載の電子線装置を用いて、加工中又
は完成品のウェーハを評価することを特徴とするデバイ
ス製造方法を提供する。
のいずれか１項に記載の電子線装置を用いて、加工中又
は完成品のウェーハを評価することを特徴とするデバイ
ス製造方法を提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる電子線装置
の実施の形態について図面を参照しながら述べる。図１
に示すように、電子線装置は、電子銃５０と、コンデン
サレンズ４と、正方形形状の開口５と、縮小レンズ６
と、一次電子線走査用の静電偏向器７と、静電偏向器
８、コイル９，１０、コア１１とから構成されたＥ×Ｂ
分離器５１と、上部電極１３と中央電極１４と下部電極
１５の複数の軸対称電極とから構成された静電対物レン
ズ６０と、試料１６から放出された二次電子の検出信号
を検出する検出系の二次電子検出器１８とを有してい
る。
の実施の形態について図面を参照しながら述べる。図１
に示すように、電子線装置は、電子銃５０と、コンデン
サレンズ４と、正方形形状の開口５と、縮小レンズ６
と、一次電子線走査用の静電偏向器７と、静電偏向器
８、コイル９，１０、コア１１とから構成されたＥ×Ｂ
分離器５１と、上部電極１３と中央電極１４と下部電極
１５の複数の軸対称電極とから構成された静電対物レン
ズ６０と、試料１６から放出された二次電子の検出信号
を検出する検出系の二次電子検出器１８とを有してい
る。
【００１２】上記電子銃５０は、単結晶ＬａＢ6カソー
ド１と、ウェーネルト２と、アノード３とから主に構成
されており、一次電子線を放出して試料１６に照射する
ためのものである。単結晶ＬａＢ6カソード１は、空間
電荷制限条件で用いられる。
ド１と、ウェーネルト２と、アノード３とから主に構成
されており、一次電子線を放出して試料１６に照射する
ためのものである。単結晶ＬａＢ6カソード１は、空間
電荷制限条件で用いられる。
【００１３】上記電子銃５０の単結晶ＬａＢ6カソード
１から放出された一次電子線は、軸合わせ偏向器（図示
せず）によってコンデンサレンズ４に対して軸合わせが
行われて、開口５に照射され、開口５によって正方形形
状のビーム径に形成される。開口５を通過した一次電子
線は、コンデンサレンズ４で集束されて縮小レンズ６の
手前にクロスオーバを形成され、縮小レンズ６によって
試料１６上に集束される。縮小レンズ６によって試料１
６上に集束された一次電子線は、対物レンズ６０によっ
て試料１６に直径が０．１μｍのビーム径として照射
（縮小投影）されて結像される。
１から放出された一次電子線は、軸合わせ偏向器（図示
せず）によってコンデンサレンズ４に対して軸合わせが
行われて、開口５に照射され、開口５によって正方形形
状のビーム径に形成される。開口５を通過した一次電子
線は、コンデンサレンズ４で集束されて縮小レンズ６の
手前にクロスオーバを形成され、縮小レンズ６によって
試料１６上に集束される。縮小レンズ６によって試料１
６上に集束された一次電子線は、対物レンズ６０によっ
て試料１６に直径が０．１μｍのビーム径として照射
（縮小投影）されて結像される。
【００１４】試料１６上の走査は、静電偏向器７と、Ｅ
×Ｂ分離器５１の静電偏向器８との二段の偏向器による
二段偏向によって行われる。このとき、対物レンズ６０
近傍の偏向色収差が最小になる位置に、上記二段の偏向
器の偏向支点が設定されている。例えば、上記二段の偏
向器の偏向支点を、対物レンズ６０の上部電極１３の少
し上方に設定し、これによって、試料上を走査した時の
偏向色収差を最小にすることができる。
×Ｂ分離器５１の静電偏向器８との二段の偏向器による
二段偏向によって行われる。このとき、対物レンズ６０
近傍の偏向色収差が最小になる位置に、上記二段の偏向
器の偏向支点が設定されている。例えば、上記二段の偏
向器の偏向支点を、対物レンズ６０の上部電極１３の少
し上方に設定し、これによって、試料上を走査した時の
偏向色収差を最小にすることができる。
【００１５】対物レンズ６０は、上部電極１３と中央電
極１４と下部電極１５の複数の軸対称電極とから構成さ
れ、中央電極１４には高電圧が与えられ、試料１６に最
も近い下部電極１５には、試料１６面よりも低い電位の
電圧が与えられている。対物レンズ６０の中央電極１４
と試料１６との距離は、小さく設定されており、これに
よって、軸上色収差を小さくしている。
極１４と下部電極１５の複数の軸対称電極とから構成さ
れ、中央電極１４には高電圧が与えられ、試料１６に最
も近い下部電極１５には、試料１６面よりも低い電位の
電圧が与えられている。対物レンズ６０の中央電極１４
と試料１６との距離は、小さく設定されており、これに
よって、軸上色収差を小さくしている。
【００１６】また、上部電極１３、中央電極１４、及び
下部電極１５は、共にアースから絶縁されていて、中央
電極１４で焦点距離を大きく変え、上部電極１３で±１
００Ｖ内の小さい電圧変化でダイナミックフォーカスを
高速で行えるようにし、下部電極１５で二次電子に対す
るエネルギーフィルターの役割を持たせるようにした。
下部電極１５は、共にアースから絶縁されていて、中央
電極１４で焦点距離を大きく変え、上部電極１３で±１
００Ｖ内の小さい電圧変化でダイナミックフォーカスを
高速で行えるようにし、下部電極１５で二次電子に対す
るエネルギーフィルターの役割を持たせるようにした。
【００１７】また、中央電極１４と下部電極１５との距
離は、下部電極１５と試料１６との距離よりも大きく設
定されており、これによって、二次電子のフィルター作
用を行う条件で静電レンズによる試料への焦点合わせを
行えるようにしている。
離は、下部電極１５と試料１６との距離よりも大きく設
定されており、これによって、二次電子のフィルター作
用を行う条件で静電レンズによる試料への焦点合わせを
行えるようにしている。
【００１８】試料１６から放出された二次電子は、下部
電極１５に一定値よりも小さい電圧を与えた場合には、
二次電子はすべて試料１６面に追い返され、一方、下部
電極１５に一定値よりも大きい電圧を与えた場合には、
二次電子はすべて対物レンズ６０を通過し、Ｅ×Ｂ分離
器５１によって一次光学系から分離され、符号１７で示
す軌道を通り、二次電子検出器１８で検出される。
電極１５に一定値よりも小さい電圧を与えた場合には、
二次電子はすべて試料１６面に追い返され、一方、下部
電極１５に一定値よりも大きい電圧を与えた場合には、
二次電子はすべて対物レンズ６０を通過し、Ｅ×Ｂ分離
器５１によって一次光学系から分離され、符号１７で示
す軌道を通り、二次電子検出器１８で検出される。
【００１９】また、下部電極１５に対して、一定値より
も小さい電圧と一定値よりも大きい電圧との中間値の電
圧を与えた場合、高い電位を持つパターンから放出され
た二次電子を試料１６面に追い返し、低い電位を持つパ
ターンから放出された二次電子を通過させるフィルター
作用を持たせることができる。これによって、試料１６
面上のパターンの電位コントラストを得ることができ
る。なお、前記Ｅ×Ｂ分離器５１は、静電偏向器８の外
側に、Ｘ方向及びＹ方向への偏向磁場を作るコイル９，
１０が巻かれ、さらにその外側に、フェライトあるいは
パーマロイのコア１１が形成されている。
も小さい電圧と一定値よりも大きい電圧との中間値の電
圧を与えた場合、高い電位を持つパターンから放出され
た二次電子を試料１６面に追い返し、低い電位を持つパ
ターンから放出された二次電子を通過させるフィルター
作用を持たせることができる。これによって、試料１６
面上のパターンの電位コントラストを得ることができ
る。なお、前記Ｅ×Ｂ分離器５１は、静電偏向器８の外
側に、Ｘ方向及びＹ方向への偏向磁場を作るコイル９，
１０が巻かれ、さらにその外側に、フェライトあるいは
パーマロイのコア１１が形成されている。
【００２０】図２は、本発明の第２の実施の形態に係る
電子線装置の対物レンズの光軸近傍を拡大して表示した
ものである。上記第１の実施の形態では、中央電極１４
と下部電極１５との距離を、下部電極１５と試料１６と
の距離よりも大きく設定することによって、二次電子の
フィルター作用を行う条件で静電レンズによる試料への
焦点合わせを行えるようにしているが、中央電極１４と
下部電極１５との距離を下部電極１５と試料１６との距
離よりも大きく設定する代わりに、図２に示すように、
フィルター作用を行わせる下部電極１５の光軸上近くの
厚さ寸法を、正の高電圧が与えられる中央電極１４の厚
さ寸法よりも大きくすることもできる。これにより、上
述と同様に、下部電極に二次電子のフィルター作用行わ
せる所定の電圧を与えたとき、静電レンズの焦点合わせ
を行うことができる。すなわち、かかる第２の実施の形
態においても、二次電子のフィルター作用を持たせるこ
とができると共に、静電レンズの焦点合わせを行うこと
ができる。
電子線装置の対物レンズの光軸近傍を拡大して表示した
ものである。上記第１の実施の形態では、中央電極１４
と下部電極１５との距離を、下部電極１５と試料１６と
の距離よりも大きく設定することによって、二次電子の
フィルター作用を行う条件で静電レンズによる試料への
焦点合わせを行えるようにしているが、中央電極１４と
下部電極１５との距離を下部電極１５と試料１６との距
離よりも大きく設定する代わりに、図２に示すように、
フィルター作用を行わせる下部電極１５の光軸上近くの
厚さ寸法を、正の高電圧が与えられる中央電極１４の厚
さ寸法よりも大きくすることもできる。これにより、上
述と同様に、下部電極に二次電子のフィルター作用行わ
せる所定の電圧を与えたとき、静電レンズの焦点合わせ
を行うことができる。すなわち、かかる第２の実施の形
態においても、二次電子のフィルター作用を持たせるこ
とができると共に、静電レンズの焦点合わせを行うこと
ができる。
【００２１】次ぎに、本発明の第３の実施の形態を図４
で説明する。中央電極１４と下部電極１５との距離を下
部電極１５と試料１６との距離よりも大きく設定する代
わりに、下部電極１５のボア径寸法（図４において符号
６６で示す寸法）を、正の高電圧が与えられる中央電極
１４のボア径寸法（図４において符号６５で示す寸法）
よりも大きくしてもよい。これにより、上述と同様に、
二次電子のフィルター作用を行う条件で静電レンズの焦
点合わせを行うことができる。
で説明する。中央電極１４と下部電極１５との距離を下
部電極１５と試料１６との距離よりも大きく設定する代
わりに、下部電極１５のボア径寸法（図４において符号
６６で示す寸法）を、正の高電圧が与えられる中央電極
１４のボア径寸法（図４において符号６５で示す寸法）
よりも大きくしてもよい。これにより、上述と同様に、
二次電子のフィルター作用を行う条件で静電レンズの焦
点合わせを行うことができる。
【００２２】ここで、下部電極１５のボア径寸法６６
が、中央電極１４のボア径寸法６５と等しいか、あるい
は中央電極１４のボア径寸法６５よりも小さい場合、フ
ィルター作用を可能にする電圧を下部電極１５に与えた
とき、中央電極１４に与える合焦条件となる電圧は非常
に大きくなり、上部電極１３と中央電極１４間、あるい
は中央電極１４と下部電極１５間の電極間電圧が２０Ｋ
Ｖ／ｍｍをはるかに越え、電極間での放電を起こす可能
性が大きくなってしまう。
が、中央電極１４のボア径寸法６５と等しいか、あるい
は中央電極１４のボア径寸法６５よりも小さい場合、フ
ィルター作用を可能にする電圧を下部電極１５に与えた
とき、中央電極１４に与える合焦条件となる電圧は非常
に大きくなり、上部電極１３と中央電極１４間、あるい
は中央電極１４と下部電極１５間の電極間電圧が２０Ｋ
Ｖ／ｍｍをはるかに越え、電極間での放電を起こす可能
性が大きくなってしまう。
【００２３】一方、下部電極１５のボア径寸法６６を、
中央電極１４のボア径寸法６５の２倍以上に大きくした
場合、中央電極１４に与える合焦条件となる電圧は低く
なり過ぎ、軸上色収差が大きくなってしまう場合があ
る。従って、図１、図２、及び図４に示すように、下部
電極１５のボア径寸法が、中央電極１４のボア径寸法の
２倍以上とならない範囲で、下部電極１５のボア径寸法
を中央電極１４のボア径寸法よりも大きくすることによ
り、上述と同様に、二次電子のフィルター作用を行う条
件で静電レンズによる試料への焦点合わせを行うことが
できる。
中央電極１４のボア径寸法６５の２倍以上に大きくした
場合、中央電極１４に与える合焦条件となる電圧は低く
なり過ぎ、軸上色収差が大きくなってしまう場合があ
る。従って、図１、図２、及び図４に示すように、下部
電極１５のボア径寸法が、中央電極１４のボア径寸法の
２倍以上とならない範囲で、下部電極１５のボア径寸法
を中央電極１４のボア径寸法よりも大きくすることによ
り、上述と同様に、二次電子のフィルター作用を行う条
件で静電レンズによる試料への焦点合わせを行うことが
できる。
【００２４】次ぎに、本発明の第４の実施の形態を説明
する。中央電極１４と下部電極１５との距離を下部電極
１５と試料１６との距離よりも大きく設定する代わり
に、以下のようにすることによっても、上述と同様に、
二次電子のフィルター作用を行う条件で試料面への焦点
合わせを行うことができる。図３に示すように、符号３
１は、対物レンズとしての磁気レンズを示しており、該
磁気レンズ３１はＥ×Ｂ分離器５１のコア１１を兼ねる
様に設けられている。また、磁気レンズ３１と試料１６
との間には、電位コントラストを得るための軸対称電極
４５が設けられている。
する。中央電極１４と下部電極１５との距離を下部電極
１５と試料１６との距離よりも大きく設定する代わり
に、以下のようにすることによっても、上述と同様に、
二次電子のフィルター作用を行う条件で試料面への焦点
合わせを行うことができる。図３に示すように、符号３
１は、対物レンズとしての磁気レンズを示しており、該
磁気レンズ３１はＥ×Ｂ分離器５１のコア１１を兼ねる
様に設けられている。また、磁気レンズ３１と試料１６
との間には、電位コントラストを得るための軸対称電極
４５が設けられている。
【００２５】試料１６面には、負の高電圧が与えられて
いて、対物レンズとしての磁気レンズ３１の光軸付近の
金属部品は接地されている。また、軸対称電極４５に
は、試料１６面よりも低い電位の電圧が与えられてい
る。
いて、対物レンズとしての磁気レンズ３１の光軸付近の
金属部品は接地されている。また、軸対称電極４５に
は、試料１６面よりも低い電位の電圧が与えられてい
る。
【００２６】軸対称電極４５に試料１６面よりも低い電
位の電圧を与えると、試料１６面と同電位の等ポテンシ
ャル面が、符号３２の破線で示したように、光軸まで達
することができ、これによって、フィルター効果を持た
せることができ、しかも、上述と同様に、二次電子のフ
ィルター作用を行う条件で試料への焦点合わせを行うこ
とができることがシュミレーションで明らかになった。
位の電圧を与えると、試料１６面と同電位の等ポテンシ
ャル面が、符号３２の破線で示したように、光軸まで達
することができ、これによって、フィルター効果を持た
せることができ、しかも、上述と同様に、二次電子のフ
ィルター作用を行う条件で試料への焦点合わせを行うこ
とができることがシュミレーションで明らかになった。
【００２７】この場合、フィルター作用とレンズ作用
は、ほぼ独立にそれぞれ決めることができるので、設計
を容易にすることができる。また、軸対称電極４５のＺ
方向の位置を試料１６寄りにすることにより、対物レン
ズの像点距離を短くして、軸上色収差を小さくすること
ができる。
は、ほぼ独立にそれぞれ決めることができるので、設計
を容易にすることができる。また、軸対称電極４５のＺ
方向の位置を試料１６寄りにすることにより、対物レン
ズの像点距離を短くして、軸上色収差を小さくすること
ができる。
【００２８】次に、図５及び図６を参照して、上記実施
の形態で示した電子線装置により半導体デバイスを製造
する方法の実施の形態について説明する。図５は、本発
明による半導体デバイスの製造方法の一実施例を示すフ
ローチャートである。この実施例の製造工程は以下の主
工程を含んでいる。 （１）ウェーハを製造するウェーハ製造工程（又はウェ
ーハを準備するウェーハ準備工程）（ステップ１００） （２）露光に使用するマスクを製造するマスク製造工程
（又はマスクを準備するマスク準備工程）（ステップ１
０１） （３）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（ステップ１０２） （４）ウェーハ上に形成されたチップを１個ずつ切り出
し、動作可能にならしめるチップ組立工程（ステップ１
０３） （５）組み立てられたチップを検査するチップ検査工程
（ステップ１０４）なお、上記のそれぞれの主工程は更
に幾つかのサブ工程からなっている。
の形態で示した電子線装置により半導体デバイスを製造
する方法の実施の形態について説明する。図５は、本発
明による半導体デバイスの製造方法の一実施例を示すフ
ローチャートである。この実施例の製造工程は以下の主
工程を含んでいる。 （１）ウェーハを製造するウェーハ製造工程（又はウェ
ーハを準備するウェーハ準備工程）（ステップ１００） （２）露光に使用するマスクを製造するマスク製造工程
（又はマスクを準備するマスク準備工程）（ステップ１
０１） （３）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（ステップ１０２） （４）ウェーハ上に形成されたチップを１個ずつ切り出
し、動作可能にならしめるチップ組立工程（ステップ１
０３） （５）組み立てられたチップを検査するチップ検査工程
（ステップ１０４）なお、上記のそれぞれの主工程は更
に幾つかのサブ工程からなっている。
【００２９】これらの主工程中の中で、半導体デバイス
の性能に決定的な影響を及ぼすのが（３）のウェーハプ
ロセッシング工程である。この工程では、設計された回
路パターンをウェーハ上に順次積層し、メモリやＭＰＵ
として動作するチップを多数形成する。このウェーハプ
ロセッシング工程は以下の各工程を含んでいる。 （Ａ）絶縁層となる誘電体薄膜や配線部、或いは電極部
を形成する金属薄膜等を形成する薄膜形成工程（ＣＶＤ
やスパッタリング等を用いる） （Ｂ）この薄膜層を形成する別の手段であるウェーハ基
板を酸化する酸化工程 （Ｃ）薄膜層やウェーハ基板等を選択的に加工するため
にマスク（レチクル）を用いてレジストパターンを形成
するリソグラフィー工程 （Ｄ）レジストパターンに従って薄膜層や基板を加工す
るエッチング工程（例えばドライエッチング技術を用い
る） （Ｅ）イオン・不純物注入拡散工程 （Ｆ）レジスト剥離工程 （Ｇ）加工されたウェーハを検査する工程 なお、ウェーハプロセッシング工程は必要な層数だけ繰
り返し行い、設計通り動作する半導体デバイスを製造す
る。
の性能に決定的な影響を及ぼすのが（３）のウェーハプ
ロセッシング工程である。この工程では、設計された回
路パターンをウェーハ上に順次積層し、メモリやＭＰＵ
として動作するチップを多数形成する。このウェーハプ
ロセッシング工程は以下の各工程を含んでいる。 （Ａ）絶縁層となる誘電体薄膜や配線部、或いは電極部
を形成する金属薄膜等を形成する薄膜形成工程（ＣＶＤ
やスパッタリング等を用いる） （Ｂ）この薄膜層を形成する別の手段であるウェーハ基
板を酸化する酸化工程 （Ｃ）薄膜層やウェーハ基板等を選択的に加工するため
にマスク（レチクル）を用いてレジストパターンを形成
するリソグラフィー工程 （Ｄ）レジストパターンに従って薄膜層や基板を加工す
るエッチング工程（例えばドライエッチング技術を用い
る） （Ｅ）イオン・不純物注入拡散工程 （Ｆ）レジスト剥離工程 （Ｇ）加工されたウェーハを検査する工程 なお、ウェーハプロセッシング工程は必要な層数だけ繰
り返し行い、設計通り動作する半導体デバイスを製造す
る。
【００３０】図６は、上記ウェーハプロセッシング工程
の中核をなすリソグラフィー工程を示すフローチャート
である。このリソグラフィー工程は以下の各工程を含
む。 （ａ）前段の工程で回路パターンが形成されたウェーハ
上にレジストをコートするレジスト塗布工程（ステップ
２００） （ｂ）レジストを露光する工程（ステップ２０１） （ｃ）露光されたレジストを現像してレジストのパター
ンを得る現像工程（ステップ２０２） （ｄ）現像されたレジストパターンを安定化するための
アニール工程（ステップ２０３） 上記の半導体デバイス製造工程、ウェーハプロセッシン
グ工程、リソグラフィー工程については、周知のもので
ありこれ以上の説明を要しないであろう。
の中核をなすリソグラフィー工程を示すフローチャート
である。このリソグラフィー工程は以下の各工程を含
む。 （ａ）前段の工程で回路パターンが形成されたウェーハ
上にレジストをコートするレジスト塗布工程（ステップ
２００） （ｂ）レジストを露光する工程（ステップ２０１） （ｃ）露光されたレジストを現像してレジストのパター
ンを得る現像工程（ステップ２０２） （ｄ）現像されたレジストパターンを安定化するための
アニール工程（ステップ２０３） 上記の半導体デバイス製造工程、ウェーハプロセッシン
グ工程、リソグラフィー工程については、周知のもので
ありこれ以上の説明を要しないであろう。
【００３１】上記（Ｇ）の検査工程に本発明に係る欠陥
検査方法、欠陥検査装置を用いると、微細なパターンを
有する半導体デバイスでも、スループット良く検査でき
るので、全数検査が可能となり、製品の歩留まりの向
上、欠陥製品の出荷防止が可能と成る。
検査方法、欠陥検査装置を用いると、微細なパターンを
有する半導体デバイスでも、スループット良く検査でき
るので、全数検査が可能となり、製品の歩留まりの向
上、欠陥製品の出荷防止が可能と成る。
【００３２】
【発明の効果】本発明によれば、軸対称電極でフィルタ
ー効果を持たせ、静電レンズによる試料への合焦条件を
満足することができる。また、軸対称電極でフィルター
効果を持たせ、静電レンズの軸上色収差（係数）を小さ
くすることができる。また、従来のように極端に大きい
電極間電圧を必要とせず、軸対称電極でフィルター効果
を持たせ、静電レンズの合焦条件を満足することができ
る。また、磁気レンズとの組み合わせでもフィルター作
用を可能とすることができる。さらに、従来のようにメ
ッシュ電極を用いないため、一次ビームに歪みが生じる
ことが無く、いわゆるボケも増加することがない。
ー効果を持たせ、静電レンズによる試料への合焦条件を
満足することができる。また、軸対称電極でフィルター
効果を持たせ、静電レンズの軸上色収差（係数）を小さ
くすることができる。また、従来のように極端に大きい
電極間電圧を必要とせず、軸対称電極でフィルター効果
を持たせ、静電レンズの合焦条件を満足することができ
る。また、磁気レンズとの組み合わせでもフィルター作
用を可能とすることができる。さらに、従来のようにメ
ッシュ電極を用いないため、一次ビームに歪みが生じる
ことが無く、いわゆるボケも増加することがない。
【図１】図１は、本発明にかかる電子線装置の実施の形
態を示す概略構成図である。
態を示す概略構成図である。
【図２】図２は、上記実施の形態に適用可能な対物レン
ズの一例を示す拡大概略図である。
ズの一例を示す拡大概略図である。
【図３】図３は、本発明にかかる電子線装置の別の実施
の形態を示す概略構成図である。
の形態を示す概略構成図である。
【図４】図４は、本発明にかかる電子線装置のさらに別
の実施の形態を示す概略構成図である。
の実施の形態を示す概略構成図である。
【図５】図５は、半導体デバイスの製造方法の一実施例
を示すフローチャートである。
を示すフローチャートである。
【図６】図６は、図５の半導体デバイスの製造方法のう
ちリソグラフィー工程を示すフローチャートである。
ちリソグラフィー工程を示すフローチャートである。
１ 単結晶ＬａＢ6カソード
２ ウェーネルト
３ アノード
４ コンデンサレンズ
５ 開口
６ 縮小レンズ
７ 静電偏向器
８ 静電偏向器
９ コイル
１０ コイル
１１ コア
１３ 上部電極
１４ 中央電極
１５ 下部電極
１６ 試料
１８ 二次電子検出器
３１ 磁気レンズ
４５ 軸対称電極
５０ 電子銃
５１ Ｅ×Ｂ分離器
６０ 静電対物レンズ
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）
Ｈ０１Ｌ 21/66 Ｇ０１Ｒ 31/28 Ｌ
(72)発明者 野路 伸治
東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社
荏原製作所内
(72)発明者 佐竹 徹
東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社
荏原製作所内
Ｆターム(参考） 2G132 AA00 AF13 AH00 AL00
4M106 AA01 BA02 CA38 DB05 DB12
5C033 CC01 NN01 NP01 NP04 UU02
UU04
5F056 CB31
Claims (5)
- 【請求項１】 電子銃から放出された電子線を試料に照
射し、該試料から放出された二次電子を検出することに
より、該試料面上のパターンの電位コントラストを得る
電子線装置であって、 前記試料に前記電子線を合焦させる静電対物レンズを備
え、 前記静電対物レンズは、複数の軸対称電極を有してお
り、 前記複数の軸対称電極のうち前記試料に最も近い第１の
軸対称電極に、前記試料面よりも低い電位の電圧を与
え、 前記複数の軸対称電極のうちの第２の軸対称電極に前記
電圧よりも高い電圧を与え、 前記第２の軸対称電極と前記試料に最も近い第１の軸対
称電極との間の距離は、前記試料に最も近い前記第１の
軸対称電極と前記試料との距離よりも大きいことを特徴
とする電子線装置。 - 【請求項２】 電子銃から放出された電子線を試料に照
射し、該試料から放出された二次電子を検出することに
より、該試料面上のパターンの電位コントラストを得る
電子線装置であって、 前記試料に前記電子線を合焦させる静電対物レンズを備
え、 前記静電対物レンズは、複数の軸対称電極を有してお
り、 前記静電対物レンズの前記試料に最も近い軸対称電極の
光軸近くの厚さ寸法が、正の高電圧が与えられる軸対称
電極の厚さ寸法よりも大きいことを特徴とする電子線装
置。 - 【請求項３】 電子銃から放出された電子線をを試料に
照射し、該試料から放出された二次電子を検出すること
により、該試料面上のパターンの電位コントラストを得
る電子線装置であって、 前記試料に前記電子線を合焦させる静電対物レンズを備
え、前記静電対物レンズは、複数の軸対称電極を有して
おり、 前記静電対物レンズの前記試料に最も近い軸対称電極の
ボア径寸法が、正の高電圧が与えられる軸対称電極のボ
ア径寸法よりも大きいことを特徴とする電子線装置。 - 【請求項４】 電子銃から放出された電子線を試料に照
射し、該試料から放出された二次電子を検出することに
より、該試料面上のパターンの電位コントラストを得る
電子線装置であって、 前記試料に前記電子線を合焦させる磁気レンズと、 該磁気レンズと前記試料との間の試料面寄りに設けられ
た軸対称電極とを備え、 前記試料面に負の電圧を与え、前記磁気レンズの光軸付
近の金属部品を接地し、前記軸対称電極に、前記試料面
よりも低い電位の電圧を与えることを特徴とする電子線
装置。 - 【請求項５】 請求項１乃至４のうちのいずれか１項に
記載の電子線装置を用いて、 加工中又は完成品のウェーハを評価することを特徴とす
るデバイス製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001339404A JP2003142017A (ja) | 2001-11-05 | 2001-11-05 | 電子線装置および電子線装置を用いたデバイス製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001339404A JP2003142017A (ja) | 2001-11-05 | 2001-11-05 | 電子線装置および電子線装置を用いたデバイス製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003142017A true JP2003142017A (ja) | 2003-05-16 |
Family
ID=19153756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001339404A Withdrawn JP2003142017A (ja) | 2001-11-05 | 2001-11-05 | 電子線装置および電子線装置を用いたデバイス製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003142017A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006190653A (ja) * | 2004-11-15 | 2006-07-20 | Ict Integrated Circuit Testing Ges Fuer Halbleiterprueftechnik Mbh | 高電流密度粒子ビームシステム |
| KR101476389B1 (ko) * | 2012-02-16 | 2014-12-24 | 가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지 | 전자빔 묘화 장치 및 전자빔 묘화 방법 |
-
2001
- 2001-11-05 JP JP2001339404A patent/JP2003142017A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006190653A (ja) * | 2004-11-15 | 2006-07-20 | Ict Integrated Circuit Testing Ges Fuer Halbleiterprueftechnik Mbh | 高電流密度粒子ビームシステム |
| KR101476389B1 (ko) * | 2012-02-16 | 2014-12-24 | 가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지 | 전자빔 묘화 장치 및 전자빔 묘화 방법 |
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Legal Events
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