(57)【要約】【課題】ケア領域が小さい場合に十分にスループットを向上させることができる評価方法を提供すること。【手段】複数のダイ２が配列されたウェーハ１に電子ビームを照射して該ウェーハの評価を行う評価方法であって、それぞれのダイ２に、評価を要する小領域３−１〜３−Ｎを設定し、ウェーハ１を載置したステージを、電子ビームが小領域３−１〜３−Ｎを照射する期間には一定の速度で走行させ、電子ビームが小領域３−１〜３−Ｎでない領域を照射し得る期間には一定の速度よりも大きな速度で走行させることにより、スループットを向上させる。表面電荷の蓄積による試料損傷がなく且つスループットを向上させる実施の形態と、光軸上に複数のビームを形成してスループットを向上させる実施の形態についても開示している。【選択図】図１
2007180090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のダイが配列されたウェーハに電子ビームを照射して該ウェーハの評価を行う評価方法であって、
それぞれの前記ダイに、評価を要する小領域を設定し、
前記ウェーハを載置したステージを、前記電子ビームが前記小領域を照射する期間には一定の速度で走行させ、前記電子ビームが前記小領域でない領域を照射視し得る期間には前記一定の速度よりも大きな速度で走行させる
ことを特徴とするウェーハ評価方法。
【請求項２】
一定以上の電荷が表面に蓄積されると評価が妨げられる又は一部が損傷されるウェーハに電子ビームを照射して該ウェーハの評価を行う方法であって、
ａ）前記ウェーハを載置したステージを、前記ウェーハの評価が妨げられる又は一部が損傷される照射量を越えない照射量で、前記ウェーハの表面の一つのストライプを走査し、該ストライプに沿う画像信号を取得するよう走行させるステップであって、前記ストライプと隣り合うストライプの走査を、前回の走査によって試料に帯電した電荷が放電するのに要する時間をおいて行うステップと、
ｂ）所定のＳ／Ｎ比が得られるまで上記ステップａ）を反復するステップと、
ｃ）前記ステップｂ）の結果取得された前記画像信号の加算平均を取って、評価可能なＳ／Ｎ比を有する画像を形成するステップと、
ｄ）前記画像によって前記試料の評価を行うステップと、
を備えることを特徴とする評価方法。
【請求項３】
前記ステージが、差動排気機構を有する静圧軸受けによって支持されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の評価方法。
【請求項４】
光軸上に発生された一次電子線によってウェーハを走査し、前記一次電子線による照射により放出された二次電子線を写像投影光学系を介して検出する電子線装置であって、
光軸から等距離の位置で周方向に等間隔に配置された複数の電子線放出領域を有し、光軸上に複数の電子線を放出する電子銃を備え、
前記電子銃から放出された複数の前記電子線の照射によって前記ウェーハから放出された複数の二次電子線を検出することを特徴とする電子線装置。
【請求項５】
前記写像投影光学系が、前記複数の二次電子線の相互間隔を拡大するよう動作することを特徴とする、請求項４に記載の電子線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、最小線幅０．１μｍ以下のパターンを有する試料の欠陥検査等の評価を高スループットで且つ信頼性高く行うことができる評価方法及び電子線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子線装置による評価の対象となるべき領域（以下、ケア領域と呼ぶ）を小さな領域に制限し、評価のスループットを向上させた評価装置が知られている。また、マルチビームを用いて試料面を走査し、ビーム数に比例してスループットを向上させた電子線装置も知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、ケア領域にビームを照射する電子線装置においては、ビームが１本のストライプを走行している期間を通じて、試料を載置したステージを一定の速度で移動するように制御していた。しかし、このような制御の下では、１本のストライプにはケア領域と評価の対象とならない領域（以下、非ケア領域と呼ぶ）とが通常は存在するので、ビームが非ケア領域を走行する期間にもステージを上記一定の速度で移動させることになる。したがって、ケア領域が少ない場合であっても、スループットが期待ほどには向上しないという問題がある。
【０００４】
また、従来は、接触式の軸受けをステージに用いていたので、ステージを移動させる速度をケア領域と非ケア領域とで異なるように制御したとしても、ステージの移動速度を変える際の最大加速度は０．２Ｇ以下でしかない。したがって、そのような場合にステージの移動速度をケア領域と非ケア領域とで変えたとしても、あまりスループットの向上にはつながらなかった。
【０００５】
一方、一つの光学系から複数本のビームを放出させてスループットを向上させることも考えられるが、実現可能なビーム数には限度があるため、マルチビーム化によるスループットの向上には限度がある。そのため、マルチビームの電子線装置は実用化されていないのが実情である。
【０００６】
さらに、ステージを走行させながら試料面の走査を複数回行ってＳ／Ｎを向上させる試料評価方法にあっては、或る回の走査を行う時間とその次の回の走査を行う時間との間隔をあまり大きくすることができない。そのため、電子線の走査による試料面での表面電荷の蓄積に起因して試料が損傷されたり、また、蓄積された表面電荷に影響されて画像処理に支障が生じたりするという問題があった。
【特許文献１】特開２００３−２９７２７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記の種々の課題を解決するために提案されたものであって、本発明の一つの目的は、ケア領域が小さい場合においては十分にスループットを向上させることができる試料評価方法を提供することである。本発明の他の目的は、表面電荷の蓄積による試料損傷がなく、画像取得に悪影響を及ぼすことがなく、且つ、十分にスループットを向上させることができる試料評価方法を提供することである。本発明のさらに他の目的は、１つの光軸上に多数のビームを形成することができてスループットを大幅に向上させることができる電子線装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、
複数のダイが配列されたウェーハに電子ビームを照射して該ウェーハの評価を行う評価方法であって、
それぞれの前記ダイに、評価を要する小領域を設定し、
前記ウェーハを載置したステージを、前記電子ビームが前記小領域を照射する期間には一定の速度で走行させ、前記電子ビームが前記小領域でない領域を照射し得る期間には前記一定の速度よりも大きな速度で走行させる
ことを特徴とするウェーハ評価方法、
を提供する。
【０００９】
請求項２の発明は、
一定以上の電荷が表面に蓄積されると評価が妨げられる又は一部が損傷されるウェーハに電子ビームを照射して該ウェーハの評価を行う方法であって、
ａ）前記ウェーハを載置したステージを、前記ウェーハの評価が妨げられる又は一部が損傷される照射量を越えない照射量で、前記ウェーハの表面の一つのストライプを走査し、該ストライプに沿う画像信号を取得するよう走行させるステップであって、前記ストライプと隣り合うストライプの走査を、前回の走査によって試料に帯電した電荷が放電するのに要する時間をおいて行うステップと、
ｂ）所定のＳ／Ｎ比が得られるまで上記ステップａ）を反復するステップと、
ｃ）前記ステップｂ）の結果取得された前記画像信号の加算平均を取って、評価可能なＳ／Ｎ比を有する画像を形成するステップと、
ｄ）前記画像によって前記試料の評価を行うステップと、
を備えることを特徴とする評価方法、
を提供する。
【００１０】
請求項３の発明は、前記ステージが、差動排気機構を有する静圧軸受けによって支持されることを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明は、
光軸上に発生された一次電子線によってウェーハを走査し、前記一次電子線による照射により放出された二次電子線を写像投影光学系を介して検出する電子線装置であって、
光軸から等距離の位置で周方向に等間隔に配置された複数の電子線放出領域を有し、光軸上に複数の電子線を放出する電子銃を備え、
前記電子銃から放出された複数の前記電子線の照射によって前記ウェーハから放出された複数の二次電子線を検出することを特徴とする電子線装置、
を提供する。
【００１２】
請求項５の発明は、前記写像投影光学系が、前記複数の二次電子線の相互間隔を拡大するよう動作することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明は、ウェーハを載置したステージを、電子ビームが小領域を照射する期間には一定の速度で走行させ、電子ビームが小領域でない領域を照射し得る期間には一定の速度よりも大きな速度で走行させるようにしたので、ステージを走行させる際の走行時間を最小限にすることができてスループットを向上させることができるという効果を奏する。
【００１４】
請求項２の発明は、ウェーハを載置したステージを、ウェーハの評価が妨げられる又は一部が損傷される照射量を越えない照射量で、ウェーハの表面の或るストライプを走査し、隣り合うストライプの走査は、前回の走査によって試料に帯電した電荷が放電するのに要する時間をおいて行い、走査の結果取得された画像信号の加算平均を取って、評価可能なＳ／Ｎ比を有する画像を形成するようにしたので、電荷の蓄積に起因するデバイス損傷や画像信号の取得傷害を生じず、Ｓ／Ｎ比の大きい画像を得ることができるという効果を奏する。
【００１５】
請求項３の発明は、ステージを差動排気機構を有する静圧軸受けによって支持するようにしたので、ステージが長寿命になり、ステージの加速、減速を長期にわたって繰り返しても、位置と速度を精度良く制御することができるという効果を奏する。
【００１６】
請求項４の発明は、光軸から等距離の位置で周方向に等間隔に配置された複数の電子線放出領域を有する電子銃を設けるようにしたので、ビーム強度が９０％以上になる領域を従来よりも２倍以上に広げることができ且つビーム強度分布を調整することができることになり、スループットを大幅に向上させることができるという効果を奏する。
【００１７】
請求項５の発明は、写像投影光学系が複数の二次電子線の相互間隔を拡大するよう動作するので、複数の二次電子線を大きい寸法の検出器で検出することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、スループットを向上させることを共通の目的とする本発明の評価方法及び電子線装置に関する幾つかの実施の形態を、図面を参照しながら詳述する。まず、本発明に係る評価方向の実施の形態を、図１の（Ａ）〜（Ｃ）を用いて説明する。図１の（Ａ）において、ウェーハ１にはｘ方向とそれに直交するｙ方向とにそれぞれ平行に複数のダイ２が形成されている。それぞれのダイ２の内部には１つずつ、小面積のケア領域３−１、３−２、３−３、３−４、・・・、３−Ｎが設定され、任意の電子線装置から放出される電子ビームによってウェーハ１上の各ケア領域３−１〜３−Ｎを照射することによって、ウェーハ１に形成されたパターンの欠陥の有無などが評価される。なお、この実施の形態においては、ケア領域３−１〜３−Ｎ以外の領域については評価を行わない。
【００１９】
上記電子線装置は、ｘ方向とそれに直交するｙ方向とに走行可能なように静圧軸受けによって支持されたステージを備えており、このステージ上にウェーハ１は載置される。本実施の形態においては、ウェーハ１の欠陥検査などの評価を行うためのデータを収集するために、以下の説明するように、予め設定された制御プログラムにしたがって走行速度を制御しながら、ステージを＋ｙ方向と−ｙ方向とうちの一方の方向に連続的に走行させて１つの行のケア領域を走査し、次いで、ステージを所定方向且つ所定距離だけ移動させてからステージを＋ｙ方向と−ｙ方向とのうちの他方の方向に連続的に走行させて、次の行の複数のダイ２の走査を行う。この手順を反復することでウェーハ１に設定したケア領域の走査を完了する。その際、ステージをｙ方向に走行させる速度を容易に変化させることができるよう、上記のとおり、ステージは静圧軸受けによって支持される。
【００２０】
いま、図１の（Ａ）に示すように、ステージを＋ｙ方向に連続的に走行させてウェーハ１を電子ビームによって１つのストライプ４―１に沿って走査する場合を考える。なお、電子線の照射がケア領域に対してのみ行われ、ケア領域以外の領域を照射しないよう、電子線発生手段（例えば、図４の電子銃）の動作が制御される。
【００２１】
図示のとおり、ストライプ４―１上には２つのケア領域３−１、３−２が存在するとする。そこで、ストライプ４―１の一端５から走査を開始するよう、時点ｔｏにおいてステージの＋ｙ方向への走行を開始する。時点ｔｏから、ステージは、図１の（Ｂ）に示すように最大加速度で走行し、すなわち、図１の（Ｃ）に示すように走行速度を等加速度状に増していく。その後、ストライプ４―１の一端５と最初のケア領域３−１との中間の位置にステージが到達した時点ｔ１においてステージは最大減速度で減速され始め、すなわち、図１の（Ｃ）に示すように走行速度を等減速度的に減じていき、時点ｔ２において最初のケア領域３−１に達する。次いで、ケア領域３−１対する電子線の照射が時点ｔ２から時点ｔ３まで行われる。ケア領域３−１に対する照射が行われる期間ｔ２〜ｔ３には、ステージはゼロ加速度で、すなわち等速で走行する。
【００２２】
時点ｔ３においてケア領域３−１の照射が終了すると、ステージは再び最大加速度で走行を開始し、ステージが最初のケア領域３−１と次のケア領域３−２との中間の位置に達した時点ｔ４に、ステージは最大減速度で減速され、すなわち、走行速度を等減速度的に減じていく。その後、時点ｔ５から時点ｔ６の期間に、次のケア領域３−２に対する照射が行われる。このｔ５〜ｔ６の期間には、ステージは再びゼロ加速度で、すなわち等速で走行する。
【００２３】
時点ｔ６においてケア領域３−２に対する照射が終了すると、ステージは再び最大加速度で走行を開始し、ステージがケア領域３−２とストライプ４―１の他端６との中間の位置に達した時点ｔ７に、ステージは最大減速度で減速され、すなわち、走行速度を等減速度的に減じていき、時点ｔ８においてストライプ４―１の他端６に到達してストライプ４―１の走査を終了する。
【００２４】
こうして１つの行に対する走査が終了すると、次の行の複数のダイを走査するためにステージを移動させ、当該行のダイのそれぞれに設定されたケア領域３−３〜３−６を通るストライプ４−２の一端７に電子ビームを位置させる。その後、ストライプ４―２に沿ってケア領域３−３〜３−６に対する照射を行うよう、ストライプ４―１に沿う走査と同様に、ステージは、ケア領域３−３〜３−６への照射を行うときには等速走行し、ケア領域以外の領域では加速と減速を繰り返すように走行速度を制御される。
【００２５】
図２は、図１によって説明した評価方法と従来の方法とにおいて検査に要する時間の比較を説明するための図であって、（Ａ）は接触式の軸受けとしての転がり軸受けによって支持されたステージを用いた従来の評価方法を、（Ｂ）は静圧軸受けによって支持されたステージに対して本発明を適用した場合をそれぞれ示している。いま、図示のとおり、ウェーハ上の１つのストライプの長さ、即ち、ステージが１つの行の走査のために走行すべき距離が２００ｍｍであり、１つのストライプに沿って３個のケア領域があり、各ケア領域のｙ方向の長さを２ｍｍと仮定する。
【００２６】
そこで、従来の評価方法の場合、図２の（Ａ）に示すようにステージを３ｍｍ／秒の等速で走行させてウェーハを走査したとすると、その走査に要する時間は約６６．７秒［＝２００（ｍｍ）／３（ｍｍ／秒）］となる。
【００２７】
これに対して、図２の（Ｂ）に示す本発明の場合、ケア領域を電子ビームが照射する期間のステージの走行速度を３ｍｍ／秒、ケア領域以外の領域をステージが走行する期間のステージ走行速度を３０ｍｍ／秒、加減速度を２７０ｍｍ／秒２とし、ステージがその走行速度を３ｍｍ／秒から３０ｍｍ／秒へ、また３０ｍｍ／秒から３ｍｍ／秒へと変更するのに０．１秒を要し、その０．１秒の間にステージが１．３５ｍｍ移動するとすると、
全ケア領域の照射に要する実走査時間＝３２（ｍｍ）／３（ｍｍ／秒）＝２秒
加減速に要する時間＝６×０．１秒＝０．６秒
ケア領域以外の領域を走行するのに要する時間＝［２００（ｍｍ）−３×２（ｍｍ）−１．３５（ｍｍ）×６］／３０（ｍｍ／秒）＝６．２秒
となるから、図２の（ｂ）の場合には１本のストライプの走査に要する時間の合計は８．８秒となる。したがって、従来と比較すると、本発明を適用した場合には、約７．６倍（＝６６．７／８．８）も高速に走査をすることができることになる。
【００２８】
以上の説明から理解されるように、この実施の形態においては、ケア領域以外の領域を電子ビームが通るときにはステージを最大加速度で加速してから最大減速度で減速させるので、ステージを走行させる際の時間のロスを最小限にすることができる。そのうえ、差動排気機構を用いた非接触の静圧塾受け式のステージを用いることができるので、加減速を激しく繰り返してもステージの寿命や精度に問題は生じない。
【００２９】
次に、図３を用いて本発明に係る評価方法の実施の形態を別の面から説明する。図３において、ウェーハ１には、図１に示すと同様に、ｘ方向及びｙ方向に複数のダイ２が配列されているが、それぞれのダイは、最大許容照射量を越えて電子ビームの照射を受けて一定量以上の電荷が蓄積されると、評価が妨げられ又は損傷される恐れがある。
【００３０】
例えば、ウェーハ１がピクセル当たり２５３個の二次電子が検出されれば十分なＳ／Ｎ比で評価が行えるウェーハであり、ウェーハ１の最大許容照射量、即ち、その値以上の照射を受けて一定量以上の電荷が蓄積されると、ダイの評価が妨げられ又はダイが損傷される恐れがある照射量を１×１０−７クーロン／ｃｍ２とし、ウェーハ１を照射する一次ビームの寸法、即ちピクセル寸法を５０ｎｍ角とすると、単位面積当たりの一次ビームの照射量は２５３×１．６×１０−１９（クーロン）／（５０×１０−７ｃｍ）２＝１．６２×１０−６クーロン／ｃｍ２となる。したがって、この場合の照射量はウェーハ１の最大許容照射量である１×１０−７クーロン／ｃｍ２を越える。
【００３１】
そこで、この問題を解決するために、本発明に係る評価方法の施の形態においては、単位面積当たりの一次ビームの照射量を、最大許容照射量を越えない所定量（例えば１×１０−７クーロン／ｃｍ２）に設定し、それぞれのダイの同じ位置を複数回（例えば１６回）走査し、各走査で取得された信号を加算平均することによって、評価可能なＳ／Ｎ比を有する画像を形成するとともに、各ダイに帯電した電荷を逃がすように、それぞれのダイが受ける１回の走査とその次の走査との時間間隔を十分あけて各ダイの走査を行う。
【００３２】
そこで、本発明の実施の形態においては、第１列から第８列まで順に各列の左端のストライプに沿って走査を行い、次いで第１列に戻って、再び第１列から第８列まで順に各列の左端から２番目のストライプに沿って走査を行い、次に第１列に戻って、再び第１列から第８列まで順に各列の左端から３番目のストライプに沿って走査を行い、以下同様の手順を反復して各ダイの右端のストライプまで走査を行う。
【００３３】
この操作手順を図３を参照して説明する。なお、理解を容易にするために、図においてはストライプの幅を実際よりも大きくして示してある。まず第１列の左端のストライプ１１の一端１１′から走査を開始してステージを＋ｙ方向に走行させ、ストライプ１１に沿って第１列のダイの左端を走査する。ストライプ１１の走査が終了すると、ステージを＋ｘ方向に移動させて電子ビームを第２列の左端のストライプ１２の一端１２′に位置させてからステージを−ｙ方向に走行させてストライプ１２に沿って第２列のダイの左端の走査を行う。以下、同様にしてステージのｙ方向の走行とｘ方向の移動とを組み合わせて順に各列の左端のストライプ１３、１４、１５、１６、１７、１８を走査する。
【００３４】
図中の矢印はストライプ１１〜１８が上記の順序で走査されることを示している。こうして、第８列のダイについて左端のストライプ１８の走査を完了すると、第１列のダイの走査へ戻って、今度は、第１列のダイにおいて、左端のストライプ１１の隣りのストライプ１９、つまり左端から２番目のストライプを走査し、同様にして第２列から第８列の順に各列のダイにおける左端から２番目のストライプを走査し、第８列のダイの左端から２番目のストライプの走査を完了すると、今度は第１列の左端から３番目のストライプの走査を行い、次いで第２列から第８列の順に各列のダイにおける左端から３番目のストライプを走査し、第８列のダイの左端から３番目のストライプの走査を完了すると、今度は第１列の左端から４番目のストライプの走査を開始する。以下、同様の手順を繰り返して第１列から第８列における各ダイのストライプを、＋ｙ方向又は−ｙ方向に左端から右端まで順に、所定のＳ／Ｎ比が得られるまで走査を行い、各走査で取得された同じ場所の画像信号を加算平均することで、評価可能なＳ／Ｎ比を有する画像を形成する。
【００３５】
この結果、１つの列のダイに着目すると、１つのストライプの走査の終了からその隣りのストライプの走査の開始までに、７つのストライプを走査するのに要する時間（例えば１０秒以上）が経過するので、１回の走査によってダイに帯電した電荷は次回の走査の開始までに殆ど放電してしまい、前回の走査による帯電の影響はないに等しい。
【００３６】
本発明の実施の形態において上で説明した手順で走査を行うためには、ウェーハ１を載置したステージが長寿命であり且つ走行精度が高いことが求められる。すなわち、上述のように、ステージはストライプに沿って極めて長距離にわたって走行しなければならず、しかも何回も加速、減速を繰り返すので、従来の接触式の軸受けを用いたステージでは寿命が問題になる。また、各ダイの評価は、第１回の走査から最終回の走査までに取得したデータを加算平均するようにした結果、１つのダイの走査を完了するまでに或る程度の長さの時間を要することになるので、走査完了までの途中で又は各回の走査毎にステージの条件が違ってしまうことにもなりかねない。したがって、ステージの条件の変動を、レーザーを用いた測長によって補正することができるとしても、ステージは位置と速度を高精度で制御できるものであることが必要である。長寿命と高精度の両要件を満たすステージとして、本発明の実施の形態においては、差動排気機構を有する静圧軸受けを用いたステージ（これについては特許文献２参照）を使用することが好ましい。
【特許文献２】特開２００３−９８号公報
【００３７】
以上説明したとおり、この実施の形態においては、一つのストライプの走査の完了後に、ダイに蓄積された電荷が放電するのに十分な時間が経過してから、そのストライプに隣接するストライプを走査するようにしたので、電荷の蓄積に起因するデバイス損傷や画像信号の取得傷害という問題は生じない。また、精度の高いステージを用いることにより、
各回の走査の結果得られた信号の加算平均を取ってＳ／Ｎ比を向上させた画像を取得することができる。
【００３８】
次に、図４の（Ａ）〜（Ｃ）を用いて、スループットを向上させるための、本発明の実施の形態に係る電子線装置を説明する。同図の（Ａ）において、電子線装置２１の電子銃カソード２２はＣｅＢ６単結晶からなり、（Ｂ）に示すように、光軸ＯＡを中心とする円周上に等間隔に位置する８個のエミッタ２２−１〜２２−８を有する。更に、電子銃は、従来と同様、カソード２２を加熱するためのヒーター２３と、ウェーネルト２４と、電子を加速するアノード２５とを備える。８個のエミッタ２２−１〜２２−８から放出された一次電子線２６はコンデンサ・レンズ２７によって光軸ＯＡとの角度を拡大され、次いで次段のコンデンサ・レンズ２８によって収束されてＮＡ開口３０にクロスオーバーを形成する。コンデンサ・レンズ２８の下流側に且つコンデンサ・レンズ２８に近接してマルチ開口２９が配置され、エミッタ２２−１〜２２−８からの一次電子線はマルチ開口２９によって複数の電子ビームへ分割される。
【００３９】
図４の（Ｃ）はマルチ開口２９におけるビーム強度分布を示している。図から理解されるように、マルチ開口２９を図４の（Ｃ）の破線の範囲Ｗ内に設けることにより、１個のエミッタから一次電子線が放出された場合に比較して、マルチ開口２９におけるビーム強度分布を、光軸ＯＡから離れるにしたがって大きくすることができるので、マルチ開口２９に形成される孔のうち光軸ＯＡから離れた位置の孔の寸法を小さくすることにより、光軸Ｏ  Ａから離れた位置の電子ビームの光学系による収差を補正することができる。しかも、ビーム強度分布がマルチ開口２９の面に沿ってほぼ一様であるビーム放出方向は広く、複数本の電子ビームを光軸ＯＡの近傍に形成することができる。これらの複数本の電子ビームを縮小して試料上に結像させることによってマルチビームが得られる。
【００４０】
ＮＡ開口３０の下流側に配置された縮小レンズ３１は、ＮＡ開口３０にクロスオーバーを形成した一次ビームを縮小して光軸ＯＡ上にマルチ開口２９の像３２を作ると共に、軸上色収差補正レンズ３４の内部にＮＡ開口３０の像３３を結像するよう調整される。ＮＡ開口３０の像３３は軸上色収差補正レンズ３４によって軸上色収差の補正をされて像３５を形成する。一方、マルチ開口２９の縮小像３２は収差補正レンズ３４によってその中点３４′に結像され、更に位置３６に結像される。この位置３６には、弱いレンズ３７が配置され、ＮＡ開口３０の像３５はレンズ３７によって対物レンズ４０の主面近傍に結像される。このＮＡ開口像の対物レンズの主面での寸法を適切にすることによって、上記マルチビームの収差とビーム電流を調整することができる。この場合では軸上色収差を補正しているので、ＮＡ開口像寸法を大きくしても収差が小さく大きいビーム電流の捕捉しぼられたマルチビームが得られる。
【００４１】
こうして、位置３６にマルチ開口２９の像を結像したマルチビームである一次電子線は静電偏向器３８によって紙面上で第１の方向（図においては右）へ所定の角度、例えば１０度程度偏向され、更に、電磁偏向器であるビーム分離器３９によって、第１の方向とは逆の方向（図においては左）へ前記と同じ所定の角度、例えば１０度程度偏向されて試料４１に垂直に且つ各ビームの走査点に入射する。なお、ビーム分離器３９の磁気コア３９′を対物レンズ４０の内側磁極と共通にすることが好ましい。
【００４２】
次に、マルチビームを走査したとき、それらの走査点から放出される二次電子を独立に検出する方法について説明する。試料４１の各走査点から放出された二次電子線もマルチビームを形成し、対物レンズ４０によって集束され、ビーム分離器３９によって所定の角度、例えば１０．６度だけ右方向へ偏向され、更に、紙面に直角な方向の磁場を形成する偏向器４２によって、二次光学系である写像投影光学系の方へ進路を曲げられる。その後、拡大レンズ４３、４４によって二次電子線のビームの相互間隔が拡大されて、二次電子検出器４５（例えばＦＯＰ）の表面に塗布されたシンチレータによって光信号へ変換される。二次電子検出器４５から出た光信号は複数本のオプティカル・ファイバ４６内を伝搬していって、その先端に設けられたＰＭＴ４７によって電気信号へ変換されて評価に供される画像信号となる。この結果、マルチビームの故に、対応するマルチチャンネルのＳＥＭ像が得られるので、ビーム数に比例したスループットが得られる。
【００４３】
この実施の形態の電子線装置においては、電子銃は光軸ＯＡから等距離で周方向に等間隔に設けられた複数のエミッタ２２−１、２２−２、・・・のそれぞれから電子ビームを放出するので、ビーム強度やビーム強度分布をマルチ開口又は試料面上で測定したとき、１本の電子ビームしか放出しない従来の電子銃に比べて、ビーム強度が９０％以上になる領域を２倍以上に広げることができる。しかも、光軸上で９０％のビーム強度であり光軸から最も遠い所で１００％のビーム強度を持つようにビーム強度分布を調整することができるので、電子銃から放出される電子ビームの本数を４倍にすることが可能になり、スループットを大幅に向上させることができる。また、ＮＡ開口３０は電子銃の複数のエミッタから放出された電子ビームが光軸ＯＡと交わる位置に配置されるので、収差の点で問題にならない。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係る評価方法の一つの実施の形態を説明するための図であり、（Ａ）はウェーハ上に配列されたダイにおけるケア領域を示しており、（Ｂ）はステージが移動する際の加速度及び減速度を、（Ｃ）はステージの移動速度を示している。
【図２】本発明に係る評価方法と従来のものとの比較を説明する図であり、（Ａ）は従来の評価方法においてステージを定速移動させた場合、（Ｂ）は本発明に係る評価方法においてステージを加減速させた場合を示している。
【図３】本発明に係る評価方法の実施の形態を別の面から説明するための図である。
【図４】本発明に係る電子線装置の実施の形態の電子光学系の構成を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１：ウェーハ、  ２：ダイ、  ３、３−１〜３−Ｎ：ケア領域、  ４−１、４−２：ストライプ、  ５：ストライプの一端、  １１〜１８：各ダイの左端のストライプ、１９：左端から２番目のストライプ、  ２１：電子線装置、  ２２：カソード、２２−１〜２２−８：エミッタ、  ２３：ヒーター、  ２４：ウェーネルト、  ２５：アノード、  ２６：一次電子、  ２７、２８：コンデンサ・レンズ、  ２９：マルチ開口、  ３０：ＮＡ開口、  ３１：縮小レンズ、  ３２：マルチ開口３０の結像位置、  ３４：軸上色収差補正レンズ、３４′：中間点、  ３７：弱いレンズ、３８：静電偏向器、  ３９：ビーム分離器、  ３９′：磁気コア、４０：対物レンズ、  ４１：試料、  ４２：偏向器、  ４３、４４：拡大レンズ、  ４５：二次電子検出器、  ４６：オプティカル・ファイバ、  ４７：ＰＭＴ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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