JP2003173756A

JP2003173756A - 電子線装置及び該装置を用いたデバイス製造方法

Info

Publication number: JP2003173756A
Application number: JP2001371201A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Nakasuji; 護中筋; Shinji Nomichi; 伸治野路; Toru Satake; 徹佐竹
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 2001-12-05
Filing date: 2001-12-05
Publication date: 2003-06-20

Abstract

(57)【要約】【課題】光軸から離れる一次電子線の強度減少および
光軸から離れた試料の位置から放出された二次電子の検
出率低下を考慮し、精度の高い試料評価を行うことので
きる電子線装置を提供する。【解決手段】電子線装置は電子光学系を備える。電子
光学系は、対物レンズと、Ｅ×Ｂ分離器と、複数の二次
電子検出器とを有する。Ｅ×Ｂ分離器は、光軸の回りに
複数個の電子線を照射、走査することにより試料から放
出される二次電子を一次ビームから分離する。分離され
た二次電子は、複数の二次電子検出器で検出される。電
子線装置は、真空雰囲気に制御可能なワーキングチャン
バ３１と、試料を電子線に対して相対移動可能なステー
ジ５０とを備える。検出した二次電子信号から試料面の
画像が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の電子ビーム
を用いて評価対象の表面に形成されたパターンの欠陥を
検査する検査装置等に関し、詳しくは、半導体製造工程
におけるウェーハの欠陥を検出する場合のように、電子
ビームを評価対象に照射してその表面の性状に応じて変
化する二次電子を捕捉して画像データを形成し、その画
像データに基づいて評価対象の表面に形成されたパター
ン等を高いスループットで評価する評価装置、並びにそ
のような評価装置を用いて歩留まり良くデバイスを製造
するデバイス製造方法に関する。

【０００２】本発明は、電子線を試料に照射し、試料の
照射点から発生する二次電子を検出する電子線装置及び
それを用いてデバイスの欠陥検査等を行うデバイス製造
方法に関する。

【０００３】本発明は、ＸＹステージ上に載置された試
料に荷電ビームを照射する装置及びその装置を利用した
欠陥検査装置又は露光装置に関し、更にはそれらの装置
を使用した半導体の製造方法に関する。

【０００４】本発明は、半導体ウェーハ等の試料の画像
を予め用意された基準画像と比較することにより該試料
の欠陥を検査するための欠陥検査装置及び方法、並び
に、このような欠陥検査装置を用いて半導体デバイスを
製造する方法に関する。

【０００５】本発明は、電子線を試料に照射して、その
照射点からの二次電子線を測定することにより当該試料
の種々の検査を行うための電子線装置に関し、特に、半
導体ウェーハに形成される、最小線幅０．１μｍ以下の
集積回路のパターンを高スループットで欠陥検査、ＣＤ
(クリティカルディメンジョン)測定、合せ精度測定、電
位測定等を行うための電子線装置に関する。

【０００６】本発明は、電子銃から放出された電子線を
複数の開口を有する開口板に照射して得られる複数の開
口像を試料に入射させ、該試料から放出される二次電子
を一次光学系から分離して検出器に集める電子線装置、
および該電子線装置を用いて製造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に関
する。

【０００７】本発明は、ＸＹステージ上に載置された試
料に荷電ビームを照射する装置に関し、更に詳しくは、
ＸＹステージに差動排気機構を設けずに鏡筒周りに差動
排気機構を設けた荷電ビーム装置及びその装置を利用し
た欠陥検査装置又は露光装置に関し、更にはそれらの装
置を使用した半導体の製造方法に関する。

【０００８】半導体プロセスにおいて、デザインルール
は１００ｎｍの時代を迎えようとしており、また生産形
態はＤＲＡＭに代表される少品種大量生産からＳＯＣ
（Ｓｉｌｉｃｏｎｏｎｃｈｉｐ）のように多品種少
量生産へ移行しつつある。それに伴い、製造工程数が増
加し、各工程毎の歩留まり向上は必須となり、プロセス
起因の欠陥検査が重要になる。本発明は半導体プロセス
における各工程後のウェーハの検査に用いられる装置に
関し、電子ビームを用いた検査方法及び装置またはそれ
を用いたデバイス製造方法に関する。

【０００９】

【従来技術と発明が解決しようとする課題】本発明に関
連する検査装置の従来技術については、走査電子顕微鏡
（ＳＥＭ）を用いた装置が既に市販されている。この装
置は細く絞った電子線を非常に間隔の小さいラスタ幅で
ラスタ走査を行い、走査に伴って検査対象から放出され
る二次電子を二次電子検出器で検出してＳＥＭ画像を形
成し、そのＳＥＭ画像を異なるダイの同じ場所同志を比
較して欠陥を抽出するものである。

【００１０】半導体デバイス製造用のマスクパターン、
あるいは半導体ウェーハに形成されたパターンの欠陥検
出には、走査型電子顕微鏡が使用されている。走査型電
子顕微鏡は、細く絞った１本の電子線で試料表面を走査
し、その試料から放出する二次電子を検出するため、試
料全体の検査には長い時間を必要とした。このような問
題点を解決するため、複数の電子源からの電子を減速電
界レンズを通して試料面上に結像させ、かつ走査し、試
料面から放出される二次電子をウィーンフィルタで偏向
させ、複数の検出器に導くようにしたアイディアが提案
されている（Japanese Journal of Applied Physics, V
ol.28, No.10, October, 1989, pp.2058-2064 参照）。

【００１１】半導体ウェーハ等の試料表面等に電子ビー
ム等の荷電ビームを照射することによって、その試料表
面上を半導体回路等のパターンで露光し若しくは試料表
面上に形成されたパターンを検査する装置、或いは荷電
ビームを照射することによって試料に対して超精密加工
を施す装置においては、試料を真空中で精度良く位置決
めするステージが使用される。

【００１２】かかるステージに対して非常に高精度な位
置決めが要求される場合には、ステージを静圧軸受けに
よって非接触支持する構造が採用される。この場合、静
圧軸受けから供給される高圧ガスが直接真空チャンバに
排気されないように、高圧ガスを排気する差動排気機構
を静圧軸受けの範囲に形成することによって、真空チャ
ンバの真空度が維持される。

【００１３】従来技術のステージの一例を図１８ＡＢに
示す。図１８ＡＢにおいて、真空チャンバＣを構成する
ハウジング２００８に、荷電ビームを発生し試料に照射
する荷電ビーム装置の鏡筒２００１の先端部、即ち荷電
ビーム照射部２００２が取り付けられる。鏡筒内部は真
空配管２０１０によって真空排気され、チャンバＣは真
空配管２０１１によって真空排気される。荷電ビームは
鏡筒２００１の先端部２００２から、その下に置かれた
ウェーハ等の試料Ｓに対して照射される。

【００１４】試料Ｓは試料台２００４に取り外し可能に
保持される。試料台２００４はＸＹステージ（以下単に
ステージ）２００３のＹ方向可動部２００５の上面に取
り付けられる。Ｙ方向可動部２００５はＸ方向可動部２
００６上に摺動可能に配置され、Ｘ方向可動部２００６
はステージ台２００７上に摺動可能に配置される。

【００１５】Ｙ方向可動部２００５には、Ｘ方向可動部
２００６のガイド面６ａと向かい合う面（図１８Ａにお
いて左右両面及び下面）に静圧軸受け２００９ａが複数
取り付けられ、静圧軸受け２００９ａの作用によりガイ
ド面２００６ａとの間に微小隙間を維持しながらＹ方向
（図１８Ｂで左右方向）に移動できる。同様にＸ方向可
動部２００６に静圧軸受け２００９ｂが複数取り付けら
れ、静圧軸受け２００９ｂとガイド面２００７ａとの間
に微小隙間を維持しながらＸ方向（図１８Ａで左右方
向）に移動できる。

【００１６】更に静圧軸受けの周りには、静圧軸受けに
供給される高圧ガスが真空チャンバＣの内部にリークし
ないように差動排気機構が設けられている。この様子を
図１９に示す。静圧軸受け２００９の周囲に二重に溝２
０１８と２０１７が構成されており、これらの溝は図示
されていない真空配管と真空ポンプにより常時真空排気
される。このような構造により、Ｙ方向可動部２００５
は真空中を非接触状態で支持されＹ方向に自在に移動す
ることができる。これらの二重の溝２０１８と２０１７
は可動部２００５の静圧軸受け２００９が設けられる面
にその静圧軸受けを囲むようにして形成される。なお、
静圧軸受けの構造は公知のもので良いので、その詳細な
説明は省略する。

【００１７】Ｙ方向可動部２００５を搭載するＸ方向可
動部２００６は、図１８ＡＢから明らかなように、上方
に開口している凹形の形状を有し、Ｙ方向可動部２００
５と同様の静圧軸受け及び溝を備え、ステージ台２００
７に対して非接触で支持され、Ｘ方向に自在に移動する
ことができる。Ｙ方向可動部２００５とＸ方向可動部２
００６の移動を組み合わせによって、試料Ｓを鏡筒の先
端部すなわち荷電ビーム照射部２００２に関して水平方
向任意の位置に移動させ、試料の所望の位置に荷電ビー
ムを照射することができる。

【００１８】従来、半導体ウェーハ等の試料に一次電子
を照射することにより発生した二次電子を検出すること
によって当該試料の欠陥を検査するための欠陥検査装置
が、半導体製造プロセス等で利用されている。このよう
な欠陥検査装置には、画像認識技術を応用して欠陥検査
の自動化及び効率化を図った技術がある。この技術で
は、二次電子を検出することによって取得した試料表面
の被検査領域のパターン画像データと、予め記憶した試
料表面の基準画像データとをコンピュータによってマッ
チング演算し、その演算結果に基づいて、試料の欠陥の
有無を自動的に判定する。

【００１９】昨今では、特に半導体製造分野において
は、パターンの高精細化が進み、微細な欠陥を検出する
必要が高まってきている。このような状況下では、上記
のような画像認識技術を応用した欠陥検査装置において
も、認識精度の更なる向上が求められている。

【００２０】従来、試料台を連続移動させ、この移動方
向と直角方向に電子線を走査する方法は公知である（特
開平１０−１３４７５７）。また１次電子線を試料面に
対して斜め方向から、試料面上に二次元ではあるが、一
軸方向への投影は、等間隔であるような配置で照射し、
走査する方法は、公知である。また複数の電子銃の各電
子銃からの電子を複数に分け、各ビームを一方向に走査
させ、それと直角方向に試料台を連続移動させて検査等
を行うことが公知である。

【００２１】半導体デバイス製造用のマスクパターン、
あるいは半導体ウェーハに形成されたパターンの欠陥検
査に使用する電子線装置として、単一電子銃より放出さ
れた電子線を複数の開口を有する開口板に照射して得ら
れる複数の開口像を試料に入射させ、該試料から放出さ
れる二次電子を二次光学系を用いて検出器面に写像投影
して試料上のパターンの欠陥を検査する電子線装置は公
知である。

【００２２】しかしながら、上記従来のものは電子銃か
ら放出される電子線の角度依存性を考慮しておらず、電
子線の強度を照射角度に拘わらず一様であるものとして
取り扱っている。すなわち、電子銃から放出される電子
線は光軸方向には高輝度の電子線が放出されるが、光軸
から離れるに従って電子線の輝度（強度）が次第に減少
する問題を考慮していない。

【００２３】また、試料から放出される二次電子の検出
率は、光軸付近から放出された二次電子の検出率は高い
が、光軸から離れた位置から放出された二次電子の検出
率が低いといった問題点があったが、上記従来の電子線
装置は、かかる問題点をも考慮していなかった。

【００２４】超ＬＳＩ回路のような微細な回路パターン
を有する回路における欠陥検査や線幅測定を行うため
に、複数の電子ビームを用いる電子線装置は公知であ
る。こうしたマルチビームを利用する電子線装置は、微
細回路パターンの作成や検査に１本の電子ビームを使用
すると、多大な時間を必要とし、満足なスループットを
与えなかった従来の欠点を解決するために提案された。

【００２５】こうしたマルチビームの電子線装置に関連
して、例えば、多数の電子エミッタをマトリクス状に配
列した電子線装置においては、反射電子又は二次電子の
検出器の間隔が極めて狭いため、隣接する照射領域から
反射電子又は二次電子が飛び込みやすく、検出精度を高
めることができないという欠点を解決するため、試料面
と検知面との間に穴開きマスクを配置することが知られ
ている。

【００２６】また、１本の電子線で試料上のパターンを
走査してパターンの０．１ミクロン程度の欠陥を検査す
る場合、走査に長時間を要するのでスループットが低下
するという欠点を解決するため、単一の電子銃から放出
された電子線で複数の開口を持つマスクを照射すること
により、複数の電子線を形成するようにした電子線装置
も知られている。

【００２７】最小線幅が０．１μm以下のデバイスパタ
ーンを有する試料の欠陥検査等を行う場合、光方式では
光の回折により解像度から見て限界にきており、そのた
め、電子線を利用した検査・評価装置が提案されてい
る。電子線を用いると解像度は向上するがスループット
が極端に小さくなるため生産性の観点から問題がある。
生産性を向上させるべくマルチビームを用いた電子線装
置、即ち、単一の電子銃から放出した電子線を複数の開
口に照射し、それらの開口を通過した電子ビームで試料
の表面（以下試料面と呼ぶ）を走査し、各像からでた二
次電子を複数の検出器に導いて試料を検査する電子線装
置は既に公知である。

【００２８】半導体ウェーハ等の試料の表面に形成され
たパターンの評価を、電子線による走査の結果を用いて
高精度で行う場合、試料の高さの変化を考慮することが
必要である。これは、試料の高さにより、該試料の表面
上のパターンと該パターンに電子線を集束させる対物レ
ンズとの間の距離が変化して、合焦条件はずれにより解
像度が低下してしまい、正確な評価ができないためであ
る。

【００２９】これを解消するため、試料面に対して斜め
に光を入射させ、その反射光を利用して試料の高さを測
定し、その測定結果を、電子線を試料に集束させるため
の電子光学系に帰還させて、電子光学系の構成要素に供
給する電流や電圧を制御することにより、電子光学系の
焦点合わせを行う電子線装置はすでに提案されている。

【００３０】しかしながら、試料に対して斜めに光を入
射させる方式においては、試料面と電子光学系の下面と
の間のスペースに、入射光を反射させるための、絶縁物
を主体とする光学部品を配置しなければならない。この
ためには、試料面と電子光学系の下面との間の間隔を必
要以上に大きく取る必要があり、一方、間隔を大きくす
ると、電子光学系の収差等の問題が無視し得なくなる。
したがって、電子光学系の焦点合わせと電子光学系の収
差等の問題の解消とを同時に行うことが必要であるが、
このような手法が未だ提案されていない。

【００３１】また、電子光学系の焦点合わせは、試料面
と電子光学系の下面との間の距離ばかりでなく、試料面
上の帯電状態や、電子線の空間電荷効果をも考慮して行
う必要があるので、電子光学系の焦点合わせに関係する
パラメータを電子光学的に測定しないならば、誤差が発
生する可能性がある。

【００３２】更に、電子光学系に含まれる磁気レンズの
励磁電流を調整して焦点合わせを行う場合、この励磁電
流を所定値に設定してから電子光学系の焦点距離が安定
的に定まるまでの時間、即ち整定時間を長く取ることが
必要であるため、高速で焦点合わせを行うことが困難で
あるという問題もあった。また、静電レンズの励起電圧
を変えて電子光学系の焦点合わせを行う場合、静電レン
ズに印加された高電圧を変化させなければならないの
で、同様に、整定時間が長くかかるという問題があっ
た。さらにまた、電子線による評価は、スループットが
低いという問題点もあった。

【００３３】本発明は、上記した種々の問題点を解決す
るために提案されたものであり、その目的は、電子光学
的かつ短時間で電子光学系の焦点合わせを行うことがで
きる電子線装置、及び該装置を用いた半導体デバイス製
造方法を提供することである。

【００３４】最小線幅が０．１μm以下のデバイスパタ
ーンを有する試料の欠陥検査等を行う場合、光方式では
光の回折により解像度から見て限界にきており、そのた
め、電子線を利用した検査・評価装置が提案されてい
る。電子線を用いると解像度は向上するがスループット
が極端に小さくなるため生産性の観点から問題がある。
生産性を向上させるべくマルチビームを用いた電子線装
置、即ち、単一の電子銃から放出した電子線を複数の開
口に照射し、それらの開口を通過した電子ビームで試料
を走査し、各像からでた二次電子を相互にクロストーク
なしに複数の検出器に導いて試料を検査する電子線装置
については出願されている。

【００３５】絶縁材料を含む試料を観察、評価する装置
には種々の技術が報告されている。このような技術の中
で、走査電子顕微鏡について言えば、一次ビームのビー
ム電流、試料への吸収電流、照射装置からの反射電子
量、二次電子放出量等を測定してチャージアップ状態を
評価するチャージアップ検知機能を有する装置が公知で
ある。

【００３６】半導体ウェーハ等の試料表面等に電子ビー
ム等の荷電ビームを照射することによって、その試料表
面上を半導体回路等のパターンで露光し若しくは試料表
面上に形成されたパターンを検査する装置、或いは荷電
ビームを照射することによって試料に対して超精密加工
を施す装置においては、試料を真空中で精度良く位置決
めするステージが使用されている。

【００３７】かかるステージに対して非常に高精度な位
置決めが要求される場合には、ステージを静圧軸受けに
よって非接触支持する構造が採用されている。この場
合、静圧軸受けから供給される高圧ガスが直接真空チャ
ンバに排気されないように、高圧ガスを排気する差動排
気機構を静圧軸受けの範囲に形成することによって、真
空チャンバの真空度を維持している。

【００３８】かかる従来技術によるステージの一例が図
１８ＡＢに示される。同図のステージにおいて、真空チ
ャンバＣを構成するハウジング２００８に、荷電ビーム
を発生し試料に照射する荷電ビーム装置の鏡筒２００１
の先端部、即ち荷電ビーム照射部２００２が取り付けら
れる。試料Ｓは試料台２００４に取り外し可能に保持さ
れる。図１８ＡＢのステージのその他の構造は、後述さ
れる。

【００３９】静圧軸受け２００９ｂの周りには、静圧軸
受けに供給される高圧ガスが真空チャンバＣの内部にリ
ークしないように差動排気機構が設けられる。この様子
を図１９に示す。静圧軸受け２００９ｂの周囲に二重に
溝２０１７と２０１８が構成されており、これらの溝は
図示されていない真空配管と真空ポンプにより常時真空
排気される。このような構造により、Ｙ方向可動部２０
０５は真空中を非接触状態で支持されＹ方向に自在に移
動することができる。これらの二重の溝２０１７と２０
１８は可動部２００５の静圧軸受け２００９ｂが設けら
れる面にその静圧軸受けを囲むようにして形成される。
これらのＹ方向可動部２００５とＸ方向可動部２００６
の移動を組み合わせることによって、試料Ｓを鏡筒の先
端部すなわち荷電ビーム照射部２００２に関して水平方
向任意の位置に移動させ、試料の所望の位置に荷電ビー
ムを照射することができる。

【００４０】しかしながら、上記の静圧軸受けと差動排
気機構を組み合わせたステージでは、差動排気機構を設
けたため、大気中で使用される静圧軸受け式ステージに
比べて構造が複雑で大型になり、ステージとしての信頼
性が低く、高コストになるという問題があった。

【００４１】電子光学系での倍率色収差と回転色収差を
補正する方法は、対称磁気ダブレットレンズを用いる方
法が知られている。静電レンズ系では回転色収差は発生
しないので、倍率色収差を対称ダブレットレンズを用い
て補正することが行われる。

【００４２】半導体デバイスの高集積化、パターンの微
細化に伴い、高分解能、高スループットの検査装置が要
求されている。１００ｎｍデザインルールのウェーハ基
板の欠陥を調べるためには、１００ｎｍ以下の分解能が
必要であり、デバイスの高集積化による製造工程の増加
により、検査量が増大するため、高スループットが要求
されている。また、デバイスの多層化が進むにつれて、
層間の配線をつなぐビアのコンタクト不良（電気的欠
陥）を検出する機能も、検査装置に要求されている。現
在は主に光方式の欠陥検査装置が使用されているが、分
解能及びコンタクト不良検査の点では、光方式の欠陥検
査装置に代わって電子ビームを用いる欠陥検査装置が、
今後検査装置の主流になると予想される。但し電子ビー
ム方式欠陥検査装置にも弱点があり、それはスループッ
トの点で光方式に劣ることである。

【００４３】このため高分解能、高スループット、且つ
電気的欠陥検出が可能な検査装置の開発が要求されてい
る。光方式での分解能は使用する光の波長の１／２が限
界と言われており、実用化されている可視光の例では
０．２μｍ程度である。

【００４４】一方電子ビームを使用する方式では、通常
走査型電子ビーム方式（ＳＥＭ方式）が実用化され、分
解能は０．１μｍ、検査時間は８時間／枚（２０ｃｍウ
ェーハ）である。電子ビーム方式は、電気的欠陥（配線
の断線、導通不良、ビアの導通不良等）も検査可能であ
ることが大きな特徴である。しかし検査時間は非常に遅
いため、検査速度の速い欠陥検査装置の開発が期待され
ている。

【００４５】一般に検査装置は高価でありまたスループ
ットも他のプロセス装置に比べて低いために、現状では
重要な工程の後、例えばエッチング、成膜、又はＣＭＰ
（化学機械研磨）平坦化処理後等に使用されている。

【００４６】電子ビームを用いた走査（ＳＥＭ）方式の
検査装置について説明する。ＳＥＭ方式の検査装置は電
子ビームを細く絞って（このビーム径が分解能に相当す
る）これを走査してライン状に試料を照射する。一方、
ステージを電子ビームの走査方向に直角の方向に移動さ
せることにより、平面状に観察領域を電子ビームで照射
する。電子ビームの走査幅は一般に数１００μｍであ
る。前記細く絞られた電子ビーム（一次電子線と呼ぶ）
照射により発生した試料からの二次電子を検出器（シン
チレータ＋フォトマルチプライヤー（光電子増倍管）又
は半導体方式の検出器（ＰＩＮダイオード型）等）で検
出する。

【００４７】照射位置の座標と二次電子の量（信号強
度）を合成して画像化し、記憶装置に記憶し、あるいは
ＣＲＴ（ブラウン管）上に画像を出力する。以上はＳＥ
Ｍ（走査型電子顕微鏡）の原理であり、この方式で得ら
れた画像から工程途中の半導体（通常はＳｉ）ウェーハ
の欠陥を検出する。検査速度（スループットに相当す
る）は一次電子線の量（電流値）、ビーム径、検出器の
応答速度で決まる。ビーム径０．１μｍ（分解能と同じ
と考えてよい）電流値１００ｎＡ、検出器の応答速度１
００ＭＨｚが現在の最高値で、この場合で検査速度は２
０ｃｍ径のウェーハ一枚あたり約８時間と言われてい
る。この場合で検査速度は２０ｃｍ径のエウハ１枚当り
約８時間と言われている。この検査速度が光に比べて極
めて遅い（１／２０以下）ことが大きな問題（欠点）と
なっている。

【００４８】一方、ＳＥＭ方式の欠点である検査速度を
向上する方法として、複数の電子線を用いたＳＥＭ（マ
ルチビームＳＥＭ）が知られる。この方法は、複数の電
子線の本数分だけ検査速度を向上できるが、複数の電子
線を斜め入射し、試料からの複数の二次電子線を斜め方
向へ取出すため、試料からの二次電子も斜め方向へ放出
されたもののみ検出器が拾うことになり、また画像に影
ができること、更に複数の電子線からのそれぞれの二次
電子を分離することが困難であり、二次電子信号が互い
に混入する問題が生じている。

【００４９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、対物レ
ンズを有し、光軸の回りに複数個の電子線を照射、走査
し、試料から放出される二次電子をＥ×Ｂ分離器で一次
ビームから分離した後に複数の二次電子検出器で検出す
る電子光学系を備えた電子線装置であって、真空雰囲気
に制御可能なワーキングチャンバと、試料を電子線に対
して相対移動可能なステージとを有し、検出した二次電
子信号から試料面の画像を形成するようになされている
ことを特徴とする１番目の電子線装置が提供される。

【００５０】また、本発明よれば、ワーキングチャンバ
を有し、光軸から一定距離以上離れた領域を電磁偏向器
を通過する電子線ビームで走査し、ステージ上の試料か
ら放出された二次電子を対物レンズで加速し、且つ、光
軸から離れた位置に設けた二次電子検出器で検出し、検
出した二次電子信号から試料面の画像を形成するように
なされていることを特徴とする２番目の電子線装置も提
供される。

【００５１】２番目の電子線装置において、上記走査領
域を複数領域とし、上記二次電子検出器も複数個設ける
ことができる。１番目または２番目の電子線装置におい
て、電子線照射は上記対物レンズを通して行われるもの
とし、上記対物レンズの回りに差動排気構造を有するよ
うにしてもよい。

【００５２】１番目または２番目の電子線装置におい
て、上記ステージが静圧軸受けを有し、上記ワーキング
チャンバは低真空の真空に保持されるようにすることが
できる。

【００５３】２番目の電子線装置において、上記対物レ
ンズが、レンズギャップが試料側に設けられた電磁レン
ズであり、上記電磁レンズと試料間に電圧を印加可能な
円板状電極を設けるようにすることができる。

【００５４】１番目または２番目の電子線装置におい
て、試料への合焦条件を求める時、少なくとも３つの対
物レンズ励起条件で、パターンエッジに直角にビームを
走査した時の信号の立上りをそれぞれ測定し、それらの
３点の測定結果から二次曲線を求める工程を有するもの
とすることができる。

【００５５】１番目または２番目の電子線装置におい
て、試料上のパターン密度が大きく変化する境界付近の
画像形成を行い、その画像の歪みあるいはコントラスト
の劣化から試料の帯電を評価するようにすることができ
る。

【００５６】２番目の電子線装置であって、上記走査領
域を複数領域とし、上記二次電子検出器も複数個設けら
れる場合において、上記複数の走査領域の中心を一軸方
向へ投影したときの該中心どうしの相隣る距離を等距離
とすることができる。

【００５７】１番目または２番目の電子線装置におい
て、上記対物レンズの電子銃側に２段の偏向器を設け、
試料上を走査する時に偏向色収差が最小になるよう偏向
中心を決定することができる。

【００５８】１番目または２番目の電子線装置におい
て、上記対物レンズの電子銃側にコンデンサレンズを設
け、上記コンデンサレンズによる光源像のＺ方向位置
を、コマ収差と非点収差との合計が最小になる条件にて
決定することができる。

【００５９】１番目または２番目の電子線装置におい
て、上記試料に最も近い電極に与える電圧を、試料面で
放電が生じない電圧か、あるいは、軸上色収差が必要な
値以下となる電圧に切り替え可能とすることができる。

【００６０】１番目の電子線装置または２番目の電子線
装置であって上記走査領域を複数領域とし、上記二次電
子検出器も複数個設けられる場合において、それぞれの
ビーム又は走査領域の中心が円周上にあり、該ビーム又
は中心を一軸方向へ投影したときに相隣るものどうしの
距離が等しく、且つ、それぞれのビーム間距離又は走査
領域の中心間距離を絶対値でみたときにおいて、該距離
の最大値が４ヶ所であるようにすることができる。

【００６１】１番目または２番目の電子線装置におい
て、二次電子を収集する構造が、円周上あるいは楕円周
上に設けた、円形あるいは長円形の二次電子通過穴をビ
ーム数だけ有するものとすることができる。

【００６２】１番目または２番目の電子線装置におい
て、一つのビームの走査幅が、ビームあるいは走査領域
の中心間距離の１／整数であるようにすることができ
る。さらに本発明によれば、上記のいずれかに示された
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
なうことを特徴とするデバイス製造方法も提供される。

【００６３】

【発明の実施の形態】図１及び図２を参照して、本発明
の実施の形態１について、検査対象として表面にパター
ンが形成された基板即ちウェーハを検査する半導体検査
装置として説明する。図１及び図２において、半導体検
査装置１の主要構成要素が立面及び平面で示されてい
る。

【００６４】実施の形態１の半導体検査装置１は、複数
枚のウェーハを収納したカセットを保持するカセットホ
ルダ１０と、ミニエンバイロメント装置２０と、ワーキ
ングチャンバを画成する主ハウジング３０と、ミニエン
バイロメント装置２０と主ハウジング３０との間に配置
されていて、二つのローディングチャンバを画成するロ
ーダハウジング４０と、ウェーハをカセットホルダ１０
から主ハウジング３０内に配置されたステージ装置５０
上に装填するローダー６０と、真空ハウジングに取り付
けられた電子光学装置７０と、を備え、それらは図１及
び図２に示されるような位置関係で配置されている。半
導体検査装置１は、更に、真空の主ハウジング３０内に
配置されたプレチャージユニット８１と、ウェーハに電
位を印加する電位印加機構８３（図１０に図示）と、電
子ビームキャリブレーション機構８５（図１１に図示）
と、ステージ装置上でのウェーハの位置決めを行うため
のアライメント制御装置８７を構成する光学顕微鏡８７
１とを備えている。

【００６５】カセットホルダ１０は、複数枚（例えば２
５枚）のウェーハが上下方向に平行に並べられた状態で
収納されたカセットｃ（例えば、アシスト社製のＳＭＩ
Ｆ、ＦＯＵＰのようなクローズドカセット）を複数個
（この実施形態では２個）保持するようになっている。
このカセットホルダとしては、カセットをロボット等に
より搬送してきて自動的にカセットホルダ１０に装填す
る場合にはそれに適した構造のものを、また人手により
装填する場合にはそれに適したオープンカセット構造の
ものをそれぞれ任意に選択して設置できるようになって
いる。カセットホルダ１０は、この実施形態では、自動
的にカセットｃが装填される形式であり、例えば昇降テ
ーブル１１と、その昇降テール１１を上下移動させる昇
降機構１２とを備え、カセットｃは昇降テーブル上に図
２で鎖線図示の状態で自動的にセット可能になってい
て、セット後、図２で実線図示の状態に自動的に回転さ
れてミニエンバイロメント装置内の第１の搬送ユニット
の回動軸線に向けられる。また、昇降テーブル１１は図
１で鎖線図示の状態に降下される。このように、自動的
に装填する場合に使用するカセットホルダ、或いは人手
により装填する場合に使用するカセットホルダはいずれ
も公知の構造のものを適宜使用すれば良いので、その構
造及び機能の詳細な説明は省略する。

【００６６】図４に示す別の実施の形態では、複数の３
００ｍｍφ基板Ｗを、箱本体５０１に固定した溝型ポケ
ット（図示しない）に収納し、搬送及び保管する。この
基板搬送箱２４は、角筒状の箱本体５０１と基板搬出ド
ア自動開閉装置に連絡されて箱本体５０１の側面の開口
部を開閉可能な基板搬出入ドア５０２と、開口部に対し
て反対側に位置されるフィルタ類、及びファンモータの
着脱を行うための開閉部を覆う蓋体５０３と、基板Ｗを
保持するための溝型ポケット（図示しない）と、ＵＬＰ
Ａフィルタ５０５、ケミカルフィルタ５０６、ファンモ
ータ５０７により構成される。この事例では、基板Ｗ
は、ローダー６０のロボット式の第１搬送ユニット６１
２により出し入れされる。

【００６７】カセットｃ内に収納される基板即ちウェー
ハは、検査を受けるウェーハであり、そのような検査
は、半導体製造工程中でウェーハを処理するプロセスの
後、若しくはプロセスの途中で行われる。具体的には、
成膜工程、ＣＭＰ、イオン注入等を受けた基板即ちウェ
ーハ、表面に配線パターンが形成されたウェーハ、又は
配線パターンが未だに形成されていないウェーハが、カ
セット内に収納される。カセットｃ内に収容されるウェ
ーハは多数枚上下方向に隔ててかつ平行に並べて配置さ
れているため、任意の位置のウェーハと後述する第１の
搬送ユニットで保持できるように、第１の搬送ユニット
のアームを上下移動できるようになっている。

【００６８】図１乃至図４において、ミニエンバイロメ
ント装置２０は、雰囲気制御されるようになっているミ
ニエンバイロメント空間２１を画成するハウジング２２
と、ミニエンバイロメント空間２１内で清浄空気のよう
な気体を循環して雰囲気制御するための気体循環装置２
３と、ミニエンバイロメント空間２１内に供給された空
気の一部を回収して排出する排出装置２４と、ミニエン
バイロメント空間２１内に配設されていて検査対象とし
ての基板即ちウェーハを粗位置決めするプリアライナー
２５とを備えている。

【００６９】ハウジング２２は、頂壁２２１、底壁２２
２及び四周を囲む周壁２２３を有していてい、ミニエン
バイロメント空間２１を外部から遮断する構造になって
いる。ミニエンバイロメント空間を雰囲気制御するため
に、気体循環装置２３は、図３に示されるように、ミニ
エンバイロメント空間２１内において、頂壁２２１に取
り付けられていて、気体（この実施形態では空気）を清
浄にして一つ又はそれ以上の気体吹き出し口（図示せ
ず）を通して清浄空気を真下に向かって層流状に流す気
体供給ユニット２３１と、ミニエンバイロメント空間内
において底壁２２２の上に配置されていて、底に向かっ
て流れ下った空気を回収する回収ダクト２３２と、回収
ダクト２３２と気体供給ユニット２３１とを接続して回
収された空気を気体供給ユニット２３１に戻す導管２３
３とを備えている。

【００７０】この実施形態では、気体供給ユニット２３
１は供給する空気の約２０％をハウジング２２の外部か
ら取り入れて清浄にするようになっているが、この外部
から取り入れられる気体の割合は任意に選択可能であ
る。気体供給ユニット２３１は、清浄空気をつくりだす
ための公知の構造のＨＥＰＡ若しくはＵＬＰＡフィルタ
を備えている。清浄空気の層流状の下方向の流れ即ちダ
ウンフローは、主に、ミニエンバイロメント空間２１内
に配置された後述する第１の搬送ユニットによる搬送面
を通して流れるように供給され、搬送ユニットにより発
生する虞のある塵埃がウェーハに付着するのを防止する
ようになっている。

【００７１】従って、ダウンフローの噴出口は必ずしも
図示のように頂壁に近い位置である必要はなく、搬送ユ
ニットによる搬送面より上側にあればよい。また、ミニ
エンバイロメント空間全面に亘って流す必要もない。な
お、場合によっては、清浄空気としてイオン風を使用す
ることによって清浄度を確保することができる。また、
ミニエンバイロメント空間内には清浄度を観察するため
のセンサを設け、清浄度が悪化したときに装置をシャッ
トダウンすることもできる。ハウジング２２の周壁２２
３のうちカセットホルダ１０に隣接する部分には出入り
口２２５が形成されている。出入り口２２５近傍には公
知の構造のシャッタ装置を設けて出入り口２２５をミニ
エンバイロメント装置側から閉じるようにしてもよい。
ウェーハ近傍でつくる層流のダウンフローは、例えば
０．３乃至０．４ｍ／ｓｅｃの流速でよい。気体供給ユ
ニットはミニエンバイロメント空間内でなくその外側に
設けてもよい。

【００７２】排出装置２４は、前記搬送ユニットのウェ
ーハ搬送面より下側の位置で搬送ユニットの下部に配置
された吸入ダクト２４１と、ハウジング２２の外側に配
置されたブロワー２４２と、吸入ダクト２４１とブロワ
ー２４２とを接続する導管２４３と、を備えている。こ
の排出装置２４は、搬送ユニットの周囲を流れ下り搬送
ユニットにより発生する可能性のある塵埃を含んだ気体
を、吸入ダクト２４１により吸引し、導管２４３、２４
４及びブロワー２４２を介してハウジング２２の外側に
排出する。この場合、ハウジング２２の近くに引かれた
排気管（図示せず）内に排出してもよい。

【００７３】ミニエンバイロメント空間２１内に配置さ
れたアライナー２５は、ウェーハに形成されたオリエン
テーションフラット（円形のウェーハの外周に形成され
た平坦部分を言い、以下においてオリフラと呼ぶ）や、
ウェーハの外周縁に形成された一つ又はそれ以上のＶ型
の切欠き即ちノッチを光学的に或いは機械的に検出して
ウェーハの軸線Ｏ₁−Ｏ₁の周りの回転方向の位置を約±
１度の精度で予め位置決めしておくようになっている。
プリアライナーは請求項に記載された発明の検査対象の
座標を決める機構の一部を構成し、検査対象の粗位置決
めを担当する。このプリアライナー自体は公知の構造の
ものでよいので、その構造、動作の説明は省略する。

【００７４】なお、図示しないが、プリアライナーの下
部にも排出装置用の回収ダクトを設けて、プリアライナ
ーから排出された塵埃を含んだ空気を外部に排出するよ
うにしてもよい。

【００７５】図１及び図２において、ワーキングチャン
バ３１を画成する主ハウジング３０は、ハウジング本体
３２を備え、そのハウジング本体３２は、台フレーム３
６上に配置された振動遮断装置即ち防振装置３７の上に
載せられたハウジング支持装置３３によって支持されて
いる。ハウジング支持装置３３は矩形に組まれたフレー
ム構造体３３１を備えている。ハウジング本体３２はフ
レーム構造体３３１上に配設固定されていて、フレーム
構造体上に載せられた底壁３２１と、頂壁３２２と、底
壁３２１及び頂壁３２２に接続されて四周を囲む周壁３
２３とを備えていてワーキングチャンバ３１を外部から
隔離している。底壁３２１は、この実施形態では、上に
載置されるステージ装置等の機器による加重で歪みの発
生しないように比較的肉厚の厚い鋼板で構成されている
が、その他の構造にしてもよい。

【００７６】この実施形態において、ハウジング本体及
びハウジング支持装置３３は、剛構造に組み立てられて
いて、台フレーム３６が設置されている床からの振動が
この剛構造に伝達されるのを防振装置３７で阻止するよ
うになっている。ハウジング本体３２の周壁３２３のう
ち後述するローダハウジングに隣接する周壁にはウェー
ハ出し入れ用の出入り口３２５が形成されている。

【００７７】防振装置は、空気バネ、磁気軸受け等を有
するアクティブ式のものでも、或いはこれらを有するパ
ッシブ式のもよい。いずれも公知の構造のものでよいの
で、それ自体の構造及び機能の説明は省略する。ワーキ
ングチャンバ３１は公知の構造の真空装置（図示せず）
により真空雰囲気に保たれるようになっている。台フレ
ーム３６の下には装置全体の動作を制御する制御装置２
が配置されている。

【００７８】図１、図２及び図５において、ローダハウ
ジング４０は、第１のローディングチャンバ４１と第２
のローディングチャンバ４２とを画成するハウジング本
体４３を備えている。ハウジング本体４３は底壁４３１
と、頂壁４３２と、四周を囲む周壁４３３と、第１のロ
ーディングチャンバ４１と第２のローディングチャンバ
４２とを仕切る仕切壁４３４とを有していて、両ローデ
ィングチャンバを外部から隔離できるようになってい
る。仕切壁４３４には両ローディングチャンバ間でウェ
ーハのやり取りを行うための開口即ち出入り口４３５が
形成されている。また、周壁４３３のミニエンバイロメ
ント装置及び主ハウジングに隣接した部分には出入り口
４３６及び４３７が形成されている。

【００７９】このローダハウジング４０のハウジング本
体４３は、ハウジング支持装置３３のフレーム構造体３
３１上に載置されてそれによって支持されている。従っ
て、このローダハウジング４０にも床の振動が伝達され
ないようになっている。ローダハウジング４０の出入り
口４３６とミニエンバイロメント装置のハウジング２２
の出入り口２２６とは整合されていて、そこにはミニエ
ンバイロメント空間２１と第１のローディングチャンバ
４１との連通を選択的に阻止するシャッタ装置２７が設
けられている。シャッタ装置２７は、出入り口２２６及
び４３６の周囲を囲んで側壁４３３と密に接触して固定
されたシール材２７１、シール材２７１と協働して出入
り口を介しての空気の流通を阻止する扉２７２と、その
扉を動かす駆動装置２７３とを有している。

【００８０】また、ローダハウジング４０の出入り口４
３７とハウジング本体３２の出入り口３２５とは整合さ
れていて、そこには第２のローディングチャンバ４２と
ワーキンググチャンバ３１との連通を選択的に密封阻止
するシャッタ装置４５が設けられている。シャッタ装置
４５は、出入り口４３７及び３２５の周囲を囲んで側壁
４３３及び３２３と密に接触してそれらに固定されたシ
ール材４５１、シール材４５１と協働して出入り口を介
しての空気の流通を阻止する扉４５２と、その扉を動か
す駆動装置４５３とを有している。

【００８１】更に、仕切壁４３４に形成された開口に
は、扉４６１によりそれを閉じて第１及び第２のローデ
ィングチャンバ間の連通を選択的に密封阻止するゲート
バルブ４６が設けられている。これらのゲートバルブ２
７、４５及び４６は、閉じ状態にあるとき各チャンバを
気密シールできるようになっている。これらのゲートバ
ルブは公知のものでよいので、その構造及び動作の詳細
な説明は省略する。なお、ミニエンバイロメント装置２
０のハウジング２２の支持方法とローダハウジングの支
持方法が異なり、ミニエンバイロメント装置を介して床
からの振動がローダハウジング４０、主ハウジング３０
に伝達されるのを防止するために、ハウジング２２とロ
ーダハウジング４０との間には出入り口の周囲を気密に
囲むように防振用のクッション材を配置しておけば良
い。

【００８２】第１のローディングチャンバ４１内には、
複数（この実施形態では２枚）のウェーハを上下に隔て
て水平の状態で支持するウェーハラック４７が配設され
ている。ウェーハラック４７は、図６に示されるよう
に、矩形の基板４７１の四隅に互いに隔てて直立状態で
固定された支柱４７２を備え、各支柱４７２にはそれぞ
れ２段の支持部４７３及び４７４が形成され、その支持
部の上にウェーハＷの周縁の載せて保持するようになっ
ている。そして後述する第１及び第２の搬送ユニットの
アームの先端を隣接する支柱間からウェーハに接近させ
てアームによりウェーハを把持するようになっている。

【００８３】ローディングチャンバ４１及び４２は、図
示しない真空ポンプを含む公知の構造の真空排気装置
（図示せず）によって高真空状態（真空度としては１０
^-5〜１０^-6Ｐａ）に雰囲気制御され得るようになってい
る。この場合、第１のローディングチャンバ４１を低真
空チャンバとして低真空雰囲気に保ち、第２のローディ
ングチャンバ４２を高真空チャンバとして高真空雰囲気
に保ち、ウェーハの汚染防止を効果的に行うこともでき
る。このような構造を採用することによってローディン
グチャンバ内に収容されていて次に欠陥検査されるウェ
ーハをワーキングチャンバ内に遅滞なく搬送することが
できる。このようなローディングチャンバを採用するこ
とによって、後述するマルチビーム型電子装置原理と共
に、欠陥検査のスループットを向上させ、更に保管状態
が高真空状態であることを要求される電子源周辺の真空
度を可能な限り高真空度状態にすることができる。

【００８４】第１及び第２のローディングチャンバ４１
及び４２は、それぞれ真空排気配管と不活性ガス（例え
ば乾燥純窒素）用のベント配管（それぞれ図示せず）が
接続されている。これによって、各ローディングチャン
バ内の大気圧状態は不活性ガベント（不活性ガスを注入
して不活性ガス以外の酸素ガス等が表面に付着するのを
防止する）によって達成される。このような不活性ガス
ベントを行う装置自体は公知の構造のものでよいので、
その詳細な説明は省略する。

【００８５】電子線を使用する本発明の検査装置におい
て、後述する電子光学系の電子源として使用される代表
的な六硼化ランタン（ＬａＢ₆）等は一度熱電子を放出
する程度まで高温状態に加熱された場合には、酸素等に
可能な限り接触させないことがその寿命を縮めないため
に肝要であるが、電子光学系が配置されているワーキン
グチャンバにウェーハを搬入する前段階で上記のような
雰囲気制御を行うことにより、より確実に実行できる。

【００８６】ステージ装置５０は、主ハウジング３０の
底壁３０１上に配置された固定テーブル５１と、固定テ
ーブル上でＹ方向（図１において紙面に垂直の方向）に
移動するＹテーブル５２と、Ｙテーブル上でＸ方向（図
１において左右方向）に移動するＸテーブル５３と、Ｘ
テーブル上で回転可能な回転テーブル５４と、回転テー
ブル５４上に配置されたホルダ５５とを備えている。そ
のホルダ５５のウェーハ載置面５５１上にウェーハを解
放可能に保持する。ホルダは、ウェーハを機械的に或い
は静電チャック方式で解放可能に把持できる公知の構造
のものでよい。

【００８７】ステージ装置５０は、サーボモータ、エン
コーダ及び各種のセンサ（図示せず）を用いて、上記の
ような複数のテーブルを動作させることにより、載置面
５５１上でホルダに保持されたウェーハを電子光学装置
から照射される電子ビームに対してＸ方向、Ｙ方向及び
Ｚ方向（図１において上下方向）に、更にウェーハの支
持面に鉛直な軸線の回り方向（θ方向）に高い精度で位
置決めできるようになっている。なお、Ｚ方向の位置決
めは、例えばホルダ上の載置面の位置をＺ方向に微調整
可能にしておけばよい。この場合、載置面の基準位置を
微細径レーザによる位置測定装置（干渉計の原理を使用
したレーザ干渉測距装置）によって検知し、その位置を
図示しないフィードバック回路によって制御したり、そ
れと共に或いはそれに代えてウェーハのノッチ或いはオ
リフラの位置を測定してウェーハの電子ビームに対する
平面位置、回転位置を検知し、回転テーブルを微小角度
制御可能なステッピングモータなどにより回転させて制
御する。

【００８８】ワーキングチャンバ内での塵埃の発生を極
力防止するために、ステージ装置用のサーボモータ５２
１、５３１及びエンコーダ５２２、５３２は、主ハウジ
ング３０の外側に配置されている。なお、ステージ装置
５０は、例えばステッパー等で使用されている公知の構
造のもので良いので、その構造及び動作の詳細な説明は
省略する。また、上記レーザ干渉測距装置も公知の構造
のものでよいので、その構造、動作の詳細な説明は省略
する。

【００８９】電子ビームに対するウェーハの回転位置
や、Ｘ、Ｙ位置を予め後述する信号検出系或いは画像処
理系に入力することで得られる信号の基準化を図ること
もできる。更に、このホルダに設けられたウェーハチャ
ック機構は、ウェーハをチャックするための電圧を静電
チャックの電極に与えられるようになっていて、ウェー
ハの外周部の３点（好ましくは周方向に等隔に隔てられ
た）を押さえて位置決めするようになっている。ウェー
ハチャック機構は、二つの固定位置決めピンと、一つの
押圧式クランクピンとを備えている。クランプピンは、
自動チャック及び自動リリースを実現できるようになっ
ており、かつ電圧印加の導通箇所を構成している。

【００９０】この実施形態では図２で左右方向に移動す
るテーブルをＸテーブルとし、上下方向に移動するテー
ブルをＹテーブルとしたが、同図で左右方向に移動する
テーブルをＹテーブルとし、上下方向に移動するテーブ
ルをＸテーブルとしてもよい。

【００９１】ローダー６０は、ミニエンバイロメント装
置２０のハウジング２２内に配置されたロボット式の第
１の搬送ユニット６１と、第２のローディングチャンバ
４２内に配置されたロボット式の第２の搬送ユニット６
３とを備えている。第１の搬送ユニット６１は、駆動部
６１１に関して軸線Ｏ₁−Ｏ₁の回りで回転可能になって
いる多節のアーム６１２を有している。多節のアームと
しては任意の構造のものを使用できるが、この実施形態
では、互いに回動可能に取り付けられた三つの部分を有
している。第１の搬送ユニット６１のアーム６１２の一
つの部分即ち最も駆動部６１１側の第１の部分は、駆動
部６１１内に設けられた公知の構造の駆動機構（図示せ
ず）により回転可能な軸６１３に取り付けられている。

【００９２】アーム６１２は、軸６１３により軸線Ｏ₁
−Ｏ₁の回りで回動できると共に、部分間の相対回転に
より全体として軸線Ｏ₁−Ｏ₁に関して半径方向に伸縮可
能になっている。アーム６１２の軸６１３から最も離れ
た第３の部分の先端には公知の構造の機械式チャック又
は静電チャック等のウェーハを把持する把持装置６１６
が設けられている。駆動部６１１は、公知の構造の昇降
機構６１５により上下方向に移動可能になっている。

【００９３】この第１の搬送ユニット６１は、アーム６
１２がカセットホルダに保持された二つのカセットｃの
内いずれか一方の方向Ｍ１又はＭ２に向かってアームが
伸び、カセットｃ内に収容されたウェーハを１枚アーム
の上に載せ或いはアームの先端に取り付けたチャック
（図示せず）により把持して取り出す。その後アームが
縮み（図２に示すような状態）、アームがプリアライナ
ー２５の方向Ｍ３に向かって伸長できる位置まで回転し
てその位置で停止する。するとアームが再び伸びてアー
ムに保持されたウェーハをプリアライナー２５に載せ
る。プリアライナーから前記と逆にしてウェーハを受け
取った後はアームは更に回転し第２のローディングチャ
ンバ４１に向かって伸長できる位置（向きＭ３）で停止
し、第２のローディングチャンバ４１内のウェーハ受け
４７にウェーハを受け渡す。

【００９４】機械的にウェーハを把持する場合は、ウェ
ーハの周縁部（周縁から約５ｍｍの範囲）又は裏面を把
持する。これはウェーハには周縁部を除いて全面にデバ
イス（回路配線）が形成されており、この部分を把持す
るとデバイスの破壊、欠陥の発生を生じさせるからであ
る。

【００９５】第２の搬送ユニット６３も第１の搬送ユニ
ットと構造が基本的に同じであり、ウェーハの搬送をウ
ェーハラック４７とステージ装置の載置面上との間で行
う点でのみ相違するだけであるから、詳細な説明は省略
する。

【００９６】上記ローダー６０では、第１及び第２の搬
送ユニット６１及び６３は、カセットホルダに保持され
たカセットからワーキングチャンバ３１内に配置された
ステージ装置５０上への及びその逆のウェーハの搬送を
ほぼ水平状態に保ったままで行い、搬送ユニットのアー
ムが上下動するのは、単に、ウェーハのカセットからの
取り出し及びそれへの挿入、ウェーハのウェーハラック
への載置及びそこからの取り出し及びウェーハのステー
ジ装置への載置及びそこからの取り出しのときだけであ
る。従って、大型のウェーハ、例えば直径３０ｃｍのウ
ェーハの移動もスムースに行うことができる。

【００９７】次にカセットホルダに支持されたカセット
ｃからワーキングチャンバ３１内に配置されたステージ
装置５０までへのウェーハの搬送を順を追って説明す
る。カセットホルダ１０は、前述のように人手によりカ
セットをセットする場合にはそれに適した構造のもの
が、また自動的にカセットをセットする場合にはそれに
適した構造のものが使用される。この実施形態におい
て、カセットｃがカセットホルダ１０の昇降テーブル１
１の上にセットされると、昇降テーブル１１は昇降機構
１２によって降下されカセットｃが出入り口２２５に整
合される。

【００９８】カセットが出入り口２２５に整合される
と、カセットに設けられたカバー（図示せず）が開きま
たカセットｃとミニエンバイロメントの出入り口２２５
との間には筒状の覆いが配置されてカセット内及びミニ
エンバイロメント空間内を外部から遮断する。これらの
構造は公知のものであるから、その構造及び動作の詳細
な説明は省略する。なお、ミニエンバイロメント装置２
０側に出入り口２２５を開閉するシャッタ装置が設けら
れている場合にはそのシャッタ装置が動作して出入り口
２２５を開く。

【００９９】一方第１の搬送ユニット６１のアーム６１
２は方向Ｍ１又はＭ２のいずれかに向いた状態（この説
明ではＭ１の方向）で停止しており、出入り口２２５が
開くとアームが伸びて先端でカセット内に収容されてい
るウェーハのうち１枚を受け取る。なお、アームと、カ
セットから取り出されるべきウェーハとの上下方向の位
置調整は、この実施形態では第１の搬送ユニット６１の
駆動部６１１及びアーム６１２の上下移動で行うが、カ
セットホルダの昇降テーブルの上下動行っても或いはそ
の両者で行ってもよい。

【０１００】アーム６１２によるウェーハの受け取りが
完了すると、アームは縮み、シャッタ装置を動作して出
入り口を閉じ（シャッタ装置がある場合）、次にアーム
６１２は軸線Ｏ₁−Ｏ₁の回りで回動して方向Ｍ３に向け
て伸長できる状態になる。すると、アームは伸びて先端
に載せられ或いはチャックで把持されたウェーハをプリ
アライナー２５の上に載せ、そのプリアライナーによっ
てウェーハの回転方向の向き（ウェーハ平面に垂直な中
心軸線の回りの向き）を所定の範囲内に位置決めする。
位置決めが完了すると搬送ユニット６１はアームの先端
にプリアライナー２５からウェーハを受け取ったのちア
ームを縮ませ、方向Ｍ４に向けてアームを伸長できる姿
勢になる。するとシャッタ装置２７の扉２７２が動いて
出入り口２２３及び２３６を開き、アーム６１２が伸び
てウェーハを第１のローディングチャンバ４１内のウェ
ーハラック４７の上段側又は下段側に載せる。なお、前
記のようにシャッタ装置２７が開いてウェーハラック４
７にウェーハが受け渡される前に、仕切壁４３４に形成
された開口４３５はシャッタ装置４６の扉４６１により
気密状態で閉じられている。

【０１０１】上記第１の搬送ユニットによるウェーハの
搬送過程において、ミニエンバイロメント装置のハウジ
ングの上に設けられた気体供給ユニット２３１からは清
浄空気が層流状に流れ（ダウンフローとして）、搬送途
中で塵埃がウェーハの上面に付着するのを防止する。搬
送ユニット周辺の空気の一部（この実施形態では供給ユ
ニットから供給される空気の約２０％で主に汚れた空
気）は排出装置２４の吸入ダクト２４１から吸引されて
ハウジング外に排出される。残りの空気はハウジングの
底部に設けられた回収ダクト２３２を介して回収され再
び気体供給ユニット２３１に戻される。

【０１０２】ローダハウジング４０の第１のローディン
グチャンバ４１内のウェーハラック４７内に第１の搬送
ユニット６１によりウェーハが載せられると、シャッタ
装置２７が閉じて、ローディングチャンバ４１内を密閉
する。すると、第１のローディングチャンバ４１内には
不活性ガスが充填されて空気が追い出された後、その不
活性ガスも排出されてそのローディングチャンバ４１内
は真空雰囲気にされる。この第１のローディングチャン
バの真空雰囲気は低真空度でよい。ローディングチャン
バ４１内の真空度がある程度得られると、シャッタ装置
４６が動作して扉４６１で密閉していた出入り口４３４
を開き、第２の搬送ユニット６３のアーム６３２が伸び
て先端の把持装置でウェーハ受け４７から１枚のウェー
ハを受け取る（先端の上に載せて或いは先端に取り付け
られたチャックで把持して）。ウェーハの受け取りが完
了するとアームが縮み、シャッタ装置４６が再び動作し
て扉４６１で出入り口４３５を閉じる。

【０１０３】シャッタ装置４６が開く前にアーム６３２
は予めウェーハラック４７の方向Ｎ１に向けて伸長でき
る姿勢になる。また、前記のようにシャッタ装置４６が
開く前にシャッタ装置４５の扉４５２で出入り口４３
７、３２５を閉じていて、第２のローディングチャンバ
４２内とワーキングチャンバ３１内との連通を気密状態
で阻止しており、第２のローディングチャンバ４２内は
真空排気される。

【０１０４】シャッタ装置４６が出入り口４３５を閉じ
ると、第２のローディングチャンバ内は再度真空排気さ
れ、第１のローディングチャンバ内よりも高真空度で真
空にされる。その間に、第２の搬送ユニット６１のアー
ムはワーキングチャンバ３１内のステージ装置５０の方
向に向いて伸長できる位置に回転される。一方ワーキン
グチャンバ３１内のステージ装置では、Ｙテーブル５２
が、Ｘテーブル５３の中心線Ｏ₀−Ｏ₀が第２の搬送ユニ
ット６３の回動軸線Ｏ₂−Ｏ₂を通るＸ軸線Ｘ₁−Ｘ₁とほ
ぼ一致する位置まで、図２で上方に移動し、また、Ｘテ
ーブル５３は図２で最も左側の位置に接近する位置まで
移動し、この状態で待機している。第２のローディング
チャンバがワーキングチャンバの真空状態と略同じにな
ると、シャッタ装置４５の扉４５２が動いて出入り口４
３７、３２５を開き、アームが伸びてウェーハを保持し
たアームの先端がワーキングチャンバ３１内のステージ
装置に接近する。そしてステージ装置５０の載置面５５
１上にウェーハを載置する。ウェーハの載置が完了する
とアームが縮み、シャッタ装置４５が出入り口４３７、
３２５を閉じる。

【０１０５】以上は、カセットｃ内のウェーハをステー
ジ装置上に搬送するまでの動作に付いて説明したが、ス
テージ装置に載せられて処理が完了したウェーハをステ
ージ装置からカセットｃ内に戻すには前述と逆の動作を
行って戻す。また、ウェーハラック４７に複数のウェー
ハを載置しておくため、第２の搬送ユニットでウェーハ
ラックとステージ装置との間でウェーハの搬送を行う間
に、第１の搬送ユニットでカセットとウェーハラックと
の間でウェーハの搬送を行うことができ、検査処理を効
率良く行うことができる。

【０１０６】具体的には、第２の搬送ユニットのウェー
ハラック４７に、処理済みのウェーハＡと未処理のウェ
ーハＢがある場合、まずステージ装置５０へ未処理のウ
ェーハＢを移動し、処理を開始する。この処理中に、処
理済みのウェーハＡをアームによりステージ装置５０か
らウェーハラック４７へ移動し、未処理のウェーハＣを
同じくアームによりウェーハラック４７から抜き出し、
プリアライナで位置決めした後、ローディングチャンバ
４１のウェーハラック４７へ移動する。このようにする
ことで、ウェーハラック４７の中には、ウェーハＢを処
理中に、処理済みのウェーハＡが未処理のウェーハＣに
置き変えられる。

【０１０７】また検査や評価を行うこのような装置の利
用の仕方によっては、ステージ装置５０を複数台並列に
置き、それぞれの装置に１つのウェーハラック４７から
ウェーハを移動することにより複数枚のウェーハを同様
に処理することもできる。

【０１０８】図７において、主ハウジングの支持方法の
変形例がで示されている。図７［Ａ］に示された変形例
では、ハウジング支持装置３３ａを厚肉で矩形の鋼板３
３１ａで構成し、その鋼板の上にハウジング本体３２ａ
が載せられている。従って、ハウジング本体３２ａの底
壁３２１ａは、前記実施形態の底壁に比較して薄い構造
になっている。図７［Ｂ］に示された変形例では、ハウ
ジング支持装置３３ｂのフレーム構造体３３６ｂにより
ハウジング本体３２ｂ及びローダハウジング４０ｂを吊
り下げて状態で支持するようになっている。フレーム構
造体３３６ｂに固定された複数の縦フレーム３３７ｂの
下端は、ハウジング本体３２ｂの底壁３２１ｂの四隅に
固定され、その底壁により周壁及び頂壁を支持するよう
になっている。そして防振装置３７ｂは、フレーム構造
体３３６ｂと台フレーム３６ｂとの間に配置されてい
る。

【０１０９】また、ローダハウジング４０もフレーム構
造体３３６に固定された吊り下げ部材４９ｂによって吊
り下げられている。ハウジング本体３２ｂのこの図７
［Ｂ］に示された変形例では、吊り下げ式に支えるので
主ハウジング及びその中に設けられた各種機器全体の低
重心化が可能である。上記変形例を含めた主ハウジング
及びローダハウジングの支持方法では主ハウジング及び
ローダハウジングに床からの振動が伝わらないようにな
っている。

【０１１０】図示しない別の変形例では、主ハウジング
のハウジング本外のみがハウジング支持装置よって下か
ら支えられ、ローダハウジングは隣接するミニエンバイ
ロメント装置と同じ方法で床上に配置され得る。また、
図示しない更に別の変形例では、主ハウジングのハウジ
ング本体のみがフレーム構造体に吊り下げ式で支持さ
れ、ローダハウジングは隣接するミニエンバイロメント
装置と同じ方法で床上に配置され得る。

【０１１１】電子光学装置７０（実施の形態１、図１）
は、ハウジング本体３２に固定された鏡筒７１を備え、
その中には、図８及び図９に概略図示するような、一次
電子光学系（以下単に一次光学系）７２と、二次電子検
出系（以下単に検出系）７４と、検出器７６とが設けら
れている。一次光学系７２は、電子線を検査対象である
ウェーハＷの表面に照射する光学系で、電子線を放出す
る電子銃７２１と、電子銃７２１から放出された一次電
子線を集束する静電レンズ即ちコンデンサレンズ７２２
と、コンデンサレンズ７２２の下方に配置されかつ複数
の開口が形成されていて一次電子線を複数の一次電子ビ
ーム即ちマルチビームに形成するマルチ開口板７２３
と、一次電子ビームを縮小する静電レンズである縮小レ
ンズ７２４と、ウイーンフィルタ即ちＥ×Ｂ分離器７２
５と、対物レンズ７２６と、を備え、それらは、図８に
示されるように電子銃７２１を最上部にして順に、しか
も電子銃から放出される一次電子線の光軸が検査対象Ｓ
の表面に鉛直になるように配置されている。

【０１１２】縮小レンズ７２４及び対物レンズ７２６の
像面湾曲収差の影響をなくすため、マルチ開口板７２３
に形成される複数（この実施形態では８個）の開口７２
３ａは、図９に示されるように光軸を中心とした円の円
周上に形成され、しかもその開口のＸ軸上への投影像の
Ｘ方向の間隔Ｌｘが同じになるように配置されている。

【０１１３】検出系７４は、Ｅ×Ｂ型偏向器７２４によ
り一次光学系から分離された二次電子を検出するマルチ
検出器７６１を備えている。検出器７６１は、一次光学
系のマルチ開口板７２３に形成されている開口７２３ａ
と一対一で対応するようになっている。

【０１１４】検出器７６は、検出系７４の収集構造７４
３の内部に配置された複数（この実施形態では８個）検
出器７６１と、各検出器７６１にＡ／Ｄ変換器７６２を
介して電気的に接続された画像処理部７６３とを備えて
いる。

【０１１５】次に、上記構成の電子光学装置（実施の形
態１、図８）の動作に付いて説明する。電子銃７２１か
ら放出された一次電子線は、一次光学系７２のコンデン
サレンズ７２２によって集束されて点Ｐ１においてクロ
スオーバを形成する。一方、コンデンサレンズ７２２に
よって集束された一次電子線は、マルチ開口板の複数の
開口７２３ａを通して複数の一次電子ビームが形成さ
れ、縮小レンズ７２４によって縮小されて位置Ｐ２に投
影される。位置Ｐ２で合焦した後、更に対物レンズ７２
６によってウェーハＷの表面上に合焦される。一方、一
次電子線ビームは縮小レンズ７２４と対物レンズ７２６
との間に配置された偏向器７２７と７２５によってウェ
ーハＷの表面上を走査するように偏向される。

【０１１６】合焦された複数（この実施形態では８本）
の一次電子ビームによって試料Ｓは複数の点が照射さ
れ、照射されたこれらの複数の点からは二次電子が放出
される。この二次電子は、対物レンズ７２６の電界に引
かれて細く集束され、Ｅ×Ｂ分離器７２５で偏向されて
収集構造７４３に投入される。二次電子の主光線は対物
レンズに近い位置Ｐ３において焦点を結ぶ。これは、一
次電子ビームがウェーハ面上で５００ｅＶのエネルギを
有しているのに対して、二次電子が数ｅＶのエネルギし
か有していないためである。

【０１１７】位置Ｐ３で合焦された二次電子は光軸から
次第に離れ、光軸の横に配置された検出器７６１で検出
される。検出器７６１は、検出した電子線を、その強度
を表す電気信号に変換する。このようにして変換された
電気信号は、各検出器７６１から出力されてそれぞれＡ
／Ｄ変換器７６２にデジタル信号に変換された後、画像
処理部７６３に入力される。画像処理部７６３は入力さ
れたデジタル信号を画像データに変換する。画像処理部
７６３には、一次電子線を偏向させるための走査信号が
供給されるようになっているので、画像処理部はウェー
ハの面を表す画像を表示することになる。この画像を設
定器（図示せず）に予め設定された標準パターンと、比
較器（図示せず）において比較することによってウェー
ハＷの被検出（評価）パターンの良否を検出する。

【０１１８】また、レジストレーションによウェーハＷ
の被測定パターンを一次光学系の光軸の近くへ移動さ
せ、ラインスキャンする事によって線幅評価信号を取り
出し、これを適宜校正することによって、ウェーハの表
面に形成されたパターンの線幅を測定することもでき
る。

【０１１９】なお、一次光学系のマルチ開口板７２３の
開口を通過した一次電子ビームをウェーハＷの表面に合
焦させ、ウェーハから放出される二次電子を検出器７６
１に結像させる際に、一次光学系で生じる歪み、軸上色
収差及び視野非点という３つの収差による影響を最小に
するよう特に配慮する必要がある。

【０１２０】また、複数の一次電子ビーム間の間隔と二
次電子収集構造との関係については、一次電子ビーム間
の間隔と対物レンズによる二次電子像の拡大率とから決
定することができる。

【０１２１】図９はマルチ開口板を上から見た図であ
る。開口７２３ａは５μｍ角の正方形の***が設けられ
ていて、これらをｘ軸に投影したものはＬｘで等間隔に
なっている。

【０１２２】プレチャージユニット８１は、図１に示さ
れるように、ワーキングチャンバ３１内で電子光学装置
７０の鏡筒７１に隣接して配設されている。本検査装置
では検査対象である基板即ちウェーハに電子線を走査し
て照射することによりウェーハ表面に形成されたデバイ
スパターン等を検査する形式の装置であるから、電子線
の照射により生じる二次電子等の情報をウェーハ表面の
情報とするが、ウェーハ材料、照射電子のエネルギ等の
条件によってウェーハ表面が帯電（チャージアップ）す
ることがある。更に、ウェーハ表面でも強く帯電する箇
所、弱い帯電箇所が生じる可能性がある。ウェーハ表面
の帯電量にむらがあると二次電子情報もむらを生じ、正
確な情報を得ることができない。そこで、本実施形態で
は、このむらを防止するために、荷電粒子照射部８１１
を有するプレチャージユニット８１が設けられている。
検査するウェーハの所定の箇所に検査電子を照射する前
に、帯電むらをなくすためにこのプレチャージユニット
の荷電粒子照射部８１１から荷電粒子を照射して帯電の
むらを無くす。このウェーハ表面のチャージアップは予
めウェーハ面の画像を形成し、その画像を評価すること
で検出し、その検出に基づいてプレチャージユニット８
１を動作させる。また、このプレチャージユニットでは
一次電子線をぼかして照射してもよい。

【０１２３】図１０において、電位印加機構８３は、ウ
ェーハから放出される二次電子情報（二次電子発生率）
が、ウェーハの電位に依存すると言う事実に基づいて、
ウェーハを載置するステージの設置台に±数Ｖの電位を
印加することにより二次電子の発生を制御するものであ
る。また、この電位印加機構は、照射電子が当初有して
いるエネルギーを減速し、ウェーハに１００〜５００ｅ
Ｖ程度の照射電子エネルギーとするための用途も果た
す。

【０１２４】電位印加機構８３は、図１０に示されるよ
うに、ステージ装置５０の載置面５４１と電気的に接続
された電圧印加装置８３１と、チャージアップ調査及び
電圧決定システム（以下調査及び決定システム）８３２
とを備えている。調査及び決定システム８３２は、電子
光学装置７０の検出系７６の画像形成部７６３に電気的
に接続されたモニター８３３と、モニター８３３に接続
されたオペレータ８３４と、オペレータ８３４に接続さ
れたＣＰＵ８３５とを備えている。ＣＰＵ８３５は、前
記電圧印加装置８３１並びに偏向器７２７に信号を供給
するようになっている。上記電位印加機構は、検査対象
であるウェーハが帯電し難い電位を探し、その電位を印
加するように設計されている。

【０１２５】検査試料の電気的欠陥を検査する方法とし
ては、本来電気的に絶縁されている部分とその部分が通
電状態にある場合では、その部分の電圧が異なることを
利用することもできる。それは、まず、試料に事前に電
荷を付与することで、本来電気的に絶縁されている部分
の電圧と、本来電気的に絶縁されている部分であるが、
何らかの原因で通電状態にある部分の電圧とに電位差を
生じさせ、その後、本発明のビームを照射することで、
電位差があるデータを取得し、この取得データを解析し
て、通電状態となっていることを検出する。

【０１２６】図１１において、電子ビームキャリブレー
ション機構８５は、前記回転テーブル上でウェーハの載
置面５４１の側部の複数箇所に設置された、ビーム電流
測定用のそれぞれ複数のファラデーカップ８５１及び８
５２を備えている。ファラデーカップ８５１は細いビー
ム用（約φ２μｍ）で、ファラデーカップ８５２太いビ
ーム用（約φ３０μｍ）である。細いビーム用のファラ
デーカップ８５１では回転テーブルをステップ送りする
ことで、ビームプロフィルを測定し。太いビーム用のフ
ァラデーカップ８５２ではビームの総電流量を計測す
る。ファラデーカップ８５１及び８５２は、上表面が載
置面５４１上に載せられたウェーハＷの上表面と同じレ
ベルになるように配置されている。このようにして電子
銃から放出される一次電子線を常時監視する。これは、
電子銃が常時一定の電子線を放出できるわけでなく、使
用しているうちにその放出量が変化するためである。

【０１２７】アライメント制御装置８７は、ステージ装
置５０を用いてウェーハＷを電子光学装置７０に対して
位置決めさせる装置であって、ウェーハを光学顕微鏡８
７１を用いた広視野観察による概略合わせ（電子光学系
によるよりも倍率が低い測定）、電子光学装置７０の電
子光学系を用いた高倍率合わせ、焦点調整、検査領域設
定、パターンアライメント等の制御を行うようになって
いる。このように光学系を用いて低倍率でウェーハを検
査するのは、ウェーハのパターンの検査を自動的に行う
ためであり、電子線を用いた狭視野でウェーハのパター
ンを観察してウェーハライメントを行う時には電子線で
アライメントマークを容易に検出することが必要である
からである。

【０１２８】光学顕微鏡８７１は、ハウジングに設けら
れ（ハウジング内で移動可能な設けられていてもよい）
ており、光学顕微鏡を動作させるための光源も図示しな
いがハウジング内に設けられている。また高倍率の観察
を行う電子光学系は電子光学装置７０の電子光学系（一
次光学系７２及び二次光学系７４）を共用するものであ
る。その構成を概略図示すれば、図１２に示されるよう
になる。ウェーハ上の被観察点を低倍率で観察するに
は、ステージ装置５０のＸステージ５３をＸ方向に動か
すことによってウェーハの被観察点を光学顕微鏡の視野
内に移動させる。光学顕微鏡８７１で広視野でウェーハ
を視認してそのウェーハ上の観察すべき位置をＣＣＤ８
７２を介してモニタ８７３に表示させ、観察位置をおお
よそ決定する。この場合光学顕微鏡の倍率を低倍率から
高倍率に変化させていってもよい。

【０１２９】次に、ステージ装置５０を電子光学装置７
０の光軸と光学顕微鏡８７１の光軸との間隔δｘに相当
する距離だけ移動させて光学顕微鏡で予め決めたウェー
ハ上の被観察点を電子光学装置の視野位置に移動させ
る。この場合、電子光学装置の軸線Ｏ₃−Ｏ₃と光学顕微
鏡８７１の光軸Ｏ₄−Ｏ₄との間の距離δｘ（この実施形
態ではＸ軸線に沿った方向にのみ両者は位置ずれしてい
るものとするが、Ｙ軸方向に位置ずれしていてもよい）
は予めわかっているのでその値δｘだけ移動させれば被
観察点を視認位置に移動させることができる。電子光学
装置の視認位置への被観察点の移動が完了した後、電子
光学系により高倍率で被観察点をＳＥＭ撮像して画像を
記憶したり、モニタ７６５に表示させる。

【０１３０】このようにして電子光学系により高倍率で
ウェーハの観察点をモニタに表示させた後、公知の方法
によりステージ装置５０の回転テーブル５４の回転中心
に関するウェーハの回転方向の位置ずれ、即ち電子光学
系の光軸Ｏ₃−Ｏ₃に対するウェーハの回転方向のずれδ
θを検出し、また電子光学装置に関する所定のパターの
Ｘ軸及びＹ軸方向の位置ずれを検出する。そしてその検
出値並びに別途得られたウェーハに設けられた検査マー
クのデータ或いはウェーハのパターンの形状等に関する
データに基づいてステージ装置５０の動作を制御してウ
ェーハのアライメントを行う。

【０１３１】次に図１３及び図１４を参照して本発明に
よる半導体デバイスの製造方法の実施の形態を説明す
る。図１３は、本発明による半導体デバイスの製造方法
の一実施の形態を示すフローチャートである。この実施
の形態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）（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）（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（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（５）できたチップを検査するチップ検査工程なお、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。

【０１３２】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）この薄膜層や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。

【０１３３】図１４は、図１３の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（ｂ）レジストを露光する工程（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（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。

【０１３４】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、全数検査も可能となり、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。

【０１３５】本発明によれば、次のような効果を奏する
ことが可能である。（イ）複数の電子線即ちマルチビームを用いた検査装置
の各構成機器を機能的に組み合わせることができたた
め、高いスループットで検査対象を処理することができ
る。（ロ）エンバイロメント空間内に清浄度を観察するセン
サを設けることによりその空間内の塵埃を監視しながら
検査対象の検査を行うことができる。（ハ）プレチャージユニットを設けているので、絶縁物
でできたウェーハも帯電による影響を受けがたい。

【０１３６】図１５は、二次電子収集構造の詳細を示し
たものである。（Ａ）は断面側面図であり（Ｂ）は下か
ら見た平面図である。二次電子収集構造は、光軸Ａから
十分離れた位置に配置され、電子入射口を除いて密閉さ
れた構造になっている。入射口２４２はｙ方向に沿って
長くなった長円形状になり、隣からの二次電子の混入を
避けて高効率で検出することを可能にしている。これら
の入射口２４２の後方に二次電子検出器７６１が８個配
置されている。二次電子が隣の検出器に混入しないの
は、穴が作るレンズ作用で集束されるからである。

【０１３７】二次電子検出器には１０ｋＶの正電圧が印
加されているが、入射口２４２でシールドされているの
で光軸方向へは電位が漏れないような寸法設計がなされ
ている。二次電子７４２は、入口では種々の角度で入っ
てくるが、最終的には検出器７６１の正の高圧に引かれ
て検出器に入射する。そして、検出器で電気信号に変換
され、ハーメチックシール２１ｒ−２１ｙで外部へ取り
出される。１４０１は絶縁ベースである。

【０１３８】次に、複数の１次電子線と二次電子との開
口角の関係について説明する。図１６における実線は、
二次電子の軌道を示す。図１６に示すように、発散角度
±８９度内の二次電子が、対物レンズ１００８を経て、
像面１００６に結像される。このとき、像面１００６で
の開口半角は、０．４３度であり、非常に狭い範囲に拡
がる。その後、Ｅ×Ｂ分離器の偏向主面１０１１で右側
へ偏向され、マルチ開口２４２を通り、検出器７６１で
検出される。

【０１３９】図１３及び図１４の半導体デバイスの製造
方法の一例を示すフローチャートのるチップ検査工程に
おいて、図８の電子線装置を利用すると、スループット
よく検査ができ、全数検査も可能となり、製品の歩留向
上、欠陥製品の出荷防止が可能となる。

【０１４０】以上の説明から明らかなように、図８の電
子線装置によれば、試料から放出される二次荷電粒子の
大部分をクロストークを生じることなく検出できるの
で、Ｓ／Ｎ比の高い欠陥検査あるいはパターン線幅測定
ができる。

【０１４１】また、二次光学系が必要なので、十分な検
出結果が得られるとともに、１次光学系を試料に対して
垂直なものとしたので、複数の荷電粒子線の形成が簡単
になる。

【０１４２】更に、試料面と対物レンズ間には、１次光
学系に対して減速電界が、二次電子に対しては加速電界
がかかっているため、１次荷電粒子線を絞りやすく、か
つ広い角度範囲に放出された二次荷電粒子を初段レンズ
位置で細い粒子束にでき、効率良く二次荷電粒子を検出
できるのでＳ／Ｎ比の良い信号が得られ測定精度が向上
する。

【０１４３】図１７はカソードの概略図である。（Ａ）
は側面図であり、（Ｂ）は下から見た図である。光軸か
ら等距離の円周上に８個の突起が設けられている。図１
８（Ａ）及び（Ｂ）は、荷電ビーム装置の従来の真空チ
ャンバ及びステージ（移動台）を示す断面図であり、図
１９は従来の排気機構の概略斜視図、図２０（Ａ）及び
（Ｂ）は、本発明の実施の形態２の荷電ビーム装置（ス
テージ等）２０００の概略断面図、図２１は本発明の実
施の形態３の荷電ビーム装置（ステージ等）２１００の
概略断面図、図２２は本発明の実施の形態４の荷電ビー
ム装置（ステージ等）２２００の概略断面図、図２３は
本発明の実施の形態５の荷電ビーム装置（ステージ等）
２３００の概略断面図、図２４は本発明の実施の形態６
の荷電ビーム装置（ステージ等）２４００の概略断面図
である。図１８−図２４において同様の構成部材は、同
一の参照番号により指示される。

【０１４４】図２０Ａ、図２０Ｂは、実施の形態２の荷
電ビーム装置２０００を示す。ステージ２００３のＹ方
向可動部２００５の上面には＋Ｙ方向と−Ｙ方向（図２
０Ｂで左右方向）に大きくほぼ水平に張り出した仕切り
板２０１４が取り付けられ、Ｘ方向可動部２００６の上
面との間に常にコンダクタンスが小さい絞り部２０５０
が構成されるようになっている。また、Ｘ方向可動部２
００６の上面にも同様の仕切り板２０１２が±Ｘ方向
（図２０Ａで左右方向）に張り出すように構成されてお
り、ステージ台２００７の上面との間に常に絞り部２０
５１が形成されるようになっている。ステージ台２００
７は、ハウジング２００８内において底壁の上に公知の
方法で固定されている。

【０１４５】このため、試料台２００４がどの位置に移
動しても常に絞り部２０５０と２０５１が形成されるの
で、可動部２００５及び２００６の移動時にガイド面２
００６ａや２００７ａからガスが放出されても、絞り部
２０５０と２０５１によって放出ガスの移動が妨げられ
るため、荷電ビームが照射される試料近傍の空間２０２
４の圧力上昇を非常に小さく押さえることができる。

【０１４６】ステージの可動部２００３の側面及び下面
並びに可動部２００６の下面には、静圧軸受け２００９
の周囲に、図１９に示されるような差動排気用の溝が形
成されていてこの溝によって真空排気されるため、絞り
部２０５０、２０５１が形成されている場合は、ガイド
面からの放出ガスはこれらの差動排気部によって主に排
気されることになる。このため、ステージ内部の空間２
０１３や２０１５の圧力は、チャンバＣ内の圧力よりも
高い状態になっている。従って、空間２０１３や２０１
５を、差動排気溝２０１７や２０１８で排気するだけで
なく、真空排気する箇所を別に設ければ空間２０１３や
２０１５の圧力を下げることができ、試料近傍２０２４
の圧力上昇を更に小さくすることができる。このための
真空排気通路２０１１−１と２０１１−２とが設けられ
ている。排気通路はステージ台２００７及びハウジング
２００８を貫通してハウジング２００８の外部に通じて
いる。また、排気通路２０１１−２はＸ方向可動部２０
０６に形成されＸ方向可動部２００６の下面に開口して
いる。

【０１４７】また、仕切り板２０１２及び２０１４を設
置すると、チャンバＣと仕切り板が干渉しないようにチ
ャンバを大きくする必要が生じるが、仕切り板を伸縮可
能な材料や構造にすることによってこの点を改善するこ
とが可能である。この実施の形態としては、仕切り板を
ゴムで構成したり蛇腹状にして、その移動方向の端部
を、仕切り板２０１４の場合はＸ方向可動部２００６
に、仕切り板２０１２の場合はハウジング２００８の内
壁にそれぞれ固定する構成とすることが考えられる。

【０１４８】図２１に本発明の実施の形態３の荷電ビー
ム装置２１００が示される。実施の形態３では、鏡筒の
先端部即ち荷電ビーム照射部２００２の周囲に、試料Ｓ
の上面との間に絞り部ができるように円筒状の仕切り２
０１６が構成されている。このような構成では、ＸＹス
テージからガスが放出されてチャンバＣ内の圧力が上昇
しても、仕切りの内部２０２４は仕切り２０１６で仕切
られており真空配管２０１０で排気されているので、チ
ャンバＣ内と仕切りの内部２０２４との間に圧力差が生
じ、仕切り内部の空間２０２４の圧力上昇を低く抑えら
れる。仕切り２０１６と試料面との隙間は、チャンバＣ
内と照射部２周辺の圧力をどの程度に維持するかによっ
て変わるが、凡そ数十μｍ乃至数ｍｍ程度が適当であ
る。なお、仕切り２０１６内と真空配管とは公知の方法
により連通されている。

【０１４９】また、荷電ビーム照射装置では、試料Ｓに
数ｋＶ程度の高電圧を印加することがあり、導電性の材
料を試料の近傍に設置すると放電を起こす恐れがある。
この場合には、仕切り２０１６の材質をセラミックス等
の絶縁物で構成すれば、試料Ｓと仕切り２０１６との間
で放電を起こすことがなくなる。

【０１５０】試料Ｓ（ウェーハ）の周囲に配置したリン
グ部材２００４−１は試料台２００４に固定された板状
の調整部品であり、ウェーハのような試料の端部に荷電
ビームを照射する場合であっても、仕切り２０１６の先
端部全周に亘って微小隙間２０５２が形成されるよう
に、ウェーハと同一の高さに設定されている。これによ
って、試料Ｓのどの位置に荷電ビームが照射しても、仕
切り２０１６の先端部には常に一定の微小隙間２０５２
が形成され、鏡筒先端部周囲の空間２０２４の圧力を安
定に保つことができる。

【０１５１】図２２に本発明の実施の形態４の荷電ビー
ム装置２２００が示される。鏡筒２００１の荷電ビーム
照射部２００２の周囲に差動排気構造を内蔵した仕切り
２０１９が設けられている。仕切り２０１９は円筒状の
形状をしており、その内部に円周溝２０２０が形成さ
れ、その円周溝からは上方に排気通路２０２１が延びて
いる。その排気通路は内部空間２０２２を経由して真空
配管２０２３に繋がれている。仕切り２０１９の下端は
試料Ｓの上面との間に数十μｍ乃至数ｍｍ程度の微小隙
間を形成している。

【０１５２】このような構成では、ステージの移動に伴
ってステージからガスが放出されてチャンバＣ内の圧力
が上昇し先端部即ち荷電ビーム照射部２００２にガスが
流入しようとしても、仕切り２０１９が試料Ｓとの隙間
を絞ってコンダクタンスを非常に小さくしているためガ
スは流入を邪魔され流入量は減少する。更に、流入した
ガスは、円周溝２０２０から真空配管２０２３へ排気さ
れるため、荷電ビーム照射部２００２の周囲の空間２０
２４へ流入するガスはほとんどなくなり、荷電ビーム照
射部２００２の圧力を所望の高真空のまま維持すること
ができる。

【０１５３】図２３に本発明の実施の形態５の荷電ビー
ム装置２３００が示される。チャンバＣと荷電ビーム照
射部２００２の周囲には仕切り２０２６が設けられ、荷
電ビーム照射部２００２をチャンバＣから隔てている。
この仕切り２０２６は、銅やアルミニュウム等の熱伝導
性の良い材料からなる支持部材２０２９を介して冷凍機
２０３０に連結されており、−１００℃乃至２００℃程
度に冷却されている。部材２０２７は冷却されている仕
切り２０２６と鏡筒の間の熱伝導を阻害するためのもの
であり、セラミックスや樹脂材等の熱伝導性の悪い材料
から成っている。また、部材２０２８はセラミックス等
の非絶縁体から成り、仕切り２０２６の下端に形成され
試料Ｓと仕切り２０２６が放電することを防ぐ役割を持
っている。

【０１５４】このような構成により、チャンバＣ内から
荷電ビーム照射部に流入しようとするガス分子は、仕切
り２０２６で流入を阻害される上、流入しても仕切り２
０２６の表面に凍結捕集されてしまうため、荷電ビーム
照射部２０２４の圧力を低く保つことができる。なお、
冷凍機としては、液体窒素による冷却や、Ｈｅ冷凍機、
パルスチューブ式冷凍機等の様様な冷凍機が使用でき
る。

【０１５５】図２４に本発明の実施の形態６の荷電ビー
ム装置２４００が示される。ステージ２００３の両可動
部には、図２０に示したのと同様に仕切り板２０１２、
２０１４が設けられており、試料台２００４が任意の位
置に移動しても、これらの仕切りによってステージ内の
空間２０１３とチャンバＣ内とが絞り２０５０、２０５
１を介して仕切られる。更に、荷電ビーム照射部２００
２の周りには図２１に示したのと同様の仕切り２０１６
が形成されており、チャンバＣ内と荷電ビーム照射部２
００２のある空間２０２４が絞り２０５２を介して仕切
られている。このため、ステージ移動時、ステージに吸
着しているガスが空間２０１３に放出されてこの部分の
圧力を上昇させても、チャンバＣの圧力上昇は低く抑え
られ、空間２０２４の圧力上昇は更に低く抑えられる。
これにより、荷電ビーム照射空間２０２４の圧力を低い
状態に保つことができる。また、仕切り２０１６に示し
たように差動排気機構を内蔵した仕切り２０１９とした
り、図２２に示したように冷凍機で冷却された仕切り２
０２６とすることによって、空間２０２４を更に低い圧
力で安定に維持することができるようになる。

【０１５６】図２５は本発明の第７の実施の形態の電子
光学系である。電子銃２０８０から放出された電子線は
コンデンサレンズ２０７３で集束され、さらに対物レン
ズ２０６８で集束され、試料Ｓ上に微細プローブを形成
する。電子線を偏向器２０７２と２６６１とで２段偏向
させ、光軸から外れた領域を走査するよう設計されてい
る。試料から放出された二次電子は、余弦法則に従って
放出される。即ち、試料から垂直方向に最も強く放出さ
れる。対物レンズを通過した二次電子は、クロスオーバ
２５００に向かって収束するが、下段の電磁偏向器２６
６１の偏向作用によって図の右へ偏向される。二次電子
は一次電子よりも５００ｅＶ程度小さいエネルギしか持
っていないので大きく偏向され、符号２０６０で示す軌
道を取り、検出器２０６２で検出される。試料Ｓの、図
で右側の部分を走査する時は、二次電子は符号２０６１
で示す軌道をとり、左側の検出器２０６３で検出され
る。このような走査を行なうことによって、Ｅ×Ｂ無し
で二次電子を検出できるので、シングルビームでは光学
系が大幅に簡略化できる。

【０１５７】本発明による電子線装置の実施の形態３乃
至６によれば、次のような効果を奏することが可能であ
る。（イ）実施の形態２及び３（図２０、図２１）によれ
ば、ステージ装置が真空内で高精度な位置決め性能を発
揮することができ、更に、荷電ビーム照射位置の圧力が
上昇しにくい。即ち、試料に対する荷電ビームによる処
理を高精度に行うことができる。（ロ）実施の形態４（図２２）によれば、静圧軸受け支
持部から放出されたガスが仕切りを通過して荷電ビーム
照射領域側に通過することがほとんどできない。これに
よって荷電ビーム照射位置の真空度を更に安定させるこ
とができる。（ハ）実施の形態５（図２３）によれば、荷電ビーム照
射領域側に放出ガスが通過することが困難になり、荷電
ビーム照射領域の真空度を安定に保ち易くなる。（ニ）実施の形態６（図２４）によれば、真空チャンバ
内が、荷電ビーム照射室、静圧軸受け室及びその中間室
の３室に小さいコンダクタンスを介して分割された形に
なる。そして、それぞれの室の圧力を、低い順に荷電ビ
ーム照射室、中間室、静圧軸受け室となるように真空排
気系を構成する。中間室への圧力変動は仕切りによって
更に低く抑えられ、荷電ビーム照射室への圧力変動は、
もう一段の仕切りによって更に低減され、圧力変動を実
質的に問題ないレベルまで低減することが可能となる。（ホ）本発明の実施の形態３−５によれば、ステージが
移動した時の圧力上昇を低く抑えることが可能になる。（ヘ）本発明の実施の形態６（図２４）によれば、ステ
ージが移動した時の圧力上昇を更に低く抑えることが可
能である。（ト）本発明の実施の形態３−６によれば、ステージの
位置決め性能が高精度で、かつ荷電ビームの照射領域の
真空度が安定した検査装置を実現することができるの
で、検査性能が高く、試料を汚染する恐れのない検査装
置を提供することができる。（チ）本発明の実施の形態３−６によれば、ステージの
位置決め性能が高精度で、かつ荷電ビーム照射領域の真
空度が安定した露光装置を実現することができるので、
露光精度が高く、試料を汚染する恐れのない露光装置を
提供することができる。（リ）本発明の実施の形態３−６によれば、ステージの
位置決め性能が高精度で、かつ荷電ビーム照射領域の真
空度が安定した装置によって半導体を製造することによ
り、微細な半導体回路を形成できる。

【０１５８】次に図２６−図３０を参照して本発明の実
施の形態８の欠陥検査装置を説明する。図２６には、本
発明の実施の形態８に係る欠陥検査装置３０００の概略
構成が示される。この欠陥検査装置３０００は、いわゆ
るマルチビーム型の検査装置であり、一次電子線を放出
する電子銃３００７、放出された一次電子線を偏向、成
形させる静電レンズ３００６、成形された一次電子線を
縮小して半導体ウェーハ３００５に略垂直に当たるよう
に集束させ、電子線をウェーハ３００５上に結像させる
対物レンズ３０１１、真空に排気可能な図示しない試料
室内に設けられ、ウェーハ３００５を載置した状態で水
平面内を移動可能なステージ３００４、一次電子線の照
射によりウェーハ３００５から放出された二次電子線を
検出する検出器３００１、及び装置全体を制御すると共
に、検出器３００１により検出された二次電子画像に基
づいてウェーハ３００５の欠陥を検出する処理を実行す
る制御部３０１６を含む。

【０１５９】８個の二次電子検出器３００１は、ウェー
ハ３００５表面上の二次電子の強度分布を素子毎の電気
信号即ちデジタル画像データに変換して制御部３０１６
に出力する。

【０１６０】制御部３０１６は、図２６に例示されたよ
うに、汎用的なワークステーション等から構成すること
ができる。このコンピュータは、所定のプログラムに従
って各種制御、演算処理を実行する制御部本体３０１４
と、本体３０１４の処理結果を表示するＣＲＴ３０１５
と、オペレータが命令を入力するためのキーボードやマ
ウス等の入力部３０１８と、を備える、勿論、欠陥検査
装置専用のハードウェア、或いは、ワークステーション
などから制御部３０１６を構成してもよい。

【０１６１】制御部本体３０１４は、図示しないＣＰ
Ｕ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク、ビデオ基板等の
各種制御基板等から構成される。ＲＡＭ若しくはハード
ディスクなどのメモリ上には、検出器７から受信した電
気信号即ちウェーハ３００５の二次電子画像のデジタル
画像データを記憶するための二次電子画像記憶領域３０
０８が割り当てられている。また、ハードディスク上に
は、予め欠陥の存在しないウェーハの基準画像データを
記憶しておく基準画像記憶部３０１３が存在する。

【０１６２】ハードディスク上には、欠陥検査装置全体
を制御する制御プログラムの他、記憶領域３００８から
二次電子画像データを読み出し、該画像データに基づき
所定のアルゴリズムに従ってウェーハ３００５の欠陥を
自動的に検出する欠陥検出プログラム３００９が格納さ
れている。この欠陥検出プログラム３００９は、詳細を
更に後述するように、基準画像記憶部３０１３から読み
出した基準画像と、実際に検出された二次電子線画像と
をマッチングして、欠陥部分を自動的に検出し、欠陥有
りと判定した場合、オペレータに警告表示する機能を有
する。このとき、ＣＲＴ３０１５の表示部に二次電子画
像３０１７を表示するようにしてもよい。

【０１６３】次に、実施の形態８に係る欠陥検査装置３
０００の作用を図２８乃至図３０のフローチャートを例
にして説明する。先ず、図２８のメインルーチンの流れ
に示すように、検査対象となるウェーハ３００５をステ
ージ３００４の上にセットする（ステップ３３００）。
これは、図示しないローダーに多数格納されたウェーハ
を一枚毎に自動的にステージにセットする形態であって
もよい。

【０１６４】次に、ウェーハ表面のＸＹ平面上で部分的
に重なり合いながら互いから変位された複数の被検査領
域の画像を各々取得する（ステップ３３０４）。これら
画像取得すべき複数の被検査領域とは、図３２に示すよ
うに、例えばウェーハ検査表面３０３４上に、参照番号
３０３２ａ、３０３２ｂ、．．．３０３２ｋ、．．．で
示す矩形領域のことであり、これらは、ウェーハの検査
パターン３０３０の回りで、部分的に重なり合いながら
位置がずらされていることがわかる。例えば、図２７に
示されたように、１６個の被検査領域の画像３０３２
（被検査画像）が取得される。ここで、図２７に示す画
像は、矩形の桝目が１画素（或いは、画素より大きいブ
ロック単位でもよい）に相当し、このうち黒塗りの桝目
がウェーハ上のパターンの画像部分に相当する。このス
テップ３３０４の詳細は図２９のフローチャートで後述
する。

【０１６５】次に、ステップ３０３４で取得した複数の
被検査領域の画像データを記憶部３０１３に記憶された
基準画像データと、各々比較照合し（図２８のステップ
３３０８）、上記複数の被検査領域により網羅されるウ
ェーハ検査面に欠陥が有るか否かが判定される。この工
程では、いわゆる画像データ同士のマッチング処理を実
行するが、その詳細については図３０のフローチャート
で後述する。

【０１６６】ステップ３３０８の比較結果より、上記複
数の被検査領域により網羅されるウェーハ検査面に欠陥
が有ると判定された場合（ステップ３３１２肯定判
定）、オペレータに欠陥の存在を警告する（ステップ３
３１８）。警告の方法として、例えば、ＣＲＴ３０１５
の表示部に欠陥の存在を知らせるメッセージを表示した
り、これと同時に欠陥の存在するパターンの拡大画像３
０１７を表示してもよい。このような欠陥ウェーハを直
ちに試料室３から取り出し、欠陥の無いウェーハとは別
の保管場所に格納してもよい（ステップ３３１９）。

【０１６７】ステップ３３０８の比較処理の結果、ウェ
ーハ３００５に欠陥が無いと判定された場合（ステップ
３３１２否定判定）、現在検査対象となっているウェー
ハ３００５について、検査すべき領域が未だ残っている
か否かが判定される（ステップ３３１４）。検査すべき
領域が残っている場合（ステップ３３１４肯定判定）、
ステージ４を駆動し、これから検査すべき他の領域が一
次電子線の照射領域内に入るようにウェーハ３００５を
移動させる（ステップ３３１６）。その後、ステップ３
３０２に戻って当該他の検査領域に関して同様の処理を
繰り返す。

【０１６８】検査すべき領域が残っていない場合（ステ
ップ３３１４否定判定）、或いは、欠陥ウェーハの抜き
取り工程（ステップ３３１９）の後、現在検査対象とな
っているウェーハ３００５が、最終のウェーハであるか
否か、即ち図示しないローダーに未検査のウェーハが残
っていないか否かが判定される（ステップ３３２０）。
最終のウェーハでない場合（ステップ３３２０否定判
定）、検査済みウェーハを所定の格納箇所に保管し、そ
の代わりに新しい未検査のウェーハをステージ３００４
にセットする（ステップ３３２２）。その後、ステップ
３３０２に戻って当該ウェーハに関して同様の処理を繰
り返す。最終のウェーハであった場合（ステップ３３２
０肯定判定）、検査済みウェーハを所定の格納箇所に保
管し、全工程を終了する。

【０１６９】次に、ステップ３３０４の処理の流れを図
２９のフローチャートに従って説明する。図２９では、
先ず、画像番号ｉを初期値１にセットする（ステップ３
３３０）。この画像番号は、複数の被検査領域画像の各
々に順次付与された識別番号である。次に、セットされ
た画像番号ｉの被検査領域について画像位置（Ｘi，Ｙ
i）を決定する（ステップ３３３２）。この画像位置
は、被検査領域を画定させるための該領域内の特定位
置、例えば該領域内の中心位置として定義される。現時
点では、ｉ＝１であるから画像位置（Ｘ1，Ｙ1）とな
り、これは例えば図３２に示された被検査領域３３３２
ａの中心位置に該当する。全ての被検査画像領域の画像
位置は予め定められており、例えば制御部３３１６のハ
ードディスク上に記憶され、ステップ３３３２で読み出
される。

【０１７０】次に、図２６の偏向電極３００２による一
次電子線がステップ３３３２で決定された画像位置（Ｘ
i，Ｙi）の被検査画像領域に照射されるように、偏向制
御器３３１２が偏向電極３００２に電位を加える（図２
９のステップ３３３４）。

【０１７１】次に、電子銃３００７から一次電子線を放
出し、静電レンズ３００６、対物レンズ３０１１及び偏
向電極３００２を通して、セットされたウェーハ３００
５表面上に照射する（ステップ３３３６）。このとき、
一次電子線は、偏向電極３００２の作り出す電場によっ
て偏向され、ウェーハ検査表面３０３４上の画像位置
（Ｘi，Ｙi）の被検査画像領域全体に亘って照射され
る。画像番号ｉ＝１の場合、被検査領域は３０３２ａと
なる。

【０１７２】一次電子線が照射された被検査領域からは
二次電子が放出される。そこで、発生した二次電子線を
検出器３００１に収集させる。検出器００１は、集めら
れた二次電子線を検出し、８個の素子毎の電気信号即ち
デジタル画像データに変換出力する（ステップ３３３
８）。そして、検出した画像番号ｉのデジタル画像デー
タを二次電子画像記憶領域８に転送する（ステップ３３
４０）。

【０１７３】次に、画像番号ｉを１だけインクリメント
し（ステップ３３４２）、インクリメントした画像番号
（ｉ＋１）が一定値ｉMAXを越えているか否かを判定す
る（ステップ３３４４）。このｉMAXは、取得すべき被
検査画像の数であり、図２７の上述した例では、「１
６」である。

【０１７４】画像番号ｉが一定値ｉMAXを越えていない
場合（ステップ３３４４否定判定）、再びステップ３３
３２に戻り、インクリメントした画像番号（ｉ＋１）に
ついて画像位置（Ｘi+1，Ｙi+1）を再び決定する。この
画像位置は、前のルーチンで決定した画像位置（Ｘi，
Ｙi）からＸ方向及び／又はＹ方向に所定距離（ΔＸi，
ΔＹi）だけ移動させた位置である。図３２の例では、
被検査領域は、（Ｘ1，Ｙ1）からＹ方向にのみ移動した
位置（Ｘ2，Ｙ2）となり、破線で示した矩形領域３０３
２ｂとなる。なお、（ΔＸi，ΔＹi）（ｉ＝１，
２，．．．ｉMAX）の値は、ウェーハ検査面３０３４の
パターン３０３０が検出器３００７の視野から実際に経
験的にどれだけずれるかというデータと、被検査領域の
数及び面積から適宜定めておくことができる。

【０１７５】そして、ステップ３３３２乃至３３４２の
処理をｉMAX個の被検査領域について順次繰り返し実行
する。これらの被検査領域は、図３２に示すように、ｋ
回移動した画像位置（Ｘk，Ｙk）では被検査画像領域３
０３２ｋとなるように、ウェーハの検査面３０３４上
で、部分的に重なり合いながら位置がずらされていく。
このようにして、図２７に例示した１６個の被検査画像
データが画像記憶領域３００８に取得される。取得した
複数の被検査領域の画像３０３２（被検査画像）は、図
２７に例示されたように、ウェーハ検査面３０３４上の
パターン３０３０の画像３０３０ａを部分的若しくは完
全に取り込んでいることがわかる。

【０１７６】インクリメントした画像番号ｉがｉMAXを
越えた場合（ステップ３３４４肯定判定）、このサブル
ーチンをリターンして図２８のメインルーチンの比較工
程（ステップ３３０８）に移行する。

【０１７７】なお、ステップ３３４０でメモリ転送され
た画像データは、検出器３００７により検出された各画
素毎の二次電子の強度値（いわゆるベタデータ）からな
るが、後段の比較工程（図２８のステップ３３０８）で
基準画像とマッチング演算を行うため、様々な演算処理
を施した状態で記憶領域３００８に格納しておくことが
できる。このような演算処理には、例えば、画像データ
のサイズ及び／又は濃度を基準画像データのサイズ及び
／又は濃度に一致させるための正規化処理や、所定画素
数以下の孤立した画素群をノイズとして除去する処理な
どがある。更には、単純なベタデータではなく、高精細
パターンの検出精度を低下させない範囲で検出パターン
の特徴を抽出した特徴マトリクスにデータ圧縮変換して
おいてもよい。

【０１７８】このような特徴マトリクスとして、例え
ば、Ｍ×Ｎ画素からなる二次元の被検査領域を、ｍ×ｎ
（ｍ＜Ｍ，ｎ＜Ｎ）ブロックに分割し、各ブロックに含
まれる画素の二次電子強度値の総和（若しくはこの総和
値を被検査領域全体の総画素数で割った正規化値）を、
各マトリックス成分としてなる、ｍ×ｎ特徴マトリック
スなどがある。この場合、基準画像データもこれと同じ
表現で記憶しておく。本発明の実施の形態８でいう画像
データとは、単なるべタデータは勿論のこと、このよう
に任意のアルゴリズムで特徴抽出された画像データを包
含する。

【０１７９】次に、ステップ３３０８の処理の流れを図
３０のフローチャートに従って説明する。先ず、制御部
３０１６のＣＰＵは、基準画像記憶部３０１３（図２
６）から基準画像データをＲＡＭ等のワーキングメモリ
上に読み出す（ステップ３３５０）。この基準画像は、
図２７では参照番号３０３６で表される。そして、画像
番号ｉを１にリセットし（ステップ３３５２）、記憶領
域３００８から画像番号ｉの被検査画像データをワーキ
ングメモリ上に読み出す（ステップ３３５４）。

【０１８０】次に、読み出した基準画像データと、画像
ｉのデータとをマッチングして、両者間の距離値Ｄiを
算出する（ステップ３３５６）。この距離値Ｄiは、基
準画像と、被検査画像ｉとの間の類似度を表し、距離値
が大きいほど基準画像と被検査画像との差異が大きいこ
とを表している。この距離値Ｄiとして類似度を表す量
であれば任意のものを採用することができる。例えば、
画像データがＭ×Ｎ画素からなる場合、各画素の二次電
子強度（又は特徴量）をＭ×Ｎ次元空間の各位置ベクト
ル成分とみなし、このＭ×Ｎ次元空間上における基準画
像ベクトル及び画像ｉベクトル間のユークリッド距離又
は相関係数を演算してもよい。勿論、ユークリッド距離
以外の距離、例えばいわゆる市街地距離等を演算するこ
ともできる。更には、画素数が大きい場合、演算量が膨
大になるので、上記したようにｍ×ｎ特徴ベクトルで表
した画像データ同士の距離値を演算してもよい。

【０１８１】次に、算出した距離値Ｄiが所定の閾値Ｔ
ｈより小さいか否かを判定する（ステップ３３５８）。
この閾値Ｔｈは、基準画像と被検査画像との間の十分な
一致を判定する際の基準として実験的に求められる。

【０１８２】距離値Ｄiが所定の閾値Ｔｈより小さい場
合（ステップ３３５８肯定判定）、当該ウェーハ３００
５の当該検査面３０３４には「欠陥無し」と判定し（ス
テップ３３６０）、本サブルーチンをリターンする。即
ち、被検査画像のうち１つでも基準画像と略一致したも
のがあれば、「欠陥無し」と判定する。このように全て
の被検査画像とのマッチングを行う必要が無いので、高
速判定が可能となる。図２７の例の場合、３行３列目の
被検査画像が、基準画像に対して位置ずれが無く略一致
していることがわかる。

【０１８３】距離値Ｄiが所定の閾値Ｔｈ以上の場合
（ステップ３３５８否定判定）、画像番号ｉを１だけイ
ンクリメントし（ステップ３３６２）、インクリメント
した画像番号（ｉ＋１）が一定値ｉMAXを越えているか
否かを判定する（ステップ３３６４）。

【０１８４】画像番号ｉが一定値ｉMAXを越えていない
場合（ステップ３３６４否定判定）、再びステップ３３
５４に戻り、インクリメントした画像番号（ｉ＋１）に
ついて画像データを読み出し、同様の処理を繰り返す。

【０１８５】画像番号ｉが一定値ｉMAXを越えた場合
（ステップ３３６４肯定判定）、当該ウェーハ３００５
の当該検査面３０３４には「欠陥有り」と判定し（ステ
ップ３３６６）、本サブルーチンをリターンする。即
ち、被検査画像の全てが基準画像と略一致していなけれ
ば、「欠陥有り」と判定する。

【０１８６】本発明の欠陥検査装置３０００において
は、上記した写像投影型の電子線装置のみならず、いわ
ゆる走査型の電子線装置を利用することができる。図３
１は、対物レンズに磁気レンズを用いた場合である。対
物レンズ３１２には、レンズギャップ３１５が試料側を
向いて光軸からある程度遠い位置に設けられている。試
料３１４には負の高圧が印加され、レンズと試料との間
には円板状の制御電極３１３が配置されている。この制
御電極に正の高電圧を与えることにより、軸上色収差を
大幅に小さくすることができる。しかし、ビア付きウェ
ーハの如き放電し易い試料の場合、この制御電極に与え
る電圧を小さくし、試料面に与えられる電界強度を、放
電しないような小さい値にすることによって放電を回避
している。符号３１６は光軸であり、符号３１１は試料
面を走査するための偏向器である。

【０１８７】ｘ軸へ投影したビーム間隔が等間隔とな
り、且つ、円周上にビームを配置するという条件のもと
で、如何にすると最適配置になるかについて述べる。図
３３（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ円周上に開口を配置
される開口板４０５０、４０６０の平面図である。図３
３（Ａ）の開口板４０５０の開口４０５１、４０５２・
・のｘ軸線上への投影点は、等間隔Ｌｘとされ、同様に
図３３（Ｂ）の開口板４０６０の開口４０６１、４０６
２・・のｘ軸線上への投影点は、等間隔Ｌｘとされる。
本発明の実施の形態の電子線装置４０００において、試
料面上に二次元的に配置される隣接する１次電子線同士
の距離の最大値が最小となるように１次電子線が配置さ
れる。

【０１８８】図３３（Ａ）の開口板４０５０の隣接する
２つの開口間の距離５０ａ、５０ｂ、５０ｃは、それぞ
れ４７、６３、４１（それぞれ任意単位）であり、図３
３（Ｂ）の開口板４０６０の隣接する２つの開口間の距
離６０ａ、６０ｂ、６０ｃは、それぞれ５６、５６、４
２（任意単位）である。これら２つの開口板を比較する
と開口板４０６０は、隣接する１次電子線同士の距離の
最大値が５６ｍｍであり、開口板４０５０の５０ｂ（６
３ｍｍ）より小であるから、図３３（Ｂ）の開口板４０
６０の開口の配置がより適切であるということができ
る。

【０１８９】このような要件を備える開口板を使用する
利点は、実際の隣接する１次電子線の間隔がほぼ等しく
なり、対称性が良くなること、非点収差が発生し難くな
ること、１次電子線が互いに離れるので空間電荷効果に
よる１次電子線のボケが小さくなること、試料上で対称
な位置の近くへ照射が行われるので、試料の帯電による
影響が緩和されること等である。

【０１９０】図２６に示す電子線装置において、対物レ
ンズ３０１０の詳細は図３４で表される。対物レンズ４
４０７は、図３４に示すように、ユニポテンシャル・レ
ンズであり、一次電子線を試料４４０８の表面に集束さ
せるため、対物レンズ４４０７の中央電極には電源４４
２８から正の高電圧Ｖ₀ボルトが印加され、対物レンズ
４４０７の上側電極及び下側電極には、電源４４２９か
らアース電位に近い小電圧である励起電圧±△Ｖ₀が印
加される。対物レンズ４４０７の上側電極又は下側電極
に印加すべき励起電圧±△Ｖ₀の値は、ＣＰＵ等の制御
装置（不図示）の制御下で、以下のようにして決定され
る。

【０１９１】まず、試料４４０８の表面に形成された任
意の一つの回路パターン上に、第１の方向に平行なパタ
ーン・エッジと、この第１の方向に直交する第２の方向
に平行なパターン・エッジとが存在する場所を、例えば
パターン・データから読み出して特定する。

【０１９２】次いで、偏向器３００２を用いて、一次電
子線により、第１の方向に平行なパターン・エッジを第
２の方向に走査し、その結果放出された二次電子線の強
度を表す電気信号を電子検出器３００１から取り出し、
立上がり幅検出部において、該電気信号の立上がり幅ｐ
（単位：μｍ）を測定する。同様に、第２の方向に平行
なパターン・エッジについても、偏向器３００２を用い
て、一次電子線により第１の方向に走査し、その結果放
出された二次電子線の強度を表す電気信号を電子検出器
３００１から取り出し、立上がり検出部において、その
電気信号の立上がり幅ｐを測定する。この操作を、電圧
±△Ｖ₀を変更して、少なくとも３つの電圧値について
行う。

【０１９３】制御装置（図示せず）は、立上がり幅検出
部からのデータに基づいて、図３５（Ａ）の曲線Ａ及び
Ｂを作成する。曲線Ａは、第１の方向に平行なパターン
・エッジに関しての、±△Ｖ₀それぞれに対する立上が
り幅ｐμｍの関係を示す。曲線Ｂは、第２の方向に平行
なパターン・エッジに関しての、±△Ｖ₀それぞれに対
する立上がり幅ｐμｍの関係を示す。

【０１９４】電気信号の「立上がり幅R」は、図３５
（Ｂ）のグラフに示すように、励起電圧±△Ｖ₀（及び
高電圧Ｖ₀）を固定した状態で、第１の方向（又は、第
２の方向）に平行なパターン・エッジを第２の方向（又
は、第１の方向）に走査したときに測定される二次電子
信号が、その最大値の１２%から８８%まで変化するのに
要する走査距離Ｒ（単位：μｍ）として表したものであ
る。

【０１９５】図３５（Ａ）の曲線Ａは、励起電圧±△Ｖ
₀が−△Ｖ₀(x)のときに立上がり幅ｐが最小であり、従
って、このときに立上りがもっとも鋭いことを示す。同
様に、曲線Ｂは、励起電圧±△Ｖ₀が＋△Ｖ₀(ｙ)のとき
に立上がり上がり幅が最小であり、立上りが最も鋭いこ
とを示している。従って、対物レンズ７の焦点条件、即
ち、上側電極及び下側電極に印加する電圧±△Ｖ₀の値
は、｛−△Ｖ₀（ｘ）＋△Ｖ₀（ｙ）｝／２に設定するこ
とが好ましい。

【０１９６】励起電圧±△Ｖ₀は０〜±２０Ｖの範囲で
しか変化しないので、上記のようにして対物レンズ４４
０７の整定を実際に行ったところ、１０マイクロ秒とい
う高速で対物レンズ４４１２の整定を行うことができ、
図３５（Ａ）の曲線Ａ及びＢを取得するのに、１５０マ
イクロ秒しか要しなかった。

【０１９７】また、曲線Ａ及びＢを得るために、多数の
±△Ｖ₀について測定を行う必要はなく、図３５（Ａ）
に示すように、±△Ｖ₀の３つの電圧値として、−△Ｖ
（１）、＋△Ｖ（２）、＋△Ｖ（３）を設定して立上が
り幅ｐを測定し、双曲線近似により曲線Ａ及びＢを求
め、立上り幅ｐの最小値−△Ｖ₀（ｘ）及び＋△Ｖ
₀（ｙ）を求めればよい。その場合には、４５マイクロ
秒程度で測定を行うことができる。

【０１９８】上記したように、図３５（Ａ）の曲線Ａ及
びＢは、二次曲線即ち双曲線に近似している。立ち上が
り幅をｐ（μm）、対物レンズ電圧±△Ｖ₀をq（ボル
ト）とすると、グラフＡ及びＢは、ａ、ｂ及びｃを定数
として、（ｐ²／ａ²）−(ｑ−ｃ)²／Ｂ²＝１と表せる。そこで、３つのq（電圧±△Ｖ₀）の値ｑ₁、
ｑ₂、ｑ₃と、それらに対応するp（立上がり幅）の値
ｐ₁、ｐ₂、ｐ₃を上記式に代入すると、次の３つの式
（１）〜（３）が得られる。（ｐ₁ ²／ａ²）−（ｑ₁−ｃ）²／ｂ²＝１（１）（ｐ₂ ²／ａ²）−（ｑ₂−ｃ）²／ｂ²＝１（２）（ｐ₃ ²／ａ²）−（ｑ₃−ｃ）²／ｂ²＝１（３）これらの式（１）〜（３）から、ａ、ｂ及びｃの値が算
出され、ｑ＝ｃのとき、最小値となる。

【０１９９】以上のようにして、立ち上がり幅ｐが最小
となる、第１の方向に平行なパターン・エッジに関する
対物レンズへの励起電圧△Ｖ₀（ｘ）を、３つのレンズ
条件で求めることができる。全く同様にして、第２の方
向に平行なパターン・エッジに関する対物レンズ電圧△
Ｖ₀（ｙ）を求めることができる。

【０２００】図３５（Ａ）の曲線Ａ及びＢに示したよう
に、第１の方向に延存するパターン・エッジを第２の方
向に走査したときと、第２の方向に延在するパターン・
エッジを第１の方向に走査したときとで、立上がり幅が
異なることが一般的である。このような場合には、例え
ば、８極の非点補正レンズ４４２１（図３４）を設け
て、該レンズ４４２１に印加する電圧を調整することに
より、パターン・エッジを第１の方向及び第２の方向に
走査したときの電子検出器４４１５からの電気信号の立
上りが更に小さくなるように、非点補正を行うことが必
要である。非点収差がほとんどない場合は、△Ｖ
₀（ｘ）あるいは△Ｖ₀（ｙ）のどちらかを求めればよい
ので、曲線Ａ又はＢのいずれかのみを求めてもよい。

【０２０１】以上説明したように、電子線走査・検出系
における焦点合わせを行い、その後、試料８の評価を行
うプロセスに移行する。本方法では、光学的なＺセンサ
ではなく、電子光学的な手段で合焦条件を求めているた
め、試料が帯電している場合にも、正しい合焦条件が求
められるという利点がある。

【０２０２】電子線走査・検出系を含んだ鏡筒４４２６
と同様の構成の鏡筒（図示せず）を、鏡筒４４２６と並
列する形で、互いの距離が試料４４０８上のチップ・サ
イズの整数倍の距離になるよう配置した場合、それぞれ
の鏡筒において一次電子線が試料上に合焦するよう焦点
合わせを行う必要がある。しかしながら、こうした焦点
合わせは、ほぼ同時に行うことが可能であるので、スル
ープット・バジェットは、僅かな値でしかない。

【０２０３】図３６（Ａ）はチャージアップの評価場所
と評価方法を説明する図である。チップ５１００のメモ
リーセル境界５１０２の外周部は、周辺回路部で低密度
領域である。その内側はメモリーセル部で高密度領域で
ある。従ってＡ１、Ａ２は境界領域の画像となり、Ａ
３、Ａ４はメモリーセル部の画像である。図３６（Ａ）
中の２点鎖線や破線は、密度が大きく変化する境界を示
す。

【０２０４】より具体的には、被評価試料のチャージア
ップの影響を受け易い場所即ち図３６（Ａ）に示される
ように、試料としてのウェーハの表面に形成されたチッ
プ５１００のメモリーセル５１０１のコーナ部を評価し
た。即ち、（１）コーナ部でのメモリーセル境界５１０
２のパターン歪み量５１０３、５１０４を測定するか、
或いは、（２）メモリーセルのコーナ部においてパター
ンを横切るように（矢印Ａ１及びＡ２で示すように）走
査した時に得た信号強度のコントラストを、図３６
（Ｂ）において実線５１０５及び５１０７で表示して、
チップの中心部においてパターンを矢印Ａ３、Ａ４に走
査したときに得た信号強度のコントラスト５１０６及び
５１０８（いずれも図３６（Ｂ）において破線図示）と
比較してもよい。

【０２０５】リターディング電圧印加装置５０５０に複
数の値の電圧を与え、その都度、歪み量５１０３及び５
１０４或いはコントラスト５１０５、５１０７及び５１
０６、５１０８を測定し、歪み量５１０３及び５１０４
が小さい方がチャージアップの影響は小さいと評価し
た。また、コーナ部でのコントラストの値５１０５、５
１０７が中心部でのコントラストの値に近い方がチャー
ジアップの影響が小さいと評価した。

【０２０６】チャージアップの状態の良好なリターディ
ング電圧が見出されたら、その値をＣＰＵ５０６３を介
して印加装置５０５０に与え、その値で試料即ちウェー
ハの評価を行うようにした。また、ビーム電流を小さく
するとチャージアップが減少する試料の場合は、ビーム
電流を小さくしてもよい。このように、試料のパターン
密度が大きく変化する境界付近の画像形成を行うこと
は、帯電の効果が大きく出ることから、帯電しているこ
とを評価し易く、帯電し難いリーディング電圧を見つけ
易い。

【０２０７】図３７及び図３８を参照して本発明の実施
の形態９の荷電ビーム装置７０００を説明する。本実施
の形態において「真空」とは当該技術分野において呼ば
れる真空である。

【０２０８】図３７の荷電ビーム装置７０００におい
て、荷電ビームを試料に向かって照射する鏡筒７００１
の先端部即ち荷電ビーム照射部７００２が真空チャンバ
Ｃを画成するハウジング７０１４に取り付けられてい
る。鏡筒７００１の直下には、ＸＹステージ７００３の
Ｘ方向（図３７において左右方向）の可動テーブル上に
載置されている試料Ｓが配置される。この試料Ｓは高精
度なＸＹステージ７００３によって、その試料面上の任
意の位置に対して正確に荷電ビームを照射させることが
できる。

【０２０９】ＸＹステージ７００３の台座７００６はハ
ウジング７０１４の底壁に固定され、Ｙ方向（図３７に
おいて紙面に垂直の方向）に移動するＹテーブル７００
５が台座７００６の上に載っている。Ｙテーブル７００
５の両側面（図３７において左右側面）には、台座７０
０６に載置された一対のＹ方向ガイド７００７ａ及び７
００７ｂのＹテーブルに面した側に形成された凹溝内に
突出する突部が形成されている。その凹溝はＹ方向ガイ
ドのほぼ全長に亘ってＹ方向に伸びている。

【０２１０】凹溝内に突出する突部の上、下面及び側面
には公知の構造の静圧軸受け７０１１ａ、７００９ａ、
７０１１ｂ、７００９ｂ、がそれぞれ設けられ、これら
の静圧軸受けを介して高圧ガスを吹き出すことにより、
Ｙテーブル５はＹ方向ガイド７００７ａ、７００７ｂに
対して非接触で支持され、Ｙ方向に円滑に往復運動でき
るようになっている。また、台座７００６とＹテーブル
７００５との間には、公知の構造のリニアモータ７０１
２が配置されており、Ｙ方向の駆動をそのリニアモータ
で行うようになっている。Ｙテーブルには、高圧ガス供
給用のフレキシブル配管７０２２によって高圧ガスが供
給され、Ｙテーブル内に形成されたガス通路（図示せ
ず）を通じて静圧軸受け７００９ａ乃至７０１１ａ及び
７００９ｂ乃至１１ｂに対して高圧ガスが供給される。
静圧軸受けに供給された高圧ガスは、Ｙ方向ガイドの対
向する案内面との間に形成された数ミクロンから数十ミ
クロンの隙間に噴出してＹテーブルを案内面に対してＸ
方向とＺ方向（図３７において上下方向）に正確に位置
決めする役割を果たす。

【０２１１】Ｙテーブル上にはＸテーブル４がＸ方向
（図３７において左右方向）に移動可能に載置されてい
る。Ｙテーブル５上にはＹテーブル用のＹ方向ガイド７
００７ａ、７００７ｂと同じ構造の一対のＸ方向ガイド
７００８ａ、７００８ｂ（７００８ａのみ図示）がＸテ
ーブル７００４を間に挟んで設けられている。Ｘ方向ガ
イドのＸテーブルに面した側にも凹溝が形成され、Ｘテ
ーブルの側部（Ｘ方向ガイドに面した側部）には凹溝内
に突出する突部が形成されている。その凹溝はＸ方向ガ
イドのほぼ全長に亘って伸びている。凹溝内に突出する
Ｘ方向テーブル７００４の突部の上、下面及び側面には
前記静圧軸受け７０１１ａ、７００９ａ、７０１０ａ、
７０１１ｂ、７００９ｂ、７０１０ｂと同様の静圧軸受
け（図示せず）が同様の配置で設けられている。Ｙテー
ブル７００５とＸテーブル７００４との間には、公知の
構造のリニアモータ７０１３が配置されており、Ｘテー
ブルのＸ方向の駆動をそのリニアモータで行うようにし
ている。

【０２１２】Ｘテーブル７００４にはフレキシブル配管
７０２１によって高圧ガスが供給され、静圧軸受けに高
圧ガスを供給するようになっている。この高圧ガスが静
圧軸受けからＸ方向ガイドの案内面に対して噴出される
ことによって、Ｘテーブル７００４がＹ方向ガイドに対
して高精度に非接触で支持されている。真空チャンバＣ
は公知の構造の真空ポンプ等に接続された真空配管７０
１９、７０２０ａ、７０２０ｂによって排気されてい
る。配管７０２０ａ、７０２０ｂの入口側（真空チャン
バ内側）は台座７００６を貫通してその上面において、
ＸＹステージ７００３から高圧ガスが排出される位置の
近くで開口しており、真空チャンバ内の圧力が静圧軸受
けから噴出される高圧ガスにより上昇するのを極力防止
している。

【０２１３】鏡筒７００１の先端部即ち荷電ビーム照射
部７００２の周囲には、差動排気機構７０２５が設けら
れ、真空チャンバＣ内の圧力が高くても荷電ビーム照射
空間７０３０の圧力が十分低くなるようにしてある。即
ち、荷電ビーム照射部７００２周囲に取り付けられた差
動排気機構７０２５の環状部材７０２６は、その下面
（試料Ｓ側の面）と試料との間で微少隙間（数ミクロン
から数百ミクロン）７０４０が形成されるように、ハウ
ジング７０１４に対して位置決めされており、その下面
には環状溝７０２７が形成されている。

【０２１４】環状溝７０２７は、排気管７０２８により
図示しない真空ポンプ等に接続されている。従って、微
少隙間７０４０は環状溝７０２７及び排気口７０２８を
介して排気され、真空チャンバＣから環状部材７０２６
によって囲まれた空間７０３０内にガス分子が侵入しよ
うとしても、排気されてしまう。これにより、荷電ビー
ム照射空間７０３０内の圧力を低く保つことができ、荷
電ビームを問題なく照射することができる。この環状溝
は、チャンバ内の圧力、荷電ビーム照射空間７０３０内
の圧力によっては、二重構造或いは三重構造にしてもよ
い。

【０２１５】静圧軸受けに供給する高圧ガスは、一般に
ドライ窒素が使用される。しかしながら、可能ならば、
更に高純度の不活性ガスにすることが好ましい。これ
は、水分や油分等の不純物がガス中に含まれると、これ
らの不純物分子が真空チャンバを画成するハウジングの
内面やステージ構成部品の表面に付着して真空度を悪化
させたり、試料表面に付着して荷電ビーム照射空間の真
空度を悪化させてしまうからである。

【０２１６】試料Ｓは、通常Ｘテーブル上に直接載置さ
れるのでなく、試料を取り外し可能に保持したりＸＹス
テージ７００３に対して微少な位置変更を行うなどの機
能を持たせた試料台の上に載置されているが、試料台の
有無及びその構造は本願発明の要旨には関係ないので、
説明を簡素化するために省略されている。

【０２１７】荷電ビーム装置７０００では、大気中で用
いられる静圧軸受けのステージ機構をほぼそのまま使用
できるので、露光装置等で用いられる大気用の高精度ス
テージと同等の高精度のＸＹステージを、ほぼ同等のコ
スト及び大きさで荷電ビーム装置用のＸＹステージに対
して実現できる。以上説明した静圧ガイドの構造や配置
及びアクチュエータ（リニアモータ）はあくまでも一実
施の形態であり、大気中で使用可能な静圧ガイドやアク
チュエータならば何でも適用できる。

【０２１８】図３８は、差動排気機部７０２５の環状部
材７０２６に形成される環状溝の大きさの数値例を示
す。図３８の環状部材７０２６は、半径方向に隔てられ
た二重構造の環状溝７０２７ａ及び７０２７ｂを有し、
それぞれ排気ＴＭＰ、ＤＰを排出する。

【０２１９】静圧軸受けに供給される高圧ガスの流量
は、通常おおよそ２０Ｌ／ｍｉｎ（大気圧換算）程度で
ある。真空チャンバＣを、内径５０ｍｍで長さ２ｍの真
空配管を介して２００００Ｌ／ｍｉｎの排気速度を有す
るドライポンプで排気すると仮定すると、真空チャンバ
内の圧力は、約１６０Ｐａ（約１．２Ｔｏｒｒ）とな
る。この時、差動排気機構部の環状部材７０２６及び環
状溝等の寸法を、図３８に示すようにすれば、荷電ビー
ム照射空間７０３０内の圧力を１０^-4Ｐａ（１０^-6Ｔｏ
ｒｒ）にすることができる。

【０２２０】図３９は、本発明の実施の形態１０の荷電
ビーム装置７０００を示す。ハウジング７０１４によっ
て画成された真空チャンバＣには、真空配管７０７４、
７０７５を介してドライ真空ポンプ７０５３が接続され
ている。また、差動排気機構７０２５の環状溝７０２７
は排気口７０２８に接続された真空配管７０７０を介し
て超高真空ポンプであるターボ分子ポンプ７０５１が接
続される。更に、鏡筒７００１の内部は、排気口７０１
８に接続された真空配管７０７１を介して、ターボ分子
ポンプ７０５２が接続される。これらのターボ分子ポン
プ７０５１、７０５２は、真空配管７０７２、７０７３
によってドライ真空ポンプ７０５３に接続される。

【０２２１】図３９の荷電ビーム装置７０００は、ター
ボ分子ポンプの粗引きポンプと真空チャンバの真空排気
用ポンプを１台のドライ真空ポンプで兼用するが、代わ
りにＸＹステージの静圧軸受けに供給する高圧ガスの流
量、真空チャンバの容積や内表面積、真空配管の内径や
長さに応じて、それらを別系統のドライ真空ポンプで排
気する場合も考えられる。

【０２２２】ＸＹステージ７００３の静圧軸受けには、
フレキシブル配管７０２１、７０２２を通して高純度の
不活性ガス（Ｎ₂ガス、Ａｒガス等）が供給される。静
圧軸受けから噴出したこれらのガス分子は真空チャンバ
内に拡散し、排気口７０１９、７０２０ａ、７０２０ｂ
を通してドライ真空ポンプ７０５３によって排気され
る。また、差動排気機構や荷電ビーム照射空間に侵入し
たこれらのガス分子は環状溝７０２７或いは鏡筒７００
１の先端部から吸引され、排気口７０２８及び７０１８
を通ってターボ分子ポンプ７０５１及び７０５２によっ
て排気され、ターボ分子ポンプから排出された後ドライ
真空ポンプ７０５３によって排気される。

【０２２３】このように、静圧軸受けに供給された高純
度不活性ガスはドライ真空ポンプに集められて排出され
る。一方、ドライ真空ポンプ７０５３の排気口は、配管
７０７６を介して圧縮機７０５４に接続され、圧縮機７
０５４の排気口は配管７０７７、７０７８、７０７９及
びレギュレータ７０６１、７０６２を介してフレキシブ
ル配管７０２１、７０２２に接続されている。このた
め、ドライ真空ポンプ７０５３から排出された高純度不
活性ガスは、圧縮機７０５４によって再び加圧されレギ
ュレータ７０６１、７０６２で適正な圧力に調整された
後、再びＸＹテーブルの静圧軸受けに供給される。

【０２２４】静圧軸受けに供給されるガスは上述したよ
うにできるだけ高純度にし、水分や油分が極力含まれな
いようにする必要があるため、ターボ分子ポンプ、ドラ
イポンプ及び圧縮機は、ガス流路に水分や油分が混入し
ないような構造であることが求められる。また、圧縮機
の排出側配管７０７７の途中にコールドトラップやフィ
ルタ７０６０等を設け、循環するガス中に混入した水分
や油分等の不純物質をトラップして静圧軸受けに供給さ
れないようにすることも有効である。

【０２２５】こうすることによって、高純度不活性ガス
を循環させて再利用できるので、高純度不活性ガスを節
約でき、また、本装置が設置された部屋に不活性ガスを
たれ流さないので、不活性ガスによる窒息等の事故が発
生する恐れもなくすことができる。

【０２２６】循環配管系には高純度不活性ガス供給源７
０６３が接続されており、ガスの循環を始める際に、真
空チャンバＣや真空配管７０７０〜７０７５及び加圧側
配管７０７６〜７０８０を含む全ての循環系に高純度不
活性ガスを満たす役割と、何らかの原因で循環するガス
の流量が減少した際に不足分を供給する役割とを担って
いる。また、ドライ真空ポンプ７０５３に大気圧以上ま
で圧縮する機能を持たせることによって、ドライ真空ポ
ンプ７０５３と圧縮機７０５４を１台のポンプで兼ねさ
せることも可能である。鏡筒の排気に用いる超高真空ポ
ンプには、ターボ分子ポンプの代わりにイオンポンプや
ゲッタポンプ等のポンプを使用することも可能である。
ドライ真空ポンプの代わりに、ダイヤフラム式ドライポ
ンプ等、他方式のドライポンプを使用することも可能で
ある。

【０２２７】図３７乃至図３９の荷電ビーム装置７００
０は、次の効果を奏する。（イ）大気中で一般に用いられる静圧軸受け式のステー
ジと同様の構造を持ったステージ（差動排気機構を持た
ない静圧軸受け支持のステージ）を使用して、ステージ
上の試料に対して荷電ビームによる処理を安定に行うこ
とができる。（ロ）荷電ビーム照射領域の真空度に対する影響を最小
限に抑えることが可能になり、荷電ビームによる試料へ
の処理を安定化させることができる。（ハ）ステージの位置決め性能が高精度で、かつ荷電ビ
ームの照射領域の真空度が安定した検査装置を安価に提
供することができる。（ニ）ステージの位置決め性能が高精度で、かつ荷電ビ
ーム照射領域の真空度が安定した露光装置を安価に提供
することができる。（ホ）ステージの位置決め性能が高精度で、かつ荷電ビ
ーム照射領域の真空度が安定した装置によって半導体を
製造することにより、微細な半導体回路を形成できる。

【０２２８】上記光学系では、単一の電子銃からの電子
線をマルチ開口を通すことによってマルチビームとした
場合について述べたが、電子銃を複数設けたり、電子銃
は１個であるがカソードのエミッション領域を複数個と
することもできる。

【０２２９】図４０は図２５の実施の形態の場合での走
査視野の平面図である。光軸から等距離の円上に視野の
中心を持つ走査視野８００２×４によって、ｙ方向への
ステージスキャン２回を行なうことによって即ち８００
３と８００４の領域のパターン評価を行なう。例えば８
００２の視野のｘ方向寸法が１００μｍだとすると、２
回のステージスキャンによって、８００μｍ幅の領域の
評価が行なえる。ここで円周８００１上の走査視野の中
心の決め方は、θを図のように取ると、２Ｓｉｎθ＝Ｃ
ｏｓθ−Ｓｉｎθを満たすθの値とすればよい。

【０２３０】図４１は図３４の対物レンズ４４０７に関
するシュミレーションモデルである。符号８０２１は光
軸、８０２２は対物レンズ８００７の上部電極で０Ｖ
（ボルト）、８０２３は高電圧が印加される対物レンズ
の中央電極、２４はアース電圧とされる対物レンズの下
部電極であり、試料面２５は、−４０００Ｖとした。８
０２６、８０２７、８０２８は、電極を保持する絶縁物
スペーサを示す。縮小レンズ８００５が作るクロスオー
バの位置を種々変化させるとともに、対物レンズの中央
電極を変化させて、ｚ＝０ｍｍにあるマルチビームの像
を試料面８０２５に合焦させ、そのときに生じる収差を
計算した。

【０２３１】図４２は、上記シミュレーションの結果を
示グラフである。図４２は、変化させたクロスオーバ位
置（ｍｍ）を横軸とし、それに対応して生じた収差の値
を縦軸に示す。中央電極８０２３（図４１）の上面は、
ｚ=１４４ｍｍとした。またマルチビームのｒ位置は５
０μｍ、開口半角は５mradとした。

【０２３２】図４２のグラフにおいて、曲線８０３１は
コマ収差、８０３２は倍率色収差、８０３３は非点収
差、８０３４は軸上色収差、８０３５は像面湾曲、８０
３６は歪、８０３７はボケである。マルチビームが光軸
を中心とする円周上にある場合は、像面湾曲８０３５は
０であるからボケ８０３７は、実質的に倍率色収差８０
３２と軸上色収差８０３４で決る。ここで電子銃のエネ
ルギー幅は５ｅＶとした。クロスオーバ位置を１４０ｍ
ｍとした時、倍率色収差８０３２はほぼ問題ない値に小
さくなっている。即ち、このシミュレーションによれ
ば、前段レンズが作るクロスオーバ位置を、対物レンズ
中央電極位置（１４４ｍｍ）よりも電子銃側に形成する
様にすれば良いことがわかる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の検査装置の主要構成
要素を示す立面図であって、図２の線Ａ−Ａに沿って見
た図である。

【図２】図１に示す検査装置の主要構成要素の平面図
であって、図１の線Ｂ−Ｂに沿って見た図である。

【図３】図１のミニエンバイロメント装置の線Ｃ−Ｃ
に沿に沿う断面図である。

【図４】別の形式のミニエンバイロメント装置の側面
図である。

【図５】図１のローダハウジングを示す図であって、
図１の線Ｄ−Ｄに沿って見た図である。

【図６】ウェーハラックの拡大図であって、Ａは側面
図で、ＢはＡの線Ｅ−Ｅに沿って見た断面図である。

【図７】Ａ及びＢは、それぞれ主ハウジングの支持方
法の第1及び第２の変形例を示す図である。

【図８】図１の検査装置に用いられる本発明の実施の
形態１の電子光学装置の概略構成を示す配置図である。

【図９】図８の電子光学装置の一次光学系に使用され
ているマルチ開口板の開口の位置関係を示す図である。

【図１０】電位印加機構を示す図である。

【図１１】電子ビームキャリブレーション機構を説明
する図であって、Ａは側面図であり、Ｂは平面図であ
る。

【図１２】ウェーハのアライメント制御装置の概略説
明図である。

【図１３】本発明による半導体デバイスの製造方法の
一実施の形態を示すフローチャートである。

【図１４】図１３の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。

【図１５】本発明の実施の形態１の二次電子収集構造
を示す拡大図。

【図１６】本発明の実施の形態１の二次電子検出の様
子を示した図。

【図１７】Ａは、マルチエミッタの側面図、Ｂは平面
図。

【図１８】従来の荷電ビーム装置の真空チャンバ及び
ＸＹステージを示す図であって、Ａは正面図、Ｂは側面
図である。

【図１９】図１８のＸＹステージに使用される排気機
構の概略斜視図である。

【図２０】Ａ及びＢはそれぞれ、本発明の実施の形態
２の荷電ビーム装置の真空チャンバ及びＸＹステージを
示す正面図及び側面図である。

【図２１】本発明の実施の形態３の荷電ビーム装置の
真空チャンバ及びＸＹステージを示す断面図である。

【図２２】本発明の実施の形態４の荷電ビーム装置の
真空チャンバ及びＸＹステージを示す断面図である。

【図２３】本発明の実施の形態５の荷電ビーム装置の
真空チャンバ及びＸＹステージを示す図である。

【図２４】本発明の実施の形態６の荷電ビーム装置の
真空チャンバ及びＸＹステージを示す図である。

【図２５】本発明の第７の実施の形態の光学系及び検
出系を示す概略配置図である。

【図２６】本発明の実施の形態８の欠陥検査装置の概
略構成図である。

【図２７】図２６の欠陥検査装置で取得される複数の
被検査画像及び基準画像の例を示す図である。

【図２８】図２６の欠陥検査装置によるウェーハ検査
のメインルーチンの流れを示すフローチャートである。

【図２９】図２８のフローチャートの複数の被検査画
像データ取得工程（ステップ３３０４）のサブルーチン
の詳細な流れを示すフローチャートである。

【図３０】図２８における比較工程（ステップ３３０
８）のサブルーチンの詳細な流れを示すフローチャート
である。

【図３１】対物レンズの別の実施の形態を示す概略図
である。

【図３２】半導体ウェーハの表面上で部分的に重なり
合いながら互いから位置がずらされた複数の被検査領域
を概念的に示す図である。

【図３３】Ａ及びＢはそれぞれ開口の配置を示す平面
図である。

【図３４】対物レンズに電圧を印加する構造を示す配
置図である。

【図３５】Ａは対物レンズに印加する電圧と二次電子
信号の立上り幅との関係を示すグラフであり、Ｂは二次
電子信号の立上り幅を説明するためのグラフである。

【図３６】Ａはチャージアップの評価場所と評価方法
を説明する図であり、Ｂは信号強度のコントラストを比
較するための図である。

【図３７】本発明の実施の形態９の荷電ビーム装置の
真空チャンバ及びＸＹステージを示す断面図である。

【図３８】図３７の荷電ビーム装置に設けた作動排気
機構の１例を示す図である。

【図３９】図３７の荷電ビーム装置のガスの循環配管
系を示す図である。

【図４０】図２５の電子線装置で用いられる走査視野
の平面図である。

【図４１】本発明の電子線装置の対物レンズのシュミ
レーション用モデルを示す図である。

【図４２】図４１のシュミレーションにおける結果を
示すグラフである。

【図４３】検査の手順を示す検査フロー図である。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１３年１２月１０日（２００１．１２．
１０）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図８

【補正方法】変更

【補正内容】

【図８】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図９

【補正方法】変更

【補正内容】

【図９】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１５】

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１６】

【手続補正５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１７】

【手続補正６】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２５】

【手続補正７】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３１】

【手続補正８】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４０

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４０】

───────────────────────────────────────────────────── 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 37/29 Ｈ０１Ｊ 37/29 Ｈ０１Ｌ 21/66 Ｈ０１Ｌ 21/66 Ｊ (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） 2G001 AA03 BA07 CA03 DA06 EA05 GA06 GA09 HA13 KA03 KA20 LA11 MA05 PA07 QA02 4M106 AA01 BA02 CA39 CA41 DB05 5C033 FF03 FF08 NP06 UU02 UU04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対物レンズを有し、光軸の回りに複数個
の電子線を照射、走査し、試料から放出される二次電子
をＥ×Ｂ分離器で一次ビームから分離した後に複数の二
次電子検出器で検出する電子光学系を備えた電子線装置
であって、真空雰囲気に制御可能なワーキングチャンバ
と、試料を電子線に対して相対移動可能なステージとを
有し、検出した二次電子信号から試料面の画像を形成す
るようになされていることを特徴とする電子線装置。
【請求項２】ワーキングチャンバを有し、光軸から一
定距離以上離れた領域を電磁偏向器を通過する電子線ビ
ームで走査し、ステージ上の試料から放出された二次電
子を対物レンズで加速し、且つ、光軸から離れた位置に
設けた二次電子検出器で検出し、検出した二次電子信号
から試料面の画像を形成するようになされていることを
特徴とする電子線装置。
【請求項３】請求項２の電子線装置において、上記走
査領域は複数領域とし、上記二次電子検出器も複数個設
けられることを特徴とする電子線装置。
【請求項４】請求項１又は２の電子線装置において、
電子線照射は上記対物レンズを通して行われ、上記対物
レンズの回りに差動排気構造を有することを特徴とする
電子線装置。
【請求項５】請求項１又は２の電子線装置において、
上記ステージは静圧軸受けを有し、上記ワーキングチャ
ンバは低真空の真空に保持されていることを特徴とする
電子線装置。
【請求項６】請求項２の装置の電子線装置において、
上記対物レンズは、レンズギャップが試料側に設けられ
た電磁レンズであり、上記電磁レンズと試料間に電圧を
印加可能な円板状電極が設けられていることを特徴とす
る電子線装置。
【請求項７】請求項１又は２の電子線装置において、
試料への合焦条件を求める時、少なくとも３つの対物レ
ンズ励起条件で、パターンエッジに直角にビームを走査
した時の信号の立上りをそれぞれ測定し、それらの３点
の測定結果から二次曲線を求める工程を有することを特
徴とする電子線装置。
【請求項８】請求項１又は２の電子線装置において、
試料上のパターン密度が大きく変化する境界付近の画像
形成を行い、その画像の歪みあるいはコントラストの劣
化から試料の帯電を評価するようになされていることを
特徴とする電子線装置。
【請求項９】請求項３の電子線装置において、上記複
数の走査領域の中心を一軸方向へ投影したときの該中心
どうしの相隣る距離が等距離であることを特徴とする電
子線装置。
【請求項１０】請求項１又は２の電子線装置におい
て、上記対物レンズの電子銃側に２段の偏向器が設けら
れており、試料上を走査する時に偏向色収差が最小にな
るよう偏向中心が決定されていることを特徴とする電子
線装置。
【請求項１１】請求項１又は２の電子線装置におい
て、上記対物レンズの電子銃側にコンデンサレンズが設
けられており、上記コンデンサレンズによる光源像のＺ
方向位置が、コマ収差と非点収差との合計が最小になる
条件にて決定されていることを特徴とする電子線装置。
【請求項１２】請求項１又は２の電子線装置におい
て、上記試料に最も近い電極に与える電圧を、試料面で
放電が生じない電圧か、あるいは、軸上色収差が必要な
値以下となる電圧に切り替え可能となされていることを
特徴とする電子線装置。
【請求項１３】請求項１又は３の電子線装置におい
て、それぞれのビーム又は走査領域の中心が円周上にあ
り、該ビーム又は中心を一軸方向へ投影したときに相隣
るものどうしの距離が等しく、且つ、それぞれのビーム
間距離又は走査領域の中心間距離を絶対値でみたときに
おいて、該距離の最大値が４ヶ所であることを特徴とす
る電子線装置。
【請求項１４】請求項１又は２の電子線装置におい
て、二次電子を収集する構造が、円周上あるいは楕円周
上に設けた、円形あるいは長円形の二次電子通過穴をビ
ーム数だけ有することを特徴とする電子線装置。
【請求項１５】請求項１又は２の電子線装置におい
て、一つのビームの走査幅は、ビームあるいは走査領域
の中心間距離の１／整数であることを特徴とする電子線
装置。
【請求項１６】請求項１ないし１５のいずれかの電子
線装置を用いてプロセス途中のウェーハの評価を行なう
ことを特徴とするデバイス製造方法。