JP2004022235A

JP2004022235A - Electron gun and method for manufacturing semiconductor device using electron beam apparatus having electron gun

Info

Publication number: JP2004022235A
Application number: JP2002172681A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Nakasuji; 中筋　護; Takao Kato; 加藤　隆男; Toru Satake; 佐竹　徹; Shinji Nomichi; 野路　伸治
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 2002-06-13
Filing date: 2002-06-13
Publication date: 2004-01-22

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enable an electron beam of high luminance to be emitted from a Langmuir limit. <P>SOLUTION: A cathode 1 of an electron gun 10 is formed by forming a tip of an LaB<SB>6</SB>prism in a 90° conical shape, and polishing the tip in a spherical state. A surface of Wehnelt 2 is aligned to a sample side from the tip of the cathode 1. An anode 4 is grounded, and a high negative voltage is applied to the cathode 1. A leading electrode 3 for drawing the electron beam is provided between the anode 4 and the Wehnelt 2, and a negative voltage between a cathode voltage and an anode voltage is applied to the electrode 3. An applied voltage to the leading electrode 3 is regulated so that the luminance of the electron beam becomes maximum. An influence of charging of insulating spacers 8, 9 to the electrons emitted from the cathode 1 is reduced by shielding plates 5 to 7. Thus, when the electron gun 10 is operated in a space charge limiting region, a shot noise can be reduced to the case of a temperature limiting condition or lower. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、最小線幅０．１μｍ以下のパターンを有する半導体ウエハ等の試料の評価を高スループットで行う電子線装置に関し、さらにまた、その電子線装置を用いて半導体デバイスの製造を行う方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子銃から放出される電子線の輝度には、ラングミュア・リミット（Ｌａｎｇｍｕｉｒ　ｌｉｍｉｔ）と呼ばれる最高値が存在し、さらに高い輝度を得るためには、電子銃のカソード温度を上げることにより、該ラングミュア・リミット値を増大させる必要があると考えられていた。
しかしながら、上記のようなラングミュア・リミットに関する理論は、電子銃を単一の無収差レンズと仮定した場合の理論であり、空間電荷効果による凹レンズが光軸上に無数に分布している現実の電子銃の場合に、該理論を適用できるかどうか不明である。
さらに、ラングミュア・リミットは、無収差の場合の場合に生じる最高値であるにもかかわらず、収差がある現実の電子銃では、ラングミュア・リミットの９倍もの輝度が実測されている。したがって、ラングミュア・リミットの理論は、収差のある電子銃の場合には必ずしも適用できるものではない。
【０００３】
本発明は、上記した従来の技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ラングミュア・リミットよりはるかに大きい輝度の電子線を放出することができる、電子線装置用の電子銃を提供することである。
本発明はまた、このような電子銃を備えた電子線装置を用いて半導体デバイスの欠陥検査等の評価を高スループットで行うことができる半導体デバイス製造方法を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明に係る、電子線装置に具備される電子銃においては、
先端が球状のカソードと、
ウェーネルトと、
アノードと、
引き出し電極と
を有し、ラングミュア・リミットより大きい輝度の電子線が得られることを特徴としている。
【０００５】
上記した本発明に係る電子銃において、好適には、ラングミュア・リミットより大きい輝度が得られる電子銃電流が５００μＡ以下であるよう構成されている。該電子銃はまた、引き出し電極の位置又は電圧を調整する手段を備えていることが好ましい。さらに、好適には、引き出し電極の光軸方向の厚さが、ウェーネルトと引き出し電極のカソード側面との間の距離、又は、引き出し電極とアノードとの間の距離より大きく設定されている。
【０００６】
本発明はまた、半導体デバイスを製造する方法を提供し、該方法は、上記した本発明に係る電子銃を備えた電子線装置を用いて、プロセス途中又は完了後のウエハを評価するステップを備えていることを特徴としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明は、電子銃電流による空間電荷が形成する凹レンズ作用による負の色収差又は負の球面収差が、電子銃が本来持っている球面収差又は色収差を一部打ち消すことができるようにすることにより、電子銃からの電子の高輝度化を計ることを特徴としている。以下に、図面を参照して詳細に説明する。
【０００８】
図１は、本発明の一実施の形態の電子線装置の電子銃１０の詳細説明図である。図１において、１はカソード、２はウェーネルト、３は引き出し電極、４はアノード、５〜７はシールド板、８及び９は絶縁スペーサである。これらにより、電子銃１０が構成されている。また、２０は電子光学鏡筒である。
カソード１は、０．５ｍｍ角のＬａＢ_６角柱の先端部を９０°の円錐角の円錐形状に形成し、さらにその円錐形状の先端を３０μｍφ（直径）の球状に研磨することによって形成されている。ウェーネルト２は１．６ｍｍφの穴を有し、カソード１の先端より０．３μｍだけ試料よりの位置に、ウェーネルト２の表面が位置合わせされている。
【０００９】
アノード４は接地され、カソード１には負の高電圧が印加される。また、電子線を引き出すための引き出し電極３が、アノード４のカソード側に設けられており、該引き出し電極３には、カソード電圧とアノード電圧との間の負の電圧が印加される。引き出し電極３への印加電圧は、電子銃１０から放出される電子線の輝度を測定しつつ、その輝度が最大となるように調整することが好ましく、そのため、独立して調整可能な電源から供給されることが好ましい。
【００１０】
シールド板５〜７は、絶縁スペーサ８、９の帯電の影響がカソード１から放出される電子に及ばないようにするためのものであり、これらのシールド板を設けたことにより、この電子銃１０を空間電荷制限領域で動作させたとき、ショット雑音を本来の値、即ち、温度制限条件の場合のΓ倍（０．１＜Γ＜１．０）に減少することができる。すなわち、
ショット雑音量ｉ_ｎ＝Γ（２ｅＩ_ｅΔｆ）^１／２
ただし、（２ｅＩ_ｅΔｆ）^１／２は、温度制限条件の場合の雑音量
【００１１】
本発明者は、図１に示した電子銃１０を用いてシミュレーション・テストを行い、輝度−電子銃電流の特性（電子銃電流依存特性）を計算した。このテストにおいては、電子銃１０のカソード電圧を２０ｋＶとし、また、引き出し電極３を設けない場合と設けた場合との両方について、電子銃電流を変更しつつ、輝度計算を行った。
その結果、引き出し電極３を設けない場合、電子銃電流が約１．５５ｍＡと大きいときに輝度が最大となった。輝度は、ラングミュア・リミットよりはるかに大きくなったが、高輝度が得られたときの電子銃電流が比較的大きい結果となった。電子銃電流が１ｍＡを超えると電源の負担が大きくなり、発熱が大きくなる等の問題が生じるので、引き出し電極３を設けない場合は、これらの対策を立てる必要がある。
【００１２】
シミュレーション・テストにおいては、引出し電極３を設けた場合、高輝度が得られたときの電子銃電流が約７５０μＡとなり、引き出し電極３を設けない場合の電子銃電流の半分以下であった。また、カソード電流密度も小さく、カソードを構成するＬａＢ_６の寿命を大きくした状態で電子線装置を動作させることができる。これはウェーネルト２と引き出し電極３との間のポテンシャルが低いため、この領域でのビームエネルギーが低く、空間電荷効果が大きいためである。このような高輝度が得られる条件が、空間電荷効果による凹レンズ作用による負の球面収差が電子銃本来の正の球面収差と補正し合う条件であると言うことができるので、小さい電子銃電流でも必要な負の球面収差を生み出せると推定することができる。
【００１３】
また、図１に示したように、電子銃１０の引き出し電極３の光軸方向の厚みＬ１を、ウェーネルト２と引き出し電極３のカソード側面との間の距離Ｌ２より大きくすると、低いビームエネルギーで引き出し電極３のアノード側面までビームは走行するので、空間電荷効果により凹レンズ作用が大きく、大きい負の収差が得られ、したがって、小さい電子銃電流で超高輝度が得られることがシュミレーションにより得られた。
引き出し電極３の厚みＬ１を、この引き出し電極３のアノード側面とアノードとの間の距離Ｌ３より大きくしても、上記と同様の効果が得られる。
【００１４】
図２は、上記したシミュレーション・テストと同様な条件（ただし、カソード電圧を−３０ｋＶにした）で行ったシミュレーションの結果を示したグラフである。グラフ３１は引き出し電極３を設けない場合のシミュレーション結果を、グラフ３２は引き出し電極３を設けた場合のシミュレーション結果を示している。また、グラフ３３は引き出し電極３の厚みＬ１を厚くした場合のシミュレーション結果を示し、グラフ３４は該厚みＬ１をさらに厚くした場合のシミュレーション結果を示している。グラフ３１〜３３から明らかなように、いずれの場合も、グラフ３５で示したラングミュア・リミットを遥に超える輝度が電子銃から放射されることが分かる。また、グラフ３４の場合、電子銃電流が約２８０μＡでラングミュア・リミットを超えている。
なお、電子銃電流が５００μＡ以下で必要な高輝度が得られれば、一般には実用上問題がないので、上記したシミュレーションの結果は、ＬａＢ_６カソードを用いても、十分の実用可能な電子銃を提供できることを示している。
【００１５】
以下、本発明に係る半導体デバイスの製造方法の実施形態の一例を説明する。
図３は、本発明の半導体デバイスの製造方法の一例を示すフロチャートであ
る。この例の製造プロセスは、以下の各主工程を含む。
▲１▼ウエハを製造するウエハ製造工程（又は、ウエハを準備するウエハ準備工程）Ｓ１
▲２▼露光に使用するマスクを製作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）Ｓ２
▲３▼ウエハに必要な加工処理を行うウエハ・プロセッシング工程Ｓ３
▲４▼ウエ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Ｓ４
▲５▼できたチップを検査するチップ検査工程Ｓ５
【００１６】
それぞれの主工程Ｓ１〜Ｓ５は、いくつかのサブ工程からなっている。これらの主工程の中で、半導体デバイスの性能に決定的な影響を及ぼす主工程がウエハ・プロセッシング工程Ｓ３である。この工程Ｓ３では、設計された回路パターンをウエハ上に順次積層し、メモリやＭＰＵとして動作するチップを多数形成する。このウエハ・プロセッシング工程は、以下のサブ工程を含む。
▲１▼絶縁層となる誘電体薄膜や配線部、ある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）
▲２▼この薄膜層やウエハ基板を酸化する酸化工程
▲３▼薄膜層やウエハ基板等を選択的に加エするためのマスク（レチクル）を用いてレジストのパターンを形成するリソグラフィ工程
▲４▼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）
▲５▼イオン・不純物注入拡散工程
▲６▼レジスト剥離工程
▲７▼さらに加エされたウエハを検査する検査工程
ウエハ・プロセツシング工程中のサブ工程は、必要な層数だけ繰り返し行われ、設計通りに動作する半導体デバイスを製造する。
【００１７】
図４は、図３のウエハ・プロセッシング工程の中核をなすりソグラフィ工程を示すフロチャートである。このリソグラフィ工程は、以下の工程を含む。
▲１▼前段の工程で回路パターンが形成されたウエハ上にレジストをコートするレジスト塗布工程Ｓ２１
▲２▼レジストを露光する露光工程Ｓ２２
▲３▼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Ｓ２３
▲４▼現像されたレジストパターンを安定化させるためのアニール工程Ｓ２４
【００１８】
上記した本発明に係る電子銃を備えた電子線装置を、上記チップ検査工程Ｓ７及びウエハ・プロセッシング工程Ｓ３中の検査工程に用いると、微細なパターンを有する半導体デバイスであっても、高スループットで検査を行うことができるので、全数検査が可能となり、製品の歩留向上、欠陥製品の出荷防止が可能となる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明は上記したように構成され、以下のような作用効果を奏することができる。
ＬａＢ_６カソードを用いた電子銃で、ラングミュア・リミットより遥に大きい輝度が比較的小さい電子銃電流で得られる。
電子銃電流が小さくても高輝度が得られるため、電源の容量が小さくてよく、よって、ビームによる発熱が小さく、安全に動作できる。
カソード曲率が３０μｍＲと大きいのでカソード電流密度が小さく、また、低い温度で動作できるため、カソード寿命を長くできる。
電子銃は空間電荷制限条件で動作しているのでショット雑音が小さく、したがって、高速走査を行ってもＳ／Ｎ比の良好な画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電子銃の一実施例を示す概略説明図である。
【図２】本発明に係る電子銃における、輝度の電子銃電流依存特性をシュミレーションした結果を示すグラフである。
【図３】本発明に係る半導体デバイスの製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図４】図３に示した半導体デバイスの製造方法の内のリソグラフィ工程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１・・カソード　　２・・ウェーネルト　　３・・引き出し電極
４・・アノード　　５〜７・・シールド板　　８、９・・絶縁スペーサ
１０・・電子銃　　２０・・電子光学鏡筒[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electron beam apparatus for evaluating a sample such as a semiconductor wafer having a pattern with a minimum line width of 0.1 μm or less at a high throughput, and further relates to a method of manufacturing a semiconductor device using the electron beam apparatus. .
[0002]
[Prior art]
Conventionally, the brightness of an electron beam emitted from an electron gun has a maximum value called a Langmuir limit. In order to obtain a higher brightness, the cathode temperature of the electron gun is increased to increase the brightness. It was thought that the Langmuir limit needed to be increased.
However, the theory regarding the Langmuir limit as described above is based on the assumption that the electron gun is a single stigmatic lens, and the actual electron in which concave lenses due to the space charge effect are innumerably distributed on the optical axis. It is unclear whether the theory can be applied in the case of guns.
Furthermore, although the Langmuir limit is the highest value that occurs in the case of no aberration, in an actual electron gun having an aberration, luminance as much as nine times the Langmuir limit is actually measured. Therefore, the theory of the Langmuir limit is not always applicable to an electron gun having an aberration.
[0003]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the conventional technology, and has as its object to provide an electron gun for an electron beam device that can emit an electron beam having a luminance much larger than the Langmuir limit. It is to provide.
Another object of the present invention is to provide a semiconductor device manufacturing method capable of performing a high-throughput evaluation such as a defect inspection of a semiconductor device using an electron beam apparatus having such an electron gun.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, in an electron gun provided in an electron beam device,
A cathode with a spherical tip,
With Wehnelt,
An anode,
An extraction electrode is provided, and an electron beam having a luminance higher than the Langmuir limit can be obtained.
[0005]
In the above-described electron gun according to the present invention, it is preferable that the electron gun current for obtaining a luminance larger than the Langmuir limit is 500 μA or less. Preferably, the electron gun further comprises a means for adjusting the position or voltage of the extraction electrode. Further, preferably, the thickness of the extraction electrode in the optical axis direction is set to be larger than the distance between Wehnelt and the cathode side surface of the extraction electrode or the distance between the extraction electrode and the anode.
[0006]
The present invention also provides a method for manufacturing a semiconductor device, the method comprising the step of evaluating a wafer during or after a process using an electron beam apparatus equipped with the above-described electron gun according to the present invention. It is characterized by having.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present invention provides a negative chromatic aberration or a negative spherical aberration due to a concave lens action formed by a space charge caused by an electron gun current, by partially canceling a spherical aberration or a chromatic aberration inherent to an electron gun. It is characterized by increasing the brightness of electrons from an electron gun. The details will be described below with reference to the drawings.
[0008]
FIG. 1 is a detailed explanatory view of an electron gun 10 of an electron beam apparatus according to one embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a cathode, 2 is Wehnelt, 3 is a lead electrode, 4 is an anode, 5 to 7 are shield plates, and 8 and 9 are insulating spacers. These constitute an electron gun 10. Reference numeral 20 denotes an electron optical column.
The cathode 1, the distal end portion of the LaB ₆ prismatic 0.5mm angle formed in a conical shape of the cone angle of 90 °, are formed by further polishing the tip of the conical shape to a spherical 30Myuemufai (diameter) . The Wehnelt 2 has a hole of 1.6 mmφ, and the surface of the Wehnelt 2 is positioned at a position 0.3 μm from the tip of the cathode 1 from the sample.
[0009]
The anode 4 is grounded, and a high negative voltage is applied to the cathode 1. An extraction electrode 3 for extracting an electron beam is provided on the cathode side of the anode 4, and a negative voltage between the cathode voltage and the anode voltage is applied to the extraction electrode 3. The voltage applied to the extraction electrode 3 is preferably adjusted so that the brightness of the electron beam emitted from the electron gun 10 is maximized while measuring the brightness of the electron beam. Preferably.
[0010]
The shield plates 5 to 7 prevent the influence of the charging of the insulating spacers 8 and 9 from affecting the electrons emitted from the cathode 1. By providing these shield plates, the electron gun 10 is provided. Is operated in the space charge limited region, the shot noise can be reduced to the original value, that is, Γ times (0.1 <Γ <1.0) in the case of the temperature limited condition. That is,
Shot noise amount i _n = Γ (2eI _e Δf) ^1/2
Here, (2eI _e Δf) ^1/2 is the amount of noise in the case of the temperature limit condition.
The inventor performed a simulation test using the electron gun 10 shown in FIG. 1, and calculated the luminance-electron gun current characteristics (electron gun current-dependent characteristics). In this test, the cathode voltage of the electron gun 10 was set to 20 kV, and the brightness was calculated while changing the electron gun current both in the case where the extraction electrode 3 was not provided and in the case where the extraction electrode 3 was provided.
As a result, when the extraction electrode 3 was not provided, the brightness became maximum when the electron gun current was as large as about 1.55 mA. The brightness was much higher than the Langmuir limit, but the electron gun current was relatively high when high brightness was obtained. If the electron gun current exceeds 1 mA, the load on the power supply increases, causing problems such as increased heat generation. Therefore, when the extraction electrode 3 is not provided, it is necessary to take these measures.
[0012]
In the simulation test, when the extraction electrode 3 was provided, the electron gun current when high luminance was obtained was about 750 μA, which was less than half of the electron gun current when the extraction electrode 3 was not provided. Further, the electron beam device can be operated in a state where the cathode current density is small and the life of LaB ₆ forming the cathode is extended. This is because the potential between the Wehnelt 2 and the extraction electrode 3 is low, the beam energy in this region is low, and the space charge effect is large. It can be said that the condition under which such high luminance is obtained is a condition under which negative spherical aberration due to the concave lens effect due to the space charge effect is corrected with the original positive spherical aberration of the electron gun. It can be assumed that the required negative spherical aberration can be produced.
[0013]
When the thickness L1 of the extraction electrode 3 of the electron gun 10 in the optical axis direction is larger than the distance L2 between the Wehnelt 2 and the cathode side surface of the extraction electrode 3, as shown in FIG. Since the beam travels to the anode side surface of the electrode 3, the effect of the concave lens is large due to the space charge effect, and a large negative aberration is obtained. Therefore, it has been obtained by simulation that ultra-high brightness can be obtained with a small electron gun current.
Even if the thickness L1 of the extraction electrode 3 is larger than the distance L3 between the anode side surface of the extraction electrode 3 and the anode, the same effect as described above can be obtained.
[0014]
FIG. 2 is a graph showing the results of a simulation performed under the same conditions as the above-described simulation test (however, the cathode voltage was set to −30 kV). A graph 31 shows a simulation result when the extraction electrode 3 is not provided, and a graph 32 shows a simulation result when the extraction electrode 3 is provided. Further, a graph 33 shows a simulation result when the thickness L1 of the extraction electrode 3 is increased, and a graph 34 shows a simulation result when the thickness L1 is further increased. As is clear from the graphs 31 to 33, in any case, the luminance far exceeding the Langmuir limit shown in the graph 35 is emitted from the electron gun. In the case of the graph 34, the electron gun current is about 280 μA, which exceeds the Langmuir limit.
In general, if the required high luminance is obtained at an electron gun current of 500 μA or less, there is generally no practical problem. Therefore, the above simulation results show that a sufficiently practical electron gun can be used even with the LaB ₆ cathode. It can be provided.
[0015]
Hereinafter, an example of an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described.
FIG. 3 is a flowchart showing an example of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention. The manufacturing process of this example includes the following main steps.
(1) Wafer manufacturing process for manufacturing a wafer (or wafer preparation process for preparing a wafer) S1
{Circle around (2)} A mask manufacturing process for manufacturing a mask used for exposure (or a mask preparing process for preparing a mask) S2
(3) Wafer processing step S3 for performing necessary processing on the wafer
(4) Chip assembling step S4 for cutting out chips formed on the wafer one by one and making them operable
(5) Chip inspection step S5 for inspecting the formed chip
[0016]
Each of the main processes S1 to S5 includes several sub-processes. Among these main steps, the main step that has a decisive effect on the performance of the semiconductor device is the wafer processing step S3. In this step S3, designed circuit patterns are sequentially stacked on a wafer, and a number of chips that operate as memories and MPUs are formed. This wafer processing step includes the following sub-steps.
{Circle around (1)} A thin film forming step of forming a dielectric thin film or wiring portion serving as an insulating layer or a metal thin film forming an electrode portion (using CVD, sputtering, or the like)
(2) an oxidation step of oxidizing the thin film layer or the wafer substrate; (3) a lithography step of forming a resist pattern using a mask (reticle) for selectively processing the thin film layer or the wafer substrate; An etching process for processing a thin film layer or a substrate according to a resist pattern (for example, using a dry etching technique)
(5) Ion / impurity implantation / diffusion step (6) Resist stripping step (7) Inspection step for inspecting further processed wafers Sub-steps in the wafer processing step are repeatedly performed for the required number of layers, and as designed. To manufacture a semiconductor device that operates.
[0017]
FIG. 4 is a flowchart showing a lithography process which forms the core of the wafer processing process shown in FIG. This lithography step includes the following steps.
(1) A resist coating step S21 for coating a resist on a wafer on which a circuit pattern has been formed in the previous step
(2) Exposure step S22 for exposing the resist
{Circle around (3)} Development step S23 of developing the exposed resist to obtain a resist pattern
(4) Annealing step S24 for stabilizing the developed resist pattern
[0018]
When the electron beam apparatus equipped with the above-described electron gun according to the present invention is used in the inspection step in the chip inspection step S7 and the wafer processing step S3, even a semiconductor device having a fine pattern has high throughput. Since the inspection can be performed, 100% inspection can be performed, thereby improving the yield of products and preventing the shipment of defective products.
[0019]
【The invention's effect】
The present invention is configured as described above, and has the following effects.
An electron gun using a LaB ₆ cathode, greater brightness far from Langmuir limit is obtained with a relatively small electron gun current.
Since high brightness can be obtained even when the electron gun current is small, the capacity of the power supply may be small, so that the heat generated by the beam is small and the operation can be performed safely.
Since the cathode curvature is as large as 30 μmR, the cathode current density is small, and the cathode can be operated at a low temperature, so that the cathode life can be extended.
Since the electron gun operates under the space charge limiting condition, shot noise is small, and therefore, an image with a good S / N ratio can be obtained even when high-speed scanning is performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic explanatory view showing one embodiment of an electron gun according to the present invention.
FIG. 2 is a graph showing a result of simulating the electron gun current dependence of luminance in the electron gun according to the present invention.
FIG. 3 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
4 is a flowchart showing a lithography step in the method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 3;
[Explanation of symbols]
1. Cathode 2. Wehnelt 3. Extraction electrode 4. Anodes 5-7 Shield plate 8, 9 Insulating spacer 10 Electron gun 20 Electron optical column

Claims

電子線装置に具備される電子銃であって、
先端が球状のカソードと、
ウェーネルトと、
アノードと、
引き出し電極と
を有し、ラングミュア・リミットより大きい輝度の電子線が得られることを特徴とする電子銃。An electron gun included in an electron beam device,
A cathode with a spherical tip,
With Wehnelt,
An anode,
An electron gun having an extraction electrode and capable of obtaining an electron beam having a luminance higher than the Langmuir limit.

請求項１記載の電子銃において、ラングミュア・リミットより大きい輝度が得られる電子銃電流が５００μＡ以下であるよう構成されていることを特徴とする電子銃。2. The electron gun according to claim 1, wherein an electron gun current which can obtain a luminance higher than the Langmuir limit is 500 μA or less.

請求項１又は２記載の電子銃において、該電子銃はさらに、引き出し電極の位置又は電圧を調整する手段を備えていることを特徴とする電子線装置。3. An electron beam apparatus according to claim 1, wherein said electron gun further comprises means for adjusting the position or voltage of the extraction electrode.

請求項１〜３いずれかに記載の電子銃において、引き出し電極の光軸方向の厚さを、ウェーネルトと引き出し電極のカソード側面との間の距離、又は、引き出し電極とアノードとの間の距離より大きくしたことを特徴とする電子銃。The electron gun according to any one of claims 1 to 3, wherein the thickness of the extraction electrode in the optical axis direction is determined by a distance between Wehnelt and a cathode side surface of the extraction electrode, or a distance between the extraction electrode and the anode. An electron gun characterized by being enlarged.

半導体デバイスを製造する方法であって、請求項１〜４のいずれかに記載の電子銃を備えた電子線装置を用いて、プロセス途中又は完了後のウエハを評価するステップを備えていることを特徴とする方法。A method for manufacturing a semiconductor device, comprising a step of evaluating a wafer during or after a process using an electron beam apparatus equipped with an electron gun according to any one of claims 1 to 4. Features method.