特許 6090690 電子線装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6090690

(24)【登録日】2017年2月17日

(45)【発行日】2017年3月8日

(54)【発明の名称】電子線装置

(51)【国際特許分類】

   H01J 37/28 20060101AFI20170227BHJP

   H01J 37/24 20060101ALI20170227BHJP

【ＦＩ】

   H01J37/28 B

   H01J37/24

【請求項の数】3

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-265494(P2012-265494)

(22)【出願日】2012年12月4日

(65)【公開番号】特開2014-110220(P2014-110220A)

(43)【公開日】2014年6月12日

【審査請求日】2015年12月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】390019839

【氏名又は名称】三星電子株式会社

【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100154922

【弁理士】

【氏名又は名称】崔 允辰

(74)【代理人】

【識別番号】100140534

【弁理士】

【氏名又は名称】木内 敬二

(72)【発明者】

【氏名】小川 貴志

(72)【発明者】

【氏名】関谷 晴隆

(72)【発明者】

【氏名】宇佐見 康継

【審査官】 杉田 翠

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第９９／０５０６５１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００２−２９８７７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表平０８−５１０８６４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｄ１８／００−２１／０２

Ｇ０１Ｎ２３／００−２３／２２７

Ｈ０１Ｊ２７／００−２７／２６

３７／００−３７／１８

３７／２１−３７／２９５

Ｈ０１Ｌ２１／６６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

試料表面に電子線を照射する電子線光学系、前記電子線の照射により発生した電子を検出する検出系からなる電子線光学要素を有し、大径部と小径部とが設けられた筒状の外装体を更に有する複数の電子線カラムと、
前記電子線カラム内に配置された前記電子線光学要素にそれぞれ接続する前記電子線カラムの伝達機構が前記小径部に配置され、
前記複数の電子線カラムによって電子線カラム群が構成され、
前記電子線カラム群においては、前記電子線カラム同士の前記大径部が相互に最小限の間隔を保って隣り合うように前記電子線カラムを一列に配列させたカラム列を複数備えるとともに、前記カラム列同士が並列に配置され、かつ少なくとも一部の隣接するカラム列同士が相互にずれた稠密状に配置され、
前記カラム列において前記電子線カラムの小径部によって形成された空隙部に、前記伝達機構が電子線カラム群の外側から挿入され、
前記伝達機構は、高周波の電気信号を前記電子線カラムに導入するものであって、前記電子線カラム群の外周側から前記空隙部を直線状に貫通するように配置された第１伝達機構と、前記電子線カラム群の外周側にある前記電子線カラムに接続される第２伝達機構とから構成され、
前記第１伝達機構及び前記第２伝達機構をそれぞれ流れる高周波信号を補正する補正機構が備えられていることを特徴とする電子線装置。

【請求項2】

試料表面に電子線を照射する電子線光学系、前記電子線の照射により発生した電子を検出する検出系からなる電子線光学要素を有し、大径部と小径部とが設けられた筒状の外装体を更に有する複数の電子線カラムと、
前記電子線カラム内に配置された前記電子線光学要素にそれぞれ接続する前記電子線カラムの伝達機構が前記小径部に配置され、
前記複数の電子線カラムによって電子線カラム群が構成され、
前記電子線カラム群においては、前記電子線カラム同士の前記大径部が相互に最小限の間隔を保って隣り合うように前記電子線カラムを一列に配列させたカラム列を複数備えるとともに、前記カラム列同士が並列に配置され、かつ少なくとも一部の隣接するカラム列同士が相互にずれた稠密状に配置され、
前記カラム列において前記電子線カラムの小径部によって形成された空隙部に、前記伝達機構が電子線カラム群の外側から挿入され、
前記伝達機構が、前記検出系で検出された高周波の電気信号を前記電子線カラム群の外部に伝達するものであって、前記電子線カラム群の外周側から前記空隙部を直線状に貫通するように配置された第１伝達機構と、前記電子線カラム群の外周側にある前記電子線カラムに接続される第２伝達機構とから構成され、
前記第１伝達機構及び前記第２伝達機構をそれぞれ流れる高周波信号を補正する補正機構が備えられていることを特徴とする電子線装置。

【請求項3】

隣接する前記カラム列の前記伝達機構同士が互いに異なる高さに設置されていることを特徴とする請求項１または２記載の電子線装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は電子線装置に関し、詳しくは、半導体等の形成パターン検査に用いることが可能な電子線装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ウェハ（半導体基板）に回路パターンを形成して得られる半導体は、多数のパターン形成工程を繰り返している。パターン形成工程は、例えば、成膜、感光レジスト塗布、感光、現像、エッチング、レジスト除去、洗浄などの工程より構成されている。この各工程において製造条件が最適化されていないと、ウェハ上に形成する回路パターンが正常に形成されない。例えば、成膜工程で異常が発生するとパーティクルが発生し、パーティクルがウェハ表面に付着し、孤立欠陥などが生じる。また、レジスト感光時に焦点や露光時間などの条件が最適でないと、レジストに照射する光の量や強さが多すぎる箇所、足りない箇所が発生し、ショートや断線、パターン細りなどが発生する。

【0003】

また、露光時のマスク、レチクル上に欠陥があると、回路パターンの形状異常が発生しやすい。また、エッチング量が最適化されていない場合やエッチング途中に生成された薄膜やパーティクルにより、ショートや突起、孤立欠陥を始め、開口不良等も発生する。更に、洗浄時には、乾燥時の水切れ条件によりパターン角部等に異常酸化を発生しやすい。従って、ウェハ製造プロセスにおいては、これらの各種要因による回路パターンの形成不良を早期に検出し、当該工程に迅速にフィードバックする必要がある。そのため近年では、これらの欠陥検査装置が重要となっている。

【0004】

従来、こうした超ＬＳＩなどに代表される半導体の製造工程においては、１枚のウェハに同一の回路パターンを有するチップを複数形成している。それぞれの回路パターンの異常を検出する際には、複数のチップどうしの間で、回路パターンの画像を比較する手法がとられている。微細な回路パターンの画像を得る際には、電子線が用いられる。例えば、一般的なウェハの回路パターンを検査する検査装置は、回路パターンに電子線を照射する電子線光学系や、照射した電子線を検出する電子線検出系などを備えた、筒状の電子線カラムと称される部材を備え、この電子線カラムから回路パターンに向けて電子線を照射し、回路パターンから得られる二次電子信号を検出することにより、回路パターンの画像を得る。

【0005】

電子線カラムを利用して回路パターンを比較検査する場合、ウェハ全面に多数形成されたチップ全体を電子線で走査するには、ばく大な時間を要する。このため、従来の回路パターンの検査装置では、電子線カラムを複数配置することにより、ウェハ全面に多数形成されたチップ全体を短時間で検査可能な構成とされている（特許文献１、２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００５−１２１６３５号公報

【特許文献2】特願平１１−１６９６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

従来のような、複数の電子線カラムからなる電子線カラム群をチャンバー内に備えた検査装置においては、例えば、外周側に配された電子線カラムに接続される配線は、容易にチャンバーの外部に引き出すことができる。しかし、電子線カラム群のうち、中心側に配された電子線カラムに接続する配線は、外周側に配された電子線カラムどうしの隙間を通してチャンバーの外部に引き出す必要があった。このため、電子線カラムの配置位置によって、チャンバーの隔壁までの配線長が異なっている。特に電子線カラムを制御するための信号は高周波信号が用いられ、こうした高周波信号は配線を伝搬する高周波信号の反射等により発生する発振や、信号伝達の遅れが信号線の長さに依存することが知られている。このため、電子線カラムの配線長が互いに異なると、各電子線カラムどうしで制御に時間的なばらつきが生じないよう、手間のかかる調整作業が必要であった。

【0008】

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、稠密状に配列した複数の電子線カラムの全てに対して、電子線カラムを操作するため伝達機構の挿入を可能にし、機能性および保守性の向上を可能にした電子線装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために、本発明のいくつかの態様は次のような電子線装置を提供した。すなわち、本発明の電子線装置は、試料表面に電子線を照射する電子線光学系、前記電子線の照射により発生した電子を検出する検出系からなる電子線光学要素を有し、大径部と小径部とが設けられた筒状の外装体を更に有する複数の電子線カラムと、前記電子線カラム内に配置された前記電子線光学要素にそれぞれ接続する前記電子線カラムの伝達機構が前記小径部に配置され、前記複数の電子線カラムによって電子線カラム群が構成され、前記電子線カラム群においては、前記電子線カラム同士の前記大径部が相互に最小限の間隔を保って隣り合うように前記電子線カラムを一列に配列させたカラム列を複数備えるとともに、前記カラム列同士が並列に配置され、かつ少なくとも一部の隣接するカラム列同士が相互にずれた稠密状に配置され、前記カラム列において前記電子線カラムの小径部によって形成された空隙部に、前記伝達機構が電子線カラム群の外側から挿入され、前記伝達機構は、高周波の電気信号を前記電子線カラムに導入するものであって、前記電子線カラム群の外周側から前記空隙部を直線状に貫通するように配置された第１伝達機構と、前記電子線カラム群の外周側にある前記電子線カラムに接続される第２伝達機構とから構成され、前記第１伝達機構及び前記第２伝達機構をそれぞれ流れる高周波信号を補正する補正機構が備えられていることを特徴とする。

【0010】

また、本発明の電子線装置は、試料表面に電子線を照射する電子線光学系、前記電子線の照射により発生した電子を検出する検出系からなる電子線光学要素を有し、大径部と小径部とが設けられた筒状の外装体を更に有する複数の電子線カラムと、前記電子線カラム内に配置された前記電子線光学要素にそれぞれ接続する前記電子線カラムの伝達機構が前記小径部に配置され、前記複数の電子線カラムによって電子線カラム群が構成され、前記電子線カラム群においては、前記電子線カラム同士の前記大径部が相互に最小限の間隔を保って隣り合うように前記電子線カラムを一列に配列させたカラム列を複数備えるとともに、前記カラム列同士が並列に配置され、かつ少なくとも一部の隣接するカラム列同士が相互にずれた稠密状に配置され、前記カラム列において前記電子線カラムの小径部によって形成された空隙部に、前記伝達機構が電子線カラム群の外側から挿入され、前記伝達機構が、前記検出系で検出された高周波の電気信号を前記電子線カラム群の外部に伝達するものであって、前記電子線カラム群の外周側から前記空隙部を直線状に貫通するように配置された第１伝達機構と、前記電子線カラム群の外周側にある前記電子線カラムに接続される第２伝達機構とから構成され、前記第１伝達機構及び前記第２伝達機構をそれぞれ流れる高周波信号を補正する補正機構が備えられていることを特徴とする。

【0014】

隣接する前記カラム列の前記伝達機構同士が互いに異なる高さに設置されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0015】

本発明の電子線装置によれば、電子線カラムに大径部２３と、この大径部よりも直径が小さい小径部とを形成することによって、小径部２４の周囲に空隙部２５が形成される。複数のカラム列を稠密状に配置した際に、伝達機構を外周側に配列された電子線カラムの空隙部を貫通させることで、中心側に配列された電子線カラムにも、直線状に形成された伝達機構を接続することができる。よって、稠密状に配列した複数の電子線カラムの全てに対して、電子線カラムを操作するため伝達機構の挿入を可能にし、機能性および保守性の向上を可能にした電子線装置を提供することを目的とする。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の第一実施形態における電子線装置を示す概要図である。

【図2】電子線カラムの長手方向に沿った断面を示す概略構成図である。

【図3】複数の電子線カラムの配列状態を上から見た時の断面図である。

【図4】複数の電子線カラムの配列状態を側面から見た時の断面図である。

【図5】第二実施形態における複数の電子線カラムの配列状態を側面から見た時の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図面を参照して、本発明に係る電子線装置の一実施形態として、電子線を用いた半導体回路パターンの検査装置について説明する。なお、本実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。

【0018】

（第一実施形態）
図１は、本実施形態における電子線装置の全体構成を示した概要図である。
電子線装置（検査装置）１０は、チャンバーユニット１１と、このチャンバーユニット１１内に収容される複数の電子線カラム２１，２１…と、それぞれの電子線カラム２１に接続される制御電源３１，３１…と、これら制御電源３１に接続されるコンピュータ４１とを備えている。

【0019】

チャンバーユニット１１は、第一チャンバー（ウェハチャンバー）１２、第二チャンバー（中間室チャンバー）１３、および第三チャンバー（電子銃室チャンバー）１４とから構成されている。第一チャンバー１２、第二チャンバー１３，第三チャンバー１４は、互いに異なる真空度に設定可能な独立した空間を成し、かつ、互いに隣接して配されている。第一チャンバー１２、第二チャンバー１３、および第三チャンバー１４は、それぞれ内部を所定の真空度にするための真空ポンプ１５、１６、１７が接続されている。電子線カラム２１，２１…は、これら第一〜第三チャンバー１２、１３，１４を貫通するように配置される。電子線カラム２１の構成は後ほど詳述する。

【0020】

第一チャンバー（ウェハチャンバー）１２には、ウェハ（試料）Ｗを載置するためのステージ１８が配されている。このステージ１８の一面に、被検査物であるウェハ（試料）Ｗが載置される。ステージ１８は、ウェハＷの主面に沿って任意の方向に移動可能に形成され、検査時には、ウェハＷを所定の方向に沿って所定の移動速度で移動させる。

【0021】

制御電源３１，３１…は、それぞれの電子線カラム２１に対して入力されるスキャン電圧を入力する。こうした制御電源３１，３１…は、例えば、１つの電子線カラム２１に対して１つの制御電源３１が一対で割り当てられるように配置されていればよい。制御電源３１，３１…から出力される信号は、例えば、高電圧電流、高周波電流などが挙げられる。また、それぞれの制御電源３１には、補正機構が更に備えられていることが好ましい。この補正機構は、例えば、制御電源３１，３１…から出力される信号、例えば高周波電圧の位相ずれの補正、走査信号の待機時間の補正、フィルターなど制御電流回路の切り替えなどを行う。

【0022】

コンピュータ４１は、それぞれの電子線カラム２１に対する制御命令を入力し、また、ウェハＷに電子線を照射して得られる、配線パターンの形状を反映した二次電子線の出力信号（二次電子線）に基づいて、配線パターンの画像を形成する。そして、複数の配線パターンどうしの画像を比較し、画像どうしで差異があるか否かを検出する。そして、画像どうしの比較で差異がある場合は、回路パターンの形成異常として出力する。

【0023】

図２は、電子線カラムの長手方向に沿った断面を示す概略構成図である。
電子線カラム２１は、外形形状が細長い略筒状の外装体２２を備える。外装体２２は、例えば金属の筒で構成されており、機械的に中心軸が確保された構造である。金属の材質としては、例えば、ステンレス、鉄、リン青銅、アルミ、チタン等で構成される。さらにパーマロイ、ミューメタル等の高透磁率を有する合金製の磁気シールドが追加で施されていることも好ましい。こうした外装体２２には、外装体２２の内部を真空排気するためのガス抜き穴（図示略）が複数設けられている。ガス抜き穴によって、電子線が通過する領域の真空度を高めることができる。

【0024】

外装体２２は、大径部２３と、この大径部２３よりも直径が小さい小径部２４とから構成されている。本実施形態では、外装体２２の長手方向に沿って、３か所の大径部２３ａ，２３ｂ，２３ｃと、２か所の小径部２４ａ，２４ｂとが相互に接続されて１つの外装体２２を構成している。

【0025】

このような外装体２２の外形形状によって、小径部２４の周囲には、空隙部２５が形成される。例えば、大径部２３ａと大径部２３ｂとの間に形成された小径部２４ａの周囲には、空隙部２５ａが形成される。また、大径部２３ｂと大径部２３ｃとの間に形成された小径部２４ｂの周囲には、空隙部２５ｂが形成される。こうした空隙部２５ａ，２５ｂは、例えば、大径部２３ａ，２３ｂ，２３ｃと同じ直径で一様に延びる円筒形部材に対して、それよりも小さい直径を持つ小径部２４ａ，２４ｂの周囲に広がるリング状（ドーナツ状）の空間である。

【0026】

外装体２２を構成する大径部２３ａ，２３ｂ，２３ｃは、直径が例えば３０ｍｍ〜８０ｍｍ程度に形成されている。また、外装体２２を構成する小径部２４ａ，２４ｂは、直径が例えば２０ｍｍ〜６０ｍｍ程度に形成されている。こうした大径部２３ａ，２３ｂ，２３ｃと小径部２４ａ，２４ｂとの直径差は、後述する第一伝達機構の直径と同じか、それよりも大きくなるように設定される。

【0027】

電子線カラム２１の外装体２２内部には、複数の電子線光学要素が収容されている。即ち、外装体の上から順に、電子銃５１、コンデンサレンズ５２、電子線絞り機構５３、光軸調整機構５４、ブランキング電極５５、二次電子線検出器５６、スキャン電極５７、および対物レンズ６９などが、外装体２２の内部に備えられている。このうち、二次電子線検出器５６が検出系を構成し、この検出系を除く電子線光学要素が電子線光学系を構成している。また、スキャン電極５７に向けて、伝達機構５８の一端側が接続される。なお、コンデンサレンズ５２に向けて、電気伝達機構５９が更に接続されていてもよい。さらに、図示されていないが、二次電子線検出器５６に向けて、伝達機構５８が更に接続されていてもよい。

【0028】

伝達機構５８、電気伝達機構５９は、電気的な動作を伴う部材に対して外部から電気信号を伝達し、また、電気的な動作を伴う部材から発せられた電気信号を外部に伝達する伝達機構である。電気信号としては、例えば、高周波の電気信号、高電圧の電気信号が挙げられる。更に、伝達機構５８は、光を外部から伝達し、また、光を外部に伝達する導入機構として、例えば、ライトガイドなどから構成されていてもよい。なお、伝達機構として、機械的な動作を伴う伝達機構であってもよい。

【0029】

電子銃５１は、例えば、ショットキー型、熱電界放出型電子銃が用いられる。こうした電子銃５１に加速電圧を印加することにより、電子線（電子ビーム）Ｅが放出される。コンデンサレンズ５２、電子線絞り機構５３、電子銃５１から放出された電子線Ｅを集光し、所望の電流となるように調節する。
光軸調整機構５４は、ビームの非点補正、光軸上のビーム位置、試料上でのビーム照射位置を調整する。

【0030】

検出系を成す二次電子線検出器５６は、電子線ＥがウェハＷに照射され、回路パターンに応じて放出された二次電子線Ｒを検出し、高電圧、高周波の検出信号（二次電子信号）として出力する。こうした検出信号は、伝達機構５８を介して電子線カラム２１の外部に取り出される。取り出された二次電子線検出器５６の出力信号は、例えば、プリアンプで増幅されＡＤ変換器により回路パターンの画像デジタルデータとなる。こうした画像デジタルデータはコンピュータ４１（図１参照）に入力される。

【0031】

スキャン電極５７（電子線光学要素）は、外部から高周波の制御信号（電気信号）、例えば０〜4００Ｖの高周波電流を導入（印加）することにより、電子線Ｅを偏向させる。スキャン電極５７に任意の制御信号を印加することで電子線Ｅが偏向し、ウェハＷの主面上で任意の方向に沿って電子線Ｅを走査させることができる。こうした高周波の制御信号は、伝達機構５８を介して電子線カラム２１の外部からスキャン電極５７に導入される。対物レンズ６９は、スキャン電極５７によって偏向された電子線ＥをウェハＷの主面上で集束させる。

【0032】

このような構成により、電子銃５１から放出された電子線ＥはウェハＷの主面上を走査され、回路パターンの形状、組成、帯電状況等を反映した二次電子や反射電子である二次電子線Ｒが二次電子線検出器５６（検出系）によって検出される。検出された二次電子線Ｒの検出信号を、例えばプリアンプやＡＤ変換器を介してコンピュータ４１で処理することにより、ウェハＷの主面上に形成された回路パターンの画像を得る。

【0033】

これら電子線光学要素のうち、比較的直径の大きい電子銃５１や、対物レンズ６９は、外装体２２のうち直径の大きい大径部２３ａ，２３ｃにそれぞれ配置される。また、電子線光学要素のうち、比較的直径の小さいコンデンサレンズ５２、電子線絞り機構５３、光軸調整機構５４、ブランキング電極５５は、大径部２３ａ，２３ｂ，２３ｃよりも直径の小さい小径部２４ａに配置される。同様に直径の小さい二次電子線検出器（検出系）５６、スキャン電極５７も、小径部２４ｂに配置される。

【0034】

これら電子線光学要素や、ステージ１８は、チャンバーユニット１１を構成する各チャンバーのうち、それぞれ必要とされる真空度に応じたチャンバーに収容される。即ち、電子線Ｅを放出するために最も高い真空度を必要とする電子銃５１やコンデンサレンズ５２は、内部が最も高い真空度に設定される第三チャンバー（電子銃室チャンバー）１４に配置される。また、電子線絞り機構５３、光軸調整機構５４、ブランキング電極５５は、第三チャンバー１４に次いで真空度の高い第二チャンバー（中間室チャンバー）１３に配置される。そして、二次電子線検出器（検出系）５６、スキャン電極５７、対物レンズ６９、およびウェハＷを載置するステージ１８は、比較的真空度の低い第一チャンバー（ウェハチャンバー）１２に配置される。これによって、全ての電子線光学要素やステージ１８、ウェハＷを電子線Ｅを放出するため必要なレベルの高真空環境にする必要がない。

【0035】

次に、複数の電子線カラムどうしの配列構造に関して説明する。
図３は、複数の電子線カラムの配列状態を上から見た時の断面図である。なお、この図３は、図２における電子線カラムの伝達機構５８の形成位置付近での断面を示している。また、図４は、複数の電子線カラムの配列状態を側面から見た時の断面図である。
電子線装置１０は、複数個の電子線カラム２１、例えばこの実施形態においては合計１８個の電子線カラム２１，２１…を備え、これら１８個の電子線カラム２１から電子線カラム群６１が構成される。

【0036】

電子線カラム群６１においては、電子線カラム２１同士の大径部２３が相互に最小限の間隔を保って隣り合うように、電子線カラム２１を一列に（直線状に）配列させたカラム列６２を複数備えている。これらカラム列６２は、互いに並列に配置されている。例えば、図３に示す本実施形態では、５つの電子線カラム２１からなるカラム列６２ａが２列、４つの電子線カラム２１からなるカラム列６２ｂが２列、それぞれ形成されている。なお、電子線カラム２１同士の大径部２３の最小限の間隔は、例えば、数ミリ程度に設定される。

【0037】

これらカラム列６１のうち、電子線カラム群６１の外周側に配置された２つのカラム列を第２カラム列６２ｂと称する。また、この２つの第２カラム列６２ｂどうしの間の中心側に配置された２つのカラム列を第１カラム列６２ａと称する。そして、隣接して並列している第１カラム列６２ａと第２カラム列６２ｂとは、例えば電子線カラム２１の大径部２３の半径分だけ互いにずれた稠密状に配置（千鳥配列、ハニカム配列）されている。図３に示す本実施形態では、こうした稠密状に配置された第１カラム列６２ａと第２カラム列６２ｂとが、対称に１組づつ形成されている。

【0038】

電子線カラム群６１の外周側にある第２カラム列６２ｂには、電気信号を伝達する伝達機構５８のうち、第２伝達機構５８ｂの一端側が接続されている。第２伝達機構５８ｂの一端側は、第２カラム列６２ｂを構成する電子線カラム２１の小径部２４内に配されたスキャン電極５７に接続され、このスキャン電極５７に高周波信号を伝達する。また、第２伝達機構５８ｂの他端側は、チャンバーユニット１１に形成されたコネクタ６５ｂに接続される。このコネクタ６５ｂは、大気−真空間の気密シールを備え、ここに制御電源３１（図１参照）からの入力信号線６６が接続される。これにより、制御電源３１から出力された高周波信号は、入力信号線６６から伝達機構５８ｂを介して第２カラム列６２ｂにある電子線カラム２１のスキャン電極５７入力され、電子線Ｅを任意の方向に偏向させる。

【0039】

一方、電子線カラム群６１の中央側（内側）にある第１カラム列６２ａには、電気信号を伝達する伝達機構５８のうち、第１伝達機構５８ａの一端側が接続されている。第１伝達機構５８ａは、電子線カラム群６１の外周側から、空隙部２５を直線状に貫通するように配置される。即ち、第２カラム列６２ｂの隣接する電子線カラム２１の間で、小径部２４同士の間に形成される開口状の空隙部２５を通って、中央側に配された第１カラム列６２ａに向けて、第１伝達機構５８ａが外周側から第２カラム列６２ｂを貫通して第１カラム列６２ａに達している。

【0040】

また、第１伝達機構５８ａの他端側は、チャンバーユニット１１に形成されたコネクタ（真空ポート）６５ａに接続される。このコネクタ６５ａは、大気−真空間の気密シールを備え、ここに制御電源３１（図１参照）からの入力信号線６６が接続される。これにより、制御電源３１から出力された高周波信号は、入力信号線６６から伝達機構５８ａを介して第１カラム列６２ａにある電子線カラム２１のスキャン電極５７入力され、電子線Ｅを任意の方向に偏向させる。真空ポンプ１５、１６、１７は、これら伝達機構５８が形成されていない側に配置することが好ましい。

【0041】

以上のような構成の本実施形態の電子線装置における作用、効果を説明する。
本発明の電子線装置１０を構成する電子線カラム２１は、大径部２３と、この大径部２３よりも直径が小さい小径部２４とを形成することによって、大径部２３に挟まれた小径部２４の周囲に、リング状（ドーナツ状）の空間である空隙部２５を形成することができる。例えば、複数のカラム列、即ち第１カラム列６２ａと第２カラム列６２ｂとを稠密状に配置（千鳥配列、ハニカム配列）した際に、外周側に配列された第２カラム列６２ｂの隣接する電子線カラム２１の間で、空隙部２５が第２カラム列６２ｂを貫通する開口として作用する。これにより、第２カラム列６２ｂよりも中心側（内側）に配列された第１カラム列６２ａを構成する各電子線カラム２１に対して、第２カラム列６２ｂの外側から空隙部２５を介して、伝達機構５８を直線状に接続することが可能になる。

【0042】

電子線装置１０では、回路パターンの検査スループットを向上させるため、電子線を高速で走査したり、水平帰還部でのブランキング（ビームのカット）を行う必要がある。これらは電極に電気信号を供給して実施するため、電気信号の伝達機構５８（導入端子、真空室内信号線）を通じて行われる。高周波信号の場合、反射等により発生する発振や、信号伝達の遅れが信号線の長さに依存することが知られている。

【0043】

このため、上述した構成によって、例えば、第１カラム列６２ａを構成する各電子線カラム２１に接続される第一伝達機構５８ａの長さＬ１（図３参照）を一定にすることができる。同様に、第２カラム列６２ｂを構成する各電子線カラム２１に接続される第二伝達機構５８ｂの長さＬ２（図３参照）も一定にすることができる。第一伝達機構５８ａ，５８ａ…どうしの長さ、および第二伝達機構５８ｂ，５８ｂ…どうしの長さを、それぞれ一定にすることによって、すべての電子線カラム２１ごとに電気系パラメーターの調整が不要となり、電子線装置の調整時間を短縮することができる。なお、スキャンの手法は、高速応答といった観点から電極が望ましいが、限定されず、コイルを使用した磁場偏向でも実施可能である。

【0044】

また、電子線装置１０には、電子銃５１、スキャン電極５７、および被測定物であるウェハＷに対して高電圧が印加される。一般に、高電圧を使用する場合、空間では１ｋV当たり０．１ｍｍ程度、絶縁物には１ｋV当たり１ｍｍ程度の距離が必要とされる。このため、上述したような構成の伝達機構５８を採用することによって、カラム列６２に対しても十分な空間を確保することが可能になり、伝達機構５８を介して安定的に高電圧を電子線カラム２１に供給することが可能となる。
さらに、高電圧が印加される導入機構５９や導入端子６５は、長時間の使用により劣化し、放電等の不良が発生しやすい。本件のように直線状に構成することで、装置を解体することなく、外部から交換することが可能となり、保守性が向上した。

【0045】

更に、二次電子線検出器５６（検出系）に対しても、次のような作用、効果がある。電子線装置１０では、回路パターンの検査スループットを向上させるため、電子線を高速で走査すると同時に、試料によって放出された二次電子信号を高速に検出する必要がある。これらは二次電子線検出器５６によって発生した電気信号を例えばプリアンプやＡＤ変換器を含む制御ユニット３１へ供給して実施するため、電気信号の伝達機構５８（導入端子、真空室内信号線）を通じて行われる。高周波信号の場合、反射等により発生する発振や、信号伝達の遅れが信号線の長さに依存することが知られている。

【0046】

このため、上述した構成によって、例えば、第１カラム列６２ａを構成する各電子線カラム２１に接続される第一伝達機構５８ａの長さＬ１（図３参照）を一定にすることができる。同様に、第２カラム列６２ｂを構成する各電子線カラム２１に接続される第二伝達機構５８ｂの長さＬ２（図３参照）も一定にすることができる。第一伝達機構５８ａ，５８ａ…どうしの長さ、および第二伝達機構５８ｂ，５８ｂ…どうしの長さを、それぞれ一定にすることによって、すべての電子線カラム２１ごとに電気系パラメーターの調整が不要となり、電子線装置の調整時間を短縮することができる。

【0047】

また、電子線カラム２１の外装体２２を金属の筒で構成し、更に磁気シールドを施すことによって、伝達機構５８が電子線カラム２１どうしの間の空隙部２５を貫通しても、両隣りに配された電子線カラム２１内の電子線に影響を与えることがない。また、高圧や高速の電気信号を導入した場合、誘導された電場や電磁場により電子線を予期せぬ方向に偏向させてしまう懸念もある。電子線カラム２１を金属によって構成することで、これらの影響を低減し、高精度に回路パターンの検査を行うことが可能になる。

【0048】

（第二実施形態）
図５は、第二実施形態における複数の電子線カラムの配列状態を側面から見た時の断面図である。本実施形態の電子線装置７０では、大径部７１と小径部７２とが接続されてなる外装体７３を備えた電子線カラム７４において、小径部７２に伝達機構７５が接続される。伝達機構７５は、電子線カラム７４内に備えられた電子線光学要素に対して、例えば、電気信号の入出力を行う。

【0049】

稠密状に配列された２つのカラム列７６ａ，７６ｂのうち、中心側に配されたカラム列７６ａに対して接続される第一伝達機構７５ａは、小径部７２の周囲に形成される空隙部７７を直線状に貫通するように配置されている。そして、この第一伝達機構７５ａと、外周側に配されたカラム列７６ｂに対して接続される第二伝達機構７５ｂとは、異なる高さに複数設置されている。即ち、電子線カラム７４の長手方向に沿った高さが互いに異なる位置に、第一伝達機構７５ａと第二伝達機構７５ｂとが、千鳥配列されている。

【0050】

この実施形態のように、複数の伝達機構７５、例えば第一伝達機構７５ａと第二伝達機構７５ｂと異なる高さに複数設置する構成の場合、チャンバーユニット７９に形成されたコネクタ（真空ポート）近傍において、伝達機構７５の半径が空隙部７７の幅よりも大きく広がった拡径部７５ｗが形成されていても、隣接する伝達機構７５どうしで干渉することなく配置できる。そして、電子線装置７０の調整作業等で電子線カラム７４にアクセスする場合においても、伝達機構７５どうしのスペースが広がり、より保守等作業性を向上させることができる。

【符号の説明】

【0051】

１０…電子線装置、２１…電子線カラム、２２…外装体、２３…大径部、２４…小径部、２５…空隙部、５８…伝達機構、６１…電子線カラム群、６２…カラム列。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】