JP2022047193A - 電子ビーム装置および画像取得方法 - Google Patents

Abstract

【課題】微細パターンの検査計測の精度を向上可能な電子ビーム装置および画像取得方法を提供する。【解決手段】実施形態による電子ビーム装置は、前記試料を支持する支持部と、前記支持部に支持される前記試料の下方に配置され、前記試料に対して電圧を印加可能な電極であって、独立して電圧を設定可能な複数の柱状電極を含む当該電極と、前記試料の構造を示す構造情報に基づいて前記試料に生じる電界の分布を補正する補正データを生成し、当該補正データに基づいて前記複数の柱状電極を制御可能な制御部とを備える。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、電子ビーム装置および画像取得方法に関する。

半導体製造工程の一つとしてインプリントリソグラフィ工程が知られている。インプリントリソグラフィ工程では、エッチング対象層の上に形成されたレジスト膜にテンプレートを押し当てることにより、レジスト膜がエッチングマスクへと加工される。インプリントリソグラフィに利用されるテンプレートは、半導体デバイスに形成されるパターンと等倍のパターンを有している。半導体デバイスの微細化に伴ってテンプレートのパターンも微細化されつつある。そのようなテンプレートを半導体デバイスの製造に使用するには、まず、テンプレート上のパターンを検査計測することが求められるが、パターンの微細化により、検査計測等もまた難しくなっている。

特開２０１０－３３７２４号公報

一つの実施形態は、微細パターンの検査計測の精度を向上可能な電子ビーム装置および画像取得方法を提供する。

一つの実施形態によれば、電子ビーム装置が提供される。この電子ビーム装置は、前記試料を支持する支持部と、前記支持部に支持される前記試料の下方に配置され、前記試料に対して電圧を印加可能な電極であって、独立して電圧を設定可能な複数の柱状電極を含む当該電極と、前記試料の構造を示す構造情報に基づいて前記試料に生じる電界の分布を補正する補正データを生成し、当該補正データに基づいて前記複数の柱状電極を制御可能な制御部とを備える。

図１は、実施形態による電子ビーム装置の概略構成を示すブロック図の一例である。 図２（Ａ）は、リターディング電極を模式的に示す上面図であり、図２（Ｂ）は、リターディング電極のピラー電極の上端部を模式的に示す一部斜視図である。 図３は、実施形態による画像取得方法を説明するためのフローチャートである。 図４（Ａ）は、メサ構造情報に基づいて作成したテンプレートの構造を示す模式図であり、図４（Ｂ）は、メサ構造情報を用いて算出された電界補正マップを示す図である。 図５（Ａ）は、実施形態の変形例による電子ビーム装置のリターディング電極を模式的に示す上面図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）中のＬ－Ｌ線に沿った一部断面図である。 図６は、実施形態の変形例による電子ビーム装置を用いて実施し得る画像取得方法を説明するためのフローチャートである。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明の限定的でない例示の実施形態について説明する。添付の全図面中、同一または対応する部材または部品については、同一または対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面は、部材もしくは部品間、または、種々の層の厚さの間の相対比を示すことを目的とせず、したがって、具体的な厚さや寸法は、以下の限定的でない実施形態に照らし、当業者により決定されるべきものである。

図１は、実施形態による電子ビーム装置の概略構成を示すブロック図の一例である。図１に示すように、電子ビーム装置１は、電子顕微鏡２、制御計算機３、構造情報記憶装置４、及び電界補正マップ記憶装置５を備える。

電子顕微鏡２は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）であってよい。電子顕微鏡２は、図示のとおり、鏡筒２１、試料室２２、電子銃制御部２３、レンズ制御部２４、偏向器制御部２５、レンズ制御部２６、電極制御部２７、ステージ制御部２８、信号処理部２９、及び画像生成部３０を有している。

鏡筒２１には、電子銃２１Ｇ、コンデンサレンズ２１Ｌ、偏向器２１Ｄ、対物レンズ２１Ｏ、検出器２１Ｅが設けられている。また、試料室２２内には、少なくともＸＹＺ方向に移動可能なステージ２２Ｓと、ステージ２２Ｓ上に配置され、検査計測対象の試料Ｓを支持する支持ピン２２Ｐと、支持ピン２２Ｐにより支持される試料Ｓと隙間を空けてステージ２２Ｓ上に配置されるリターディング電極２２Ｅと、ステージ２２Ｓを駆動する駆動機構２２Ｄが設けられる。

なお、試料Ｓは、例えばインプリントリソグラフィに利用されるテンプレートである。テンプレートは、図１に示すように、テンプレートをレジスト膜に押し当てるときにレジスト膜に接するメサ部Ｍと、その周囲の基台部Ｂとを有している。メサ部Ｍは基台部Ｂから隆起しており、このため、メサ部Ｍと基台部Ｂとの間でＺ方向に例えば１０～４０μｍ程度の段差が生じている。

制御計算機３は、電子顕微鏡２の電子銃制御部２３、レンズ制御部２４，２６、偏向器制御部２５、電極制御部２７、ステージ制御部２８、信号処理部２９、及び画像生成部３０に接続される。また、制御計算機３には、構造情報記憶装置４および電界補正マップ記憶装置５が接続されている。

さらに、制御計算機３には、記憶装置６、表示装置７、および入力装置８が接続されてよい。記憶装置６は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）や、半導体メモリなどで実現されてよい。記憶装置６は、入力装置８から入力された電子ビーム条件、検査計測対象パターンの種類、検査計測エリアの座標位置、検査や計測のための各種閾値などを制御計算機３から入力し、格納する。また、記憶装置６は、電子顕微鏡２の画像生成部３０により生成された画像信号を、制御計算機３を介して入力し、格納することもできる。

表示装置７は例えば液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイであってよく、制御計算機３からの画像信号に基づき、試料Ｓの表面画像を表示することができる。入力装置８は、例えばキーボードやコンピュータマウスなどであってよく、インターネットやローカルエリアネットワークに制御計算機３を接続するインタフェイス機器をも含んでよい。入力装置８を通して、電子ビーム条件、検査計測対象パターンの種類、検査計測エリアの座標位置、検査や計測のための各種閾値などの情報が制御計算機３へ入力され得る。

また、制御計算機３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含むコンピュータとして実現されてよい。また、制御計算機３は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブルゲートアレイ（ＰＧＡ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を始めとするハードウェアにより実現されてもよい。制御計算機３は、制御プログラムや各種のデータに基づいて電子ビーム装置１を包括的に制御する。具体的には、制御計算機３は、制御プログラムや各種のデータに基づいて種々の制御信号を生成し、生成した制御信号を電子顕微鏡２の電子銃制御部２３、レンズ制御部２４，２６、偏向器制御部２５、電極制御部２７、ステージ制御部２８、信号処理部２９、及び画像生成部３０等へ送信する。プログラムや各種データは、例えばハード・ディスク・ドライブ（ＨＤＤ）や半導体メモリ、サーバなどの非一時的なコンピュータ可読記憶媒体から有線又は無線でダウンロードされ得る。

電子銃制御部２３は鏡筒２１内の電子銃２１Ｇに接続される。電子銃制御部２３は、制御計算機３から制御信号に基づき、電子銃２１Ｇを制御する。具体的には、電子銃制御部２３は、電子銃２１Ｇに電子ビームＥＢ（一次電子ビーム）を所定の期間放出させたり、電子ビームＥＢの強度を調整したりすることができる。

レンズ制御部２４はコンデンサレンズ２１Ｌに接続される。レンズ制御部２４は、制御計算機３からの制御信号に基づき、コンデンサレンズ２１Ｌを制御する。例えば、レンズ制御部２４は、電子銃２１Ｇから放出された電子ビームＥＢをコンデンサレンズ２１Ｌにより集束させることができる。

偏向器制御部２５は偏向器２１Ｄに接続される。偏向器制御部２５は、制御計算機３からの制御信号に基づき、偏向器２１Ｄを制御する。偏向器制御部２５は、偏向器２１Ｄに偏向電界または偏向磁界を生成させて、電子ビームＥＢをＸ方向およびＹ方向に偏向させる。これにより、試料Ｓの表面を電子ビームＥＢが走査する。

レンズ制御部２６は対物レンズ２１Ｏに接続される。レンズ制御部２６は、制御計算機３からの制御信号に基づき、対物レンズ２１Ｏを制御する。具体的には、電子ビームＥＢの焦点位置を調整し、電子ビームＥＢの焦点を表面に合わせる。

電極制御部２７は、リターディング電極２２Ｅに接続される。電極制御部２７は、制御計算機３の指示信号に基づき、リターディング電極２２Ｅを制御する。リターディング電極２２Ｅには、いわゆるリターディング電圧が印加される。リターディング電圧は、試料Ｓに入射する電子を減速するために、ステージ２２Ｓに印加される電圧である。電子を減速させると、試料Ｓの表面での帯電を低減することができ、画像を鮮明にすることができる。リターディング電極２２Ｅの構造や、電極制御部２７によるリターディング電極２２Ｅの制御については後述する。

ステージ制御部２８はステージ２１Ｓの駆動機構２２Ｄに接続される。ステージ制御部２８は、制御計算機３からの制御信号に基づき、ステージ２１ＳをＸ方向およびＹ方向に移動させる。

信号処理部２９は検出器２１Ｅに接続され、検出器２１Ｅからの出力信号を受信する。電子ビームＥＢが試料Ｓに照射されると、試料Ｓの表面から二次電子ＳＥが放出される。この二次電子ＳＥが検出器２１Ｅに入射すると、検出器２１Ｅは二次電子ＳＥの入射数に応じた画素信号を生成する。この画素信号が、出力信号として信号処理部２９に受信される。信号処理部２９は、受信した信号に対し、例えばノイズ低減処理や増幅を始めとする信号処理を行い、処理した信号に対してＡＤ変換を行って、デジタル信号を制御計算機３へ送信する。また、信号処理部２９は、制御計算機３からの制御信号に基づき、検出器２１Ｅを制御することもできる。具体的には、制御計算機３からの制御信号に基づく信号処理部２９の制御により、検出器２１ＥのＯＮ／ＯＦＦや感度などが制御される。

画像生成部３０は信号処理部２９と接続され、信号処理部２９からのデジタル信号を受信する。画像生成部３０は、受信したデジタル信号に対して所定の画像処理を行って、画像信号を生成する。画像信号は、制御計算機３を通して表示装置７へ送信され、試料Ｓの表面の二次電子画像が表示装置７に表示される。また、画像信号は、制御計算機３を通して記憶装置６へ送信され、そこに格納されてもよい。

構造情報記憶装置４は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）や、半導体メモリなどで実現されてよい。構造情報記憶装置４は、制御計算機３を介して、入力装置８から入力された試料Ｓの構造情報を入力し、格納する。構造情報は、例えば、試料Ｓとしてのテンプレートのメサ構造情報でよい。メサ構造情報は、テンプレートの平面形状と高さの情報を含む。すなわち、メサ構造情報はメサ部Ｍの平面形状と高さの情報を含んでいる。メサ構造情報は、例えば、検査計測対象の試料Ｓとしてのテンプレートの表面（レジスト膜に押し当てられる側の面）を区分する複数のグリッドの番号と、その番号と対応付けられる、そのグリッドにおける高さとを含むことができる。また、メサ構造情報は、テンプレートの表面上の座標位置と、その座標位置と対応付けられる、その位置における表面高さとを含んでもよい。

また、メサ構造情報は、テンプレートのメサ構造を設計する際に用いられたＣＡＤデータであってもよいし、測定データであってもよい。さらに、テンプレートを用いて形成されるべきデバイスパターンの設計データであってもよい。この場合、設計データは、チップの外周（例えばカーフ領域）の形状に関するデータを含んでも構わない。そのようなデータを含む設計データが入力装置８から入力された場合、表示装置７に表示されてよく、その表示に基づいて、メサ構造情報へと加工され得る。メサ構造情報は、入力装置８から入力され、構造情報記憶装置４に格納されてよい。

電界補正マップ記憶装置５は、メサ構造情報に基づいて制御計算機３で算出された電界補正マップ（後述）を格納する。

次に、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）を参照しながら、リターディング電極２２Ｅについて説明する。図２（Ａ）は、リターディング電極２２Ｅを模式的に示す上面図であり、図２（Ｂ）は、リターディング電極２２Ｅに含まれるピラー電極を模式的に示す一部斜視図である。

図２（Ａ）に示すように、本実施形態では、リターディング電極２２Ｅは、平板電極部ＦＥ１と、ピラー電極部ＰＥと、平板電極部ＦＥ２とを有している。詳細には、平板電極部ＦＥ１は平面視で矩形形状を有しており、平板電極部ＦＥ１を取り囲むようにピラー電極部ＰＥが配置されている。さらに、ピラー電極部ＰＥを取り囲むように平板電極部ＦＥ２が配置されている。平板電極部ＦＥ１，ＦＥ２は、例えば銅などの金属により形成され、平坦な上面を有している。また、平板電極部ＦＥ１，ＦＥ２は電極制御部２７と電気的に接続されており、電極制御部２７により電圧が印加される。なお、平板電極部ＦＥ１，ＦＥ２には、電極制御部２７の制御により、同一の電圧が印加されてもよいし、異なる電圧が印加されてもよい。

ピラー電極部ＰＥは、検査計測対象の試料Ｓ（具体的にはテンプレート）の寸法に匹敵する寸法を有している。具体的には、ピラー電極部ＰＥは、テンプレートのメサ部Ｍの端部が位置する範囲に対応するように、テンプレートのメサ部Ｍの外周よりも大きい外周と、小さい内周とを有している。なお、メサ部Ｍの外側面は、平坦とは限らず、外側に向かって突出した部分や、内側に向かって窪んだ部分を有している場合がある。この場合、突出した部分や窪んだ部分までもが、ピラー電極部ＰＥの範囲内に収まることが望ましい。

また、ピラー電極部ＰＥは複数のピラー電極Ｐを有している。図２（Ｂ）は、ピラー電極Ｐの上端部（試料Ｓに対面する端部）を模式的に示す一部斜視図である。図２（Ｂ）に示すように、ピラー電極Ｐは、円柱形状を有する円柱体ＰＰと、円柱体ＰＰの外周面を覆う絶縁膜ＰＩとを有している。円柱体ＰＰは、例えば銅などの金属で形成されてよい。円柱体ＰＰには、その下端において不図示の導線が接続されており、この導線によってピラー電極Ｐと電極制御部２７が電気的に接続されている。これにより、ピラー電極Ｐには電極制御部２７から個別に電圧が印加される。また、絶縁膜ＰＩは、隣接する２のピラー電極Ｐの間での電気的な短絡を防止するために設けられる。絶縁膜ＰＩは、例えば樹脂材料で形成されてよい。図示の例では、円柱体ＰＰの外周面の上端側の一部が露出しているが、絶縁膜ＰＩは円柱体ＰＰの外周面の全体を覆うことができる。

なお、ピラー電極Ｐの直径は、例えば１ｍｍ未満であることが望ましい。また、ピラー電極Ｐとして、例えば半導体チップをパッケージに収容する際に半導体チップとパッケージの電極とを電気的に接続する方法の一つであるフリップチップ法に用いられる銅ピラー電極などを利用しても良い。これによれば、ピラー電極Ｐの直径を５０μｍ以下、高さを１００μｍ以上とすることが可能である。ピラー電極Ｐの直径が小さいほど、きめ細かい電界補正が可能となる。

なお、図１において、リターディング電極２２Ｅはステージ２２Ｓ上に配置されるが、ステージ２２Ｓと一体であってもよい。ただし、リターディング電極２２Ｅは、試料Ｓの形状に応じて寸法（特に、ピラー電極部ＰＥの大きさや形状）が変わり得るので、容易に交換できるようにステージ２２Ｓと別個に形成することが望ましい。

次に、実施形態による画像取得方法について説明する。この画像取得方法は、上述の電子ビーム装置１を用いて実施され得る。図３は、本画像取得方法を説明するためのフローチャートである。なお、本方法の対象となる試料Ｓ（テンプレート）が電子ビーム装置１内のステージ２２Ｓに載置されており、電子顕微鏡２の準備が完了しているものとする。

初めに、ステップＳ１にて、構造情報記憶装置４に格納されるテンプレートのメサ構造情報が制御計算機３に読み込まれる。メサ構造情報は、上述のとおり、メサ部の平面形状と高さの情報を含んでいる。次に、ステップＳ２において、読み込んだメサ構造情報を用いて電界補正データが生成される。以下、電界補正データの生成の一例について説明する。

図４（Ａ）は、メサ構造情報により規定される、試料ＳとしてのテンプレートＴＰの構造を示す模式図であり、図４（Ｂ）は、メサ構造情報を用いて算出された電界補正データを電界補正マップとして示す図である。なお、図４（Ａ）では、基台部Ｂ（図１参照）の図示を省略している。また、これに限定されることはないが、本実施形態でのメサ構造情報によれば、メサ部Ｍと基台部の高低差は３０μｍとなっている。なお、テンプレートＴＰは例えば石英ガラスなどの誘電体材料で形成されている。

このようなテンプレートＴＰが、仮に、金属製の平板の上に裏面が接するように載置され、その平板に電圧が印加されたとすると、テンプレートＴＰの表面には、印加電圧と反対の極性を有する電荷が誘起される。このとき、誘起された電荷は、メサ部Ｍのエッジ（または縁、角部）に集中し易い。これは、エッジでは電荷が反発し難い、反発してもエッジから更に遠ざかることができないなどの理由による。すなわち、テンプレートＴＰのようにメサ部Ｍによる段差等があると、誘起された電荷の分布にばらつきが生じ得る。このようなばらつきが生じると、リターディング電圧が均一に印加されず、テンプレートＴＰに入射する電子の均一な減速が阻害されることともなる。

図４（Ｂ）に示す電界補正マップは、そのような電荷分布を補正するために作成される。すなわち、メサ構造情報に基づいて、例えばメサ部Ｍのエッジの位置や高さを求めることにより、電荷分布が推定され、推定結果に基づいて、電荷分布の均一化を可能とする印加電圧の分布を求めることができる。図４（Ｂ）では、印加すべき電圧の分布が、等高線Ｃ１からＣ３で表されている。図示の例は、等高線Ｃ１の内側の領域、等高線Ｃ１とＣ２の間の領域、および等高線Ｃ２とＣ３の間の領域という順に印加電圧を低くすべきことを表している。すなわち、テンプレートＴＰのメサ部Ｍのエッジは、等高線Ｃ２とＣ３の領域に位置すると考えることができ、この領域に印加される電圧を他の領域に比べて低くすることにより、メサ部Ｍのエッジ付近で誘起される電荷を低減でき、よって、テンプレートＴＰの表面における電荷の分布を均一にすることが可能となる。

なお、電界補正マップは、例えば、３次元有限要素法により作成され得る。有限要素法（ＦＥＭ）とは、微分方程式をある境界条件の下で解く数値計算手法の一つで、構造物を要素と呼ばれる小さな多角形の集合で表すので、複雑な形状の構造物に対しても適用可能であり、数値的に微分方程式を与えられた境界条件の下で所定の解を求めることができる。また、所定のシミュレータなどにより電界補正マップを求めてもよい。

再び図３に戻ると、ステップＳ３において、制御計算機３は、電界補正マップに基づいてリターディング電極２２Ｅのピラー電極Ｐを選択し、選択したピラー電極Ｐに印加すべき電圧を求める。制御計算機３は、選択したピラー電極Ｐと、その印加電圧とを含む制御信号を電極制御部２７へ送信する。なお、この制御信号は、例えば平板電極部ＦＥ１，ＦＥ２と非選択のピラー電極Ｐとに印加される基準リターディング電圧と、選択されたピラー電極Ｐに印加されるべき電圧と基準リターディング電圧との差とを含んでよい。

次いで、ステップＳ４にて、電極制御部２７は、リターディング電極２２Ｅにリターディング電圧を印加する。このとき、ピラー電極部ＰＥ内の選択されたピラー電極Ｐには、そのピラー電極Ｐに対して決定された所定の電圧が印加される。これにより、テンプレートＴＰには局所的に異なる電圧が印加される。このため、例えばメサ部Ｍの例えばエッジにおける電荷の集中を相殺することができ、テンプレートＴＰの表面に均一な電界が生成される。

続けて、ステップＳ５において、電子銃制御部２３は、制御計算機３からの制御信号に基づき、電子銃２１Ｇから電子ビームＥＢを放出させる。また、偏向器制御部２５により、電子ビームＥＢがテンプレートＴＰ上で走査され、テンプレートＴＰの表面から放出される二次電子による画像（ＳＥＭ像）が検出器２１Ｅを通して取得される。以上により、一連のプロセスが終了する。

以上説明したように、実施形態による電子ビーム装置および画像取得方法によれば、メサ構造情報に基づいて生成された電界補正マップに従って、リターディング電極の所定のピラー電極が選択され、選択されたピラー電極に所定の電圧が印加されるので、テンプレート表面での電界分布を均一化することが可能となる。したがって、電子ビームがテンプレート表面に均一に入射することができるため、テンプレート表面の形状を正しく反映した画像を取得することが可能となる。

なお、図３を参照しながら画像取得方法を説明したが、図３に示す一連のプロセスは、計測方法や検査方法の一部として実施され得る。例えば、取得された画像中の特定部分について寸法を計測する場合は、その部分の画像を繰り返し取得し、ノイズを減らすことにより、計測精度を向上させることができる。すなわち、ステップＳ５の後に、特定部分の画像を繰り返し取得するステップ、繰り返して取得された画像に基づいてノイズを低減するステップ、ノイズが低減された画像に基づき寸法を計測するステップなどを追加してよい。また、例えば、テンプレートＴＰの欠陥検査などを行う場合には、画像取得を何度も繰り返す必要はない。ただし、画像に基づいて、メサ部Ｍの形状等（エッジの位置等）を求め、メサ構造情報と対比するステップなどを設けてよい。計測方法や検査方法として上述の方法を実施する場合であっても、テンプレート表面の形状を正しく反映した画像が取得され得るため、計測や検査を精度よく行うことが可能となる。

（変形例）
次に、本実施形態の変形例による電子ビーム装置について説明する。変形例による電子ビーム装置は、実施形態による電子ビーム装置１とは、リターディング電極２２Ｅとは異なるリターディング電極を有する点で異なり、他の構成において同一である。以下、相違点を中心に変形例による電子ビーム装置を説明する。

図５（Ａ）は、変形例による電子ビーム装置のリターディング電極を模式的に示す上面図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＬ１－Ｌ１線に沿った一部断面図である。図５（Ａ）に示すように、リターディング電極２２０Ｅは、平面視では、リターディング電極２２Ｅと同一である。しかし、図５（Ｂ）に示すように、リターディング電極２２０Ｅのピラー電極Ｐ０は駆動機構（不図示）により個別に上下動可能である。このため、各ピラー電極Ｐ０と試料Ｓとの間隔が、ピラー電極Ｐ０毎に調整可能である。また、各ピラー電極Ｐ０が上方に移動するときには、支持ピン２２Ｐにより支持される試料Ｓ（テンプレート）の裏面に接してもよい。

なお、各ピラー電極Ｐ０は、ピラー電極Ｐと同様に、例えば金属製の円柱体ＰＰとその周囲の絶縁膜ＰＩを有している。円柱体ＰＰの下端にも不図示の導線が接続されており、この導線によって電極制御部２７と電気的に接続されている。したがって、ピラー電極Ｐ０にも、電極制御部２７により個別に電圧が印加され得る。

上述のように、試料Ｓの裏面とピラー電極Ｐ０と間の距離を調整することができるため、テンプレートＴＰの表面の電界分布をより精度よく調整することが可能となる。

次に、変形例による電子ビーム装置を用いて実施される画像取得方法（検査方法、計測方法）について説明する。図６は、実施形態の変形例による電子ビーム装置を用いて実施し得る画像取得方法を説明するためのフローチャートである。

ステップＳ２１及びＳ２２は、図３のフローチャートにおけるステップＳ１及びＳ２とそれぞれ同じである。すなわち、ステップＳ２１においてメサ構造情報が読み込まれ、ステップＳ２２にて電界補正マップが生成される。次いで、ステップＳ２３において、制御計算機３は、電界補正マップに基づいて、例えばリターディング電極２２０Ｅのピラー電極Ｐ０を選択し、選択したピラー電極Ｐ０に印加すべき電圧と、選択されたピラー電極Ｐ０の移動距離とを求められる。これらの情報を含む制御信号が制御計算機３から電極制御部２７へ送信される。

次に、ステップＳ２４にて、選択されたピラー電極Ｐ０に対して、決定された電圧が印加され、ステップＳ２５にて、選択されたピラー電極Ｐ０が、決定された移動距離だけ移動される。なお、ステップＳ２４とステップＳ２５の順序は逆であってもよいし、同時であってもよい。

続けて、ステップＳ２６において、電子銃制御部２３は、制御計算機３からの制御信号に基づき、電子銃２１Ｇから電子ビームＥＢを放出させる。また、偏向器制御部２５により、電子ビームＥＢがテンプレートＴＰ上で走査され、テンプレートＴＰの表面から放出される二次電子ＳＥによる画像（ＳＥＭ像）が取得される。以上により、一連のプロセスが終了する。

以上説明したように、変形例による電子ビーム装置を用いて実施される画像取得方法（検査方法、計測方法）によれば、メサ構造情報に基づいて作成された電界補正マップに従って、リターディング電極２２０Ｅに電圧を印加する際に、ピラー電極部ＰＥのピラー電極Ｐ０とテンプレートＴＰの裏面との間の距離を調整することができるため、テンプレートＴＰの表面の電界分布をより精度よく調整することが可能となる。

なお、例えば、平板電極部ＦＥ１，ＦＥ２とピラー電極部ＰＥとの全体に等しい電圧を印加しつつ、ピラー電極Ｐ０の上下動により、電界分布を調整してもよい。言い換えると、ステップＳ２３では、選択されたピラー電極Ｐ０に印加すべき電圧が、リターディング電極２２０Ｅの他の部分に印加される電圧と等しいと決定されてもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、上述のリターディング電極２２Ｅ，２２０Ｅにおいては、ピラー電極部ＰＥの内側に平板電極部ＦＥ１が設けられていたが、平板電極部ＦＥ１の代わりに、ピラー電極Ｐ，Ｐ０を設けてもよい。これによれば、例えば３次元構造を有するテンプレートにおいては、メサ部Ｍのエッジだけに限らず、エッジよりも内側における段差等に由来する電界分布のばらつきをも低減することが可能となる。

なお、ピラー電極Ｐ，Ｐ０は、円柱体ＰＰに限らず、四角形や六角形などの角柱体を有していてもよい。この場合であっても、角柱体の周りには絶縁膜ＰＩが設けられる。

１…電子ビーム装置、２…電子顕微鏡、３…制御計算機、４…構造情報記憶装置、５…電界補正マップ記憶装置、２１…鏡筒、２２…試料室、２３…電子銃制御部、２４…レンズ制御部、２５…偏向器制御部、２６…レンズ制御部、２７…電極制御部、２８…ステージ制御部、２９…信号処理部、３０…画像生成部、２２Ｓ…ステージ、２２Ｐ…支持ピン、２２Ｅ，２２０Ｅ…リターディング電極、ＦＥ１，ＦＥ２…平板電極部、ＰＥ…ピラー電極部、Ｐ，Ｐ０…ピラー電極、ＰＰ…円柱体、ＰＩ…絶縁膜。

Claims (10)

1. 試料に電子ビームを照射することにより当該試料の画像を取得可能な電子ビーム装置であって、
   前記試料を支持する支持部と、
   前記支持部に支持される前記試料の下方に配置され、前記試料に対して電圧を印加可能な電極であって、独立して電圧を設定可能な複数の柱状電極を含む当該電極と、
   前記試料の構造を示す構造情報に基づいて前記試料に生じる電界の分布を補正する補正データを生成し、当該補正データに基づいて前記複数の柱状電極を制御可能な制御部と
   を備える電子ビーム装置。
2. 前記試料が、平面部と当該平面部から隆起する隆起部とを有し、
   前記複数の柱状電極は、前記隆起部に対応して設けられる、請求項１に記載の電子ビーム装置。
3. 前記複数の柱状電極の各々が前記試料に対して移動可能である、請求項１又は２に記載の電子ビーム装置。
4. 前記構造情報が、前記試料の平面形状と高さの情報を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
5. 前記複数の柱状電極の各々は、導電材料で形成される柱状体と、当該柱状体の外周面を覆う、絶縁材料からなる膜とを有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の電子ビーム装置。
6. 試料の構造を示す構造情報に基づいて前記試料に生じる電界の分布を補正する補正データを生成し、
   前記補正データに基づいて、前記試料に対して局所的に異なる電圧を印加し、
   当該試料に対して電子を照射することを含む、画像取得方法。
7. 前記構造情報が、前記試料の平面形状と高さの情報を含む、請求項６に記載の画像取得方法。
8. 前記局所的に異なる電圧の印加が、前記試料の下方に配置され、独立して電圧を設定可能な複数の柱状電極により行われる、請求項６又は７に記載の画像取得方法。
9. 前記複数の柱状電極に個別に電圧が印加される、請求項８に記載の画像取得方法。
10. 前記複数の柱状電極と、前記試料との間隔が調整される、請求項８又は９に記載の画像取得方法。

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