(57)【要約】【課題】本発明は、ホールパターンに代表されるアスペクト比の大きいパターンに対して底部の観察、検査、測定を行う際に、パターン上部の位置に対してホール底部の位置にずれが生じ試料形状を正確に把握できない課題に対して、実際の試料形状を正確に観察、検査、測定が可能な荷電粒子ビームおよびその方法を提供することを目的とする。【解決手段】荷電粒子ビームで試料の領域を走査し、試料から発生した二次電子または反射電子あるいはその両者を検出して画像を形成する荷電粒子ビーム装置において、第１の領域の走査に基づいて形成した第１の画像データを用いて、第１の領域よりも小さい第２の領域の走査に基づいて形成した第２の画像データを形成し、第１の画像データに含まれる複数のパターンに対して上層側形状に対応する図形の重心と下層側形状に対応する図形の重心との第１の相違量をそれぞれ算出し、第１の相違量が所定の条件を満足するパターンを含む領域を第２の領域として走査する制御を行う。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子ビームで試料の領域を走査し、試料から発生した二次電子または反射電子あるいはその両者を検出して画像を形成する荷電粒子ビーム装置において、
第１の領域の走査に基づいて形成した第１の画像データを用いて、前記第１の領域よりも小さい第２の領域の走査に基づいて形成した第２の画像データを形成する制御部を有し、
前記制御部は、前記第１の画像データに含まれる複数のパターンに対して上層側形状に対応する図形の重心と下層側形状に対応する図形の重心との第１の相違量をそれぞれ算出し、前記第１の相違量が所定の条件を満足するパターンを含む領域を前記第２の領域として走査する制御を行うことを特徴とする荷電粒子ビーム装置。
【請求項２】
請求項１記載の荷電粒子ビーム装置において、前記制御部は、前記第１の相違量が最小であることを前記所定の条件として制御することを特徴とする荷電粒子ビーム装置。
【請求項３】
請求項２記載の荷電粒子ビーム装置において、前記制御部は、前記第２の画像データに含まれる前記第１の相違量が最小となるパターンに対して上層側形状に対応する図形の重心と下層側形状に対応する図形の重心との第２の相違量を算出することを特徴とする荷電粒子ビーム装置。
【請求項４】
請求項３記載の荷電粒子ビーム装置において、前記制御部は、前記第１の相違量と前記第２の相違量とを比較することを特徴とする荷電粒子ビーム装置。
【請求項５】
荷電粒子ビームで試料の領域を走査し、試料から発生した二次電子または反射電子あるいはその両者を検出して形成した画像に基づいて、試料の測定または検査を行う方法において、
第１の領域の走査に基づいて形成した第１の画像データに含まれる複数のパターンに対して上層側形状に対応する図形の重心と下層側形状に対応する図形の重心との第１の相違量をそれぞれ算出し、
前記第１の相違量が所定の条件を満足するパターンを含む領域を前記第２の領域として走査することを特徴とする試料の測定または検査の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料に電子ビームを走査して、試料の観察、検査、測定を行う走査電子顕微鏡に関し、特に半導体ウェーハ上に形成されたアスペクト比の大きいパターンに電子ビームを走査して帯電させ、帯電状態のパターンに対し電子ビームを走査することによって、パターンの観察、検査、測定を行う方法、及び走査電子顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
走査電子顕微鏡等の荷電粒子線装置は、試料、特に微細化の進む半導体デバイスにおいてウェーハ上に形成されたパターンの測定や観察に好適な装置である。昨今、半導体デバイスは、パターン幅の微細化による単位面積あたりの集積率向上のため10nm前後の製品開発が活発である。しかしながら、開発費や製造装置のコストの上昇が無視できなくなった結果、微細化に代表される平面方向の技術開発に加え、高さ方向である３次元方向にデバイス形成する技術開発が盛んになってきており、特にアスペクト比（ウェーハ上に形成されたパターンの深さと幅の比）の大きいパターン形状における測定や観察が重要となっている。
【０００３】
測長SEMに代表される走査電子顕微鏡にて深さの高いホールや溝に代表されるアスペクト比の大きいパターンに対して底部の観察、検査、測定を行う方法として、特許文献１には、試料表面がチャージアップすることに起因した像障害を取り除いた状態でＳＮ比の高い観察像を得るために、観察を始める前に所望の観察倍率よりも低い倍率または高い倍率で一定時間、試料面上に電子ビームを予備的に照射し、その後前記所望の観察倍率に戻して電子ビームを照射することにより、観察領域の帯電状態を一時的にバランスが取れた状態にし、この帯電バランスがとれた期間を利用して像観察を行うことにより、深いホールなどのアスペクト比の大きいパターンの底部から発生した二次電子を電界によって引き上げ検出器による信号検出を可能とする技術が説明されている。試料表面が正または負のいずれに帯電するかは、照射された電子ビームのエネルギーに依存し、エネルギーが小さければ正に帯電し、エネルギーが大きければ負に帯電することが知られている。このような観察のための電子ビーム照射の前に予備的に電子ビームを照射する技術（以下、プレドーズと称することもある）の一例を、以下、図１Ａ、図１Ｂ、図２を用いて詳しく説明する。
【０００４】
図１Ａは、試料である半導体デバイスのパターンの例であり、観察対象となる深いホール１０１が繰り返し配列されたパターンを示している。１０３は所望の観察したい倍率Ｍ０の視野、１０２は観察したい倍率Ｍ０よりも低い倍率ＭＬの視野であり、図１Ｂは、その観察したい倍率Ｍ０の視野１０３におけるホール１０１の像を示している。
【０００５】
図２は、特許文献１におけるプレドーズを用いた観察方法のフローチャートである。ステップ２０１で観察倍率Ｍ０を設定し、ステップ２０２で低倍率ＭＬでの照射時間ｔ１を設定する。ステップ２０３で観察倍率Ｍ０から低倍率ＭＬに倍率を切り換え後、ステップ２０４で電子ビームをｔ１時間照射する（プレドーズ）。ステップ２０５で低倍率ＭＬから観察倍率Ｍ０に切り換え、ステップ２０６、２０７、２０８で電子ビームを照射し、観察する。その結果、図１Ｂに示すように、ホール１０１の上部１０４はもちろんのこと、プレドーズの効果によりホール１０１の底部１０５も観察することができる。
【０００６】
図３Ａ、図３Ｂを用いて、プレドーズの効果を説明する。絶縁体３０１と基板３０２からなるアスペクト比の大きいホール１０１を含む試料に対して一次電子ビーム３０３を照射し、試料から発生する二次電子を二次電子検出器にて検出して像観察を行う場合、上部３０４で発生する二次電子の検出信号量は、像観察を行う上では十分であり問題とならない。一方、底部３０５で発生した二次電子３０６は、一次電子ビーム３０３の照射によって上部３０４に発生した負電荷３０７の帯電影響によってその上昇が妨げられるために、二次電子検出器での検出信号量が低下し、図３Ａに示すように底部３０５は明瞭に観察できない。これに対し、一次電子ビームのエネルギーを調整してプレドーズを実施することで上部３０４を正電荷３０９で帯電させた場合、底部３０５で発生した二次電子３０６が試料上面まで引き上げられることによって二次電子検出器での検出が可能となり、その結果、図３Ｂに示すように上部３０４と共に底部３０５の明瞭な観察が実現できる。
【０００７】
この場合、例えば、プレドーズによって観察領域の表面電位を均一に帯電させた状態で、ウェーハに対して一次電子ビームを垂直に入射し、且つ、その観察領域の中心点を観察するのであれば、帯電によって形成された電場によって一次電子ビームが屈折作用を受けることなく、理想的な試料表面の観察、検査、測定が可能である。
【０００８】
また、上述したような高アスペクト比のホールに対してプレドーズ技術を用いて観察する場合、理想的には、上部３０４をプレドーズにより均一に帯電させ状態で、一次電子ビーム３０３をホール１０１に対して垂直に入射させるのが望ましいことが知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平５−１５１９２７号公報
【特許文献２】特開２００９−９９５４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、実際には試料表面にプリドーズを用いて帯電を形成する際、パターンの配列やパターンの形状によって観察領域の帯電状態が均一とならず、その不均一な帯電によって形成された電界によって一次電子ビームや電子ビーム照射によって発生する二次電子が影響を受ける。その結果、二次電子を代表とする信号検出および観察像形成において実際の試料形状と異なる現象が発生する。例えば観察像上においてホール上部とホール底部との相対的位置にずれが生じて、実際の試料形状を正確に観察、検査、測定できなくなる。
【００１１】
また、ウェーハに対して一次電子ビームが垂直に入射しない場合は、同様に、観察像上においてホール上部とホール底部との相対的位置関係にずれが生じて、実際の試料形状を正確に観察、検査、測定できなくなる場合がある。
【００１２】
さらに、一次電子ビーム照射に起因したウェーハ上の帯電によっても、観察視野における帯電状態が不均一になり、実際の試料形状を正確に観察、検査、測定できなくなる場合がある。
【００１３】
特許文献２では、プレドーズにより形成された帯電領域の中心を意図的にずらすことによって一次電子ビームの斜め入射させ、ホール内の一方の側壁を観察する手法について提起されているが、一次電子ビームの斜め入射によって発生する観察像上でのホール上部とホール底部との相対的位置関係のずれを解決する手段については何ら述べられていない。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するための一態様として、荷電粒子ビームで試料の領域を走査し、試料から発生した二次電子または反射電子あるいはその両者を検出して画像を形成する荷電粒子ビーム装置において、第１の領域の走査に基づいて形成した第１の画像データを用いて、第１の領域よりも小さい第２の領域の走査に基づいて形成した第２の画像データを形成し、第１の画像データに含まれる複数のパターンに対して上層側形状に対応する図形の重心と下層側形状に対応する図形の重心との第１の相違量をそれぞれ算出し、第１の相違量が所定の条件を満足するパターンを含む領域を第２の領域として走査する制御を行う制御部を備える。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、装置に新たなハードウェア資源を追加する必要なく、例えばパターン配列やパターン形状によらず、またウェーハに対する一次電子ビームの入射角度によらず、また一次電子ビーム照射に起因したウェーハ上の帯電状態によらずに、アスペクト比の大きいホールや溝のパターンを正確に観察、検査、測定する荷電粒子ビーム装置あるいはその方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１Ａ】半導体デバイスのホールパターンの観察像を示した図
【図１Ｂ】半導体デバイスのホールパターンの拡大観察像を示した図
【図２】プレドーズを用いたパターン観察のフローチャートについて示した図。
【図３Ａ】ウェーハ上に形成されたアスペクト比の大きいホールパターンに対し、プレドーズを行わない場合の二次電子軌道と表面帯電を示した図。
【図３Ｂ】ウェーハ上に形成されたアスペクト比の大きいホールパターンに対し、プレドーズを行った場合の二次電子軌道と表面帯電を示した図。
【図４】本発明における走査型電子顕微鏡の全体構成を示した図。
【図５】本発明におけるパターン観察のフローチャートについて示した図。
【図６Ａ】プレドーズ時における試料表面の帯電状態と試料上部の電界挙動を示した図。
【図６Ｂ】二次元平面上で均一に配列された高アスペクト比のホールパターンに対してプレドーズした際に観察される二次電子像を示した図
【図７Ａ】プレドーズによりパターン上部が均等に帯電した場合におけるウェーハ断面方向の二次電子挙動と観察される二次電子像を示した図 。
【図７Ｂ】プレドーズによるパターン上部の帯電が均等でない場合におけるウェーハ断面方向の二次電子挙動と観察される二次電子像を示した図
【図８Ａ】本発明における観察に適したパターンを選択する場合の説明図。
【図８Ｂ】本発明における観察に適したパターンを選択する場合の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下の説明では、パターンに対する荷電粒子ビームの走査によって得られる波形信号を用いて前記測定対象パターンを測定する際に、波形信号に基づいて得られた情報から、パターン上部およびパターン底部の重心を抽出しそのずれ量を算出した結果から電子ビームの垂直入射の状態を確認し、プレドーズの走査位置の変更、観察位置の変更、あるいは電子顕微鏡の一次電子ビームの制御を変更、最適化することにより、試料形状を正確に観察・検査、測定することが可能となる。
【００１８】
図４は本発明による走査型電子顕微鏡の構成例である。なお、以下の説明では走査型電子顕微鏡を例に取って説明するが、本発明はこれに限られることはなく、集束イオンビーム装置等の他の荷電粒子線装置にも適用が可能である。また、以下の説明では、一次電子ビームによる観察対象として半導体ウェーハを例にとって説明するが、これに限られる必要はなく、半導体パターンを転写する際に用いられるマスク等をその観察対象としても良い。
【００１９】
走査型電子顕微鏡において、制御・演算部４１６は、電子源であるフィラメント４０１、ウェーネルト４０３、アノード４０４、コンデンサレンズ４０５、対物レンズ４０６、試料電圧印加装置４０８、ステージ４０９の各々の制御を行う。ウェーネルト４０３およびアノード４０４によって、一次電子ビーム４０２の試料４０７への照射速度である加速電圧や一次電子ビーム４０２の試料４０７への照射電流量であるプローブ電流を制御することで、電子源であるフィラメント４０１から発生する一次電子ビーム４０２が加速され、その強度が調整される。加速された一次電子ビーム４０２は、コンデンサレンズ４０５および対物レンズ４０６によって試料４０７に収束される。試料電圧印加装置４０８で発生した電圧はステージ４０９および試料４０７に印加され、試料４０７に照射される際の一次電子ビーム４０２の加速電圧を制御する働きを持つ。一方、一次電子ビーム４０２の対物レンズ４０６中心からのずれ、一次電子ビーム４０２の非点収差は、アライメントコイル４１０により補正される。コンデンサレンズ４０５を通過した一次電子ビーム４０２は、偏向コイル４１１によって偏向され、試料４０７上を二次元走査するように制御される。一次電子ビーム４０２が照射された試料４０７からは、二次電子４１２や反射電子、Ｘ線等が発生するが、そのうち例えば二次電子４１２は二次電子検出器４１３によって検出され、電気信号に変換される。信号処理部４１４はこの電気信号を処理して画像を形成し、形成された画像は制御・演算部４１６を通じて二次電子像として記憶装置４１５に記憶される。この際、二次電子像は、制御・演算部４１６からの偏向コイル４１１の制御信号は、即ち一次電子ビーム４０２による試料４０７上の二次元走査と関連付けられた形で、画像記憶装置４１５に記憶される。また、一次電子ビーム４０２を照射する試料４０７上の二次元走査領域を変化させることにより、所望の倍率の二次電子像を得ることが可能である。
【００２０】
制御・演算部４１６は、記憶した所定の二次電子像を記憶装置４１５から読み出し、入力装置４１８で指定された目的とするパターンがある場所を探し出した後、評価・計測を行い、結果を記憶装置４１５に保存する。
【００２１】
また、試料４０７の特定箇所において、偏向コイル４１１により一次電子ビーム４０２を照射する二次元走査領域を制御して、倍率を変更しながら二次電子像を取得し、画像記憶装置４１４・データ演算装置４１５・データ記憶装置４１６によりプレドーズ後の低倍率や画像観察時の高倍率においてデータ記憶装置４１６に記憶され変化の度合いの判断を行う。結果を満足しない場合はあらかじめ記憶装置４１５に記憶された試料４０７上にある測定箇所の情報をもとにステージ４０９を制御し、電子ビームが照射されていない試料上の新しい場所に移動し、新たな測定条件を用いて二次電子像を取得し評価を行う。測定条件の変更の際に生じるアライメント等のずれはアライメントコイル４１１を制御し自動的に補正される。
【００２２】
また、以上の作業はあらかじめ登録されている条件を満たすまで繰り返され、評価結果が満たされた場合や変更された条件が設定不可能な場合、登録された測定箇所を全て使い果たした場合は、評価を行った観察条件や測定結果を記憶装置４１５内に格納あるいは出力装置４１７等に出力し処理を終了する。
【００２３】
なお、図４の説明ではデータ演算装置が走査型電子顕微鏡と一体、あるいはそれに準ずるものとして説明したが、無論それに限られることはなく、走査型電子顕微鏡鏡体とは別に設けられた環境で以下に説明するような処理を行っても良い。その際には二次電子検出器４１３で検出される検出信号をデータ演算装置に伝達、あるいはデータ演算装置から走査型電子顕微鏡のレンズや偏向器等に信号を伝達する媒体と、当該媒体経由で伝達される信号を入出力する入出力端子が必要となる。
【実施例１】
【００２４】
プレドーズ領域にあるホールパターンにおいてパターン底部を明瞭に観察し、かつ断面形状を忠実に再現し、観察に適したパターンを選択するための本発明の一実施形態のフローチャートについて、図５を用いて説明する。
【００２５】
図５の処理の前段階として、ウェーハ上における計測パターンの座標情報など評価に必要な情報を、入力装置４０８を介して記憶装置４１５に記録する。通常、評価箇所は複数の領域にわたり存在している。次に、それらの情報をもとに評価箇所に移動し（ステップ５０１）、低倍率の観察視野にてプレドーズを実施して二次電子像を取得する(ステップ５０２)。その後、プレドーズ領域における全てのホールパターンについて、二次電子像から抽出した信号強度をもとに、パターン上部３０４および底部３０５の形状に対応する図形の重心ずれ量を算出する（ステップ５０３）。パターン上部３０４および底部３０５の形状に対応する図形は、取得した二次電子像を解析してそれらの形状の輪郭線を直接求めた図形であっても良いが、ホールパターンの観察の場合は、パターン上部３０４および底部３０５の形状に対応する図形は理想的な真円として仮定することによって、形状に対応する図形の重心ずれ量の算出をより簡単にすることが可能である。ステップ５０３の結果から、プレドーズ領域にあるホールパターンの中から重心ずれ量が最小のホールパターンを選択するとともにその重心ずれ量を記憶し（ステップ５０４）、その選択したホールパターンに合わせた高倍率の観察視野にて、一次電子ビーム４０２を二次元走査し二次電子像を取得する（ステップ５０５）。その後、ステップ５０５で得られた二次電子像からホール上部３０４と底部３０５の形状に対応する図形の重心ずれ量を再度算出する（ステップ５０６）。ステップ５０６の高倍率の観察視野の二次電子像から算出したホールパターンの重心ずれ量と、ステップ５０４で記憶した低倍率の観察視野の二次電子像から算出したホールパターンの重心ずれ量との比較を行い、ステップ５０６で算出した重心ずれ量とステップ５０４で記憶した重心ずれ量とが等しいか、もしくは、ステップ５０６で算出した重心すれ量がステップ５０４で記憶した重心ずれ量よりも小さいかについて判断を行う（ステップ５０７）。もしステップ５０７の条件を満足する場合は、ステップ５０４で選択したプレドーズ領域におけるホールパターンの座標情報とプレドーズの観察条件を記憶し、評価結果を出力する（ステップ５０８）。一方、ステップ５０７の条件を満足しない場合は、前もって登録された計測パターンの情報を記憶装置４１５から読み出し、プレドーズを実施していない別の評価箇所に移動し（ステップ５０１）、再度ステップ５０２から５０７までの処理をくりかえし最適条件を見出す。上述した図５の手順を図８Ａ、図８Ｂを用いて補足説明すると次のようになる。即ち、図８Ａに示す通り、高倍率の観察視野８０１の二次電子像に従ってパターン上部８０２の形状に対応する図形の重心８０４、パターン底部８０３の形状に対応する図形の重心８０５をそれぞれ求める（図５におけるステップ５０５、ステップ５０６）。それ以前に求めた低倍率の観察視野８０６の二次電子像のパターン上部８０２および底部８０３の重心ずれ量を比較して、それらの重心ずれ量が小さくなる評価箇所を低倍率の観察視野８０６の二次電子像から再選択する（図５におけるステップ５０７、ステップ５０１）。本発明の実施形態に従って、重心ずれ量が大きいホールパタ���ン８０７ではなく、重心ずれ量が小さいホールパターン８０７を評価箇所として選択することで、観察視野を最適化し断面に対してパターン形状を忠実に再現した観察画像を提供することが可能となる。また、ステップ５０８で取得された最適条件は、装置本体上の記憶装置４１５に格納され、次回、同様の試料で同様の評価箇所を観察する際には、図５で示すステップ５０２から５０７までの処理を繰り返さずとも、装置を最適条件で観察可能な状態に事前に設定が可能である。
【００２６】
上記の形態では、走査型電子顕微鏡を用いた例にて説明したが、本発明は透過型電子顕微鏡やその他の電子ビーム応用装置においても利用できる。また、上記の形態において、一次電子ビーム４０２を照射した試料４０７から検出される情報は二次電子情報であるが、検出される情報は反射電子やＸ線等の荷電粒子であっても良い。実施例では記憶装置４１５、制御・演算部４１６、信号処理部４１４はそれぞれ個別の装置・部位として説明したが、コンピュータ内に格納されているプログラムでこれらの処理を行っても良い。
【００２７】
図６Ａにプレドーズ時における試料表面の帯電状態と試料上部の電界挙動の一例を、図６Ｂに二次元平面上で均一に配列された高アスペクト比のホールパターンに対してプレドーズした際に観察される二次電子像の一例を示す。試料６０１の領域６０５に対しプレドーズを実施すると一次電子ビーム６０２を中心に電界６０３が発生するが（図６Ａ）、プレドーズ領域６０５における試料表面の電界状態はその位置により異なるため、パターン観察領域６０６の位置を変更した場合、得られる像にも相違がある。
【００２８】
例えば、二次電子像上においてプレドーズ領域６０５の中心付近をパターン観察領域６０６とした場合、観察領域の中心に表示されるホールパターン上部６０７と底部６０８との相対的位置関係と、観察領域の端に表示されるホールパターン上部６０９と底部６１０との相対的位置関係とが異なった状態で観察される場合がある（図６Ｂ）。即ち、パターン観察領域６０６におけるホールパターン上部と底部の相対的位置関係は、プレドーズ領域６０５内の観察領域の位置によって異なって観察される場合がある。
【００２９】
図７Ａにプレドーズによりパターン上部が均等に帯電した場合におけるウェーハ断面方向の二次電子挙動と観察される二次電子像の一例、図７Ｂにプレドーズによるパターン上部の帯電が均等でない場合におけるウェーハ断面方向の二次電子挙動と観察される二次電子像の一例を示す。図７Ａに示すようにプレドーズによってパターン上部の帯電状態７０３が均等である場合は、一次電子ビーム７０４の照射によってパターン底部７０５で発生した二次電子は試料上面に向かって真っすぐに引き上げられ、二次電子像上においてのホールパターン上部７０７と底部７０８との相対的位置関係は正しく観察される。これに対し、図７Ｂに示すようにプレドーズによってパターン上面の帯電状態７０９が均等でない場合は、一次電子ビーム７０４の照射によってパターン底部７０５で発生した二次電子が試料上面に向かって斜め方向に曲げられる結果、二次電子像上においてはホールパターン上部７０７と底部７０８との相対的位置関係とがずれて観察される。  
このような二次電子像上においてパターン上部７０７と底部７０８との相対的位置関係とがずれて観察される課題は、プレドーズ領域においてパターン形状や配列が不均一な場合や、一次電子ビームの入射角が試料に対して鉛直でない場合も、同様に発生する。さらに、観察時にパターン画像を取得する際に一次電子ビームの影響による帯電によっても、観察視野における帯電状態が不均一になり、パターン形状が正確に捉えられない場合がある。これらの課題は、図５、図８Ａ、図８Ｂにて説明した本発明を適用することによって解決でき、実際の試料のパターン形状を忠実に再現した観察画像を提供することが可能となる。
【００３０】
また、本実施例では、ホールパターン上部と底部との相対的な位置関係を求めるのに、上部と底部の形状に対応する図形の重心を算出して比較を行ったが、その他の手法を用いてホールパターン上部と底部との相対的な位置関係を求めても良い。
【００３１】
また、本実施例では実際の試料のパターン形状を忠実に再現した観察画像を得ることを目的として、プレドーズを実施した領域の中から適切なパターンを判断し選択する方法を説明したが、パターンに対するプレドーズの照射位置を変更することで実現しても良い。また、同様に一次電子ビームの照射角度を制御することにより、実際の試料のパターン形状を忠実に再現可能な観察画像を提供しても良い。
【００３２】
さらに、本実施例では実際の試料のパターン形状を忠実に再現した観察画像を得ることを目的として、低倍率の観察視野にてプレドーズ直後の二次電子像取得時および高倍率の観察視野にて二次電子像取得時に、パターン上部およびパターン底部の形状に対応する図形の重心ずれ量を算出していたが、高倍率の観察視野にて二次電子像取得時のみで判断し観察視野の選択を実施しても良い。
【００３３】
また、実施例ではホールパターンを観察対象として説明したが、アスペクト比の大きい深溝パターンの底部の観察、検査、測定についても本発明は有用である。ホールパターンでは、二次元(Ｘ方向およびＹ方向)の位置補正が必要であるが深溝パターンの場合は、一方向（Ｘ方向もしくはＹ方向)だけの位置関係の補正で良い。
【符号の説明】
【００３４】
１０１  ホール
１０２  倍率ＭＬでの観察視野
１０３  倍率Ｍ０での観察視野
１０４  ホール上部
１０５  ホール底部
３０１  絶縁体
３０２  基板
３０３  一次電子ビーム
３０４  ホール上部
３０５  ホール底部
３０６  二次電子
３０７  ホール上部の帯電状態(負電荷)
３０８  ホール形状観察のための観察視野
３０９  ホール上部の帯電状態(正電荷)
４０１  フィラメント
４０２  一次電子ビーム
４０３  ウェーネルト
４０４  アノード
４０５  コンデンサレンズ
４０６  対物レンズ
４０７  試料(ウェーハ)
４０８  試料電圧印加装置
４０９  ステージ
４１０  アライメントコイル
４１１  偏向コイル
４１２  二次電子
４１３  二次電子検出器
４１４  信号処理部
４１５  記憶装置
４１６  制御・演算部
４１７  出力装置
４１８  入力装置
６０１  試料(ウェーハ)
６０２  プレドーズ中心(一次電子ビーム)
６０３  プレドーズにより発生した電界分布
６０４  プレドーズにより印加されたパターン上部の帯電状態
６０５  プレドーズ領域
６０６  パターン観察領域
６０７  ホールパターン底部
６０８  ホールパターン上部
６０９  ホールパターン底部
６１０  ホールパターン上部
７０１  絶縁体
７０２  基板
７０３  パターン上部の帯電状態(正電荷)
７０４  一次電子ビーム
７０５  一次電子ビーム照射によりパターン底部から発生した二次電子の挙動
７０６  パターン形状観察のための観察視野
７０７  パターン上部
７０８  パターン底部
８０１  パターン形状観察のための観察視野
８０２  パターン上部
８０３  パターン底部
８０４  パターン上部の形状に対応する重心
８０５  パターン底部の形状に対応する重心
８０６  プレドーズ実施時の観察視野
８０７  重心ずれ量が大きいホールパターン
８０８  重心ずれ量が小さいホールパターン
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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