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TWI760110B - 圖像內之洞圖案的搜尋方法、圖案檢查方法、圖案檢查裝置以及圖像內之洞圖案的搜尋裝置 - Google Patents

圖像內之洞圖案的搜尋方法、圖案檢查方法、圖案檢查裝置以及圖像內之洞圖案的搜尋裝置 Download PDF

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TWI760110B
TWI760110B TW110105588A TW110105588A TWI760110B TW I760110 B TWI760110 B TW I760110B TW 110105588 A TW110105588 A TW 110105588A TW 110105588 A TW110105588 A TW 110105588A TW I760110 B TWI760110 B TW I760110B
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TW
Taiwan
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contour line
hole pattern
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image
pixel
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Application number
TW110105588A
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English (en)
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TW202135001A (zh
Inventor
杉原真児
Original Assignee
日商紐富來科技股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 日商紐富來科技股份有限公司 filed Critical 日商紐富來科技股份有限公司
Publication of TW202135001A publication Critical patent/TW202135001A/zh
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Abstract

本發明的一形態提供一種可在謀求處理時間的縮短的同時進行高精度的洞檢測的圖像內之洞圖案的搜尋方法、圖案檢查方法、圖案檢查裝置以及圖像內之洞圖案的搜尋裝置。本發明的一形態的圖像內之洞圖案的搜尋方法的特徵在於：自形成有洞圖案的圖像提取作為洞圖案的輪廓線所經過的多個位置的候補的多個輪廓線位置候補；對包含多個輪廓線位置候補的區域內的各畫素，針對多個方向的各方向而製作距離圖，所述距離圖對多個輪廓線位置候補的自各輪廓線位置候補至在對象方向上排列的各畫素的距離進行定義；使用針對各方向而製作的各距離圖，提取洞圖案的中心畫素候補；以及自多個輪廓線位置候補中將以中心畫素候補為起點滿足規定的條件的輪廓線位置候補群作為洞圖案的輪廓線所經過的多個輪廓線位置而進行搜尋、並輸出。

Description

圖像內之洞圖案的搜尋方法、圖案檢查方法、圖案檢查裝置以及圖像內之洞圖案的搜尋裝置
本發明的一形態是有關於一種圖像內之洞圖案的搜尋方法、圖案檢查方法、圖案檢查裝置以及圖像內之洞圖案的搜尋裝置。例如，是有關於一種使用藉由由電子束所產生的多射束照射基板後放出的圖案的二次電子圖像來進行檢查的檢查裝置、使用藉由紫外線照射基板後獲得的圖案的光學圖像來進行檢查的檢查裝置、或者該些檢查裝置的檢查方法。
近年來，伴隨大規模積體電路(Large Scale Integrated circuit，LSI)的高積體化及大容量化，半導體元件所要求的電路線寬變得越來越窄。而且，對於花費極大的製造成本的LSI的製造而言，良率的提昇不可或缺。但是，構成LSI的圖案正在接近10奈米以下的等級，必須作為圖案缺陷進行檢測的尺寸亦變得極小。因此，需要對已被轉印至半導體晶圓上的超微細圖案的缺陷進行檢查的圖案檢查裝置的高精度化。此外，作為使良率下降的大的因素之一，可列舉利用光微影技術將超微細圖案曝光、轉印至半導體晶圓上時所使用的遮罩的圖案缺陷。因此，需要對LSI製造中所使用的轉印用遮罩的缺陷進行檢查的圖案檢查裝置的高精度化。
作為缺陷檢查方法，已知有如下的方法：藉由將對形成於半導體晶圓或微影遮罩等基板上的圖案進行拍攝所得的測定圖像與設計資料、或拍攝基板上的同一圖案所得的測定圖像進行比較來進行檢查。例如，作為圖案檢查方法，有將拍攝同一基板上的不同地方的同一圖案所得的測定圖像資料彼此進行比較的「晶粒-晶粒(die to die)檢查」，或以進行了圖案設計的設計資料為基礎生成設計圖像資料(參照圖像)，並將其與拍攝圖案所得的作為測定資料的測定圖像進行比較的「晶粒-資料庫(die to database)檢查」。所拍攝的圖像作為測定資料而被發送至比較電路。於比較電路中，於圖像彼此的對位後，按照適當的演算法將測定資料與參照資料進行比較，於不一致的情況下，判定為有圖案缺陷。
所述圖案檢查裝置中，除對檢查對象基板照射雷射光，並拍攝其透過像或反射像的裝置以外，亦正在開發如下的檢查裝置：利用一次電子束於檢查對象基板上進行掃描(scan)，對伴隨一次電子束的照射而自檢查對象基板中放出的二次電子進行檢測，並取得圖案像。關於該些圖案檢查裝置，為了高精度地檢測圖案邊緣(端部)的位置，研究的不是畫素值彼此的比較，而是提取圖像內的圖案的輪廓線，將其與參照圖像輪廓線的距離用於判定指標(例如，參照專利文獻1)。然而，自圖像高精度地提取洞圖案需要花費時間。因此，追求在謀求處理時間的縮短的同時進行高精度的洞檢測。
本發明的一形態提供一種可在謀求處理時間的縮短的同時進行高精度的洞檢測的圖像內之洞圖案的搜尋方法、圖案檢查方法、圖案檢查裝置以及圖像內之洞圖案的搜尋裝置。
本發明的一形態的圖像內之洞圖案的搜尋方法的特徵在於：自形成有洞圖案的圖像提取作為洞圖案的輪廓線所經過的多個位置的候補的多個輪廓線位置候補；對包含多個輪廓線位置候補的區域內的各畫素，針對多個方向的各方向而製作距離圖，所述距離圖對多個輪廓線位置候補的自各輪廓線位置候補至在對象方向上排列的各畫素的距離進行定義；使用針對各方向而製作的各距離圖，提取洞圖案的中心畫素候補；以及自多個輪廓線位置候補中將以中心畫素候補為起點滿足規定的條件的輪廓線位置候補群作為洞圖案的輪廓線所經過的多個輪廓線位置而進行搜尋、並輸出。
本發明的一形態的圖案檢查方法的特徵在於：取得形成有第一洞圖案的基板的被檢查圖像；自被檢查圖像提取作為第一洞圖案的輪廓線所經過的多個位置的候補的多個第一輪廓線位置候補；自用於與被檢查圖像進行比較的參照圖像提取作為與第一洞圖案對應的第二洞圖案的輪廓線所經過的多個位置的候補的多個 第二輪廓線位置候補；對包含多個第二輪廓線位置候補的區域內的各畫素，針對多個方向的各方向而製作距離圖，所述距離圖對多個第二輪廓線位置候補的自各第二輪廓線位置候補至在對象方向上排列的各畫素的距離進行定義；使用針對各方向而製作的各距離圖，提取第二洞圖案的中心畫素候補；自多個第二輪廓線位置候補中將以中心畫素候補為起點滿足規定的條件的第二輪廓線位置候補群作為第二洞圖案的輪廓線所經過的多個參照輪廓線位置而進行搜尋；自多個第一輪廓線位置候補中將多個參照輪廓線位置附近的第一輪廓線位置候補群進行內插，而製作第一洞圖案的被檢查輪廓線；算出自多個參照輪廓線位置至被檢查輪廓線的距離；將基於距離所得的值與檢查臨限值進行比較，並輸出結果。
本發明的一形態的圖案檢查裝置的特徵在於包括：圖像取得機構，取得形成有第一洞圖案的基板的被檢查圖像；第一輪廓線位置候補提取電路，自被檢查圖像提取作為第一洞圖案的輪廓線所經過的多個位置的候補的多個第一輪廓線位置候補；第二輪廓線位置候補提取電路，自用於與被檢查圖像進行比較的參照圖像提取作為與第一洞圖案對應的第二洞圖案的輪廓線 所經過的多個位置的候補的多個第二輪廓線位置候補；距離圖製作電路，對包含多個第二輪廓線位置候補的區域內的各畫素，針對多個方向的各方向而製作距離圖，所述距離圖對多個第二輪廓線位置候補的自各第二輪廓線位置候補至在對象方向上排列的各畫素的距離進行定義；中心畫素候補提取電路，使用針對各方向而製作的各距離圖，提取第二洞圖案的中心畫素候補；搜尋電路，自多個第二輪廓線位置候補中將以中心畫素候補為起點滿足規定的條件的第二輪廓線位置候補群作為第二洞圖案的輪廓線所經過的多個參照輪廓線位置而進行搜尋；被檢查輪廓線製作電路，自多個第一輪廓線位置候補中將多個參照輪廓線位置附近的第一輪廓線位置候補群進行內插，而製作第一洞圖案的被檢查輪廓線；距離算出電路，算出自多個參照輪廓線位置至被檢查輪廓線的距離；以及比較電路，將基於距離所得的值與檢查臨限值進行比較。
本發明的一形態的圖像內之洞圖案的搜尋裝置的特徵在於包括：輪廓線位置候補提取電路，自形成有洞圖案的圖像提取作為所述洞圖案的輪廓線所經過的多個位置的候補的多個輪廓線位置候補；距離圖製作電路，對包含所述多個輪廓線位置候補的區域內 的各畫素，針對多個方向的各方向而製作距離圖，所述距離圖對所述多個輪廓線位置候補的自各輪廓線位置候補至在對象方向上排列的各畫素的距離進行定義；中心畫素候補提取電路，使用針對各方向而製作的各距離圖，提取所述洞圖案的中心畫素候補；以及搜尋電路，自所述多個輪廓線位置候補中將以所述中心畫素候補為起點滿足規定的條件的輪廓線位置候補群作為所述洞圖案的輪廓線所經過的多個輪廓線位置而進行搜尋、並輸出。
10:一次電子束
11:參照洞邊緣節點
13:實際圖像輪廓節點
15:被檢查輪廓線
20:多一次電子束
22:孔(開口部)
29:子照射區域
30:圖框區域
31:圖框圖像
32:條紋區域
33:矩形區域
34:照射區域
50、52、56、58:儲存裝置
54:圖框圖像製作部
60:參照輪廓節點提取部
62:實際圖像輪廓節點提取部
64:距離圖製作部
66:洞中心候補提取部(中心畫素候補提取部)
68:洞中心確認部(移除電路)
70:參照洞邊緣提取部
72:洞尺寸確認部
74:實際圖像輪廓線內插處理部
76:距離算出部
78:比較處理部(比較部)
100:檢查裝置
101:基板
102:電子束柱
103:檢查室
105:平台
106:檢測電路
107:位置電路
108:比較電路
109:儲存裝置
110:控制計算機
112:參照圖像製作電路
114:平台控制電路
117:監視器
118:記憶體
120:匯流排
122:雷射測長系統
123:晶片圖案記憶體
124:透鏡控制電路
126:消隱控制電路
128:偏轉控制電路
142:驅動機構
144、146、148:DAC放大器
150:圖像取得機構
160:控制系統電路
200:電子束
201:電子槍
202:電磁透鏡
203:成形孔徑陣列基板
205、206、207、224、226:電磁透鏡
208:主偏轉器
209:副偏轉器
212:批量消隱偏轉器
213:限制孔徑基板
214:射束分離器
216:鏡子
218:偏轉器
222:多檢測器
300:多二次電子束
330:檢查區域
332:晶片(晶圓晶粒)
h:y方向的最外周端間的尺寸
L:中心畫素候補間的距離
S102~S106、S110~S122、S130~S134:步驟
u1:經過洞的中心畫素候補的直至y方向的外周端為止的尺寸
u2:經過洞的中心畫素候補的直至x方向的外周端為止的尺寸
w:x方向的最外周端間的尺寸
x、y、X、Y、θ:方向
圖1是表示實施方式1中的圖案檢查裝置的結構的一例的結構圖。
圖2是表示實施方式1中的成形孔徑陣列基板的結構的概念圖。
圖3是表示實施方式1中的形成於半導體基板的多個晶片區域的一例的圖。
圖4是用於說明實施方式1中的多射束的掃描動作的圖。
圖5是表示實施方式1中的檢查方法的主要步驟的流程圖。
圖6是表示實施方式1中的比較電路內的結構的一例的框圖。
圖7是用於說明實施方式1中的各畫素的灰度值的梯度的演算的圖。
圖8是表示實施方式1中的圖形圖案與梯度向量的一例的 圖，圖8的(a)是表示具有臨限值以上的梯度值的多個畫素的梯度向量的一例的圖，圖8的(b)是表示穿過洞圖案上的某畫素內的輪廓線的一例的圖。
圖9是表示實施方式1中的一維分佈的一例的圖。
圖10是表示實施方式1中的距離圖的一例的圖，圖10的(a)是藉由畫素單位來表示以各參照輪廓節點畫素為起點自左方向朝向右方向時的距各畫素的距離的圖，圖10的(b)是藉由畫素單位來表示以各參照輪廓節點畫素為起點自右方向朝向左方向時的距各畫素的距離的圖，圖10的(c)是藉由畫素單位來表示以各參照輪廓節點畫素為起點自上方向朝向下方向時的距各畫素的距離的圖，圖10的(d)是藉由畫素單位來表示以各參照輪廓節點畫素為起點自下方向朝向上方向時的距各畫素的距離的圖。
圖11是表示實施方式1中的洞圖案的中心畫素候補的一例的圖。
圖12是表示實施方式1中的洞圖案的多個中心畫素候補的一例的圖。
圖13是用於說明實施方式1中的洞邊緣節點的搜尋方法的圖。
圖14是用於說明實施方式1中的洞尺寸確認方法的圖。
圖15是表示實施方式1中的被檢查輪廓線與多個參照洞邊緣節點的一例的圖。
圖16是用於說明實施方式1中的距離算出手法的一例的圖。
圖17是表示實施方式1中的自參照洞邊緣節點至被檢查輪廓線的距離的一例的圖，圖17的(a)是用於說明洞邊緣節點的搜尋方法的圖，圖17的(b)是計算自參照洞邊緣節點至被檢查輪廓線的距離時的向量方向若相對於搜尋參照洞邊緣節點時的最終搜尋方向(搜索方向)為90°以下則將所述距離設為正，若並非90°以下則將所述距離設為負的圖，圖17的(c)是表示自各參照洞邊緣節點至被檢查輪廓線的距離的一例的圖。
圖18是表示實施方式1中的檢查結果的一例的圖。
以下，於實施方式中，對作為圖案檢查裝置或/及圖像內之洞圖案的搜尋裝置的一例的電子束檢查裝置進行說明。但是，並不限定於此。例如，亦可為下述檢查裝置，即：將紫外線照射至被檢查基板，使用透過被檢查基板或由被檢查基板反射的光來取得被檢查圖像。又，於實施方式中，對使用由多條電子束產生的多射束來取得圖像的檢查裝置進行說明，但並不限定於此。亦可為使用由一條電子束產生的單射束來取得圖像的檢查裝置。
圖1是表示實施方式1中的圖案檢查裝置的結構的一例的結構圖。於圖1中，對已形成於基板的圖案進行檢查的檢查裝置100是多電子束檢查裝置的一例。檢查裝置100包括圖像取得機構150(二次電子圖像取得機構)、及控制系統電路160。圖像取得機構150包括電子束柱102(電子鏡筒)及檢查室103。於電子束柱102內，配置有：電子槍201、電磁透鏡202、成形孔徑陣 列基板203、電磁透鏡205、批量消隱偏轉器(blanking deflector)212、限制孔徑基板213、電磁透鏡206、電磁透鏡207(物鏡)、主偏轉器208、副偏轉器209、射束分離器(beam separator)214、偏轉器218、電磁透鏡224、電磁透鏡226、以及多檢測器222。於圖1的例子中，電子槍201、電磁透鏡202、成形孔徑陣列基板203、電磁透鏡205、批量消隱偏轉器212、限制孔徑基板213、電磁透鏡206、電磁透鏡207(物鏡)、主偏轉器208、以及副偏轉器209，構成將多一次電子束照射至基板101的一次電子光學系統。射束分離器214、偏轉器218、電磁透鏡224、及電磁透鏡226，構成將多二次電子束照射至多檢測器222的二次電子光學系統。
於檢查室103內，配置至少可於XY方向上移動的平台105。於平台105上配置成為檢查對象的基板101(試樣)。基板101包含曝光用遮罩基板、及矽晶圓等半導體基板。當基板101為半導體基板時，於半導體基板形成有多個晶片圖案(晶圓晶粒)。當基板101為曝光用遮罩基板時，於曝光用遮罩基板形成有晶片圖案。晶片圖案包含多個圖形圖案。將已形成於所述曝光用遮罩基板的晶片圖案多次曝光轉印至半導體基板上，藉此於半導體基板形成多個晶片圖案(晶圓晶粒)。以下，主要對基板101為半導體基板的情況進行說明。基板101例如使圖案形成面朝向上側而配置於平台105。另外，於平台105上，配置有將自配置於檢查室103的外部的雷射測長系統122照射的雷射測長用的雷射光予以反射的鏡子216。多檢測器222於電子束柱102的外部與檢測 電路106連接。
於控制系統電路160中，對檢查裝置100整體進行控制的控制計算機110經由匯流排120而與位置電路107、比較電路108、參照圖像製作電路112、平台控制電路114、透鏡控制電路124、消隱控制電路126、偏轉控制電路128、磁碟裝置等儲存裝置109、監視器117、及記憶體118連接。另外，偏轉控制電路128與數位-類比轉換(Digital-to-Analog Conversion，DAC)放大器144、DAC放大器146、DAC放大器148連接。DAC放大器146與主偏轉器208連接，DAC放大器144與副偏轉器209連接。DAC放大器148與偏轉器218連接。
又，檢測電路106與晶片圖案記憶體123連接。晶片圖案記憶體123與比較電路108連接。另外，於平台控制電路114的控制下，藉由驅動機構142來驅動平台105。於驅動機構142中，例如構成如於平台座標系中的X方向、Y方向、θ方向上進行驅動的三軸(X-Y-θ)馬達般的驅動系統，平台105變得可於X-Y-θ方向上移動。該些未圖示的X馬達、Y馬達、θ馬達例如可使用步進馬達。平台105藉由XYθ各軸的馬達而可於水平方向及旋轉方向上移動。而且，平台105的移動位置藉由雷射測長系統122來測定，並被供給至位置電路107。雷射測長系統122接收來自鏡子216的反射光，藉此以雷射干涉法的原理對平台105的位置進行測長。平台座標系例如相對於與多一次電子束的光軸(電子軌道中心軸)正交的面，設定X方向、Y方向、θ方向。
電磁透鏡202、電磁透鏡205、電磁透鏡206、電磁透鏡207(物鏡)、電磁透鏡224、電磁透鏡226、及射束分離器214由透鏡控制電路124來控制。又，批量消隱偏轉器212包括兩極以上的電極，針對各電極經由未圖示的DAC放大器而由消隱控制電路126來控制。副偏轉器209包括四極以上的電極，針對各電極經由DAC放大器144而由偏轉控制電路128來控制。主偏轉器208包括四極以上的電極，針對各電極經由DAC放大器146而由偏轉控制電路128來控制。偏轉器218包括四極以上的電極，針對各電極經由DAC放大器148而由偏轉控制電路128來控制。
於電子槍201，連接有未圖示的高壓電源電路，藉由對電子槍201內的未圖示的燈絲(陰極)與引出電極(陽極)間施加來自高壓電源電路的加速電壓，並且藉由另一引出電極(韋乃特)的電壓的施加與陰極的以規定溫度進行的加熱，使自陰極放出的電子群加速，成為電子束200而被放出。
此處，圖1中記載了於對實施方式1進行說明方面必要的結構。對於檢查裝置100而言，通常亦可包括必要的其他結構。
圖2是表示實施方式1中的成形孔徑陣列基板的結構的概念圖。於圖2中，於成形孔陣列基板203，二維狀的橫(x方向)m1行×縱(y方向)n1段(m1、n1中的一者為2以上的整數，另一者為1以上的整數)的孔(開口部)22在x方向、y方向上以規定的排列間距形成。於圖2的例子中，示出形成有23×23的孔(開口部)22的情況。各孔22理想的是均由相同尺寸形狀的矩形形 成。或者，理想的是亦可為相同外徑的圓形。藉由電子束200的一部分分別穿過該些多個孔22，而形成m1×n1條(=N條)多一次電子束20。
接著，對檢查裝置100中的圖像取得機構150的運作進行說明。
自電子槍201(放出源)放出的電子束200由電磁透鏡202折射，而對成形孔徑陣列基板203整體進行照明。如圖2所示，於成形孔徑陣列基板203上，形成有多個孔22(開口部)，電子束200對包含多個孔22全體的區域進行照明。照射至多個孔22的位置的電子束200的各一部分分別穿過所述成形孔徑陣列基板203的多個孔22，藉此形成多一次電子束20。
所形成的多一次電子束20由電磁透鏡205、及電磁透鏡206分別折射，一面反覆形成中間像及交叉(cross over)，一面穿過配置於多一次電子束20的各射束的交叉位置(各射束的中間像位置)的射束分離器214而前進至電磁透鏡207(物鏡)。然後，電磁透鏡207將多一次電子束20聚焦(對焦)於基板101。藉由物鏡207而焦點對準(對焦)於基板101(試樣)面上的多一次電子束20由主偏轉器208及副偏轉器209批量偏轉，並照射至各射束在基板101上的各自的照射位置。再者，在多一次電子束20整體由批量消隱偏轉器212批量偏轉的情況下，各射束的位置偏離限制孔徑基板213的中心孔，而由限制孔徑基板213遮蔽。另一方面，未由批量消隱偏轉器212偏轉的多一次電子束20如圖1所 示般穿過限制孔徑基板213的中心孔。藉由所述批量消隱偏轉器212的開/關(ON/OFF)來進行消隱控制，而對射束的開/關(ON/OFF)進行批量控制。如此般，限制孔徑基板213遮蔽藉由批量消隱偏轉器212而以射束變成關的狀態的方式進行了偏轉的多一次電子束20。而且，藉由自射束變成開至射束變成關為止所形成的穿過了限制孔基板206的射束群，形成檢查用(圖像取得用)的多一次電子束20。
當多一次電子束20被照射至基板101的所期望的位置上時，由於所述多一次電子束20的照射，自基板101放出與多一次電子束20的各射束對應的包含反射電子的二次電子的射束(多二次電子束300)。
自基板101放出的多二次電子束300穿過電磁透鏡207而前進至射束分離器214。
此處，射束分離器214在與多一次電子束20的中心射束前進的方向(電子軌道中心軸)正交的面上，沿正交的方向產生電場與磁場。電場不論電子的前進方向均朝相同的方向施力。相對於此，磁場依照弗萊明左手定則(Fleming's left hand rule)施力。因此，可藉由電子的侵入方向來使作用於電子的力的方向變化。對於自上側侵入射束分離器214的多一次電子束20而言，電場所形成的力與磁場所形成的力抵消，多一次電子束20向下方直線前進。相對於此，對於自下側侵入射束分離器214的多二次電子束300而言，電場所形成的力與磁場所形成的力均沿相同的方向發揮 作用，使多二次電子束300向斜上方彎曲，而自多一次電子束20分離。
向斜上方彎曲而自多一次電子束20分離的多二次電子束300藉由偏轉器218而進一步彎曲，並一面由電磁透鏡224、電磁透鏡226折射一面投影至多檢測器222。多檢測器222對經投影的多二次電子束300進行檢測。於多檢測器222可投影反射電子及二次電子，亦可投影反射電子在中途發散而殘留的二次電子。多檢測器222具有二維感測器。而且，多二次電子束300的各二次電子碰撞二維感測器的各個對應區域以產生電子，並針對各畫素而生成二次電子圖像資料。換言之，於多檢測器222，針對多一次電子束20的各一次電子束，配置有檢測感測器。而且，檢測藉由各一次電子束的照射而放出的對應的二次電子束。因此，多檢測器222的多個檢測感測器的各檢測感測器，檢測各自負責的由一次電子束的照射引起的圖像用的二次電子束的強度訊號。由多檢測器222檢測到的強度訊號被輸出至檢測電路106。
圖3是表示實施方式1中的形成於半導體基板的多個晶片區域的一例的圖。於圖3中，當基板101為半導體基板(晶圓)時，於半導體基板(晶圓)的檢查區域330，多個晶片(晶圓晶粒)332形成為二維的陣列狀。藉由未圖示的曝光裝置(步進機、掃描器等)，將已形成於曝光用遮罩基板的一個晶片份額的遮罩圖案例如縮小成1/4而轉印至各晶片332。各晶片332的區域，例如向y方向以規定的寬度分割成多個條紋區域32。由圖像取得機構150 執行的掃描動作，例如針對各條紋區域32而進行實施。例如，一面於-x方向上使平台105移動，一面相對地在x方向上進行條紋區域32的掃描動作。各條紋區域32向長度方向被分割成多個矩形區域33。射束朝成為對象的矩形區域33的移動，藉由由主偏轉器208執行的多一次電子束20整體的批量偏轉而進行。
圖4是用於說明實施方式1中的多射束的掃描動作的圖。於圖4的例子中，示出5×5行的多一次電子束20的情況。藉由多一次電子束20的一次照射而可照射的照射區域34由(基板101面上的多一次電子束20的x方向的射束間間距乘以x方向的射束數所得的x方向尺寸)×(基板101面上的多一次電子束20的y方向的射束間間距乘以y方向的射束數所得的y方向尺寸)來定義。較佳的是各條紋區域32的寬度設定為與照射區域34的y方向尺寸相同、或者設定為經縮窄掃描餘裕份額的尺寸。於圖3及圖4的例子中，示出照射區域34與矩形區域33相同尺寸的情況。但是，並不限定於此。照射區域34亦可小於矩形區域33。或者亦可大於矩形區域33。然後，多一次電子束20的各射束照射至由自身的射束所在的x方向的射束間間距與y方向的射束間間距包圍的子照射區域29內，並在所述子照射區域29內進行掃描(掃描動作)。構成多一次電子束20的各一次電子束10負責互不相同的任一個子照射區域29。而且，於各發射時，各一次電子束10對負責子照射區域29內的相同位置進行照射。一次電子束10於子照射區域29內的移動，藉由由副偏轉器209執行的多一次電子 束20整體的批量偏轉而進行。重覆所述運作，藉由一條一次電子束10在一個子照射區域29內依次進行照射。然後，若一個子照射區域29的掃描結束，則照射位置因由主偏轉器208執行的多一次電子束20整體的批量偏轉而朝相同條紋區域32內的鄰接的矩形區域33移動。重覆所述運作，而於條紋區域32內依次進行照射。若一個條紋區域32的掃描結束，則照射位置因平台105的移動或/及由主偏轉器208執行的多一次電子束20整體的批量偏轉而朝下一條紋區域32移動。如以上所述般藉由各一次電子束10的照射而取得各子照射區域29的二次電子圖像。藉由組合該些各子照射區域29的二次電子圖像，而構成矩形區域33的二次電子圖像、條紋區域32的二次電子圖像、或者晶片332的二次電子圖像。
再者，如圖4所示，各子照射區域29被分割成矩形的多個圖框區域30，於檢查中使用圖框區域30單位的二次電子圖像(被檢查圖像)。於圖4的例子中，示出一個子照射區域29例如被分割成四個圖框區域30的情況。但是，所分割的數目並不限定於四個。亦可分割成其他數目。
再者，較佳的是例如將在x方向上排列的多個晶片332視為相同的群組，針對各群組例如向y方向以規定的寬度分割成多個條紋區域32。而且，較佳的是條紋區域32間的移動並不限定於各晶片332，而是針對各群組而進行。
此處，於一面將平台105連續移動一面將多一次電子束20照射至基板101的情況下，以多一次電子束20的照射位置追隨 平台105的移動的方式進行由主偏轉器208進行批量偏轉而實施的追蹤動作。因此，多二次電子束300的放出位置相對於多一次電子束20的軌道中心軸而時刻變化。同樣地，於在子照射區域29內進行掃描的情況下，各二次電子束的放出位置在子照射區域29內時刻變化。如此般偏轉器218以使已變化放出位置的各二次電子束照射至多檢測器222的對應的檢測區域內的方式，將多二次電子束300進行批量偏轉。
此處，在進行所檢測到的被檢查圖像的檢查時，作為必須檢測的圖案缺陷之一，可列舉洞圖案的臨界尺寸(Critical Dimension，CD)(尺寸)錯誤。如上文所述般，自圖像高精度地提取洞圖案需要花費時間。例如，會存在下述情況，即：自不知是否為閉合圖形的狀態進行全方向檢查並追尋至輪廓線，處理量變得龐大而花費較長的檢查時間。又，於所述方法中亦會產生錯誤地追尋至鄰接的圖案的輪廓的事態。因此，還會產生所檢測的洞圖案的形狀變得不準確，而檢查精度劣化的問題。因此，追求在謀求縮短處理時間的同時進行高精度的洞檢測。所以，於實施方式1中，對於下述結構進行說明，即：提取洞圖案的中心候補，自中心候補求得構成洞圖案的輪廓位置。
圖5是表示實施方式1中的檢查方法的主要步驟的流程圖。於圖5中，實施方式1中的檢查方法實施：掃描步驟(S102)、圖框圖像製作步驟(S104)、實際圖像輪廓節點提取步驟(S106)、參照圖像製作步驟(S110)、參照輪廓節點提取步驟(S112)、距 離圖製作步驟(S114)、洞中心候補提取步驟(S116)、洞中心確認步驟(S118)、參照洞邊緣搜尋步驟(S120)、洞尺寸確認步驟(S122)、實際圖像輪廓線內插步驟(S130)、距離算出步驟(S132)、以及比較步驟(S134)等一系列步驟。
作為掃描步驟(S102)，圖像取得機構150取得已形成包含洞圖案(第一洞圖案)的圖形圖案的基板101的被檢查圖像。此處，對已形成洞圖案的基板101照射多一次電子束20，並檢測因多一次電子束20的照射而自基板101放出的多二次電子束300，藉此取得基板101的二次電子圖像。如上文所述般，於多檢測器222可投影反射電子及二次電子，亦可投影反射電子在中途發散而殘留的二次電子(多二次電子束300)。
如上文所述般，因多一次電子束20的照射而自基板101放出的多二次電子束300是由多檢測器222檢測。由多檢測器222檢測到的各子照射區域29內的各畫素的二次電子的檢測資料(測定圖像資料：二次電子圖像資料：被檢查圖像資料)，依照測定順序被輸出至檢測電路106。於檢測電路106內，藉由未圖示的A/D轉換器，將類比檢測資料轉換成數位資料，並保存於晶片圖案記憶體123。然後，所獲得的測定圖像資料與來自位置電路107的表示各位置的資訊一起被傳送至比較電路108。
圖6是表示實施方式1中的比較電路內的結構的一例的框圖。於圖6中，於實施方式1中的比較電路108內，配置磁碟裝置等儲存裝置50、儲存裝置52、儲存裝置56、儲存裝置58、 圖框圖像製作部54、參照輪廓節點提取部60、實際圖像輪廓節點提取部62、距離圖製作部64、洞中心候補提取部66、洞中心確認部68、參照洞邊緣提取部70、洞尺寸確認部72、實際圖像輪廓線內插處理部74、距離算出部76、及比較處理部78。圖框圖像製作部54、參照輪廓節點提取部60、實際圖像輪廓節點提取部62、距離圖製作部64、洞中心候補提取部66、洞中心確認部68、參照洞邊緣提取部70、洞尺寸確認部72、實際圖像輪廓線內插處理部74、距離算出部76、及比較處理部78等的各「~部」包含處理電路，於所述處理電路，包含電路、電腦、處理器、電路基板、量子電路、或半導體裝置等。另外，各「~部」亦可使用共同的處理電路(同一個處理電路)。或者，亦可使用不同的處理電路(各別的處理電路)。圖框圖像製作部54、參照輪廓節點提取部60、實際圖像輪廓節點提取部62、距離圖製作部64、洞中心候補提取部66、洞中心確認部68、參照洞邊緣提取部70、洞尺寸確認部72、實際圖像輪廓線內插處理部74、距離算出部76、及比較處理部78內所需要的輸入資料或經演算的結果隨時被儲存於未圖示的記憶體、或記憶體118。
經傳送至比較電路108內的測定圖像資料(射束圖像)保存於儲存裝置50。
作為圖框圖像製作步驟(S104)，圖框圖像製作部54製作將藉由各一次電子束10的掃描動作而取得的子照射區域29的圖像資料進一步分割而成的多個圖框區域30的各圖框區域30的 圖框圖像31。再者，較佳的是各圖框區域30以餘裕區域相互重合的方式構成，以使圖像無遺漏。經製作的圖框圖像31保存於儲存裝置56。
作為實際圖像輪廓節點提取步驟(S106)，實際圖像輪廓節點提取部62(第一輪廓線位置候補提取部)自圖框圖像31(被檢查圖像)提取作為洞圖案(第一洞圖案)的輪廓線所經過的多個位置的候補的多個輪廓線位置候補(第一輪廓線位置候補)。此處，將實際圖像的洞圖案的各輪廓線位置候補作為實際圖像輪廓節點。具體而言，如以下方式運作。實際圖像輪廓節點提取部62(微分強度演算部)針對圖框圖像31的各畫素，演算所述畫素的灰度值的梯度(微分強度)。
圖7是用於說明實施方式1中的各畫素的灰度值的梯度的演算的圖。於圖7中，實際圖像輪廓節點提取部62針對各圖框圖像31對圖框圖像31的畫素行(例如512×512的畫素行)卷積微分濾波器。具體而言，一面使成為對象的畫素依次移動，一面以對象畫素為中心例如提取3×3的畫素行，並對所述畫素行乘以微分濾波器。以對象畫素為中心的畫素行並不限定於3×3的畫素行。亦可以更多因數的行列來構成。如圖7所示，微分濾波器是使用x方向的微分濾波器及y方向的微分濾波器。作為微分濾波器，例如較佳的是使用索貝爾濾波器(sobel filter)，所述索貝爾濾波器在對畫素行的中央賦予權重後，一面藉由在橫方向或縱方向上施加平滑化而減少雜訊一面進行微分近似，藉此可提取灰度 梯度大的畫素。於圖7的例子中，示出作為一例的3×3的微分濾波器。但是，並不限定於此。亦可以更多的因數行列來構成。然後，於以對象畫素為中心的例如3×3的畫素行分別卷積x方向的微分濾波器與y方向的微分濾波器。藉此，可演算x方向的梯度的值及y方向的梯度的值。然後，實際圖像輪廓節點提取部62演算x方向的梯度與y方向的梯度的平方和根，而演算梯度的大小(值)。
然後，實際圖像輪廓節點提取部62針對梯度的大小(微分強度的值)為臨限值以上的各畫素，以子畫素為單位對輪廓線的位置進行演算。例如，實際圖像輪廓節點提取部62針對梯度的大小(微分強度的值)為臨限值以上的各畫素，提取在相對於所述畫素的梯度大小的法線方向上的多個畫素的一維分佈。
圖8是表示實施方式1中的圖形圖案與梯度向量的一例的圖。於圖8的(a)中，示出洞圖案的右上部的具有臨限值以上的梯度值的多個畫素的梯度向量的一例。例如，於圖形的x方向上延伸的輪廓線上的畫素中，可在y方向(或者-y方向)上獲得規定的大小的梯度向量。雖未圖示，例如於在圖形的y方向上延伸的輪廓線上的畫素中，可在x方向(或者-x方向)上獲得規定的大小的梯度向量。例如，於不沿著x方向、y方向的輪廓線(例如，圖形的角部)上的畫素中，可在x方向、y方向的經合成的方向上獲得規定的大小的梯度向量。此處，梯度向量的向量表示相對於所述畫素的梯度的大小的法線方向。所謂法線方向，相當於 與等梯度值線(等微分強度線)正交的方向。於實際的演算中，在將x方向的梯度與y方向的梯度分別作為x方向的梯度向量與y方向的梯度向量的情況下，將x方向的梯度向量與y方向的梯度向量予以合成(相加)的方向相當於法線方向。於圖8的(a)的例子中，提取具有臨限值以上的梯度值的多個畫素的梯度向量並示出，當然關於其他畫素亦會分別存在梯度向量。實際圖像輪廓節點提取部62針對各圖框圖像31，自藉由所述圖框圖像31內的各畫素而獲得的梯度向量中，提取具有臨限值以上的梯度值的畫素。然後，針對經提取的各畫素，提取在相對於所述畫素的梯度的大小的法線方向上的一維分佈。於圖8的(b)的例子中，示出穿過洞圖案上的某畫素內的輪廓線的一例。
圖9是表示實施方式1中的一維分佈的一例的圖。實際圖像輪廓節點提取部62自於法線方向上排列的一維分佈中以子畫素為單位提取波峰位置。於圖9的例子中，示出在輪廓線所經過的畫素內波峰位置位於偏離基準位置(例如畫素中心)x的位置(0≦x≦1)。所述波峰位置成為實際圖像輪廓節點。關於y方向亦同樣地求得波峰位置。
針對微分強度的值為臨限值以上的各畫素進行同樣的動作，提取圖框圖像31內的作為洞圖案的輪廓線所經過的多個位置的候補的多個輪廓節點。關於參照圖像亦進行同樣的動作。首先，製作參照圖像。
作為參照圖像製作步驟(S110)，參照圖像製作電路112 根據成為形成於基板101的包含洞圖案的圖形圖案的基礎的設計資料，針對各圖框區域30，製作與圖框圖像31對應的參照圖像。具體而言，如以下方式運作。首先，經由控制計算機110而自儲存裝置109讀出設計圖案資料，將由所述經讀出的設計圖案資料所定義的各圖形圖案轉換成二值或多值的影像資料。
如上文所述般，由設計圖案資料所定義的圖形，例如將長方形或三角形作為基本圖形，例如，保存有如下圖形資料：利用圖形的基準位置的座標(x,y)、邊的長度、作為對長方形或三角形等圖形種類進行區分的識別符的圖形碼等資訊，對各圖案圖形的形狀、大小、位置等進行了定義。
若成為所述圖形資料的設計圖案資料被輸入參照圖像製作電路112，則展開至各圖形的資料為止，並對所述圖形資料的表示圖形形狀的圖形碼、圖形尺寸等進行解釋。而且，作為配置於將規定的量子化尺寸的網格作為單位的柵格內的圖案，展開成二值或多值的設計圖案圖像資料，並輸出。換言之，讀入設計資料，演算設計圖案中的圖形於將檢查區域設為將規定的尺寸作為單位的柵格進行假想分割而成的各柵格中所占的佔有率，並輸出n位元的佔有率資料。例如，較佳為將一個柵格設定為一個畫素。而且，若使一個畫素具有1/28(=1/256)的解析度，則與配置於畫素內的圖形的區域份額相應地分配1/256的小區域並演算畫素內的佔有率。然後，成為8位元的佔有率資料。所述柵格(檢查畫素)只要與測定資料的畫素一致即可
接著，參照圖像製作電路112對作為圖形的影像資料的設計圖案的設計圖像資料，使用規定的濾波函數實施濾波處理。藉此，可使圖像強度(濃淡值)為數位值的設計側的影像資料的設計圖像資料符合藉由多一次電子束20的照射而獲得的圖像生成特性。經製作的參照圖像的各畫素的圖像資料被輸出至比較電路108。經傳送至比較電路108內的參照圖像資料保存於儲存裝置52。
作為參照輪廓節點提取步驟(S112)，參照輪廓節點提取部60(第二輪廓線位置候補提取部)自用於與圖框圖像31(被檢查圖像)進行比較的參照圖像提取與圖框圖像31的洞圖案對應的作為洞圖案(第二洞圖案)的輪廓線經過的多個位置的候補的多個輪廓線位置候補(第二輪廓線位置候補)。此處，將參照圖像的洞圖案的各輪廓線位置候補作為參照輪廓節點。具體而言，如以下方式運作。參照輪廓節點提取部60(微分強度演算部)針對參照圖像的各畫素，演算所述畫素的灰度值的梯度(微分強度)。與對圖框圖像31的情況同樣地，參照輪廓節點提取部60於以對象畫素為中心的例如3×3的畫素行分別卷積x方向的微分濾波器與y方向的微分濾波器。藉此，可演算x方向的梯度的值及y方向的梯度的值。然後，參照輪廓節點提取部60演算x方向的梯度與y方向的梯度的平方和根，而演算梯度的大小(值)。
然後，參照輪廓節點提取部60與對圖框圖像31的情況同樣地，針對梯度的大小(微分強度的值)為臨限值以上的各畫 素，以子畫素為單位對輪廓線的位置進行演算。
藉由以上運作，可獲得實際圖像的洞圖案的多個實際圖像輪廓節點(第一輪廓線位置候補)、及所對應的參照圖像的洞圖案的多個參照輪廓節點(第二輪廓線位置候補)。
作為距離圖製作步驟(S114)，距離圖製作部64對包含參照圖像的多個參照輪廓節點的區域內的各畫素，針對多個方向的各方向而製作距離圖，所述距離圖對多個參照輪廓節點的自各參照輪廓節點至在對象方向上排列的各畫素的距離進行定義。
圖10是表示實施方式1中的距離圖的一例的圖。於圖10中，作為距離圖，例如製作對距上下左右的四個方向的距離分別進行定義的四個距離圖。於各距離圖中，定義為零值的畫素包含多個參照輪廓節點的任一個。於圖10的例子中，於各距離圖內，例如將十六個畫素作為參照輪廓節點而定義為零。於圖10的(a)中，藉由畫素單位來表示以各參照輪廓節點畫素為起點自左方向朝向右方向時的距各畫素的距離。於圖10的(b)中，藉由畫素單位來表示以各參照輪廓節點畫素為起點自右方向朝向左方向時的距各畫素的距離。於圖10的(c)中，藉由畫素單位來表示以各參照輪廓節點畫素為起點自上方向朝向下方向時的距各畫素的距離。於圖10的(d)中，藉由畫素單位來表示以各參照輪廓節點畫素為起點自下方向朝向上方向時的距各畫素的距離。於標記＊的畫素，保存有距未圖示之參照輪廓節點畫素的距離。
於圖10的(a)的例子中，例如可知自上起第三段且自 左起第二行的畫素為一個參照輪廓節點。對自所述參照輪廓節點畫素朝右方向偏離一個的畫素定義為距離1。對自所述參照輪廓節點畫素朝右方向偏離兩個的畫素定義為距離2。於圖10的(a)的例子中，對自上起第3段且自左起第二行的參照輪廓節點畫素，同樣地定義至距離4。在到達其他參照輪廓節點畫素的時間點下結束距離的定義。對距其他參照輪廓節點畫素的距離亦同樣地進行定義。
於圖10的(b)的例子中，例如可知自上起第三段且自左起第七行的畫素為一個參照輪廓節點。對自所述參照輪廓節點畫素朝左方向偏離一個的畫素定義為距離1。對自所述參照輪廓節點畫素朝左方向偏離兩個的畫素定義為距離2。於圖10的(b)的例子中，對自上起第三段且自左起第七行的參照輪廓節點畫素，同樣地定義至距離4。在到達其他參照輪廓節點畫素的時間點下結束距離的定義。對距其他參照輪廓節點畫素的距離亦同樣地進行定義。
於圖10的(c)的例子中，例如可知自上起第一段且自左起第四行的畫素為一個參照輪廓節點。對自所述參照輪廓節點畫素朝下方向偏離一個的畫素定義為距離1。對自所述參照輪廓節點畫素朝下方向偏離兩個的畫素定義為距離2。於圖10的(c)的例子中，對自上起第一段且自左起第四行的參照輪廓節點畫素，同樣地定義至距離4。在到達其他參照輪廓節點畫素的時間點下結束距離的定義。對距其他參照輪廓節點畫素的距離亦同樣地進行 定義。
於圖10的(d)的例子中，例如，可知自上起第六段且自左起第四行的畫素為一個參照輪廓節點。對自所述參照輪廓節點畫素朝上方向偏離一個的畫素定義為距離1。對自所述參照輪廓節點畫素朝上方向偏離兩個的畫素定義為距離2。於圖10的(d)的例子中，對自上起第六段且自左起第四行的參照輪廓節點畫素，同樣地定義至距離4。在到達其他參照輪廓節點畫素的時間點下結束距離的定義。對距其他參照輪廓節點畫素的距離亦同樣地進行定義。
作為洞中心候補提取步驟(S116)，洞中心候補提取部66(中心畫素候補提取部)使用針對各方向而製作的各距離圖，來提取參照圖像的洞圖案的中心畫素候補。
圖11是表示實施方式1中的洞圖案的中心畫素候補的一例的圖。洞中心候補提取部66例如使用將距上下左右的距離分別進行定義的四個距離圖，提取距上下方向的距離為大致等距離、且距左右方向的距離為大致等距離的畫素。提取作為大致等距離而距離的差分在一個畫素份額以下的畫素。具體而言，例如，提取自距左方向的距離減去距右方向的距離所得的差分為零的畫素或者為-1的畫素、且自距上方向的距離減去距下方向的距離所得的差分為零的畫素或者為-1的畫素。於此種情況下，如圖11的例子所示，自上起第三段且自左起第四行的畫素(星號)成為洞圖案的中心畫素候補。
或者，例如亦可構成為：提取自距左方向的距離減去距右方向的距離所得的差分為零的畫素或者為1的畫素、且自距上方向的距離減去距下方向的距離所得的差分為零的畫素或者為1的畫素。於此種情況下，自上起第四段且自左起第五行的畫素成為洞圖案的中心畫素候補。
或者，例如亦可構成為：提取自距左方向的距離減去距右方向的距離所得的差分為零的畫素或者為1的畫素、且自距上方向的距離減去距下方向的距離所得的差分為零的畫素或者為-1的畫素。於此種情況下，自上起第三段且自左起第五行的畫素成為洞圖案的中心畫素候補。
或者，例如亦可構成為：提取自距左方向的距離減去距右方向的距離所得的差分為零的畫素或者為-1的畫素、且自距上方向的距離減去距下方向的距離所得的差分為零的畫素或者為1的畫素。於此種情況下，自上起第三段且自左起第五行的畫素成為洞圖案的中心畫素候補。
如此般根據定義的方式有偏離一個畫素左右的情況，但這並無妨礙。或者亦可為提取定義相同而提取多個中心畫素候補的情況。
圖12是表示實施方式1中的洞圖案的多個中心畫素候補的一例的圖。於圖12的例子中，示出提取到兩個中心畫素候補的情況。
作為洞中心確認步驟(S118)，洞中心確認部68(移除電 路)在提取到兩個以上的洞圖案的中心畫素候補時，若中心畫素候補間的距離L為臨限值以下，則將其中一個自中心畫素候補移除。於圖12的例子中，將兩個中心畫素候補中的右側的中心畫素候補予以移除。關於移除哪一個，只要預先對所移除側的位置關係進行定義即可。於中心畫素候補間的距離L短時無需硬要存在兩個中心畫素候補。藉由移除其中一個而可縮短後述的參照洞邊緣搜尋步驟(S120)的處理。
於目前的時間點下，雖然可掌握成為參照圖像的洞圖案的輪廓線位置候補的多個參照輪廓節點，但是尚不知是否藉由追尋所述多個參照輪廓節點而一定形成所期望的洞圖案。例如，多個參照輪廓節點有可能位於鄰接的其他洞圖案的輪廓線上。因此，如下文所述般，決定一個洞圖案上的輪廓線位置。
作為參照洞邊緣搜尋步驟(S120)，參照洞邊緣提取部70(參照輪廓線位置搜尋部)自參照圖像的多個參照輪廓節點(第二輪廓線位置候補)中將以中心畫素候補為起點滿足規定的條件的參照輪廓節點群(第二輪廓線位置候補群)作為參照圖像的洞圖案的輪廓線所經過的多個參照洞邊緣節點(參照輪廓線位置)而進行搜尋。
圖13是用於說明實施方式1中的洞邊緣節點的搜尋方法的圖。於圖13中，參照洞邊緣提取部70將以洞圖案的中心畫素候補為起點藉由n次(n為2以上的整數)以內的方向轉換而到達包含參照輪廓節點的畫素的參照輪廓節點群作為洞圖案的輪廓線 所經過的多個參照洞邊緣節點(輪廓線位置)而進行搜尋。此處，將下述多個參照輪廓節點作為所述洞圖案的參照洞邊緣節點(輪廓線位置)而進行搜尋，即：以洞圖案的中心畫素候補為起點，將上下左右(±x方向，±y方向)任一直線轉換n次方向(例如折返)而到達包含參照輪廓節點的畫素的全部參照輪廓節點中的距其他參照輪廓節點的距離為臨限值內的多個參照輪廓節點。中心畫素候補或方向轉換畫素的距離圖的值相當於自所述畫素至參照輪廓節點的相對座標，因此將位於所述相對座標的畫素作為一個洞邊緣節點。而且，將位於中心畫素候補或方向轉換的畫素與洞邊緣節點之間的全部畫素作為下一個方向轉換的畫素。藉由重覆所述操作，而可最終提取位於一個洞的全部洞邊緣節點。此處，如上文所述般將方向轉換次數設為最大n次。有時自中心畫素候補至各洞邊緣節點的路徑存在多條，因此避免洞邊緣節點的多重計數。於圖13的例子中，例如示出下述情況，即：當中心畫素候補為自上起第三段且自左起第四行的畫素時，藉由自上方向朝右方向轉換，其後，朝下方向轉換此兩次方向轉換而到達包含自上起第六段且自左起第五行的參照輪廓節點的畫素。亦有根據路徑藉由1次方向轉換即可到達所述畫素的情況。又，例如，當到達包含自上起第一段且自左起第二行的參照輪廓節點的畫素時，無論怎樣追尋路徑都需要進行至少兩次以上的方向轉換。方向轉換的次數只要根據所形成的洞圖案的形狀來設定即可。例如，設定為n=2次。又，距其他參照輪廓節點的距離是否在臨限值內，可 參照距離圖來判斷。當將距其他參照輪廓節點的距離未進入臨限值內的參照輪廓節點檢測為洞邊緣時，由於存在不構成洞圖案此一閉合圖形的參照輪廓節點，因此將所述中心畫素自洞圖案的候補去掉。
藉由如以上所述般運作，而可獲得洞圖案的輪廓線所經過的多個參照洞邊緣節點(輪廓線位置)。如以上所述般，藉由利用距離圖，而可將洞的辨識及洞邊緣搜尋高速化。作為以所述多個參照洞邊緣節點構成參照圖像的洞圖案的輪廓線的輪廓線位置，可輸出至儲存裝置58。於實施方式1中，進一步追加以下的確認。
作為洞尺寸確認步驟(S122)，洞尺寸確認部72判定洞的各尺寸是否在設定範圍內。
圖14是用於說明實施方式1中的洞尺寸確認方法的圖。於圖14的例子中，作為確認項目例如列舉：x方向的最外周端間的尺寸w、y方向的最外周端間的尺寸h、經過洞的中心畫素候補的直至y方向的外周端為止的尺寸u1、經過洞的中心畫素候補的直至x方向的外周端為止的尺寸u2、尺寸h與尺寸u1的差分、或/及尺寸w與尺寸u2的差分。當偏離設定範圍時，自所述中心畫素候補獲得的圖案不是洞圖案而自候補去掉。當提取多個中心畫素候補時，有可能於其中一個中心畫素候補中在設定範圍內，於另一個中心畫素候補中偏離設定範圍。所述情況下，將成為設定範圍內的洞圖案的多個參照洞邊緣節點輸出至儲存裝置58，並進 行保存。
作為實際圖像輪廓線內插步驟(S130)，實際圖像輪廓線內插處理部74(被檢查輪廓線製作部)自圖框圖像31的多個實際圖像輪廓節點中將參照圖像的多個參照洞邊緣節點附近的實際圖像輪廓節點群(第一輪廓線位置候補群)進行內插，而製作圖框圖像31的洞圖案的被檢查輪廓線。
圖15是表示實施方式1中的被檢查輪廓線與多個參照洞邊緣節點的一例的圖。實際圖像輪廓線內插處理部74自圖框圖像31的多個實際圖像輪廓節點中選擇參照圖像的多個參照洞邊緣節點11附近的實際圖像輪廓節點13群。然後，實際圖像輪廓線內插處理部74藉由進行內插而求得將所述實際圖像輪廓節點13群加以連接而得的被檢查輪廓線15的位置。例如，使用直線內插。較佳的是使用拉格朗日(lagrange)內插、或者樣條(spline)內插、或者B樣條內插。例如，於拉格朗日內插中，若將相鄰的三個實際圖像輪廓節點(x位置)設為x(-1)、x(0)、x(1)，則區間[-1，1]的任意部位t的輪廓位置可由下述數式(1)來定義。關於y方向亦進行同樣的計算。於圖15的例子中，示出將實際圖像輪廓節點13間利用直線連接的情況，藉由使用拉格朗日內插而可生成將三個實際圖像輪廓節點予以連接的曲線。
(1) x(t)=x(-1)‧(t2/2-t/2)+x(0)‧(-t2+1)+x(1)‧(t2/2+t/2)
作為距離算出步驟(S132)，距離算出部76算出自多個參照洞邊緣節點至被檢查輪廓線的距離。於計算距離時，同時判定實際圖像的輪廓線是位於由參照洞邊緣節點包圍而成的洞的外側、還是位於內側。當位於內側時，算出作為負值的距離。當位於外側時，算出作為正值的距離。
圖16是用於說明實施方式1中的距離算出方法的一例的圖。於圖16的例子中，實際圖像輪廓節點13及各參照洞邊緣節點11的座標表示各節點距所在的畫素基準點(例如左上角)的相對位置。此處將畫素尺寸設為1。選擇自參照洞邊緣節點距離近的兩個實際圖像輪廓節點。於圖16的例子的情況下，由於與A及B的距離(0.80、0.85)較與其他節點的距離(1.00、1.70)近，因此將連結所述兩點間的直線作為測定對象的輪廓線。自參照邊緣洞節點向所述輪廓線引垂線，將其長度作為參照邊緣洞與輪廓線的距離。藉由幾何學演算而求得所述距離。於圖16的例子的情況下，距離為約0.76。
圖17是表示實施方式1中的自參照洞邊緣節點至被檢查輪廓線的距離的一例的圖。圖17的(a)與圖13相同。如圖17的(b)所示，若計算自參照洞邊緣節點至被檢查輪廓線的距離時的向量方向相對於在搜尋圖17的(a)所示的參照洞邊緣節點時的最終的搜尋方向(搜索方向)為90°以下，則所述距離為正。如圖17的(b)所示，若計算自參照洞邊緣節點至被檢查輪廓線的距離時的向量方向相對於在搜尋圖17的(a)所示的參照洞邊緣 節點時的最終的搜尋方向(搜索方向)並非90°以下，則所述距離為負。圖17的(c)中示出自各參照洞邊緣節點至被檢查輪廓線的距離的一例。
距離算出部76算出自各參照洞邊緣節點至被檢查輪廓線的距離的總和、或平均值。於圖17的(c)的例子中，作為事例1，示出距離的總和例如為-8.6。作為事例2，示出將距離的總和除以參照洞邊緣節點數N所得到的值例如為-8.6/16來作為距離的平均值。作為事例3，示出將距離的總和除以參照圖像的洞圖案的面積(畫素數)AREA所得到的值例如為-8.6/33來作為距離的平均值。
作為比較步驟(S134)，比較處理部78(比較部)對基於距離所得的值與檢查臨限值進行比較。基於距離所得的值(反應值)表示自所述各參照洞邊緣節點至被檢查輪廓線的距離的總和、或平均值等。將反應值大於檢查臨限值的洞圖案判定為有缺陷。比較結果被輸出至儲存裝置109、監視器117、或記憶體118。
如以上所述般，藉由進行距離的總和、或平均值等的部分積分而不是計算洞的全面積，而可高速地計算CD錯誤。又，藉由利用內插處理來求得實際圖像的洞圖案的輪廓線，可降低在算出自各參照洞邊緣節點至被檢查輪廓線的距離時由輪廓節點的離散性引起的誤差。
圖18是表示實施方式1中的檢查結果的一例的圖。於圖18(a)中，示出將對位時的偏離量調整為0.0畫素的參照圖像的洞圖案與實際圖像的洞圖案進行比較的結果的一例。於圖18(b) 中，示出將對位時的偏離量硬調整為0.5畫素的參照圖像的洞圖案與實際圖像的洞圖案進行比較的結果的一例。無論在哪一情況下進行比較，均可減小參照圖像的洞圖案與實際圖像的洞圖案的差。其結果顯示可高精度地提取洞圖案。
如以上所述般，根據實施方式1，可在謀求處理時間的縮短的同時進行高精度的洞檢測。例如，可自參照圖像高精度或/及高速地搜尋各參照洞邊緣節點。進而，可自參照圖像高精度或/及高速地搜尋洞圖案。又，由於可高精度地搜尋參照洞邊緣節點，若利用所述結果，則可自圖框圖像的洞圖案的多個實際圖像輪廓節點中高精度或/及高速地提取實際構成輪廓線的實際圖像輪廓節點13群。
於以上的說明中，一系列的「~電路」包含處理電路，於所述處理電路包含電路、電腦、處理器、電路基板、量子電路、或半導體裝置等。另外，各「~電路」亦可使用共同的處理電路(同一個處理電路)。或者，亦可使用不同的處理電路(各別的處理電路)。使處理器等執行的程式只要記錄於磁碟裝置、快閃記憶體(flash memory)等記錄介質即可。例如，位置電路107、比較電路108、參照圖像製作電路112、平台控制電路114、透鏡控制電路124、消隱控制電路126、及偏轉控制電路128亦可包含所述至少一個處理電路。
以上，一面參照具體例一面對實施方式進行了說明。但是，本發明並不限定於所述具體例。於圖1的例子中，示出藉由 成形孔徑陣列基板203根據自作為一個照射源的電子槍201照射的一條射束而形成多一次電子束20的情況，但並不限定於此。亦可為藉由自多個照射源分別照射一次電子束而形成多一次電子束20的形態。
又，並不限定於自參照圖像搜尋洞圖案的情況，亦可自圖像高精度地搜尋洞圖案。因此，若將自根據設計資料而製作的參照圖像來搜尋洞圖案的結構應用於實際圖像即圖框圖像，則亦可自圖框圖像高精度地搜尋洞圖案。又，關於圖框圖像(實際圖像)亦不限定於電子束圖像，例如，自照射紫外線等光而獲得的光學圖像亦可同樣地提取圖像內之洞圖案。
另外，省略裝置結構或控制方法等在本發明的說明中不直接需要的部分等的記載，但可適宜選擇使用需要的裝置結構或控制方法。
此外，包括本發明的要素、且本領域從業人員可適宜進行設計變更的所有圖像內之洞圖案的搜尋方法、圖案檢查方法、及圖案檢查裝置均包含於本發明的範圍內。
S102~S106、S110~S122、S130~S134:步驟

Claims (14)

  1. 一種圖像內之洞圖案的搜尋方法，包括：自形成有洞圖案的圖像提取作為所述洞圖案的輪廓線所經過的多個位置的候補的多個輪廓線位置候補，對包含所述多個輪廓線位置候補的區域內的各畫素，針對多個方向的各方向而製作距離圖，所述距離圖對所述多個輪廓線位置候補的自各輪廓線位置候補至在對象方向上排列的各畫素的距離進行定義；使用針對各方向而製作的各距離圖，提取所述洞圖案的中心畫素候補；以及自所述多個輪廓線位置候補中將以所述中心畫素候補為起點滿足規定的條件的輪廓線位置候補群作為所述洞圖案的輪廓線所經過的多個輪廓線位置而進行搜尋、並輸出。
  2. 如請求項1所述的圖像內之洞圖案的搜尋方法，其中當提取到兩個以上的所述洞圖案的中心畫素候補時，若中心畫素候補間的距離為臨限值以下，則將其中一個自中心畫素候補移除。
  3. 如請求項1所述的圖像內之洞圖案的搜尋方法，其中將以所述中心畫素候補為起點藉由n次以內的方向轉換而到達包含輪廓線位置候補的畫素的輪廓線位置候補群作為所述洞圖案的輪廓線所經過的多個輪廓線位置而進行搜尋，其中n為2以上的整數。
  4. 一種圖案檢查方法，包括：取得形成有第一洞圖案的基板的被檢查圖像；自所述被檢查圖像提取作為所述第一洞圖案的輪廓線所經過的多個位置的候補的多個第一輪廓線位置候補；自用於與所述被檢查圖像進行比較的參照圖像提取作為與所述第一洞圖案對應的第二洞圖案的輪廓線所經過的多個位置的候補的多個第二輪廓線位置候補；對包含所述多個第二輪廓線位置候補的區域內的各畫素，針對多個方向的各方向而製作距離圖，所述距離圖對所述多個第二輪廓線位置候補的自各第二輪廓線位置候補至在對象方向上排列的各畫素的距離進行定義；使用針對各方向而製作的各距離圖，提取所述第二洞圖案的中心畫素候補；自所述多個第二輪廓線位置候補中將以所述中心畫素候補為起點滿足規定的條件的第二輪廓線位置候補群作為所述第二洞圖案的輪廓線所經過的多個參照輪廓線位置而進行搜尋；自所述多個第一輪廓線位置候補中對所述多個參照輪廓線位置附近的第一輪廓線位置候補群進行內插，而製作所述第一洞圖案的被檢查輪廓線；算出自所述多個參照輪廓線位置至所述被檢查輪廓線的距離；將基於所述距離所得的值與檢查臨限值進行比較，並輸出結 果。
  5. 如請求項4所述的圖案檢查方法，其中使用拉格朗日內插處理來製作所述被檢查輪廓線。
  6. 如請求項4所述的圖案檢查方法，其中當提取到兩個以上的所述第二洞圖案的中心畫素候補時，若中心畫素候補間的距離為臨限值以下，則將其中一個自中心畫素候補移除。
  7. 如請求項4所述的圖案檢查方法，其中將以所述中心畫素候補為起點藉由n次以內的方向轉換而到達包含第二輪廓線位置候補的畫素的第二輪廓線位置候補群作為所述第二洞圖案的輪廓線所經過的多個參照輪廓線位置而進行搜尋，其中n為2以上的整數。
  8. 一種圖案檢查裝置，包括：圖像取得機構，取得形成有第一洞圖案的基板的被檢查圖像；第一輪廓線位置候補提取電路，自所述被檢查圖像提取作為所述第一洞圖案的輪廓線所經過的多個位置的候補的多個第一輪廓線位置候補；第二輪廓線位置候補提取電路，自用於與所述被檢查圖像進行比較的參照圖像提取作為與所述第一洞圖案對應的第二洞圖案的輪廓線所經過的多個位置的候補的多個第二輪廓線位置候補；距離圖製作電路，對包含所述多個第二輪廓線位置候補的區域內的各畫素，針對多個方向的各方向而製作距離圖，所述距離圖對所述多個第二輪廓線位置候補的自各第二輪廓線位置候補至 在對象方向上排列的各畫素的距離進行定義；中心畫素候補提取電路，使用針對各方向而製作的各距離圖，提取所述第二洞圖案的中心畫素候補；搜尋電路，自所述多個第二輪廓線位置候補中將以所述中心畫素候補為起點滿足規定的條件的第二輪廓線位置候補群作為所述第二洞圖案的輪廓線所經過的多個參照輪廓線位置而進行搜尋；被檢查輪廓線製作電路，自所述多個第一輪廓線位置候補中將所述多個參照輪廓線位置附近的第一輪廓線位置候補群進行內插，而製作所述第一洞圖案的被檢查輪廓線；距離算出電路，算出自所述多個參照輪廓線位置至所述被檢查輪廓線的距離；以及比較電路，將基於所述距離所得的值與檢查臨限值進行比較。
  9. 如請求項8所述的圖案檢查裝置，其中使用拉格朗日內插處理來製作所述被檢查輪廓線。
  10. 如請求項8所述的圖案檢查裝置，其更包括移除電路，當提取到兩個以上的所述第二洞圖案的中心畫素候補時，若中心畫素候補間的距離為臨限值以下，則將其中一個自中心畫素候補移除。
  11. 如請求項8所述的圖案檢查裝置，其中所述搜尋電路將以所述中心畫素候補為起點藉由n次以內的方向轉換而到達包含第二輪廓線位置候補的畫素的第二輪廓線位置候補群作為 所述第二洞圖案的輪廓線所經過的多個參照輪廓線位置而進行搜尋，其中n為2以上的整數。
  12. 一種圖像內之洞圖案的搜尋裝置，包括：輪廓線位置候補提取電路，自形成有洞圖案的圖像提取作為所述洞圖案的輪廓線所經過的多個位置的候補的多個輪廓線位置候補；距離圖製作電路，對包含所述多個輪廓線位置候補的區域內的各畫素，針對多個方向的各方向而製作距離圖，所述距離圖對所述多個輪廓線位置候補的自各輪廓線位置候補至在對象方向上排列的各畫素的距離進行定義；中心畫素候補提取電路，使用針對各方向而製作的各距離圖，提取所述洞圖案的中心畫素候補；以及搜尋電路，自所述多個輪廓線位置候補中將以所述中心畫素候補為起點滿足規定的條件的輪廓線位置候補群作為所述洞圖案的輪廓線所經過的多個輪廓線位置而進行搜尋、並輸出。
  13. 如請求項12所述的圖像內之洞圖案的搜尋裝置，其更包括移除電路，當提取到兩個以上的所述洞圖案的中心畫素候補時，若中心畫素候補間的距離為臨限值以下，則將其中一個自中心畫素候補移除。
  14. 如請求項12所述的圖像內之洞圖案的搜尋裝置，其中所述搜尋電路將以所述中心畫素候補為起點藉由n次以內的方向轉換而到達包含輪廓線位置候補的畫素的輪廓線位置候 補群作為所述洞圖案的輪廓線所經過的多個輪廓線位置而進行搜尋，其中n為2以上的整數。
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