KR20230009453A - 패턴 검사 장치 및 패턴 검사 방법 - Google Patents

패턴 검사 장치 및 패턴 검사 방법 Download PDF

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KR20230009453A
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신지 스기하라
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가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지
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Abstract

본 발명의 일 양태의 패턴 검사 장치는, 도형 패턴이 형성된 기판의 피검사 화상을 취득하는 화상 취득 기구와, 피검사 화상 내의 도형 패턴의 실화 윤곽선 상의 복수의 실화 윤곽 위치와, 실화 윤곽선과 비교하기 위한 참조 윤곽선 상의 복수의 참조 윤곽 위치를 사용하여, 피검사 화상의 변형에 기인하는 복수의 실화 윤곽 위치의 소정의 방향으로 가중치 부여하여 변형 계수를 산출하는 변형 계수 산출 회로와, 복수의 실화 윤곽 위치의 실화 윤곽 위치마다, 변형 계수를 사용하여 변형 벡터를 추정하는 변형 벡터 추정 회로와, 실화 윤곽 위치마다의 변형 벡터를 사용하여, 실화 윤곽선과 참조 윤곽선을 비교하는 비교 회로를 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

패턴 검사 장치 및 패턴 검사 방법
본 출원은, 2020년 7월 13일에 일본에서 출원된 JP2020-119715(출원 번호)를 기초 출원으로 하는 우선권을 주장하는 출원이다. JP2020-119715에 기재된 내용은, 본 출원에 포함된다.
본 발명의 일 양태는, 패턴 검사 장치 및 패턴 검사 방법에 관한 것이다. 예를 들어, 전자선에 의한 멀티 빔으로 기판을 조사하여 방출되는 패턴의 2차 전자 화상을 사용하여 검사하는 검사 장치, 자외선으로 기판을 조사하여 얻어지는 패턴의 광학 화상을 사용하여 검사하는 검사 장치 및 이러한 방법에 관한 것이다.
근년, 대규모 집적 회로(LSI)의 고집적화 및 대용량화에 수반하여, 반도체 소자에 요구되는 회로 선폭은 점점 좁아지고 있다. 그리고, 막대한 제조 비용이 드는 LSI의 제조에 있어서, 수율의 향상은 필수 불가결하다. 그러나, LSI를 구성하는 패턴은, 10나노미터 이하의 오더를 받아들이고 있고, 패턴 결함으로서 검출해야 할 치수도 매우 작은 것으로 되어 있다. 따라서, 반도체 웨이퍼 위에 전사된 초미세 패턴의 결함을 검사하는 패턴 검사 장치의 고정밀도화가 필요해지고 있다. 그 밖에 수율을 저하시키는 큰 요인의 하나로서, 반도체 웨이퍼 위에 초미세 패턴을 포토리소그래피 기술로 노광, 전사할 때에 사용되는 마스크의 패턴 결함을 들 수 있다. 그 때문에, LSI 제조에 사용되는 전사용 마스크의 결함을 검사하는 패턴 검사 장치의 고정밀도화가 필요해지고 있다.
결함 검사 방법으로서는, 반도체 웨이퍼나 리소그래피 마스크 등의 기판 위에 형성되어 있는 패턴을 촬상한 측정 화상과, 설계 데이터, 혹은 기판 위의 동일 패턴을 촬상한 측정 화상과 비교함으로써 검사를 행하는 방법이 알려져 있다. 예를 들어, 패턴 검사 방법으로서, 동일 기판 위의 다른 장소의 동일 패턴을 촬상한 측정 화상 데이터끼리를 비교하는 「die to die(다이-다이) 검사」나, 패턴 설계된 설계 데이터를 기초로 설계 화상 데이터(참조 화상)를 생성하여, 이것과 패턴을 촬상한 측정 데이터로 되는 측정 화상을 비교하는 「die to database(다이-데이터베이스) 검사」가 있다. 촬상된 화상은 측정 데이터로서 비교 회로로 보내진다. 비교 회로에서는, 화상끼리의 위치 정렬의 후, 측정 데이터와 참조 데이터를 적절한 알고리즘에 따라서 비교하고, 일치하지 않은 경우에는, 패턴 결함 있음이라고 판정한다.
상술한 패턴 검사 장치에는, 레이저광을 검사 대상 기판에 조사하여, 이 투과상 혹은 반사 상을 촬상하는 장치 외에, 검사 대상 기판 위를 1차 전자 빔으로 주사(스캔)하여, 1차 전자 빔의 조사에 수반하여 검사 대상 기판으로부터 방출되는 2차 전자를 검출하여, 패턴 상을 취득하는 검사 장치의 개발도 진행되고 있다. 이들 패턴 검사 장치에서는, 화소값끼리의 비교가 아니라, 화상 내의 패턴의 윤곽선을 추출하여, 참조 화상의 윤곽선과의 거리를 판정 지표에 사용하는 것이 검토되고 있다. 여기서, 윤곽선끼리의 어긋남에는, 결함에 의한 위치 어긋남 외에, 화상 자체의 변형에 기인하는 위치 어긋남이 포함된다. 따라서, 윤곽선끼리의 결함의 유무를 정확하게 검사하기 위해서는, 측정 화상 자체의 변형에 기인하는 어긋남분을 보정하기 위해서, 피검사 화상의 윤곽선과 참조 윤곽선 사이에서의 고정밀도의 위치 정렬을 행할 필요가 있다. 그러나, 각 화소의 휘도값의 어긋남을 최소 제곱법에 의해 최소화하는 종래의 화상끼리의 위치 정렬 처리와 비교하여, 윤곽선끼리의 위치 정렬 처리는 복잡해져서, 정밀도가 높은 위치 정렬을 행하기 위해서는 처리 시간이 길게 걸리게 된다고 하는 문제가 있었다.
여기서, 위치 정렬을 행하기 전의 단계에서 행하는 윤곽선 상의 윤곽 위치를 추출하는 방법으로서 이하의 방법이 개시되어 있다. 소벨 필터 등을 사용하여 에지 후보를 구하고, 에지 후보와 인접 화소군에 의한 검사 영역 내의 각 화소에 대하여 농도값의 2차 미분값을 구한다. 또한, 에지 후보에 인접하는 2조의 인접 화소군 중, 2차 미분값의 부호가 다른 조합이 많은 인접 화소군을 제2 에지 후보로서 선택한다. 그리고, 에지 후보의 2차 미분값과 제2 에지 후보의 2차 미분값을 사용하여, 검출 대상 에지의 에지 좌표를 서브 픽셀 단위로 구한다고 하는 방법이 개시되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
일본 특허 공개 제2011-48592호 공보
본 발명의 일 양태는, 측정 화상의 변형에 기인하는 위치 어긋남을 고려한 검사가 가능한 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일 양태의 패턴 검사 장치는,
도형 패턴이 형성된 기판의 피검사 화상을 취득하는 화상 취득 기구와,
피검사 화상 내의 도형 패턴의 실화 윤곽선 상의 복수의 실화 윤곽 위치와, 실화 윤곽선과 비교하기 위한 참조 윤곽선 상의 복수의 참조 윤곽 위치를 사용하여, 피검사 화상의 변형에 기인하는 복수의 실화 윤곽 위치의 소정의 방향으로 가중치 부여하여 변형 계수를 산출하는 변형 계수 산출 회로와,
복수의 실화 윤곽 위치의 실화 윤곽 위치마다, 변형 계수를 사용하여 변형 벡터를 추정하는 변형 벡터 추정 회로와,
실화 윤곽 위치마다의 변형 벡터를 사용하여, 실화 윤곽선과 참조 윤곽선을 비교하는 비교 회로
를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 양태의 패턴 검사 장치는,
도형 패턴이 형성된 기판의 피검사 화상을 취득하는 화상 취득 기구와,
피검사 화상 내의 도형 패턴의 실화 윤곽선 상의 복수의 실화 윤곽 위치와, 복수의 실화 윤곽 위치와 비교하기 위한 복수의 참조 윤곽 위치를 사용하여, 복수의 실화 윤곽 위치와, 복수의 참조 윤곽 위치의 사이에서 평행 시프트에 의한 위치 정렬을 행하기 위한 실화 윤곽선의 소정의 방향으로 가중치 부여된 평균 시프트 벡터를 산출하는 평균 시프트 벡터 산출 회로와,
평균 시프트 벡터를 사용하여, 실화 윤곽선과 참조 윤곽선을 비교하는 비교 회로
를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양태의 패턴 검사 방법은,
도형 패턴이 형성된 기판의 피검사 화상을 취득하고,
피검사 화상 내의 도형 패턴의 실화 윤곽선 상의 복수의 실화 윤곽 위치와, 실화 윤곽선과 비교하기 위한 참조 윤곽선 상의 복수의 참조 윤곽 위치를 사용하여, 피검사 화상의 변형에 기인하는 복수의 실화 윤곽 위치의 소정의 방향으로 가중치 부여하여 변형 계수를 산출하고,
복수의 실화 윤곽 위치의 실화 윤곽 위치마다, 변형 계수를 사용하여 변형 벡터를 추정하고,
실화 윤곽 위치마다의 변형 벡터를 사용하여, 실화 윤곽선과 참조 윤곽선을 비교하고, 결과를 출력하는
것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 양태의 패턴 검사 방법은,
도형 패턴이 형성된 기판의 피검사 화상을 취득하고,
피검사 화상 내의 도형 패턴의 실화 윤곽선 상의 복수의 실화 윤곽 위치와, 복수의 실화 윤곽 위치와 비교하기 위한 복수의 참조 윤곽 위치를 사용하여, 복수의 실화 윤곽 위치와, 복수의 참조 윤곽 위치의 사이에서 평행 시프트에 의한 위치 정렬을 행하기 위한 실화 윤곽선의 소정의 방향으로 가중치 부여된 평균 시프트 벡터를 산출하고,
평균 시프트 벡터를 사용하여, 실화 윤곽선과 참조 윤곽선을 비교하고, 결과를 출력하는
것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양태에 의하면, 측정 화상의 변형에 기인하는 위치 어긋남을 고려한 검사를 할 수 있다.
도 1은 실시 형태 1에 있어서의 패턴 검사 장치의 구성의 일례를 나타내는 구성도이다.
도 2는 실시 형태 1에 있어서의 성형 애퍼처 어레이 기판의 구성을 나타내는 개념도이다.
도 3은 실시 형태 1에 있어서의 반도체 기판에 형성되는 복수의 칩 영역의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는 실시 형태 1에 있어서의 멀티 빔의 스캔 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 실시 형태 1에 있어서의 검사 방법의 주요부 공정을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 실시 형태 1에 있어서의 비교 회로 내의 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 7은 실시 형태 1에 있어서의 실화 윤곽 위치의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8은 실시 형태 1에 있어서의 참조 윤곽 위치를 추출하는 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 실시 형태 1에 있어서의 개별 시프트 벡터의 일례를 나타내는 도면이다.
도 10은 실시 형태 1에 있어서의 가중치 부여 평균 시프트 벡터를 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 실시 형태 1에 있어서의 평균 시프트 벡터를 고려한 결함 위치 어긋남 벡터를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 실시 형태 1에 있어서의 2차원 변형 모델을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 실시 형태 1에 있어서의 변형 벡터를 고려한 결함 위치 어긋남 벡터를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 실시 형태 1에 있어서의 변형을 부가한 화상의 위치 어긋남양의 측정 결과와 법선 방향으로의 가중치 부여를 행하지 않고 변형 추정을 행한 위치 어긋남양의 일례를 나타내는 도면이다.
도 15는 실시 형태 1에 있어서의 변형을 부가한 화상의 위치 어긋남양의 측정 결과와 법선 방향으로의 가중치 부여를 행한 변형 추정을 행한 위치 어긋남양의 일례를 나타내는 도면이다.
[실시 형태 1.]
이하, 실시 형태에서는, 패턴 검사 장치의 일례로서, 전자 빔 검사 장치에 대하여 설명한다. 단, 이것에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 자외선을 피검사 기판에 조사하여, 피검사 기판을 투과 혹은 반사한 광을 사용하여 피검사 화상을 취득하는 검사 장치여도 상관없다. 또한, 실시 형태에서는, 복수의 전자 빔에 의한 멀티 빔을 사용하여 화상을 취득하는 검사 장치에 대하여 설명하지만, 이것에 한정하는 것은 아니다. 1개의 전자 빔에 의한 싱글 빔을 사용하여 화상을 취득하는 검사 장치여도 상관없다.
도 1은, 실시 형태 1에 있어서의 패턴 검사 장치의 구성의 일례를 나타내는 구성도이다. 도 1에 있어서, 기판에 형성된 패턴을 검사하는 검사 장치(100)는, 멀티 전자 빔 검사 장치의 일례이다. 검사 장치(100)는, 화상 취득 기구(150)(2차 전자 화상 취득 기구), 및 제어계 회로(160)를 구비하고 있다. 화상 취득 기구(150)는, 전자 빔 칼럼(102)(전자 경통) 및 검사실(103)을 구비하고 있다. 전자 빔 칼럼(102) 내에는, 전자총(201), 전자 렌즈(202), 성형 애퍼처 어레이 기판(203), 전자 렌즈(205), 일괄 블랭킹 편향기(212), 제한 애퍼처 기판(213), 전자 렌즈(206), 전자 렌즈(207)(대물 렌즈), 주편향기(208), 부편향기(209), E×B 분리기(214)(빔 세퍼레이터), 편향기(218), 전자 렌즈(224), 전자 렌즈(226) 및 멀티 검출기(222)가 배치되어 있다. 도 1의 예에 있어서, 전자총(201), 전자 렌즈(202), 성형 애퍼처 어레이 기판(203), 전자 렌즈(205), 일괄 블랭킹 편향기(212), 제한 애퍼처 기판(213), 전자 렌즈(206), 전자 렌즈(207)(대물 렌즈), 주편향기(208) 및 부편향기(209)는, 멀티 1차 전자 빔을 기판(101)에 조사하는 1차 전자 광학계를 구성한다. E×B 분리기(214), 편향기(218), 전자 렌즈(224) 및 전자 렌즈(226)는, 멀티 2차 전자 빔을 멀티 검출기(222)에 조사하는 2차 전자 광학계를 구성한다.
검사실(103) 내에는, 없어도 XY 방향으로 이동 가능한 스테이지(105)가 배치된다. 스테이지(105) 위에는, 검사 대상이 되는 기판(101)(시료)이 배치된다. 기판(101)에는, 노광용 마스크 기판 및 실리콘 웨이퍼 등의 반도체 기판이 포함된다. 기판(101)이 반도체 기판인 경우, 반도체 기판에는 복수의 칩 패턴(웨이퍼 다이)이 형성되어 있다. 기판(101)이 노광용 마스크 기판인 경우, 노광용 마스크 기판에는, 칩 패턴이 형성되어 있다. 칩 패턴은, 복수의 도형 패턴에 의해 구성된다. 이러한 노광용 마스크 기판에 형성된 칩 패턴이 반도체 기판 위에 복수회 노광 전사됨으로써, 반도체 기판에는 복수의 칩 패턴(웨이퍼 다이)이 형성되게 된다. 이하, 기판(101)이 반도체 기판인 경우를 주로 하여 설명한다. 기판(101)은, 예를 들어 패턴 형성면을 상측으로 향하게 하여 스테이지(105)에 배치된다. 또한, 스테이지(105) 위에는, 검사실(103)의 외부에 배치된 레이저 측장 시스템(122)으로부터 조사되는 레이저 측장용 레이저광을 반사하는 미러(216)가 배치되어 있다. 멀티 검출기(222)는, 전자 빔 칼럼(102)의 외부에서 검출 회로(106)에 접속된다.
제어계 회로(160)에서는, 검사 장치(100) 전체를 제어하는 제어 계산기(110)가, 버스(120)를 통해 위치 회로(107), 비교 회로(108), 참조 윤곽 위치 추출 회로(112), 스테이지 제어 회로(114), 렌즈 제어 회로(124), 블랭킹 제어 회로(126), 편향 제어 회로(128), 자기 디스크 장치 등의 기억 장치(109), 모니터(117) 및 메모리(118)에 접속되어 있다. 또한, 편향 제어 회로(128)는, DAC(디지털/아날로그 변환) 앰프(144, 146, 148)에 접속된다. DAC 앰프(146)는, 주편향기(208)에 접속되고, DAC 앰프(144)는, 부편향기(209)에 접속된다. DAC 앰프(148)는, 편향기(218)에 접속된다.
또한, 검출 회로(106)는, 칩 패턴 메모리(123)에 접속된다. 칩 패턴 메모리(123)는, 비교 회로(108)에 접속되어 있다. 또한, 스테이지(105)는, 스테이지 제어 회로(114)의 제어하에 구동 기구(142)에 의해 구동된다. 구동 기구(142)에서는, 예를 들어 스테이지 좌표계에 있어서의 X 방향, Y 방향, θ 방향으로 구동하는 3축(X-Y-θ) 모터와 같은 구동계가 구성되고, XYθ 방향으로 스테이지(105)가 이동 가능하게 되어 있다. 이들의, 도시하지 않은 X 모터, Y 모터, θ 모터는, 예를 들어 스테핑 모터를 사용할 수 있다. 스테이지(105)는, XYθ 각 축의 모터에 의해 수평 방향 및 회전 방향으로 이동 가능하다. 그리고, 스테이지(105)의 이동 위치는 레이저 측장 시스템(122)에 의해 측정되고, 위치 회로(107)에 공급된다. 레이저 측장 시스템(122)은, 미러(216)로부터의 반사광을 수광함으로써, 레이저 간섭법의 원리로 스테이지(105)의 위치를 측장한다. 스테이지 좌표계는, 예를 들어 멀티 1차 전자 빔의 광축(전자 궤도 중심축)에 직교하는 면에 대하여, X 방향, Y 방향, θ 방향이 설정된다.
전자 렌즈(202), 전자 렌즈(205), 전자 렌즈(206), 전자 렌즈(207)(대물 렌즈), 전자 렌즈(224), 전자 렌즈(226) 및 E×B 분리기(214)는, 렌즈 제어 회로(124)에 의해 제어된다. 또한, 일괄 블랭킹 편향기(212)는, 2극 이상의 전극에 의해 구성되고, 전극마다 도시하지 않은 DAC 앰프를 통해 블랭킹 제어 회로(126)에 의해 제어된다. 부편향기(209)는, 4극 이상의 전극에 의해 구성되고, 전극마다 DAC 앰프(144)를 통해 편향 제어 회로(128)에 의해 제어된다. 주편향기(208)는, 4극 이상의 전극에 의해 구성되고, 전극마다 DAC 앰프(146)를 통해 편향 제어 회로(128)에 의해 제어된다. 편향기(218)는, 4극 이상의 전극에 의해 구성되고, 전극마다 DAC 앰프(148)를 통해 편향 제어 회로(128)에 의해 제어된다.
전자총(201)에는, 도시하지 않은 고압 전원 회로가 접속되고, 전자총(201) 내의 도시하지 않은 필라멘트(캐소드)와 인출 전극(애노드) 사이로의 고압 전원 회로로부터의 가속 전압의 인가와 함께, 다른 인출 전극(웨넬트)의 전압의 인가와 소정의 온도의 캐소드 가열에 의해, 캐소드로부터 방출된 전자군이 가속되고, 전자 빔(200)으로 되어 방출된다.
여기서, 도 1에서는, 실시 형태 1을 설명하는 데 있어서 필요한 구성을 기재하고 있다. 검사 장치(100)에 있어서, 통상, 필요한 그 밖의 구성을 구비하고 있어도 상관없다.
도 2는, 실시 형태 1에 있어서의 성형 애퍼처 어레이 기판의 구성을 나타내는 개념도이다. 도 2에 있어서, 성형 애퍼처 어레이 기판(203)에는, 2차원 형상의 가로(x 방향) m1열×세로(y 방향)n1단(m1, n1은, 한쪽이 2 이상의 정수, 다른 쪽이 1 이상의 정수)의 구멍(개구부)(22)이 x, y 방향으로 소정의 배열 피치로 형성되어 있다. 도 2의 예에서는, 23×23의 구멍(개구부)(22)이 형성되어 있는 경우를 나타내고 있다. 각 구멍(22)은, 이상적으로는 모두 동일 치수 형상의 직사각형으로 형성된다. 또는, 이상적으로는 동일한 외경의 원형이어도 상관없다. 이들 복수의 구멍(22)을 전자 빔(200)의 일부가 각각 통과함으로써, m1×n1개(= N개)의 멀티 1차 전자 빔(20)이 형성되게 된다.
다음으로, 검사 장치(100)에 있어서의 화상 취득 기구(150)의 동작에 대하여 설명한다.
전자총(201)(방출원)으로부터 방출된 전자 빔(200)은, 전자 렌즈(202)에 의해 굴절되고, 성형 애퍼처 어레이 기판(203) 전체를 조명한다. 성형 애퍼처 어레이 기판(203)에는, 도 2에 도시한 바와 같이, 복수의 구멍(22)(개구부)이 형성되고, 전자 빔(200)은, 모든 복수의 구멍(22)이 포함되는 영역을 조명한다. 복수의 구멍(22)의 위치에 조사된 전자 빔(200)의 각 일부가, 이러한 성형 애퍼처 어레이 기판(203)의 복수의 구멍(22)을 각각 통과함으로써, 멀티 1차 전자 빔(20)이 형성된다.
형성된 멀티 1차 전자 빔(20)은, 전자 렌즈(205) 및 전자 렌즈(206)에 의해 각각 굴절되고, 중간 상 및 크로스오버를 반복하면서, 멀티 1차 전자 빔(20)의 각 빔의 크로스오버 위치(각 빔의 중간 상 위치)에 배치된 E×B 분리기(214)를 통과하여 전자 렌즈(207)(대물 렌즈)로 진행한다. 그리고, 전자 렌즈(207)는, 멀티 1차 전자 빔(20)을 기판(101)에 포커스(합초)한다. 대물 렌즈(207)에 의해 기판(101)(시료)면 위에 초점이 합쳐진(합초된) 멀티 1차 전자 빔(20)은, 주편향기(208) 및 부편향기(209)에 의해 일괄하여 편향되고, 각 빔의 기판(101) 위의 각각의 조사 위치에 조사된다. 또한, 일괄 블랭킹 편향기(212)에 의해, 멀티 1차 전자 빔(20) 전체가 일괄하여 편향된 경우에는, 제한 애퍼처 기판(213)의 중심의 구멍으로부터 위치가 어긋나고, 제한 애퍼처 기판(213)에 의해 차폐된다. 한편, 일괄 블랭킹 편향기(212)에 의해 편향되지 않은 멀티 1차 전자 빔(20)은, 도 1에 도시한 바와 같이 제한 애퍼처 기판(213)의 중심의 구멍을 통과한다. 이러한 일괄 블랭킹 편향기(212)의 ON/OFF에 의해, 블랭킹 제어가 행해지고, 빔의 ON/OFF가 일괄 제어된다. 이와 같이, 제한 애퍼처 기판(213)은, 일괄 블랭킹 편향기(212)에 의해 빔 OFF의 상태가 되도록 편향된 멀티 1차 전자 빔(20)을 차폐한다. 그리고, 빔 ON이 되고 나서 빔 OFF가 될 때까지 형성된, 제한 애퍼처 기판(213)을 통과한 빔 군에 의해, 검사용(화상 취득용)의 멀티 1차 전자 빔(20)이 형성된다.
기판(101)의 원하는 위치에 멀티 1차 전자 빔(20)이 조사되면, 이러한 멀티 1차 전자 빔(20)이 조사된 것에 기인하여 기판(101)으로부터 멀티 1차 전자 빔(20)의 각 빔에 대응하는, 반사 전자를 포함하는 2차 전자의 다발(멀티 2차 전자 빔(300))이 방출된다.
기판(101)으로부터 방출된 멀티 2차 전자 빔(300)은, 전자 렌즈(207)를 통과하여, E×B 분리기(214)로 진행한다.
E×B 분리기(214)는, 코일을 사용한 2극 이상의 복수의 자극과, 2극 이상의 복수의 전극을 갖는다. 예를 들어, 90° 씩 위상을 어긋나게 한 4극의 자극(전자편향 코일)과, 동일하게 90° 씩 위상을 어긋나게 한 4극의 전극(정전 편향 전극)을 갖는다. 그리고, 예를 들어 대향하는 2극의 자극을 N극과 S극에 설정함으로써, 이러한 복수의 자극에 의해 지향성의 자계를 발생시킨다. 마찬가지로, 예를 들어 대향하는 2극의 전극에 부호가 반대인 전위 V를 인가함으로써, 이러한 복수의 전극에 의해 지향성의 전계를 발생시킨다. 구체적으로는, E×B 분리기(214)는 멀티 1차 전자 빔(20)의 중심 빔이 진행하는 방향(전자 궤도 중심축)에 직교하는 면 위에 있어서 전계와 자계를 직교하는 방향으로 발생시킨다. 전계는 전자의 진행 방향에 관계 없이 동일한 방향으로 힘을 미친다. 이에 반하여, 자계는 플레밍 왼손의 법칙에 따라 힘을 미친다. 그 때문에 전자의 침입 방향에 의해 전자에 작용하는 힘의 방향을 변화시킬 수 있다. E×B 분리기(214)에 상측으로부터 침입해 오는 멀티 1차 전자 빔(20)에는, 전계에 의한 힘과 자계에 의한 힘이 서로 상쇄되고, 멀티 1차 전자 빔(20)은 하방으로 직진한다. 이에 대해, E×B 분리기(214)에 하측으로부터 침입해 오는 멀티 2차 전자 빔(300)에는, 전계에 의한 힘과 자계에 의한 힘이 어느 쪽도 동일한 방향으로 작용하고, 멀티 2차 전자 빔(300)은 비스듬히 상방으로 구부러져, 멀티 1차 전자 빔(20)으로부터 분리된다.
비스듬히 상방으로 구부러져, 멀티 1차 전자 빔(20)으로부터 분리된 멀티 2차 전자 빔(300)은, 편향기(218)에 의해, 더욱 구부러지고, 전자 렌즈(224, 226)에 의해, 굴절되면서 멀티 검출기(222)에 투영된다. 멀티 검출기(222)는, 투영된 멀티 2차 전자 빔(300)을 검출한다. 멀티 검출기(222)에는, 반사 전자 및 2차 전자가 투영되어도 되고, 반사 전자는 도중에 발산해 버리고 남은 2차 전자가 투영되어도 된다. 멀티 검출기(222)는, 2차원 센서를 갖는다. 그리고, 멀티 2차 전자 빔(300)의 각 2차 전자가 2차원 센서의 각각 대응하는 영역에 충돌하여, 전자를 발생하고, 2차 전자 화상 데이터를 화소마다 생성한다. 다시 말해, 멀티 검출기(222)에는, 멀티 1차 전자 빔(20)의 1차 전자 빔마다, 검출 센서가 배치된다. 그리고, 각 1차 전자 빔의 조사에 의해 방출된 대응하는 2차 전자 빔을 검출한다. 따라서, 멀티 검출기(222)의 복수의 검출 센서의 각 검출 센서는, 각각 담당하는 1차 전자 빔의 조사에 기인하는 화상용 2차 전자 빔의 강도 신호를 검출하게 된다. 멀티 검출기(222)로 검출된 강도 신호는, 검출 회로(106)로 출력된다.
도 3은, 실시 형태 1에 있어서의 반도체 기판에 형성되는 복수의 칩 영역의 일례를 나타내는 도면이다. 도 3에 있어서, 기판(101)이 반도체 기판(웨이퍼)인 경우, 반도체 기판(웨이퍼)의 검사 영역(330)에는, 복수의 칩(웨이퍼 다이)(332)이 2차원의 어레이 형상으로 형성되어 있다. 각 칩(332)에는, 노광용 마스크 기판에 형성된 1칩분의 마스크 패턴이 도시하지 않은 노광 장치(스테퍼, 스캐너 등)에 의해 예를 들어 1/4로 축소되어 전사되어 있다. 각 칩(332)의 영역은, 예를 들어 y 방향을 향해 소정의 폭으로 복수의 스트라이프 영역(32)으로 분할된다. 화상 취득 기구(150)에 의한 스캔 동작은, 예를 들어 스트라이프 영역(32)마다 실시된다. 예를 들어, -x 방향으로 스테이지(105)를 이동시키면서, 상대적으로 x 방향으로 스트라이프 영역(32)의 스캔 동작을 진행시켜 간다. 각 스트라이프 영역(32)은, 길이 방향을 향해 복수의 직사각형 영역(33)으로 분할된다. 대상이 되는 직사각형 영역(33)으로의 빔의 이동은, 주편향기(208)에 의한 멀티 1차 전자 빔(20) 전체에서의 일괄 편향에 의해 행해진다.
도 4는, 실시 형태 1에 있어서의 멀티 빔의 스캔 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 4의 예에서는, 5×5열의 멀티 1차 전자 빔(20)의 경우를 나타내고 있다. 1회의 멀티 1차 전자 빔(20)의 조사로 조사 가능한 조사 영역(34)은, (기판(101)면 위에 있어서의 멀티 1차 전자 빔(20)의 x 방향의 빔간 피치에 x 방향의 빔수를 곱한 x 방향 사이즈)×(기판(101)면 위에 있어서의 멀티 1차 전자 빔(20)의 y 방향의 빔간 피치에 y 방향의 빔수를 곱한 y 방향 사이즈)로 정의된다. 각 스트라이프 영역(32)의 폭은, 조사 영역(34)의 y 방향 사이즈와 마찬가지로, 혹은 스캔 마진만큼 좁게 한 사이즈로 설정하면 적합하다. 도 3 및 도 4의 예에서는, 조사 영역(34)이 직사각형 영역(33)과 동일한 사이즈의 경우를 나타내고 있다. 단, 이것에 한정하는 것은 아니다. 조사 영역(34)이 직사각형 영역(33)보다도 작아도 된다. 또는 커도 상관없다. 그리고, 멀티 1차 전자 빔(20)의 각 빔은, 자신의 빔이 위치하는 x 방향의 빔간 피치와 y 방향의 빔간 피치로 둘러싸이는 서브 조사 영역(29) 내에 조사되고, 당해 서브 조사 영역(29) 내를 주사(스캔 동작)한다. 멀티 1차 전자 빔(20)을 구성하는 각 1차 전자 빔(10)은, 서로 다른 어느 서브 조사 영역(29)을 담당하게 된다. 그리고, 각 샷 시에, 각 1차 전자 빔(10)은, 담당 서브 조사 영역(29) 내의 동일 위치를 조사하게 된다. 서브 조사 영역(29) 내에 1차 전자 빔(10)의 이동은, 부편향기(209)에 의한 멀티 1차 전자 빔(20) 전체에서의 일괄 편향에 의해 행해진다. 이러한 동작을 반복하고, 하나의 1차 전자 빔(10)으로 하나의 서브 조사 영역(29) 내를 순서대로 조사해 간다. 그리고, 하나의 서브 조사 영역(29)의 스캔이 종료되면, 주편향기(208)에 의한 멀티 1차 전자 빔(20) 전체에서의 일괄 편향에 의해 조사 위치가 동일한 스트라이프 영역(32) 내의 인접하는 직사각형 영역(33)으로 이동한다. 이러한 동작을 반복하고, 스트라이프 영역(32) 내를 순서대로 조사해 간다. 하나의 스트라이프 영역(32)의 스캔이 종료되면, 스테이지(105)의 이동 혹은/및 주편향기(208)에 의한 멀티 1차 전자 빔(20) 전체에서의 일괄 편향에 의해 조사 위치가 다음의 스트라이프 영역(32)으로 이동한다. 이상과 같이 각 1차 전자 빔(10)의 조사에 의해 서브 조사 영역(29)마다 2차 전자 화상이 취득된다. 이들의 서브 조사 영역(29)마다의 2차 전자 화상을 조합함으로써, 직사각형 영역(33)의 2차 전자 화상, 스트라이프 영역(32)의 2차 전자 화상, 혹은 칩(332)의 2차 전자 화상이 구성된다.
또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 각 서브 조사 영역(29)이 직사각형의 복수의 프레임 영역(30)으로 분할되고, 프레임 영역(30) 단위의 2차 전자 화상(피검사 화상)이 검사에 사용된다. 도 4의 예에서는, 1개의 서브 조사 영역(29)이, 예를 들어 4개의 프레임 영역(30)으로 분할되는 경우를 나타내고 있다. 단, 분할되는 수는 4개로 한정하는 것은 아니다. 그 밖의 수로 분할되어도 상관없다.
또한, 예를 들어 x 방향으로 배열하는 복수의 칩(332)을 동일한 그룹으로 하여, 그룹마다 예를 들어 y 방향을 향해 소정의 폭으로 복수의 스트라이프 영역(32)으로 분할되도록 해도 적합하다. 그리고, 스트라이프 영역(32) 사이의 이동은, 칩(332)마다 한정하는 것은 아니고, 그룹마다 행해도 적합하다.
여기서, 스테이지(105)가 연속 이동하면서 멀티 1차 전자 빔(20)을 기판(101)에 조사하는 경우, 멀티 1차 전자 빔(20)의 조사 위치가 스테이지(105)의 이동에 추종하도록 주편향기(208)에 의해 일괄 편향에 의한 트래킹 동작이 행해진다. 그 때문에, 멀티 2차 전자 빔(300)의 방출 위치가 멀티 1차 전자 빔(20)의 궤도 중심축에 대하여 시시각각 변화한다. 마찬가지로, 서브 조사 영역(29) 내를 스캔하는 경우에, 각 2차 전자 빔의 방출 위치는, 서브 조사 영역(29) 내에서 시시각각 변화한다. 이와 같이 방출 위치가 변화한 각 2차 전자 빔을 멀티 검출기(222)의 대응하는 검출 영역 내에 조사시키도록, 편향기(218)는, 멀티 2차 전자 빔(300)을 일괄 편향한다.
도 5는, 실시 형태 1에 있어서의 검사 방법의 주요부 공정을 나타내는 흐름도이다. 도 5에 있어서, 실시 형태 1에 있어서의 검사 방법은, 스캔 공정(S102)과, 프레임 화상 작성 공정(S104)과, 실화 윤곽 위치 추출 공정(S106)과, 참조 윤곽 위치 추출 공정(S108)과, 평균 시프트 벡터 산출 공정(S110)과, 위치 정렬 공정(S112)과, 변형 계수 산출 공정(S120)과, 변형 벡터 추정 공정(S122)과, 결함 위치 어긋남 벡터 산출 공정(S142)과, 비교 공정(S144)이라는 일련의 공정을 실시한다. 평균 시프트 벡터 산출 공정(S110)을 생략하는 구성이어도 상관없다. 또는, 평균 시프트 벡터 산출 공정(S110)을 생략하는 대신에, 변형 계수 산출 공정(S120)과 변형 벡터 추정 공정(S122)을 생략하는 구성이어도 상관없다.
스캔 공정(S102)으로서, 화상 취득 기구(150)는, 도형 패턴이 형성된 기판(101)의 화상을 취득한다. 여기에서는, 복수의 도형 패턴이 형성된 기판(101)에 멀티 1차 전자 빔(20)을 조사하여, 멀티 1차 전자 빔(20)의 조사에 기인하여 기판(101)으로부터 방출되는 멀티 2차 전자 빔(300)을 검출함으로써, 기판(101)의 2차 전자 화상을 취득한다. 상술한 바와 같이, 멀티 검출기(222)에는, 반사 전자 및 2차 전자가 투영되어도 되고, 반사 전자는 도중에 발산해 버리고 남은 2차 전자(멀티 2차 전자 빔(300))가 투영되어도 된다.
상술한 바와 같이, 멀티 1차 전자 빔(20)의 조사에 기인하여 기판(101)으로부터 방출되는 멀티 2차 전자 빔(300)은, 멀티 검출기(222)에서 검출된다. 멀티 검출기(222)에 의해 검출된 각 서브 조사 영역(29) 내의 화소마다 2차 전자의 검출 데이터(측정 화상 데이터: 2차 전자 화상 데이터: 피검사 화상 데이터)는, 측정순으로 검출 회로(106)로 출력된다. 검출 회로(106) 내에서는, 도시하지 않은 A/D 변환기에 의해, 아날로그의 검출 데이터가 디지털 데이터로 변환되고, 칩 패턴 메모리(123)에 저장된다. 그리고, 얻어진 측정 화상 데이터는, 위치 회로(107)로부터의 각 위치를 나타내는 정보와 함께, 비교 회로(108)로 전송된다.
도 6은, 실시 형태 1에 있어서의 비교 회로 내의 구성의 일례를 나타내는 블록도이다. 도 6에 있어서, 실시 형태 1에 있어서의 비교 회로(108) 내에는, 자기 디스크 장치 등의 기억 장치(50, 51, 52, 53, 56, 57), 프레임 화상 작성부(54), 실화 윤곽 위치 추출부(58), 개별 시프트 벡터 산출부(60), 가중치 부여 평균 시프트 벡터 산출부(62), 변형 계수 산출부(66), 변형 벡터 추정부(68), 결함 위치 어긋남 벡터 산출부(82) 및 비교 처리부(84)이 배치된다. 프레임 화상 작성부(54), 실화 윤곽 위치 추출부(58), 개별 시프트 벡터 산출부(60), 가중치 부여 평균 시프트 벡터 산출부(62), 변형 계수 산출부(66), 변형 벡터 추정부(68), 결함 위치 어긋남 벡터 산출부(82) 및 비교 처리부(84)와 같은 각「∼부」는, 처리 회로를 포함하고, 그 처리 회로에는, 전기 회로, 컴퓨터, 프로세서, 회로 기판, 양자 회로, 혹은 반도체 장치 등이 포함된다. 또한, 각「∼부」는, 공통되는 처리 회로(동일한 처리 회로)를 사용해도 된다. 또는, 다른 처리 회로(별도의 처리 회로)를 사용해도 된다. 프레임 화상 작성부(54), 실화 윤곽 위치 추출부(58), 개별 시프트 벡터 산출부(60), 가중치 부여 평균 시프트 벡터 산출부(62), 변형 계수 산출부(66), 변형 벡터 추정부(68), 결함 위치 어긋남 벡터 산출부(82), 및 비교 처리부(84) 내에 필요한 입력 데이터 혹은 연산된 결과는 그 때마다 도시하지 않은 메모리, 혹은 메모리(118)에 기억된다.
비교 회로(108) 내에 전송된 측정 화상 데이터(스캔 화상)는, 기억 장치(50)에 저장된다.
프레임 화상 작성 공정(S104)으로서, 프레임 화상 작성부(54)는, 각 1차 전자 빔(10)의 스캔 동작에 의해 취득된 서브 조사 영역(29)의 화상 데이터를 더 분할한 복수의 프레임 영역(30)의 프레임 영역(30)마다의 프레임 화상(31)을 작성한다. 또한, 각 프레임 영역(30)은, 화상의 누락이 없도록, 서로 마진 영역이 중첩되도록 구성되면 적합하다. 작성된 프레임 화상(31)은, 기억 장치(56)에 저장된다.
실화 윤곽 위치 추출 공정(S106)으로서, 실화 윤곽 위치 추출부(58)는, 프레임 화상(31)마다, 당해 프레임 화상(31) 내의 각 도형 패턴의 복수의 윤곽 위치(실화 윤곽 위치)를 추출한다.
도 7은, 실시 형태 1에 있어서의 실화 윤곽 위치의 일례를 나타내는 도면이다. 윤곽 위치의 추출 방법은, 종래의 방법이어도 상관없다. 예를 들어, 소벨 필터 등의 미분 필터를 사용하여 x, y 방향으로 각 화소를 미분하는 미분 필터 처리를 행하고, x, y 방향의 1차 미분값을 합성한다. 그리고 합성 후의 1차 미분값을 사용한 프로파일의 피크 위치를 윤곽선(실화 윤곽선) 상의 윤곽 위치로서 추출한다. 도 7의 예에서는, 실화 윤곽선이 지나는 복수의 윤곽 화소에 대하여, 각각 1점씩 윤곽 위치를 추출한 경우를 나타내고 있다. 윤곽 위치는, 각 윤곽 화소 내에 있어서 서브 화소 단위로 추출된다. 도 7의 예에서는, 화소 내의 좌표(x, y)에서 윤곽 위치를 나타내고 있다. 또한, 복수의 윤곽 위치를 소정의 함수로 피팅하여 근사하는 윤곽선의 각 윤곽 위치에서의 법선 방향의 각도 θ를 나타내고 있다. 법선 방향의 각도 θ는, x축에 대한 우회전의 각도로 정의된다. 얻어진 각 실화 윤곽 위치의 정보(실화 윤곽선 데이터)는, 기억 장치(57)에 저장된다.
참조 윤곽 위치 추출 공정(S108)으로서, 참조 윤곽 위치 추출 회로(112)는, 복수의 실화 윤곽 위치와 비교하기 위한 복수의 참조 윤곽 위치를 추출한다. 참조 윤곽 위치의 추출은, 설계 데이터로부터 추출해도 되고, 혹은 우선, 설계 데이터로부터 참조 화상을 작성하고, 참조 화상을 사용하여 측정 화상인 프레임 화상(31)의 경우와 마찬가지의 방법으로 참조 윤곽 위치를 추출해도 상관없다. 또는, 그 밖의 종래의 방법으로 복수의 참조 윤곽 위치를 추출하도록 해도 된다.
도 8은, 실시 형태 1에 있어서의 참조 윤곽 위치를 추출하는 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 도 8의 예에서는, 설계 데이터로부터 참조 윤곽 위치를 추출하는 방법의 일례를 나타낸다. 도 8에 있어서, 참조 윤곽 위치 추출 회로(112)는, 기억 장치(109)로부터 기판(101)에 형성된 패턴의 근원이 되는 설계 패턴 데이터(설계 데이터)를 읽어낸다. 참조 윤곽 위치 추출 회로(112)는, 설계 데이터에 대하여, 화소 사이즈의 그리드를 설정한다. 화소에 상당하는 사각형 중에서, 직선부의 중점을 참조 윤곽 위치로 한다. 도형 패턴의 모서리부(코너)가 존재하는 경우에는, 코너 정점을 참조 윤곽 위치로 한다. 코너가 복수 존재하는 경우에는, 코너 정점의 중간점을 참조 윤곽 위치로 한다. 이상에 의해, 프레임 영역(30) 내의 설계 패턴으로서의 도형 패턴의 윤곽 위치를 고정밀도로 추출할 수 있다. 얻어진 각 참조 윤곽 위치의 정보(참조 윤곽선 데이터)는, 비교 회로(108)로 출력된다. 비교 회로(108)에서는, 참조 윤곽선 데이터가 기억 장치(52)에 저장된다.
평균 시프트 벡터 산출 공정(S110)을 생략하는 경우, 변형 계수 산출 공정(S120)으로 진행한다. 평균 시프트 벡터 산출 공정(S110)을 생략하지 않은 경우, 평균 시프트 벡터 산출 공정(S110)으로 진행한다.
평균 시프트 벡터 산출 공정(S110)으로서, 가중치 부여 평균 시프트 벡터 산출부(62)는, 프레임 화상(31) 내의 도형 패턴의 실화 윤곽선 상의 복수의 실화 윤곽 위치와 복수의 참조 윤곽 위치를 사용하여, 복수의 실화 윤곽 위치와 복수의 참조 윤곽 위치의 사이에서 평행 시프트에 의한 위치 정렬을 행하기 위한 실화 윤곽선의 법선 방향으로 가중치 부여된 평균 시프트 벡터 Dave를 산출한다. 구체적으로는, 이하와 같이 동작한다.
도 9는, 실시 형태 1에 있어서의 개별 시프트 벡터의 일례를 나타내는 도면이다. 실시 형태 1에 있어서의 개별 시프트 벡터는, 도 9에 도시한 바와 같이, 주목하는 실화 윤곽 위치와, 주목 실화 윤곽 위치에 대응하는 참조 윤곽 위치의 상대 벡터를 주목 실화 윤곽 위치에서의 법선 방향으로 사영한 성분으로 한다. 개별 시프트 벡터 산출부(60)는, 복수의 실화 윤곽 위치의 실화 윤곽 위치마다 개별 시프트 벡터를 산출한다. 주목 실화 윤곽 위치에 대응하는 참조 윤곽 위치로서, 주목 실화 윤곽 위치로부터 가장 가까운 참조 윤곽 위치를 사용한다.
도 10은, 실시 형태 1에 있어서의 가중치 부여 평균 시프트 벡터를 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 10에 있어서, 가중치 부여 평균 시프트 벡터 산출부(62)는, 실화 윤곽 위치 i의 개별 시프트 벡터 Di의 x 방향 성분 Dxi와 y 방향 성분 Dyi와 법선 방향 각도 Ai를 사용하여, 프레임 화상(31)마다, 법선 방향에 가중치 부여된 평균 시프트 벡터 Dave를 산출한다. 실화 윤곽 위치 i는, 동일한 프레임 화상(31) 내의 i번째의 실화 윤곽 위치를 나타낸다. 법선 방향에 직교하는 실화 윤곽선의 접선 방향의 시프트 벡터 성분에는 정보가 없지만, 시프트양(벡터양)은 제로가 된다. 실제의 시프트양이 제로인 경우와 구별하기 위해서(평균 계산에 오차가 발생하지 않도록), 법선 방향에 가중치 부여하여 계산한다. 도 10에서는, 평균 시프트 벡터 Dave의 x 방향 성분 Dxave와 y 방향 성분 Dyave를 구하는 식이 도시되어 있다. 평균 시프트 벡터 Dave의 x 방향 성분 Dxave는, 개별 시프트 벡터 Di의 x 방향 성분 Dxi의 합계를 cosAi의 절댓값의 합계로 나눔으로써 얻을 수 있다. 평균 시프트 벡터 Dave의 y 방향 성분 Dyave는, 개별 시프트 벡터 Di의 y 방향 성분 Dyi의 합계를 sinAi의 절댓값의 합계로 나눔으로써 얻을 수 있다. 평균 시프트 벡터 Dave의 정보는 기억 장치(51)에 저장된다.
변형 계수 산출 공정(S120)과 변형 벡터 추정 공정(S122)을 생략하는 경우, 위치 어긋남 벡터 산출 공정(S142)으로 진행한다.
결함 위치 어긋남 벡터 산출 공정(S142)으로서, 결함 위치 어긋남 벡터 산출부(82)는, 복수의 실화 윤곽 위치의 각 실화 윤곽 위치와, 각각 대응하는 참조 윤곽 위치의 사이에서의 평균 시프트 벡터 Dave를 고려한 결함 위치 어긋남 벡터를 산출한다.
도 11은, 실시 형태 1에 있어서의 평균 시프트 벡터를 고려한 결함 위치 어긋남 벡터를 설명하기 위한 도면이다. 상술한 바와 같이, 윤곽선끼리의 어긋남에는, 결함에 의한 위치 어긋남 외에, 화상 자체의 변형에 기인하는 위치 어긋남이 포함된다. 따라서, 윤곽선끼리의 결함의 유무를 정확하게 검사하기 위해서는, 측정 화상인 프레임 화상(31) 자체의 변형에 기인하는 어긋남분을 보정하기 위해서, 프레임 화상(31)의 실화 윤곽선과 참조 윤곽선 사이에서의 고정밀도의 위치 정렬을 행할 필요가 있다. 위치 정렬 전의 실화 윤곽 위치와 참조 윤곽 위치 사이의 위치 어긋남 벡터(상대 벡터)에는, 화상의 변형분이 포함되어 있다. 도 11의 예에서는, 변형분의 위치 어긋남 성분으로서, 동일한 프레임 화상(31) 내에서 공통의 평균 시프트 벡터 Dave를 사용한다. 그래서, 화상의 변형분을 보정하는 위치 정렬 처리를 별도로 행하는 대신에, 결함 위치 어긋남 벡터 산출부(82)는, 위치 정렬 전의 실화 윤곽 위치와 참조 윤곽 위치 사이의 위치 어긋남 벡터(상대 벡터)로부터 평균 시프트 벡터 Dave를 차감한 결함 위치 어긋남 벡터(평균 시프트 후)를 산출한다. 이에 의해, 위치 정렬과 동일한 효과를 얻을 수 있다.
비교 공정(S144)으로서, 비교 처리부(84)(비교부)는, 평균 시프트 벡터 Dave를 사용하여, 실화 윤곽선과 참조 윤곽선을 비교한다. 구체적으로는, 비교 처리부(84)는, 복수의 실화 윤곽 위치의 각 실화 윤곽 위치와, 각각 대응하는 참조 윤곽 위치 사이에서의 평균 시프트 벡터 Dave를 고려한 결함 위치 어긋남 벡터의 크기(거리)가 판정 임계값을 초과한 경우에 결함으로 판정한다. 비교 결과는, 기억 장치(109), 모니터(117), 혹은 메모리(118)로 출력된다.
이상과 같이, 평균 시프트 벡터 Dave를 사용한 평행 시프트에 의한 변형 보정을 행함으로써, 위치 어긋남양으로부터 변형에 기인한 위치 어긋남분을 제외한 결함에 기인하는 위치 어긋남 성분의 검사를 할 수 있다. 또한, 법선 방향으로 가중치 부여를 행함으로써 신뢰성이 부족한 접선 방향 성분의 기여를 저감시킬 수 있다.
또한, 화상의 변형에는, 평행 시프트에서는 전부를 보정할 수 없는 보정 잔차가 남아버리는 경우가 있다. 그래서, 다음으로, 평행 시프트보다도 고정밀도의 변형 보정을 행하는 것이 가능한 구성에 대하여 설명한다.
구체적으로는, 평균 시프트 벡터 산출 공정(S110)을 생략하는 경우에 대하여 설명한다. 이러한 경우에는, 실화 윤곽 위치와 참조 윤곽 위치를 추출한 후, 변형 계수 산출 공정(S120)으로 진행한다. 또는, 평균 시프트 벡터 산출 공정(S110)과 변형 계수 산출 공정(S120)과 변형 벡터 추정 공정(S122)을 생략하지 않는 경우에 대하여 설명한다. 이러한 경우에는, 평균 시프트 벡터 산출 공정(S110)의 후에 변형 계수 산출 공정(S120)으로 진행한다.
변형 계수 산출 공정(S120)으로서, 변형 계수 산출부(66)는, 프레임 화상(31) 내의 도형 패턴의 실화 윤곽선 상의 복수의 실화 윤곽 위치와, 실화 윤곽선과 비교하기 위한 참조 윤곽선 상의 복수의 참조 윤곽 위치를 사용하여, 프레임 화상(31)의 변형에 기인하는 복수의 실화 윤곽 위치의 법선 방향으로 가중치 부여하여 변형 계수를 산출한다. 변형 계수 산출부(66)는, 2차원 변형 모델을 사용하여, 변형 계수를 산출한다.
도 12는, 실시 형태 1에 있어서의 2차원 변형 모델을 설명하기 위한 도면이다. 도 12의 예에서는, 개별 시프트 벡터 Di를 다항식으로 피팅하는 변형의 식을 사용한 2차원 변형 모델을 나타내고 있다. 또한, 법선 방향으로의 가중 계수 Wi를 고려한 가중치 부여를 행한다. 도 12에 2차원 변형 모델에서는, 3차 다항식을 이용한다. 그 때문에, 도 12에 2차원 변형 모델에서는, 가중 계수 W와 방정식 행렬 Z와 3차 다항식의 계수인 변형 계수 C와 개별 시프트 벡터 D를 사용하여, 다음의 식 (1)로 나타내는 2차원 변형 모델의 방정식을 이용한다.
Figure pct00001
변형 계수 산출부(66)는, 식 (1)이 프레임 화상(31) 내의 각 실화 윤곽 위치 i에 대하여 전체의 오차가 작아지는 변형 계수 C를 구한다. 구체적으로는 이하와 같이 하여 구한다. 식 (1)을 x 방향 성분과 y 방향 성분으로 나누어 정의한다. x 방향 성분의 변형의 식은, 실화 윤곽 위치 i의 프레임 영역(30) 내 좌표(xi, yi)를 사용하여, 다음의 식 (2-1)로 정의된다. y 방향 성분의 변형의 식은, 실화 윤곽 위치 i의 프레임 영역(30) 내 좌표(xi, yi)를 사용하여, 다음의 식 (2-2)로 정의된다.
Figure pct00002
여기에서는, 변형을 3차 다항식으로 나타내고 있지만, 실제의 변형의 복잡도에 맞춰서, 2차 이하의 식이나, 4차 이상의 식으로 나타낼 수 있다.
따라서, x 방향 성분의 변형 계수 Cx는, 3차 다항식의 각 계수 C00, C01, C02, …, C09이다. y 방향의 변형 계수 Cy는, 동일한 3차 다항식의 각 계수 C10, C11, C12, …, C19이다. 또한, 방정식 행렬 Z의 각 행의 요소는 3차 다항식의 각 계수를 1로 한 경우의 각 항(1, xi, yi, xi 2, xiyi, yi 2, xi 3, xi 2yi, xiyi 2, yi 3)으로 된다.
x 방향 성분의 각 실화 윤곽 위치 i의 가중 계수 Wxi(xi, yi)는, 법선 방향의 각도 A(xi, yi)와 가중치의 누승수 n을 사용하여 다음 식 (3-1)로 정의된다. 마찬가지로, y 방향 성분의 각 실화 윤곽 위치 i의 가중 계수 Wyi(xi, yi)는, 법선 방향의 각도 A(xi, yi)와 가중치의 누승수 n을 사용하여 다음 식 (3-2)로 정의된다.
Figure pct00003
여기에서는, 가중치를 누승함으로써 첨예화를 행하고 있지만, 로지스틱 함수나 아크탄젠트 함수 등의 일반적인 함수를 사용함으로써 가중치의 첨예화를 행할 수 있다.
식 (1)을 x 방향 성분과 y 방향 성분으로 나누어, 도 12에 도시한 바와 같이, 각각 행렬로 정의한다. 이러한 행렬의 식을 풂으로써, x 방향 성분의 변형 계수 Cx와 y 방향의 변형 계수 Cy를 산출한다. 실화 윤곽 위치 i의 수는, x 방향 성분의 변형 계수 C00, C01, C02, …, C09의 수(9개)보다도 통상 많으므로, 오차가 가능한 한 작아지도록 산출하면 된다. y 방향 성분의 변형 계수 C10, C11, C12, …, C19에 대해서도 마찬가지로 산출하면 된다. 여기서, 식 (1)에 최소제곱법을 적용하여, 식 (4)에 나타내는 바와 같은 연산을 행하고, 계수 C를 구하면 적합하다.
Figure pct00004
(M-1은 행렬 M의 역행렬, MT는 행렬 M의 전치 행렬을 나타냄)
여기서, 변형 계수를 산출할 때, 평균 시프트 벡터 산출 공정(S110)을 생략하는 경우, 도 12에서 나타낸 Dxi(xi, yi), Dyi(xi, yi), Ai(xi, yi)로서, 도 10에서 설명한 실화 윤곽 위치 i의 개별 시프트 벡터 Di의 x 방향 성분 Dxi와 y 방향 성분 Dyi와 법선 방향 각도 Ai를 사용하면 된다. 평균 시프트 벡터 산출 공정(S110)을 생략하지 않고, 평균 시프트 벡터 산출 공정(S110)의 후에 변형 계수를 산출하는 경우, 도 12에서 나타내는 Dxi(xi, yi), Dyi(xi, yi), Ai(xi, yi)로서, 평균 시프트 벡터 Dave로 각 개별 시프트 벡터 Di를 보정하여 변형 계수를 산출하면 된다.
여기에서는, 평균 시프트 벡터 산출 공정과는 다른 수단으로 시프트 벡터를 구하고, 보정할 수도 있다. 예를 들어, 다이-다이 검사에 있어서의 2개의 검사 화상에 대하여 일반적인 얼라인먼트 방법을 적용하여, 시프트 벡터를 구해도 된다.
변형 벡터 추정 공정(S122)으로서, 변형 벡터 추정부(68)는, 복수의 실화 윤곽 위치의 실화 윤곽 위치마다, 변형 계수 C를 사용하여 프레임 내 좌표(xi, yi)에 있어서의 변형 벡터를 추정한다. 구체적으로는, 얻어진 x 방향 성분의 변형 계수 C00, C01, C02, …, C09를 사용한 식 (2-1)과, 얻어진 y 방향 성분의 변형 계수 C10, C11, C12, …, C19를 사용한 식 (2-2)를 프레임 내 좌표(xi, yi)에 대하여 계산하여 얻어지는 x 방향의 변형량 Dxi와 y 방향의 변형량 Dyi를 합성하고, 변형 벡터 Dhi를 추정한다.
결함 위치 어긋남 벡터 산출 공정(S142)으로서, 결함 위치 어긋남 벡터 산출부(82)는, 복수의 실화 윤곽 위치의 각 실화 윤곽 위치와, 각각 대응하는 참조 윤곽 위치 사이에서의 변형 벡터 Dhi를 고려한 결함 위치 어긋남 벡터를 산출한다.
도 13은, 실시 형태 1에 있어서의 변형 벡터를 고려한 결함 위치 어긋남 벡터를 설명하기 위한 도면이다. 상술한 바와 같이, 윤곽선끼리의 어긋남에는, 결함에 의한 위치 어긋남 외에, 화상 자체의 변형에 기인하는 위치 어긋남이 포함된다. 따라서, 윤곽선끼리의 결함의 유무를 정확하게 검사하기 위해서는, 측정 화상인 프레임 화상(31) 자체의 변형에 기인하는 어긋남분을 보정하기 위해서, 프레임 화상(31)의 실화 윤곽선과 참조 윤곽선 사이에서의 고정밀도의 위치 정렬을 행할 필요가 있다. 위치 정렬 전의 실화 윤곽 위치와 참조 윤곽 위치 사이의 위치 어긋남 벡터(상대 벡터)에는, 화상의 변형분이 포함되어 있다. 도 13의 예에서는, 변형분의 위치 어긋남 성분으로서, 개별의 변형 벡터 Dhi를 사용한다. 그래서, 화상의 변형분을 보정하는 위치 정렬 처리를 별도로 행하는 대신에, 결함 위치 어긋남 벡터 산출부(82)는, 위치 정렬 전의 실화 윤곽 위치와 참조 윤곽 위치 사이의 위치 어긋남 벡터(상대 벡터)로부터 개별의 변형 벡터 Dhi를 차감한 결함 위치 어긋남 벡터(변형 보정 후)를 산출한다. 이에 의해, 위치 정렬과 동일한 효과를 얻을 수 있다.
여기서, 평균 시프트 벡터 산출 공정(S110)을 생략하지 않고, 평균 시프트 벡터 산출 공정(S110)의 후에 변형 계수를 산출하는 경우, 결함 위치 어긋남 벡터 산출부(82)는, 위치 정렬 전의 실화 윤곽 위치와 참조 윤곽 위치 사이의 위치 어긋남 벡터(상대 벡터)로부터 개별의 변형 벡터 Dhi 외에 평균 시프트 벡터 Dave를 더 차감한 결함 위치 어긋남 벡터(변형 보정 후)를 산출한다.
비교 공정(S144)으로서, 비교 처리부(84)(비교부)는, 실화 윤곽 위치마다의 개별의 변형 벡터 Di를 사용하여, 실화 윤곽선과 참조 윤곽선을 비교한다. 구체적으로는, 비교 처리부(84)는, 복수의 실화 윤곽 위치의 각 실화 윤곽 위치와, 각각 대응하는 참조 윤곽 위치 사이에서의 개별의 변형 벡터 Dhi를 고려한 결함 위치 어긋남 벡터의 크기(거리)가 판정 임계값을 초과한 경우에 결함으로 판정한다. 다시 말해, 비교 처리부(84)는, 실화 윤곽 위치마다, 개별의 변형 벡터 Di에 의한 보정 후의 위치로부터 대응하는 참조 윤곽 위치로의 결함 위치 어긋남 벡터의 크기가 판정 임계값을 초과한 경우에 결함으로 판정한다. 비교 결과는, 기억 장치(109), 모니터(117), 혹은 메모리(118)로 출력된다.
이상에 의해, 평행 시프트에서는 전부를 보정할 수 없는 회전 오차, 배율 오차, 직교 오차, 혹은 보다 고차의 변형에 대해서도 보정할 수 있다. 이에 의해 위치 어긋남양으로부터 더욱 정밀도 좋게 변형에 기인한 위치 어긋남분을 제외한 결함에 기인하는 위치 어긋남 성분의 검사를 할 수 있다. 또한, 법선 방향으로 가중치 부여를 행함으로써 신뢰성이 부족한 접선 방향 성분의 기여를 저감시킬 수 있다.
도 14는, 실시 형태 1에 있어서의 변형을 부가한 화상의 위치 어긋남양의 측정 결과와 법선 방향으로의 가중치 부여를 행하지 않고 변형 추정을 행한 위치 어긋남양의 일례를 나타내는 도면이다. 도 14에서는, 512×512화소의 프레임 화상(31) 내에 변형을 부가한 경우의 위치 어긋남양(부가 변형)의 측정 결과를 나타낸다(측정점은 프레임 내의 9×9점). 또한, 이러한 각 위치에서의 위치 어긋남양을 법선 방향으로의 가중치 부여를 행하지 않고 변형 계수를 구하고, 변형 벡터를 추정한 결과(추정 변형)를 나타낸다. 도 14에 도시한 바와 같이, 법선 방향으로의 가중치 부여를 행하지 않은 경우, 부가 변형과 추정 변형의 사이에 오차가 남는 것을 알 수 있다.
도 15는, 실시 형태 1에 있어서의 변형을 부가한 화상의 위치 어긋남양의 측정 결과와 법선 방향으로의 가중치 부여를 행한 변형 추정을 행한 위치 어긋남양과의 일례를 나타내는 도면이다. 도 15에서는, 512×512 화소의 프레임 화상(31) 내에 변형을 부가한 경우의 위치 어긋남양(부가 변형)의 측정 결과를 나타낸다(측정점은 프레임 내의 9×9점). 또한, 이러한 각 위치에서의 위치 어긋남양을 법선 방향으로의 가중치 부여로서, 식 (3-1)과 식 (3-2)의 가중 계수의 가중치 누승수 n을 n=3으로 한 경우의 변형 계수를 구하고, 변형 벡터를 추정한 결과(추정 변형)를 나타낸다. 도 15에 도시한 바와 같이, 법선 방향으로의 가중치 부여를 행한 경우, 부가 변형과 추정 변형의 사이에 오차를 저감할 수 있다.
상술한 예에서는, 설계 데이터에 기초하여 작성된 참조 화상 혹은 설계 데이터에서 얻어진 참조 윤곽 위치(혹은 참조 윤곽선)와 측정 화상인 프레임 화상 사이에서 비교하는 경우(다이-데이터베이스 검사)를 설명하였지만, 이것에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 동일한 패턴이 형성된 복수의 다이의 한쪽의 프레임 화상과 다른 쪽의 프레임 화상 사이에서 비교하는 경우(다이-다이 검사)여도 상관없다. 다이-다이 검사의 경우, 참조 윤곽 위치는, 다이 1의 프레임 화상(31) 내의 복수의 윤곽 위치를 추출한 경우와 동일한 방법으로 다이 2의 프레임 화상(31) 내의 복수의 윤곽 위치를 추출하면 된다. 그리고, 양자간의 거리를 산출하면 된다.
이상과 같이, 실시 형태 1에 의하면, 측정 화상의 변형에 기인하는 위치 어긋남을 고려한 검사를 할 수 있다. 또한, 법선 방향에 가중치 부여를 행함으로써 신뢰성이 부족한 접선 방향 성분의 기여를 저감할 수 있다. 또한, 계산량이 큰 처리를 행하지 않고, 변형 계수 산출의 정밀도를 높일 수 있다. 따라서, 적당한 검사 시간 중에서의 결함 검출 감도를 향상시킬 수 있다.
이상의 설명에 있어서, 일련의 「∼ 회로」는, 처리 회로를 포함하고, 그 처리 회로에는, 전기 회로, 컴퓨터, 프로세서, 회로 기판, 양자 회로, 혹은 반도체 장치 등이 포함된다. 또한, 각「∼ 회로」는, 공통되는 처리 회로(동일한 처리 회로)를 사용해도 된다. 또는, 다른 처리 회로(별도의 처리 회로)를 사용해도 된다. 프로세서 등을 실행시키는 프로그램은, 자기 디스크 장치, 플래시 메모리 등의 기록 매체에 기록되면 된다. 예를 들어, 위치 회로(107), 비교 회로(108), 참조 윤곽 위치 추출 회로(112), 스테이지 제어 회로(114), 렌즈 제어 회로(124), 블랭킹 제어 회로(126), 및 편향 제어 회로(128)는, 상술한 적어도 하나의 처리 회로로 구성되어도 된다.
이상, 구체예를 참조하면서 실시 형태에 대하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은, 이들 구체예에 한정되는 것은 아니다. 도 1의 예에서는, 하나의 조사원이 되는 전자총(201)으로부터 조사된 1개의 빔으로부터 성형 애퍼처 어레이 기판(203)에 의해 멀티 1차 전자 빔(20)을 형성하는 경우를 나타내고 있지만, 이것에 한정하는 것은 아니다. 복수의 조사원으로부터 각각 1차 전자 빔을 조사함으로써 멀티 1차 전자 빔(20)을 형성하는 양태여도 상관없다.
또한, 장치 구성이나 제어 방법 등, 본 발명의 설명에 직접 필요하지 않은 부분 등에 대해서는 기재를 생략하였지만, 필요로 하는 장치 구성이나 제어 방법을 적절히 선택하여 사용할 수 있다.
그 밖에, 본 발명의 요소를 구비하고, 당업자가 적절히 설계 변경할 수 있는 모든 얼라인먼트 방법, 변형 보정 방법, 패턴 검사 방법, 및 패턴 검사 장치는, 본 발명의 범위에 포함된다.
패턴 검사 장치 및 패턴 검사 방법에 관한 것이다. 예를 들어, 전자선에 의한 멀티 빔으로 기판을 조사하여 방출되는 패턴의 2차 전자 화상을 사용하여 검사하는 검사 장치, 자외선으로 기판을 조사하여 얻어지는 패턴의 광학 화상을 사용하여 검사하는 검사 장치, 및 이러한 방법에 이용할 수 있다.
10: 1차 전자 빔
20: 멀티 1차 전자 빔
22: 구멍
29: 서브 조사 영역
30: 프레임 영역
31: 프레임 화상
32: 스트라이프 영역
33: 직사각형 영역
34: 조사 영역
50, 51, 52, 53, 56, 57: 기억 장치
54: 프레임 화상 작성부
58: 실화 윤곽 위치 추출부
60: 개별 시프트 벡터 산출부
62: 가중치 부여 평균 시프트 벡터 산출부
66: 변형 계수 산출부
68: 변형 벡터 추정부
82: 결함 위치 어긋남 벡터 산출부
84: 비교 처리부
100: 검사 장치
101: 기판
102: 전자 빔 칼럼
103: 검사실
105: 스테이지
106: 검출 회로
107: 위치 회로
108: 비교 회로
109: 기억 장치
110: 제어 계산기
112: 참조 윤곽 위치 추출 회로
114: 스테이지 제어 회로
117: 모니터
118: 메모리
120: 버스
122: 레이저 측장 시스템
123: 칩 패턴 메모리
124: 렌즈 제어 회로
126: 블랭킹 제어 회로
128: 편향 제어 회로
142: 구동 기구
144, 146, 148: DAC 앰프
150: 화상 취득 기구
160: 제어계 회로
201: 전자총
202: 전자 렌즈
203: 성형 애퍼처 어레이 기판
205, 206, 207, 224, 226: 전자 렌즈
208: 주편향기
209: 부편향기
212: 일괄 블랭킹 편향기
213: 제한 애퍼처 기판
214: 빔 세퍼레이터
216: 미러
218: 편향기
222: 멀티 검출기
300: 멀티 2차 전자 빔
330: 검사 영역
332: 칩

Claims (10)

  1. 도형 패턴이 형성된 기판의 피검사 화상을 취득하는 화상 취득 기구와,
    상기 피검사 화상 내의 상기 도형 패턴의 실화 윤곽선 상의 복수의 실화 윤곽 위치와, 상기 실화 윤곽선과 비교하기 위한 참조 윤곽선 상의 복수의 참조 윤곽 위치를 사용하여, 상기 피검사 화상의 변형에 기인하는 상기 복수의 실화 윤곽 위치의 소정의 방향으로 가중치 부여하여 변형 계수를 산출하는 변형 계수 산출 회로와,
    상기 복수의 실화 윤곽 위치의 실화 윤곽 위치마다, 상기 변형 계수를 사용하여 변형 벡터를 추정하는 변형 벡터 추정 회로와,
    상기 실화 윤곽 위치마다의 상기 변형 벡터를 사용하여, 상기 실화 윤곽선과 상기 참조 윤곽선을 비교하는 비교 회로
    를 구비한 것을 특징으로 하는, 패턴 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 변형 계수 산출 회로는, 2차원 변형 모델을 사용하여, 상기 변형 계수를 산출하는 것을 특징으로 하는, 패턴 검사 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 비교 회로는, 실화 윤곽 위치마다, 상기 변형 벡터에 의한 보정 후의 위치로부터 대응하는 참조 윤곽 위치로의 위치 어긋남 벡터의 크기가 판정 임계값을 초과한 경우에 결함으로 판정하는 것을 특징으로 하는, 패턴 검사 장치.
  4. 도형 패턴이 형성된 기판의 피검사 화상을 취득하는 화상 취득 기구와,
    상기 피검사 화상 내의 상기 도형 패턴의 실화 윤곽선 상의 복수의 실화 윤곽 위치와, 상기 복수의 실화 윤곽 위치와 비교하기 위한 복수의 참조 윤곽 위치를 사용하여, 상기 복수의 실화 윤곽 위치와, 상기 복수의 참조 윤곽 위치 사이에서 평행 시프트에 의한 위치 정렬을 행하기 위한 상기 실화 윤곽선의 소정의 방향으로 가중치 부여된 평균 시프트 벡터를 산출하는 평균 시프트 벡터 산출 회로와,
    상기 평균 시프트 벡터를 사용하여, 상기 실화 윤곽선과 상기 참조 윤곽선을 비교하는 비교 회로
    를 구비한 것을 특징으로 하는, 패턴 검사 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 비교 회로는, 상기 복수의 실화 윤곽 위치의 각 실화 윤곽 위치와, 각각 대응하는 참조 윤곽 위치 사이에서의 상기 평균 시프트 벡터를 고려한 결함 위치 어긋남 벡터의 크기가 판정 임계값을 초과한 경우에 결함으로 판정하는 것을 특징으로 하는, 패턴 검사 장치.
  6. 도형 패턴이 형성된 기판의 피검사 화상을 취득하고,
    상기 피검사 화상 내의 상기 도형 패턴의 실화 윤곽선 상의 복수의 실화 윤곽 위치와, 상기 실화 윤곽선과 비교하기 위한 참조 윤곽선 상의 복수의 참조 윤곽 위치를 사용하여, 상기 피검사 화상의 변형에 기인하는 상기 복수의 실화 윤곽 위치의 소정의 방향으로 가중치 부여하여 변형 계수를 산출하고,
    상기 복수의 실화 윤곽 위치의 실화 윤곽 위치마다, 상기 변형 계수를 사용하여 변형 벡터를 추정하고,
    상기 실화 윤곽 위치마다의 상기 변형 벡터를 사용하여, 상기 실화 윤곽선과 상기 참조 윤곽선을 비교하고, 결과를 출력하는
    것을 특징으로 하는, 패턴 검사 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    2차원 변형 모델을 사용하여, 상기 변형 계수를 산출하는 것을 특징으로 하는, 패턴 검사 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 실화 윤곽 위치마다, 상기 변형 벡터에 의한 보정 후의 위치로부터 대응하는 참조 윤곽 위치로의 위치 어긋남 벡터의 크기가 판정 임계값을 초과한 경우에 결함으로 판정하는 것을 특징으로 하는, 패턴 검사 방법.
  9. 도형 패턴이 형성된 기판의 피검사 화상을 취득하고,
    상기 피검사 화상 내의 상기 도형 패턴의 실화 윤곽선 상의 복수의 실화 윤곽 위치와, 상기 복수의 실화 윤곽 위치와 비교하기 위한 복수의 참조 윤곽 위치를 사용하여, 상기 복수의 실화 윤곽 위치와, 상기 복수의 참조 윤곽 위치 사이에서 평행 시프트에 의한 위치 정렬을 행하기 위한 상기 실화 윤곽선의 소정의 방향으로 가중치 부여된 평균 시프트 벡터를 산출하고,
    상기 평균 시프트 벡터를 사용하여, 상기 실화 윤곽선과 상기 참조 윤곽선을 비교하고, 결과를 출력하는
    것을 특징으로 하는, 패턴 검사 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 실화 윤곽선과 상기 참조 윤곽선을 비교할 때에, 상기 복수의 실화 윤곽 위치의 각 실화 윤곽 위치와, 각각 대응하는 참조 윤곽 위치 사이에서의 상기 평균 시프트 벡터를 고려한 결함 위치 어긋남 벡터의 크기가 판정 임계값을 초과한 경우에 결함으로 판정하는 것을 특징으로 하는, 패턴 검사 방법.
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