TW202144911A - 圖案檢查裝置以及圖案檢查方法 - Google Patents

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Abstract

本發明的一形態提供一種圖案檢查裝置以及圖案檢查方法，能夠使即便為利用不同的射束取得的被檢查圖像亦接近在同一條件下取得的圖像。本發明的一形態的圖案檢查裝置的特徵在於包括：二次電子圖像取得機構，具有將多一次電子束予以偏轉的偏轉器及對多二次電子束進行檢測的檢測器，藉由使用偏轉器並利用多一次電子束於形成有圖案的試樣面上進行掃描，並使用檢測器來檢測自試樣面上放出的多二次電子束，而取得與各一次電子束對應的二次電子圖像；儲存裝置，儲存個別校正核，所述個別校正核以使關於基準圖案的和各一次電子束對應的二次電子圖像分別與規定的基準模糊圖像匹配的方式製作；校正電路，使用各個個別校正核，對自檢查對象的試樣取得的與各一次電子束對應的二次電子圖像進行校正；以及比較電路，對包含校正後的二次電子圖像的至少一部分的被檢查圖像與參照圖像進行比較。

Description

圖案檢查裝置以及圖案檢查方法
本發明是有關於一種圖案檢查裝置以及圖案檢查方法。例如，是有關於一種對使用多電子束而拍攝到的圖形圖案的圖像進行檢查的方法。
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。然而，如以電晶體數超過十億個的中央處理單元（central processing unit，CPU）（中央處理裝置）晶片或線寬小於10 nm的反及閘快閃記憶體（NAND flash memory）為代表般，構成LSI的圖案自亞微米變成奈米等級。近年來，伴隨形成於半導體晶圓上的LSI圖案尺寸的微細化，必須作為圖案缺陷進行檢測的尺寸變得極小，不得不進行檢查的圖案數亦成為龐大的數量。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與高速化。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，亦需要對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。
於檢查裝置中，例如，對檢查對象基板照射使用電子束的多射束（multi-beam）並進行掃描，檢測與自檢查對象基板放出的各射束對應的二次電子，並拍攝圖案圖像。而且，已知有如下的方法：藉由將拍攝到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，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。
此處，於多電子束檢查裝置中，由於要求對觀察對象間的微小的差異進行檢測，因而要求各射束均一。然而，於實際的多射束中，難以完全消除射束間的射束形狀及尺寸的差異。若射束間的射束形狀或尺寸存在差異，則會於利用不同的射束而取得的圖像間產生與射束特性相應的差異。因此，即便對利用不同的射束而取得的被檢查圖像彼此進行比較，亦無法期待準確的檢查，而於檢查裝置的實現上成為大問題。
此處，揭示如下的技術：於對多射束的各射束所掃描的區域的像的畸變個別地進行校正之後，與周圍的射束所掃描的區域像彼此相連而進一步對畸變進行校正，進而對將區域像彼此相連而成的被檢查圖像與參照圖像進行比較（例如，參照日本專利公開編號 日本專利特開2017-083301號公報）。所述技術對在一個被檢查圖像內的射束間的畸變進行校正，以便將由多條射束形成的像相連而成的圖像作為被檢查圖像。
本發明的一形態提供一種圖案檢查裝置以及圖案檢查方法，能夠使即便為利用不同的射束取得的被檢查圖像亦接近在同一條件下取得的圖像。
本發明的一形態的圖案檢查裝置的特徵在於包括： 二次電子圖像取得機構，具有將多一次電子束予以偏轉的偏轉器及對多二次電子束進行檢測的檢測器，藉由使用偏轉器並利用多一次電子束於形成有圖案的試樣面上進行掃描，並使用檢測器來檢測自試樣面上放出的多二次電子束，而取得與各一次電子束對應的二次電子圖像； 儲存裝置，儲存個別校正核（kernel），所述個別校正核以使關於基準圖案的和各一次電子束對應的二次電子圖像分別與規定的基準模糊圖像匹配的方式製作； 校正電路，使用各個個別校正核，來校正自檢查對象的試樣取得的與各一次電子束對應的二次電子圖像；以及 比較電路，對包含校正後的二次電子圖像的至少一部分的被檢查圖像與參照圖像進行比較。
本發明的一形態的圖案檢查方法的特徵在於： 藉由利用多一次電子束於形成有圖案的試樣面上進行掃描，並檢測自試樣面上放出的多二次電子束，而取得與各一次電子束對應的二次電子圖像； 自儲存個別校正核的儲存裝置讀出各個個別校正核，並使用各個個別校正核，對自檢查對象的試樣取得的與各一次電子束對應的二次電子圖像進行校正，所述個別校正核是以使關於基準圖案的和各一次電子束對應的二次電子圖像分別與規定的基準模糊圖像匹配的方式製作；以及 對包含校正後的二次電子圖像的至少一部分的被檢查圖像與參照圖像進行比較，並輸出結果。
根據本發明的一形態，即便為利用不同的射束取得的被檢查圖像，亦可接近於同一條件下取得的圖像。因此，可於藉由不同的射束取得的被檢查圖像間進行檢查。
[實施方式1.] 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，檢查形成於基板的圖案的檢查裝置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、批量遮沒偏轉器（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。
於檢查室103內，配置至少可於XYZ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。檢測電路106與晶片圖案記憶體123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、校正電路113、平台控制電路114、透鏡控制電路124、遮沒控制電路126、偏轉控制電路128、模糊指標σ推定電路130、模糊指標σ設定電路132、基準模糊圖像生成電路134、核係數演算電路136、基準射束選擇電路138、磁碟裝置等儲存裝置109、監視器117、記憶體118、以及列印機119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，晶片圖案記憶體123與校正電路113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，批量遮沒偏轉器212包括兩極以上的電極，針對各電極經由未圖示的DAC放大器而由遮沒控制電路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，於成形孔徑陣列基板203，二維狀的橫（x方向）m1 行×縱（y方向）n1 段（m1 、n1 為2以上的整數）的孔（開口部）22於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，而形成多一次電子束20。此處，示出橫縱（x方向、y方向）均配置2行以上的孔22的例子，但並不限定於此。例如，亦可為橫縱（x方向、y方向）任一方向為多行，而另一方向僅為1行。另外，關於孔22的排列方法，並不限定於如圖2所示橫縱配置成格子狀的情況。例如，亦可為縱方向（y方向）第k段的行與第k+1段的行的孔彼此於橫方向（x方向）上偏移尺寸a而配置。同樣地，亦可為縱方向（y方向）第k+1段的行與第k+2段的行的孔彼此於橫方向（x方向）上偏移尺寸b而配置。
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的各射束的中間像面位置的射束分離器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，並照射至各射束於基板101上的各自的照射位置。再者，於多一次電子束20整體由批量遮沒偏轉器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，未由批量遮沒偏轉器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。藉由所述批量遮沒偏轉器212的開/關（ON/OFF）來進行遮沒控制，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遮蔽藉由批量遮沒偏轉器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徑基板213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的各射束對應的反射電子或二次電子的射束（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（E×B分離器）具有使用線圈的兩極以上的多個磁極、及兩極以上的多個電極。而且，藉由所述多個磁極而產生指向性的磁場。同樣地，藉由多個電極而產生指向性的電場。具體而言，亦將射束分離器214稱為文納濾波器（Wiener filter），於與多一次電子束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，亦可投影反射電子於中途發散而殘留的二次電子。多檢測器222例如具有未圖示的二維感測器。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，並針對各感測器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20i（i表示索引（index）。若為23×23條多一次電子束20，則i=1～529），配置有檢測感測器。而且，檢測藉由各一次電子束20i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20i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），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。各條紋區域32向長度方向被分割成多個單位塊33。射束朝成為對象的單位塊33的移動，藉由由主偏轉器208執行的多射束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與單位塊33相同尺寸的情況。但是，並不限定於此。照射區域34亦可小於單位塊33。或者，亦可大於單位塊33。然後，多一次電子束20的各射束於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內進行掃描（掃描動作）。構成多一次電子束20的各射束負責互不相同的任一個子照射區域29。而且，於各發射時，各射束對各射束所負責的子照射區域29內的相同位置進行照射。射束於子照射區域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，藉由一條射束於一個子照射區域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內的鄰接的單位塊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。藉由對如以上所述般利用各一次電子束的照射而獲得的子照射區域29的圖像（部分二次電子圖像）進行組合，而構成單位塊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，較佳的是例如將於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。
另外，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於子照射區域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，理想的是，多一次電子束20的各一次電子束於基板101上的射束的形狀及尺寸理想而言為均一。然而，因成形孔徑陣列基板203的各孔22的製造誤差、及/或光學系統的像差等，而實際上難以形成均一射束。例如存在如下情況：於多一次電子束20中，相對於中心射束越是自中心朝外側遠離的射束，射束形狀越變形為扁平的橢圓形且長徑尺寸越變大。另外，關於中心射束亦不限定於正圓。再者，各一次電子束20i的形狀及尺寸並不限定於此。亦可為變形為其他形狀及/或尺寸的情況。如此般，藉由在基板101上的包含方向在內的射束形狀及尺寸不同的多個一次電子束的照射而獲得的二次電子圖像，當然會受到不同的射束形狀及尺寸的影響。如後述般，於實施方式1中，對藉由不同的一次電子束的照射而獲得的二次電子圖像彼此進行比較（晶粒-晶粒檢查）。然而，即便對受到不同的射束形狀及尺寸的影響的二次電子圖像彼此進行比較，因在圖像間產生偏差，故亦不會相同，而產生疑似缺陷。因此，難以進行高精度的檢查。或/及，與根據設計資料而製作的參照圖像進行比較（晶粒-資料庫檢查）。於所述情況下，亦因藉由射束而獲得的二次電子圖像的精度不同，因此比較結果產生偏差，而產生疑似缺陷。因此，難以進行高精度的檢查。
因此，於實施方式1中，使用基準圖案，硬生成施加了適度的模糊的基準模糊圖像，並藉由演算而預先求出將藉由各一次電子束的照射而拍攝到的各二次電子圖像與基準模糊圖像匹配的個別校正核。然後，於實際檢查時，藉由於利用各一次電子束的照射而拍攝到的各二次電子圖像卷積各個個別校正核，無論在由何種射束拍攝到的情況下亦進行使各二次電子圖像模糊至與基準模糊圖像同等模糊程度的平滑化處理。以下，具體地進行說明。
圖5是表示實施方式1中的檢查方法的主要步驟的一部分的流程圖。於圖5中，實施方式1中的檢查方法實施如下一系列步驟：基準射束選擇步驟（S102）、利用基準射束的聚焦調整步驟（S104）、利用基準射束的基準圖案圖像取得步驟（S106）、散焦（Defocus）調整步驟（S108）、利用全射束的基準/評估圖案圖像取得步驟（S110）、模糊指標σ推定步驟（S112）、模糊指標σ分佈製作步驟（S114）、模糊用σ值特定步驟（S116）、基準模糊圖像生成步驟（S118）、以及個別校正核係數演算步驟（S120）。於圖5中，示出作為檢查處理的前處理而進行的步驟。
作為基準射束選擇步驟（S102），基準射束選擇電路138自多一次電子束20中選擇作為基準的基準一次電子束。多一次電子束20的各一次電子束因光學系統的像差（例如，像面歪曲像差）的影響，而於基板101面上的焦點位置可能不同。因此，難以在所有的一次電子束恰好聚焦（just focus）的狀態下拍攝圖案。因此，將在恰好聚焦下拍攝的一次電子束選作基準一次電子束。例如，將中心射束選作基準一次電子束。但是，並不限定於此，亦可選擇其他射束。
作為利用基準射束的聚焦調整步驟（S104），透鏡控制電路124以將電磁透鏡207（物鏡）所選擇的基準一次電子束對焦於評估基板上的方式對電磁透鏡207進行調整。評估基板形成為其表面高度位置與檢查對象基板101成為相同尺寸。另外，於評估基板配置基準圖案及焦點模糊評估圖案。對於焦點模糊評估圖案，使用適合於對因失焦所致的模糊程度進行定量性評估的圖案。例如，較佳的是使用包含朝向各個方向的直線狀的刀緣圖案（knife edge pattern）的圖案。模糊程度較佳的是於各個方向上進行測定、且以將該些中的最大值換算成高斯（Gaussian）分佈的標準偏差值σ後合多少的值來表示。對於基準圖案，較佳的是使用由配置於檢查對象的基板101的最小線寬的線圖案構成的電路圖案。但是，並不限定於此，亦可為包含各個方向的邊緣的複雜的電路圖案等通常的電路圖案。另外，亦能夠於基準圖案的一部分配置焦點模糊評估圖案，或兼用基準圖案與焦點模糊評估圖案。
圖6是表示實施方式1中的焦點位置分佈的一例的圖。如圖6所示，各一次電子束因光學系統的像差（例如，像面歪曲像差）的影響，而於基板101面上的焦點位置不同。通常而言，相對於中心射束，越是外周側的射束焦點位置的偏移越大。例如，如圖6所示，呈圓弧狀（若三維地觀察則為球面狀）偏移。例如，於將中心射束選作基準一次電子束的情況下，將基準一次電子束的焦點位置對準於高度位置Z0。例如，於將外周射束選作基準一次電子束的情況下，將基準一次電子束的焦點位置對準於高度位置Z1。通常，獲得各種像差等為最小且各向同性地模糊的取得圖像的為中心射束，因此較佳的是將中心射束用作用於取得基準圖案圖像的基準射束。
作為利用基準射束的基準圖案圖像取得步驟（S106），圖像取得機構150於基準一次電子束的焦點位置對準於評估基板面上的狀態下，藉由基準一次電子束於形成於評估基板的基準圖案上進行掃描（scan）。然後，藉由利用多檢測器222對自評估基板放出的二次電子束進行檢測，而取得與基準一次電子束的掃描對應的基準圖案的二次電子圖像。再者，可使用多一次電子束20整體來進行掃描，亦可利用未圖示的光閘（shutter）等將基準一次電子束以外的射束予以遮蔽而進行掃描。藉此，獲得使用焦點已對焦的狀態的基準一次電子束而取得的基準圖案的圖像（基準圖案圖像）。此處所獲得的基準圖案圖像的模糊程度，與於通常的檢查動作時由圖像取得機構150取得的圖像的模糊程度相比通常為幾分之一以下，而有望變得非常清晰。
作為散焦調整步驟（S108），透鏡控制電路124以電磁透鏡207將基準一次電子束的焦點位置自評估基板上偏移規定的量的方式對電磁透鏡207進行調整。例如，如圖6所示，將焦點位置朝自高度位置Z0至高度位置Z1之間的高度位置Z偏移。
作為利用全射束的基準/評估圖案圖像取得步驟（S110），圖像取得機構150於基準一次電子束的焦點位置已自評估基板面上偏移的狀態下，於藉由多一次電子束在評估基板形成的基準圖案上及焦點模糊評估圖案上進行掃描（scan）。然後，利用多檢測器222對自評估基板放出的多二次電子束300進行檢測，藉此取得與利用各一次電子束的掃描對應的基準圖案及焦點模糊評估圖案的二次電子圖像。基準圖案及焦點模糊評估圖案的圖像可為於同一圖像內包含兩者的圖像，亦可為各別的圖像。
作為模糊指標σ推定步驟（S112），模糊指標σ推定電路130（σ推定部）根據在將基準一次電子束的焦點位置可變地偏移的各位置處取得的各一次電子束的焦點模糊評估圖案的二次電子圖像，分別推定模糊指標值σ（以下，有時亦示為σ值）。
圖7是用於說明實施方式1中的模糊指標σ推定的方法的一例的圖。如圖7所示，於例如將刀緣圖案用作焦點模糊評估圖案、使用具有高斯函數形狀的剖面分佈的電子束來取得所述焦點模糊評估圖案的圖像的情況下，所取得的圖像的邊緣部分成為具有和緩的上升的圖案。此時，求出所取得的圖像內的焦點模糊評估圖案的上升部分的斜率dx/dy。如圖7所示，若於刀緣圖案卷積高斯函數形狀的分佈，則邊緣部分的斜率為dy/dx=1/（√（2π）σ），因此能夠將以此種方式自取得圖像內的焦點模糊評估圖案的邊緣部分的斜率獲得的高斯函數的參數σ作為模糊指標。於在焦點模糊評估圖案中包含各個方向的刀緣圖案的情況下，可將針對各方向而求出的σ中的最大者作為模糊指標σ。
然後，返回散焦調整步驟（S108），一面將焦點位置可變地偏移，一面重覆自散焦調整步驟（S108）至模糊指標σ推定步驟（S112）的各步驟。於將中心射束選作基準一次電子束的情況下，只要以高度位置Z0為中心，將多個高度位置Z在規定的範圍內於自低於高度位置Z0的高度位置至高於高度位置Z0的高度位置之間進行設定即可。但是，並不限定於此，例如，可於高度位置Z0至高度位置Z1之間設定多個高度位置Z。或者，亦可為高於高度位置Z1的高度位置。
圖8是表示實施方式1中的σ設定電路的內部結構的一例的圖。於圖8中，在模糊指標σ設定電路132內配置有模糊指標σ值分佈製作部60、及模糊指標σ特定部62。模糊指標σ分佈製作部60、及模糊指標σ特定部62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）。模糊指標σ分佈製作部60、及模糊指標σ特定部62內所需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。
作為模糊指標σ分佈製作步驟（S114），模糊指標σ分佈製作部60製作針對基準一次電子束的焦點位置的各偏移位置而推定的各一次電子束的模糊指標σ的分佈。
圖9是表示實施方式1中的模糊指標σ分佈的一例的圖。於圖9的例子中，例如，示出針對五條一次電子束a、b、c、d、e，根據在將基準一次電子束的焦點位置可變地偏移的各位置Z處取得的各一次電子束的焦點模糊評估圖案的二次電子圖像所推定的各個模糊指標σ的每一射束的分佈。意指σ值越小，則模糊越少且射束徑越小。各一次電子束中，當焦點位置分別對準於評估基板面時，模糊變少且σ值變小。
作為模糊用σ值特定步驟（S116），模糊指標σ特定部62參照σ值分佈，對用於模糊處理用的模糊用σ1 （以下，有時表示為σ1 值）進行特定。換言之，模糊指標σ特定部62（決定部）根據模糊指標值σ來決定模糊用σ1 ，所述模糊指標值σ是根據在將選自多一次電子束中的基準一次電子束的焦點位置自試樣面偏移的位置處取得的各一次電子束的評估圖案的二次電子圖像中的至少一者而推定。作為用於獲得實施方式1中的模糊用σ1 值的基礎的σb值，是根據各一次電子束的焦點模糊評估圖案的二次電子圖像中、成為最大射束徑B1 的一次電子束的焦點模糊評估圖案的二次電子圖像而推定。再者，於將基準一次電子束的焦點位置可變地偏移的各位置Z處，最大射束徑B1 變化。因此，如圖9所示，σ值特定部62參照各一次電子束的σ值的分佈，以在偏移位置Z'處的各一次電子束的模糊指標σ的最大值（最大模糊指標σb）為基準來決定σ1 值，於所述偏移位置Z'，各偏移位置的各一次電子束的σ值的最大值成為最小。例如，將最大模糊指標σb的±10%的範圍內的值特定為模糊用σ1 值。因此，較佳的是將最大模糊指標σb特定為模糊用σ1 值。再者，較佳的是相當於模糊用σ1 值的一次電子束的射束徑為檢測對象的缺陷尺寸的1/2以下。於一次電子束的射束徑是由射束輪廓的半高寬來定義的情況下，可藉由將σ1 值乘以2.35（=2√（2In（2）））來近似。
圖10是表示實施方式1中的基準一次電子束的射束徑、與於各一次電子束的σ值的最大值成為最小的偏移位置處的最大射束徑的一例的圖。於圖10的（a）中，示出基準一次電子束。於圖10的（b）中，示出在獲得最大偏差值σb的偏移位置處的各一次電子束。於圖10的（b）的例子中，示出外周部的一次電子束12的尺寸為最大的情況。最大射束徑B1 是由一次電子束12的最大徑尺寸14表示。如圖10的（a）所示，基準一次電子束的射束徑B0 為恰好聚焦的狀態，因此小。相對於此，如圖10的（b）所示，於偏移位置Z'處，外周部的一次電子束12的焦點為偏移的狀態，因此將原本的射束徑加上模糊（blur）份額的尺寸，故一次電子束12的最大射束徑B1 變大。
作為基準模糊圖像生成步驟（S118），基準模糊圖像生成電路134藉由對在將基準一次電子束的焦點位置對準於評估基板上的狀態下所取得的基準圖案的二次電子圖像（基準圖案圖像），進行相當於上文中所獲得的模糊用σ1 的模糊處理，而生成基準模糊圖像。
此處，於基準圖案圖像，雖然小仍包含模糊。因此，於基準圖案圖像亦存在作為基準的基準偏差值σ0 （以下，有時示為基準σ0 值）。基準σ0 值可根據藉由在基準一次電子束為恰好聚焦的狀態下拍攝焦點模糊評估圖案而獲得的二次電子圖像來推定。所謂對基準圖案圖像進行相當於模糊用σ1 值的模糊處理，相當於以模糊用σ1 值與基準σ0 值的差分偏差值σΔ來進行模糊處理。差分偏差值σΔ如下述式（1-1）所示，可藉由演算模糊用σ1 值與基準σ0 值的平方根而求出。再者，差分偏差值σΔ亦可藉由將於偏移位置Z'處的最大射束徑B1 與恰好聚焦的狀態的基準一次電子束的射束徑B0 的平方根除以2.35（=2√（2In（2）））代替式（1-1）來近似。
然後，基準模糊圖像I1 （x,y）可藉由在基準圖案圖像I0 （x,y）卷積被設定為差分偏差值σΔ的高斯分佈函數fa（x,y）來演算。基準模糊圖像I1 （x,y）可由如下的式（1-2）來定義。 （1-1）
Figure 02_image001
（1-2）
Figure 02_image003
圖11是表示實施方式1中的基準圖案圖像及基準模糊圖像的一例的圖。可藉由對圖11的（a）所示的基準圖案圖像進行相當於模糊用σ1 值的模糊處理，而生成圖11的（b）所示的基準模糊圖像。如對圖11的（a）與圖11的（b）進行比較而可明確般，於基準模糊圖像中，示出作為基準的模糊程度的狀態。
作為個別校正核係數演算步驟（S120），核係數演算電路136演算個別校正核，所述個別校正核用於使關於基準圖案的和各一次電子束對應的二次電子圖像分別與經施加模糊處理的基準模糊圖像匹配。
圖12是用於說明實施方式1中的基準模糊圖像與測定圖像及個別校正核的關係的圖。模糊用σ1 值是基於偏移位置Z'處的最大射束徑B1 而獲得，因此使於將基準一次電子束的焦點位置設為偏移位置Z'的狀態下取得的各一次電子束的基準圖案的二次電子圖像分別與基準模糊圖像匹配。具體而言，藉由在圖12的（b）所示的某一次電子束的基準圖案的二次電子圖像（測定圖像）卷積圖12的（c）所示的個別校正核，而推定能夠與圖12的（a）所示的基準模糊圖像匹配的個別校正核。例如，求出將自基準模糊圖像I1 （x,y）減去於各一次電子束的基準圖案的二次電子圖像（測定圖像）I2 （x,y）卷積個別校正核K（x，y）的值所得的值的絕對值的平方予以積分所得的值M成為最小的個別校正核K（x，y）。值M可由如下的式（2）定義。 （2）
Figure 02_image005
圖13是表示實施方式1中的個別校正核的一例的圖。如圖13所示，個別校正核K（x，y）例如可由以31×31個係數為要素a1,1 ～ 要素a31,31 的行列來定義。各要素a1,1 ～要素a31,31 例如可藉由最小二乘法而求出。例如，可藉由將假設利用各要素將式（2）所示的值M分別偏微分後的δM/δa1,1 ～δM/δa31,31 的函數的值分別為零的31×31個式作為聯立方程式而求解，求出各要素a1,1 ～要素a31,31 。針對各射束而推定此種個別校正核。
圖14是表示實施方式1中的差分圖像的一例的圖。於圖14中，示出自基準模糊圖像I1 （x,y），減去於某一次電子束的基準圖案的二次電子圖像（測定圖像）I2 （x,y）卷積所獲得的個別校正核K（x，y）後的圖像所得的差分圖像的一例。於圖14的例子中，可將差分圖像的最大灰度抑制為2灰度。因此，根據實施方式1，即便為利用不同的射束取得的二次電子圖像，亦可藉由卷積各自的個別校正核使其接近與基準模糊圖像為相同條件的圖像。針對各一次電子束用分別獲得的的個別校正核K（x、y）或個別校正核K（x、y）的係數（要素a1,1 ～要素a31,31 ）被輸出至校正電路113，且保存於儲存裝置109及/或未圖示的儲存裝置。
於實施了如上所述的檢查處理前的各步驟後，使用實際的檢查對象的基板來實施檢查處理。
圖15是表示實施方式1中的檢查方法的主要步驟的剩餘部分的流程圖。於圖15中，實施方式1中的檢查方法的剩餘部分於圖5所示的各步驟之後實施如下一系列的步驟：掃描步驟（S202）、圖像校正步驟（S206）、參照圖像製作步驟（S210）、對位步驟（S220）、比較步驟（S222）。
作為掃描步驟（S202），圖像取得機構150藉由多一次電子束20於形成有圖案的基板101（試樣）面上進行掃描，並對自基板101面上放出的多二次電子束300進行檢測，藉此取得與各一次電子束對應的二次電子圖像。如上述般，於多檢測器222可投影反射電子及二次電子，亦可投影反射電子於中途發散而殘留的二次電子。具體而言，如以下方式運作。如上述般，圖像取得機構150對條紋區域32進行掃描，並取得條紋區域32的圖像。圖像的取得如上述般，照射多一次電子束20，並利用多檢測器222對包含因多一次電子束20的照射而自基板101放出的反射電子的多二次電子束300進行檢測。由多檢測器222檢測到的二次電子的檢測資料（測定圖像：二次電子圖像：被檢查圖像），依照測定順序輸出至檢測電路106。於檢測電路106內，藉由未圖示的類比/數位（Analog/Digital，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。如此般，圖像取得機構150取得形成於各條紋區域32上的圖案的測定圖像。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校正電路113。
作為圖像校正步驟（S206），校正電路113（校正部）使用各個個別校正核，對自檢查對象的基板101取得的與各一次電子束對應的二次電子圖像進行校正。具體而言，校正電路113藉由在各一次電子束的二次電子圖像（測定圖像）卷積個別校正核而對二次電子圖像進行校正。
圖16是用於說明實施方式1中的圖像校正的方法的圖。於圖16中，在校正電路113內配置有多一次電子束20的射束條數以上的子校正電路111（1，2，3，4，5，…）。如上文所述般，於多檢測器222配置有多個檢測感測器223。各檢測感測器223以對藉由多一次電子束20中的與其他檢測感測器不同的任一條一次電子束的照射而放出的二次電子束予以檢測的方式進行分配。另外，校正電路113內的各子校正電路111以輸入來自多檢測器222的多個檢測感測器223中的與其他子校正電路不同的任一個檢測感測器的圖像資料的方式進行分配。換言之，校正電路113內的各子校正電路111被分配給用於對藉由多一次電子束20的任一條一次電子束的照射而放出的二次電子束進行檢測的檢測感測器。於各子校正電路111，輸入並設定有所負責的一次電子束用的個別校正核K（x，y）的係數（要素）。於圖16的例子中，與一次電子束（射束1）對應的檢測感測器的輸出被輸入至子校正電路1。與一次電子束（射束2）對應的檢測感測器的輸出被輸入至子校正電路2。與一次電子束（射束3）對應的檢測感測器的輸出被輸入至子校正電路3。與一次電子束（射束4）對應的檢測感測器的輸出被輸入至子校正電路4。與一次電子束（射束5）對應的檢測感測器的輸出被輸入至子校正電路5。各子校正電路藉由對所負責的一次電子束的子照射區域29的測定圖像卷積所負責的一次電子束用的個別校正核K（x，y）並進行演算，而進行平滑化處理。如以上所述般，進行了由平滑化處理執行的校正的各子照射區域29的測定圖像的資料，與位置電路107所示的位置資訊一起輸出至比較電路108。
圖17是表示實施方式1中的比較電路內的結構的一例的結構圖。於圖17中，在比較電路108內配置有磁碟裝置等儲存裝置52、儲存裝置56、對位部57、及比較部58。對位部57、及比較部58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）。對位部57、及比較部58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。
圖18是表示實施方式1中的檢查單位區域的一例的圖。於比較電路108中，對包含校正後的二次電子圖像的至少一部分的被檢查圖像與參照圖像進行比較。作為被檢查圖像，例如使用各圖框區域28的二次電子圖像。例如，將子照射區域29分割成四個圖框區域28。作為圖框區域28，例如使用512×512畫素的區域。具體而言，例如，如以下方式運作。
作為參照圖像製作步驟（S210），參照圖像製作電路112根據成為形成於基板101的多個圖形圖案的基礎的設計資料，製作與各圖框區域的測定圖像對應的參照圖像。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，製作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，使用適用了經演算係數的濾波函數F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的代表射束（例如中心射束）的照射而獲得的圖像生成特性。經製作的參照圖像的圖像資料被輸出至比較電路108。
輸入至比較電路108內的校正後的測定圖像（校正被檢查圖像）保存於儲存裝置56。輸入至比較電路108內的參照圖像保存於儲存裝置52。
作為對位步驟（S220），對位部57針對各圖框區域分別自儲存裝置讀出所對應的校正後的二次電子圖像與參照圖像，並以較畫素小的子畫素單位對兩圖像進行對位。例如，可利用最小平方法進行對位。作為畫素尺寸，例如較佳的是設定於與多一次電子束20的各射束尺寸相同程度的尺寸的區域。
作為比較步驟（S222），比較部58對圖框圖像（被檢查圖像）與參照圖像進行比較。比較部58針對各畫素按照規定的判定條件對兩者進行比較，並判定有無例如形狀缺陷等缺陷。例如，若各畫素的灰階值差較判定臨限值Th大，則判定為有缺陷。然後，輸出比較結果。比較結果只要輸出至儲存裝置109、監視器117、或記憶體118，或自列印機119輸出即可。
於所述例子中，說明了進行晶粒-資料庫檢查的情況，但並不限定於此。亦可為進行晶粒-晶粒檢查的情況。於進行晶粒-晶粒檢查的情況下，如以下方式運作。
作為對位步驟（S220），對位部57讀出晶粒1的圖框圖像（校正被檢查圖像）、及形成有相同圖案的晶粒2的圖框圖像（校正被檢查圖像），以較畫素小的子畫素單位將兩圖像進行對位。例如，可利用最小平方法進行對位。
作為比較步驟（S222），比較部58將晶粒1的圖框圖像（校正被檢查圖像）、與晶粒2的圖框圖像（校正被檢查圖像）的其中一者作為參照圖像，對兩圖像進行比較。比較部58針對各畫素按照規定的判定條件對兩者進行比較，並判定有無例如形狀缺陷等缺陷。例如，若各畫素的灰階值差較判定臨限值Th大，則判定為有缺陷。然後，輸出比較結果。比較結果只要輸出至儲存裝置109、監視器117、或記憶體118，或自列印機119輸出即可。
如以上所述般，根據實施方式1，即便為利用不同的射束取得的被檢查圖像，亦可接近在同一條件下取得的圖像。因此，可於藉由不同的射束取得的被檢查圖像間進行檢查。
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、磁帶裝置、軟性磁碟（Flexible Disk，FD）、或唯讀記憶體（Read Only Memory，ROM）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、校正電路113、平台控制電路114、透鏡控制電路124、遮沒控制電路126、偏轉控制電路128、模糊指標σ推定電路130、模糊指標σ設定電路132、基準模糊圖像生成電路134、核係數演算電路136、及基準射束選擇電路138，亦可包含所述至少一個處理電路。
以上，參照具體例同時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。
另外，省略了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案檢查裝置以及圖案檢查方法均包含於本發明的範圍內。
12:一次電子束 14:一次電子束的最大徑尺寸 20:多一次電子束 22:孔（開口部） 28:圖框區域 29:子照射區域 32:條紋區域 33:塊區域 34:照射區域 52、56:儲存裝置 57:對位部 58:比較部 60:σ值分佈製作部、σ分佈製作部 62:模糊指標σ特定部、σ值特定部 100:檢查裝置 101:基板（試樣） 102:電子束柱（電子鏡筒） 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 111:子校正電路 112:參照圖像製作電路 113:校正電路（校正部） 114:平台控制電路 117:監視器 118:記憶體 119:列印機 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:遮沒控制電路 128:偏轉控制電路 130:偏差值推定電路 132:σ設定電路 134:基準模糊圖像生成電路 136:核係數演算電路 138:基準射束選擇電路 142:驅動機構 144、146、148:DAC放大器 150:圖像取得機構（二次電子圖像取得機構） 160:控制系統電路 200:電子束 201:電子槍（放出源） 202、205、206、224、226:電磁透鏡 203:成形孔徑陣列基板 207:電磁透鏡（物鏡） 208:主偏轉器 209:副偏轉器 212:批量遮沒偏轉器 213:限制孔徑基板 214:射束分離器（E×B分離器） 216:鏡子 218:偏轉器 222:多檢測器 223:檢測感測器 300:多二次電子束 330:檢查區域 332:晶片（晶圓晶粒） a、b、c、d、e:一次電子束 B0 :基準一次電子束的射束徑 B1 :最大射束徑 S102、S104、S106、S108、S110、S112、S114、S116、S118、S120、S202、S206、S210、S220、S222:步驟 x、y:方向 Z、Z0、Z1:高度位置 Z':偏移位置 σ:模糊指標 σb:最大模糊指標、最大偏差值
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中的檢查方法的一部分主要步驟的流程圖。 圖6是表示實施方式1中的焦點位置分佈的一例的圖。 圖7是用於說明實施方式1中的σ推定的方法的一例的圖。 圖8是表示實施方式1中的σ設定電路的內部結構的一例的圖。 圖9是表示實施方式1中的σ值分佈的一例的圖。 圖10的（a）是表示實施方式1中的基準一次電子束的射束徑的一例的圖。 圖10的（b）是表示實施方式1中的於各一次電子束的σ值的最大值成為最小的偏移位置處的最大射束徑的一例的圖。 圖11的（a）是表示實施方式1中的基準圖案圖像的一例的圖。 圖11的（b）是表示實施方式1中的基準模糊圖像的一例的圖。 圖12的（a）是表示實施方式1中的基準模糊圖像的一例的圖。 圖12的（b）是表示實施方式1中的測定圖像的一例的圖。 圖12的（c）是表示實施方式1中的個別校正核的一例的圖。 圖13是表示實施方式1中的個別校正核的一例的圖。 圖14是表示實施方式1中的差分圖像的一例的圖。 圖15是表示實施方式1中的檢查方法的主要步驟的剩餘部分的流程圖。 圖16是用於說明實施方式1中的圖像校正的方法的圖。 圖17是表示實施方式1中的比較電路內的結構的一例的結構圖。 圖18是表示實施方式1中的檢查單位區域的一例的圖。
20:多一次電子束
100:檢查裝置
101:基板(試樣)
102:電子束柱(電子鏡筒)
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
113:校正電路(校正部)
114:平台控制電路
117:監視器
118:記憶體
119:列印機
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:遮沒控制電路
128:偏轉控制電路
130:模糊指標σ推定電路(σ推定部)
132:σ設定電路
134:基準模糊圖像生成電路
136:核係數演算電路
138:基準射束選擇電路
142:驅動機構
144、146、148:DAC放大器
150:圖像取得機構(二次電子圖像取得機構)
160:控制系統電路
200:電子束
201:電子槍(放出源)
202、205、206、224、226:電磁透鏡
203:成形孔徑陣列基板
207:電磁透鏡(物鏡)
208:主偏轉器
209:副偏轉器
212:批量遮沒偏轉器
213:限制孔徑基板
214:射束分離器(E×B分離器)
216:鏡子
218:偏轉器
222:多檢測器
300:多二次電子束

Claims (10)

  1. 一種圖案檢查裝置，其特徵在於包括： 二次電子圖像取得機構，具有將多一次電子束予以偏轉的偏轉器及對多二次電子束進行檢測的檢測器，藉由使用所述偏轉器並利用多一次電子束於形成有圖案的試樣面上進行掃描，並使用所述檢測器來檢測自所述試樣面上放出的多二次電子束，而取得與各一次電子束對應的二次電子圖像； 儲存裝置，儲存個別校正核，所述個別校正核以使關於基準圖案的和各一次電子束對應的二次電子圖像分別與規定的基準模糊圖像匹配的方式製作； 校正電路，使用各個個別校正核，對自檢查對象的試樣取得的與各一次電子束對應的二次電子圖像進行校正；以及 比較電路，對包含校正後的二次電子圖像的至少一部分的被檢查圖像與參照圖像進行比較。
  2. 如請求項1所述的圖案檢查裝置，更包括： 決定電路，根據模糊指標值σ來決定模糊用σ，所述模糊指標值σ是根據在將選自所述多一次電子束中的基準一次電子束的焦點位置自試樣面偏移的位置處取得的各一次電子束的評估圖案的二次電子圖像中的至少一者而推定；以及 基準模糊圖像生成電路，藉由對在將所述基準一次電子束的焦點位置對準於所述試樣面上的狀態下所取得的基準圖案的二次電子圖像，進行相當於所述模糊用σ的模糊處理而生成所述基準模糊圖像。
  3. 如請求項2所述的圖案檢查裝置，其中，經決定的所述模糊用σ是根據各一次電子束的所述評估圖案的二次電子圖像中的、成為最大射束徑的一次電子束的所述評估圖案的二次電子圖像而決定。
  4. 如請求項2所述的圖案檢查裝置，更包括： 模糊指標σ推定電路，根據於將所述基準一次電子束的焦點位置可變地偏移的各位置處取得的各一次電子束的所述評估圖案的二次電子圖像，分別推定模糊指標σ； 分佈製作電路，製作針對所述基準一次電子束的焦點位置的各偏移位置而推定的各一次電子束的模糊指標σ的分佈；且 作為所述模糊用σ，參照各一次電子束的模糊指標σ的分佈，根據於各偏移位置的各一次電子束的模糊指標σ的最大值成為最小的偏移位置處的各一次電子束的模糊指標σ的最大值，決定模糊用σ。
  5. 如請求項3所述的圖案檢查裝置，其中，相當於所述模糊用σ的由半高寬表示的一次電子束的射束徑為缺陷尺寸的1/2以下。
  6. 一種圖案檢查方法，其特徵在於：藉由利用多一次電子束於形成有圖案的試樣面上進行掃描，並檢測自所述試樣面上放出的多二次電子束，而取得與各一次電子束對應的二次電子圖像； 自儲存個別校正核的儲存裝置讀出各個個別校正核，並使用各個個別校正核，對自檢查對象的試樣取得的與各一次電子束對應的二次電子圖像進行校正，所述個別校正核是以使關於基準圖案的和各一次電子束對應的二次電子圖像分別與規定的基準模糊圖像匹配的方式製作；以及 對包含校正後的二次電子圖像的至少一部分的被檢查圖像與參照圖像進行比較，並輸出結果。
  7. 如請求項6所述的圖案檢查方法，其中，基於模糊指標σ來決定模糊用σ，所述模糊指標σ是根據在將選自所述多一次電子束中的基準一次電子束的焦點位置自試樣面偏移的位置處取得的各一次電子束的評估圖案的二次電子圖像中的至少一者而推定； 藉由對在將所述基準一次電子束的焦點位置對準於所述試樣面上的狀態下所取得的基準圖案的二次電子圖像，進行相當於所述模糊用σ的模糊處理而生成所述基準模糊圖像。
  8. 如請求項7所述的圖案檢查方法，其中，經決定的所述模糊用σ是根據各一次電子束的所述評估圖案的二次電子圖像中的、成為最大射束徑的一次電子束的所述評估圖案的二次電子圖像而決定。
  9. 如請求項7所述的圖案檢查方法，其中，根據於將所述基準一次電子束的焦點位置可變地偏移的各位置處取得的各一次電子束的所述評估圖案的二次電子圖像，分別推定模糊指標σ； 製作針對所述基準一次電子束的焦點位置的各偏移位置而推定的各一次電子束的模糊指標σ的分佈； 作為所述模糊用σ，參照各一次電子束的模糊指標σ的分佈，根據於各偏移位置的各一次電子束的模糊指標σ的最大值成為最小的偏移位置處的各一次電子束的模糊指標σ的最大值，決定模糊用σ。
  10. 如請求項8所述的圖案檢查方法，其中，相當於所述模糊用σ的由半高寬表示的一次電子束的射束徑為缺陷尺寸的1/2以下。
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