TW202219499A - 圖像修正裝置、圖案檢查裝置及圖像修正方法 - Google Patents

Abstract

本發明的一形態提供一種能夠以不產生與移位量相應的雜訊位準的變動量的方式修正圖像的圖像修正裝置、圖案檢查裝置及圖像修正方法。本發明的一形態的圖像修正裝置包括：儲存裝置，儲存圖像；移位量確定電路，針對圖像的整體圖像與圖像的每個位置的部分圖像中的其中一者，確定子畫素單位的移位量；以及內插處理電路，對整體圖像與每個位置的部分圖像中的所述其中一者，按每個畫素使用對象畫素的灰階值與對象畫素的周邊畫素的灰階值進行與移位量相應的內插處理，內插處理使用以畫素位置處的線性和的各項加權係數之和為1、各項加權係數的平方和為不依賴於移位量的常數的方式設定的各項加權係數，運算對象畫素的灰階值與周邊畫素的灰階值的線性和以作為對象畫素的內插值。

Description

圖像修正裝置、圖案檢查裝置及圖像修正方法

本發明是有關於一種圖像修正裝置、圖案檢查裝置及圖像修正方法。例如，是有關於一種使用電子束對為檢查用而拍攝的形成於基板上的圖形圖案的圖像進行對位的方法。

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。該些半導體元件是藉由使用形成有電路圖案的原畫圖案（亦稱為遮罩或光罩（reticle），以下統稱為遮罩），利用被稱為所謂的光刻機的縮小投影曝光裝置將圖案曝光轉印至晶圓上形成電路而製造。

而且，對於花費極大的製造成本的LSI的製造而言，良率的提升不可或缺。但是，如1千兆位級的動態隨機存取記憶體（Dynamic Random Access Memory，DRAM）（隨機存取記憶體）所代表般，構成LSI的圖案自亞微米成為奈米級。近年來，隨著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部位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」。於所述檢查裝置的檢查方法中，檢查對象基板載置於載物台上，光束藉由載物台移動而在試樣上進行掃描，從而進行檢查。藉由光源及照明光學系統將光束照射至檢查對象基板。透過或反射檢查對象基板的光經由光學系統於感測器上成像。藉由感測器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。

作為所述圖像彼此的對位方法，使用了平方差和（Sum of Squared Difference，SSD）法。SSD法中，使要比較的圖像彼此的其中一者以子畫素單移位，對未滿一個畫素的位置偏差藉由內插求出移位後的畫素值，使其對準兩個圖像的畫素值之差的平方和最小的位置。

於所述圖案檢查裝置中，藉由將雷射光照射至檢查對象基板，並拍攝其透過像或反射像，從而獲取光學圖像。相對於此，亦正在開發如下的檢查裝置：使用電子束將多射束照射至檢查對象基板，檢測與自檢查對象基板放出的各射束對應的二次電子，從而獲取圖案像。此處，可知於使用電子束拍攝圖像的情況下，僅利用常規的SSD法無法充分地進行圖像彼此的對位。電子束檢查裝置中，由於入射至每單位區域的電子數有限，因此散粒雜訊對各個電子的影響大。因此，提出了對圖像整體進行與移位量相應的內插處理，並進一步應用抑制與因所述內插處理而產生的移位量相應的雜訊位準的變動量的補償濾波器此兩個階段的處理方法（例如參照日本專利公開2019-039808號公報）。

然而，所述處理中，由於成為基於例如4抽頭的內插處理與基於例如3抽頭的補償濾波處理此兩個階段的處理，因此存在資料處理所需的記憶體量變大的問題點、可能無法完全消除雜訊位準的變動的問題點。因此，要求進一步的改良。另外，並不限於兩個圖像彼此的對位，即便於修正圖像所具有的失真的情況等，移位量根據位置而變化的情況下，亦要求抑制雜訊位準的變動。

本發明的一形態提供了一種能夠以不產生與移位量相應的雜訊位準的變動量的方式修正圖像的圖像修正裝置、圖案檢查裝置及圖像修正方法。

本發明一形態的圖像修正裝置包括： 儲存裝置，儲存圖像； 移位量確定電路，針對圖像的整體圖像與圖像的每個位置的部分圖像中的其中一者，確定子畫素單位的移位量；以及 內插處理電路，對整體圖像與每個位置的部分圖像中的所述其中一者，按每個畫素使用對象畫素的灰階值與對象畫素的周邊畫素的灰階值，進行與所述移位量相應的內插處理， 內插處理使用以畫素位置處的線性和的各項加權係數之和為1、各項加權係數的平方和為不依賴於移位量的常數的方式設定的各項加權係數，運算對象畫素的灰階值與所述周邊畫素的灰階值的線性和以作為對象畫素的內插值。

本發明的一形態的圖案檢查裝置包括： 儲存裝置，儲存形成有圖形圖案的第一圖像； 移位量確定電路，針對第一圖像的整體圖像與第一圖像的每個位置的部分圖像中的其中一者，確定子畫素單位的移位量； 內插處理電路，對整體圖像與每個位置的部分圖像中的其中一者，按每個畫素使用對象畫素的灰階值與對象畫素的周邊畫素的灰階值，進行與移位量相應的內插處理；以及 比較電路，將進行了內插處理的第一圖像與對應於第一圖像的第二圖像加以比較， 內插處理使用以畫素位置處的線性和的各項加權係數之和為1、各項加權係數的平方和為不依賴於移位量的常數的方式設定的各項加權係數，運算所述對象畫素的灰階值與所述周邊畫素的灰階值的線性和以作為所述對象畫素的內插值。

本發明的一形態的圖像修正方法，其中， 針對儲存於儲存裝置中的圖像的整體圖像與圖像的每個位置的部分圖像中的其中一者，確定子畫素單位的移位量， 對整體圖像與每個位置的部分圖像中的所述其中一者，按每個畫素使用對象畫素的灰階值與對象畫素的周邊畫素的灰階值，進行與移位量相應的內插處理， 內插處理使用以畫素位置處的線性和的各項加權係數之和為1、各項加權係數的平方和為不依賴於移位量的常數的方式設定的各項加權係數，運算對象畫素的灰階值與周邊畫素的灰階值的線性和以作為對象畫素的內插值。

根據本發明的一形態，可以不產生與移位量相應的雜訊位準的變動量的方式修正圖像。因此，可進行高精度的圖案檢查。

以下，於實施方式中，作為圖像修正裝置的一例，對使用電子束獲取圖像的電子束檢查裝置進行說明。但是，並不限於此。亦可為使用離子束或紫外線等獲取圖像的裝置。或者，亦可為輸入外部獲取的圖像來修正所述圖像的裝置。另外，以下，針對電子束，對使用了多射束的結構進行說明，但例如亦可為使用了基於一條電子束的單射束的結構。

[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結構圖。於圖1中，對形成於基板上的圖案進行檢查的檢查裝置100是電子束檢查裝置的一例。檢查裝置100包括圖像獲取機構150、及控制系統電路160（控制部）。圖像獲取機構150包括電子束柱102（電子鏡筒）、檢查室103、檢測電路106、晶片圖案記憶體123、載物台驅動機構142、及雷射測長系統122。於電子束柱102內，配置有：電子槍201、照明透鏡202、成形孔徑陣列基板203、縮小透鏡205、限制孔徑基板213、物鏡207、主偏轉器208、副偏轉器209、批量遮蔽偏轉器（blanking deflector）212、射束分離器（beam separator）214、偏轉器218、投影透鏡224、投影透鏡226、以及多檢測器222。

由電子槍201、電磁透鏡202、成形孔徑陣列基板203、電磁透鏡205、批量遮蔽偏轉器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構成一次電子光學系統。另外，由電磁透鏡207、射束分離器214、偏轉器218、及電磁透鏡224、電磁透鏡226構成二次電子光學系統。

於檢查室103內，配置至少能夠沿XY方向移動的載物台105。於載物台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載物台105。另外，於載物台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。

另外，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、載物台控制電路114、透鏡控制電路124、遮蔽控制電路126、偏轉控制電路128、濾波表製作電路130、磁碟裝置等儲存裝置109、監視器117、記憶體118及印表機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。

另外，晶片圖案記憶體123與比較電路108連接。另外，於載物台控制電路114的控制下，藉由驅動機構142來驅動載物台105。於驅動機構142中，例如構成如於載物台座標系中的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，載物台105變得能夠沿X-Y-θ方向移動。該些未圖示的X馬達、Y馬達、θ馬達例如可使用步進馬達。載物台105藉由XYθ各軸的馬達而能夠沿水平方向及旋轉方向移動。而且，載物台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載物台105的位置進行測長。載物台座標系例如相對於與多一次電子束20的光軸正交的面，設定一次座標系的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。另外，批量遮蔽偏轉器212包括兩極以上的電極，針對各電極經由未圖示的DAC放大器而由遮蔽控制電路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內的未圖示的燈絲與引出電極間施加來自高壓電源電路的加速電壓，並且藉由規定的引出電極（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。照明透鏡202、縮小透鏡205、物鏡207及投影透鏡224、投影透鏡226例如使用電磁透鏡。

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均由相同尺寸形狀的矩形形成。或者，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。接著，對獲取二次電子圖像時的圖像獲取機構150的動作進行說明。

圖像獲取機構150使用由電子束形成的多射束20，自形成有圖形圖案的基板101獲取圖形圖案的被檢查圖像。以下，對檢查裝置100中的圖像獲取機構150的動作進行說明。

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（像面共軛位置：I.I.P.）的射束分離器214而前進至電磁透鏡207（物鏡）。

當多一次電子束20入射至電磁透鏡207（物鏡）時，電磁透鏡207將多一次電子束20聚焦於基板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，於多一次電子束20整體由批量遮蔽偏轉器212批量偏轉的情況下，其位置偏離限制孔徑基板213的中心的孔，而由限制孔徑基板206遮蔽多一次電子束20整體。另一方面，未由批量遮蔽偏轉器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206的中心的孔。藉由所述批量遮蔽偏轉器212的開/關（ON/OFF）來進行遮蔽控制，而對射束的開/關（ON/OFF）進行批量控制。如此般，限制孔徑基板206遮蔽藉由批量遮蔽偏轉器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206的射束群，形成圖像獲取用的多一次電子束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（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如何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。多檢測器222具有多個檢測元件（例如未圖示的二極體型的二維感測器）。而且，多一次電子束20的各射束於多檢測器222的檢測面上碰撞與多二次電子束300的各二次電子束對應的檢測元件，從而產生電子，並針對每個畫素生成二次電子圖像資料。由多檢測器222檢測出的強度訊號被輸出至檢測電路106。各一次電子束照射至基板101上的由自身的射束所處的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內，並於所述子照射區域內進行掃掠（掃描動作）。

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，於半導體基板（晶圓）101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。

圖4是用於說明實施方式1中的圖像獲取處理的圖。如圖4所示，各晶片332的區域例如沿y方向以規定的寬度分割成多個條紋區域32。由圖像獲取機構150執行的掃描動作例如針對各條紋區域32而實施。例如，一面使載物台105沿-x方向移動，一面相對地沿x方向進行條紋區域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。

於圖4的例子中，例如示出5×5行的多一次電子束20的情況。藉由多一次電子束20的一次照射而能夠照射的照射區域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。照射區域34成為多一次電子束20的視場。然後，構成多一次電子束20的各一次電子束10照射至由自身的射束所處的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，並於所述子照射區域29內進行掃掠（掃描動作）。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。重覆所述動作，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。

各條紋區域32的寬度較佳為設定為與照射區域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4的例子中，示出照射區域34與矩形區域33為相同尺寸的情況。但是，並不限於此。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，構成多一次電子束20的各一次電子束10照射至自身的射束所處的子照射區域29內，並於所述子照射區域29內進行掃掠（掃描動作）。而且，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。重覆所述動作，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，則照射區域34因載物台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的照射而獲取各子照射區域29的掃描動作及二次電子圖像。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。另外，於實際進行圖像比較的情況下，將各矩形區域33內的子照射區域29進一步分割為多個圖框區域30，對每個圖框區域30的圖框圖像31進行比較。於圖4的例子中，示出了將由一個一次電子束10掃描的子照射區域29分割成例如藉由沿x方向、y方向分別分割成兩部分而形成的四個圖框區域30的情況。

此處，於一面將載物台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的照射位置追隨載物台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以使放出位置已變化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。

如以上所述，圖像獲取機構150對每個條紋區域32推進掃描動作。如上所述，照射多一次電子束20後，由多檢測器222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。檢測到的多二次電子束300亦可包含反射電子。或者，亦可為反射電子於在二維電子光學系統上移動的過程中發散，不到達多檢測器222的情況。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。

另一方面，參照圖像製作電路112基於成為形成於基板101的多個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至參照圖像製作電路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佔的佔有率，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。

圖5是表示實施方式1中的比較電路內的結構的內部結構圖的一例。圖5中，於比較電路108內配置有：磁碟裝置等儲存裝置50、儲存裝置51、儲存裝置52、儲存裝置74、平滑化處理部54、平滑化處理部56、子畫素內插處理部60、子畫素移位處理部63、SSD（Sum of Squared Difference）值計算部62、最佳化處理部64、平滑化處理部70及比較處理部72。平滑化處理部54、平滑化處理部56、子畫素內插處理部60、子畫素移位處理部63、SSD（Sum of Squared Difference）值計算部62、最佳化處理部64、平滑化處理部70及比較處理部72等各「～部」包含處理電路，所述處理電路包含電氣電路、電腦、處理器、電路基板、量子電路、或半導體裝置等。另外，各「～部」可使用共同的處理電路（相同的處理電路）。或者，亦可使用不同的處理電路（各別的處理電路）。平滑化處理部54、平滑化處理部56、子畫素內插處理部60、子畫素移位處理部63、SSD（Sum of Squared Difference）值計算部62、最佳化處理部64、平滑化處理部70及比較處理部72內所需的輸入資料或經演算的結果每次均被儲存於未圖示的記憶體中。

傳送至比較電路108內的被檢查圖像資料（圖框圖像資料）保存於儲存裝置52中。另外，傳送至比較電路108內的參照圖像資料保存於儲存裝置50中。於比較電路108內進行成為被檢查圖像的圖框圖像與參照圖像的對位。

此處，如上所述，電子束檢查裝置中，由於入射至每單位區域的電子數有限，因此散粒雜訊對各個電子的影響大。因此，對於未滿一個畫素的位置偏差，考慮到對圖像整體進行與移位量相應的內插處理，並進一步應用抑制與因內插處理而產生的移位量相應的雜訊位準的變動量的補償濾波器此兩個階段的處理方法。然而，所述處理中，由於成為基於例如4抽頭的內插處理與基於例如3抽頭的補償濾波處理此兩個階段的處理，因此存在資料處理所需的記憶體量變大的問題點、可能無法完全消除雜訊位準的變動的問題點。

圖6是表示實施方式1的比較例中的雜訊位準的變動的一例的圖。於圖6所示的比較例中，如上所述，進行基於4抽頭的內插處理與基於例如3抽頭的補償濾波處理此兩個階段的處理。連續進行所述4抽頭的移位濾波與3抽頭的補償模糊（blur）濾波的情況與6抽頭的濾波等效，但如圖6所示，所述係數平方和嚴格而言並非恒定值。因此，可知由移位量引起的雜訊量的變動並未完全得到抑制，有些許殘留。如此，可知以兩個階段進行濾波的情況下，無法完全抑制雜訊量的變動。因此，於實施方式1中，當用於進行圖像修正的內插處理時，以不產生與移位量相應的雜訊位準的變動量的方式進行內插。

圖7是表示實施方式1中的圖像修正方法的主要部分步驟的流程圖。圖7中，實施方式1中的圖像修正方法中實施濾波表製作步驟（S102）、移位量確定步驟（S202）、及內插處理步驟（S204）這一系列的步驟。

圖8A及圖8B是用於說明實施方式1中的子畫素內插處理的濾波函數的圖。於圖8A及圖8B的例子中，示出使圖像向一維方向（x方向）移位時的內插處理。圖8A中，於使參照圖像移位的情況下，經常使用如下方法：藉由內插求出移位後的位置x處的畫素值f（x）時，使用自移位後的位置x觀察而鄰接於移位方向的兩側的各兩個畫素計四個畫素（-1、0、1、2）的灰階值f（-1）、f（0）、f（1）、f（2）進行內插。換言之，於內插處理中，使用對象畫素的灰階值f（0）與三個周邊畫素的灰階值f（-1）、f（1）、f（2）合計四個灰階值來運算線性和。所述情況下，假定對象畫素處於畫素（0）與周邊畫素（1）之間，且成為自畫素（0）偏移了移位量x的位置的情況。由於移位量x為子畫素單位，因此0≦x≦1。所述情況下的對象畫素的灰階值f（x）（內插值）例如可使用4抽頭濾波器，如圖8B所示由使用了四個畫素的畫素值的線性和來進行定義。具體而言，可由表示對四個畫素的畫素值分別乘以加權係數a（x）、加權係數b（x）、加權係數c（x）、加權係數d（x）而得的值之和的式（1）（內插濾波函數）來定義。 f(x)=c(x)f(-1)+a(x)f(0)+b(x)f(1)+d(x)f(2)   …（1）

此時，如圖8B所示，線性和的各項加權係數a（x）、b（x）、c（x）、d（x）之和為1，各項加權係數a（x）、b（x）、c（x）、d（x）的平方和被設定為不依賴於移位量x的常數R。具體而言，以成為式（2-1）及式（2-2）的關係的方式進行定義。 a(x)+b(x)+c(x)+d(x)=1     …（2-1） a(x) ²+b(x) ²+c(x) ²+d(x) ²=R   …（2-2）

於f（-1）、f（0）、f（1）、f（2）包含一定量的雜訊的情況下，內插後的雜訊量可由式（2-2）的左邊來定義。因此，若可將式（2-2）的左邊定義為常數R，則內插後的雜訊量可不依賴於移位量x而恒定。換言之，可與移位量x無關地使雜訊位準的變動量為零。此處，對具體地計算各項加權係數a（x）、b（x）、c（x）、d（x）的方法的一例進行說明。可使用依賴於自圖8A所示的位置x觀察到的至各周邊畫素的位置的偶函數k（x），如以下的式（3-1）～式（3-4）般進行定義。 c(x)=k(-x-1)=k ₂(x+1)   …（3-1） a(x)=k(-x)=k ₁(x)      …（3-2） b(x)=k(1-x)=k ₁(1-x)    …（3-3） d(x)=k(2-x)=k ₂(2-x)    …（3-4）

此處，k1（x）是定義k（x）的0＜x＜1的區間的函數，k2（x）是定義k（x）的1＜x＜2的區間的函數，且於該些範圍內進行定義。

而且，若使用式（2-1）、式（2-2）、及式（3-1）～式（3-4）進行變形，則例如當x=1/2時，常數R可由以下的式（4）定義。

…（4）

另外，若使用式（2-1）、式（2-2）、及式（3-1）～式（3-4）進行變形，則例如當x=0時，k1（0）可由式（5-1）定義。另外，k1（1）可由式（5-2）定義。

…（5-1）

…（5-2）

因此，若k（1/2）已決定，則R、k1（0）、k1（1）這三個值已決定。該些四個值中，僅一個可獨立確定。

另外，若使用式（2-1）、式（2-2）、及式（3-1）～式（3-4）進行變形，則k2（x+1）可由式（6-1）定義。另外，k2（2-x）可由式（6-2）定義。

…（6-1）

…（6-2）

即，若R與k1（x）已決定，則k2（x）亦已決定。由於若k1（0）、k1（1/2）、k1（1）中的任一個已決定則R已決定，因此總而言之，若k1（x）已決定，k2（x）亦已決定。

此處，將k1（x）設為例如由式（7）所示的三維多項式表示者。 k ₁(x)=px ³+qx ²+rx+s   …（7）

所述情況下，式（7）右邊的係數p、q、r、s可由以下的式（8-1）～式（8-4）定義。

…（8-1）

…（8-2）

…（8-3）

…（8-4）

如以上所述，若給出k1（1/2），則R、k1（0）、k1（1）的值已決定，除此之外，若亦給出r=k1’（0）的值，則p、q、r、s的四個值已決定，因此k1（x）確定，k2（x）亦確定。於該些計算過程中獨立的變數為兩個，例如，可自由地決定k1（1/2）與r這兩個值。

首先求出滿足以上關係的濾波函數的係數a（x）、係數b（x）、係數c（x）、係數d（x）。

作為濾波表製作步驟（S102），濾波表製作電路130製作對用於進行內插處理的係數進行定義的濾波表。

圖9是表示實施方式1中的濾波表製作步驟的內部步驟的流程圖。濾波表可於檢查裝置100內製作，亦可於外部製作之後輸入。

濾波表製作電路130設定k1（1/2）、r（S104）。關於該些值，設定由用戶自外部輸入的值即可。

接著，濾波表製作電路130將k1（1/2）代入式（4）中，運算常數R（S106）。

接著，濾波表製作電路130將R代入式（5-1）及式（5-2）中，運算k1（0）、k1（1）（S108）。

接著，濾波表製作電路130將k1（0）、k1（1/2）、k1（1）、r的各值代入式（8-1）、式（8-2）及式（8-4）中，運算係數p、係數q、係數s（S110）。藉此，可求出k1（x）。

接著，濾波表製作電路130將R、及k1（x）代入式（6-1）及式（6-2）中，例如當x=0時，運算k2（1）、k2（2）（S112）。

接著，濾波表製作電路130判定所得的k1（0）、k1（1）、k2（1）、及k2（2）是否為實數（S114）。於k1（0）、k1（1）、k2（1）及k2（2）均非實數的情況下，變更k1（1/2）、r的值，同樣地重覆S104～S114的各步驟，直至成為實數為止。

藉由以上操作，可求出加權係數a（x）、加權係數b（x）、加權係數c（x）、加權係數d（x）。接著，運算子畫素單位的每個移位量的加權係數a（x）、加權係數b（x）、加權係數c（x）、加權係數d（x）的各值（S114）。於一個畫素例如由256灰階定義的情況下，針對n=0～255的各值中的x=n/256，求出加權係數a（x）、加權係數b（x）、加權係數c（x）、加權係數d（x）的各值。k1（1/2）、r的值的組並不限於一種。因此，亦較佳為針對每一k1（1/2）、r的值的組，求出x=0～255的各值中的係數a（x）、係數b（x）、係數c（x）、係數d（x）的各值。

然後，濾波表製作電路130針對每一k1（1/2）、r的值的組，製作對x=0～255的各值中的加權係數a（x）、加權係數b（x）、加權係數c（x）、加權係數d（x）的各值進行定義的濾波表（S118）。

圖10A及圖10B是利用圖表表示實施方式1中的濾波表的一例的圖。於圖10A中，橫軸表示作為移位量的0至255的值，縱軸表示各加權係數a（x）、b（x）、c（x）、d（x）的值。於圖10B中，示出將移位量x可為0至255的256灰階轉換成0～1的值時圖10A所示的各係數的濾波波形。將所得的濾波表保存於儲存裝置109中。

作為移位量確定步驟（S202），最佳化處理部64（移位量確定部）針對參照圖像（第一圖像）的整體圖像與參照圖像的每個位置的部分圖像中的其中一者，確定子畫素單位的移位量。此處，例如對針對參照圖像的整體以一定的移位量x移位的情況進行說明。

首先，平滑化處理部56自儲存裝置52讀出成為被檢查圖像的圖框圖像（第二圖像），對圖框圖像內的圖形圖案進行使圖案端部光滑的平滑化處理。同樣，平滑化處理部54自儲存裝置50讀出對應的圖框區域30的參照圖像，對參照圖像的圖形圖案進行使圖案端部光滑的平滑化處理。作為平滑化處理用濾波器，例如較佳為使用高斯濾波器。例如，使用7列×7行的高斯濾波器。或者，例如可使用5列×5行的高斯濾波器。或者，可使用大於7×7行的矩陣的高斯濾波器。高斯濾波器的各要素值被設定為中心的要素值a（i，j）最大，隨著遠離中心而變小。例如，設定1/4096、6/4096、15/4096、20/4096、36/4096、90/4096、120/4096、225/4096、300/4096、400/4096中的任一值。所述情況下，中心的要素值a（i，j）為400/4096。另外，四個角的要素值a（i-3，j-3）、a（i+3，j-3）、a（i-3，j+3）、a（i+3，j+3）均為1/4096。此時的σ為約1.3。將7×7行的各要素值應用於一個畫素，例如於由512×512畫素構成的遮罩晶粒圖像內，使7×7畫素的區域二維狀地各偏移1畫素並移動。然後，於各個移位位置處，運算7×7畫素的中心畫素的畫素值g（x，y）。中心畫素的畫素值g（x，y）可由以下的式（9）（高斯濾波函數）定義。 g（x，y）=Σg（i，j）•a（i，j）   …（9）

藉由所述平滑化處理，可減少包含被檢查圖像與參照圖像的散粒雜訊的雜訊。尤其，高斯濾波器的矩陣的要素數越多，其效果越大。於實施方式1中，藉由使用以7列×7行的矩陣表示的高斯濾波器，可實質上消除雜訊。如此，於實質上消除了雜訊的狀態下，如以下所示，運算用於對位的移位量（偏移量）。

首先，子畫素移位處理部63使進行了平滑化處理的參照圖像以子畫素單位可變地偏移。於一個畫素例如以256灰階定義的情況下，較佳為例如沿x方向、y方向各移位1/16畫素或各移位1/8畫素。而且，SSD值計算部62針對每個移位量（偏移量）運算圖框圖像的各畫素值與參照圖像的對應畫素值的差分平方和（SSD）。

接著，最佳化處理部64運算差分平方和（SSD）最小的圖像移位量（偏移量）。因此，子畫素移位處理部63可變地偏移圖像移位量，SSD值計算部62每次如上所述運算差分平方和（SSD），並將運算結果輸出至最佳化處理部64。如以上所述，最佳化處理部64確定差分平方和（SSD）最小的圖像移位量（偏移量）。藉由以上的重覆運算獲得的、差分平方和（SSD）最小的圖像移位量（偏移量）被輸出至子畫素內插處理部60。

於上文所述的例子中，說明了使參照圖像整體以一個移位量移位的情況，但並不限於此。亦較佳為針對每個位置改變移位量。

圖11是用於說明根據實施方式1中的位置來求出移位時的移位量的方法的圖。於圖11中，將圖框區域30尺寸的參照圖像分割為多個小區域35。於圖11的例子中，示出了將圖框區域30分割成例如4×4的小區域35的情況。然後，SSD值計算部62使用被分割成小區域35的部分圖像，針對每個小區域35可變地偏移移位量，同時運算差分平方和（SSD）。然後，最佳化處理部64針對每個小區域35確定差分平方和（SSD）最小的圖像移位量（偏移量）。

作為內插處理步驟（S204），子畫素內插處理部60（內插處理部）對整體圖像與每個位置的部分圖像中的其中一者，按每個畫素使用對象畫素的灰階值與對象畫素的周邊畫素的灰階值，進行與移位量相應的內插處理。內插處理中，使用以畫素位置處的線性和的各項加權係數之和為1，各項加權係數的平方和為不依賴於移位量x的常數R的方式設定的各項加權係數數a（x）、b（x）、c（x）、d（x），運算對象畫素的灰階值與周邊畫素的灰階值的線性和以作為對象畫素的內插值。於針對參照圖像整體確定了一個移位量的情況下，對所述整體圖像按每個畫素使用對象畫素的灰階值與對象畫素的周邊畫素的灰階值，進行與移位量相應的內插處理。於將參照圖像分割為多個小區域35並確定了每個小區域35的移位量的情況下，對每個小區域35的所述部分圖像，按每個畫素使用對象畫素的灰階值與對象畫素的周邊畫素的灰階值，進行與移位量相應的內插處理。具體而言，如以下方式進行動作。

首先，子畫素內插處理部60參照對與子畫素單位的移位量相應的內插用線性和的各項加權係數a（x）、b（x）、c（x）、d（x）進行定義的濾波表，獲取與所確定的移位量x對應的各項加權係數a（x）、b（x）、c（x）、d（x）。

然後，子畫素內插處理部60對作為內插對象的參照圖像，針對每個畫素計算畫素值f（x）（內插值）。於內插處理中，如上所述，使用對象畫素的灰階值f（0）與三個周邊畫素的灰階值f（-1）、f（1）、f（2）合計四個灰階值來運算線性和。對象畫素的畫素值f（x）（內插值）是由式（1）所示的、例如使用4抽頭濾波器、且使用了四個周邊畫素的畫素值的線性和來計算。再者，通常圖像的位置偏差不僅可於橫向上產生，而且可於縱向上產生。所述情況下，連續進行x方向的子畫素內插處理與y方向的子畫素內插處理。於移位量x例如在圖像整體中相同的情況下，由於x=const，因此a（x）、b（x）、c（x）、d（x）成為常數係數，藉由使各畫素的灰階值如管線處理般不斷地流動來進行內插處理即可。

如以上所述，可藉由內插處理生成為了對位而進行了圖像修正的參照圖像。於實施方式1中，如上所述，由於以線性和的各項加權係數a（x）、b（x）、c（x）、d（x）之和為1，各項加權係數a（x）、b（x）、c（x）、d（x）的平方和為不依賴於移位量x的常數R的方式設定，因此可避免與移位量相應的雜訊位準的變動。

圖12A及圖12B是表示實施方式1的比較例中的修正前後的圖像的一例的圖。於圖12A及圖12B中，亦一併示出了關於圖像的y方向中央部，表示x方向的各位置處的雜訊狀態的圖表。圖13A及圖13B是表示實施方式1中的修正前後的圖像的一例的圖。於圖13A及圖13B中，亦一併示出了關於圖像的y方向中央部，表示x方向的各位置處的雜訊狀態的圖表。於比較例中，關於圖12A所示的圖像中心部分，於常規的4抽頭濾波處理之後實施了3抽頭的補償濾波。結果，如圖12B所示，關於圖像的中心部分，雜訊的大小僅在移位了0.5畫素的區域中變小，整體上呈斑駁狀，若將移位量為0的區域與移位量為0.5的區域進行比較，則產生了雜訊的不均。相對於此，對於與圖12A所示的圖像相同的圖13A所示的圖像的中心部分，實施了實施方式1的內插處理。結果，如圖13B所示，可知關於圖像的中心部分，無論是移位了0.5畫素的區域抑或是除此之外的區域，雜訊大小均可一致。

另外，於所述例子中，使用4抽頭濾波器進行內插，但並不限於此。亦較佳使用更多抽頭數的濾波器進行內插。例如，亦較佳使用利用對象畫素的灰階值f（0）與五個周邊畫素的灰階值f（-2）、f（-1）、f（1）、f（2）、f（3）合計六個灰階值的4抽頭濾波器。

於所述例子中對x方向進行了說明，對y方向亦同樣進行內插。例如，對於在x方向上進行了內插處理的內插值，可在y方向上進行內插處理。

進行了內插處理的參照圖像被輸出至比較處理部72，並且於所述狀態下，對成為被檢查圖像的圖框圖像與參照圖像進行比較。再者，由於參照圖像會因子畫素內插處理部60所執行的內插處理而稍微模糊，因此對於圖框圖像，亦較佳為進行能獲得與子畫素內插處理部60的處理相同程度的平滑化效果的平滑化處理以使條件接近相同程度。所述情況下，平滑化處理部70亦較佳為自儲存裝置52讀出未進行平滑化處理的圖框圖像，對圖框圖像內的圖形圖案進行使圖案端部稍微光滑的弱平滑化處理。作為平滑化處理用濾波器，例如使用3列×3行的高斯濾波器。

比較處理部72（比較部）將進行了內插處理的參照圖像（第一圖像）與對應於參照圖像的圖框圖像（第二圖像）加以比較。具體而言，針對每個畫素來比較被檢查圖像與參照圖像。使用規定的判定臨限值並按照規定的判定條件針對每個畫素來比較兩者，判定例如有無形狀缺陷等缺陷。例如，若每個畫素的灰階值差大於判定臨限值Th，則判定為缺陷候補。然後，輸出比較結果。比較結果只要是輸出至儲存裝置109、監視器117、或記憶體118或自印表機119輸出即可。

或者，比較處理部72（比較部）自被檢查圖像與參照圖像分別生成圖像內的圖形圖案的輪廓線。然後，可對匹配的圖形圖案的輪廓線彼此的偏差進行比較。例如，若輪廓線彼此的偏差大於判定臨限值Th’，則判定為缺陷候補。然後，輸出比較結果。比較結果只要輸出至儲存裝置74，並且輸出至儲存裝置109、監視器117或記憶體118，或自印表機119輸出即可。

如以上所述，根據實施方式1，可以不產生與移位量相應的雜訊位準的變動量的方式修正圖像。因此，可進行高精度的圖案檢查。另外，無需於常規般的4抽頭濾波處理之後進一步進行補償雜訊位準的變動量的3抽頭濾波處理（相當於合計6抽頭處理）。藉此，可減少運算處理的負荷。另外，根據實施方式1，如使用圖11所說明般，可以即便於並非圖像整體而是各部分的移位量不同的情況下，亦不會產生與各位置的移位量相應的雜訊位準的變動量的方式修正圖像。

[實施方式2] 於實施方式1中，說明了於消除雜訊成分自身之後進行對位的結構，於實施方式2中，說明了於進行不產生依賴於移位量（偏移量）的雜訊位準的變動量的內插處理的基礎上進行對位的結構。實施方式2中的檢查裝置100的結構與圖1相同。另外，以下特別說明的點以外的內容亦可與實施方式1相同。

圖14是表示實施方式2中的比較電路內的結構的內部結構圖的一例。於圖14的例子中，首先，於進行了與對參照圖像設定的移位量相應的內插處理之後，計算差分平方和（SSD）。

子畫素內插處理部60（子畫素內插處理部）使用與被檢查圖像對應的參照圖像，一面使被檢查圖像與參照圖像相對地以子畫素單位可變地偏移，一面對該參照圖像進行內插處理。內插處理的內容與實施方式1相同。藉由由子畫素內插處理部60進行內插處理，不會產生依賴於移位量（偏移量）x的、散粒雜訊的位準的變動。

最佳化處理部64（移位量確定部）基於以子畫素單位可變地偏移的每個偏移量的進行了內插處理的圖像，確定最適於對位的圖像移位量。具體而言如以下方式確定。

接著，SSD值計算部62針對每個移位量（偏移量），運算被檢查圖像的各畫素值與經內插處理的參照圖像的對應畫素值的差分平方和（SSD）。

接著，最佳化處理部64運算差分平方和（SSD）最小的圖像移位量（偏移量）。因此，最佳化處理部64可變地偏移圖像移位量，每次將設定的圖像移位量輸出至子畫素內插處理部60。然後，子畫素內插處理部60以如上所述般設定的圖像移位量來內插參照圖像。然後，SSD值計算部62運算差分平方和（SSD），並將運算結果輸出至最佳化處理部64。如以上所述，最佳化處理部64獲得差分平方和（SSD）最小的圖像移位量（偏移量）。然後，將以差分平方和（SSD）最小的圖像移位量進行了內插處理的參照圖像與被檢查圖像輸出至比較處理部72。

如以上所述，於實施方式2中，使用進行了不產生依賴於移位量（偏移量）x的雜訊位準變動的內插處理的參照圖像，進行與被檢查圖像的對位。

比較處理部72（比較部）將進行了內插處理的參照圖像（第一圖像）與對應於參照圖像的圖框圖像（第二圖像）加以比較。比較方法與實施方式1相同。

於所述例子中，說明了使要比較的兩個圖像中的其中一者（例如參照圖像）移位來進行對位的情況，但並不限於此。亦可構成為使參照圖像與被檢查圖像此兩個圖像移位並靠近。移位方向於被檢查圖像與參照圖像中為相反方向。對於所需的圖像移位量（偏移量）x，使參照圖像例如移位+x/2、使被檢查圖像例如移位-x/2即可。然後，對被檢查圖像與參照圖像分別進行與移位量相應的內插處理。再者，當然，關於被檢查圖像與參照圖像各自的內插處理中使用的線性和的各項加權係數a（x）、b（x）、c（x）、d（x），其和為1，各項加權係數a（x）、b（x）、c（x）、d（x）的平方和被設定為不依賴於移位量x的常數R。然後，對以差分平方和（SSD）最小的圖像移位量的各一半進行了內插的被檢查圖像與參照圖像進行比較處理即可。

如以上所述，根據實施方式2，使用內插處理後的圖像運算差分平方和（SSD），因此可提高移位量自身的精度。因此，根據實施方式2，可進行較實施方式1更減少了雜訊影響的圖像彼此的對位。因此，可進行高精度的圖案檢查。

[實施方式3] 於上文所述的各實施方式中，針對藉由對兩個圖像中的例如其中一者進行內插處理來進行兩個圖像的對位的情況進行了說明。但是，圖像修正並不限於對位。於實際方式3中，對修正圖像自身的失真的情況進行說明。

圖15是表示實施方式3中的圖像修正裝置的結構的一例的圖。圖15中，於實施方式3中的圖像修正裝置200內配置有磁碟裝置等儲存裝置50、儲存裝置51、儲存裝置53、儲存裝置54、移位量運算部61、以及子畫素內插處理部60。移位量運算部61及子畫素內插處理部60等各「～部」包含處理電路，所述處理電路包含電氣電路、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（相同的處理電路）。或者，亦可使用不同的處理電路（各別的處理電路）。移位量運算部61、及子畫素內插處理部60內所需的輸入資料或經運算的結果每次儲存於未圖示的記憶體中。

修正對象的圖像自外部輸入並保存於儲存裝置50中。另外，於儲存裝置51中預先保存上文所述的濾波表。

圖16A與圖16B是表示實施方式3中的修正對象圖像的形狀的一例的圖。如圖16A所示，由於獲取圖像時的光學系統的像差等，有時圖像會產生失真。由於所述失真的程度根據位置而不同，因此即便使圖像整體一致地移位亦無法得以修正。因此，於實施方式3中，預先藉由實驗或模擬等測定依賴於與透鏡等光學系統的特性相應的位置的失真量。於畸變修正等情況下，若預先獲知透鏡的畸變特性，則可知哪個畫素向哪個方向移動多少。因此，可使用該值進行修正。所謂透鏡的畸變特性，例如已知有桶形失真或枕形失真等。或者，可構成為基於詳細的測定值針對每個畫素決定修正量（移位量）。然後，製作對與位置相應的移位量進行定義的相關資料（移位量資料），並預先保存於儲存裝置53中。

移位量運算部61參照保存於儲存裝置53中的相關資料，對儲存於儲存裝置50中的圖像的每個位置的部分圖像運算子畫素單位的移位量，並針對每個位置確定移位量。

子畫素內插處理部60對圖像的每個位置的部分圖像，按每個畫素使用對象畫素的灰階值與對象畫素的周邊畫素的灰階值，進行與移位量相應的內插處理。於實施方式3中，與上文所述的各實施方式同樣，內插處理使用以線性和的各項係數之和為1、各項係數的平方和為不依賴於移位量x的常數R的方式設定的各項加權係數a（x）、b（x）、c（x）、d（x），如式（1）所示，運算對象畫素的灰階值f（0）與周邊畫素的灰階值f（-1）、f（1）、f（2）的線性和以作為對象畫素的內插值f（x）。實際的各項加權係數a（x）、b（x）、c（x）、d（x）的值於針對每個位置，自儲存裝置51的濾波表求出與所確定的移位量對應的各係數的方面與實施方式1相同。藉此，如圖16B所示，可修正失真。經內插處理後的圖像（內插圖像）被輸出並保存至儲存裝置54。

根據實施方式3，不僅能夠進行對位，而且能夠進行具有個別失真的圖像自身的修正。

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」可使用共同的處理電路（相同的處理電路）。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、軟碟（Flexible Disc，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、及參照圖像製作電路112等亦可包含上文所述的至少一個處理電路。

以上，一面參照具體例一面對實施方式進行了說明。但是，本發明並不限定於該些具體例。於實施方式1、實施方式2中，示出了使參照圖像移位的情況，但並不限於此。即便於使被檢查圖像移位的情況下亦可適用。另外，關於所述子畫素單位的偏移，對於偏移量為一個畫素以上的情況，例如於移位3+5/16畫素的情況下，使三個畫素以畫素單位移位，使5/16畫素藉由上文所述的方法以子畫素單位移位即可。

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，具備本發明的要素、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及圖案檢查方法均包含於本發明的範圍內。

本發明的一形態的圖像修正裝置、圖案檢查裝置以及圖像修正方法例如可利用於使用電子束對為檢查用而拍攝的形成於基板上的圖形圖案的圖像進行對位的方法。

10:一次電子束 20:多射束（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 35:小區域 50、51、52、53、74:儲存裝置 54、56、70:平滑化處理部 60:子畫素內插處理部 61:移位量運算部 62:SSD值計算部 63:子畫素移位處理部 64:最佳化處理部 72:比較處理部 100:檢查裝置 101:基板（半導體基板、晶圓） 102:電子束柱 103:檢查室 105:載物台 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:載物台控制電路 117:監視器 118:記憶體 119:印表機 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:遮蔽控制電路 128:偏轉控制電路 130:濾波表製作電路 142:載物台驅動機構（驅動機構） 144、146、148:DAC放大器 150:圖像獲取機構 160:控制系統電路 200:電子束 201:電子槍 202:照明透鏡（電磁透鏡） 203:成形孔徑陣列基板 205:縮小透鏡（電磁透鏡） 206:電磁透鏡 207:物鏡（電磁透鏡） 208:主偏轉器 209:副偏轉器 212:批量遮蔽偏轉器 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 224、226:投影透鏡（電磁透鏡） 300:二次電子 330:檢查區域 332:晶片（晶圓晶粒） S102、S104、S106、S108、S110、S112、S114、S116、S118、S202、S204:步驟

圖1是表示實施方式1中的圖案檢查裝置的結構的結構圖。 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中的圖像獲取處理的圖。 圖5是表示實施方式1中的比較電路內的結構的內部結構圖的一例。 圖6是表示實施方式1的比較例中的雜訊位準的變動的一例的圖。 圖7是表示實施方式1中的圖像修正方法的主要部分步驟的流程圖。 圖8A是用於說明實施方式1中的子畫素內插處理的濾波函數的圖。 圖8B是用於說明實施方式1中的子畫素內插處理的濾波函數的圖。 圖9是表示實施方式1中的濾波表製作步驟的內部步驟的流程圖。 圖10A是利用圖表表示實施方式1中的濾波表的一例的圖。 圖10B是利用圖表表示實施方式1中的濾波表的一例的圖。 圖11是用於說明根據實施方式1中的位置來求出移位時的移位量的方法的圖。 圖12A是表示實施方式1的比較例中的修正前的圖像的一例的圖。 圖12B是表示實施方式1的比較例中的修正後的圖像的一例的圖。 圖13A是表示實施方式1中的修正前的圖像的一例的圖。 圖13B是表示實施方式1中的修正後的圖像的一例的圖。 圖14是表示實施方式2中的比較電路內的結構的內部結構圖的一例。 圖15是表示實施方式3中的圖像修正裝置的結構的一例的圖。 圖16A是表示實施方式3中的修正對象圖像的形狀的一例的圖。 圖16B是表示實施方式3中的修正對象圖像的形狀的一例的圖。

50、51、52、74:儲存裝置

54、56、70:平滑化處理部

60:子畫素內插處理部

62:SSD值計算部

63:子畫素移位處理部

64:最佳化處理部

72:比較處理部

108:比較電路

Claims (12)

1. 一種圖像修正裝置，包括： 儲存裝置，儲存圖像； 移位量確定電路，針對所述圖像的整體圖像與所述圖像的每個位置的部分圖像中的其中一者，確定子畫素單位的移位量；以及 內插處理電路，對所述整體圖像與所述每個位置的部分圖像中的所述其中一者，按每個畫素使用對象畫素的灰階值與所述對象畫素的周邊畫素的灰階值，進行與所述移位量相應的內插處理， 所述內插處理使用以畫素位置處的線性和的各項加權係數之和為1、各項加權係數的平方和為不依賴於移位量的常數的方式設定的各項加權係數，運算所述對象畫素的灰階值與所述周邊畫素的灰階值的線性和以作為所述對象畫素的內插值。
2. 如請求項1所述的圖像修正裝置，其中，所述內插處理使用對象畫素的灰階值與三個所述周邊畫素的灰階值合計四個灰階值來運算線性和。
3. 如請求項1所述的圖像修正裝置，更包括對與子畫素單位的移位量相應的所述線性和的各項係數進行定義的表， 參照所述表，獲取與所確定的所述移位量對應的各項係數。
4. 如請求項1所述的圖像修正裝置，其中，所述內插處理電路對以子畫素單位可變地偏移的所述其中一者，針對每個偏移量，按每個畫素使用對象畫素的灰階值與所述對象畫素的周邊畫素的灰階值，進行與所述偏移量相應的內插處理， 所述移位量確定電路基於以子畫素單位可變地偏移的每個偏移量的進行了內插處理的圖像，確定所述移位量。
5. 一種圖案檢查裝置，包括： 儲存裝置，儲存形成有圖形圖案的第一圖像； 移位量確定電路，針對所述第一圖像的整體圖像與所述第一圖像的每個位置的部分圖像中的其中一者，確定子畫素單位的移位量； 內插處理電路，對所述整體圖像與所述每個位置的部分圖像中的所述其中一者，按每個畫素使用對象畫素的灰階值與所述對象畫素的周邊畫素的灰階值，進行與所述移位量相應的內插處理；以及 比較電路，將進行了所述內插處理的第一圖像與對應於所述第一圖像的第二圖像加以比較， 所述內插處理使用以畫素位置處的線性和的各項係數之和為1、各項加權係數的平方和為不依賴於移位量的常數的方式設定的各項加權係數，運算所述對象畫素的灰階值與所述周邊畫素的灰階值的線性和以作為所述對象畫素的內插值。
6. 如請求項5所述的圖案檢查裝置，其中，所述內插處理使用對象畫素的灰階值與三個所述周邊畫素的灰階值合計四個灰階值來運算線性和。
7. 如請求項5所述的圖案檢查裝置，更包括對與子畫素單位的移位量相應的所述線性和的各項係數進行定義的表， 參照所述表，獲取與所確定的所述移位量對應的各項係數。
8. 如請求項5所述的圖案檢查裝置，其中，所述內插處理電路對以子畫素單位可變地偏移的所述其中一者，針對每個偏移量，按每個畫素使用對象畫素的灰階值與所述對象畫素的周邊畫素的灰階值，進行與所述偏移量相應的內插處理， 所述移位量確定電路基於以子畫素單位可變地偏移的每個偏移量的進行了內插處理的圖像，確定所述移位量。
9. 一種圖像修正方法，其中， 針對儲存於儲存裝置中的圖像的整體圖像與所述圖像的每個位置的部分圖像中的其中一者，確定子畫素單位的移位量， 對所述整體圖像與所述每個位置的部分圖像中的所述其中一者，按每個畫素使用對象畫素的灰階值與所述對象畫素的周邊畫素的灰階值，進行與所述移位量相應的內插處理， 所述內插處理使用以畫素位置處的線性和的各項係數之和為1、各項加權係數的平方和為不依賴於移位量的常數的方式設定的各項加權係數，運算所述對象畫素的灰階值與所述周邊畫素的灰階值的線性和以作為所述對象畫素的內插值。
10. 如請求項9所述的圖像修正方法，其中，所述內插處理使用對象畫素的灰階值與三個所述周邊畫素的灰階值合計四個灰階值來運算線性和。
11. 如請求項9所述的圖像修正方法，其中，參照對與子畫素單位的移位量相應的所述線性和的各項係數進行定義的表，獲取與所確定的所述移位量對應的各項係數。
12. 如請求項9所述的圖像修正方法，其中， 對以子畫素單位可變地偏移的所述其中一者，針對每個偏移量，按每個畫素使用對象畫素的灰階值與所述對象畫素的周邊畫素的灰階值，進行與所述偏移量相應的內插處理， 基於以子畫素單位可變地偏移的每個偏移量的進行了內插處理的圖像，確定所述移位量。

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