TWI773329B - 圖案檢查裝置以及圖案檢查方法 - Google Patents

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Abstract

本發明的一態樣提供一種圖案檢查裝置以及圖案檢查方法，其可進行考慮了由測定圖像的畸變引起的位置偏移的檢查。本發明一態樣的圖案檢查裝置的特徵在於包括：圖像獲取機構，獲取形成有圖形圖案的基板的被檢查圖像；畸變係數算出電路，使用被檢查圖像內的圖形圖案的實際圖像輪廓線上的多個實際圖像輪廓位置、以及用於與實際圖像輪廓線進行比較的參照輪廓線上的多個參照輪廓位置，在由被檢查圖像的畸變引起的多個實際圖像輪廓位置的規定方向上進行加權來算出畸變係數；畸變向量推算電路，針對多個實際圖像輪廓位置的每個實際圖像輪廓位置，使用畸變係數推算畸變向量；以及比較電路，使用每個實際圖像輪廓位置的畸變向量，對實際圖像輪廓線與參照輪廓線進行比較。

Description

圖案檢查裝置以及圖案檢查方法
本發明的一態樣是有關於一種圖案檢查裝置以及圖案檢查方法。例如，是有關於一種使用利用電子射線所產生的多射束照射基板而射出的圖案的二次電子圖像來進行檢查的檢查裝置、使用利用紫外線照射基板而獲得圖案的光學圖像來進行檢查的檢查裝置、以及該方法。
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，對於花費很大的製造成本的LSI的製造而言，良率的提高不可或缺。但是，構成LSI的圖案正迎來10奈米以下的級別，必須作為圖案缺陷進行檢測的尺寸亦變得極小。因此，對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需要高精度化。此外，作為使良率降低的一大因素，可列舉當藉由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，對LSI製造中所使用的轉印用遮罩的缺陷進行檢查的檢查裝置需要高精度化。
作為缺陷檢查手法，已知有如下方法：藉由將拍攝半導體晶圓或微影遮罩等的基板上所形成的圖案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加以比較來進行檢查。例如，作為圖案檢查方法，有「晶粒-晶粒(die to die)檢查」或「晶粒-資料庫(die to database)檢查」，所述「晶粒-晶粒(die to die)檢查」是對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，所述「晶粒-資料庫(die to database)檢查」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)，並對其與拍攝圖案所得的作為測定資料的測定圖像進行比較。經拍攝的圖像作為測定資料而被發送至比較電路。在比較電路中進行圖像彼此的對位後，依照適當的演算法對測定資料與參照資料進行比較，在不一致的情況下，判定為有圖案缺陷。
關於所述圖案檢查裝置，除對檢查對象基板照射雷射光並拍攝其透射像或反射像的裝置以外，亦正在開發如下的檢查裝置：利用一次電子束在檢查對象基板上進行掃描(掃瞄(scan))，對伴隨一次電子束的照射而自檢查對象基板射出的二次電子進行檢測，以獲取圖案像。在該些圖案檢查裝置中進行了以下研究：並非對畫素值彼此進行比較，而是提取圖像內的圖案的輪廓線，並將其與參照圖像的輪廓線的距離用於判定指標。此處，在輪廓線彼此的偏移中除了包括由缺陷導致的位置偏移之外，亦包括由圖像自身的畸變引起的位置偏移。因此，為了修正由測定圖像自身的畸變引起的偏移成分以準確地檢查輪廓線彼此的缺陷的有無，需要進行被檢查圖像的輪廓線與參照輪廓線之間的高精度的 對位。然而，與藉由最小二乘法使各畫素的亮度值的偏差最小化的以往的圖像彼此的對位處理相比，輪廓線彼此的對位處理變得複雜，有為了進行高精度的對位而花費長處理時間的問題。
此處，作為在進行對位之前的階段進行的提取輪廓線上的輪廓位置的手法，揭示了以下的手法。使用索貝爾濾波器(Sobel filter)等求出邊緣候補，相對於由邊緣候補與鄰接畫素群組形成的檢查區域內的各畫素求出濃度值的二次微分值。進而，在與邊緣候補鄰接的兩組鄰接畫素群組中，選擇二次微分值的符號不同的組合多的鄰接畫素群組作為第二邊緣候補。而且，揭示了使用邊緣候補的二次微分值與第二邊緣候補的二次微分值，以子畫素為單位求出檢測對象邊緣的邊緣座標之類的手法(例如，參照日本專利特開2011-48592號公報)。
本發明的一態樣提供一種圖案檢查裝置以及圖案檢查方法，其可進行考慮了由測定圖像的畸變引起的位置偏移的檢查。
本發明一態樣的圖案檢查裝置的特徵在於包括：圖像獲取機構，獲取形成有圖形圖案的基板的被檢查圖像；畸變係數算出電路，使用被檢查圖像內的圖形圖案的實際圖像輪廓線上的多個實際圖像輪廓位置、以及用於與實際圖像輪廓線進行比較的參照輪廓線上的多個參照輪廓位置，在由被檢查圖像的畸變引起的多個實際圖像輪廓位置的規定方向上進行加權來算出畸變係數； 畸變向量推算電路，針對多個實際圖像輪廓位置的每個實際圖像輪廓位置，使用畸變係數推算畸變向量；以及比較電路，使用每個實際圖像輪廓位置的畸變向量，對實際圖像輪廓線與參照輪廓線進行比較。
本發明另一態樣的圖案檢查裝置的特徵在於包括：圖像獲取機構，獲取形成有圖形圖案的基板的被檢查圖像；平均位移向量算出電路，使用被檢查圖像內的圖形圖案的實際圖像輪廓線上的多個實際圖像輪廓位置、以及用於與多個實際圖像輪廓位置進行比較的多個參照輪廓位置，算出在實際圖像輪廓線的規定方向上進行了加權的平均位移向量，所述平均位移向量用於在多個實際圖像輪廓位置與多個參照輪廓位置之間藉由平行位移進行對位；以及比較電路，使用平均位移向量，對實際圖像輪廓線與參照輪廓線進行比較。
本發明一態樣的圖案檢查方法的特徵在於，獲取形成有圖形圖案的基板的被檢查圖像；使用被檢查圖像內的圖形圖案的實際圖像輪廓線上的多個實際圖像輪廓位置、以及用於與實際圖像輪廓線進行比較的參照輪廓線上的多個參照輪廓位置，在由被檢查圖像的畸變引起的多個實際圖像輪廓位置的規定方向上進行加權來算出畸變係數；針對多個實際圖像輪廓位置的每個實際圖像輪廓位置，使用畸變係數推算畸變向量； 使用每個實際圖像輪廓位置的畸變向量，對實際圖像輪廓線與參照輪廓線進行比較，並輸出結果。
本發明另一態樣的圖案檢查方法的特徵在於，獲取形成有圖形圖案的基板的被檢查圖像；使用被檢查圖像內的圖形圖案的實際圖像輪廓線上的多個實際圖像輪廓位置、以及用於與多個實際圖像輪廓位置進行比較的多個參照輪廓位置，算出在實際圖像輪廓線的規定方向上進行了加權的平均位移向量，所述平均位移向量用於在多個實際圖像輪廓位置與多個參照輪廓位置之間藉由平行位移進行對位；使用平均位移向量，對實際圖像輪廓線與參照輪廓線進行比較，並輸出結果。
根據本發明的一態樣，可進行考慮了由測定圖像的畸變引起的位置偏移的檢查。
10:一次電子束
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、51、52、53、56、57:記憶裝置
54:圖框圖像製作部
58:實際圖像輪廓位置提取部
60:單獨位移向量算出部
62:加權平均位移向量算出部
66:畸變係數算出部
68:畸變向量推算部
82:缺陷位置偏移向量算出部
84:比較處理部
100:檢查裝置
101:基板
102:電子束柱
103:檢查室
105:載台
106:檢測電路
107:位置電路
108:比較電路
109:記憶裝置
110:控制計算機
112:參照輪廓位置提取電路
114:載台控制電路
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:圖像獲取機構
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、224、226:電磁透鏡
207:電磁透鏡/物鏡
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/E×B分離器
216:反射鏡
218:偏轉器
222:多檢測器
300:多二次電子束
330:檢查區域
332:晶片
A、θ:法線方向的角度
C:畸變係數
C00、C01、C02、…、C09、Cx:x方向分量的畸變係數
C10、C11、C12、…、C19、Cy:y方向的畸變係數
D、Di:單獨位移向量
Dx i :x方向分量
Dy i :y方向分量
Ai:法線方向角度
Dave:平均位移向量
Dxave:x方向分量
Dyave:y方向分量
S102:掃瞄步驟
S104:圖框圖像製作步驟
S106:實際圖像輪廓位置提取步驟
S108:參照輪廓位置提取步驟
S110:平均位移向量算出步驟
S120:畸變係數算出步驟
S122:畸變向量推算步驟
S142:缺陷位置偏移向量算出步驟
S144:比較步驟
W、Wxi、Wyi:權重係數
x、y: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中的半導體基板上所形成的多個晶片區域的一例的圖。
圖4是用於說明實施方式1中的多射束的掃瞄動作的圖。
圖5是表示實施方式1中的檢查方法的主要部分步驟的流程圖。
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是表示實施方式1中的實際圖像輪廓位置的一例的圖。
圖8是用於說明實施方式1中的提取參照輪廓位置的手法的一例的圖。
圖9是表示實施方式1中的單獨位移向量的一例的圖。
圖10是用於說明實施方式1中的算出加權平均位移向量的手法的圖。
圖11是用於說明實施方式1中的考慮了平均位移向量的缺陷位置偏移向量的圖。
圖12是用於說明實施方式1中的二維畸變模型的圖。
圖13是用於說明實施方式1中的考慮了畸變向量的缺陷位置偏移向量的圖。
圖14是表示實施方式1中的附加了畸變的圖像的位置偏移量的測定結果以及不向法線方向加權地進行畸變推算而得的位置偏移量的一例的圖。
圖15是表示實施方式1中的附加了畸變的圖像的位置偏移量的測定結果以及進行向法線方向加權的畸變推算而得的位置偏移量的一例的圖。
[實施方式1.]
以下，在實施方式中，作為圖案檢查裝置的一例，對電子束檢查裝置進行說明。但是，並不限於此。例如，亦可為向被檢查基板照射紫外線並使用透射被檢查基板或經反射的光來獲取被檢查圖像的檢查裝置。另外，在實施方式中，對使用由多個電子束形成的多射束獲取圖像的檢查裝置進行說明，但不限於此。亦可為使用由一條電子束形成的單射束獲取圖像的檢查裝置。
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。在圖1中，對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包括圖像獲取機構150(二次電子圖像獲取機構)、及控制系統電路160。圖像獲取機構150包括電子束柱102(電子鏡筒)及檢查室103。在電子束柱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、E×B分離器214(射束分離器)、偏轉器218、電磁透鏡224、電磁透鏡226及多檢測器222。在圖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及副偏轉器209構成對基板101照射多一次電子束的一次電子光學系統。E×B分離器214、偏轉器218、電磁透鏡224及電磁透鏡226構成對多檢測器222照射多二次電子束的二次電子光學系統。
在檢查室103內，至少配置可於XY方向上移動的載台105。在載台105上配置作為檢查對象的基板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。在基板101為半導體基板的情況下，在半導體基板形成有多個晶片圖案(晶圓晶粒)。在基板101為曝光用遮罩基板的情況下，在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。藉由將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，會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台105。另外，在載台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反射的反射鏡216。多檢測器222在電子束柱102的外部連接於檢測電路106。
在控制系統電路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而連接於位置電路107、比較電路108、參照輪廓位置提取電路112、載台控制電路114、透鏡控制電路124、消隱控制電路126、偏轉控制電路128、磁碟裝置等記憶裝置109、監視器117、以及記憶體118。另外，偏轉控制電路128連接於數位類比轉換(Digital to Analog Conversion，DAC)放大器144、數位類比轉換放大器146、數位類比轉換放大器148。DAC放大器146連接於主偏轉器208，DAC放大器144連接於副偏轉器209。DAC放大器148連接於偏轉器218。
另外，檢測電路106連接於晶片圖案記憶體123。晶片圖案記憶體123連接於比較電路108。另外，在載台控制電路114的控制下，藉由驅動機構142來驅動載台105。在驅動機構142中，例如構成如在載台座標系中的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，使得載台105可在XYθ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(stepping motor)。載台105藉由XYθ各軸的馬達而可在水平方向及旋轉方向上移動。而且，載台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接收來自反射鏡216的反射光，藉此以雷射干涉法的原理對載台105的位置進行測長。載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)正交的面來設定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E×B分離器214由透鏡控制電路124控制。另外，批量消隱偏轉器212包括兩極以上的電極，且經由未圖示的DAC放大器由消隱控制電路126對每個電極進行控制。副偏轉器209包括四極以上的電極，且經由DAC放大器144由偏轉控制電路128對每個電極進行控制。主偏轉器208包括四極以上的電極，且經由DAC放大器146由偏轉控制電路128對每個電極進行控制。偏轉器218包括四極以上的電極，且經由DAC放大器148由偏轉控制電路128對每個電極進行 控制。
在電子槍201連接有未圖示的高壓電源電路，藉由自高壓電源電路對電子槍201內的未圖示的燈絲(陰極)與引出電極(陽極)間施加加速電壓，並且藉由另一引出電極(韋乃特(Wehnelt))的電壓的施加與規定的溫度的陰極的加熱，自陰極射出的電子群被加速，變成電子束200而射出。
此處，圖1中記載了在對實施方式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。在圖2中，在成形孔徑陣列基板203，在x方向、y方向上以規定的排列間距形成有二維狀的橫(x方向)m1行×縱(y方向)n1層(m1、n1中的一者2以上的整數，另一者為1以上的整數)的孔(開口部)22。在圖2的例子中示出了形成有23×23的孔(開口部)22的情況。各孔22理想的是均形成為相同尺寸形狀的矩形。或者，理想的是亦可為相同外徑的圓形。藉由電子束200的一部分分別通過所述多個孔22而形成m1×n1條(=N條)多一次電子束20。
接下來，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(射出源)射出的電子束200由電磁透鏡202折射，並將成形孔徑陣列基板203整體照明。如圖2所示，在成形孔徑陣列基板203形成有多個孔22(開口部)，電子束200 將包含多個孔22全體的區域照明。照射至多個孔22的位置處的電子束200的各一部分分別通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，一邊反覆形成中間像及交叉，一邊通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)處的E×B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而焦點在基板101(試樣)上聚集(對焦)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，位置自限制孔徑基板213的中心的孔偏離，從而由限制孔徑基板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所示般通過限制孔徑基板213的中心的孔。藉由所述批量消隱偏轉器212的接通/斷開(ON/OFF)來進行消隱控制，從而對射束的接通/斷開(ON/OFF)進行批量控制。如此般，限制孔徑基板213將由批量消隱偏轉器212偏轉成射束斷開狀態的多一次電子束20遮蔽。而且，藉由自射束接通至射束斷開為止所形成的通過了限制孔徑基板213的射束群，形成檢查用(圖像獲取用)的多一次電子束20。
若多一次電子束20照射至基板101的所期望的位置，則由於所述多一次電子束20的照射，自基板101射出與多一次電子 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射出的多二次電子束300穿過電磁透鏡207而前進至E×B分離器214。
E×B分離器214具有使用線圈的兩極以上的多個磁極、以及兩極以上的多個電極。例如，具有相位偏移各90°的四極的磁極(電磁偏轉線圈)、以及相位同樣偏移各90°的四極的電極(靜電偏轉電極)。而且，例如藉由將相向的兩極的磁極設定為N極與S極，利用所述多個磁極產生指向性的磁場。同樣地，例如藉由對相向的兩極的電極施加符號相反的電位V，利用所述多個電極產生指向性的電場。具體而言，E×B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。電場與電子的行進方向無關地沿相同方向施力。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朝向變化。對於自上側侵入E×B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E×B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方向發揮作用，使多二次電子束300向斜上方彎曲，從而自多一次電子束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，並一邊由電磁透鏡224、電磁透鏡226折射一邊投影至多檢測器222。多檢測器222對經投影的多二次電子束300進行檢測。在多檢測器222中，亦可投影有反射電子及二次電子，亦可投影有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，並按照每個畫素來生成二次電子圖像資料。換言之，在多檢測器222中，針對多一次電子束20的每個一次電子束配置檢測感測器。而且，檢測因各一次電子束的照射而射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分別檢測因所負責的一次電子束的照射而產生的圖像用二次電子束的強度訊號。由多檢測器222檢測出的強度訊號被輸出至檢測電路106。
圖3是表示實施方式1中的半導體基板上所形成的多個晶片區域的一例的圖。在圖3中，當基板101為半導體基板(晶圓)時，在半導體基板(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、掃瞄儀等)，將形成於曝光用遮罩基板的一個晶片量的遮罩圖案縮小成例如1/4而轉印至各晶片332。各晶片332的區域例如朝向y方向而以規定的寬度被分割成多個條紋區域32。利用圖像獲取機構150的掃瞄動作例如是針對每個條紋區域32來實施。例如，一邊使載台105在-x方向上移動，一邊相對地在x方向上開展條紋區域32的掃瞄動作。各條紋區域32朝向長度方向而被分割成多 個矩形區域33。射束向作為對象的矩形區域33的移動是藉由主偏轉器208對多一次電子束20整體的批量偏轉來進行。
圖4是用於說明實施方式1中的多射束的掃瞄動作的圖。在圖4的例子中，示出了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方向的射束數量而得的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方向的射束數量而得的y方向尺寸)來定義。各條紋區域32的寬度較佳為與照射區域34的y方向尺寸相同地設定，或者設定為縮小了掃瞄餘裕量的尺寸。在圖3及圖4的例子中，示出了照射區域34與矩形區域33為相同尺寸的情況。但並不限於此。照射區域34可小於矩形區域33。或者亦可大於矩形區域33。而且，多一次電子束20的各射束照射至自身的射束所處的由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(掃瞄動作)。構成多一次電子束20的各一次電子束10負責相互不同的任意子照射區域29。而且，在各發射時，各一次電子束10照射所負責的子照射區域29內的相同位置。子照射區域29內的一次電子束10的移動是藉由副偏轉器209對多一次電子束20整體的批量偏轉來進行。重覆進行所述動作，從而由一個一次電子束10依次照射一個子照射區域29內。然後，在一個子照射區域29的掃瞄結束後，藉由主偏轉器208對多一次電子束20整體的批量偏 轉，照射位置移動至同一條紋區域32內的鄰接的矩形區域33。重覆進行所述動作，從而依次照射條紋區域32內。在一個條紋區域32的掃瞄結束後，藉由載台105的移動或/及主偏轉器208對多一次電子束20整體的批量偏轉，照射位置移動至下一條紋區域32。如上所述，藉由各一次電子束10的照射而獲取每個子照射區域29的二次電子圖像。藉由將所述每個子照射區域29的二次電子圖像組合，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，以圖框區域30為單位的二次電子圖像(被檢查圖像)被用於檢查。在圖4的例子中，示出了一個子照射區域29被分割成例如四個圖框區域30的情況。但是，分割的數量並不限於4個。亦可被分割為其他的數量。
再者，例如亦較佳為將沿x方向排列的多個晶片332設為同一組，在每個組中例如朝向y方向以規定的寬度分割成多個條紋區域32。而且，條紋區域32間的移動並不限於每個晶片332，亦較佳為按照每個組來進行。
此處，當在載台105連續移動的同時對基板101照射多一次電子束20時，藉由主偏轉器208來進行利用批量偏轉的追蹤動作，以使多一次電子束20的照射位置追隨載台105的移動。因此，多二次電子束300的射出位置相對於多一次電子束20的軌道中心軸時刻變化。同樣地，當在子照射區域29內掃瞄時，各二次 電子束的射出位置在子照射區域29內時刻變化。偏轉器218對多二次電子束300進行批量偏轉，以使射出位置如上所述般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。
圖5是表示實施方式1中的檢查方法的主要部分步驟的流程圖。在圖5中，實施方式1中的檢查方法實施以下一系列的步驟：掃瞄步驟(S102)、圖框圖像製作步驟(S104)、實際圖像輪廓位置提取步驟(S106)、參照輪廓位置提取步驟(S108)、平均位移向量算出步驟(S110)、畸變係數算出步驟(S120)、畸變向量推算步驟(S122)、缺陷位置偏移向量算出步驟(S142)以及比較步驟(S144)。亦可為省略平均位移向量算出步驟(S110)的結構。或者，亦可為省略畸變係數算出步驟(S120)與畸變向量推算步驟(S122)來代替省略平均位移向量算出步驟(S110)的結構。
作為掃瞄步驟(S102)，圖像獲取機構150獲取形成有圖形圖案的基板101的圖像。此處，對形成有多個圖形圖案的基板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射出的多二次電子束300，藉此獲取基板101的二次電子圖像。如上所述，在多檢測器222中，亦可投影有反射電子及二次電子，亦可投影有反射電子在中途發散而殘留的二次電子(多二次電子束300)。
如上所述，因多一次電子束20的照射而自基板101射出的多二次電子束300由多檢測器222檢測。由多檢測器222檢測 出的各子照射區域29內的每個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)按照測定順序被輸出至檢測電路106。在檢測電路106內，類比的檢測資料藉由未圖示的A/D轉換器被轉換為數位資料，並被儲存於晶片圖案記憶體123中。而且，所獲得的測定圖像資料與來自位置電路107的顯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。在圖6中，在實施方式1中的比較電路108內配置有：磁碟裝置等記憶裝置50、記憶裝置51、記憶裝置52、記憶裝置53、記憶裝置56、記憶裝置57、圖框圖像製作部54、實際圖像輪廓位置提取部58、單獨位移向量算出部60、加權平均位移向量算出部62、畸變係數算出部66、畸變向量推算部68、缺陷位置偏移向量算出部82及比較處理部84。圖框圖像製作部54、實際圖像輪廓位置提取部58、單獨位移向量算出部60、加權平均位移向量算出部62、畸變係數算出部66、畸變向量推算部68、缺陷位置偏移向量算出部82及比較處理部84等各「~部」包含處理電路，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」可使用共同的處理電路(同一處理電路)。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、實際圖像輪廓位置提取部58、單獨位移向量算出部60、加權平均位移向量算出部62、畸變係數算出部66、畸變向量推算部68、缺陷位置偏移向量算出部82、及比較處理部84 內所需要的輸入資料或運算出的結果隨時被儲存於未圖示的記憶體、或記憶體118中。
傳送至比較電路108內的測定圖像資料(掃瞄圖像)被保存於記憶裝置50中。
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的掃瞄動作而獲取的子照射區域29的圖像資料進一步分割而成的多個圖框區域30的每個圖框區域30的圖框圖像31。再者，各圖框區域30較佳構成為邊界區域相互重疊，以免圖像留白。所製作的圖框圖像31被保存於記憶裝置56中。
作為實際圖像輪廓位置提取步驟(S106)，實際圖像輪廓位置提取部58針對每個圖框圖像31，提取該圖框圖像31內的各圖形圖案的多個輪廓位置(實際圖像輪廓位置)。
圖7是表示實施方式1中的實際圖像輪廓位置的一例的圖。輪廓位置的提取方式可為先前的手法。例如，使用索貝爾濾波器等微分濾波器，進行在x方向、y方向上對各畫素進行微分的微分濾波器處理，合成x方向、y方向的一次微分值。然後，提取使用合成後的一次微分值而得的外形的峰位置作為輪廓線(實際圖像輪廓線)上的輪廓位置。在圖7的例子中，示出了針對實際圖像輪廓線所穿過的多個輪廓畫素分別提取各一點輪廓位置的情況。在各輪廓畫素內，以子畫素為單位提取輪廓位置。在圖7的例子中，利用畫素內的座標(x，y)示出了輪廓位置。另外，示 出了利用規定的函數將多個輪廓位置擬合並近似而成的輪廓線在各輪廓位置處的法線方向的角度θ。法線方向的角度θ由相對於x軸的右旋角度定義。所獲得的各實際圖像輪廓位置的資訊(實際圖像輪廓線資料)被保存於記憶裝置57中。
作為參照輪廓位置提取步驟(S108)，參照輪廓位置提取電路112提取用於與多個實際圖像輪廓位置進行比較的多個參照輪廓位置。關於參照輪廓位置的提取，可自設計資料中提取，或者，亦可首先根據設計資料製作參照圖像，使用參照圖像並藉由與作為測定圖像的圖框圖像31的情況相同的手法提取參照輪廓位置。或者，亦可設為利用其他先前的手法提取多個參照輪廓位置。
圖8是用於說明實施方式1中的提取參照輪廓位置的手法的一例的圖。在圖8的例子中示出自設計資料中提取參照輪廓位置的手法的一例。在圖8中，參照輪廓位置提取電路112自記憶裝置109中讀出作為形成於基板101的圖案的基礎的設計圖案資料(設計資料)。參照輪廓位置提取電路112對設計資料設定畫素尺寸的網格。在相當於畫素的四邊形中，將直線部的中點設為參照輪廓位置。於存在圖形圖案的角部(角)的情況下，將角頂點設為參照輪廓位置。於存在多個角的情況下，將角頂點的中間點作為參照輪廓位置。藉由以上所述，可精度良好地提取圖框區域30內的作為設計圖案的圖形圖案的輪廓位置。所獲得的各參照輪廓位置的資訊(參照輪廓線資料)被輸出至比較電路108。在比較電路108中，參照輪廓線資料被保存於記憶裝置52中。
在省略平均位移向量算出步驟(S110)的情況下，進入畸變係數算出步驟(S120)。在不省略平均位移向量算出步驟(S110)的情況下，進入平均位移向量算出步驟(S110)。
作為平均位移向量算出步驟(S110)，加權平均位移向量算出部62使用圖框圖像31內的圖形圖案的實際圖像輪廓線上的多個實際圖像輪廓位置以及多個參照輪廓位置，算出在實際圖像輪廓線的法線方向上進行了加權的平均位移向量Dave，所述平均位移向量Dave用於在多個實際圖像輪廓位置與多個參照輪廓位置之間藉由平行位移進行對位。具體而言，以如下方式運作。
圖9是表示實施方式1中的單獨位移向量的一例的圖。如圖9所示，實施方式1中的單獨位移向量設為將關注的實際圖像輪廓位置與關注實際圖像輪廓位置所對應的參照輪廓位置的相對向量向關注實際圖像輪廓位置處的法線方向投射而成的分量。單獨位移向量算出部60針對多個實際圖像輪廓位置的每個實際圖像輪廓位置算出單獨位移向量。作為關注實際圖像輪廓位置所對應的參照輪廓位置，使用距關注實際圖像輪廓位置最近的參照輪廓位置。
圖10是用於說明實施方式1中的算出加權平均位移向量的手法的圖。在圖10中，加權平均位移向量算出部62使用實際圖像輪廓位置i的單獨位移向量Di的x方向分量Dx i 、y方向分量Dy i 以及法線方向角度Ai，針對每個圖框圖像31算出在法線方向上進行了加權的平均位移向量Dave。實際圖像輪廓位置i表示同 一圖框圖像31內的第i個實際圖像輪廓位置。雖然在與法線方向正交的實際圖像輪廓線的切線方向上的位移向量分量中不具有資訊，但位移量(向量的量)為零。為了與真正的位移量為零的情況進行區別(以免在平均計算中產生誤差)，在法線方向上進行加權來計算。在圖10中，示出了求出平均位移向量Dave的x方向分量Dxave與y方向分量Dyave的式子。平均位移向量Dave的x方向分量Dxave可藉由單獨位移向量Di的x方向分量Dx i 的合計除以cosAi的絕對值的合計而獲得。平均位移向量Dave的y方向分量Dyave可藉由單獨位移向量Di的y方向分量Dy i 的合計除以sinAi的絕對值的合計而獲得。平均位移向量Dave的資訊被保存於記憶裝置51中。
在省略畸變係數算出步驟(S120)與畸變向量推算步驟(S122)的情況下，進入位置偏移向量算出步驟(S142)。
作為缺陷位置偏移向量算出步驟(S142)，缺陷位置偏移向量算出部82算出多個實際圖像輪廓位置的各實際圖像輪廓位置與各自所對應的參照輪廓位置之間的考慮了平均位移向量Dave的缺陷位置偏移向量。
圖11是用於說明實施方式1中的考慮了平均位移向量的缺陷位置偏移向量的圖。如上所述，在輪廓線彼此的偏移中除了包括由缺陷導致的位置偏移之外，亦包括由圖像自身的畸變引起的位置偏移。因此，為了修正由作為測定圖像的圖框圖像31自身的畸變引起的偏移成分以準確地檢查輪廓線彼此的缺陷的有無， 需要進行圖框圖像31的實際圖像輪廓線與參照輪廓線之間的高精度的對位。在對位前的實際圖像輪廓位置與參照輪廓位置之間的位置偏移向量(相對向量)中包含圖像的畸變成分。在圖11的例子中，作為畸變成分的位置偏移分量，在同一圖框圖像31內使用共同的平均位移向量Dave。因此，代替另外進行用以修正圖像的畸變成分的對位處理，缺陷位置偏移向量算出部82算出自對位前的實際圖像輪廓位置與參照輪廓位置之間的位置偏移向量(相對向量)減去平均位移向量Dave而得的缺陷位置偏移向量(平行偏移後)。藉此，可獲得與對位相同的效果。
作為比較步驟(S144)，比較處理部84(比較部)使用平均位移向量Dave，對實際圖像輪廓線與參照輪廓線進行比較。具體而言，比較處理部84在多個實際圖像輪廓位置的各實際圖像輪廓位置與各自所對應的參照輪廓位置之間的考慮了平均位移向量Dave的缺陷位置偏移向量的大小(距離)超過判定閾值的情況下，判定為缺陷。比較結果被輸出至記憶裝置109、監視器117或記憶體118。
如上所述，藉由使用了平均位移向量Dave的平行位移進行畸變修正，藉此可檢查自位置偏移量除去起因於畸變的位置偏移成分之後的由缺陷引起的位置偏移分量。另外，藉由在法線方向上進行加權，可降低缺乏可靠性的切線方向分量的影響。
再者，在圖像的畸變中有時會殘留藉由平行位移無法完全修正的修正殘差。因此，接下來，對可進行比平行位移更高精 度的畸變修正的結構進行說明。
具體而言，對省略平均位移向量算出步驟(S110)的情況進行說明。在所述情況下，在提取了實際圖像輪廓位置與參照輪廓位置之後，進入畸變係數算出步驟(S120)。或者，對不省略平均位移向量算出步驟(S110)、畸變係數算出步驟(S120)以及畸變向量推算步驟(S122)的情況進行說明。在所述情況下，在平均位移向量算出步驟(S110)之後進入畸變係數算出步驟(S120)。
作為畸變係數算出步驟(S120)，畸變係數算出部66使用圖框圖像31內的圖形圖案的實際圖像輪廓線上的多個實際圖像輪廓位置、以及用於與實際圖像輪廓線進行比較的參照輪廓線上的多個參照輪廓位置，在起因於圖框圖像31的畸變的多個實際圖像輪廓位置的法線方向上進行加權，算出畸變係數。畸變係數算出部66使用二維畸變模型來算出畸變係數。
圖12是用於說明實施方式1中的二維畸變模型的圖。在圖12的例子中，示出的是使用了利用多項式將單獨位移向量Di擬合而成的畸變的式子的二維畸變模型。進而，進行考慮了向法線方向的權重係數Wi的加權。在圖12的二維畸變模型中，使用三次多項式。因此，在圖12的二維畸變模型中，使用利用權重係數W、方程式矩陣Z、作為三次多項式的係數的畸變係數C、以及單獨位移向量D且由下式(1)表示的二維畸變模型的方程式。
(1) WZC=WD
畸變係數算出部66求出使得相對於圖框圖像31內的各實際圖像輪廓位置i而式(1)整體的誤差變小的畸變係數C。具體而言，以如下方式求出。將式(1)分為x方向分量與y方向分量進行定義。x方向分量的畸變的式子使用實際圖像輪廓位置i的圖框區域30內座標(xi，yi)且由下式(2-1)定義。y方向分量的畸變的式子使用實際圖像輪廓位置i的圖框區域30內座標(xi，yi)且由下式(2-2)定義。
(2-1) Dxi(xi，yi)=C00+C01xi+C02yi+C03xi 2+C04xiyi+C05yi 2+C06xi 3+C07xi 2yi+C08xiyi 2+C09yi 3
(2-2) Dyi(xi，yi)=C10+C11xi+C12yi+C13xi 2+C14xiyi+C15yi 2+C16xi 3+C17xi 2yi+C18xiyi 2+C19yi 3
此處，畸變是以三次多項式表示，但根據實際的畸變的複雜度，可以二次以下的式子或四次以上的式子表示。
因此，x方向分量的畸變係數Cx為三次多項式的各係數C00、C01、C02、…、C09。y方向的畸變係數Cy是相同三次多項式 的各係數C10、C11、C12、…、C19。另外，方程式矩陣Z的各列的要素為將三次多項式的各係數設為1時的各項(1、xi、yi、xi 2、xiyi、yi 2、xi 3、xi 2yi、xiyi 2、yi 3)。
x方向分量的各實際圖像輪廓位置i的權重係數Wxi(xi，yi)使用法線方向的角度A(xi，yi)與權重的乘方數n且由下式(3-1)定義。同樣地，y方向分量的各實際圖像輪廓位置i的權重係數Wyi(xi，yi)使用法線方向的角度A(xi，yi)與權重的乘方數n且由下式(3-2)定義。
(3-1) Wxi(xi，yi)=cosn(Ai(xi，yi))
(3-2) Wyi(xi，yi)=sinn(Ai(xi，yi))
此處，雖然藉由對權重進行乘方而進行了銳化，但可藉由使用邏輯函數、反正切函數等一般的函數來進行權重的銳化。
將式(1)分為x方向分量與y方向分量，並如圖12所示分別由矩陣定義。藉由求解所述矩陣的式子，算出x方向分量的畸變係數Cx與y方向的畸變係數Cy。實際圖像輪廓位置i的數量通常比x方向分量的畸變係數C00、畸變係數C01、畸變係數C02、…、畸變係數C09的數量(9個)多，因此以儘量減小誤差的方式算出即可。關於y方向分量的畸變係數C10、畸變係數C11、畸變係數C12、…、畸變係數C19亦以相同的方式算出即可。此處，較佳為對式(1)應用最小二乘法來進行如式(4)所示的運算， 求出係數C。
(4) C=((WZ)T(WZ))-1(WZ)TWD
(M-1表示矩陣M的逆矩陣，MT表示矩陣M的轉置矩陣)
此處，當算出畸變係數時，在省略平均位移向量算出步驟(S110)的情況下，作為圖12中所示的Dx i (xi，yi)、Dy i (xi，yi)、Ai(xi，yi)，可使用圖10中所說明的實際圖像輪廓位置i的單獨位移向量Di的x方向分量Dx i 、y方向分量Dy i 、以及法線方向角度Ai。在不省略平均位移向量算出步驟(S110)而在平均位移向量算出步驟(S110)之後算出畸變係數的情況下，作為圖12中所示的Dx i (xi，yi)、Dy i (xi，yi)、Ai(xi，yi)，可利用平均位移向量Dave來修正各單獨位移向量Di並算出畸變係數。
此處，亦可藉由與平均位移向量算出步驟不同的其他手段來求出位移向量並進行修正。例如，亦可對晶粒-晶粒檢查中的兩個檢查圖像應用一般的對準方法來求出位移向量。
作為畸變向量推算步驟(S122)，畸變向量推算部68針對多個實際圖像輪廓位置的每個實際圖像輪廓位置，使用畸變係數C推算圖框內座標(xi，yi)中的畸變向量。具體而言，針對圖框內座標(xi，yi)，計算使用了所獲得的x方向分量的畸變係數C00、畸變係數C01、畸變係數C02、…、畸變係數C09的式(2-1)、以及使用了所獲得的y方向分量的畸變係數C10、畸變係數C11、 畸變係數C12、…、畸變係數C19的式(2-2)，獲得x方向的畸變量Dx i 與y方向的畸變量Dy i 並進行合成，推算畸變向量Dhi。
作為缺陷位置偏移向量算出步驟(S142)，缺陷位置偏移向量算出部82算出多個實際圖像輪廓位置的各實際圖像輪廓位置與各自所對應的參照輪廓位置之間的考慮了畸變向量Dhi的缺陷位置偏移向量。
圖13是用於說明實施方式1中的考慮了畸變向量的缺陷位置偏移向量的圖。如上所述，在輪廓線彼此的偏移中除了包括由缺陷導致的位置偏移之外，亦包括由圖像自身的畸變引起的位置偏移。因此，為了修正由作為測定圖像的圖框圖像31自身的畸變引起的偏移成分以準確地檢查輪廓線彼此的缺陷的有無，需要進行圖框圖像31的實際圖像輪廓線與參照輪廓線之間的高精度的對位。在對位前的實際圖像輪廓位置與參照輪廓位置之間的位置偏移向量(相對向量)中包含圖像的畸變成分。在圖13的例子中，作為畸變成分的位置偏移分量，使用單獨的畸變向量Dhi。因此，代替另外進行用以修正圖像的畸變成分的對位處理，缺陷位置偏移向量算出部82算出自對位前的實際圖像輪廓位置與參照輪廓位置之間的位置偏移向量(相對向量)減去單獨的畸變向量Dhi而得的缺陷位置偏移向量(畸變修正後)。藉此，可獲得與對位相同的效果。
此處，在不省略平均位移向量算出步驟(S110)而在平均位移向量算出步驟(S110)之後算出畸變係數的情況下，缺陷 位置偏移向量算出部82算出自對位前的實際圖像輪廓位置與參照輪廓位置之間的位置偏移向量(相對向量)減去單獨的畸變向量Dhi、此外進一步減去平均位移向量Dave而得的缺陷位置偏移向量(畸變修正後)。
作為比較步驟(S144)，比較處理部84(比較部)使用每個實際圖像輪廓位置的單獨的畸變向量Di，對實際圖像輪廓線與參照輪廓線進行比較。具體而言，比較處理部84在多個實際圖像輪廓位置的各實際圖像輪廓位置與各自所對應的參照輪廓位置之間的考慮了單獨的畸變向量Dhi的缺陷位置偏移向量的大小(距離)超過判定閾值的情況下，判定為缺陷。換言之，比較處理部84針對每個實際圖像輪廓位置，在自利用單獨的畸變向量Di進行修正後的位置向所對應的參照輪廓位置的缺陷位置偏移向量的大小超過判定閾值的情況下，判定為缺陷。比較結果被輸出至記憶裝置109、監視器117或記憶體118。
藉由以上所述，關於藉由平行位移無法完全修正的旋轉誤差、倍率誤差、正交誤差、或更高次的畸變，亦可進行修正。藉此，可檢查自位置偏移量中精度更良好地除去起因於畸變的位置偏移成分之後的由缺陷引起的位置偏移分量。另外，藉由在法線方向上進行加權，可降低缺乏可靠性的切線方向分量的影響。
圖14是表示實施方式1中的附加了畸變的圖像的位置偏移量的測定結果以及不向法線方向加權地進行畸變推算而得的位置偏移量的一例的圖。在圖14中，示出在512×512畫素的圖框圖 像31內附加了畸變時的位置偏移量(附加畸變)的測定結果(測定點為圖框內的9×9點)。另外，示出對所述各位置處的位置偏移量不向法線方向加權地求出畸變係數並推算畸變向量而得的結果(推算畸變)。如圖14所示，可知在不進行向法線方向的加權的情況下，在附加畸變與推算畸變之間會殘留誤差。
圖15是表示實施方式1中的附加了畸變的圖像的位置偏移量的測定結果以及進行向法線方向加權的畸變推算而得的位置偏移量的一例的圖。在圖15中，示出在512×512畫素的圖框圖像31內附加了畸變時的位置偏移量(附加畸變)的測定結果(測定點為圖框內的9×9點)。另外，示出針對所述各位置處的位置偏移量，作為向法線方向的加權而將式(3-1)與式(3-2)的權重係數的權重的乘方數n設為n=3時的畸變係數，推算畸變向量而得的結果(推算畸變)。如圖15所示，在進行了向法線方向的加權的情況下，可降低附加畸變與推算畸變之間的誤差。
在上述例子中，說明了在基於設計資料製作的參照圖像或自設計資料獲得的參照輪廓位置(或參照輪廓線)與作為測定圖像的圖框圖像之間進行比較的情況(晶粒-資料庫檢查)，但並不限於此。例如，亦可為在形成有相同圖案的多個晶粒的其中一個圖框圖像與另一個圖框圖像之間進行比較的情況(晶粒-晶粒檢查)。在晶粒-晶粒檢查的情況下，關於參照輪廓位置，可藉由與提取晶粒1的圖框圖像31內的多個輪廓位置時相同的手法提取晶粒2的圖框圖像31內的多個輪廓位置即可。然後，算出兩者之間 的距離即可。
如以上所述，根據實施方式1，可進行考慮了由測定圖像的畸變引起的位置偏移的檢查。另外，藉由在法線方向進行加權，可降低缺乏可靠性的切線方向分量的影響。另外，無需進行計算量大的處理便可提高畸變係數算出的精度。藉此，可提高適度的檢查時間中的缺陷檢測靈敏度。
在以上的說明中，一連串的「~電路」包含處理電路，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(同一處理電路)。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被記錄於磁碟裝置、快閃記憶體等記錄介質中即可。例如，位置電路107、比較電路108、參照輪廓位置提取電路112、載台控制電路114、透鏡控制電路124、消隱控制電路126、及偏轉控制電路128可包含上述的至少一個處理電路。
以上，一邊參照具體例一邊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。在圖1的例子中，示出了藉由成形孔徑陣列基板203、利用自作為一個照射源的電子槍201照射的一條射束形成多一次電子束20的情況，但並不限於此。亦可為藉由自多個照射源分別照射一次電子束來形成多一次電子束20的態樣。
另外，省略裝置結構或控制手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手法。
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對準方法、畸變修正方法、圖案檢查方法以及圖案檢查裝置包含於本發明的範圍內。
50、51、52、53、56、57:記憶裝置 54:圖框圖像製作部 58:實際圖像輪廓位置提取部 60:畸變係數算出部 62:加權平均位移向量算出部 66:畸變係數算出部 68:畸變向量推算部 82:缺陷位置偏移向量算出部 84:比較處理部 108:比較電路

Claims (10)

  1. 一種圖案檢查裝置，其特徵在於，包括： 圖像獲取機構，獲取形成有圖形圖案的基板的被檢查圖像； 畸變係數算出電路，使用所述被檢查圖像內的所述圖形圖案的實際圖像輪廓線上的多個實際圖像輪廓位置、以及用於與所述實際圖像輪廓線進行比較的參照輪廓線上的多個參照輪廓位置，在由所述被檢查圖像的畸變引起的所述多個實際圖像輪廓位置的規定方向上進行加權來算出畸變係數； 畸變向量推算電路，針對所述多個實際圖像輪廓位置的每個實際圖像輪廓位置，使用所述畸變係數推算畸變向量；以及 比較電路，使用每個所述實際圖像輪廓位置的所述畸變向量，對所述實際圖像輪廓線與所述參照輪廓線進行比較。
  2. 如請求項1所述的圖案檢查裝置，其中，所述畸變係數算出電路使用二維畸變模型來算出所述畸變係數。
  3. 如請求項1所述的圖案檢查裝置，其中，所述比較電路針對每個實際圖像輪廓位置，在自利用所述畸變向量修正後的位置向所對應的參照輪廓位置的位置偏移向量的大小超過判定閾值的情況下，判定為缺陷。
  4. 一種圖案檢查裝置，其特徵在於，包括： 圖像獲取機構，獲取形成有圖形圖案的基板的被檢查圖像； 平均位移向量算出電路，使用所述被檢查圖像內的所述圖形圖案的實際圖像輪廓線上的多個實際圖像輪廓位置、以及用於與所述多個實際圖像輪廓位置進行比較的多個參照輪廓位置，算出在所述實際圖像輪廓線的規定方向上進行了加權的平均位移向量，所述平均位移向量用於在所述多個實際圖像輪廓位置與所述多個參照輪廓位置之間藉由平行位移進行對位；以及 比較電路，使用所述平均位移向量，對所述實際圖像輪廓線與所述參照輪廓線進行比較。
  5. 如請求項4所述的圖案檢查裝置，其中，所述比較電路在所述多個實際圖像輪廓位置的各實際圖像輪廓位置與各自所對應的參照輪廓位置之間的考慮了所述平均位移向量的缺陷位置偏移向量的大小超過判定閾值的情況下，判定為缺陷。
  6. 一種圖案檢查方法，其特徵在於， 獲取形成有圖形圖案的基板的被檢查圖像； 使用所述被檢查圖像內的所述圖形圖案的實際圖像輪廓線上的多個實際圖像輪廓位置、以及用於與所述實際圖像輪廓線進行比較的參照輪廓線上的多個參照輪廓位置，在由所述被檢查圖像的畸變引起的所述多個實際圖像輪廓位置的規定方向上進行加權來算出畸變係數； 針對所述多個實際圖像輪廓位置的每個實際圖像輪廓位置，使用所述畸變係數推算畸變向量； 使用每個所述實際圖像輪廓位置的所述畸變向量，對所述實際圖像輪廓線與所述參照輪廓線進行比較，並輸出結果。
  7. 如請求項6所述的圖案檢查方法，其中，使用二維畸變模型算出所述畸變係數。
  8. 如請求項6所述的圖案檢查方法，其中，針對每個所述實際圖像輪廓位置，在自利用所述畸變向量修正後的位置向所對應的參照輪廓位置的位置偏移向量的大小超過判定閾值的情況下，判定為缺陷。
  9. 一種圖案檢查方法，其特徵在於， 獲取形成有圖形圖案的基板的被檢查圖像； 使用所述被檢查圖像內的所述圖形圖案的實際圖像輪廓線上的多個實際圖像輪廓位置、以及用於與所述多個實際圖像輪廓位置進行比較的多個參照輪廓位置，算出在所述實際圖像輪廓線的規定方向上進行了加權的平均位移向量，所述平均位移向量用於在所述多個實際圖像輪廓位置與所述多個參照輪廓位置之間藉由平行位移進行對位； 使用所述平均位移向量，對所述實際圖像輪廓線與所述參照輪廓線進行比較，並輸出結果。
  10. 如請求項9所述的圖案檢查方法，其中，當對所述實際圖像輪廓線與所述參照輪廓線進行比較時，在所述多個實際圖像輪廓位置的各實際圖像輪廓位置與各自所對應的參照輪廓位置之間的考慮了所述平均位移向量的缺陷位置偏移向量的大小超過判定閾值的情況下，判定為缺陷。
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