(57)【要約】      （修正有）【課題】検査感度が向上した検査装置を提供する。【解決手段】ウェハ、電子ビーム照射源、輪郭を有する検査画像取得検出回路、参照画像より構成され、基準輪郭の第１の許容変位量と、画素サイズの第１自然数よりも大きな第２の許容変位量を保存し、基準輪郭に対応する、検査画像の第１自然数倍における平均輪郭計算し、第１自然数倍を含む、第２自然数倍において、第１自然数倍で計算された平均輪郭のいずれかと第１基準位置の距離が第２の許容変位量よりも短い場合に、平均輪郭と第１基準位置の距離を第３の許容変位量とし、第２自然数倍は、第１自然数倍で計算された平均輪郭のいずれかと第１基準位置の距離が第２の許容変位量と同じ又は長い場合には第２の許容変位量を第３の許容変位量として設定し、第３と第１の許容変位量を加算し、第１自然数倍の平均輪郭と第１最長距離が総許容変位量より長い場合には検査画像は欠陥を有すると判断する検査装置である。【選択図】図１０
2020134165.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハ上に形成されたパターンに電子ビームの照射を行う照射源と、
前記照射により前記パターンから生じる、輪郭を有する検査画像を取得する検出回路と、
前記検査画像の参照となる、基準輪郭を有する参照画像について、画素サイズの第１自然数倍の範囲内における前記基準輪郭の第１の許容変位量と、前記画素サイズの、前記第１自然数よりも大きな第２自然数倍の範囲内における前記基準輪郭の第２の許容変位量と、を保存する許容変位量保存部と、
前記基準輪郭に平行な方向に対応する前記検査画像内の方向における、前記検査画像の前記画素サイズの前記第１自然数倍の範囲内における前記輪郭の平均輪郭を計算する平均輪郭計算回路と、
前記画素サイズの第１自然数倍の範囲を含む、前記画素サイズの前記第２自然数倍の範囲内において、前記画素サイズの前記第１自然数倍の範囲内で計算された前記平均輪郭のいずれかと第１基準位置の距離が前記第２の許容変位量よりも短い場合には前記平均輪郭と前記第１基準位置の距離を第３の許容変位量として設定し、前記画素サイズの前記第２自然数倍の範囲内において、前記画素サイズの前記第１自然数倍の範囲内で計算された前記平均輪郭のいずれかと前記第１基準位置の距離が前記第２の許容変位量と同じ又はより長い場合には前記第２の許容変位量を前記第３の許容変位量として設定する許容変位量設定回路と、
前記第３の許容変位量と前記第１の許容変位量を加算した総許容変位量を計算する許容変位量加算回路と、
前記第１自然数倍の範囲内で計算された前記平均輪郭と前記第１基準位置の第１最長距離が前記総許容変位量と同じまたはより短い場合には前記検査画像は欠陥を有しないと判断し、前記第１最長距離が前記総許容変位量より長い場合には前記検査画像は前記欠陥を有すると判断する判断回路と、
を備える検査装置。
【請求項２】
前記許容変位量保存部は、前記画素サイズの、前記第２自然数よりも大きな第３自然数倍の範囲内における第４の許容変位量を保存し、
前記許容変位量設定回路は、前記画素サイズの第１自然数倍の範囲と前記画素サイズの前記第２自然数倍の範囲を含む、前記画素サイズの前記第３自然数倍の範囲内において、前記画素サイズの前記第１自然数倍の範囲内で計算された前記平均輪郭のいずれかと第２基準位置の距離が前記第４の許容変位量よりも短い場合には前記平均輪郭と前記第２基準位置の距離を第５の許容変位量として設定し、前記画素サイズの前記第３自然数倍の範囲内において、前記第１自然数の範囲内で計算された前記平均輪郭のいずれかと前記第２基準位置の距離が前記第４の許容変位量と同じ又はより長い場合には前記第４の許容変位量を前記第５の許容変位量として設定し、
前記許容変位量加算回路は、前記第５の許容変位量をさらに加算した前記総許容変位量を計算し、
前記判断回路は、前記第１自然数倍の範囲内で計算された前記平均輪郭と前記第２基準位置の第２最長距離が前記総許容変位量と同じまたはより短い場合には前記検査画像は前記欠陥を有しないと判断し、前記第２最長距離が前記総許容変位量より長い場合には前記検査画像は前記欠陥を有すると判断する、
請求項１記載の検査装置。
【請求項３】
前記第２の許容変位量は前記第１の許容変位量よりも大きい請求項１又は請求項２記載の検査装置。
【請求項４】
前記参照画像は、前記パターンの設計データから生成された画像である請求項１ないし請求項３いずれか一項記載の検査装置。
【請求項５】
ウェハ上に形成されたパターンに電子ビームの照射を行い、
前記照射により前記パターンから生じる、輪郭を有する検査画像を取得し、
前記検査画像の参照となる、基準輪郭を有する参照画像について、画素サイズの第１自然数倍の範囲内における前記基準輪郭の第１の許容変位量と、前記画素サイズの、前記第１自然数よりも大きな第２自然数倍の範囲内における前記基準輪郭の第２の許容変位量と、を保存し、
前記基準輪郭に平行な方向に対応する前記検査画像内の方向における、前記検査画像の前記画素サイズの前記第１自然数倍の範囲内における前記輪郭の平均輪郭を計算し、
前記画素サイズの第１自然数倍の範囲を含む、前記画素サイズの前記第２自然数倍の範囲内において、前記画素サイズの前記第１自然数倍の範囲内で計算された前記平均輪郭のいずれかと第１基準位置の距離が前記第２の許容変位量よりも短い場合には前記平均輪郭と前記第１基準位置の距離を第３の許容変位量として設定し、前記画素サイズの前記第２自然数倍の範囲内において、前記画素サイズの前記第１自然数倍の範囲内で計算された前記平均輪郭のいずれかと前記第１基準位置の距離が前記第２の許容変位量と同じ又はより長い場合には前記第２の許容変位量を前記第３の許容変位量として設定し、
前記第３の許容変位量と前記第１の許容変位量を加算した総許容変位量を計算し、
前記第１自然数倍の範囲内で計算された前記平均輪郭と前記第１基準位置の第１最長距離が前記総許容変位量と同じまたはより短い場合には前記検査画像は欠陥を有しないと判断し、前記第１最長距離が前記総許容変位量より長い場合には前記検査画像は前記欠陥を有すると判断する、
検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査装置及び検査方法に関する。例えば、電子線によるマルチビームを照射して放出されるパターンの２次電子画像を取得してパターンを検査する検査方法に関する。
【０００２】
近年、大規模集積回路（ＬＳＩ）の高集積化及び大容量化に伴い、半導体素子に要求される回路線幅はますます狭くなってきている。これらの半導体素子は、回路パターンが形成された原画パターン（マスク或いはレチクルともいう。以下、マスクと総称する）を用いて、いわゆるステッパと呼ばれる縮小投影露光装置でウェハ上にパターンを露光転写して回路形成することにより製造される。
【０００３】
そして、多大な製造コストのかかるＬＳＩの製造にとって、歩留まりの向上は欠かせない。しかし、液浸露光とマルチパターニング技術によって既に２０ｎｍを切る加工寸法が実現され、さらにはＥＵＶ（極端紫外線リソグラフィ：Ｅｘｔｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）露光の実用化により１０ｎｍを切る微細加工が実現されようとしている。近年、半導体ウェハ上に形成されるＬＳＩパターン寸法の微細化に伴って、パターン欠陥として検出しなければならない寸法も極めて小さいものとなっており、同じ面積であっても検査しなければならないパターン数も膨大なものとなっている。よって、半導体ウェハ上に転写された超微細パターンの欠陥を検査する検査装置の高精度化と高速化が必要とされている。その他、歩留まりを低下させる大きな要因の一つとして、半導体ウェハ上に超微細パターンをフォトリソグラフィ技術で露光、転写する際に使用されるマスクのパターン欠陥があげられる。このため、ＬＳＩ製造に使用される転写用マスクの欠陥を検査する検査装置の高精度化が必要とされている。
【０００４】
検査手法としては、拡大光学系を用いて半導体ウェハ等のウェハやリソグラフィマスク等のマスクといった試料の上に形成されているパターンを所定の倍率で撮像した光学画像と、設計データ、あるいは試料上の同一パターンを撮像した光学画像とを比較することにより検査を行う方法が知られている。例えば、検査方法として、同一マスク上の異なる場所の同一パターンを撮像した光学画像データ同士を比較する「ｄｉｅ  ｔｏ  ｄｉｅ（ダイ−ダイ）検査」や、パターン設計されたＣＡＤデータをマスクにパターンを描画する時に描画装置が入力するための装置入力フォーマットに変換した描画データ（設計パターンデータ）を検査装置に入力して、これをベースに設計画像データ（参照画像）を生成して、これとパターンを撮像した測定データとなる光学画像（検査画像）とを比較する「ｄｉｅ  ｔｏ  ｄａｔａｂａｓｅ（ダイ−データベース）検査」がある。かかる検査装置における検査方法では、検査対象基板はステージ（試料台）上に載置され、ステージが動くことによって光束が試料上を走査し、検査が行われる。検査対象基板には、光源及び照明光学系によって光束が照射される。検査対象基板を透過あるいは反射した光は光学系を介して、センサ上に結像される。センサで撮像された画像は測定データとして比較回路へ送られる。比較回路では、画像同士の位置合わせの後、測定データと参照データとを適切なアルゴリズムに従って比較し、一致しない場合には、パターン欠陥有りと判定する。
【０００５】
上述した検査装置では、レーザ光を検査対象基板に照射して、この透過像或いは反射像を撮像することにより、光学画像を取得する。これに対して、直線上に同一ピッチで配列されるビーム列が複数列並ぶようなアレイ配列の複数の電子ビームで構成されるマルチビームを検査対象基板に照射して、検査対象基板から放出される各ビームに対応する２次電子を検出して、パターン像を取得する検査装置の開発も進んでいる。かかるマルチビームを含む電子ビームを用いた検査装置では、検査対象基板の小領域毎に走査して２次電子を検出する。
【０００６】
上述の電子ビームを用いた検査装置は、レーザ光を用いた検査装置に比較して解像度の高い検査を行うことが出来るという利点を有する。しかし、レーザ光を用いた検査装置に比較して、検査により時間がかかるという問題点を有する。そこで、上述のようにマルチビームを用いたより高速な検査が行われている。
【０００７】
ここで電子線を用いた検査の場合には、検査画像のエッジの位置と参照画像のエッジの位置の比較を行い、欠陥を検出する。検査画像のエッジの中には、ウェハ／マスク内座標の変化に対して、参照画像のエッジとの差分が緩やかに変化する欠陥もあれば、参照画像のエッジとの差分が急激に変化する欠陥もある。参照画像のエッジとの差分が緩やかに変化する欠陥はパターンのラフネス等に起因するものも多く、このために微小な欠陥を検出できない場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−２５０７０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、検査感度が向上した検査装置及び検査方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様の検査装置は、ウェハ上に形成されたパターンに電子ビームの照射を行う照射源と、照射によりパターンから生じる、輪郭を有する検査画像を取得する検出回路と、検査画像の参照となる、基準輪郭を有する参照画像について、画素サイズの第１自然数倍の範囲内における基準輪郭の第１の許容変位量と、画素サイズの、第１自然数よりも大きな第２自然数倍の範囲内における基準輪郭の第２の許容変位量と、を保存する許容変位量保存部と、基準輪郭に平行な方向に対応する検査画像内の方向における、検査画像の画素サイズの第１自然数倍の範囲内における輪郭の平均輪郭を計算する平均輪郭計算回路と、画素サイズの第１自然数倍の範囲を含む、画素サイズの第２自然数倍の範囲内において、画素サイズの第１自然数倍の範囲内で計算された平均輪郭のいずれかと第１基準位置の距離が第２の許容変位量よりも短い場合には平均輪郭と第１基準位置の距離を第３の許容変位量として設定し、画素サイズの第２自然数倍の範囲内において、画素サイズの第１自然数倍の範囲内で計算された平均輪郭のいずれかと第１基準位置の距離が第２の許容変位量と同じ又はより長い場合には第２の許容変位量を第３の許容変位量として設定する許容変位量設定回路と、第３の許容変位量と第１の許容変位量を加算した総許容変位量を計算する許容変位量加算回路と、第１自然数倍の範囲内で計算された平均輪郭と第１基準位置の第１最長距離が総許容変位量と同じまたはより短い場合には検査画像は欠陥を有しないと判断し、第１最長距離が総許容変位量より長い場合には検査画像は欠陥を有すると判断する判断回路と、を備える検査装置である。
【００１１】
上述の態様の検査装置において、許容変位量保存部は、画素サイズの、第２自然数よりも大きな第３自然数倍の範囲内における第４の許容変位量を保存し、許容変位量設定回路は、画素サイズの第１自然数倍の範囲と画素サイズの第２自然数倍の範囲を含む、画素サイズの第３自然数倍の範囲内において、画素サイズの第１自然数倍の範囲内で計算された平均輪郭のいずれかと第２基準位置の距離が第４の許容変位量よりも短い場合には平均輪郭と第２基準位置の距離を第５の許容変位量として設定し、画素サイズの第３自然数倍の範囲内において、第１自然数の範囲内で計算された平均輪郭のいずれかと第２基準位置の距離が第４の許容変位量と同じ又はより長い場合には第４の許容変位量を第５の許容変位量として設定し、許容変位量加算回路は、第５の許容変位量をさらに加算した総許容変位量を計算し、判断回路は、第１自然数倍の範囲内で計算された平均輪郭と第２基準位置の第２最長距離が総許容変位量と同じまたはより短い場合には検査画像は欠陥を有しないと判断し、第２最長距離が総許容変位量より長い場合には検査画像は欠陥を有すると判断することが好ましい。
【００１２】
上述の態様の検査装置において、第２の許容変位量は第１の許容変位量よりも大きいことが好ましい。
【００１３】
上述の検査装置において、参照画像は、パターンの設計データから生成された画像であることが好ましい。
【００１４】
本発明の一態様の検査方法は、ウェハ上に形成されたパターンに電子ビームの照射を行い、照射によりパターンから生じる、輪郭を有する検査画像を取得し、検査画像の参照となる、基準輪郭を有する参照画像について、画素サイズの第１自然数倍の範囲内における基準輪郭の第１の許容変位量と、画素サイズの、第１自然数よりも大きな第２自然数倍の範囲内における基準輪郭の第２の許容変位量と、を保存し、基準輪郭に平行な方向に対応する検査画像内の方向における、検査画像の画素サイズの第１自然数倍の範囲内における輪郭の平均輪郭を計算し、画素サイズの第１自然数倍の範囲を含む、画素サイズの第２自然数倍の範囲内において、画素サイズの第１自然数倍の範囲内で計算された平均輪郭のいずれかと第１基準位置の距離が第２の許容変位量よりも短い場合には平均輪郭と第１基準位置の距離を第３の許容変位量として設定し、画素サイズの第２自然数倍の範囲内において、画素サイズの第１自然数倍の範囲内で計算された平均輪郭のいずれかと第１基準位置の距離が第２の許容変位量と同じ又はより長い場合には第２の許容変位量を第３の許容変位量として設定し、第３の許容変位量と第１の許容変位量を加算した総許容変位量を計算し、第１自然数倍の範囲内で計算された平均輪郭と第１基準位置の第１最長距離が総許容変位量と同じまたはより短い場合には検査画像は欠陥を有しないと判断し、第１最長距離が総許容変位量より長い場合には検査画像は欠陥を有すると判断する、検査方法である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の一態様によれば、検査感度が向上した検査装置及び検査方法の提供が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態の検査装置の模式構成図である。
【図２】実施形態の成形アパーチャアレイ部材の構成を示す概念図である。
【図３】実施形態の検査装置内のビームの軌道を説明するための図である。
【図４】実施形態におけるウェハ上のパターンの検査画像を取得する方法を示す模式図である。
【図５】実施形態における検査画像の輪郭の抽出の一例を説明するための図である。
【図６】実施形態における検査画像内のパターンの端部（エッジ）の抽出の仕方を説明するための図である。
【図７】実施形態における位置合わせ補正の一例を示す図である。
【図８】実施形態の検査手順の一例を示す概念図である。
【図９】実施形態の検査方法のフローチャートである。
【図１０】実施形態の検査方法を説明するための模式図である。
【図１１】実施形態の検査方法を説明するための模式図である。
【図１２】実施形態の他の形態の検査方法を説明するための模式図である。
【図１３】実施形態の他の形態の検査方法を説明するための模式図である。
【図１４】実施形態の他の形態の検査方法を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
（実施形態）
実施形態の検査装置は、ウェハ上に形成されたパターンに電子ビームの照射を行う照射源と、照射によりパターンから生じる、輪郭を有する検査画像を取得する検出回路と、検査画像の参照となる、基準輪郭を有する参照画像について、画素サイズの第１自然数倍の範囲内における基準輪郭の第１の許容変位量と、画素サイズの、第１自然数よりも大きな第２自然数倍の範囲内における基準輪郭の第２の許容変位量と、を保存する許容変位量保存部と、基準輪郭に平行な方向に対応する検査画像内の方向における、検査画像の画素サイズの第１自然数倍の範囲内における輪郭の平均輪郭を計算する平均輪郭計算回路と、画素サイズの第２自然数倍の範囲内において、画素サイズの第１自然数倍の範囲内で計算された平均輪郭のいずれかと第１基準位置の距離が第２の許容変位量よりも短い場合には平均輪郭と第１基準位置の距離を第３の許容変位量として設定し、画素サイズの第２自然数倍の範囲内において、画素サイズの第１自然数倍の範囲内で計算された平均輪郭のいずれかと第１基準位置の距離が第２の許容変位量と同じ又はより長い場合には第２の許容変位量を第３の許容変位量として設定する許容変位量設定回路と、第３の許容変位量と第１の許容変位量を加算した総許容変位量を計算する許容変位量加算回路と、輪郭と第１基準位置の第１最長距離が総許容変位量と同じまたはより短い場合には検査画像は欠陥を有しないと判断し、第１最長距離が総許容変位量より長い場合には検査画像は欠陥を有すると判断する判断回路と、を備える検査装置である。
【００１９】
実施形態の検査方法は、ウェハ上に形成されたパターンに電子ビームの照射を行い、照射によりパターンから生じる、輪郭を有する検査画像を取得し、検査画像の参照となる、基準輪郭を有する参照画像について、画素サイズの第１自然数倍の範囲内における基準輪郭の第１の許容変位量と、画素サイズの、第１自然数よりも大きな第２自然数倍の範囲内における基準輪郭の第２の許容変位量と、を保存し、基準輪郭に平行な方向に対応する検査画像内の方向における、検査画像の画素サイズの第１自然数倍の範囲内における輪郭の平均輪郭を計算し、画素サイズの第２自然数倍の範囲内において、画素サイズの第１自然数倍の範囲内で計算された平均輪郭のいずれかと第１基準位置の距離が第２の許容変位量よりも短い場合には平均輪郭と第１基準位置の距離を第３の許容変位量として設定し、画素サイズの第２自然数倍の範囲内において、画素サイズの第１自然数倍の範囲内で計算された平均輪郭のいずれかと第１基準位置の距離が第２の許容変位量と同じ又はより長い場合には第２の許容変位量を第３の許容変位量として設定し、第３の許容変位量と第１の許容変位量を加算した総許容変位量を計算し、輪郭と第１基準位置の第１最長距離が総許容変位量と同じまたはより短い場合には検査画像は欠陥を有しないと判断し、第１最長距離が総許容変位量より長い場合には検査画像は欠陥を有すると判断する、検査方法である。
【００２０】
図１は、実施形態における検査装置の構成を示す構成図である。図１において、基板に形成されたパターンを検査する検査装置１００は、荷電粒子ビーム検査装置の一例である。電子ビームは、荷電粒子ビームの一例である。検査装置１００は、電子光学画像取得機構（画像取得機構）１５５、及び制御系回路１６０（制御部）を備えている。電子光学画像取得機構（画像取得機構）１５５は、電子ビームカラム１０２（電子鏡筒）、検査室１０３、検出回路１０６、ストライプパターンメモリ１２３、駆動機構１２７、及びレーザ測長システム１２２を備えている。電子ビームカラム１０２内には、電子銃（照射源）２０１、電磁レンズ２０２、成形アパーチャアレイ基板２０３、縮小レンズ２０５、電磁レンズ２０６、対物レンズ２０７、主偏向器２０８、副偏向器２０９、一括ブランキング偏向器２１２、制限アパーチャ基板２１３、ビームセパレーター２１４、電磁レンズ２２４，２２６、及びマルチ検出器２２２が配置されている。
【００２１】
検査室１０３内には、少なくともＸＹ平面上を移動可能なＸＹステージ（試料台）１０５が配置される。ＸＹステージ１０５上には、検査対象となるチップパターンが形成された基板（試料）１０１が配置される。基板１０１は、例えばシリコンウェハ等である。基板１０１は、例えば、パターン形成面を上側に向けてＸＹステージ１０５に配置される。また、ＸＹステージ１０５上には、検査室１０３の外部に配置されたレーザ測長システム１２２から照射されるレーザ測長用のレーザ光を反射するミラー２１６が配置されている。マルチ検出器２２２は、電子ビームカラム１０２の外部で検出回路１０６に接続される。検出回路１０６は、ストライプパターンメモリ１２３に接続される。
【００２２】
制御系回路１６０では、コンピュータとなる制御計算機１１０が、バス１２０を介して、位置回路１０７、展開回路１１１、ステージ制御回路１１４、レンズ制御回路１２４、ブランキング制御回路１２６、偏向制御回路１２８、画像保存部１３２、許容変位量保存部１３８、参照画像生成回路１３９、輪郭抽出回路１４０、比較回路１４１、平均輪郭計算回路１４２、許容変位量設定回路１４３、許容変位量加算回路１４４、判断回路１４５、差分回路１４６、磁気ディスク装置等の設計データ保存部１０９、モニタ１１７、メモリ１１８、プリンタ１１９、に接続されている。また、ＸＹステージ１０５は、ステージ制御回路１１４の制御の下に駆動機構１２７により駆動される。駆動機構１２７では、例えば、Ｘ方向、Ｙ方向、θ方向に駆動する３軸（Ｘ−Ｙ−θ）モータの様な駆動系が構成され、ＸＹステージ１０５が移動可能となっている。これらの、図示しないＸモータ、Ｙモータ、θモータは、例えばステップモータを用いることが出来る。ＸＹステージ１０５は、ＸＹθ各軸のモータによって水平方向及び回転方向に移動可能である。そして、ＸＹステージ１０５の移動位置はレーザ測長システム１２２により測定され、位置回路１０７に供給される。レーザ測長システム１２２は、ミラー２１６からの反射光を受光することによって、レーザ干渉法の原理でＸＹステージ１０５の位置を測長する。
【００２３】
電子銃２０１には、図示しない高圧電源回路が接続され、電子銃２０１内の図示しないフィラメントと引出電極間への高圧電源回路からの加速電圧の印加と共に、所定の引出電極の電圧の印加と所定の温度のカソード（フィラメント）の加熱によって、カソードから放出された電子群が加速させられ、電子ビームとなって放出される。縮小レンズ２０５、及び対物レンズ２０７は、例えば電磁レンズが用いられ、共にレンズ制御回路１２４によって制御される。また、ビームセパレーター２１４もレンズ制御回路１２４によって制御される。一括ブランキング偏向器２１２は、少なくとも２極の電極群により構成され、ブランキング制御回路１２６によって制御される。主偏向器２０８、及び副偏向器２０９は、それぞれ少なくとも４極の電極群により構成され、偏向制御回路１２８によって制御される。
【００２４】
基板１０１が複数のチップ（ダイ）パターンが形成された半導体ウェハである場合には、かかるチップ（ダイ）パターンのパターンデータが検査装置１００の外部から入力され、設計データ保存部１０９に格納される。なお、基板１０１が露光用フォトマスクである場合には、かかる露光用フォトマスクにマスクパターンを形成する基になる設計パターンデータが検査装置１００の外部から入力され、設計データ保存部１０９に格納される。
【００２５】
ここで、図１では、実施形態を説明する上で必要な構成を記載している。検査装置１００にとって、通常、必要なその他の構成を備えていても構わない。
【００２６】
図２は、実施形態における成形アパーチャアレイ基板２０３の構成を示す概念図である。図２において、成形アパーチャアレイ基板２０３には、２次元状の横（ｘ方向）ｍ１列×縦（ｙ方向）ｎ１段（ｍ１，ｎ１は２以上の整数）の穴（開口部）２２がｘ，ｙ方向に所定の配列ピッチで形成されている。図２の例では、５１２×５１２の穴（開口部）２２が形成されている場合を示している。各穴２２は、共に同じ寸法形状の矩形で形成される。或いは、同じ外径の円形であっても構わない。これらの複数の穴２２を電子ビーム２００の一部がそれぞれ通過することで、マルチビーム２０が形成されることになる。ここでは、横縦（ｘ，ｙ方向）が共に２列以上の穴２２が配置された例を示したが、これに限るものではない。例えば、横縦（ｘ，ｙ方向）どちらか一方が複数列で他方は１列だけであっても構わない。また、穴２２の配列の仕方は、図２のように、横縦が格子状に配置される場合に限るものではない。例えば、縦方向（ｙ方向）ｋ段目の列と、ｋ＋１段目の列の穴同士が、横方向（ｘ方向）に寸法ａだけずれて配置されてもよい。同様に、縦方向（ｙ方向）ｋ＋１段目の列と、ｋ＋２段目の列の穴同士が、横方向（ｘ方向）に寸法ｂだけずれて配置されてもよい。次に検査装置１００における電子光学画像取得機構１５５の動作について説明する。
【００２７】
電子銃２０１（放出源）から放出された電子ビーム２００は、電磁レンズ２０２によって屈折させられ、成形アパーチャアレイ基板２０３全体を照明する。成形アパーチャアレイ基板２０３には、図２に示すように、複数の穴２２（開口部）が形成され、電子ビーム２００は、すべての複数の穴２２が含まれる領域を照明する。複数の穴２２の位置に照射された電子ビーム２００の各一部が、かかる成形アパーチャアレイ基板２０３の複数の穴２２をそれぞれ通過することによって、マルチビーム１次電子ビーム（マルチビーム）２０が形成される。
【００２８】
形成されたマルチ１次電子ビーム２０は、電磁レンズ２０５（縮小レンズ）、及び電磁レンズ２０６によってそれぞれ屈折させられ、中間像及びクロスオーバーを繰り返しながら、マルチ１次電子ビーム２０の各ビームのクロスオーバー位置に配置されたビームセパレーター２１４を通過して電磁レンズ２０７（対物レンズ）に進む。そして、電磁レンズ２０７は、マルチ１次電子ビーム２０を基板１０１にフォーカス（合焦）する。電磁レンズ２０７により基板１０１（試料）面上に焦点が合わされた（合焦された）マルチ１次電子ビーム２０は、主偏向器２０８及び副偏向器２０９によって一括して偏向され、各ビームの基板１０１上のそれぞれの照射位置に照射される。なお、一括ブランキング偏向器２１２によって、マルチ１次電子ビーム２０全体が一括して偏向された場合には、制限アパーチャ基板２１３の中心の穴から位置がはずれ、制限アパーチャ基板２１３によって遮蔽される。一方、一括ブランキング偏向器２１２によって偏向されなかったマルチ１次電子ビーム２０は、図１に示すように制限アパーチャ基板２１３の中心の穴を通過する。かかる一括ブランキング偏向器２１２のＯＮ／ＯＦＦによって、ブランキング制御が行われ、ビームのＯＮ／ＯＦＦが一括制御される。このように、制限アパーチャ基板２１３は、一括ブランキング偏向器２１２によってビームＯＦＦの状態になるように偏向されたマルチ１次電子ビーム２０を遮蔽する。そして、ビームＯＮになってからビームＯＦＦになるまでに形成された、制限アパーチャ基板２１３を通過したビーム群により、検査用（画像取得用）のマルチ１次電子ビーム２０が形成される。
【００２９】
基板２０１の所望する位置にマルチ１次電子ビーム２０が照射されると、かかるマルチ１次電子ビーム２０が照射されたことに起因して基板１０１からマルチ１次電子ビーム２０（マルチ１次電子ビーム）の各ビームに対応する、反射電子を含む２次電子の束（マルチ２次電子ビーム３００）が放出される。
【００３０】
基板１０１から放出されたマルチ２次電子ビーム３００は、電磁レンズ２０７を通って、ビームセパレーター２１４に進む。
【００３１】
ここで、ビームセパレーター２１４はマルチ１次電子ビーム２０の中心ビームが進む方向（電子軌道中心軸）に直交する面上において電界と磁界を直交する方向に発生させる。電界は電子の進行方向に関わりなく同じ方向に力を及ぼす。これに対して、磁界はフレミング左手の法則に従って力を及ぼす。このため電子の侵入方向によって電子に作用する力の向きを変化させることができる。ビームセパレーター２１４に上側から侵入してくるマルチ１次電子ビーム２０には、電界による力と磁界による力が打ち消し合い、マルチビーム１次電子ビーム２０は下方に直進する。これに対して、ビームセパレーター２１４に下側から侵入してくるマルチ２次電子ビーム３００には、電界による力と磁界による力がどちらも同じ方向に働き、マルチ２次電子ビーム３００は斜め上方に曲げられ、マルチ１次電子ビーム２０から分離する。
【００３２】
斜め上方に曲げられ、マルチ１次電子ビーム２０から分離したマルチ２次電子ビーム３００は、偏向器２１８によって、さらに曲げられ、電磁レンズ２２４，２２６によって、屈折させられながらマルチ検出器２２２に投影される。マルチ検出器２２２は、投影されたマルチ２次電子ビーム３００を検出する。マルチ検出器２２２には、反射電子及び２次電子が投影されても良いし、反射電子は途中で発散してしまい残った２次電子が投影されても良い。マルチ検出器２２２は、例えば図示しない２次元センサを有する。そして、マルチ２次電子ビーム３００の各２次電子が２次元センサのそれぞれ対応する領域に衝突して、電子を発生し、２次電子画像データを画素毎に生成する。マルチ検出器２２２にて検出された強度信号は、検出回路１０６に出力される。
【００３３】
図３は、実施形態における基板（ウェハ）１０１に形成される複数のチップ領域の一例を示す図である。図３において、基板（ウェハ）１０１の検査領域３３０には、複数のチップ（ウェハダイ）３３２が２次元のアレイ状に形成されている。各チップ３３２には、露光用マスク基板に形成された１チップ分のマスクパターンが図示しない露光装置（ステッパ）によって例えば１／４に縮小されて転写されている。各チップ３３２内は、例えば、２次元状の横（ｘ方向）ｍ２列×縦（ｙ方向）ｎ２段（ｍ２，ｎ２は２以上の整数）個の複数のマスクダイ３３に分割される。実施形態では、かかるマスクダイ３３が単位検査領域となる。
【００３４】
図４は、実施形態におけるマルチビームの照射領域と測定用画素との一例を示す図である。図４において、各マスクダイ３３は、例えば、マルチビームのビームサイズでメッシュ状の複数のメッシュ領域に分割される。かかる各メッシュ領域が、測定用画素３６（単位照射領域）となる。図４の例では、８×８列のマルチビームの場合を示している。１回のマルチビーム２０の照射で照射可能な照射領域３４は、（マルチビーム２０のｘ方向のビーム間ピッチにｘ方向のビーム数を乗じたｘ方向サイズ）×（マルチビーム２０のｙ方向のビーム間ピッチにｙ方向のビーム数を乗じたｙ方向サイズ）で定義される。図４の例では、照射領域３４がマスクダイ３３と同じサイズの場合を示している。但し、これに限るものではない。照射領域３４がマスクダイ３３よりも小さくても良い。或いは大きくても構わない。そして、照射領域３４内に、１回のマルチビーム２０の照射で照射可能な複数の測定用画素３６（１ショット時のビームの照射位置）が示されている。言い換えれば、隣り合う測定用画素３６間のピッチがマルチビームの各ビーム間のピッチとなる。図４の例では、隣り合う４つの測定用画素３６で囲まれると共に、４つの測定用画素３６のうちの１つの測定用画素３６を含む正方形の領域で１つのサブ照射領域２９を構成する。図４の例では、各サブ照射領域２９は、４×４測定用画素３６で構成される場合を示している。
【００３５】
実施形態におけるスキャン動作では、マスクダイ３３毎にスキャン（走査）される。図４の例では、ある１つのマスクダイ３３を走査する場合の一例を示している。マルチビーム２０がすべて使用される場合には、１つの照射領域３４内には、ｘ，ｙ方向に（２次元状に）ｍ１×ｎ１個のサブ照射領域２９が配列されることになる。１つ目のマスクダイ３３にマルチビーム２０が照射可能な位置にＸＹステージ１０５を移動させる。主偏向器２０８によって、マルチビーム２０が走査するマスクダイ３３の基準位置にマルチビーム２０全体を一括偏向する。この位置でＸＹステージ１０５を停止させ、当該マスクダイ３３を照射領域３４として当該マスクダイ３３内を走査（スキャン動作）する。ＸＹステージ１０５を連続移動させながらスキャンを行う場合には、主偏向器２０８によって、さらにＸＹステージ１０５の移動に追従するように、トラッキング偏向を行う。マルチビーム２０を構成する各ビームは、互いに異なるいずれかのサブ照射領域２９を担当することになる。そして、各ショット時に、各ビームは、担当サブ照射領域２９内の同じ位置に相当する１つの測定用画素２８を照射することになる。図４の例では、副偏向器２０９によって、各ビームは、１ショット目に担当サブ照射領域２９内の最下段の右から１番目の測定用画素３６（測定用画素２８）を照射するように偏向される。そして、１ショット目の照射が行われる。続いて、副偏向器２０９によってマルチビーム２０全体を一括してｙ方向に１測定用画素３６分だけビーム偏向位置をシフトさせ、２ショット目に担当サブ照射領域２９内の下から２段目の右から１番目の測定用画素３６を照射する。同様に、３ショット目に担当サブ照射領域２９内の下から３段目の右から１番目の測定用画素３６を照射する。４ショット目に担当サブ照射領域２９内の下から４段目の右から１番目の測定用画素３６を照射する。次に、副偏向器２０９によってマルチビーム２０全体を一括して最下段の右から２番目の測定用画素３６の位置にビーム偏向位置をシフトさせ、同様に、ｙ方向に向かって、測定用画素３６を順に照射していく。かかる動作を繰り返し、１つのビームで１つのサブ照射領域２９内のすべての測定用画素３６を順に照射していく。１回のショットでは、成形アパーチャアレイ基板２０３の各穴２２を通過することによって形成されたマルチビームによって、最大で各穴２２と同数の複数のショットに応じた２次電子３００が一度に検出される。
【００３６】
以上のように、マルチビーム２０全体では、マスクダイ３３を照射領域３４として走査（スキャン）することになるが、各ビームは、それぞれ対応する１つのサブ照射領域２９を走査することになる。そして、１つのマスクダイ３３の走査（スキャン）が終了すると、隣接する次のマスクダイ３３が照射領域３４になるように移動して、かかる隣接する次のマスクダイ３３の走査（スキャン）を行う。かかる動作を繰り返し、各チップ３３２の走査を進めていく。マルチビーム２０のショットにより、この都度、照射された測定用画素３６から２次電子３００が放出され、マルチ検出器２２２にて検出される。実施形態では、マルチ検出器２２２の単位検出領域サイズは、各測定用画素３６から上方に放出された２次電子３００を測定用画素３６毎（或いはサブ照射領域２９毎）に検出する。
【００３７】
以上のようにマルチビーム２０を用いて走査することで、シングルビームで走査する場合よりも高速にスキャン動作（測定）ができる。なお、ステップアンドリピート動作で各マスクダイ３３のスキャンを行っても良いし、ＸＹステージ１０５を連続移動させながら各マスクダイ３３のスキャンを行う場合であってもよい。照射領域３４がマスクダイ３３よりも小さい場合には、当該マスクダイ３３中で照射領域３４を移動させながらスキャン動作を行えばよい。
【００３８】
以上のように、電子光学画像取得機構（画像取得機構）１５５は、マルチビーム２０を用いて、パターンが形成された基板（ウェハ）１０１上を走査し、マルチビーム２０が照射されたことに起因して基板（ウェハ）１０１から放出される、マルチ２次電子３００を検出する。マルチ検出器２２２によって検出された各測定用画素３６からの２次電子の検出データ（２次電子画像）は、測定順に検出回路１０６に出力される。検出回路１０６内では、図示しないＡ／Ｄ変換器によって、アナログの検出データがデジタルデータに変換され、ストライプパターンメモリ１２３に格納される。そして、例えば、１つのチップ３３２分の検出データが蓄積された段階で、チップパターンデータとして、位置回路１０７からの各位置を示す情報と共に、比較回路１４１に転送される。
【００３９】
図５は、実施形態における検査画像の輪郭の抽出の一例を説明するための図である。輪郭抽出回路１４０は、検査対象となる検査画像を画像保存部１３２から読み出す。また、輪郭抽出回路１４０は、例えば画像保存部１３２から、検査対象となるマスクダイ画像内のパターンに対応する基準パターンの基準輪郭データ、又は、検査対象となるマスクダイ画像内のパターンに電子ビームを照射して得られた参照となる画像から得られた基準輪郭データを読み出す。検査画像内のパターンは測定用画素３６毎の階調値データとして定義されるので、輪郭抽出回路１４０は、図５に示すように、例えば１測定用画素３６分のサイズ毎に、基準パターンの基準輪郭１０上の点１１の座標を特定する。そして、輪郭抽出回路１４０は、図５に示すように、基準輪郭１０上の複数の点１１の各座標位置から基準輪郭１０の法線方向に向かって検査画像内のパターンの端部（エッジ）を抽出する。輪郭抽出回路１４０は、上述の端部（エッジ）を繋げることで、輪郭を抽出する。
【００４０】
図６は、実施形態における検査画像内のパターンの端部（エッジ）の抽出の仕方を説明するための図である。図６（ａ）の例では、基準輪郭１０上の１つの点１１付近を拡大して示している。基準輪郭１０上の点１１の座標と同じ測定画像内の座標から基準輪郭１０の法線方向に向かって例えば１測定用画素３６ずつ検査画像のパターンのエッジを探索する。設計上の座標を測定画像に適用する場合でも、基準輪郭１０とパターンとの間の位置ずれは数画素サイズ（例えば３画素程度）以下に抑えることができる。図６（ｂ）の例では、階調値と探索方向ＶＶ’（法線方向）の位置との関係を示している。基準輪郭１０上の点１１の座標上の画素ＡからＶ方向とＶ’方向（−Ｖ方向）とに探索を開始する。基準輪郭１０とパターンとの距離が大きく離れていない場合、図６（ｂ）に示すように、点１１の座標上の画素Ａからパターンに向かう方向の隣接画素Ｂの階調値はエッジを決める閾値Ｔｈ’に近づく。逆に画素Ａからパターンとは逆の方向に向かう隣接画素Ｅの階調値はエッジを決める閾値Ｔｈ’から離れていく或いは変化しない。図６（ａ）の例では、基準輪郭１０がパターンの外側に位置する場合を示している。このため、隣接画素Ｂの階調値は画素Ａの階調値より大きくなり閾値Ｔｈ’に近づくことになる。そして、隣接画素Ｅの階調値は画素Ａの階調値より小さいか或いは同じ値になる。一方、基準輪郭１０が対象パターンの内側に位置する場合、隣接画素Ｂの階調値は画素Ａの階調値より小さくなり閾値Ｔｈ’に近づくことになる。そして、隣接画素Ｅの階調値は画素Ａの階調値より大きいか或いは同じ値になる。以上により、画素Ａからパターンに向かう方向が画素Ｂ側であると判定できる。そして、画素Ａから基準輪郭１０の法線方向（Ｖ方向）に向かって例えば１測定用画素３６ずつ順に画素Ｂ，Ｃ，Ｄの階調値を参照し、閾値Ｔｈ’を超える（或いは跨ぐ）画素Ｄまで探索する。これにより、パターンの端部（エッジ）は、画素Ｃ，Ｄ間に存在することがわかる。画素Ｃ，Ｄの階調値を例えばサブ画素単位で線形補間などの補間を行なうことで、パターンの端部（エッジ）の位置を特定できる。輪郭抽出回路１４０は、基準輪郭１０上の複数の点１１について、同様にパターンの端部（エッジ）の位置を抽出する。これにより、検査画像の輪郭を取得できる。
【００４１】
なお、検査画像の輪郭の抽出方法は、上記のものに限定されない。
【００４２】
次に、制御計算機１１０は、位置合わせ回路１４７を用いて、基準輪郭と抽出された対象パターンの輪郭との位置合わせ（アライメント）を行う。この際、基準輪郭を最小二乗法等のモデルを用いて補正しても好適である。
【００４３】
図７は、実施形態における位置合わせ補正の一例を示す図である。位置合わせとして、例えば、ｘ，ｙ方向の並進移動、及び回転（θ）のみを許容する補正変換を考える。補正後の基準輪郭と、抽出された対象パターンの差異を表す評価関数は、輪郭間の距離などによって表す。これを最小二乗法等で最適化することで補正変換のパラメータ、すなわち並進移動距離および回転角度を決定する。図７（ａ）に示すように基準輪郭１０と抽出された輪郭があったとき、かかる並進および回転変換を使って、図７（ｂ）に示すように、基準輪郭１０を補正して、輪郭に近づけた基準輪郭１３に補正する。なお、補正する場合に、ここでの補正の内容は並進と回転に限られているため、補正後においても基準輪郭が欠陥個所を含む対象パターンの輪郭に合致することはなく、欠陥部の差異は明瞭に検出可能である。
【００４４】
図８は、実施形態の検査手順の一例を示す概念図である。図８は、「ｄｉｅ  ｔｏ  ｄａｔａｂａｓｅ（ダイ−データベース）検査」の検査手順による一例である。まず、電子光学画像取得機構１５５を用いて取得された検査画像は、例えば、画像保存部１３２に保存される。一方、設計データ保存部１０９に保存された対象パターンの設計データは、展開回路１１１を用いて展開される。参照画像生成回路１３９は、展開された設計データを用いて参照画像を作成する。検査画像と参照画像は比較回路１４１に送られる。次に、例えば、差分回路１４６を用いて、検査画像と参照画像の差分を取得する。この差分と、後述する許容変位量保存部１３８に保存された許容変位量Δを用いて、欠陥判定が行われる。許容変位量とは、例えば基準輪郭等の、所定の基準となるものからどの程度の変位（距離）まで輪郭がずれていても欠陥と判断しないか、という許容量をあらわすものである。なお、本実施形態では、後述するように、適宜、許容変位量Δに所定の倍数をかけたものを組み合わせて欠陥の判断を行っている。図８の「欠陥判定」と記載された部分（ブロック）には、例えば判断回路１４５が設けられている。なお、図８においては、比較回路１４１の内部に差分回路１４６、許容変位量保存部１３８、及び「欠陥判定」が記載されている。しかし、構成はこれに限定されるものではなく、例えば図１のように比較回路１４１と差分回路１４６と許容変位量保存部１３８が別個に設けられているものでも構わない。
【００４５】
図９は、実施形態の検査方法のフローチャートである。
【００４６】
図１０及び図１１は、実施形態の検査方法を説明するための模式図である。図１０及び図１１は、検査画像が欠陥を有する場合を例にして説明する模式図である。基準輪郭１０は、第２基準位置の一例である。第１の輪郭１４は、輪郭の一例である。基準輪郭１０は直線状の輪郭であり、ｘ方向に平行に配置されているものとする。なお、基準輪郭１０がパターンの角部等に該当し直線状の輪郭となっていなくても良い。
【００４７】
まず、図１０に示したように、基準輪郭１０に平行な方向（ｘ方向）に対応する検査画像内の方向（ｘ方向）における、画素サイズの第３自然数（Ｍ＝５Ｎ）倍の範囲内において、画素サイズの第１自然数（Ｍ＝Ｎ）倍の範囲内で計算された平均輪郭のいずれか（平均輪郭１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ又は１２ｅ）と第２基準位置の距離と、第４の許容変位量を比較する（Ｓ１０２）。そして、画素サイズの第１自然数（Ｍ＝Ｎ）倍の範囲内で計算された平均輪郭のいずれかと第２基準位置の距離が第４の許容変位量よりも短い場合は平均輪郭と第２基準位置の距離を第５の許容変位量として設定し（Ｓ１０４）、画素サイズの第１自然数（Ｍ＝Ｎ）倍の範囲内で計算された平均輪郭のいずれかと第２基準位置の距離が第４の許容変位量と同じ又はより長い場合には第４の許容変位量を第５の許容変位量として設定する（Ｓ１０６）。
【００４８】
検査画像の画素サイズと参照画像の画素サイズは、例えば、等しいものである。検査画像の画素サイズと参照画像の画素サイズが等しくない場合には、例えば、検査画像の画素サイズと参照画像の画素サイズが等しくなるように適宜演算を行えば良い。
【００４９】
自然数Ｎは、通常、例えば２の倍数である。しかし、自然数Ｎはもちろんこれに限定されるものではない。
【００５０】
後述する第２自然数は第１自然数よりも大きい。また、第３自然数は第２自然数よりも大きい。実施形態の記載では、第１自然数をＮ、後述する第２自然数を３Ｎ、第３自然数を５Ｎとしている。すなわち、第２自然数は第１自然数の３倍、第３自然数は第１自然数の５倍としている。しかし、第２自然数は第１自然数の３倍であることに限定されるものではない。また、第３自然数は第１自然数の５倍であることに限定されるものではない。
【００５１】
画素サイズの第１自然数（Ｍ＝Ｎ）倍の範囲内で計算された平均輪郭については、図１０では、画素サイズの第３自然数（Ｍ＝５Ｎ）倍の範囲を５等分し、５等分された第１の輪郭１４の各部分について、図１０の左側から順に、平均輪郭１２ａ、平均輪郭１２ｂ、平均輪郭１２ｃ、平均輪郭１２ｄ及び平均輪郭１２ｅを示している。なお平均輪郭１２の計算は、例えば、平均輪郭計算回路１４２を用いて行う。
【００５２】
実施形態の記載では、画素サイズの第３自然数（Ｍ＝５Ｎ）倍の範囲内における基準輪郭１０の第４の許容変位量を０．６Δ、後述する画素サイズの第２自然数（Ｍ＝３Ｎ）倍の範囲内における基準輪郭１０の第２の許容変位量を０．３Δ、画素サイズの第１自然数（Ｍ＝Ｎ）倍の範囲内における基準輪郭１０の第１の許容変位量を０．１Δとしている。第４の許容変位量は第２の許容変位量より大きく、第２の許容変位量は第１の許容変位量より大きいことが好ましい。ここで、許容変位量は、例えば許容変位量保存部１３８に保存されているものとする。
【００５３】
実施形態では、第２基準位置は基準輪郭としているが、これに限定されるものではない。なお、基準位置は、例えば基準位置保存部１４８に保存されているものとする。
【００５４】
図１０では、平均輪郭１２ｅと基準輪郭１０（第２基準位置）の距離は第４の許容変位量０．６Δよりも短い。そこで、平均輪郭１２ｅと基準輪郭１０（第２基準位置）の距離を第５の許容変位量として設定する。そして、平均輪郭１２ｅを第１基準位置として設定する。第１基準位置については基準位置保存部１４８に保存される。
【００５５】
次に、図１１に示したように、画素サイズの第２自然数（Ｍ＝３Ｎ）倍の範囲内において、画素サイズの第１自然数（Ｍ＝Ｎ）倍の範囲内で計算された平均輪郭のいずれか（平均輪郭１２ｂ、１２ｃ又は１２ｄ）と第１基準位置（平均輪郭１２ｅ）の距離と、第２の許容変位量を比較する（Ｓ１０８）。そして、画素サイズの第１自然数（Ｍ＝Ｎ）倍の範囲内で計算された平均輪郭のいずれかと第１基準位置の距離が第２の許容変位量よりも短い場合は平均輪郭と第１基準位置の距離を第３の許容変位量として設定し（Ｓ１１０）、画素サイズの第１自然数（Ｍ＝Ｎ）倍の範囲内で計算された平均輪郭のいずれかと第１基準位置の距離が第２の許容変位量と同じ又はより長い場合には、第２の許容変位量を第３の許容変位量として設定する（Ｓ１１２）。
【００５６】
図１１においては、平均輪郭１２ｂ、１２ｃ及び１２ｄと第１基準位置（平均輪郭１２ｅ）の距離が、第２の許容変位量（０．３Δ）より長い。そこで、第２の許容変位量（０．３Δ）を第３の許容変位量として設定する。
【００５７】
次に、第１の許容変位量と第３の許容変位量と第５の許容変位量を加算した総許容変位量を計算する（Ｓ１１４）。総許容変位量は、例えば、許容変位量加算回路１４４を用いて計算する。
【００５８】
次に、判断回路１４５は、第１の輪郭１４と第２基準位置（基準輪郭１０）の最長距離（第２最長距離の一例）と総許容変位量を比較する（Ｓ１１６）。そして、第１の輪郭１４と第２基準位置（基準輪郭１０）の最長距離が総許容変位量と同じまたはより短い場合には、検査画像は欠陥を有しないと判断し（Ｓ１１８）、第１の輪郭１４と第２基準位置（基準輪郭１０）の最長距離が総許容変位量より長い場合には、検査画像は欠陥を有すると判断する（Ｓ１２０）。
【００５９】
図１１においては、第１の輪郭１４と第２基準位置（基準輪郭１０）の最長距離は、総許容変位量（第１の許容変位量と第３の許容変位量と第５の許容変位量の和）よりも長い。従って、検査画像は欠陥を有するものと判断される。
【００６０】
図１２ないし図１４は、実施形態の他の形態の検査方法を説明するための模式図である。図１２ないし図１４は、検査画像が欠陥を有しない場合を説明するための模式図である。
【００６１】
図１２ないし図１４では、第２の輪郭１６（輪郭の一例）が欠陥を有するか、ということを考えている。まず図１２で、画素サイズの第３自然数（Ｍ＝５Ｎ）倍の範囲内において、画素サイズの第１自然数（Ｍ＝Ｎ）倍の範囲内で計算された平均輪郭のいずれか（平均輪郭１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ及び１４ｅ）と第２基準位置（基準輪郭１０）の距離は、第４の許容変位量（０．６Δ）よりも長い。そこで、第４の許容変位量を第５の許容変位量として設定する（図９のＳ１０２、Ｓ１０６）。また、第２基準位置（基準輪郭１０）に平行で第２基準位置（基準輪郭１０）から第４の許容変位量（０．６Δ）離間した線を、第１基準位置として設定する。
【００６２】
次に、図１３で、画素サイズの第２自然数（Ｍ＝３Ｎ）の範囲内において、画素サイズの第１自然数（Ｍ＝Ｎ）倍の範囲内で計算された平均輪郭のいずれか（平均輪郭１４ｂ、１４ｃ及び１４ｄ）である平均輪郭１４ｄと第１基準位置の距離は、第２の許容変位量０．３Δよりも短い。従って、平均輪郭１４ｄと第１基準位置の距離を、第３の許容変位量として設定する（図９のＳ１０８、Ｓ１１０）。
【００６３】
次に、第１の許容変位量と第３の許容変位量と第５の許容変位量を加算した総許容変位量を計算する（Ｓ１１４）。総許容変位量は、例えば、許容変位量加算回路１４４を用いて計算する。
【００６４】
次に、図１４で、第２の輪郭１６と第２基準位置（基準輪郭１０）の最長距離は、総許容変位量より短い。そこで、検査画像は欠陥を有しないとして判断される（Ｓ１１６、Ｓ１１８）。
【００６５】
次に、本実施形態の作用効果を記載する。
【００６６】
仮に、「基準輪郭１０から所定の許容変位量Δ内で輪郭がずれている場合、その輪郭は欠陥を有しない」と判断することにすると、図１０及び図１１で説明した第１の輪郭１４と、図１２ないし図１４で説明した第２の輪郭１６のいずれもが欠陥を有しないこととなる。
【００６７】
しかし、第２の輪郭１６のように、比較的緩やかに変化しているような場合は欠陥として検出をせず、第１の輪郭１４のように比較的急激に、周波数の高い成分を有して変化している場合には、欠陥として検出をしたい場合があり得る。
【００６８】
そこで、許容変位量Δを分割する。上述の実施形態では、第４の許容変位量を０．６Δ、第２の許容変位量を０．３Δ、第１の許容変位量を０．１Δとして、許容変位量を３つに分割している。
【００６９】
そして、平均輪郭と第１基準または第２基準の距離を、分割された第４の許容変位量及び第２の許容変位量と比較している。そして、平均輪郭と第１基準または第２基準の距離の方が短い場合には、平均輪郭と第１基準または第２基準の距離を第３の許容変位量または第５の許容変位量として設定している。いわば、実施形態の検査装置及び検査方法は、平均輪郭を用いて許容変位量を小さくすることにより、周波数成分の高い欠陥を主に検出しようというものである。
【００７０】
特に検査の際には、時間を節約するため、検査画像にフーリエ変換等の処理を行うことなしに、欠陥の有無の判断を行う事が好ましい。実施形態の検査装置及び検査方法では、簡易的に、周波数の高低の区別を取り入れた欠陥検出を行う事が出来る。
【００７１】
第４の許容変位量は第２の許容変位量より大きく、第２の許容変位量は第１の許容変位量より大きいことが好ましい。これは、比較的大きな第３自然数（Ｍ＝５Ｎ）倍の範囲内で設定された第４の許容変位量を相対的に大きく設定することによりパターンのラフネス起因による欠陥の検出を抑制し、比較的小さな第２自然数（Ｍ＝３Ｎ）倍及び第１自然数（Ｍ＝Ｎ）倍の範囲内で設定された第２の許容変位量及び第１の許容変位量を相対的に小さく設定することにより、周波数の高い欠陥、言い換えると局所的にとんがっていたりへこんだりしている欠陥を検出するためである。もちろん、第４の許容変位量、第２の許容変位量及び第１の許容変位量の設定の仕方は、これに限定されるものではない。
【００７２】
実施形態の検査装置及び検査方法は、ｄｉｅ  ｔｏ  ｄａｔａｂａｓｅ（ダイ−データベース）検査装置及びｄｉｅ  ｔｏ  ｄａｔａｂａｓｅ（ダイ−データベース）検査方法において適用されることが好ましい。言い換えると、参照画像は、パターンの設計データから生成された画像であることが好ましい。これは、ｄｉｅ  ｔｏ  ｄｉｅ（ダイ−ダイ）検査の場合には、参照画像の方も検査画像と同様に輪郭の部分が明確に観測されない場合があり、十分な検査を行うことが出来ない場合があるためである。
【００７３】
以上の説明において、一連の「〜回路」は、処理回路を含み、その処理回路には、電気回路、コンピュータ、プロセッサ、回路基板、量子回路、或いは、半導体装置等が含まれる。また、各「〜回路」は、共通する処理回路（同じ処理回路）を用いてもよい。或いは、異なる処理回路（別々の処理回路）を用いても良い。プロセッサ等を実行させるプログラムは、磁気ディスク装置、磁気テープ装置、ＦＤ、或いはＲＯＭ（リードオンリメモリ）等の記録媒体に記録されればよい。また、「〜記憶部」、「〜保存部」又は記憶装置は、たとえば磁気ディスク装置、磁気テープ装置、ＦＤ、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）、ＳＳＤ（ソリッドステートドライブ）などの記録媒体を含む。
【００７４】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施形態について説明した。上述の実施形態はあくまで、例として挙げられているだけであり、本発明を限定するものではない。例えば、実施形態ではマルチビームを用いた検査装置について記載したが、１本のビームを用いた検査装置であっても良い。また、各実施形態の構成要素を適宜組み合わせてもかまわない。
【００７５】
実施形態では、検査方法及び検査装置の構成やその製造方法等、本発明の説明に直接必要としない部分等については記載を省略したが、必要とされる検査方法の構成を適宜選択して用いることが出来る。その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての検査方法は、本発明の範囲に包含される。本発明の範囲は、特許請求の範囲及びその均等物の範囲によって定義されるものである。
【符号の説明】
【００７６】
１０  基準輪郭
１１  点
２０  マルチ１次電子ビーム
２２  穴
２８，３６  測定用画素
２９  サブ照射領域
３３  マスクダイ
３４  照射領域
３６  画素
１００  検査装置
１０１  基板
１０２  電子ビームカラム
１０３  検査室
１０６  検出回路
１０７  位置回路
１０９  設計データ保存部
１１０  制御計算機
１１１  展開回路
１１４  ステージ制御回路
１１７  モニタ
１１８  メモリ
１１９  プリンタ
１２０  バス
１２２  レーザ測長システム
１２３  ストライプパターンメモリ
１２４  レンズ制御回路
１２６  ブランキング制御回路
１２７  駆動機構
１２８  偏向制御回路
１３２  画像保存部
１３８  許容変位量保存部
１３９  参照画像生成回路
１４０  輪郭抽出回路
１４１  比較回路
１４２  平均輪郭計算回路
１４３  許容変位量設定回路
１４４  許容変位量加算回路
１４５  判断回路
１４６  差分回路
１４７  位置合わせ回路
１４８  基準位置保存部
１５５  電子光学画像取得機構（画像取得機構）
１６０  制御系回路
２００  電子ビーム
２０１  電子銃（照射源）
２０２  電磁レンズ
２０３  成形アパーチャアレイ基板
２０５  電磁レンズ（縮小レンズ）
２０６  電磁レンズ
２０７  電磁レンズ（対物レンズ）
２０８  主偏向器
２０９  副偏向器
２１２  一括ブランキング偏向器
２１３  制限アパーチャ基板
２１４  ビームセパレーター
２１６  ミラー
２２２  マルチ検出器
２２４，２２６  電磁レンズ
２２８  偏向器
３００  マルチ２次電子ビーム
３３０  検査領域
３３２  チップ（ウェハダイ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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