KR100542741B1 - 전자빔 검사 장치 및 이의 동작 상태 검사 방법 - Google Patents

전자빔 검사 장치 및 이의 동작 상태 검사 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100542741B1
KR100542741B1 KR1020030042241A KR20030042241A KR100542741B1 KR 100542741 B1 KR100542741 B1 KR 100542741B1 KR 1020030042241 A KR1020030042241 A KR 1020030042241A KR 20030042241 A KR20030042241 A KR 20030042241A KR 100542741 B1 KR100542741 B1 KR 100542741B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
graph
test
inspection
electron beam
area
Prior art date
Application number
KR1020030042241A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20050001890A (ko
Inventor
남궁환
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020030042241A priority Critical patent/KR100542741B1/ko
Priority to US10/868,220 priority patent/US7075074B2/en
Publication of KR20050001890A publication Critical patent/KR20050001890A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100542741B1 publication Critical patent/KR100542741B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
    • H01J37/28—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/22—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material
    • G01N23/225—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material using electron or ion
    • G01N23/2251—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material using electron or ion using incident electron beams, e.g. scanning electron microscopy [SEM]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/22—Optical, image processing or photographic arrangements associated with the tube
    • H01J37/222—Image processing arrangements associated with the tube
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
    • H01J37/261—Details
    • H01J37/265—Controlling the tube; circuit arrangements adapted to a particular application not otherwise provided, e.g. bright-field-dark-field illumination
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/26—Electron or ion microscopes
    • H01J2237/28—Scanning microscopes
    • H01J2237/2813—Scanning microscopes characterised by the application
    • H01J2237/2817—Pattern inspection

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

전자빔 검사 장치의 동작 상태 검사 공정에 있어서, 전자빔은 기판 상에 기 설정된 검사 영역의 다수의 스캐닝 라인을 순차적으로 스캔한다. 검출기는 다수의 스캐닝 라인을 따라 방출되는 이차 전자를 검출한다. 이미지 획득 유닛은 상기 이차 전자로부터 상기 다수의 스캔 라인에 대응하는 검사 이미지들을 획득하고, 이미지 분석 유닛은 결함들을 검출하기 위해 초기 민감도를 사용하여 상기 검사 이미지들을 분석한다. 그래픽 유닛은 결함들의 수를 나타내는 검사 그래프를 형성하고, 연산 유닛은 검사 그래프와 기준 그래프를 비교한다. 보상기는 검사 그래프와 기준 그래프 사이의 차이에 대응하는 민감도 차이에 따라 상기 초기 민감도를 보상한다.

Description

전자빔 검사 장치 및 이의 동작 상태 검사 방법{Electron beam inspection apparatus and method of testing operation state of the same}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자빔 검사 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전자빔 검사 장치의 동작 상태 검사 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 기판 상에 설정된 검사 영역을 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 검사 영역에 대한 확대 평면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 검사 영역의 픽셀들을 나타내는 확대 평면도이다.
도 6은 검사 영역의 결함들을 나타내는 검사 그래프이다.
도 7은 기준 기판의 시험 영역으로부터 기준 그래프를 획득하기 위한 흐름도이다.
도 8은 기준 기판의 시험 영역의 결함들을 나타내는 다수의 시험 그래프와 기준 그래프이다.
도 9는 기준 기판의 시험 영역으로부터 시험 면적 그래프를 획득하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 시험 면적 그래프를 이용하는 전자빔 검사 장치의 동작 상태 검사 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11은 검사 그래프의 면적과 기준 그래프의 면적을 나타내는 그래프이다.
도 12는 시험 면적 그래프를 나타내는 함수 방정식의 일 예를 나타내는 그래프이다.
도 13은 시험 면적 그래프를 나타내는 함수 방정식의 다른 예를 나타내는 그래프이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 기판 12 : 검사 영역
14 : 스캐닝 라인 20 : 전자빔
50 : 검사 그래프 60 : 시험 그래프
70 : 기준 그래프 80 : 시험 면적 그래프
100 : 전자빔 검사 장치 110 : 전자빔 소스
112 : 전자총 114 : 컬럼
120 : 필라멘트 122 : 추출 전극
124 : 축 조정 코일 126 : 조리개
128 : 주사 코일 130 : 자기 렌즈
132 : 집속 렌즈 134 : 대물 렌즈
140 : 스테이지 142 : 구동 유닛
144 : 검출기 146 : 이미지 획득 유닛
148 : 이미지 처리 유닛 150 : 그래픽 유닛
152 : 연산 유닛 154 : 보상기
156 : 메모리 유닛 158 : 디스플레이 유닛
본 발명은 전자빔 검사 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 전자빔을 이용하여 기판 상에 존재하는 결함을 검출하기 위한 전자빔 검사 장치와 이의 동작 상태를 검사하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 장치는 반도체 기판으로 사용되는 실리콘웨이퍼 상에 전기적인 회로를 형성하는 팹(Fab) 공정과, 상기 팹 공정에서 형성된 반도체 장치들의 전기적인 특성을 검사하는 EDS(electrical die sorting)공정과, 상기 반도체 장치들을 각각 에폭시 수지로 봉지하고 개별화시키기 위한 패키지 조립 공정을 통해 제조된다.
상기 팹 공정은 다양한 단위 공정들을 포함하며, 상기 단위 공정들은 반도체 기판 상에 전기적 소자를 형성하기 위해 반복적으로 수행된다. 상기 단위 공정들은 증착 공정, 포토리소그래피 공정, 식각 공정, 화학적 기계적 연마 공정, 이온 주입 공정, 세정 공정, 검사 공정 등을 포함한다.
상기 검사 공정은 상기 반도체 기판 상에 형성된 막 또는 패턴의 결함들을 검출하기 위해 수행된다. 상기 결함들은 반도체 장치의 동작 특성을 저하시키고, 경쟁력 향상을 위한 생산 효율을 감소시킨다. 상기 결함들은 스크레치, 파티클, 반 도체 기판의 표면 상에 형성된 물질 막의 제거되지 않은 부분 등과 같이 다양한 형태를 가질 수 있으며, 검사 공정을 통해 검출되지 않은 결함들은 반도체 기판으로부터 제조되는 반도체 장치의 불량의 원인으로 작용한다.
상기 검사 공정에는 다양한 검사 장치들이 사용될 수 있으며, 그 예로써, 전자빔(electron beam)을 이용하는 검사 장치로는 주사 전자 현미경(scanning electron microscope; SEM), 투과 전자 현미경(transmission electron microscope; TEM), 전자빔 검사 장치(electron beam inspection apparatus) 등이 있다. 또한, 이온빔을 이용하는 이차 이온 질량 분석기(secondary ion mass spectrometry; SIMS)가 있으며, 레이저빔을 이용하는 표면 검사 장치가 사용될 수 있다.
상기 검사 장치 및 검사 공정에 대한 일 예로써, 미합중국 등록특허 제5,917,588(issued to Addiego)에는 명시야 조명(bright field illumination)과 암시야 조명(dark field illumination)을 사용하여 반도체 기판의 결함을 찾는 검사 시스템 및 검사 장치가 개시되어 있고, 미합중국 등록특허 제6,215,551호(issued to Nikoonahad et al.)에는 포커싱된 레이저빔을 반도체 기판에 조사하여 반도체 기판으로부터 산란된 광을 통해 반도체 기판의 결함을 찾는 표면 검사 장치가 개시되어 있다. 또한, 주사 전자 현미경과 광학 현미경을 사용하여 반도체 웨이퍼 상의 결함을 검사하기 위한 장치와 방법이 미합중국 특허 제6,407,373호(issued to Dotan)에 개시되어 있다.
상기 검사 장치들 중에서 전자빔 검사 장치는 전자빔을 발생시키기 위한 전자빔 소스와, 실리콘웨이퍼와 같은 기판을 지지하기 위한 스테이지와, 상기 스테이 지의 위치를 조절하기 위한 구동 유닛과, 상기 전자빔의 스캐닝에 의해 상기 검사 영역으로부터 방출되는 이차 전자를 검출하기 위한 검출기와, 상기 검출기에 의해 검출된 이차 전자로부터 검사 이미지를 획득하기 위한 이미지 획득 유닛과, 상기 검사 이미지들을 분석하여 상기 검사 영역에 존재하는 결함들을 검출하기 위한 이미지 처리 유닛과, 상기 검사 이미지를 디스플레이하기 위한 디스플레이 유닛을 포함한다.
상기 전자빔 소스는 전자들을 발생시키기 위한 전자총과, 상기 전자들을 추출하여 전자빔으로 형성하고 상기 전자빔의 거동을 제어하기 위한 자기 렌즈를 갖는 컬럼(column)을 포함한다. 전자총은 전자들을 발생시키기 위한 필라멘트와 상기 전자들을 추출하기 위한 추출 전극을 포함한다. 상기 추출 전극을 통해 추출된 전자들은 자기 렌즈를 통해 기판의 검사 영역 상으로 조사된다. 상기 자기 렌즈는 추출된 전자들을 집속하여 전자빔으로 형성하기 위한 한 쌍의 집속 렌즈와, 기판의 검사 영역 상으로 조사되는 전자빔의 스폿 사이즈(spot size)를 조절하기 위한 대물 렌즈를 포함한다.
상기와 같은 집속 렌즈에 의해 형성된 전자빔은 한 쌍의 집속 렌즈와 대물 렌즈 사이에 배치되는 주사 코일에 의해 편향되며, 편향된 전자빔은 대물 렌즈를 통해 기판의 검사 영역을 스캔한다. 즉, 상기 전자빔은 자기 렌즈에 의해 형성되는 자기장 및 전기장에 의해 세기 및 스폿 사이즈가 조절된다.
그러나, 상기 자기장 및 전기장은 시간의 경과에 따라 변화될 수 있으며, 자기장 및 전기장의 변화는 전자빔의 특성을 변화시켜 기판의 검사 영역에 존재하는 결함의 검출율(detection rate)을 저하시킬 수 있다.
상기 검출율의 저하와 같은 검사 오류를 방지하기 위해 주기적인 전자빔 검사 장치의 동작 상태 검사 공정이 수행된다. 상기 전자빔 검사 장치의 동작 상태 검사 공정에는 기 설정된 수량의 결함들을 갖는 기준 기판이 사용되며, 전자빔 검사 장치에 의해 검출된 결함들의 수와 상기 기 설정된 결함들의 수가 비교된다. 여기서, 검출된 결함들의 수와 기 설정된 결함들의 수 사이의 차이가 허용 범위를 벗어나는 경우, 이미지 분석에 사용되는 민감도(sensitivity)를 조절하거나, 자기 렌즈에 의해 형성되는 자기장 및 전기장의 세기를 조절한다.
상기와 같이 민감도를 조정하거나 자기 렌즈에 의해 형성되는 자기장 및 전기장의 세기를 조정한 후, 상기 결함들이 검출된 부위에 대한 결함 검사 공정을 다시 수행하여 결함 검출율이 정상적으로 회복되었는지를 확인해야 한다. 그러나, 전자빔에 의해 발생하는 기판의 하전 효과(charging effect)로 인해 연속적인 검사 공정의 수행이 불가능하다. 상기 기판의 하전 효과를 제거하는데 소요되는 시간은 전자빔 검사 공정의 스루풋(throughput)을 저하시키는 요인으로 작용한다. 또한, 상기 조정된 민감도 또는 조정된 전기장 및 자기장의 세기가 적절한지를 판단하기 위해서는 수 내지 수십 차례 반복적으로 상기와 같은 결함 검사 공정을 수행해야 하므로, 시간적인 손실이 크게 증가한다.
한편, 기판의 검사 영역 상의 다수의 스캐닝 라인(scanning line, 또는 스캐닝 띠(scanning swath))을 따라 방출되는 이차 전자들의 수는 상기 다수의 스캐닝 라인들에 따라 변화될 수 있으므로, 단순히 검출된 결함들의 수에 의존하여 전자빔 검사 장치의 동작 상태를 판단하기는 매우 어렵다. 따라서, 결함 검사의 신뢰성을 확보하기 위해서는 반복적인 전자빔 검사 장치의 동작 상태 검사 공정의 수행이 요구되며, 이는 반도체 장치의 생산성을 저하시키는 주요한 원인으로 작용한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제1목적은 기판의 검사 영역 상에 존재하는 결함들의 수를 나타내는 기준 그래프와 검사 그래프를 이용하여 용이하게 전자빔 검사 장치의 동작 상태를 검사할 수 있는 방법을 제시하는데 있다.
본 발명의 제2목적은 상술한 바와 같은 전자빔 검사 장치의 동작 상태 검사 방법을 수행할 수 있는 전자빔 검사 장치를 제공하는데 있다.
상기 제1목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전자빔 검사 장치의 동작 상태 검사 방법은, 전자빔으로 기판 상에 기 설정된 검사 영역의 다수의 스캐닝 라인을 따라 순차적으로 스캔하는 단계; 상기 다수의 스캐닝 라인으로부터 방출되는 이차 전자를 검출하는 단계; 상기 검출된 이차 전자로부터 상기 다수의 스캐닝 라인과 대응하는 검사 이미지들을 획득하는 단계; 상기 다수의 스캐닝 라인 상에 존재하는 결함들의 수와 대응하는 검사 그래프를 형성하기 위해 초기 민감도를 사용하여 상기 검사 이미지들을 분석하는 단계; 및 상기 검사 그래프를 기준 그래프와 비교하는 단계를 포함한다.
상기 결함들은 상기 다수의 스캐닝 라인을 이루는 다수의 픽셀들의 그레이 레벨(gray level)을 서로 비교함으로써 검출된다. 이때, 상기 기준 그래프는 기준 기판으로부터 획득된 기준 이미지를 기준 민감도를 사용하여 분석함으로써 획득되며, 상기 초기 민감도는 상기 기준 민감도와 동일하다. 상기 검사 그래프와 상기 기준 그래프 사이의 차이가 기 설정된 허용 범위를 벗어나는 경우, 상기 초기 민감도는 상기 차이가 상기 허용 범위를 만족하도록 조정된다.
상기 기준 민감도는 다음과 같은 방법으로 획득될 수 있다. ⅰ) 전자빔을 이용하여 기준 기판 상에 기 설정된 시험 영역의 다수의 스캐닝 라인을 순차적으로 스캔한다. ⅱ) 상기 시험 영역의 다수의 스캐닝 라인으로부터 방출되는 이차 전자를 검출한다. ⅲ) 상기 시험 영역으로부터 검출된 이차 전자로부터 시험 이미지들을 획득한다. ⅳ) 상기 시험 영역의 다수의 스캐닝 라인 상에 존재하는 결함들의 수와 대응하는 시험 그래프를 형성하기 위해 상기 시험 이미지들을 분석한다. ⅴ) 상기 이미지 분석에 사용되는 민감도를 단계적으로 증가 또는 감소시키면서 상기 ⅰ) 내지 ⅳ) 단계들을 반복적으로 수행한다. ⅵ) 획득된 다수의 시험 그래프 중에서 기준 그래프를 선택한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 검사 그래프와 기준 그래프를 비교하는 단계는 상기 검사 그래프의 면적을 상기 기준 그래프의 면적과 비교함으로써 수행된다. 구체적으로, 상기 다수의 시험 그래프의 면적들을 각각 산출하고, 상기 다수의 시험 그래프의 면적들을 시험 면적 그래프로 형성한다. 상기 검사 그래프의 면적을 산출하고, 산출된 검사 그래프의 면적을 상기 시험 면적 그래프를 이용하여 기준 그래프의 면적과 비교한다. 검사 그래프의 면적과 기준 그래프의 면적 사이의 차이에 대응하는 민감도 차이에 따라 상기 초기 민감도가 조정된다.
상기 시험 면적 그래프는 일차 방정식 및 이차 방정식과 같은 함수 방정식으로 표현될 수 있으며, 상기 민감도 차이는 상기 함수 방정식에 의해 용이하게 산출될 수도 있다.
상기 제2목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전자빔 검사 장치는, 전자빔을 발생시키고, 상기 전자빔이 기판 상에 기 설정된 검사 영역의 다수의 스캐닝 라인을 순차적으로 스캔하도록 상기 전자빔의 거동을 제어하기 위한 전자빔 소스; 상기 기판을 지지하기 위한 스테이지; 상기 전자빔이 상기 기판의 검사 영역 표면에 조사되도록 상기 스테이지의 위치를 조절하기 위한 구동 유닛; 상기 다수의 스캐닝 라인으로부터 방출되는 이차 전자를 검출하기 위한 검출기; 상기 검출기와 연결되며, 검출된 이차 전자로부터 상기 다수의 스캐닝 라인과 각각 대응하는 다수의 검사 이미지를 획득하기 위한 이미지 획득 유닛; 상기 다수의 스캐닝 라인 상에 존재하는 결함들을 검출하기 위해 초기 민감도를 사용하여 상기 다수의 검사 이미지를 분석하기 위한 이미지 처리 유닛; 상기 다수의 스캐닝 라인과 상기 검출된 결함들의 수를 나타내는 검사 그래프를 형성하기 위한 그래픽 유닛; 및 상기 검사 그래프를 기준 그래프와 비교하기 위한 연산 유닛을 포함한다.
상기 기준 그래프는 단계적으로 증가되는 민감도들을 각각 사용하여 기준 기판의 시험 영역으로부터 검출된 결함들의 수를 나타내는 다수의 시험 그래프 중에서 선택된 하나이다.
상기 연산 유닛은 검사 그래프의 면적 및 상기 다수의 시험 그래프의 면적들을 각각 산출하고, 상기 다수의 시험 그래프의 면적들을 나타내는 시험 면적 그래 프를 형성하고, 상기 검사 그래프의 면적을 상기 시험 면적 그래프를 이용하여 상기 기준 그래프의 면적과 비교하고, 상기 시험 면적 그래프를 나타내는 함수 방정식을 구하는 기능을 더 수행한다.
상기 전자빔 검사 장치는 상기 검사 그래프의 면적과 상기 기준 그래프의 면적 사이의 차이에 대응하는 민감도 차이에 따라 상기 초기 민감도를 보상하기 위한 보상기(compensator)와, 상기 검사 그래프 및 상기 기준 그래프를 포함하는 상기 시험 그래프를 디스플레이하기 위한 디스플레이 유닛을 더 포함한다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 검사 그래프와 기준 그래프의 비교를 통해 용이하게 전자빔 검사 장치의 동작 상태를 확인할 수 있으며, 상기 비교 결과에 따라 전자빔 검사 장치의 민감도를 보상하므로 전자빔 검사 장치의 동작 상태 검사 공정을 반복적으로 수행할 필요가 없다. 따라서, 전자빔 검사 장치의 동작 상태 검사 공정의 반복적인 수행에 소요되는 시간적인 손실이 감소되며, 전자빔 검사 공정의 스루풋이 향상되며, 반도체 장치의 생산성이 향상된다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자빔 검사 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 전자빔 검사 장치의 동작 상태 검사 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 도시된 전자빔 검사 장치(100)는 전자빔 소스(110), 스테이지(140), 구동 유닛(142), 검출기(144), 이미지 획득 유닛(146), 이미지 처리 유닛(148), 그래픽 유닛(150), 연산 유닛(152), 보상기(154), 메모리 유닛(156) 및 디스플레이 유닛(158)을 포함한다.
상기 전자빔 소스(110)는 전자들을 발생시키기 위한 전자총(112)과, 상기 전자들을 전자빔(20)으로 형성하고 상기 전자빔(20)을 실리콘웨이퍼와 같은 기판(10)의 표면으로 조사하기 위한 컬럼(114)을 포함한다.
전자총(112)은 전자들을 발생시키기 위한 필라멘트(120)와 상기 전자들을 추출하기 위한 추출 전극(122)을 포함한다. 상기 컬럼(114)은 축 조정 코일(124), 자기 렌즈(130), 조리개(126), 주사 코일(128) 등을 포함한다.
상기 자기 렌즈(130)는 일반적으로 코일이 감겨진 원통형의 전자석으로, 자기장을 형성하여 전자들을 집속시킨다. 일반적으로, 전자총(112)에 의해 발생되는 전자빔의 단면적은 10 내지 50㎛ 정도이며, 기판(10) 상에 조사되는 전자빔의 스폿 사이즈는 약 5 내지 200㎚ 정도이다. 상기 자기 렌즈(130)는 한 쌍의 집속 렌즈(132)와 한 개의 대물 렌즈(134)를 포함한다. 상기 한 쌍의 집속 렌즈(132)는 전자총(112)으로부터 발생된 전자빔을 집속시키며, 전자빔의 세기를 조절한다. 상기 대물 렌즈(134)는 기판(10)의 표면에 조사되는 전자빔의 스폿 사이즈 및 초점 거리를 조절한다.
축 조정 코일(124)은 추출 전극(122)과 자기 렌즈(130) 사이에 배치되며 상기 추출 전극(122)에 의해 형성된 전자빔을 상기 자기 렌즈(130)의 중심축에 일치시킨다.
조리개(126)와 주사 코일(128)은 한 쌍의 집속 렌즈(132)와 대물 렌즈(134) 사이에 배치되며, 주사 코일(128)은 상기 전자빔이 기판(10)의 표면을 스캔하도록 상기 전자빔을 편향시킨다.
스테이지(140)는 기판(10)을 지지하며, 스테이지(140)와 연결된 구동 유닛(142)은 기판(10) 상에 기 설정된 검사 영역에 상기 전자빔(20)이 조사되도록 스테이지(140)의 위치를 조절한다. 상기 구동 유닛(142)으로는 직교 좌표 로봇이 사용될 수 있다. 한편, 도시되지는 않았으나, 스테이지(140)의 하부에는 스테이지(140)의 높이를 조절하기 위한 제2구동 유닛이 연결될 수 있으며, 상기 제2구동 유닛으로는 압전 소자가 사용될 수 있다.
검출기(144)는 전자빔(20)의 조사에 의해 기판(10)의 검사 영역으로부터 방출되는 이차 전자를 검출하며, 검출된 이차 전자와 대응하는 전류 신호를 전압 신호로 변환시키고, 상기 전압 신호를 증폭시킨다. 이때, 검출기(144)에는 상기 이차 전자를 검출하기 위한 바이어스 전압이 인가된다.
이미지 획득 유닛(146)은 검출기(144)와 연결되며, 상기 증폭된 전압 신호를 기판(10)의 검사 영역과 대응하는 이미지 정보로 변환시킨다. 상기 이미지 정보는 상기 기판(10)의 검사 영역과 대응하는 검사 이미지들을 이루는 다수의 픽셀들의 그레이 레벨들을 포함한다. 즉, 이미지 획득 유닛(146)은 아날로그형의 전압 신호를 디지털형의 이미지 정보로 변환시키는 AD 컨버터(analog digital convertor)로써 기능한다.
이미지 처리 유닛(148)은 상기 이미지 획득 유닛(146)과 연결되며, 상기 이미지 정보를 분석하여 상기 기판(10)의 검사 영역 상에 존재하는 결함들을 검출한 다. 구체적으로, 상기 이미지 처리 유닛(148)은 기 설정된 초기 민감도를 사용하여 상기 검사 이미지를 구성하는 픽셀들의 그레이 레벨들을 서로 비교하여 상기 검사 영역 상에 존재하는 결함들의 수를 검출한다. 상기 검사 영역은 기 설정된 다수의 스캐닝 라인을 포함하며, 상기 이미지 처리 유닛(148)은 상기 다수의 스캐닝 라인에 각각 대응하는 결함들의 수들을 검출한다.
이때, 상기 초기 민감도는 결함 판정의 기준이 된다. 즉, 초기 민감도가 적정 수준보다 강하게(hard) 설정되는 경우 결함들의 수량은 실제 수량보다 높게 나타날 수 있으며, 이와 반대로, 초기 민감도가 적정 수준보다 느슨하게(loose) 설정되는 경우 결함들의 수량은 실제 수량보다 낮게 나타날 수 있다. 수치적으로 설명하면, 결함들의 수량은 민감도와 반비례한다. 즉, 초기 민감도의 수치가 적정 수준보다 작게 설정되는 경우 결함들의 수량은 실제 수량보다 높게 나타날 수 있으며, 이와 반대로, 초기 민감도의 수치가 적정 수준보다 크게 설정되는 경우 결함들의 수량은 실제 수량보다 낮게 나타날 수 있다.
따라서, 상기 초기 민감도는 기준 기판에 대한 결함 검사 공정을 반복적으로 수행함으로써 획득되는 기준 민감도와 동일하게 설정되는 것이 바람직하다. 상기 기준 기판은 베어 웨이퍼 상에 기 설정된 수량 및 위치들을 갖는 결함들을 형성함으로써 제작될 수 있다.
그래픽 유닛(150)은 상기 이미지 처리 유닛(148)과 연결되며, 상기 다수의 스캐닝 라인과 결함들의 수들을 나타내는 검사 그래프를 형성한다.
연산 유닛(152)은 상기 검사 그래프와 상기 기준 그래프를 비교한다.
상기 기준 그래프는 다수의 시험 그래프 중에서 선택된다. 다수의 시험 그래프는 기준 기판 상에 기 설정된 시험 영역에 대하여 민감도를 변화시키면서 반복적으로 수행된 결함 검사 공정에 의해 획득될 수 있다. 즉, 전자빔(20)의 스캐닝에 의해 기준 기판의 검사 영역으로부터 방출되는 이차 전자를 검출하고, 검출된 이차 전자로부터 시험 이미지 및 시험 그래프를 획득한다. 이어서, 민감도를 단계적으로 증가 또는 감소시키면서 상기 시험 이미지를 반복적으로 분석하여 다수의 민감도에 각각 대응하는 다수의 시험 그래프를 획득한다. 상기 다수의 시험 그래프 중에서 상기 시험 영역에 실제로 존재하는 결함들의 수량과 대응하는 시험 그래프를 기준 그래프로 선택한다. 이때, 기준 민감도는 상기 선택된 기준 그래프와 대응하는 민감도이며, 상기 다수의 시험 그래프는 이미지 처리 유닛(148) 및 그래픽 유닛(150)에 의해 획득된다.
상기와 같이 획득된 시험 이미지, 다수의 시험 그래프, 기준 그래프 및 검사 그래프는 메모리 유닛(156)에 저장되며, 디스플레이 유닛(158)에 의해 디스플레이된다.
연산 유닛(152)은 상기 검사 그래프를 기준 그래프와 비교한다. 연산 유닛(152)은 기준 그래프의 면적을 산출하며, 산출된 기준 그래프의 면적은 상기 메모리 유닛(156)에 저장된다. 또한, 연산 유닛(152)은 검사 그래프의 면적을 산출하고, 산출된 검사 그래프의 면적을 상기 기준 그래프의 면적과 비교한다. 이어서, 연산 유닛(152)은 검사 그래프의 면적과 기준 그래프의 면적 사이의 차이와 대응하는 민감도 차이를 산출한다.
보상기(154)는 상기 검사 그래프와 기준 그래프 사이의 차이에 따라 초기 민감도를 보상한다. 구체적으로, 보상기(154)는 상기 검사 그래프의 면적과 기준 그래프의 면적 사이의 차이와 대응하는 민감도 차이에 따라 초기 민감도를 보상한다.
상기 검사 그래프의 면적과 상기 기준 그래프의 면적 사이의 차이와 대응하는 민감도 차이는 시험 면적 그래프에 의해 산출될 수 있다.
상기 연산 유닛(152)은 다수의 시험 그래프의 면적들을 산출하고, 민감도 변화에 따른 상기 면적들의 변화를 나타내는 시험 면적 그래프를 형성하며, 상기 시험 면적 그래프를 나타내는 함수 방정식을 산출한다. 상기 함수 방정식은 일차 방정식 또는 이차 방정식으로 표현될 수 있다. 상기 연산 유닛(152)은 상기 검사 그래프의 면적과 상기 기준 그래프의 면적 사이의 차이와 대응하는 민감도 차이를 상기 함수 방정식을 이용하여 산출할 수 있다.
도 3은 기판 상에 설정된 검사 영역을 나타내는 평면도이며, 도 4는 도 3에 도시된 검사 영역에 대한 확대 평면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 검사 영역의 픽셀들을 나타내는 확대 평면도이다. 도 6은 검사 영역의 결함들을 나타내는 검사 그래프이다.
상기와 같은 구성을 갖는 전자빔 검사 장치(100)의 동작 상태 검사 방법을 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
기판(10)을 스테이지(140) 상에 로딩한다.(S100) 구동 유닛(142)은 스테이지(140) 상에 지지된 기판(10) 상에 기 설정된 검사 영역(12)이 전자빔 소스(110)와 대응하도록 스테이지(140)의 위치를 조절한다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 검사 영역(12)은 기판(10) 상에 임의로 설정될 수 있으며, 검사 영역(12)은 기 설정된 다수의 스캐닝 라인(14)을 갖는다.
전자빔으로 기판의 검사 영역을 스캔한다.(S110) 도 4에 도시된 바와 같이, 전자빔 소스(110)로부터 발생된 전자빔(20)은 검사 영역(12)의 다수의 스캐닝 라인(14)을 순차적으로 스캔한다.
검사 영역(12)으로부터 이차 전자를 검출한다.(S120) 전자빔(20)의 스캐닝에 의해 상기 다수의 스캐닝 라인(14)을 따라 방출되는 이차 전자는 바이어스 전압이 인가된 검출기(144)에 의해 검출된다. 검출기(144)는 검출된 이차 전자와 대응하는 전류 신호를 전압 신호로 변환시키고, 상기 전압 신호를 증폭시킨다.
검출된 이차 전자로부터 검사 이미지들(16)을 획득한다.(S130) 검출기(144)에 의해 증폭된 상기 전압 신호는 이미지 획득 유닛(146)에 의해 상기 다수의 스캐닝 라인(14)과 각각 대응하는 다수의 검사 이미지(16)를 포함하는 디지털형의 이미지 정보로 변환된다.
검사 이미지들(16)을 분석하여 결함들을 검출한다.(S140) 이미지 처리 유닛(148)은 상기 다수의 검사 이미지들(16)을 초기 민감도를 사용하여 분석함으로써 검사 영역(12) 상에 존재하는 결함들을 다수의 스캐닝 라인(14)별로 검출한다. 도 5를 참조하면, 제2픽셀(32)은 제1스캐닝 라인(1)을 따라 인접하는 제1픽셀(30)과는 다른 그레이 레벨을 가지며, 제3픽셀(34)과 동일한 그레이 레벨을 갖는다. 제5픽셀(38)은 제2스캐닝 라인(2)을 따라 인접하는 제4픽셀(36) 및 제6픽셀(40)과 다른 그레이 레벨을 갖는다. 상기와 같이 서로 인접하는 픽셀들 중 하나와 다른 그 레이 레벨을 갖는 픽셀 또는 인접하는 픽셀들 모두와 다른 그레이 레벨을 갖는 픽셀이 결함으로 검출된다. 또한, 인접하는 픽셀들 중 적어도 하나와 다른 그레이 레벨을 갖는 픽셀이 결함으로 검출될 수도 있다. 도시된 화살표는 전자빔의 스캐닝 방향을 의미한다.
결함들의 수를 나타내는 검사 그래프(50)를 형성한다.(S150) 그래픽 유닛(150)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 다수의 스캐닝 라인(14)과 각각 대응하는 결함들의 수들을 나타내는 검사 그래프(50)를 형성한다.
검사 그래프(50)를 기준 그래프와 비교한다.(S160) 상기 검사 그래프(50)와 기준 그래프는 디스플레이 유닛(158)을 통해 디스플레이되며, 작업자에 의해 육안으로 비교될 수 있다.
상기 검사 그래프(50)와 기준 그래프 사이의 차이에 따라 초기 민감도를 보상한다.(S170) 작업자는 검사 그래프(50)와 기준 그래프 사이의 차이가 허용 범위를 만족하는지를 확인하고, 상기 검사 그래프(50)와 기준 그래프 사이의 차이가 허용 범위를 만족하지 않는 경우, 상기 검사 그래프(50)와 기준 그래프 사이의 차이에 따라 상기 초기 민감도를 보상한다.
상기 기준 그래프는 기준 기판의 기 설정된 시험 영역으로부터 획득될 수 있으며, 상술한 바와 같은 전자빔 검사 장치의 동작 상태 검사 방법은 상기 기준 기판을 이용하여 수행될 수 있다. 즉, 상기 전자빔 검사 장치의 동작 상태 검사 방법에 사용되는 기판(10)은 기준 기판인 것이 바람직하며, 상기 검사 영역(12)은 상기 시험 영역인 것이 바람직하다. 또한, 상기 초기 민감도는 기준 민감도와 동일한 것 이 바람직하다.
상기 검사 그래프(50)와 기준 그래프 사이의 차이가 상기 허용 범위를 만족하지 않는다는 것은 전자빔 소스(110)의 전기장 및 자기장이 변화되어 전자빔 검사 장치(100)의 동작 상태가 비정상적이라는 것을 의미한다. 상기 전기장 및 자기장의 변화는 초기 민감도의 조정에 의해 보상될 수 있다. 따라서, 전자빔 검사 장치(100)의 동작 상태는 정상적으로 회복될 수 있다.
도 7은 기준 기판의 시험 영역으로부터 기준 그래프를 획득하기 위한 흐름도이고, 도 8은 기준 기판의 시험 영역의 결함들을 나타내는 다수의 시험 그래프와 기준 그래프이다.
상기 기준 그래프를 획득하는 방법은 도 7 및 도 8을 참조하여 상세하게 설명될 것이다.
기준 기판을 스테이지(140) 상에 로딩한다.(S10) 구동 유닛(142)은 스테이지(140) 상에 지지된 기준 기판의 시험 영역이 전자빔 소스(110)와 대응하도록 스테이지(140)의 위치를 조절한다.
전자빔(20)으로 기준 기판의 시험 영역을 스캔한다.(S12) 상기 기준 기판의 시험 영역은 다수의 스캐닝 라인을 포함한다. 전자빔 소스(110)로부터 조사된 전자빔(20)은 시험 영역의 다수의 스캐닝 라인을 순차적으로 스캔한다.
시험 영역으로부터 이차 전자를 검출한다.(S14) 전자빔(20)의 스캐닝에 의해 시험 영역의 다수의 스캐닝 라인을 따라 방출되는 이차 전자는 바이어스 전압이 인가된 검출기(144)에 의해 검출된다. 검출기(144)는 검출된 이차 전자와 대응하는 전류 신호를 전압 신호로 변환시키고, 상기 전압 신호를 증폭시킨다.
검출된 이차 전자로부터 시험 이미지들을 획득한다.(S16) 검출기(144)에 의해 증폭된 상기 전압 신호는 이미지 획득 유닛(146)에 의해 시험 영역의 다수의 스캐닝 라인과 각각 대응하는 다수의 시험 이미지를 포함하는 디지털형의 이미지 정보로 변환된다.
시험 이미지들을 분석하여 결함들을 검출한다.(S18) 이미지 처리 유닛(148)은 상기 다수의 시험 이미지들을 임의로 선택된 민감도를 사용하여 분석함으로써 시험 영역 상에 존재하는 결함들을 다수의 스캐닝 라인별로 검출한다.
결함들의 수를 나타내는 시험 그래프(60)를 형성한다.(S20) 그래픽 유닛(150)은 시험 영역의 다수의 스캐닝 라인과 각각 대응하는 결함들의 수를 나타내는 시험 그래프(60)를 형성한다.
민감도를 단계적으로 증가 또는 감소시키면서 S10 단계 내지 S20 단계를 반복적으로 수행한다.(S22)
형성된 다수의 시험 그래프(60)로부터 기준 그래프(70)를 선택한다.(S24) 상기 다수의 시험 그래프(60) 중에서 실제 결함들의 수와 대응하는 시험 그래프(60)를 기준 그래프(70)로 선택한다.
한편, 다수의 시험 그래프(60)는 민감도를 증가 또는 감소시키면서 S18 단계 내지 S20 단계를 반복적으로 수행함으로써 획득될 수도 있다.
디스플레이 유닛(158)은 상기 다수의 시험 그래프(60)와 선택된 기준 그래프(70) 및 검사 그래프(50)를 디스플레이하며, 작업자는 검사 그래프(50)와 기 준 그래프(70) 사이의 차이에 대응하는 민감도 차이에 따라 초기 민감도를 조정할 수 있다. 따라서, 전자빔 검사 장치(100)의 동작 상태 검사 공정에 소요되는 시간이 단축된다.
상술한 바에 따르면, 전자빔 검사 장치의 동작 상태 검사 방법은 검사 그래프(50)와 기준 그래프(70)를 이용하여 작업자가 수동으로 초기 민감도를 조정함으로써 완료된다. 그러나, 전자빔 검사 장치의 동작 상태 검사 공정은 자동적으로 수행될 수도 있다.
도 9는 기준 기판의 시험 영역으로부터 시험 면적 그래프를 획득하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 10은 시험 면적 그래프를 이용하는 전자빔 검사 장치의 동작 상태 검사 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 11은 검사 그래프의 면적과 기준 그래프의 면적을 나타내는 그래프이고, 도 12는 시험 면적 그래프를 나타내는 함수 방정식의 일 예를 나타내는 그래프이고, 도 13은 시험 면적 그래프를 나타내는 함수 방정식의 다른 예를 나타내는 그래프이다.
도 9에서, S30 단계와 S44 단계에 대한 상세 설명은 도 7을 참조하여 기 설명된 기준 그래프(50)를 획득하는 방법과 동일하므로 생략하기로 한다.
다수의 시험 그래프(60)와 기준 그래프(70)의 면적들을 산출한다.(S46) 연산 유닛(152)은 기준 그래프(70)를 포함하는 다수의 시험 그래프(60)의 면적들을 산출하고, 메모리 유닛(156)은 기준 그래프(70)를 포함하는 다수의 시험 그래프(60)의 면적들을 저장한다.
다수의 시험 그래프(60)의 면적들을 나타내는 시험 면적 그래프(80)를 형성 한다.(S48) 연산 유닛(152)은 민감도의 변화에 따른 다수의 시험 그래프(60)의 면적들을 나타내는 시험 면적 그래프(80)를 형성한다. 한편, 상기 시험 면적 그래프(80)는 그래픽 유닛(150)에 의해 형성될 수도 있다.
시험 면적 그래프(80)를 나타내는 함수 방정식을 구한다.(S50) 상기 함수 방정식은 연산 유닛(152)에 의해 획득될 수 있으며, 상기 함수 방정식은 일차 방정식 (90b)또는 이차 방정식(90a)일 수 있다.
도 10에서, S200 단계와 S250 단계는 도 2를 참조하여 기 설명된 전자빔 검사 장치의 동작 상태 검사 방법과 동일하므로 생략하기로 한다.
검사 그래프(50)의 면적(A)을 산출한다.(S260) 상기 검사 그래프(50)의 면적(A)은 연산 유닛(152)에 의해 산출될 수 있다.
시험 면적 그래프(80)를 이용하여 검사 그래프(50)의 면적(A)을 기준 그래프의 면적과 비교한다.(S270) 연산 유닛(152)은 시험 면적 그래프(80)를 이용하여 검사 그래프(50)의 면적(A)과 기준 그래프(70)의 면적(B) 사이의 차이와 대응하는 민감도 차이를 검출한다.
검사 그래프(50)의 면적(A)과 기준 그래프(70)의 면적(B) 사이의 차이와 대응하는 민감도 차이에 따라 초기 민감도를 보상한다.(S280) 보상기(154)는 상기 민감도 차이만큼 초기 민감도를 조정함으로써 전자빔 검사 장치(100)의 동작 상태를 정상적으로 회복시킬 수 있다.
한편, 연산 유닛(152)은 시험 면적 그래프(80)를 나타내는 함수 방정식을 이용하여 검사 그래프(50)의 면적(A)과 기준 그래프(70)의 면적(B) 사이의 차이를 산 출할 수도 있다.
표 1은 민감도 변화에 따른 다수의 시험 이미지의 면적 변화를 나타낸다.
민감도 0.089 0.085 0.081 0.078 0.075
민감도 변화량 0 0.004 0.008 0.011 0.014
시험 그래프 면적 110.5 175 293 485.5 713
시험 그래프 면적 변화량 0 64.5 182.5 375 602.5
표 1 및 도 11을 참조하면, 상기 시험 면적 그래프(80)는 하기하는 이차 방정식(90a)으로 표현될 수 있다.
Figure 112003023074575-pat00001
여기서, y는 시험 그래프(60)의 면적을 의미하며, x는 민감도 변화량을 의미한다.
예를 들어, 기준 그래프(70)의 면적(B)이 110.5이고 산출된 검사 그래프(50)의 면적(A)이 400인 경우, 민감도 차이는 약 0.01이다. 이때, 연산 유닛(152)은 상기 이차 방정식(90a)을 이용하여 상기 민감도 차이를 산출하고, 보상기(154)는 산출된 민감도 차이에 따라 초기 민감도를 조정한다. 즉, 보상기(154)는 약 0.01만큼 초기 민감도를 느슨하게(loose) 조정한다.
한편, 도 12를 참조하면, 상기 함수 방정식은 하기하는 바와 같이 일차 방정식(90b)으로 표현될 수 있다.
Figure 112003023074575-pat00002
여기서, y는 시험 그래프의 면적 변화량을 의미하며, x는 민감도 변화량을 의미한다.
상술한 바와 같이, 비록 본 발명에 따른 전자빔 검사 장치의 동작 상태 검사 방법은 기 설정된 위치들 및 수량을 갖는 결함들이 형성된 기준 기판으로부터 획득된 시험 면적 그래프(80) 및 함수 방정식(90a, 90b)을 이용하여 수행되지만, 다양한 패턴들 또는 막들이 형성된 기판으로부터 획득된 시험 면적 그래프 및 함수 방정식을 이용하여 수행될 수도 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 전자빔 검사 장치의 동작 상태 검사 방법은 기판의 검사 영역으로부터 획득되는 검사 그래프의 면적을 시험 면적 그래프 또는 함수 방정식을 이용하여 기준 그래프의 면적과 비교하고, 상기 검사 그래프의 면적 및 기준 그래프의 면적 사이의 차이에 대응하는 민감도 차이에 따라 초기 민감도를 보상함으로써 이루어진다.
따라서, 전자빔 검사 장치의 동작 상태를 용이하게 확인할 수 있으며, 전자빔 검사 장치의 동작 상태 검사 공정을 반복적으로 수행할 필요가 없다. 이에 따라, 전자빔 검사 장치의 동작 상태 검사 공정에 소요되는 시간이 단축되고, 전자빔 검사 공정의 스루풋이 향상된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (29)

  1. 전자빔을 이용하여 기판의 결함을 검사하기 위한 전자빔 검사 장치의 동작 상태를 검사하는 방법에 있어서,
    상기 전자빔으로 상기 기판 상에 기 설정된 검사 영역의 다수의 스캐닝 라인을 따라 순차적으로 스캔하는 단계;
    상기 다수의 스캐닝 라인으로부터 방출되는 이차 전자를 검출하는 단계;
    상기 검출된 이차 전자로부터 상기 다수의 스캐닝 라인과 대응하는 검사 이미지들을 획득하는 단계;
    상기 다수의 스캐닝 라인 상에 존재하는 결함들을 검출하기 위해 초기 민감도(initial sensitivity)를 사용하여 상기 검사 이미지들을 이루는 다수의 픽셀들의 그레이 레벨들을 서로 비교하는 단계;
    상기 다수의 스캐닝 라인과 각각 대응하는 상기 검출된 결함들의 수를 나타내는 검사 그래프를 형성하는 단계;
    상기 전자빔 검사 장치의 동작 상태를 판단하기 위하여 상기 검사 그래프를 기준 그래프와 비교하는 단계; 및
    상기 검사 그래프와 기준 그래프 사이의 차이를 보상하기 위해 상기 초기 민감도를 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 검사 장치의 동작 상태 검사 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 기준 그래프는 기준 기판으로부터 획득된 기준 이미지들을 기준 민감도를 사용하여 분석함으로써 획득되는 것을 특징으로 하는 전자빔 검사 장치의 동작 상태 검사 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 초기 민감도는 상기 기준 민감도와 동일한 것을 특징으로 하는 전자빔 검사 장치의 동작 상태 검사 방법.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 검사 그래프와 상기 기준 그래프를 디스플레이하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 검사 장치의 동작 상태 검사 방법.
  7. 제1항에 있어서, ⅰ) 전자빔을 이용하여 기준 기판 상에 기 설정된 시험 영역의 다수의 스캐닝 라인을 순차적으로 스캔하는 단계;
    ⅱ) 상기 시험 영역의 다수의 스캐닝 라인으로부터 방출되는 이차 전자를 검출하는 단계;
    ⅲ) 상기 시험 영역으로부터 검출된 이차 전자로부터 시험 이미지들을 획득하는 단계;
    ⅳ) 상기 시험 영역의 다수의 스캐닝 라인 상에 존재하는 결함들의 수와 대응하는 시험 그래프를 형성하기 위해 상기 시험 이미지들을 분석하여 단계;
    ⅴ) 상기 시험 이미지 분석에 적용되는 민감도를 단계적으로 증가 또는 감소시키면서 상기 ⅰ) 내지 ⅳ) 단계를 반복적으로 수행하는 단계; 및
    ⅵ) 획득된 다수의 시험 그래프 중에서 기준 그래프를 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 검사 장치의 동작 상태 검사 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 검사 그래프를 기준 그래프와 비교하는 단계는 상기 검사 그래프의 면적과 상기 기준 그래프의 면적을 비교하는 것을 특징으로 하는 전자빔 검사 장치의 동작 상태 검사 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 다수의 시험 그래프의 면적들을 각각 산출하는 단계; 및
    상기 다수의 시험 그래프의 면적들을 시험 면적 그래프로 형성하는 단계를 더 포함하며,
    상기 검사 그래프와 상기 기준 그래프 사이의 비교는 상기 시험 면적 그래프를 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 전자빔 검사 장치의 동작 상태 검사 방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제9항에 있어서, 상기 시험 면적 그래프를 나타내는 함수 방정식을 구하는 단계; 및
    상기 함수 방정식을 이용하여 상기 검사 그래프의 면적과 상기 기준 그래프의 면적 차이에 대응하는 민감도 차이를 산출하는 단계를 더 포함하며,
    상기 초기 민감도는 상기 민감도 차이에 따라 조정되는 것을 특징으로 하는 전자빔 검사 장치의 동작 상태 검사 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 함수 방정식은 일차 또는 이차 방정식인 것을 특징으로 하는 전자빔 검사 장치의 동작 상태 검사 방법.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 전자빔을 이용하여 기판의 결함을 검사하기 위한 전자빔 검사 장치에 있어서,
    상기 전자빔을 발생시키고, 상기 전자빔이 상기 기판 상에 기 설정된 검사 영역의 다수의 스캐닝 라인을 순차적으로 스캔하도록 상기 전자빔의 거동을 제어하기 위한 전자빔 소스;
    상기 기판을 지지하기 위한 스테이지;
    상기 전자빔이 상기 기판의 검사 영역 표면에 조사되도록 상기 스테이지의 위치를 조절하기 위한 구동 유닛;
    상기 다수의 스캐닝 라인으로부터 방출되는 이차 전자를 검출하기 위한 검출기;
    상기 검출기와 연결되며, 검출된 이차 전자로부터 상기 다수의 스캐닝 라인과 각각 대응하는 다수의 검사 이미지를 획득하기 위한 이미지 획득 유닛;
    상기 다수의 스캐닝 라인 상에 존재하는 결함들을 검출하기 위해 초기 민감도를 사용하여 상기 검사 이미지들을 이루는 다수의 픽셀들의 그레이 레벨들을 서로 비교하는 이미지 처리 유닛;
    상기 다수의 스캐닝 라인과 상기 이미지 처리 유닛에 의해 검출된 결함들의 수를 나타내는 검사 그래프를 형성하기 위한 그래픽 유닛;
    상기 전자빔 검사 장치 자체의 동작 상태를 판단하기 위하여 상기 검사 그래프를 기준 그래프와 비교하는 연산 유닛; 및
    상기 검사 그래프와 기준 그래프 사이의 차이에 따라 상기 초기 민감도를 보상하기 위한 보상기를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 검사 장치.
  23. 삭제
  24. 제22항에 있어서, 상기 기준 그래프는 단계적으로 증가되는 민감도들을 각각 사용하여 기준 기판의 시험 영역으로부터 검출된 결함들의 수를 나타내는 다수의 시험 그래프 중에서 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 전자빔 검사 장치.
  25. 제24항에 있어서, 상기 연산 유닛은 검사 그래프의 면적 및 상기 다수의 시험 그래프의 면적들을 각각 산출하고, 상기 다수의 시험 그래프의 면적들을 나타내는 시험 면적 그래프를 형성하고, 상기 검사 그래프의 면적을 상기 시험 면적 그래프를 이용하여 상기 기준 그래프의 면적과 비교하는 기능들을 더 수행하는 것을 특 징으로 하는 전자빔 검사 장치.
  26. 제25항에 있어서, 상기 연산 유닛은 상기 시험 면적 그래프를 나타내는 함수 방정식을 구하는 기능을 더 수행하는 것을 특징으로 하는 전자빔 검사 장치.
  27. 삭제
  28. 제25항에 있어서, 상기 다수의 시험 그래프, 기준 그래프, 시험 면적 그래프 및 검사 그래프를 저장하기 위한 메모리 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 검사 장치.
  29. 제22항에 있어서, 상기 검사 그래프 및 상기 기준 그래프를 디스플레이하기 위한 디스플레이 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 검사 장치.
KR1020030042241A 2003-06-26 2003-06-26 전자빔 검사 장치 및 이의 동작 상태 검사 방법 KR100542741B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030042241A KR100542741B1 (ko) 2003-06-26 2003-06-26 전자빔 검사 장치 및 이의 동작 상태 검사 방법
US10/868,220 US7075074B2 (en) 2003-06-26 2004-06-16 Electron beam inspection apparatus and method for testing an operation state of an electron beam inspection apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030042241A KR100542741B1 (ko) 2003-06-26 2003-06-26 전자빔 검사 장치 및 이의 동작 상태 검사 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050001890A KR20050001890A (ko) 2005-01-07
KR100542741B1 true KR100542741B1 (ko) 2006-01-11

Family

ID=33536312

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020030042241A KR100542741B1 (ko) 2003-06-26 2003-06-26 전자빔 검사 장치 및 이의 동작 상태 검사 방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7075074B2 (ko)
KR (1) KR100542741B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210059764A (ko) * 2018-10-19 2021-05-25 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 멀티 빔 검사 장치에서 전자 빔들을 정렬하기 위한 시스템 및 방법

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6990743B2 (en) * 2002-08-29 2006-01-31 Micron Technology, Inc. Process for monitoring measuring device performance
US8103087B2 (en) 2006-01-20 2012-01-24 Hitachi High-Technologies Corporation Fault inspection method
CN101201371B (zh) * 2006-12-15 2011-12-21 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 印刷电路检测装置和方法
CN103531499B (zh) * 2013-10-21 2015-12-23 上海华力微电子有限公司 监控电子束扫描仪间匹配度的方法
US9805910B1 (en) * 2015-03-14 2017-10-31 Kla-Tencor Corporation Automated SEM nanoprobe tool
CN104766810B (zh) * 2015-03-30 2017-08-22 上海华力微电子有限公司 一种晶圆边缘缺陷的检测方法
JP6750937B2 (ja) * 2015-11-02 2020-09-02 株式会社ニューフレアテクノロジー パターン検査装置
US11480606B2 (en) 2016-06-14 2022-10-25 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. In-line device electrical property estimating method and test structure of the same
KR102409943B1 (ko) * 2017-11-29 2022-06-16 삼성전자주식회사 결함 검출 방법 및 이를 수행하기 위한 장치
CN116525483B (zh) * 2023-07-04 2023-09-15 合肥华晟光伏科技有限公司 一种异质结电池的测试方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5835227A (en) * 1997-03-14 1998-11-10 Nikon Precision Inc. Method and apparatus for determining performance characteristics in lithographic tools
US6107637A (en) * 1997-08-11 2000-08-22 Hitachi, Ltd. Electron beam exposure or system inspection or measurement apparatus and its method and height detection apparatus
JPH11132975A (ja) 1997-10-31 1999-05-21 Toshiba Corp 電子ビームを用いた検査方法及びその装置
JP2001052981A (ja) 1999-08-06 2001-02-23 Fujitsu Ltd 半導体製造装置及び半導体製造方法
US6797975B2 (en) * 2000-09-21 2004-09-28 Hitachi, Ltd. Method and its apparatus for inspecting particles or defects of a semiconductor device
KR100347764B1 (ko) 2000-10-19 2002-08-09 삼성전자 주식회사 주사전자현미경 이미지를 이용한 반도체 웨이퍼 표면의 입자성장도 수치적 분석방법과 이를 위한 장치
JP2002182000A (ja) 2000-12-14 2002-06-26 Ushio Inc 電子ビーム処理装置
US6822259B1 (en) * 2002-04-19 2004-11-23 Advanced Micro Devices, Inc. Method of detecting and distinguishing stack gate edge defects at the source or drain junction

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210059764A (ko) * 2018-10-19 2021-05-25 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 멀티 빔 검사 장치에서 전자 빔들을 정렬하기 위한 시스템 및 방법
KR102660825B1 (ko) 2018-10-19 2024-04-26 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 멀티 빔 검사 장치에서 전자 빔들을 정렬하기 위한 시스템 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US7075074B2 (en) 2006-07-11
US20040262519A1 (en) 2004-12-30
KR20050001890A (ko) 2005-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7521679B2 (en) Inspection method and inspection system using charged particle beam
US7019294B2 (en) Inspection method and apparatus using charged particle beam
US6744057B2 (en) Convergent charged particle beam apparatus and inspection method using same
US6583634B1 (en) Method of inspecting circuit pattern and inspecting instrument
US7154090B2 (en) Method for controlling charged particle beam, and charged particle beam apparatus
JP4908934B2 (ja) 半導体ウェーハ検査装置および半導体ウェーハ検査方法
US20060284088A1 (en) Focus correction method for inspection of circuit patterns
EP1102031A2 (en) A pattern dimension measuring method and apparatus
US20110187847A1 (en) Scanning type charged particle microscope device and method for processing image acquired with scanning type charged particle microscope device
KR101685274B1 (ko) 하전 입자선 장치
US6828571B1 (en) Apparatus and methods of controlling surface charge and focus
KR100542741B1 (ko) 전자빔 검사 장치 및 이의 동작 상태 검사 방법
JP2010118564A (ja) パターンの検査装置、およびパターンの検査方法
JP4235284B2 (ja) パターン検査装置およびその方法
JPH1140096A (ja) 粒子ビーム検査装置および検査方法並びに粒子ビーム応用装置
JP5506699B2 (ja) 荷電ビーム装置
KR100725453B1 (ko) 기판의 스캐닝 방법, 결정 특성 검사 방법 및 장치
US20220107280A1 (en) Defect Inspection Device and Defect Inspection Method
KR20060070003A (ko) 반도체 기판의 결함 검출 방법
TWI810545B (zh) 圖案檢查裝置以及圖案檢查方法
KR20070010619A (ko) 웨이퍼 검사 장치
KR20070001360A (ko) 반도체 기판의 결함 검출 방법
KR20080090118A (ko) 반도체 검사 장치의 제어 방법
JP2003157784A (ja) 荷電粒子線の測定方法、荷電粒子線走査式装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130102

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140103

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141231

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160104

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170102

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191226

Year of fee payment: 15