KR100808718B1 - 목적물의 결함을 검사하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

목적물의 결함을 검사하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 목적물을 검사하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 장치는 목적물을 수용하는 스테이지, 광학 현미경, 및 주사식 전자 현미경(SEM)을 포함한다. 광학 현미경은 목적물 표면 상의 이미 맵핑된 결함을 재검출하기 위해 사용되며, 목적물 표면의 선택된 부분을 향해 광비임을 주사하는 조사원을 포함한다. 광학 현미경은 밝은 필드 조사 및 어두운 필드 조사 중 어느 하나 또는 이들 모두를 발생시키도록 구성되어 있다. 일단 결함이 재검출되면, 결함이 SEM에 의해 검사될 수 있는 위치에 놓이도록 이송 시스템은 스테이지를 소정의 위치로 이동시킨다. 이러한 장치는 SEM에 의해 관찰된 결함을 자동적으로 포커싱시키고, 결함의 변화하는 원근감을 얻기 위해 스테이지를 회전시킨다.

Description

목적물의 결함을 검사하기 위한 장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR REVIEWING DEFECTS ON AN OBJECT}
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 구성된 웨이퍼 검사시스템의 측면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 필드 선택기의 여러 형태를 도시하는 블록 다이어그램.
도 3은 다수 형태의 결함을 도시하는 반도체 웨이퍼의 측면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따라 구성된 웨이퍼 검사시스템의 측면도.
도 5는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 이미지의 초점이 맞춰지는 방식을 도시하는 다이어그램.
도 6은 반도체 웨이퍼의 검사중에 수행된 단계를 도시하는 흐름도.
도 7은 SEM에 의한 관찰을 위해 반도체 웨이퍼에 초점을 맞추는 동안 수행된 흐름도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100,400 : 웨이퍼 검사 시스템 116 : 광학 현미경
120 : 주사식 전자 현미경 124 : 반도체 웨이퍼
126,128 : 모터작동식 베이스 134 : 모터
138 : 준반사 미러 140 : 렌즈
156 : 필터 160 : 전자총
162 : 전자 광학 칼럼 414 : 스테이지
418 : 이미징 유닛 420 : 입자 비임 이미징 시스템
430 : 수직 변위 시스템 434 : 모터
466 : 초점 포인트 484 : 포커싱 미러
486 : 반사 미러 488 : 이미지 위치 탐지기
510 : 비임 스플리터 512 : 자동-초점 센서
본 발명은 결함 관찰 시스템에 관한 것이며, 보다 상세하게는 목적물에 존재하는 결함을 재탐지하고 분류하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
미세 전자소자들은 통상적으로, 반도체 웨이퍼의 선택된 층에 미세구조물(예를들어, 패턴)을 형성함으로써 부분적으로 제조된다. 반도체 초대규모 집적회로(ULSI)와 관련된 고집적도에 대한 증대된 요건은 0.25μ 이하의 회로선폭 설계기술, 증대된 트랜지스터 및 회로속도, 높은 신뢰도, 및 경쟁을 위한 증대된 생산효율을 필요로 한다. 0.18μ 이하의 회로선폭의 설계에서는 종래의 반도체 제조기술의 한계를 극복해야 한다. 또한, 회로설계 기술이 서브-미크론 범위 이하로 감소되면서, 경쟁을 위한 제조효율(즉, 수율)을 유지 또는 향상시키기 위한 어려움도 증대된다.
제조효율에 영향을 미치는 하나의 요인은 제조공정 중에 반도체 웨이퍼상에 존재하는 결함이다. 결함은 예를들어, 반도체 웨이퍼상의 스크래치, 미립자, 및 피복층의 미제거 부분과 같이 여러 형태를 취하게 된다. 미탐지된 결함은 종종 웨이퍼로부터 제조된 반도체 칩의 결함을 초래한다.
일관(in-line) 검사 및 관찰은 제조공정중 반도체 웨이퍼상의 결함을 검출하고 분류하기 위한 것이다. 반도체 웨이퍼상의 결함의 분류에는 무엇보다도, 결함원을 확인하기 위해 결함의 크기, 형태 및 경계와 같은 정확한 정보를 추출해낼 수 있는 성능이 포함된다. 이의 실행에는 매우 높은 이미지 해상도를 필요로 한다. 그러나, 반도체 웨이퍼상의 미세 구조물이 더욱 소형화되면서, 수율에 영향을 끼칠 수 있는 결함의 크기도 종래의 광학기구의 해상도 보다 작아지게 되었다. 그러므로, 광학 시스템을 이용하여 결함을 분류할 수 있는 성능도 매우 제한적이게 되었다. 따라서, 결함을 분류하기 위한 보다 높은 해상도를 갖는 시스템에 대한 요구가 증대되고 있다.
주사식 전자 현미경(SEM)은 수 나노미터 범위까지 식별할 수 있으며, 에너지 분산식 X-선 스펙트럼(EDX)과 같은 분석기구와 결합되면 반도체 웨이퍼상의 결함 분류를 수행하기 위한 최선의 대안책이 될 수 있다. 일반적으로, 검사시스템은 반도체 웨이퍼를 스캔하여 결함이 의심되는 반도체 웨이퍼상의 영역에 대한 결함지도(defect map)를 생성하는데 사용된다. 그후, 결함지도는 각 결함에 대한 고해상도를 얻기 위해 SEM으로 이송된다. 검사기구에 의해 생성된 결함지도는 결함 크기와관련하여 정확도가 매우 낮다. 이때문에, SEM은 분류에 필요한 높은 해상도를 얻기 위해서는 결함을 "재검출"(즉, 재발견)해야 한다. 특히, 검사기구의 정밀도는 결함의 존재를 탐지하기에는 충분하지만 결함의 위치를 결정하기에는 불충분하다. 그러므로, 검사기구에 의해 생성된 결함지도는 SEM을 정확한 결함 위치로 안내할 수 없다. 따라서, 재발견은 분류 목적을 위해 결함을 영상화하기 위한 높은 해상도에 대한 요구를 만족시키기 위한 SEM의 성능과 광학 검사기구의 출력 사이에서 가교 역할을 한다. 물론, 결함이 작아질수록 이미지의 관찰영역도 작아져서 결함을 재발견해내기 위해서는 결함에 대한 보다 정확한 위치가 알려져야 한다. 또한, EDX 또는 오제 분석(Auger analysis)이 수행되면 필요로한 정밀도가 결함의 크기보다 더 양호해질 수 있다.
불행히도, 광학 검사기구의 고 감도와 신속한 작동 사이의 충돌로 인해 광학 검사기구의 결함지도는 SEM에 의한 신속한 재발견을 위한 정밀도를 제공하기에 불충분하다. 특히, 다수 시스템 부품의 부정확성 또는 웨이퍼 정렬의 부정확성으로 인해 시스템 에러가 발생된다. 시스템 에러를 최소화하더라도, 검사 시스템의 세팅으로 인해 보고된 결함위치에 있어서 상당한 불확실성이 존재하게 된다. 예를들어, 검사시스템의 처리능력을 증대시키기 위해서, 반도체 웨이퍼를 주사하는데 사용되는 스폿 크기는 결함의 크기보다 훨씬 크게 선택되는 것이 정상이다. 따라서, 스폿 크기의 위치에 대한 보고된 좌표는 결함의 위치보다 훨씬 큰 영역을 포함하게 된다.
예를들어, 스폿 크기의 세팅으로 인한 부정확한 위치 에러는 패턴화된 웨이 퍼에 대해 ±50μ 정도이며 패턴화된 웨이퍼에 대해 ±50μ을 초과할 수 있다. 이러한 에러의 크기는 결함을 재발견해내기 위한 SEM용 서어치 윈도우의 크기를 수용불가능하게 증대시킨다. 예를들어, 20μ의 관찰창내에 있는 0.2μ의 결함의 발견시(이미지내의 500 × 500 화소에서) 상기 결함에 대한 5 × 5 화소를 갖는 이미지로 된다. 이는 SEM 이미지에서 일반적으로 달성되는 낮은 콘트라스트 대 노이즈 비율로 인해 SEM을 기초로 하는 검출 시스템에는 매우 열악한 요건이다. 따라서, 미국 특허 제 5,659,172 호에 기술된 바와 같은 신뢰성있는 SEM 재검출 시스템이 결함을 발견해내는데 사용될 수 있지만, 수용할 수 없는 긴 시간을 필요로 하므로 시스템의 생산효율을 감소시키게 된다.
또한, SEM에 기초한 재검출은 광학적으로 투명한 층 아래에(또는 내부에) 매설된 결함에 대해서는 비효율적이다. 따라서, 분류를 용이하게 하는데 충분한 선명도를 갖는 매설 결함에 대한 SEM 이미지를 얻는 것은 불가능할 수 있다. 게다가, 층 두께에 있어서의 미소한 편차가 검사 시스템에 의한 결함으로서 종종 보고되고 있으나 이를 SEM을 사용하여 재발견해내기란 일반적으로 매우 어렵다. 그러므로, 그러한 결함은 SEM이미지를 사용하여 분류하는 것이 불가능할 수 있다.
따라서, 반도체와 같은 재료상의 결함을 관찰하는 현재의 방법과 관련된 하나의 문제점은 검사기구에 의해 생성된 결함지도에 근거하여 SEM을 기초로한 관찰기구로 신속하고 정확하게 결함을 재검출해낼 수 없다는 점이다. 결함을 관찰하는 현재의 방법과 관련된 다른 문제점은 SEM을 기초로한 이미지가 분류될 수 없는 경우에 결함의 분류를 도울 수 있는 보조 시스템을 이용할 수 없다는 점이다.
따라서, 본 발명의 목적은 반도체 웨이퍼와 같은 재료상의 결함을 신속하고 정확하게 재검출해낼 수 있는 장치를 제공하고자 하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 SEM에 의해 검출할 수 없는 결함을 분류해낼 수 있는 장치를 제공하고자 하는 것이다.
이러한 목적 및 다른 목적들은 결함 관찰시스템이 광학 현미경과 SEM을 포함함으로써 결함과 같은 비정상적인 것들을 신속하고 정확하게 재검출하고 분류해낼 수 있는 본 발명에 의해 달성된다. 특히, 상기 광학 시스템은 결함지도에 보고된 결함을 재검출해내는데 사용될 수 있다. 또한, 상기 광학 시스템은 SEM에 의해 이미지을 얻을 수 없는 경우(예를들어, 투명한 유전체 층에 매설된 결함)에 크게 확대된 결함에 대한 이미지를 얻는데 사용될 수 있다.
본 발명의 일면에 따라서, 미리 생성된 결함지도에 근거하여 목적물 표면상의 결함을 관찰하기 위한 장치가 제공된다. 상기 장치는 스테이지, 광학 현미경, 이미지 유닛, 입자 비임 이미징 시스템, 및 병진운동 시스템을 포함한다. 상기 스테이지는 목적물을 올려놓는 플랫폼으로서의 역할을 한다. 상기 광학 현미경은 조사경로를 따라 목적물 표면의 선택된 부분을 향하도록 광선 비임을 지향시키는 조사원을 포함한다. 상기 광학 현미경은 결함지도내에 포함된 정보에 근거하여 목적물 표면상의 결함을 재검출하는데 사용된다. 상기 이미지 유닛은 광학 현미경에 연결되어 목적물 표면의 선택된 부분에 대한 이미지를 생성한다. 입자 비임 이미징 시스템은 가상 축선을 따라 입자 비임을 초점에 수렴시킨다. 상기 병진운동 시스템은 검출된 결함이 초점 근처에 위치되도록 스테이지를 예정된 위치로 이동시킨다. 이렇게 하여, 결함은 입자 비임 이미징 시스템에 의해 관찰될 수 있다.
본 발명의 특정 실시예에 따라서, 상기 광학 현미경은 상이한 형태의 조사를 선택적으로 제공할 수 있도록 구성된다. 예를들어, 웨이퍼의 선택된 부분은 명시야(bright field) 조사, 암시야(dark field) 조사, 또는 두가지 모두의 조사 아래에서 검사될 수 있다. 따라서, 결함지도를 제작하기 위한 검사 현미경에 사용된 조사형태에 가장 유사한 조사 형태를 이용함으로써 결함 검출을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 다른 특정 실시예에 따라서, 광학적 재검출 및 관찰 시스템이 광학 초점 조정 장치와 함께 구성될 수 있다. 자동 초점조정, 광학적 재검출, 및 광학적 관찰을 가능하게 하는 특정 광학기구가 제공된다.
본 발명의 다른 일면에 따라서, 미리 생성된 결함지도에 근거하여 목적물상의 결함을 관찰하는 방법은,
결함을 재검출하기 위해 결함 지도로부터의 좌표에 근거하여 목적물 표면의 선택된 부분을 관찰하는 단계와, 재검출된 결함의 위치에 대응하는 스테이지 좌표를 결정하는 단계와, 재검출된 결함을 입자 비임 이미징 시스템의 초점 부근에 위치시키기 위해 목적물 표면을 이동시키는 단계와, 그리고 입자 비임 이미징 시스템을 사용하여 재검출된 결함을 검사하는 단계를 포함한다.
본 발명의 추가의 장점 및 신규한 특징들은 다음의 상세한 설명에 부분별로 제시되거나 다음의 상세한 설명에 의해 본 기술분야의 숙련자에 의해 부분별로 명료해지거나, 또는 본 발명의 실시예 의해 얻어질 수 있다. 본 발명의 이러한 장점들은 첨부된 청구범위에 부분별로 지적된 수단이나 이들의 조합에 의해 실현되고 달성될 수 있다.
이후, 동일한 구성부품에 대해 동일한 도면부호를 병기한 첨부 도면을 참조하여 설명한다.
이하에 반도체 웨이퍼 검사 시스템, 특히 결함을 재검출하고 평가하기 위해 사용되는 검사 시스템의 예들에 관해 기술할 것이다. 그렇지만, 본 발명은 포토마스크, 자기 디스크, 광학 디스크, 미러 등과 같은 재료를 검사하는데 사용되는 다른 시스템에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 제조된 웨이퍼 검사 시스템(100)의 측면도이다. 도 1의 웨이퍼 검사 시스템(100)은 이송 시스템(122)에 연결된 스테이지(114)를 수용하는 진공 챔버(112)를 포함하고 있다. 광학 현미경(116)은 진공 챔버(112) 내의 윈도우(148)를 통해 광학 이미지를 제공하며, 입자 비임 이미징 시스템(120)은 진공 챔버(112) 내에 위치된 목적물의 입자 비임 기초 이미지(particle beam-based images)를 제공한다.
스테이지(114)는 예컨대 반도체 웨이퍼(124)와 같은 목적물이 위치될 수도 있는 플랫포옴으로써 구성된다. 이송 시스템(122)은 X-축선과 같은 제 1축선을 따라 반도체 웨이퍼(124)의 위치를 조절하기 위한 제 1모터작동식 베이스(126)를 포함하고 있다. 이송 시스템(122)은 또한 Y-축선과 같은 제 2축선을 따라 반도체 웨이퍼(124)의 위치를 조절하기 위한 제 2모터작동식 베이스(128)를 포함하고 있다. 제 1 및 제 2모터작동식 베이스(126,128)는 예컨대 전기 모터(도시되지 않음)와 같은 여러 형태의 구동 시스템을 사용하여 소정의 경로를 따라 작동되도록 제어될 수 있다. 따라서, 스테이지(114) 상에 위치된 반도체 웨이퍼(124)는 X-축선과 Y-축선에 의해 한정된 평면을 따라 이동할 수 있다. 종래 기술에서 공지된 바와 같이, 스테이지(114)는 또한 예비설정된 방향으로 반도체 웨이퍼(124)를 고정시키기 위한 적절한 잠금 유닛(도시되지 않음)을 포함할 수 있다.
웨이퍼 검사 시스템(100)은 스테이지(114)의 수직한 위치를 조절하기 위한 수직 변위 유닛(130)을 포함할 수 있다. 수직 변위 유닛(130)은 예컨대 모터(134)에 의해 작동되는 리프트(132)를 포함할 수 있다. 추가로, 다수의 수직 변위 유닛(130)이 사용될 수 있으며, 이러한 환경에서는 Z-축선을 따라 조절하는 동안 X-Y 평면이 실질적으로 편평하게 유지되도록 모터(134)의 작동을 동기하시키기 위한 회로가 제공될 수 있다. 수직 변위 유닛(130)은 또한 광학 현미경(116) 또는 SEM(120) 중 어느 하나에 의해 관찰될 때, 반도체 웨이퍼(124)의 이미지의 포커싱을 조력하는 역할을 한다. 물론, 전자 칼럼에서의 전압을 변화시키고 또는 목적물 및/또는 다른 광학 요소를 조절하는 것과 같은 포커싱을 위한 다른 방법이 사용될 수 있다.
광학 현미경(116)은 조사원(136), 준반사(semi-reflective) 미러(138), 렌즈(140), 및 편향 미러(142)를 포함하고 있다. 조사원(136)은 예컨대 막스 본(Max Born) 및 에밀 울프(Emil Wolf)가 쓴 1980년 페르가몬 출판사(Pergamon Press)의 광학 원리(Principles of Optics)에 개시된 바와 같은 고정식 또는 가변식 스폿 크기를 갖는 비임(144)을 생성할 수 있는 쾰러(Kohler)형 조사 램프의 형태일 수 있다. 이러한 조사원은 또한 고정식 또는 가변식 스폿 크기의 비임(144)을 생성할 수 있는 레이저의 형태일 수 있다. 그 대신에, 비임 팽창기(도시되지 않음)는 비임(144)의 스폿 크기를 증가시키기 위해 사용될 수 있다. 조사원(136)에 의한 비임(144)의 출력이 목적물의 표면을 가격하고 X-Y 평면에 실질적으로 수직한 조사 경로(146)를 따라 반사되도록, 준반사 미러(138)가 위치된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 검사 시스템(100)은 제 1광학 윈도우(148)를 포함할 수 있는데, 이러한 제 1광학 윈도우를 통해 광학 현미경(116)(즉, 광학 현미경(116)이 진공 챔버(112)의 외측에 위치된 경우)에 의해 관찰될 수 있다. 그 대신에, 광학 현미경(116)은 진공 챔버(112) 내로 연장될 수 있다.
본 발명의 개시된 실시예에 따르면, 조사원(136)에는 예컨대 명시야 조사, 암시야 조사, 또는 이들 모두와 같은 여러 형태의 광필드의 선택을 허용하는 광필드 선택기(150)가 제공된다. 도 2를 더 참조하면, 광필드 선택기(150)의 여러 작동 형태가 도시되어 있다. 광 필드 선택기(150)는 투명 영역(152) 및 불투명 영역(154)의 여러 기하학적 구역을 포함할 수 있다. 광 필드 선택기(150)의 각각의 형태는 특정한 광 필드를 형성한다. 예컨대, 광 필드 선택기(150)의 외부 부분이 불투명한 경우에는, 제 1비임(144A)이 광 필드 선택기(150)의 중앙을 통과하여 명시야 조사를 발생시킬 것이다. 광 필드 선택기(150)의 중앙 부분이 불투명한 경우에는, 제 2비임(144B)이 광 필드 선택기(150)의 둘레부를 통과하여 암시야 조사를 발생시킬 것이다. 그 대신에, 광 필드 선택기(150)는 투명한 영역들 사이에 배치된 환형의 불투명한 부분을 포함함으로써, 명시야 또는 암시야 조사의 조합을 형성할 수 있다.
그 대신에, 광 필드 선택기(150)는 다른 여러 방식으로 수행될 수 있다. 광 필드 선택기(150)는 전술된 광패턴의 통로를 허용하도록 비임(144) 전방에 물리적으로 위치될 수 있다. 추가로, 광 필드 선택기(150)는 투명 영역(152) 및 불투명 영역(154) 대신에 상이한 칼라 필터의 영역을 포함할 수 있다. 예컨대, 영역(152)은 파랑 및 초록 필터와 같은 제 1칼라 필터로써 구성될 수 있다. 다음으로, 영역(154)은 예컨대 빨강 필터와 같은 제 2칼라 필터로써 구성될 수 있다. 또한, 상이한 칼라의 결합된 영역 이외에, 광 필드 선택기(150)는 분극 필터의 형태일 수 있으며, 여기서 영역(152,154)은 조사원(136)에 의해 출력된 비임(144)을 분극화시키도록 구성된다. 필터는 종종 명시야 조사 및 어두운 조사 영역이 동시에 사용될 때 이미지를 분해하는데 효과가 있는 것으로 증명되었다.
도 1에 도시된 바와 같이, 명시야 조사가 사용되는 경우, 제 1비임(144A)은 준반사 미러(138)로부터 반사되고, 렌즈(140)를 통과하여 반도체 웨이퍼(124)의 표면 상에 포커싱된다. 암시야 조사가 사용되는 경우, 제 2비임(144B)이 준반사 미러(138)로부터 반사되고, 렌즈(140) 둘레를 통과한다. 편향 미러(142)는 광학 현미경(116)의 원뿔형 부분 내에 위치되어서, 반도체 웨이퍼(124)의 표면을 향하는 제 2비임(144B)을 경사진 각도로 반사한다. 그 대신에, 포커싱 미러(142)는 반도체 웨이퍼의 선택된 영역 상의 포커싱점으로 비임(144)이 포커싱되도록 포물선형태를 가질 수 있다. 경사각은 일반적으로 어떠한 반사광도 렌즈(14)를 통과하지 않도록 선택된다. 도 1은 본 발명의 작동을 도시하는 것을 목적으로 하므로, 경사각의 기하학적 방위를 정확하게 도시하지 않았다.
명시야 조사 동안, 제 1비임(144A)은 반도체 웨이퍼(124)의 표면을 가격하고, 조사 경로(146)를 따라 렌즈(140)를 향해 반사된다. 반사된 제 1비임(144A)은 준반사 미러(138)를 통과하여, 예컨대 CCD(Charge Coupled Device)와 같은 이미징 유닛(118)에 의해 수용된다. 이미징 유닛(118)은 제 1비임(144A)을 수집하고, 반도체 웨이퍼(124)의 선택된 부분을 나타내는 명시야 이미지를 형성한다.
그러나, 암시야 조사 동안, 제 2비임(144B)의 경사각은 통상적으로 웨이퍼 검사 시스템(100)의 렌즈(140)를 통과하지 않는 반사된 제 2비임(144B)을 형성한다. 그렇지만, 반도체 웨이퍼(124)의 표면 상에 존재하는 입자 또는 투명한 증착층 내에 매설된 입자는 제 2비임(144B)을 산란시키고 렌즈(140)를 향해 반사된다. 반사된 제 2비임(144B)은 렌즈(140)에 의해 조준되고, 준반사 미러(138)를 통과한다. 이미징 유닛(118)은 또한 제 2비임(144B)을 수집하고, 반도체 웨이퍼(124)의 선택된 부분의 암시야를 형성한다.
이미징 유닛(118)은 이미지를 필터링하기 위한 필터(156, 도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 특히, 이미징 유닛(188)에 포함된 필터들이 사용되는 경우, 그 필터들은 예컨대 광 필드 선택기(150)에 사용된 분극 필터에 대응한다. 예컨대, 특별한 형태의 분극 필터가 제 1비임(144A)을 발생시키기 위해 사용될 때, 명시야 이미지를 형성하기 위해 유사한 분극 필터가 이미징 유닛(118)에 의해 사용된다. 유사하게, 특별한 형태의 분극 필터가 제 2비임(144B)을 발생시키기 위해 사용될 때, 대응하는 분극 필터는 어두운 필터 이미지를 형성하기 위해 이미징 유닛에 의해 사용된다. 광 필드 선택기(150)가 칼라 필터의 형태인 경우, 이미징 유닛(118)은 바람직하게는 칼라 CCD가 되도록 선택된다. 종래의 칼라 CCD가 파랑, 초록, 및 빨강에 대한 개별적인 출력을 제공하기 때문에, 이는 고유의 필터링 작용을 수행할 수 있다. 예컨대, 조사 선택기(150)의 명시야 필터가 초록/파랑이고, 암시야 필터가 빨강인 경우, CCD의 초록/파랑 출력은 명시야 이미지를 형성하는 반면, CCD의 빨강 출력은 암시야 이미지를 형성할 것이다. 전술한 바와 같이, 필터의 사용은 명시야 및 암시야 조사 모두를 사용하여 이미지를 용이하게 분리할 수 있도록 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 검사 시스템(100)은 또한 주사식 전자 현미경(SEM)(120)과 같은 입자 비임 이미징 시스템을 포함하고 있다. SEM 및 높은 해상도에서의 이들의 사용은 이미 공지되어 있으므로, 여기서는 상세하게 기술하지 않을 것이다. SEM(120)은 전자총(160) 및 예컨대 대략 60°의 저착색 원뿔형 대물 렌즈(도시되지 않음)를 갖춘 전자 광학 칼럼(162)을 포함하고 있다. 전자총(160) 및 전자 광학 칼럼(162)은 입자 비임(즉, 전자 비임)을 형성한다. 전자 비임은 전자 비임 축선(164)을 따라 주사되고 초점(166)으로 수렴한다. 전자는 일반적으로 조사될 샘플로 주사되어서, 샘플을 관통하고 2차 후방산란 전자를 발생시킨다. 검출기(도시되지 않음)는 이후 샘플의 이미지를 발생시키기 위해 2차 후방산란 전자를 수집하기 위해 사용된다.
도 1에 도시된 웨이퍼 검사 시스템(100)은 반도체 웨이퍼(124)에 대해 이미 맵핑된(mapped) 결함을 확인하고 분류하기 위해 사용된 검사 공정을 현저하게 간략화시킨다. 예컨대, 검사 공정 동안, 반도체 웨이퍼(124) 상의 잠재 결함을 신속하게 확인하고 웨이퍼 결함 지도를 형성하기 위해 검사 현미경이 사용된다. 검사 현미경은 속도 및 검출 감도 모두가 최적화되어야 한다. 결과적으로, 비교적 저해상도(즉, 큰 픽셀 크기 또는 비임폭)이 사용되어야 한다. 생성된 결함 지도는 잠재 결함의 위치를 확인하기 위한 좌표의 리스트를 포함한다. 그렇지만, 맵핑된 잠재 결함 좌표는 반도체 웨이퍼(124)를 신속하게 스캔하기 위해 사용된 큰 관찰 영역에 기인하여 정확하지 못하다. 예컨대, 큰 스폿 크기를 사용하여 결함의 위치를 확인할 때, 스폿 크기 내에서 결함이 실제로 위치된 지점을 알 수 없으므로, 결함은 용이하게 재검출될 수 없다. 필수적으로, 종래의 웨이퍼 검사 시스템에 의해 생성된 결함 지도는 반도체 웨이퍼(124)를 스캔하기 위해 사용된 스폿의 좌표를 맵핑한다. 따라서, SEM 만을 사용하는 검사 기구를 사용하여 결함을 신속하게 재출하는 것은 어렵다. 그렇지만, SEM 이미징 시스템은 콘트라스트 대 노이즈비가 낮은 문제점이 있다. 따라서, 결함 위치가 부정확하게 나타나는 큰 관찰 영역이 사용될 때, 작은 결함은 거의 검출되지 않을 것이다.
도 1에 도시한 본 발명의 실시예에 따라서, 결함 지도의 생성을 위해 이미 검사된 반도체 웨이퍼(124)가 스테이지(114)상에 놓여지고 먼저 광학 현미경(116)을 사용해서 검사된다. 광학 현미경(116)은 잠재적인 결함의 위치에 대응하는 좌표를 수신하고 이런 위치들을 검사하여 결함의 존재를 확인한다. 이런 과정에 따라서, 잠재적인 결함을 함유하는 영역만이 검사된다. 바람직하게, 광학 현미경(116)은 결점 지도를 생성하는 검사 과정 동안에 사용된 조사 형태와 유사한 조사 형태(illumination type)를 사용한다. 예를 들어, 대부분의 결함 지도는 암시야 조사를 사용하는 탐지 현미경을 사용함으로써 생성된다. 따라서, 본 발명의 웨이퍼 검사 시스템(100)의 광학 현미경(116)내에서 암시야 조사를 사용하면 결함 지도로부터의 잠재적인 결함이 재검출되어지는 가능성이 증가한다. 바람직하게, 본 발명의 광학 현미경(116)은 결함 지도를 생성하는데 사용된 탐지 현미경보다 매우 높은 해상도를 포함한다. 그러므로, 결함이 한번 확인되면, 웨이퍼 검사 시스템(100)에 대한 정확한 좌표가 결정될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 웨이퍼 검사 시스템(100)의 스테이지는 제각기 X 및 Y 축선을 따라서 스테이지를 이동시키는 기능을 하는 제 1 및 제 2 모터작동식 베이스(126,128)를 포함한다. 따라서, 한 결함 위치가 광학 현미경(116)을 사용해서 결정되고 정확한 좌표가 그 위치에 대해 결정되면, 이런 좌표는 제 1 및 제 2 모터작동식 베이스(126,128)의 이동을 제어하는데 사용되어 SEM(120)의 광학 축선(164)에 대해 반도체 웨이퍼(124)를 정렬시킨다. 광학 현미경(116)이 탐지 현미경보다 높은 해상도를 가지므로, SEM의 광학 축선(164)에 대해서 결함이 위치설정되어지는 정확도는 크게 개선된다. 이러한 개선으로, 결함은 정상적으로 SEM(120)의 검사 영역내에 위치설정될 것이므로, 결함을 위치결정하기 위해서 반도체 웨이퍼(124)의 추가적인 서치에 대한 필요성을 제거한다.
본 발명의 한 실시예에 따라서, 광학 현미경(116)내에 사용된 조사원(136)은 명시야 조사를 생성하기 위한 비임(144)만을 생성하도록 구성되어 있다. 이런 실시예에 따라서, 광 필드 선택기(150)는 정상적으로 편광기 또는 칼라 필터의 형태일 것이다 그 대신에, 명시야 조사를 생성하기 위한 규정된 스폿 크기를 가진 레이저가 사용될 수 있다. 다음으로, 레이저와 같은 제 2 조사원(168)은 웨이퍼 검사 시스템(100)의 진공 챔버(112) 외측에 배치되어 있다. 제 2 조사원(168)은 보조 윈도우(172)를 통해서 반도체 웨이퍼(124)의 선택된 부분에 보조 비임(170)을 안내하도록 위치설정되어 있다. 더욱이, 보조 비임(170)은 상술한 바와 같이, 경사 각으로 안내된다. 이런 장치는 더욱이 제 1 조사원(136)로부터 반도체 웨이퍼(124)의 선택된 부분에 제 2 비임(144B)을 안내하는 편향 미러(142)의 필요성을 제거한다. 제 2 조사원(168)으로부터 나온 보조 비임(170)이 반도체 웨이퍼(124)의 표면과 부딪히면, 일반적으로 반사되고 광학 윈도우(148)를 통과하지 않는다. 그러나, 상술한 바와 같이, 반도체 웨이퍼(124)의 표면상에 또는 그 근방에 있는 입자의 존재에 의해 렌즈(140)에 다시 반사되어 이미징 유닛(118)에 의해 영상화되는 산란 광(scattered light)이 생성될 것이다. 제 2 조사원(168)은 또한 두 타겟을 달성하는데 도움을 주는 다수의 광원일 수 있다. 먼저, 작은 입자로부터의 산란 광의 량은 증가될 수 있다. 다음으로, 다수의 광원은 증착층상의 큰 금속 결정립(결함이 아니다)으로부터의 방향성 산란을 여과할 수 있으며, 상기 큰 결정립은 주로 일방향으로 산란시키는 반면, 작은 결함으로부터의 광 산란은 보다 균일하다. 여러 조사 방향으로부터 발생된 이미지를 비교함으로써, 결정립이 실질적으로 여과될 수 있다. 이들 광원은 한 번에 한번씩 전환되든지 또는 여러 칼라들일 수 있다. 이전의 예에서와 같이, 제 1 및 제 2 조사원(136,168)으로부터 제공된 광은 광시야 이미지 및 암시야 이미지 사이의 구별이 가능하도록 여러 특성이 주어질 수 있다. 예를 들어, 제 1 조사원(136)으로부터 나온 광이 청색/녹색으로 여과되고 조사원(168)에서 나온 광은 적색이며, 그 다음에 CCD의 다양한 칼라 출력은 광시야 이미지 및 암시야 이미지를 동시에 얻는데 사용될 수 있다.
본 발명의 웨이퍼 검사 시스템(100)은 CMP 층과 같은, 또한 반도체 웨이퍼(124)의 투명한 절연층내에 또는 그 아래에 매립되어 있는 입자를 검출할 수 있는 능력을 높인다. 도3은 반도체 웨이퍼(124)의 일부분 및 입자(174)의 예시 위치를 도시한다. 반도체 웨이퍼(124)는 증착과 같은 적절한 기술을 사용해서 형성되어진 층(176)을 포함한다. 도 3에 도시한 바와 같이, 입자(174)는 반도체 웨이퍼(124)상의 다양한 위치에서 발견될 수 있다. 특히, 입자(174A)는 층(176)의 표면상에 위치설정되며, 입자(178B)는 층(176)내에 들어 있으며, 입자(174C)는 층(176) 아래에 들어 있다.
광을 기초로 하는 광학 시스템(light-based optical systems)이 투과할 수 있는 표면 아래에 깊이 매립되어 있는 입자(174)를 SEM(120)이 검출할 수 없다는 것은 잘 알려져 있다. 더욱이, SEM(120)을 사용해서 분류하기에 어려운 결함의 다양한 다른 형태들이 있다. 예를 들어, 층 두께의 변화는 종종 결함으로써 보고될 수 있다. 또한, SEM(120)에 의해 사용되는 전자 비임의 스폿 크기를 초과하는 큰 결함은 검출될 수 없다. 그러나, 상술한 결함 형태는 광학 검사 시스템을 사용해서 검출될 수 있다.
본 발명의 상술한 실시예에 따라서, 광학 현미경(116)이 반도체 웨이퍼(124)의 표면상의 결함의 위치를 알아내면, 동일한 결함은 SEM(120)에 의해서 계속적으로 검사되어 가능하게 분류될 것이다. SEM(120)이 광학 현미경(116)에 의해 보고된 좌표의 부근내의 결함의 위치를 알아낼 수 없다면, 결함은 다시 광학 현미경(116)을 사용해서 검사된다. 예를 들어, 암시야 조사를 사용하는 영역의 검사가 결함의 존재를 확인하고, 그리고 나서 명시야 조사가 높은 확대하에서 사용될 수 있어 결함을 보고 그 결함이 반도체 웨이퍼(124)의 표면 아래에 매립된 입자(174)의 형태인지를 확인한다.
결함의 재검출과 관련하여 광학 현미경과 입자 비임 이미징 시스템의 조합의 장점에 대해 기술하였지만, 다양한 추가의 장점을 얻을 수 있음을 생각할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 장치는 또한 결함 분류에 대한 장점을 가진다. 특히, 어플라이드 머티어리얼스사로부터 이용가능한 SEM Vision과 같은 SEM 검사 시스템은 위치된 결함을 검사하고 이들을 특정 결함류로 분류한다. SEM Vision에서, 전자 컬럼에 의해 얻어진 이미지는 컴퓨터 시스템내에서 분석되어 규정된 결함류를 결정한다. 그러나, 상술한 바와 같이, 결함이 CMP층과 같은 층내에 매립되면, SEM 기초 이미지를 사용해서 결함을 분류하는 것은 어려울 것이다. 유사하게, SEM 기초 이미지를 사용해서 결함을 분류하는 것이 어려운, 두께의 작은 변화는 광학 이미지내의 칼라 변화로서 나타날 수 있다.
그러므로, 본 발명의 한 실시예에 따라서, 컴퓨터 시스템(158)은 SEM Vision에서 했던 것과 같이, SEM(120)에 연결되고, 또한 이미징 유닛(118)(도 1에 도시한 바와 같이)에 연결되어 있다. 컴퓨터 시스템(158)은 전자-비임을 기초로 하는(electron-beam based) 이미징 유닛(120)으로 볼수 없는 결함을 자동적으로 검사하기 위한 광학 이미지를 사용한다. 이런 실시예에 따라서, 이미징 유닛(118)은 컴퓨터 시스템(158)으로 전달되어지는 디지탈 데이터(즉, 디지탈 이미지)로 해상 이미지를 전환한다. 컴퓨터 시스템(158)은 디지탈 이미지를 검사하고 이의 특성을 분석하여 결함이 특정 결함류에 할당하도록 한다.
도 4는 본 발명의 변경 실시예에 따라서 구성된 웨이퍼 검사 시스템(400)을 도시한다. 도 4의 웨이퍼 검사 시스템(400)은 도 1에 도시한 시스템의 부품을 대부분 포함하며, 그러므로 이런 부품은 더 이상 상세하게 설명하지 않겠다. 도 4의 웨이퍼 검사 시스템(400)은 반도체 웨이퍼(124)의 표면과 SEM(420)의 광학 축선(464)을 자동적으로 정렬하는 능동 광학 초점 시스템을 포함하는 점에서 도 1과 다르다. 더욱이, 웨이퍼 검사 시스템(400)은 회전 축선(482) 둘레로 스테이지(414)를 회전시키기 위한 피봇 기구(480)를 포함한다. 따라서, 본 발명의 웨이퍼 검사 시스템(400)은 다양한 각도에서 반도체 웨이퍼(124)를 볼 수 있다. 그 대신에, 전자 컬럼(420)은 미국 특허 제 5,329,125 호에 기술한 바와 같이 경사지게 할 수 있다.
도 4를 참조하면, 웨이퍼 검사 시스템(400)은 진공 챔버(412), 스테이지(414), 광학 현미경(416), 이미징 유닛(418), 입자 비임 이미징 시스템(420) 및 이송 시스템(422)을 포함한다. 스테이지(414)는 반도체 웨이퍼(124)이 위치될 수 있는 플랫폼으로써 구성되어 있다. 스테이지(414)는 예를 들어 X-Y 평면을 따라서, 반도체 웨이퍼(124)의 위치를 조정하기 위한 제 1 및 제 2 모터작동식 베이스(426, 428)를 포함한다. 웨이퍼 검사 시스템(400)은 스테이지(414)의 수직 위치를 변경하기 위한 하나 이상의 수직 변위 유닛(430)을 포함한다. 각 수직 변위 유닛(430)은 예를 들어, 모터 또는 피에조(434)에 의해서 작동되는 리프트(432A)를 포함한다. 도 1에 대해서 상술한 바와 같이, 수직 변위 유닛(430)은 광학 현미경(416) 또는 SEM(420)에 의해 볼 때 반도체 웨이퍼(124)의 이미지를 초점맞추는데 도움을 주지만, 다른 종래의 초점 기구에 의해 교체될 수도 있다.
광학 현미경(416)은 조사원(436), 준반사 밀러(438), 렌즈(440) 및 편향 미러(도시 생략)를 포함한다. 조사원(436)은 다시 고정식 또는 가변식 스폿 크기의 비임(444)을 생성할 수 있다. 도 1의 실시예와 유사하게, 비임 확장기는 비임의 스폿 크기를 증가하는데 사용될 수 있다. 준반사 미러(438)는 조사원(436)에 의해 출력된 비임이 웨이퍼의 표면을 타격하고 X-Y 평면에 거의 수직인 조사 경로(446)를 따라서 반사되도록 위치설정된다.
조사원(436)에는 예를 들어, 명시야 조사, 암시야 조사 또는 양자 모두와 같은, 다양한 광 필드의 선택을 허용하는 광 필드 선택기(450)가 제공될 수 있다. 설명을 위해, 단지 하나의 비임(444)이 도시되어 있다. 상술한 바와 같이, 명시야 조사가 사용되면, 비임(444)은 준반사 미러(438)로부터 반사되고 렌즈(440)를 통과하며, 반도체 웨이퍼(124)의 표면상에 초점맞추어진다.
명시야 조사 동안, 비임(444)은 반도체 웨이퍼(124)의 표면에 부딪히고 조사 경로(446)를 따라서 렌즈를 향해 다시 반사된다. 반사된 비임은 준반사 미러(438)를 통과하고 예를 들어, CCD와 같은 이미징 유닛(418)에 의해 수용된다. 이미징 유닛(418)은 비임(444)을 수집하고 반도체 웨이퍼(124)의 선택된 부분을 나타내는 명시야 이미지를 생성한다. 누구나 알 수 있듯이, 암시야 조사는 도 1에 대해서 기술한 것과 동일한 방식으로 작동된다.
이미징 유닛(418)은 이미지들을 형성하기 위해 광 필드 선택기(450)에 사용되는 필터에 대응하여, 필터(도시되지 않음)를 포함하도록 형성된다. 예를들어, 음극 및 양극의 필터들(도시 안됨)은 명시야 및 암시야 이미지들을 형성하는데 사용될수 있다. 또한, 이전에 기술된바와 같이, 칼라 CCD가 사용될수 있다. 컴퓨터 시스템(458)이 반도체 웨이퍼(124)의 선택된 부분에서 탐지된 결함을 자동적으로 조사하고, 상기 결함을 위한 특정의 결함 분류를 지정하는 이미징 유닛(418)에 연결될 수 있다.
웨이퍼 검사 시스템(400)은 입자 비임 이미징 시스템(420)(예를들어, SEM)을 포함한다. 상기 SEM(420)은 전자총(460)과, 약 60°의 저착색 원뿔형 대물렌즈를 갖는 전자 광학 칼럼(462)을 포함한다. 상기 전자총(460) 및 전자 광학 칼럼(462)은 전자 비임을 형성한다. 전자 비임은 전자 비임 축선(464)을 따라 배향되며 초점 포인트(466)에 모아지게 된다.
포커싱 시스템은 포커싱 미러(484), 반사 미러(486), 이미지 위치 탐지기(488), 및 Z-축선 제어기(490)를 포함한다. 포커싱 시스템은 포커싱 미러(484)에서 포커싱 비임(492)을 배향시키는 조사원(436)을 이용한다. 도 4에 도시된바와 같이, 포커싱 미러(484)는 조사 경로(446)를 따라 위치되며, SEM(420)의 초점 포인트(466)를 항해 포커싱 비임(492)을 항하게 한다. 포커싱 미러(484)는 도 4에 도시된 위치로 부터 이동가능하게 형성된다. 상세히 기술하면, 광학 현미경을 사용하여 반도체 웨이퍼(124)를 검사하는 중에, 포커싱 미러(484)는 조사원(436)으로 부터의 비임(444)이 반도체 웨이퍼(124)의 표면을 향하도록 이동될 수 있다. 반도체 웨이퍼(124)가 SEM(420)에 의해서 검사되도록 이동될때, 포커싱 미러(484)는 도 4에 도시된 바와 같이 자동적으로 위치된다. 다양한 다른 형상이 포커싱 미러(484)의 사용을 용이하게 하는데 이용될수 있다.
반사 미러(486)는 곡률중심이 SEM(420)의 초점 포인트(466)에 있도록 구성되고 위치된다. 포커싱 비임(492)이 SEM(420)의 초점 포인트(466)를 통과할때, 제 1 입사 포인트에서 반도체 웨이퍼(124)의 표면을 타격한다. 이어서, 포커싱 비임(492)은 반사 미러(486)를 향하게 되며, 반도체 웨이퍼(124)의 표면으로 다시 반사 된다. 반사된 포커싱의 비임(492)들은 제 1 입사 포인트에 인접한 제 2 입사 포인트에서 반도체 웨이퍼(124)의 표면과 충돌하게 된다. 상기 포커싱의 비임(492)은 이미지가 이미징 유닛(418)에 의해서 분석되도록 준-반사 미러(438)를 통해 포커싱 미러(484)에 의해 반사된다. 이미징 유닛(418)에 의해서 분석된 이미지는 이미지 위치 탐지기(488)로 출력되며, 여기서 기준 프레임(492)과 비교된다. 예를들어 기준 프레임은, 목적물이 SEM((420)의 초점 포인트(466)에 정확히 위치될때, 포커싱의 비임(492)의 위치에 대응할수 있다. 이어서, 이미징 유닛(418)으로 부터 수용된 이미지는 SEM((420)의 초점 포인트(466)에 위치되었는지를 결정하기 위해 기준 프레임과 비교된다.
도 5에는, 이미지 위치 탐지기(488)가 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 웨이퍼 검사 시스템(400)에 능동적으로 포커싱되는 방식이 도시되어 있다. 상기 이미지 위치 탐지기(488)는 이미징 유닛(418)으로 부터 반도체 웨이퍼(124)의 일부에 대응하는 포커싱 이미지(502)를 수용한다. 포커싱 이미지(502)는 이미지 위치 탐지기(488)의 기준 프레임(504)위로 중첩된다. 이어서, 이미지 위치 탐지기(488)는 기준 프레임(504)과 포커싱 이미지(502)의 에지 사이에 차이가 있는지를 결정한다. 이러한 차이는 SEM(420)의 초점 포인트(466)와 반도체 웨이퍼(124)의 표면 사이의 거리에 대응한다. 포커싱 이미지(502)가 기준 프레임(504)과 정렬되었다면, 반도체 웨이퍼(124)는 SEM(420)의 초점 포인트(466)에 정확히 위치된다.
기준 프레임(504) 및 포커싱 이미지(502) 사이의 거리는 Z축선 제어기(490)에 전송되는 초점의 편차에 대응된다. Z축선 제어기(490)는 반도체 웨이퍼(124) 및 반사 미러(486)의 위치를 조정하기 위해 수직 변위 유닛(430)의 모터(434)를 작동시키는 제어 전압을 발생하도록 초점 편차를 이용한다. 이러한 공정은 이미징 유닛(418)으로 부터 수용되는 포커싱 이미지(502)가 기준 프레임(504)과 정확히 정렬된 것을 이미지 위치 탐지기(488)가 결정할때 까지 반복된다. 이러한 실시예에 따르면, 포커싱된 이미지를 발생하기 위해 반도체 웨이퍼(124)의 선택된 위치가 SEM(420)에 의해 분석되는 횟수가 크게 감소된다.
정상작동중에, 반도체 웨이퍼(124)의 표면이 SEM(420)의 초점 포인트(466)와 적당히 정렬되었다는 것이 결정될 때까지 포커싱 시스템를 이용하여 반도체 웨이퍼를 조정한다. 반도체 웨이퍼(124)의 선택된 부분은 SEM(420)을 이용하여 검사되며, 미세한 초점의 조정이 이루어진다. 도 4에 도시된 본 발명의 실시예에 따르면, 보조 리프트(432B)는 Z-축을 따라 반사 미러(486)를 이동시키기 위해 제공된다. 보조 리프트(432B)는 수직 변위 유닛(430)의 일부로 구성되며, 모터(434)에 의해서 제어가능하다. 이러한 실시예에 따르면, 보조 리프트(432B)의 작동은 반사 미러(486)의 곡률 중심이 SEM(420)의 초점 포인트(466)에 항상 있도록 리프트(432A)와 정확히 동기화된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 조사원(436)은 광학 현미경에 의한 결함의 검사를 위해 명시야 및/또는 암시야 조사를 발생시키기 위해서만 사용될 수 있다. 레이저(514)는 포커싱 비임(492)으로서 이용될 수 있는 간섭 비임을 생성하기 위해 제공된다. 이러한 실시예는 포커싱 미러(484)를 필요없게 한다. 대신에, 포커싱 비임(492)이 반도체 웨이퍼(124)의 표면을 항하도록 하기 위해 다수의 비임 스플리터(510)가 이용된다. 상기 비임 스플리터(510)는 레이저(514)에 의해서 발생된 포커싱 비임(492)을 반사시키면서도, 조사장치(436)로 부터의 비임(444)이 통과될 수 있게 구성된다. 반사된 포커싱 비임(492)를 수용하고 반도체 웨이퍼(124)의 선택된 부분이 SEM(420)의 초점 포인트(466)에 위치되는지를 결정하기 위해 자동-초점 센서(512)가 제공된다. 상기 자동-초점 센서(512)는 수직 변위 시스템(430)의 작동 제어를 위해 이미징 유닛(418) 및/또는 이미지 위치 탐지기(488)에 이미지를 제공하도록 구성된다. 그 대신에, 수직 변위 시스템(430)은 Z-축선을 따른 소정의 고도(elevation) 포인트로 스테이지(414)의 위치를 조절하도록 구성될수 있다. 자동 초점 센서(512)는 소정의 고도 포인트 각각에서 결함의 이미지를 검사하도록 구성되며, 이미징 유닛(418)의 출력에 맞게 포커싱된 이미지를 선택한다.
정상작동중에, 반도체 웨이퍼(124)는 표면이 SEM(420)의 초점 포인트(466)와 적절히 정렬되었다는 것이 결정될때 까지 포커싱 시스템를 이용하여 조정된다. 반도체 웨이퍼(124)의 선택된 부분은 SEM(420)을 이용하여 검사되며, 미세한 초점의 조정이 이루어진다. 도 4에 도시된 본 발명의 실시예에 따르면, 보조 리프트(432B)는 Z-축선을 따라 반사 미러(486)를 이동시키기 위해 제공된다. 상기 보조 리프트(432B)는 수직 변위 유닛(430)의 일부로 구성되며, 모터(434)에 의해서 제어가능하다. 이러한 실시예에 따르면, 보조 리프트(432B)의 작동은 반사 미러(486)의 곡률 중심이 SEM(420)의 초점 포인트(466)에 항상 있도록 리프트(432A)와 정확히 동기화된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 조사원(436)은 광학 현미경에 의한 결함의 검사를 위해 명시야 및/또는 암시야 조사를 발생시키기 위해서만 사용될 수 있다. 레이저(514)는 포커싱 비임(492)으로서 이용될 수 있는 간섭 비임을 생성하기 위해 제공된다. 이러한 실시예는 포커싱 미러(484)를 필요없게 한다. 대신에, 포커싱 비임(492)이 반도체 웨이퍼(124)의 표면을 항하도록 하기 위해 비임 스플리터(510)가 이용된다. 상기 비임 스플리터(510)는 레이저(514)에 의해서 발생된 포커싱 비임(492)을 반사시키면서도, 조사장치(436)로 부터의 비임(444)이 통과될 수 있게 구성된다. 반사된 포커싱 비임(492)를 수용하고 반도체 웨이퍼(124)의 선택된 부분이 SEM(420)의 초점 포인트(466)에 위치되는지를 결정하기 위해 자동-초점 센서(512)가 제공된다. 상기 자동-초점 센서(512)는 수직 변위 시스템(430)의 작동 제어를 위해 이미징 유닛(418) 및/또는 이미지 위치 탐지기(488)에 이미지를 제공하도록 구성된다. 그 대신에, 수직 변위 시스템(430)은 Z-축선을 따른 소정의 고도(elevation) 포인트로 스테이지(414)의 위치를 조절하도록 구성될수 있다. 자동 초점 센서(512)는 소정의 고도 포인트 각각에서 결함의 이미지를 검사하도록 구성되며, 이미징 유닛(418)의 출력에 맞게 포커싱된 이미지를 선택한다.
도 6에는, 본 발명의 실시예에 따라 구성된 웨이퍼 검사 시스템을 이용한 반도체 웨이퍼(124)의 검사중에 수행되는 공정을 설명하는 프로우차트가 도시되어 있다. 단계(S600)에서, 반도체 웨이퍼는 스테이지 위해 놓여지며, 적절히 장착된다. 단계(S610)에서, 반도체 웨이퍼는 웨이퍼 검사 시스템의 좌표시스템에 정렬된다. 공지된바와 같이, 이러한 정렬은 종래의 예비-정렬기 및/또는 다른 정렬 매카니즘을 이용하여 이루어질수 있다. 단계(S612)에서, 웨이퍼의 결함 지도로부터 얻어진 제 1 탐지 위치가 웨이퍼 검사 시스템(400)의 좌표시스템(즉, 스테이지 좌표)으로 전달된다. 제 1 및 제 2의 모터작동식 베이스들은 선택된 결함이 광학 현미경에 의해서 식별될 수 있도록 웨이퍼를 배치시키는데 이용된다.
단계(S614)에서, 결함은 웨이퍼 검사 시스템에 의해서 다시 탐지된다. 상세히 기술하면, 결함은 암시야의 조사, 또는 웨이퍼 결함 지도를 형성하는데 사용된 검사기구에 의해 이용된 형태의 조사 타입을 이용하여 광학 현미경에 의해서 검사된다. 단계(S616)에서, 광 필드 선택기는 암시야 조사로부터 명시야 조사로 전환시키는데 이용된다. 단계(S618)에서, 결함의 좌표들은 스테이지 좌표를 이용하여 업데이트된다. 점선을 사용하여 나타난바와 같이, 결함은 단계(S620)에서 암시야 및 명시야 조사를 사용하여 재검사될 수 있다. 상술된바와 같이, 상기 재검사는 색채 또는 편광 필터들과 같은 다양한 필터들을 이용하는 것이 용이하다. 단계(S622)에서, 검사될 추가의 결함이 있는지를 결정한다. 추가의 결함이 있다면, 단계(S624)에서 다음 결함의 검사를 위해 스테이지가 위치된다. 이때, 단계(S614)로 되돌아가게 된다. 추가의 결함이 없다면, 단계(S626)로 진행하게 된다.
단계(S626)에서, 결함의 위치는 SEM과 정렬된다. 이것은 결함이 SEM의 광 축선에 대략적으로 정렬되도록 제 1 및 제 2 의 모터작동식 베이스를 이동시키는 스테이지 좌표를 이용함으로써 달성된다. 필요한 경우, SEM을 이용하여 보았을 때 반도체 웨이퍼의 이미지를 포커싱시키기 위하여 스테이이지의 높이가 단계(S628)에서 조정될 수 있다. 본 발명의 특정한 실시예에 따라, 자동 포커싱 장치는 스테이지의 위치를 조정하기 위하여 이용될 수 있다. 이러한 경우, 스테이지의 높이가 자동적으로 조정되는 제어 블록(1)을 거치게 된다.
단계(S630)에서, 결함이 분류된다. 이 단계에서는 컴퓨터 시스템을 이용하여 결함을 검사하고, 소정 결함 타입과 비교하며, 결함을 분류한다. 결함이 SEM 기초 이미지(SEM-based image)에서 명백한 경우, 분류는 SEM 기초 이미지만을 이용하여 수행될 수 있다. 그러나, 결함이 분류할 수 있을 정도로 명백하지 않은 경우, 분류를 수행 또는 강화하기 위하여 광 이미지가 이용될 수 있다. SEM 기초 이미지만을 이용한 분류가 불충분하다고 결정되었을 때, 광 이미지는 단계(616), 또는 단계(626)후 얻어질 수 있다. 단계(S632)에서, 검사할 나머지의 추가적 결함이 있는지가 결정된다. 추가적 결함이 있는 경우, 단계(S634)중에 다음 결함의 위치에서 반도체 웨이퍼가 SEM 아래 배치되도록 스테이지가 이동되며, 제어부는 단계(S626)으로 복귀된다. 그러나 추가적 결함이 없는 경우, 그때 재검사 공정은 단계(S640)에서 종결된다.
본 발명에 따른 상기 시스템은 결함 지도로부터 검사 시스템의 시스템 에러를 신속히 제거하기 위하여 이용될 수 있다. 특히, 재감지되는 결함의 수는 단계(S622)에서 카운트된다. 상기 결합의 수가 예정된 수, 예를 들어 5에 도달하였을 때, 즉 재감지된 결함의 좌표 업데이트가 공통적인 변화를 찾기 위하여 검사된다. 예를 들면, 모든 좌표가 특정 회전, 알파 및 이동(translation; dx, dy)에 대해 교정된 것으로 결정된 경우, 이것은 시스템 에러로 귀착되며 특별한 결함 지도에서 모든 결함의 좌표는 회전 에러에 대해 교정된다. 회전 및 이동 오프셋을 저장하여, 동일한 검사 기구로 검사되는 웨이퍼에 대해 다시 이용할 수도 있다. 검사 기구 ID는 재검사 기구로 전달되는 정보의 부분이며, 그에 따라 측정된 시스템 에러는 특정된 검사 기구와 관련될 수 있다.
도 7은 검사 기구에 의하여 생성된 결함 오프셋이 본 발명의 웨이퍼 재검사 시스템에 의하여 교정되는 방식이 도시된 흐름도이다. 단계(S700)에서, 반도체 웨이퍼는 스테이지상에 배치되며, 결함의 위치에 대응하는 데이터(즉, 결함 지도)는 웨이퍼 재검사 시스템으로 전달된다. 전술된 바와 같이, 결함 지도는 검사 기구에 의하여 미리 확인된 잠재적 결함의 좌표를 포함한다. 또한 웨이퍼 검사 시스템으로 전달되는 데이터는 반도체 웨이퍼를 위한 결함 지도를 생성하기 위하여 이용되는 검사 기구를 식별하는 검사 기구 ID를 포함한다.
단계(S710)에서, 반도체 웨이퍼는 웨이퍼 재검사 시스템의 좌표 축선에 예비 정렬된다. 결함 오프셋를 결정하기 위하여 이용되는 결함의 수(즉 결함 카운트)는 단계(S712)에서 규정된다. 단계(S714)에서, 웨이퍼 재검사 시스템은 제 1 결함을 재감지한다(즉, 예를 들면 광학 현미경을 이용하여). 단계(S716)에서, 결함이 성공적으로 재감지되었는지 여부를 결정한다. 결함이 성공적으로 재감지되지 않은 경우, 제어부는 단계(S714)로 복귀되는데, 그 단계(S714)에서는 예를 들면 결합된 명시야 및 암시야 조사와 같은 추가적 시도가 결함을 재감지하기 위하여 적용된다. 결함이 성공적으로 재감지된 경우, 단계(S718)를 통과하며, 그 단계(S718)에서는 결함 좌표가 웨이퍼 재검사 시스템의 좌표에 대해 상대적으로 업데이트된다.
단계(S720)에서, 감지 카운트(단계 S712에서 선택됨)에 대응하는 결함의 수가 재감지되었는지의 여부를 결정한다. 재감지된 결함의 수가 결함 카운트보다 적은 경우, 결함 지도내의 다음 결함이 재감지되는 단계(S714)로 복귀된다. 재감지된 결함의 수가 감지 카운트와 동일한 경우, 단계(S722)를 거치게 된다. 단계(S722)에서, 반도체 웨이퍼에 대한 결함 오프셋이 계산된다.
전술된 바와 같이, 결함 오프셋은 겸사 기구의 시스템 에러로 귀착되는 회전 및 이동 변위를 나타낸다. 이 같은 실시예에 따라, 결함 오프셋이 계산되며, 이 같은 오프셋은 반도체 웨이퍼에 대한 나머지 모든 결함 위치에서 시스템 에러를 교정하기 위하여 적용된다. 특히, 시스템 에러에 대한 교정은 대응하는 검사 시스템 ID와 함께 컴퓨터(158)내에서와 같은 메모리부에서 지속된다. 또한, 동일한 검사 기구가 다수의 반도체 웨이퍼를 위한 결함 지도를 생성하기 위하여 이용되는 경우, 동일한 결함 오프셋이 메모리부로부터 획득되어 동일한 시스템 ID의 결함 지도를 가진 모든 반도체 웨이퍼에서 시스템 에러를 교정하기 위하여 적용될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따라, 웨이퍼 재검사 시스템은, 현재 검사되는 반도체 웨이퍼에 대한 결함 지도를 생성하기 위하여 이용되는 특정한 검사 기구를 결정하기 위하여, 전달된 데이터에 포함된 검사 기구 ID를 검사할 수 있다. 검사 기구 ID가 결함 오프셋이 계산된 결함 지도를 생성하기 위하여 이용되는 검사 기구의 검사 기구 ID와 정합된다면, 현재의 반도체 웨이퍼에 포함된 시스템 에러를 교정하기 위하여 동일한 결함 오프셋이 적용될 수 있다. 이 같은 일 실시예는 동일한 검사 기구에 의하여 검사되는 개별적인 반도체 웨이퍼 또는 다중 반도체 웨이퍼에 대해 결함 오프셋을 계산하여야 하는 횟수를 최소화시키는 장점을 가진다.
도 8은 본 발명의 또 다른 특정 방법의 흐름도이다. 특히, 이 실시예에 따라, 본 발명의 시스템은 결함에 대하여 기판을 검사하는데 이용될 수 있다. 즉, 일부 특정 공정 결함이 현재의 광학 시스템에 의하여 감지가능하지 않다는 것은 공지되어 있다. 그러므로, 미국 캘리포니아의 샌어제어 소재의 KLA에 의하여 판매되는 에스이엠스펙(SEMSpec)과 같은 시스템은 광학 검사 시스템을 이용하여 감지될 수 없는 결함을 감지하기 위하여 전체 웨이퍼를 전자 비임으로 스캔하기 위하여 이용된다. 에스이엠스펙 시스템은 미국 특허 제 5,578,821호 및 제 5,502,306호에 상술된다. 그러나, 에스이엠스펙은 매우 비싸며 매우 느린 시스템이므로 하루에 하나 또는 두개의 웨이퍼만을 스캔할 수 있다.(광학 시스템에 의하여 시간당 30 내지 60개의 웨이퍼를 감지하는데에 반하여) 도 8에 도시된 실시예는 현재 이용되는 것보다 더 낮은 비용 및 더 빠른 스캔 속도를 가지는 매우 빠른 전자 비임에 기초한 검사 시스템을 제공한다.
본질적으로, 도 8의 실시예는 기판의 전자 비임 스캔닝을 수행하고 결함을 감지 하기 위하여 지능적인 선택(intelligent selection)을 이용한다. 즉, 회로 설계자는 결함을 가지기 쉬운 회로상의 영역이 있는 장소를 일반적으로 안다. 예를 들면, 밀집 패턴을 가지는 영역, 많은 컨택 홀을 가진 영역, 서로 밀접하여 라인들이 연결될 가능성이 높은 많은 전도 라인을 가지는 영역 등이다. 이러한 정보를 이용하여, 설계자는 주의깊게 검사되어야 하는 웨이퍼상의 회로 영역을 지능적으로 선택할 수 있다. 이러한 정보를 이용하여, 설계자는, 단계(800)에 예시된 바와 같이, 스캔될 영역에 대한 좌표를 설정할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 이것은 "인공적인(artificial)" 또는 "합성된(synthetic)" 결함 지도를 작성함으로써 달성된다. 즉, 결함을 가지는 것으로 의심되는 영역들을 검사하기 위하여 시스템에 대해 지시하는 인공적인 결함 지도를 작성함으로써 스캔 영역을 규정할 수 있다.
시스템이 세팅된 스캔 영역, 또는 인공적인 결함 지도를 수용하면, 광학 현미경을 먼저 작동시킬 지의 여부를 선택할 수 있다. 즉 교차점(810)에서 경로 "예"를 선택하는 동작, 또는 입자 현미경으로 직접 스캐닝하는, 즉 교차점(810)에서 "아니오"를 선택하는 옵션(option)을 가진다. 경로 "예"가 선택된 경우, 광학 현미경(116)은 결함 지도에 따라 기판을 스캔하기 위하여 이용된다(단계 820). 이어서, 결함 지도는 광학 현미경에 의하여 생성되며, 그 지도는 발견된 결함을 나타낸다(단계 830). 그후, 또는 경로 "아니오"가 교차점(810)에서 선택된 경우, 세팅된 스캔 영역은 단계(840)에서 입자 현미경에 의하여 스캔된다. 입자 현미경에 의하여 얻어진 이미지의 다이 대 다이 비교(die-to-die comparison)를 이용하여, 새로운 결함 지도가 컴퓨터(158)에 의하여 생성된다(단계 850). 다이 대 다이 비교는 예를 들면 SEMVison에 의한 종래 방법에 따라, 즉 각각의 지정된 위치에 대하여 수행되며, 인접 다이상의 대응 위치가 이미지화되며, 이미지들을 비교하여 불일치를 감지한다. 이 후자의 결함 지도는 입자 비임 현미경의 높은 해상도를 기초로하기 때문에 매우 정확할 것이다. 결함 지도만이 필요하다면, 공정은 여기에서 정지된다.
발견된 결함에 대한 추가적 정보가 필요하다면, 공정은 단계(860)으로 계속되며, 그 단계에서 입자 현미경을 이용하여 각각의 결함의 확대된 이미지가 얻어진다. 이어서, 단계(870)에서, 컴퓨터(158)는 전술된 바와 같이 자동 결함 분류(ADC)를 수행할 수 있다.
비록 본 발명이 반도체 웨이퍼상의 결함의 검사에 대하여 상술되었지만, 이 같은 장치는 다양한 다른 재료 및 표면과 관련하여 용이하게 이용될 수 있다. 예를 들면, 본 발명은 포토마스크, 자기 디스크, 광학 디스크, 거울 등을 검사하기 위하여 이용될 수 있다. 더욱이, 본 발명은 제조 공정의 다양한 과정중에 반도체 재료를 검사하기 위하여 이용될 수 있다. 특히, 본 발명은 패턴회된 또는 패턴화되지 않은 반도체 웨이퍼의 검사에 동일하게 응용가능하다.
본 발명은 반도체 웨이퍼와 같은 목적물의 표면상(또는 근처)의 결함을 신속하고 정확하게 재감지하며 분류하기 위한 능력을 유용하게 제공한다. 이것은 광학 현미경 및 SEM 모두를 포함하는 재료 재검사 시스템을 이용하여 달성된다. 광학 현미경은 반도체 웨이퍼에 대해 결함 지도를 생성하기 위하여 이용되는 조사 필드에 유사한 조사 필드를 생성할 수 있도록 구성된다. 이 같은 구성은 결함의 정확하고 효과적인 재감지를 허용한다. 시스템은 모든 결함이 광학 현미경에 의하여 감지되었을 때 반도체 웨이퍼를 SEM과 정렬하기 위하여 이동시키는 이동 시스템을 포함한다. SEM은 재감지 및 분류가 가능하도록 결함의 높은 해상도 확대를 제공한다. 또한 본 발명은 결함에 SEM의 초점을 맞추기 위해 스테이지를 자동적으로 조정하는 능동적인 광학 포커싱 시스템을 제공한다. 더욱이, 회전 축선을 중심으로 스테이지를 회전시키기 위해 그리고 상이한 투시각(perspective)에서 결함을 가시화할 수 있도록 피봇팅 시스템이 제공된다.
이 같은 구성의 하나의 장점은 광학 현미경을 이용하여 결함을 정확하게 재감지할 수 있다는 것이다. 또한, 결함이 재감지되었을 때, SEM에 의한 검사를 위하여 정확하게 배치될 수 있다. 그러므로, SEM의 제한된 관찰 영역을 이용하여 큰 영역을 무작위로 탐색할 필요가 없다. 더욱이, 시스템은 특정 검사 시스템의 시스템 에러를 계산할 수 있으며 이 같은 시스템으로부터 수용된 결함 지도에 대해 자동적으로 교정을 실시한다. 본 발명의 또 다른 장점은 SEM에 의하여 이미지될 수 없는 결함을 분류할 수 있다는 것이며, 따라서 재감지 공정동안 분류되지 않는 결함의 수를 최소화한다.
가장 실용적이고 양호한 실시예라 생각되는 것과 관련하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 전술된 실시예에 한정되지 않는 것으로 이해해야 하며, 첨부된 특허청구범위의 범주 및 사상내에 포함된 다양한 변화 및 균등한 구성을 포함하는 것으로 이해해야 한다.
상기한 본 발명에 의하면, 반도체 웨이퍼와 같은 재료상의 결함을 신속하고 정확하게 재검출할 수 있으며, SEM에 의해 검출할 수 없는 결함을 분류할 수 있는 효과가 있다.

Claims (26)

  1. 미리 생성된 결함 지도에 근거하여 목적물 표면 상의 결함을 재검사하기 위한 장치로서,
    상기 목적물을 수용하기 위한 스테이지와,
    광비임을 제공하는 조사원을 포함하고, 상기 결함 지도에 포함된 정보에 근거하여 상기 목적물 표면의 선택된 부분을 향해 상기 광비임을 배향시키는 광학 현미경과,
    상기 광학 현미경에 연결되어 상기 광비임에 의해 조사된 결함을 재검출하기 위한 광센서와,
    입자 비임을 미리 규정된 축선을 따라 초점에 포커싱시키기 위한 입자 비임 이미징 시스템과, 그리고
    상기 재검출된 결함을 상기 초점에 인접하여 위치시키는 이송 시스템을 포함하며,
    상기 재검출된 결함이 입자 비임 이미징 시스템을 사용하여 후속하여 재검사될 수 있는 결함 재검사 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 이송 시스템은 제 1축선을 따라 상기 스테이지를 이동시키기 위한 제 1모터작동식 베이스 및 제 2축선을 따라 상기 스테이지를 이동시키기 위한 제 2모터작동식 베이스를 포함하며,
    상기 제 1 및 제 2축선은 실질적으로 서로 수직하며 평면을 형성하는 결함 재검사 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 현미경은 명시야 모드, 암시야 모드, 그리고 명시야 및 암시야의 조합 모드에서 작용되도록 구성될 수 있는 결함 재검사 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 입자 비임 이미징 시스템에 의해 재검사된 결함을 분류하기 위한 컴퓨터 시스템을 더 포함하는 결함 재검사 장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 컴퓨터 시스템은 상기 현미경에 의해 이미지화된 결함을 더 분류하도록 구성된 결함 재검사 장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 조사원은 레이저를 포함하는 결함 재검사 장치.
  7. 제 3항에 있어서, 상기 현미경에 작동가능하게 연결되고, 미리 규정된 조사 형태를 선택적으로 형성하여, 상기 암시야 모드 및 상기 명시야 모드를 생성하는 모드 선택기를 더 포함하는 결함 재검사 장치.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 모드 선택기는 상기 현미경의 조사 경로 내로 삽입가능한 필터를 포함하는 결함 재검사 장치.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 조사원은 명시야 조사를 위한 램프식 광원 및 암시야 조사하기 위한 레이저원을 포함하는 결함 재검사 장치.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 암시야 조사는 경사진 각도로 상기 목적물 표면에 도달하는 결함 재검사 장치.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 목적물 표면을 향해 경사진 각도로 보조 광선을 배향시키기 위한 제 2조사원을 더 포함하는 결함 재검사 장치.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 목적물 표면을 상기 입자 비임 이미징 시스템의 초점에 자동적으로 유지시키기 위한 포커싱 시스템을 더 포함하는 결함 재검사 장치.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 포커싱 시스템은:
    포커싱 비임을 생성하기 위한 간섭 광원과;
    제 1입사점에서 상기 목적물 표면을 타격하는 포커싱 비임을 상기 초점을 통해 상기 목적물 표면으로 배향시키기 위한 포커싱 미러와;
    상기 제 1입사점에 인접하여 위치한 제 2입사점에서 상기 목적물 표면의 후방으로 상기 포커싱 비임을 반사시키기 위한 반사 미러와; 그리고
    상기 목적물 표면과 상기 초점 사이의 거리를 검출하고 상기 목적물 표면과 상기 초점이 정렬되도록 상기 스테이지를 수직방향으로 조절하기 위한 이미지 정렬 시스템; 을 포함하는 결함 재검사 장치.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 입자 비임 이미징 시스템이 결함을 이미지화할 때 상기 포커싱 시스템을 선택적으로 작동시키고 상기 현미경이 작동 중일 때 상기 포커싱 시스템을 작동 해제시키는 선택 메카니즘을 더 포함하는 결함 재검사 장치.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 선택 메카니즘은 상기 현미경의 주사 경로 내로 삽입가능한 미러를 포함하는 결함 재검사 장치.
  16. 제 14항에 있어서, 상기 선택 메카니즘은 상기 현미경의 주사 경로 내에 위치된 이색성(diachroic) 미러를 포함하는 결함 재검사 장치.
  17. 제 1항에 있어서, 상기 센서가 칼라 CCD인 결함 재검사 장치.
  18. 제 3항에 있어서, 상기 명시야 모드 및 상기 암시야 모드의 조사는 색채 코딩되며, 상기 센서가 칼라 CCD인 결함 재검사 장치.
  19. 제 1항에 있어서, 상기 결함 지도로부터의 결함 좌표 및 상기 현미경으로부터의 스테이지 좌표를 수용하고 상기 결함 지도내의 기록 에러를 계산하는 에러 계산기를 더 포함하는 결함 재검사 장치.
  20. 제 19항에 있어서, 시스템 ID와 관련하여 상기 기록 에러를 저장하고 상기 시스템 ID를 갖는 임의 결함 지도에 상기 기록 에러를 적용하는 에러 메모리를 더 포함하는 결함 재검사 장치.
  21. 미리 생성된 결함 지도에 근거하여 목적물 표면 상의 결함을 재검사하는 방법으로서,
    결함을 재검출하기 위해 결함 지도로부터의 좌표에 근거하여 상기 목적물 표면의 선택된 부분을 광학 현미경으로 관찰하는 단계와,
    상기 재검출된 결함의 위치에 대응하는 스테이지 좌표를 결정하는 단계와,
    상기 결함 지도 및 상기 스테이지 좌표로부터 기록 에러를 계산하는 단계와,
    상기 재검출된 결함을 입자 비임 이미징 시스템의 초점에 인접하여 위치시키기 위해 상기 목적물 표면을 이동시키는 단계와, 그리고
    상기 입자 비임 이미징 시스템을 사용하여 상기 재검출된 결함을 재검사하는 단계를 포함하는 결함 재검사 방법.
  22. 제 21항에 있어서, 상기 목적물 표면의 선택된 부분을 광학 현미경으로 관찰하는 단계는 암시야 조사로 상기 목적물 표면을 조사하는 단계를 포함하는 결함 재검사 방법.
  23. 제 22항에 있어서, 명시야 모드에서 상기 현미경을 작동시킴으로써 상기 결함의 확대된 광학 이미지를 얻는 단계를 더 포함하는 결함 재검사 방법.
  24. 제 21항에 있어서, 상기 관찰 단계는 상기 결함의 명시야 이미지와 암시야 이미지의 복합적인 이미지를 형성하기 위해 상기 목적물 표면의 상기 선택된 부분 상에 명시야 조사와 암시야 조사를 동시에 적용하는 것을 포함하는 결함 재검사 방법.
  25. 전자-비임 현미경을 사용하여 웨이퍼 표면 상의 결함을 검사하는 방법으로서,
    검사될 웨이퍼 상의 지정된 영역들의 리스트를 작성하는 단계와,
    전자비임으로 상기 지정된 영역을 스캐닝하기 위해 상기 지정된 영역의 리스트를 상기 현미경으로 제공하는 단계와,
    상기 지정된 영역 내의 결함을 검출하기 위해 다이 대 다이 검사를 수행하는 단계와, 그리고
    전자-비임(electron-beam)을 기초로 한 결함 지도를 작성하는 단계를 포함하는 결함 검사 방법.
  26. 제 25항에 있어서, 상기 지정된 영역의 리스트는 인공적인(artificial) 결함 지도의 형태로 작성되는 결함 검사 방법.
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