KR100878082B1

KR100878082B1 - 패턴 검사 장치 및 패턴 검사 방법

Info

Publication number: KR100878082B1
Application number: KR1020070019298A
Authority: KR
Inventors: 히로무 이노우에; 도모히데 와따나베; 사또시 엔도; 마사미 이께다
Original assignee: 가부시끼가이샤 도시바; 가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지
Priority date: 2006-02-28
Filing date: 2007-02-27
Publication date: 2009-01-13
Also published as: US20070200051A1; KR20070089611A; TW200732811A; JP2007232930A; US7394048B2; KR20080097167A; TWI325996B

Abstract

본 발명의 과제는 반도체의 패턴의 선 폭 및 피치가 광학계의 파장 이하가 된 경우라도, 정확한 포커스 검출을 행하여 고정밀도의 계측 및 검사 기술을 행하는 것이다.

광학상을 검사용 센서(40) 상에 형성하는 제1 결상 광학계(30)와, 제1 결상 광학계(30)로부터 광학상을 AF용 센서(70)측으로 분기하고, 또한 이 광학상을 2개로 분기하여 AF용 센서(70) 상에 검사용 센서(40) 상의 광학상에 있어서의 전방측 포커스 상과 후방측 포커스 상을 결상하는 제2 결상 광학계(60)와, AF용 센서(70)로부터 얻어지는 전방측 포커스 위치에서의 전방측 센서 화상의 고역 성분과, 후방측 포커스 위치에서의 후방측 센서 화상의 고역 성분으로부터 각각의 포커스 평가치를 산출하고, 각 포커스 평가치의 차를 포커스 변위량으로서 산출하는 포커스 검출 회로(82)와, 포커스 검출 회로(82)에 의해 산출된 포커스 변위량을 기초로 하여 제1 결상 광학계(30)의 포커스를 제어하는 포커스 제어 회로(83)를 구비한다.

검사용 센서, 결상 광학계, 포커스 검출 회로, AF용 센서, 포커스 제어 회로

Description

패턴 검사 장치 및 패턴 검사 방법{PATTERN INSPECTION DEVICE AND PATTERN INSPECTION METHOD}

도1은 본 발명의 일실시 형태에 관한 포커스 검출 장치의 구성예를 도시하는 도면.

도2는 포커스 검출 장치의 구성을 도시하는 설명도.

도3은 포커스 검출 장치의 연산 회로를 도시하는 블록도.

도4는 포커스 검출 장치에 의한 포커스 검출 원리를 도시하는 설명도.

도5는 검사용 센서의 포커스 위치가 전방측 포커스측에 있는 경우에 있어서의 센서 출력을 나타내는 설명도.

도6은 미분 출력을 나타내는 설명도.

도7은 도수 분포의 관계를 나타내는 설명도.

도8은 검사용 센서의 포커스 위치가 맞는 경우에 있어서의 센서 출력을 나타내는 설명도.

도9는 미분 출력을 나타내는 설명도.

도10은 도수 분포의 관계를 나타내는 설명도.

도11은 검사용 센서의 포커스 위치가 후방측 포커스측에 있는 경우에 있어서의 센서 출력을 나타내는 설명도.

도12는 미분 출력을 나타내는 설명도.

도13은 도수 분포의 관계를 나타내는 설명도.

도14는 포커스 평가치의 변화 특성 및 포커스 평가치의 차를 나타내는 설명도.

도15는 광레버 방식을 이용한 포커스 맞춤의 기구의 구성을 나타내는 설명도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 반도체 패턴 검사 장치

20 : 검사 장치

30 : 제1 결상 광학계

40 : 검사용 센서

50 : 포커스 검사 장치

60 : 제2 결상 광학계

61 : 제1 하프 미러

62 : 제2 하프 미러

63 : 미러

70 : AF용 센서

80 : 신호 처리 회로

81 : 센서 데이터 입력 회로

82 : 포커스 검출 회로

83 : 포커스 제어 회로

W : 피사체

[문헌 1] 일본 특허 출원 공개 평11-271597호 공보

본 발명은 반도체 웨이퍼, 포토 마스크 등의 반도체 패턴의 계측 및 검사 장치에 탑재되는 광학계의 포커스 맞춤 장치 및 포커스 맞춤 방법에 관한 것으로, 특히 반도체 패턴의 선 폭이나 결함이 조명광의 파장 이하가 된 경우라도 정확한 포커스 검출을 행할 수 있는 기술에 관한 것이다.

반도체 웨이퍼나 포토 마스크 등의 반도체 패턴의 계측 및 검사 장치는, 광학상(光學像)을 이용하여 패턴의 선 폭을 고정밀도로 측정하고, 또한 패턴 상의 미세한 결함을 고분해능으로 검출하는 것이 요구되고 있다.

반도체 패턴의 계측 및 검사 장치에서는, CCD 등의 센서 상에 광학계로 패턴의 확대 광학상을 결상하고, 센서에 의해 얻어지는 전기적인 화상 신호를 처리하여 계측, 검사를 행하고 있다. 고정밀도의 계측, 검사를 실현하기 위해서는, 고배율, 고해상도의 광학상이 얻어지는 것이 요구되고, 그 때 광학상의 포커스를 최적으로 맞추는 것이 필요하다.

도15는 광레버 방식을 이용한 포커스 맞춤 기구(100)를 나타내는 도면이다. 도15 중, 부호 W는 피사체, 101은 검사용 센서, 102는 대물 렌즈, 103은 결상 렌즈, 104는 LD, 105는 포지션 센서, 106은 포커스 검출 회로, 107은 포커스 제어 회로를 나타내고 있다. 이 포커스 맞춤 기구(100)에서는, LD광을 이용하여 피사체(W)의 포커스 방향의 위치를 포지션 센서(105) 상에 결상시키고, 포지션 센서(105)의 신호를 처리하여 포커스 변위량을 구하여 포커스를 제어한다.

이 밖에, 결상의 전방 포커스 상태, 후방 포커스 상태를 형성하고, 그 광 강도의 적분치(콘트라스트)의 차를 기초로 하여 포커스 위치를 구하는 것이 알려져 있다(예를 들어, 문헌 1 참조).

상술한 광레버 방식의 포커스 검출 방법에서는, 다음과 같은 문제가 있었다. 즉, 반도체의 패턴의 선 폭이나 피치가, 포커스 검출에서 사용하는 조명광의 파장 이하가 되면, 패턴에 의해 회절광이 발생하여 포지션 센서 상에 결상하여 정확한 포커스 위치를 검출할 수 없을 우려가 있다. 또한, 광강도의 적분치를 이용하는 것에서는, 적분치의 차가 작을 때에 정확하게 포커스 위치를 검출할 수 없을 우려가 있다.

그래서 본 발명은, 반도체의 패턴의 선 폭, 피치가 광학계의 파장 이하가 된 경우라도, 정확한 포커스 검출을 행하여 고정밀도의 계측 및 검사 기술을 행할 수 있는 포커스 맞춤 장치 및 포커스 맞춤 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기 과제를 해결하여 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일태양으로서 패턴 검사 장치는 다음과 같이 구성되어 있다.

즉, 입사면에 결상된 피사체의 광학상을 화상 신호로 변환하여 출력하는 제1, 제2 센서와, 상기 광학상을 상기 제1 센서 상에 형성하는 제1 결상 광학계와, 이 제1 결상 광학계로부터 상기 광학상을 상기 제2 센서측으로 분기하고, 또한 이 광학상을 2개로 분기하여 상기 제2 센서 상에 제1 센서 상의 광학상에 있어서의 전방측 포커스상과, 후방측 포커스상을 결상하는 제2 결상 광학계와, 상기 제2 센서로부터 얻어지는 전방측 포커스 위치에서의 전방측 센서 화상 신호 및 후방측 포커스 위치에서의 후방측 센서 화상 신호에 대하여, 각각 미분을 행하고, 그 도수 분포로부터 상기 도수 분포의 도수가 N％ 이상이 되는 부분의 평균치를 각각 산출함으로써 얻어지는 고역(高域) 성분을 포커스 평가치로 하여, 각 포커스 평가치의 차를 포커스 변위량으로서 산출하는 포커스 검출 회로와, 상기 포커스 검출 회로에 의해 산출된 포커스 변위량을 기초로 하여 상기 제1 결상 광학계의 포커스를 제어하는 포커스 제어 회로를 구비하고, 상기 제1 센서로부터의 화상 신호에 의해 피사체의 패턴의 결함을 검사하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 과제를 해결하고 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일태양으로서 패턴 검사 방법은 다음과 같이 구성되어 있다.

삭제

즉, 광학상을 제1 센서 상에 형성하는 제1 결상 스텝과, 상기 제1 센서 상에 형성된 광학상을 화상 신호로 변환하여 출력하는 제1 화상 신호 변환 스텝과, 상기 제1 결상 스텝에 있어서의 광학상을 제2 센서측으로 분기하고, 또한 이 광학상을 2개로 분기하여 상기 제2 센서 상에 상기 제1 센서 상의 광학상에 있어서의 전방측 포커스상과 후방측 포커스상을 결상하는 제2 결상 스텝과, 상기 제1 센서 상에 형성된 광학상을 화상 신호로 변환하여 출력하는 제2 화상 신호 변환 스텝과, 이 제2 화상 신호 변환 스텝에서 얻어지는 전방측 포커스 위치에서의 전방측 센서 화상 신호 및 후방측 포커스 위치에서의 후방측 센서 화상 신호에 대하여 각각 미분을 행하고, 그 도수 분포로부터 상기 도수 분포의 도수가 N％ 이상이 되는 부분의 평균치를 산출함으로써 얻어지는 고역 성분을 포커스 평가치로 하고, 각 포커스 평가치의 차를 포커스 변위량으로서 산출하는 포커스 검출 스텝과, 이 포커스 검출 스텝에 의해 검출된 포커스 위치를 기초로 하여 상기 제1 결상 광학계의 포커스를 제어하는 포커스 제어 스텝과, 상기 제1 센서로부터의 화상 신호에 의해 피사체의 패턴의 결함을 검사하는 검사 스텝을 구비하는 것을 특징으로 한다.

도1은 본 발명의 일실시 형태에 관한 포커스 검출 장치(50)가 조립된 반도체 패턴 검사 장치(10)의 구성을 도시하는 설명도, 도2는 상기 포커스 검출 장치(50)의 구성을 도시하는 설명도, 도3은 상기 포커스 검출 장치(50)의 신호 처리 회로(80)를 도시하는 블록도, 도4는 상기 포커스 검출 장치(50)에 의한 포커스 검출 원리를 도시하는 설명도이다. 또한, 도1 중 부호 W는 패턴이 형성된 반도체 웨이퍼 등의 피사체를 나타내고 있다.

반도체 패턴 검사 장치(10)는, 검사 장치(20)와 포커스 검출 장치(50)를 구비하고 있다. 검사 장치(20)는, 제1 결상 광학계(30)와 이 제1 결상 광학계(30)에 의해 결상되는 검사용 센서(40)를 구비하고 있다.

제1 결상 광학계(30)는 피사체(W)에 대향 배치되어 확대상을 얻기 위한 대물 렌즈(31)와, 이 대물 렌즈(31)로부터의 광을 검사용 센서(40)에 결상시키기 위한 결상 렌즈(32)와, 결상 렌즈(32)와 검사용 센서(40) 사이에 배치되고 결상측을 텔레센트릭(telecentric) 광학계로 하는 추가 렌즈(33)를 구비하고 있다.

포커스 검사 장치(50)는 제2 결상 광학계(60)와, AF용 센서(70)와, 신호 처 리 회로(80)를 구비하고 있다. 제2 결상 광학계(60)는 추가 렌즈(33)와 검사용 센서(40) 사이에 배치되고, 광학상을 분기하여 AF용 센서(70) 상에 결상시키는 제1 하프 미러(61)와, 이 제1 하프 미러(61)와 AF용 센서(70) 사이에 배치되고 광학상을 분기하는 제2 하프 미러(62)와, 이 제2 하프 미러(62)로부터의 광을 AF용 센서(70) 상에 결상시키는 미러(63)를 구비하고 있다. 또한, 제1 하프 미러(61)에 의한 포커스 위치는 전방 포커스 위치가 되는 F1, 미러(63)에 의한 포커스 위치는 후방 포커스 위치가 되는 F2가 되도록 광로 길이가 설정되어 있다.

신호 처리 회로(80)는, AF용 센서(70)로부터의 화상 신호가 입력되는 센서 데이터 입력 회로(81)와, 이 센서 데이터 입력 회로(81)로부터 신호가 입력되는 포커스 검출 회로(82)와, 대물 렌즈(31)의 위치를 결정하는 포커스 이동 기구를 제어하는 포커스 제어 회로(83)를 구비하고 있다.

또한, 검사용 센서(40) 및 AF용 센서(70)는 라인 센서, 축적형(Time Delay and Integration) 센서, 또는 2차원 에어리어(area) 센서를 사용하는 것이 바람직하다. 포커스 위치를 옮겨 결상되는 광학상의 배율을 동일하게 함으로써 포커스 검출시의 화상의 시야를 동일하게 하는 것이 가능해진다. 또한, 축적형 센서를 사용하는 경우, 포커스 위치를 옮겨 결상되는 광학상의 배율을 동일하게 함으로써 광학 배율이 다른 경우에 발생되는 광학상과 센서의 스캔 시간의 동기의 어긋남을 해소할 수 있다.

이와 같이 구성된 반도체 패턴 검사 장치(10)에서는, 다음과 같이 하여 포커스 제어를 행한다. 즉, 피사체(W)의 광학상을 제1 결상 광학계(30)를 통해 검사용 센서(40) 상에 결상시킨다. 검사용 센서(40)의 출력은 검사 회로(도시하지 않음)에 입력되고, 검사가 행해진다.

한편, 제1 결합 광학계(30)의 광학상은 제1 하프 미러(61)에 의해 분기되고, 제2 결상 광학계(60)에 의해 AF용 센서(70) 상에 결상된다. AF용 센서(70)에 있어서는, 검사용 센서(40) 상의 광학상에 대해 전방측에 포커스가 있는 전방측 포커스상과, 검사용 센서(40) 상의 광학상에 대해 후방측에 포커스가 있는 후방측 포커스상이 각각 센서면의 우측의 절반면, 좌측의 절반면에 결상된다. 또한, 전방측 포커스의 변이량과 후방측 포커스의 변이량은 동일해지도록 설정한다. 또한, 제2 결상 광학계(60)는 텔레센트릭 광학계이므로, 전방측 포커스상과 후방측 포커스상은 동일한 크기가 된다.

AF용 센서(70)에서는, 상술한 바와 같이 전방측 포커스상과 후방측 포커스상이 결상됨으로써 2종류의 화상 신호가 출력되고, 센서 데이터 입력 회로(81)에 입력된다.

포커스 검출 회로(82)에서는, 도2에 도시한 바와 같이 화상의 고역 성분이 검출된다. 그리고, 검출된 전방측 센서 화상의 고역 성분과 후방측 센서 화상의 고역 성분으로부터 각각의 포커스 평가치를 산출하고, 각 포커스 평가치를 비교한다. 그리고, 검사 센서(40) 상의 광학상의 최적의 포커스 위치와, 필요한 포커스 변위량이 산출된다. 포커스 제어 회로(83)에서는, 포커스 검출 회로(82)에 의해 산출된 포커스 위치를 기초로 하여 대물 렌즈(31)의 포커스를 제어한다.

포커스 검출 회로(82)에서의 동작을 도3을 이용하여 보다 상세하게 설명한다. 즉, 전방측 포커스측의 화상으로부터는 전방측 포커스측의 화상의 고역 성분을, 후방측 포커스측의 화상으로부터는 후방측 포커스측의 화상의 고역 성분을 검출하여, 전방측 포커스측, 후방측 포커스측의 화상의 고역 성분을 비교 처리함으로써 포커스 변위량을 산출한다.

도3은 입력된 화상 신호를, X·Y 방향의 각각의 미분 연산, 도수 분포의 산출, 도수 N ％ 이상의 농도 평균 산출을 행하고, 최대치 또는 2제곱 합을 산출함으로써 전방측 포커스측의 고역 성분을 출력한다. 마찬가지로 하여 후방측 포커스측의 고역 성분을 출력한다. 이들의 차를 포커스 변위량으로서 출력한다.

또한, 도3은 포커스 검출 장치의 연산 회로를 도시하는 블록도의 일예이며, 다양하게 변형하여 이용하는 것이 가능하다.

도4는 검사용 센서(40) 및 AF용 센서(70)의 출력의 일예를 도시하는 설명도이다. 즉, 검사용 센서(40)에는 L/S 패턴이 결상하고 있는 경우, AF용 센서(70)의 전방측 포커스측, 후방측 포커스측에는 검사용 센서(40)에 결상한 센서상의 전방측 포커스측의 광학상과 후방측 포커스측의 광학상이 결상된다. 검사용 센서(40)의 포커스 위치가 전방측 포커스측에 있고, AF용 센서(70)의 전방측 포커스측의 센서 출력 진폭이 후방측 포커스측의 센서 출력 진폭보다 커지는 경우를 나타내고 있다.

다음에, 포커스 검출 회로(82) 내부의 구체적인 신호의 변화를 기초로 하여 설명한다. 도5 내지 도7은 검사용 센서(40)의 포커스 위치가 전방측 포커스측에 있는 경우, 도8 내지 도10은 검사용 센서(40)의 포커스 위치가 맞는 경우, 도11 내지 도13은 검사용 센서(40)의 포커스 위치가 후방측 포커스측에 있는 경우이다.

검사용 센서(40)의 포커스 위치가 전방측 포커스측에 있는 경우, 도5는 센서 출력을 나타내는 도면, 도6은 미분 출력을 나타내는 도면, 도7은 도수 분포의 관계를 나타내는 도면이다. 이 경우, 전방측 포커스측의 센서 출력 진폭이 후방측 포커스측의 센서 출력보다 커지고, 전방측 포커스측의 미분 출력 신호도 후방측 포커스측의 미분 출력 신호보다 커진다. 이로 인해, 미분 출력 신호의 도수 분포는 전방측 포커스측이 후방측 포커스측에 비해 밝은 부분의 분포가 증대하고, 도수 N ％ 이상의 밝기의 평균치를 계산하면 전방측 포커스측의 값이 후방측 포커스측에 비해 큰 값이 된다.

검사용 센서(40)의 포커스 위치가 맞는 경우, 도8은 센서 출력을 나타내는 도면, 도9는 미분 출력을 나타내는 도면, 도10은 도수 분포의 관계를 나타내는 도면이다. 이 경우, 전방측 포커스측, 후방측 포커스측의 센서 출력 진폭이 동일해지고, 미분 출력 신호의 진폭도 동일해진다. 포커스 위치에서의 미분 출력 신호의 도수 분포는 전방측 포커스측, 후방측 포커스측과도 동일한 분포가 되고, 도수 N ％ 이상의 밝기의 평균치도 동등한 값이 된다.

검사용 센서(40)의 포커스 위치가 후방측 포커스측에 있는 경우, 도11은 센서 출력을 나타내는 도면, 도12는 미분 출력을 나타내는 도면, 도13은 도수 분포의 관계를 나타내는 도면이다. 이 경우, 후방측 포커스측의 센서 출력 진폭이 전방측 포커스측의 센서 출력보다 커지고, 후방측 포커스측의 미분 출력 신호도 전방측 포커스측의 미분 출력 신호보다 커진다. 이로 인해, 미분 출력 신호의 도수 분포는 후방측 포커스측이 전방측 포커스측에 비해 밝은 부분의 분포가 증대하고, 도수 N ％ 이상의 밝기의 평균치를 계산하면 후방측 포커스측의 값이 전방측 포커스측에 비해 큰 값이 된다.

이 도수 N ％ 이상의 밝기의 평균치는, 화상의 고역 성분을 나타내는 동시에 포커스가 맞는지의 지표가 되기 때문에, 포커스 평가치로서 이용할 수 있다. 이하, 그 이유를 상세하게 서술한다. 또한, 도14에 나타낸 바와 같이 포커스 위치를 전방측 포커스측으로부터 후방측 포커스측으로 변화시킨 경우에, 전방측 포커스측, 후방측 포커스측의 화상의 고역 성분으로부터 구한 포커스 평가치의 변화 특성과, 후방측 포커스측의 포커스 평가치로부터 전방측 포커스측의 포커스 평가치를 뺀 차의 값을 나타낸 것이다.

즉, 포커스 위치가 전방 포커스 위치에 있을 때에는 전방측 포커스측의 포커스 평가치가 높고, 포커스 위치가 후방측 포커스측으로 변화함에 따라서 후방측 포커스측의 포커스 평가치가 높아진다. 한편, 포커스 평가치의 차는, 포커스가 맞는 위치에서는 전방측 포커스측, 후방측 포커스측의 포커스 평가치가 동일한 값이 되므로 제로가 된다.

따라서, 포커스가 전방측 포커스측으로부터 후방측 포커스측으로 변화하는 경우, 포커스 평가치의 차는 포커스가 맞는 제로 크로스점을 중심으로 단조 증가의 출력이 된다. 즉, 포커스 평가치의 차로부터, 전방측 포커스측에 있는지, 후방측 포커스측에 있는지, 또한 단조 증가의 출력이 얻어지는 것으로부터 포커스가 어느 정도 어긋나 있는지를 판단할 수 있다.

이상의 결과로부터, 포커스 평가치의 차의 값은 포커스 변위량으로서 이용하 는 것이 가능하고, 포커스 변위량을 포커스 제어 회로(83)에 출력함으로써 포커스 제어를 행하는 것이 가능해진다.

이와 같이 구성된 포커스 검출 장치(50)가 조립된 반도체 패턴 검사 장치(10)에 따르면, 전방 포커스와 후방 포커스의 화상 신호 중 고역 신호를 추출하여 비교함으로써 반도체의 패턴의 선 폭 및 피치가 광학계의 파장 이하가 된 경우라도, 정확한 포커스 검출을 행하여 고정밀도의 계측 및 검사 기술을 행할 수 있다.

또한, 상술한 포커스 검출 장치(50)는 반도체 패턴 검사 장치(10)에 조립된 것에 대해 설명하였지만, 광학적인 계측·검사 장치에 일반적으로 적용할 수 있는 것은 물론이다.

또한, 본 실시 형태에서는 피사체로서 반도체 웨이퍼 외에, 포토 마스크 등을 이용하는 것이 가능하다. 그 경우, 피사체로서의 포토 마스크 상에 있어서도, 패턴을 검사하는 경우에 전술한 바와 동일한 순서로 포커스 맞춤 등을 행하여, 동일한 효과를 얻는 것이 가능하다.

또한, 본 발명은 상기 실시 형태 그대로 한정되는 것은 아니며, 실시 단계에서는 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 구성 요소를 변형하여 구체화할 수 있다. 또한, 상기 실시 형태에 개시되어 있는 복수의 구성 요소의 적절한 조합에 의해 다양한 발명을 형성할 수 있다. 예를 들어, 실시 형태에 개시되는 전체 구성 요소로부터 몇 개의 구성 요소를 삭제해도 좋다. 또한, 다른 실시 형태에 개시되는 구성 요소를 적절하게 조합해도 좋다.

본 발명에 따르면, 피사체(예를 들어, 반도체 기판, 포토 마스크 등) 상의 패턴의 선 폭 및 피치가 광학계의 파장 이하가 된 경우라도, 정확한 포커스 검출을 행할 수 있어 피사체의 고정밀도의 계측 및 검사 등에 이용하는 것이 가능해진다.

Claims

입사면에 결상된 피사체의 광학상을 화상 신호로 변환하여 출력하는 제1, 제2 센서와,

상기 광학상을 상기 제1 센서 상에 형성하는 제1 결상 광학계와,

상기 제1 결상 광학계로부터 상기 광학상을 상기 제2 센서측으로 분기하고, 또한 상기 광학상을 2개로 분기하여, 상기 제2 센서 상에 제1 센서 상의 광학상에 있어서의 전방측 포커스상과, 후방측 포커스상을 결상하는 제2 결상 광학계와,

상기 제2 센서로부터 얻어지는 전방측 포커스 위치에서의 전방측 센서 화상 신호 및 후방측 포커스 위치에서의 후방측 센서 화상 신호에 대하여, 각각 미분을 행하고, 그 도수 분포로부터 상기 도수 분포의 도수가 N％ 이상이 되는 부분의 평균치를 각각 산출함으로써 얻어지는 고역 성분을 포커스 평가치로 하여, 각 포커스 평가치의 차를 포커스 변위량으로서 산출하는 포커스 검출 회로와,

상기 포커스 검출 회로에 의해 산출된 포커스 변위량을 기초로 하여 상기 제1 결상 광학계의 포커스를 제어하는 포커스 제어 회로를 구비하고,

상기 제1 센서로부터의 화상 신호에 의해 피사체의 패턴의 결함을 검사하는 것을 특징으로 하는 패턴 검사 장치.
제1항에 있어서, 상기 제2 결상 광학계는 포커스 위치에 상관없이 상기 전방측 포커스상과 상기 후방측 포커스상의 광학 배율을 동일하게 하는 텔레센트릭 광학계를 갖는 것을 특징으로 하는 패턴 검사 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1, 제2 센서는 라인 센서, 축적형 센서, 2차원 에어리어 센서 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 패턴 검사 장치.
제1항에 있어서, 상기 제2 결상 광학계는 상기 제1 결상 광학계에 배치되고, 상기 광학상을 제2 센서측으로 분기하는 하프 미러를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 패턴 검사 장치.
광학상을 제1 센서 상에 형성하는 제1 결상 스텝과,

상기 제1 센서 상에 형성된 광학상을 화상 신호로 변환하여 출력하는 제1 화상 신호 변환 스텝과,

상기 제1 결상 스텝에 있어서의 광학상을 제2 센서측으로 분기하고, 또한 상기 광학상을 2개로 분기하여, 상기 제2 센서 상에 상기 제1 센서 상의 광학상에 있어서의 전방측 포커스상과, 후방측 포커스상을 결상하는 제2 결상 스텝과,

상기 제1 센서 상에 형성된 광학상을 화상 신호로 변환하여 출력하는 제2 화상 신호 변환 스텝과,

상기 제2 화상 신호 변환 스텝에서 얻어지는 전방측 포커스 위치에서의 전방측 센서 화상 신호 및 후방측 포커스 위치에서의 후방측 센서 화상 신호에 대하여 각각 미분을 행하고, 그 도수 분포로부터 상기 도수 분포의 도수가 N％ 이상이 되는 부분의 평균치를 산출함으로써 얻어지는 고역 성분을 포커스 평가치로 하고, 각 포커스 평가치의 차를 포커스 변위량으로서 산출하는 포커스 검출 스텝과,

상기 포커스 검출 스텝에 의해 검출된 포커스 위치를 기초로 하여 상기 제1 결상 광학계의 포커스를 제어하는 포커스 제어 스텝과,

상기 제1 센서로부터의 화상 신호에 의해 피사체의 패턴의 결함을 검사하는 검사 스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 패턴 검사 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1, 제2 센서는 축적형 센서이고, 상기 제2 결상 광학계는, 포커스 위치에 상관없이 상기 전방측 포커스상과 상기 후방측 포커스상의 광학 배율을 동일하게 하여, 전방측 포커스 위치와 후방측 포커스 위치에서의 상기 축적형 센서의 스캔 시간의 동기의 어긋남을 해소하는 텔레센트릭 광학계를 갖는 것을 특징으로 하는 패턴 검사 장치.