KR100925939B1 - 결함 검사 장치 및 결함 검사 방법 - Google Patents

Abstract

검사대상의 표면에 규칙적으로 배열된 단위 패턴들로 구성된 반복패턴을 갖는 검사대상을 검사하기 위한 불균일성 결함(irregularity defect) 검사 장치는 상기 반복패턴 내에서 발생하는 불균일성 결함을 검출한다. 상기 장치는 원하는 입사각에서 상기 검사대상의 검사영역을 포함하는 영역에 광을 조사(照射)하기 위한 광원을 구비한 광원장치와, 상기 광원장치에 의해 광이 조사될 때, 상기 검사대상의 상기 검사표면으로부터 수직으로 발생하는 광을 수광하기 위한 수광 광학계를 구비한 관찰장치를 포함한다.

상기 광원장치는, 2도 이하의 평행도와 300000Lx 이상의 조도를 갖는 광원으로 설비된다.

Description

결함 검사 장치 및 결함 검사 방법{DEFECT INSPECTION APPARATUS AND DEFECT INSPECTION METHOD}

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 패턴 결함 검사 장치를 도시한 개략도이다.

도 2는 도 1의 결함 검사 장치에 있어서, 입사광의 입사각을 설명하기 위한 도면이다.

도 3은 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 패턴 결함 검사 장치를 도시한 개략도이다.

도 4A내지 도 4D는 실시예 1 에서 사용된 포토마스크의 칩 위에 형성된 반복패턴에서 발생한 불균일성 결함(irregularity defect)을 나타낸 것이며, 도 4A와 도 4B가 위치편차형(coordinate variation type) 불균일성 결함들을 보여주고 있는 한편, 도 4C와 도 4D가 치수편차형(dimensional variation type) 불균일성 결함들을 보여주고 있다.

도 5는 검사대상의 주기적 구조를 보여주는 개략도이다.

도 6은 종래의 불균일성 결함 검사 장치가 가지고 있는 문제점을 설명하기 위한 도면이다.

도 7은 회절광의 차수에 대한 광강도의 관계를 보여주는 그래프이다.

도 8A는 본 발명에 따른 결함 검사 방법에 의해, 불균일성 결함을 갖는 테스트 패턴이 검사된 검사 결과를 나타내는 도면이다.

도 8B는 도 8A의 검사 결과에서 밀도를 미분함으로써 얻어진 결과를 보여주는 표이다.

본 발명은 영상 디바이스 또는 메모리 디바이스에 있어서 반복패턴 내의 결함이나, 영상 디바이스 또는 메모리 디바이스 위에 상기 패턴을 형성하는데 이용되는 포토마스크 상의 반복패턴 내 결함을 검사하기 위한 결함 검사 장치와 결함 검사 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 결함 검사 장치와 결함 검사 방법을 이용하여 포토마스크를 제조하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 포토마스크를 사용한 패턴 전사 방법과 이러한 포토마스크 또는 결함 검사 방법을 이용한 반도체 웨이퍼 제조 방법에 관한 것이다.

종래에는, 촬상 디바이스(imaging device) 또는 표시 디바이스(display device)와 같은 영상 디바이스, 또는, 상기 영상 디바이스를 제조하는데 이용되는 포토마스크의 표면에 형성된 패턴을 조사하기 위한 검사 항목 중 하나로서 결함 검사가 수행되어 왔다. 예를 들어, 패턴들에 있어서 서로 다른 규칙성을 갖는 패턴들이 의도적이지 않게 패턴에 포함되어 있는 경우, 그렇지 않다면 일정한 규칙성을 가진 상태로 배열되는 경우에는 오류가 발생할 수 있다. 이와 같은 오류를 때로는 불균일성 결함(irregularity defect)이라고 부른다. 이러한 종류의 결함은 상기 제조 공정에서의 어떤 원인에 의하여 발생한다.

촬상 디바이스 또는 표시 디바이스에서 불균일성 결함의 존재는, 감도 또는 화면 표시의 불균일성을 발생시켜, 디바이스의 성능이 저하되는 문제가 발생한다. 또한, 촬상 디바이스 또는 표시 디바이스와 같은 영상 디바이스를 제조하는 데 이용된 포토마스크의 패턴에 불균일성 결함이 존재한다면, 상기 불균일성 결함은 상기 영상 디바이스의 패턴에 전사되어, 상기 영상 디바이스의 성능 저하를 일으킬 것이다.

종래의 기술에 따르면, 미세 결함들은 대개 규칙적으로 배열되기 때문에, 영상 디바이스 또는 포토마스크의 패턴에 있어서 이러한 불균일성 결함은 개별적인 패턴들에 대한 형태 검사에 의해서는 흔히 검출될 수 없다. 그러나, 결함 영역이 전체로서 관찰될 때에는, 다른 정상 영역들과 다르게 보인다. 따라서, 상기 불균일성 결함검사는 주로 사선 관찰 검사(oblique viewing inspection) 방법 등을 사용하여 조작자에 의하여 시각적으로 행하여진다.

그러나, 상기 육안 검사(visual inspection)는 검사 결과가 상기 조작자에 따라 변하는 문제점을 포함한다. 따라서, 자동으로 불균일성 결함 검사를 수행할 수 있는 자동화된 불균일성 결함 검사 장치가 요구된다.

반도체 웨이퍼에 대한 거시적 검사 장치(macro inspection apparatus)는 사선 관찰 검사를 자동화하도록 고안된 이러한 장치들 중 하나이다. 예를 들어, 일본특허출원공개공보 평9-329555호(이하, 특허문헌 1이라 함)에서는 거시적 검사 장치를 개시하고 있으며, 여기에는 반도체 웨이퍼 상의 주기구조(periodic structure)에 특정 파장을 갖는 광을 조사하는 광원과, 상기 기판 표면으로부터 회절된 광을 수광하기 위한 카메라, 및 상기 카메라에 의해 취득한 화상 데이터를 무결함의 기준 화상데이터와 비교함으로써 결함을 검출하기 위한 검출수단을 포함한다. 이러한 거시적 검사 장치는 단일 시야(single field of view)로 웨이퍼의 전면을 검사하도록 고안되어, 초점 오프셋(focus offset)과, 상기 웨이퍼 위치가 상기 웨이퍼 하부의 먼지(입자)의 존재 때문에 수직으로 이동함으로써 생기는 초점 흐려짐(defocus), 및 상기 웨이퍼의 현상, 에칭, 박리공정 중에 생긴 상기 반도체 웨이퍼 구조에서의 표면 결함들을 검출한다. 도 5에서 나타낸 바와 같이 주기구조(단위패턴(153)이 규칙적으로 배열된 반복패턴(151))를 갖는 검사대상인 반도체 웨이퍼를, 특허문헌 1에 개시된 바와 같이, 회절광을 사용한 결함 검사에 의하여 검사할 때, 회절식

d(sinθm ± sinθi)= mλ ...(1)

이 사용될 수 있으며, 여기서, 주기구조의 피치는 d, 입사각은 θi, 회절광의 차수가 m일때 회절각을 θm, 및 입사광의 파장은 λ 로 표시된다. 그러나, 0차 회절광(직사광)은 미세 결함 정보를 포함하고 있지 아니하므로, 미세 결함 정보를 얻기 위해 상기 회절광 차수의 절대값은 0보다 커야한다. 상기 식(1)에서 알 수 있는 바와 같이, 상기 회절차수와 상기 회절각은 상기 주기구조의 피치에 따라 변한다.

특허문헌 1의 설명에 의하면, 현재 반도체 웨이퍼에 적용되는 설계규칙에서 주어진 피치 범위인 0.6㎛ ~ 4㎛를 따라 1차 회절광을 얻기 위해, 회절광의 방향과 입사광의 파장이 바뀐다. 또한, 상기 회절각을 바꾸기 위한 구체적인 방법으로서, 특허문헌 1은 수개의 상이한 각도에 설치된 카메라의 설비를 개시하고 있다.

그러나, 특허문헌 1에 기재된 바와 같이, 관찰장치로서 제공된 카메라의 각도를 변화시킴으로써 웨이퍼 표면을 사선방향에서 보면, 상기 카메라의 대물렌즈와 상기 물체 사이의 거리가 일정하지 않다. 이것은 상기 표면의 이미지가 원근을 갖게 되어, 원래 균일한 크기를 가질 것이라고 추측되던 반복패턴의 이미지가 불규칙하게 되거나, 초점이 상기 표면에서 이탈하게 된다는 문제점을 유발한다. 그 결과, 화상처리 등에 의하여 상기 원근을 보정하는 것이 요구되며, 이러한 처리과정은 복잡하게 된다. 이러한 복잡한 처리과정을 사용하지 않고, 불균일성의 보정을 가능하게 하기 위해서, 상기 광원장치로부터 광이 조사될 때 수광 광학계(light-receiving optical system)가 검사대상의 표면으로부터 수직으로 발생하는 광을 수광할 수 있도록, 상기 관찰장치의 수광 광학계를 검사대상 바로 위에 배열하는 것이 가장 바람직하다.

그러나, 도 6에서 나타낸 바와 같이, 관찰장치(113)가 검사대상(150)의 바로 위에 배열되고, 광원(반사광을 검출할 때의 광원(112), 또는 투과광을 검출할 때의 광원(112'))으로부터 상기 검사대상(150)에 입사광(반사광을 검출할 때의 입사광(Ri), 또는 투과광을 검출할 때의 입사광(Ri'))이 조사될 때, 입사각(θi)이 작은 경우, 상기 광원(112 또는 112')의 점직경에 의해 정해진 조사(照射)영역(반사광을 검출할 때의 조사영역(A), 또는 투과광을 검출할 때의 조사영역(A')), 카메라가 상기 검사대상의 이미지를 포착하는데 사용될 때의 초점조절에 의해 결정된 상기 검사대상(150)과 상기 관찰장치(113)의 대물렌즈 사이의 거리(B), 및 상기 관찰장치(113)의 대물렌즈 직경(D)에 의존하여, 상기 관찰장치(113)의 대물렌즈(도시되지 않음)는 n차 회절광 Rm (n의 절대값은 0보다 큼)뿐만 아니라, 입사각(θi)과 같은 0차 회절각(θ0)에서 반사되거나 투과된, 무결함의 0차 회절광(R0)도 포착할 것이다. 그 결과, 무결함의 다량의 광이 상기 관찰장치(113)에 의해 포착된 광 속에 포함되어, 결함 정보에 있어서 콘트라스트의 열화(deterioration of contrast)를 초래한다.

반대로, 광원장치로부터 나온 광이 비교적 큰 입사각으로 입사되는 위치에 상기 광원장치가 배열된다면, 상기 관찰장치는 식(1)에서 알 수 있는 바와 같이, 그 절대값이 훨씬 더 높은 차수를 갖는 회절광을 포착할 것이다. 비록 미세구조를 포착하는 데 있어서 절대값이 높은 차수를 갖는 회절광이 유리할지라도, 도 7 에 나타낸 바와 같이 차수의 절대값이 높아질수록 광량은 줄어든다. 이러한 경우, 카메라의 감도는 불충분하게 되는 경향이 있어, 결함을 관찰하기 어려운 문제를 유발한다.

또한, 상기 검사는 매우 광범위한 화소 피치(pixel pitch)을 지원해야 한다. 예를 들어, 액정패널(liquid crystal panel) 또는 이러한 디바이스의 제조에 이용되는 대형 포토마스크와 같은 표시 디바이스에서 상기 검사가 수행될 때, 상기 검사는 50㎛~800㎛범위의 화소 피치를 지원해야한다. 검사대상이 CCD와 같은 촬상 디바이스에서 사용하기 위한 반도체 웨이퍼일 때, 상기 화소 피치의 범위는 0.5㎛~ 8㎛이며, 상기 검사대상이 CCD와 같은 촬상 디바이스를 위한 반도체 웨이퍼의 제조에 이용되는 포토마스크인 때에는, 상기 화소 피치의 범위는 8㎛~50㎛이다. 반복패턴의 피치(d)가 커질수록, 회절광의 차수의 절대값은 높아진다. 그러므로, 비록 0차 회절광이 포착되지 않는 최소 가능 값으로 입사각이 정해지더라도, 상기 회절광의 차수의 절대값은 너무 높아서 광량은 불균일성을 검출하는데 불충분하게 된다. 또한, 상기 회절광의 광량은 반복패턴의 피치(d)뿐만 아니라, 상기 반복패턴의 선단폭(a)(edge-to-edge width)에도 의해서도 변화한다(도 5참조). 그러므로, 검사대상의 선단폭에 의해 상기 광량이 불충분하게 될 수도 있다.

불충분한 감도를 갖는 카메라에 의해 포착된 이미지에 대하여, 하이라이트 처리(highlight processing)와 같은 화상처리를 함으로써 결함을 강조하는 방법에 의해 부족한 광량이 보충될 수 있다. 그러나, 이 경우에는, 카메라 자체에서 기인할 수 있는 불균일성도 포착되므로 바람직하지 않다.

본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위해 이루어졌으며, 본 발명의 목적은 복잡한 화상처리를 행하지 않고 균일한 관찰 영역을 관찰할 수 있으며, 다양한 검사대상의 여러가지 피치를 갖는 반복패턴 내의 결함을 충분히 검출할 수 있는 패턴 결함 검사 장치와 결함 검사 방법을 제공하는 것이다. 본 발명에 의하면, 광원장치로부터 광이 조사될 때, 검사대상의 검사표면으로부터 수직으로 발생하는 광을 수광할 수 있도록, 상기 검사대상의 바로 위에 수광 광학계가 배열된다.

상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 다음과 같은 형태를 갖는다.

(제 1형태)

본 발명의 제 1형태는, 표면 위에 규칙적으로 배열된 단위패턴들을 포함하는 반복패턴을 갖는 검사대상에 대해, 상기 반복패턴에서 발생하는 결함을 검출하기 위해 검사하는 결함 검사 장치에 관한 것이며, 상기의 결함 검사 장치는;

원하는 입사각에서 검사대상의 검사영역을 포함하는 영역에 광을 조사하기 위한 광원을 갖는 광원장치;와 상기 광원장치에 의해 광이 조사될 때, 상기 검사대상의 검사표면으로부터 수직으로 발생하는 광을 수광하기 위한 수광 광학계를 갖는 관찰장치;를 포함한다. 상기 광원은, 2도 이하의 평행도(parallelism)와 300000Lx 이상의 조도(illuminance)를 갖는 광을 조사한다.

(제 2형태)

본 발명의 제 2형태는, 상기 제 1형태에 의한 결함 검사 장치에 관한 것으로서, 상기 광원이 초고압 수은 램프를 포함하는 결함 검사 장치이다.

(제 3형태)

본 발명의 제 3형태는, 상기 제 1형태에 의한 결함 검사 장치에 관한 것으로서, 상기 광원장치는, 상기 수광 광학계가 실질적으로 0차 회절광이 아닌 광을 수광하는, 그러한 입사각을 형성하는 위치에 배열된 결함 검사 장치이다.

(제 4형태)

본 발명의 제 4형태는, 상기 제 1형태에 의한 결함 검사 장치에 관한 것으로서, 상기 관찰장치가 상기 수광 광학계에 의해 수광된 광을 사용하여 이미지를 포착하기 위한 촬상 디바이스를 구비한 결함 검사 장치이다.

(제 5형태)

본 발명의 제 5형태는, 상기 제 1형태에 의한 결함 검사 장치에 관한 것으로서, 상기 검사대상이, 영상 디바이스, 메모리 디바이스, 또는 그 제조에 이용되는 포토마스크인 결함 검사 장치이다.

(제 6형태)

본 발명의 제 6형태는, 표면 위에 규칙적으로 배열된 단위패턴들을 포함하는 반복패턴을 갖는 검사대상에 대해, 상기 반복패턴에서 발생하는 결함을 검출하기 위해 검사하는 결함 검사 방법으로서, 상기 방법은, 원하는 입사각에서 상기 검사대상의 검사영역을 포함한 영역에 광을 조사하는 단계와 상기 검사대상의 검사표면에서 수직으로 발생하는 광을 수광하는 단계를 포함한다. 상기 방법에서, 상기 광은, 2도 이하의 평행도와 300000Lx 이상의 조도를 갖는 광원으로부터 방사된다.

(제 7형태)

본 발명의 제 7형태는, 상기 제 6형태에 의한 결함 검사 방법에 관한 것으로서, 상기 수광단계(light receiving step)가 상기 검사대상에 의해 발생한 0보다 높은 차수의 회절광을 수광하는 수광 광학계에 의하여 수행되는 결함 검사 방법이다.

(제 8형태)

본 발명의 제 8형태는, 상기 제 6형태에 의한 결함 검사 방법에 관한 것으로서, 상기 수광단계가 상기 검사대상에 의해 발생한 7차 또는 그보다 높은 차수의 회절광을 수광하는 수광 광학계에 의하여 수행되는 결함 검사 방법이다.

(제 9형태)

본 발명의 제 9형태는, 상기 제 6형태에 의한 결함 검사 방법에 관한 것으로서, 상기 광원은 초고압 수은램프를 포함하는 결함 검사 방법이다.

(제 10형태)

본 발명의 제 10형태는, 상기 제 6형태에 의한 결함 검사 방법에 관한 것으로서, 상기 입사각은 상기 수광 광학계가 실질적으로 0차 회절광을 수광하지 않는 각도 인 결함 검사 방법이다.

(제 11형태)

본 발명의 제 11형태는, 상기 제 6형태에 의한 결함 검사 방법에 관한 것으로서, 이미지는, 상기 수광 광학계에 의해 수광된 광을 사용하여 포착되며, 상기 검사가 상기 포착된 이미지를 기초로 수행되는 결함 검사 방법이다.

(제 12형태)

본 발명의 제 12형태는, 상기 제 6형태에 의한 결함 검사 방법에 관한 것으로서, 상기 검사대상이, 영상 디바이스, 메모리 디바이스, 또는 그 제조에 이용되는 포토마스크인 결함 검사 방법이다.

(제 13형태)

본 발명의 제 13형태는, 포토마스크 제조 방법으로서, 투명 기판 위에 차광막을 형성하는 단계; 상기 차광막 위에 레지스트막을 형성하는 단계; 상기 레지스트막에 광을 조사하여 규칙적으로 배열된 단위패턴을 포함하는 반복패턴을 갖는 소정의 패턴을 묘화하는 단계; 상기 레지스트막의 묘화부(plotted portion) 또는 비묘화부(non-plotted portion)를 선택적으로 제거하여 레지스트 패턴을 형성하는 단계; 레지스트 패턴을 마스크로 하여 차광막을 에칭함으로써 상기 차광막 위에 패턴을 형성하는 단계; 및 잔여 레지스트를 제거하는 단계를 포함하는 포토마스크 제조방법이다. 상기 방법은, 상기 레지스트 패턴 또는 패턴이 형성된 상기 차광막의 검사 표면에 대해 원하는 입사각으로 광이 조사되고, 상기 검사표면에 대해 수직으로 발생하는 0차보다 높은 차수의 회절광이 수광 광학계에 의해 수광되도록 하는 결함 검사 단계를 더 포함한다. 상기 방법에 따라, 광은, 2도 이하의 평행도와 300000Lx 이상의 조도를 갖는 광원에 의하여 방사된다.

(제 14형태)

본 발명의 제 14형태는 패턴 전사 방법에 관한 것으로서, 패턴을 갖는 포토마스크를 준비하는 단계와, 상기 포토마스크를 이용하여 상기 패턴을 전사하는 단계를 포함한다. 상기 패턴 전사 방법에서, 상기 포토마스크는, 투명기판 위에 차광막을 형성하는 단계; 상기 차광막 위에 레지스트막을 형성하는 단계; 상기 레지스트 막에 광을 조사하여 상기 레지스트막 위에, 규칙적으로 배열된 단위 패턴들을 포함하는 반복패턴을 갖는 소정의 패턴을 묘화하는 단계; 레지스트막의 묘화부 또는 비묘화부를 선택적으로 제거하여 레지스트 패턴을 형성하는 단계; 레지스트 패턴을 마스크로 하여 차광막을 에칭함으로써 상기 차광막 위에 패턴을 형성하는 단계; 및 잔여 레지스트를 제거하는 단계들을 포함하는 방법에 의해 제조된다. 상기 포토마스크 제조방법은, 상기 레지스트 패턴 또는 패턴이 형성된 상기 차광막의 검사표면에 대해 원하는 입사각에서 광이 조사되고, 상기 검사표면에 대해 수직으로 발생한 0보다 높은 차수의 회절광이 수광 광학계에 의해 수광되는 결함 검사 단계를 더 포함한다. 상기 광원에 의해 방사된 광은, 2도 이하의 평행도와 300000Lx 이상의 조도를 갖는다.

(제 15형태)

본 발명의 제 15형태는, 패턴을 갖는 포토마스크를 준비하는 단계와 상기 포토마스크를 이용하여 상기 패턴을 전사하는 단계를 포함하는 반도체 웨이퍼를 제조하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법에 있어서, 상기 포토마스크는; 투명기판 위에 차광막을 형성하는 단계; 상기 차광막 위에 레지스트막을 형성하는 단계; 상기 레지스트 막에 광을 조사하여, 상기 레지스트막 위에, 규칙적으로 배열된 단위 패턴들을 포함하는 반복패턴을 갖는 소정의 패턴을 묘화하는 단계; 레지스트막의 묘화부 또는 비묘화부를 선택적으로 제거하여 레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 레지스트 패턴을 마스크로 이용하여 차광막을 에칭함으로써 상기 차광막 위에 패턴을 형성하는 단계; 및 잔여 레지스트를 제거하는 단계를 포함하는 방법에 의하여 제조된다. 상기 포토마스크 제조방법은, 상기 레지스트 패턴 또는 상기 차광막에 형성된 상기 패턴의 검사표면에 대해 원하는 입사각에서 광이 조사되고, 상기 검사표면에 대해 수직으로 발생한 0보다 높은 차수의 회절광이 수광 광학계에 의해 수광되는 결함 검사 단계를 더 포함한다. 상기 광원에 의해 방사된 광은, 2도 이하의 평행도와 300000Lx 이상의 조도를 갖는다.

(제 16형태)

본 발명의 제 16형태는, 상기 제 15형태에 의한 반도체 웨이퍼 제조방법에 관한 것으로서, 상기 방법은, 표면 위에 규칙적으로 배열된 단위패턴들을 포함하는 반복패턴을 갖는 반도체 웨이퍼에 대해, 상기 반복패턴에서 발생하는 결함을 검출하기 위해 검사하는 결함 검사 단계를 포함하며, 상기 결함 검사 단계는 검사 표면에 대하여 원하는 입사각에서 광을 조사하고, 상기 검사표면에서 수직으로 발생하는 0보다 높은 차수의 회절광을 수광 광학계로 수광함으로써 수행된다. 상기 방법에 따르면, 상기 광은, 2도 이하의 평행도와 300000Lx 이상의 조도를 갖는 광원에 의하여 방사된다.

본 발명의 제 1형태 또는 제 6형태에 의하면, 상기 광원으로서 바람직한 평행도를 갖는 광원의 사용은 불균일성 결함을 더욱 현저히 드러나게 할 수 있다. 추가적으로, 높은 휘도(높은 조도)를 갖는 광원의 사용은 수광 광학계에 의하여 수광되는 광의 양을 증가시켜, 관찰 가능한 회절광의 범위를 확장시키고, 절대값이 높은 차수의 회절광을 관찰하는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 가장 균일한 이미지를 얻을 수 있는 위치인 검사대상의 바로 위에 수광 광학계를 배치함으로써 상기 장치에 부과되는 제약들로 인해 상기 입사각이 제한되더라도, 다양한 피치로 반복패턴을 갖는 다양한 검사대상들에 대하여 불균일성 결함 검사가 수행될 수 있다. 그러므로, 복잡한 화상 처리과정을 수반하지 않고도 균일한 관찰영역이 관찰될 수 있고, 다양한 검사대상에 있어서 여러가지 피치의 반복패턴들로부터 결함이 충분히 검출될 수 있다.

본 발명의 제 2형태 또는 제 9형태에 의하면, 상기 광원으로서 초고압 수은램프의 사용은, 상술한 대로 바람직한 평행도와 높은 휘도(높은 조도)를 갖는 광을 얻을 수 있게 한다.

본 발명의 제 3형태 또는 제 10형태에 의하면, 상기 수광 광학계가 0차 회절광을 수광하지 않는 입사각을 만드는 위치, 즉, 상기 수광 광학계가 실질적으로 절대값이 0보다 큰 차수의 회절광만을 수광하는 위치에 상기 광원장치를 배치함으로써, 불균일성 결함 정보가 없는 광의 수광은 방지되고, 불균일성 결함의 검출이 용이하게 된다.

본 발명의 제 4형태 또는 제 11형태에 의하면, 상기 수광 광학계에 의해 수광된 광을 사용하여 이미지를 포착하는 촬상 디바이스를 구비한 상기 관찰장치를 설치함으로써, 화상데이터를 이용한 분석이 가능해진다.

본 발명의 제 5형태 또는 제 12형태에 의하면, 상기 검사대상은 반복패턴을 갖는 영상 디바이스 또는 포토마스크이다. 따라서, 본 발명의 결함 검사 장치는 특히, 상기 패턴에서 발생하는 불균일성에 대해 상기 검사대상을 검사하는데 적합하다.

본 발명의 바람직한 실시 형태는 첨부된 도면을 참조하여 설명될 것이다.

<제 1 실시형태>

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 패턴 결함 검사 장치의 개략도를 도시하는 사시도이다. 본 실시형태는 불균일성 결함 검사 장치의 일례로서, 불균일성에 관하여 패턴들을 검사하기 위해, 반사광을 이용한다.

도 1에서 나타내는 불균일성 결함 검사 장치(10)는, 스테이지(11), 광원장치(12), 관찰장치(13) 및 상기 관찰장치(13)에 설치된 수광 광학계(14)를 포함한다.

도 1에서 나타내는 상기 불균일성 결함 검사 장치(10)의 상기 스테이지(11)는 검사대상(50)이 놓이는 테이블이다.

상기 스테이지(11)는 상기 검사대상(50) 위의 검사영역이 지정될 수 있도록 X , Y 방향으로 움직일 수 있는 X-Y스테이지로 설비될 수 있다. 상기 스테이지(11)는 상기 검사대상(50)의 검사표면에 대한 수직축 주위로 회전할 수 있어서, 상기 검사표면에 대해 다양한 방향에서 다루는 검사가 가능하다.

상기 광원장치(12)는 높은 휘도(300000Lx 이상의 조도를 가짐)와 높은 평행도(2도 이하의 평행도를 가짐)를 갖는 광원을 사용한다. 초고압 수은램프는 이러한 조건을 만족하는 광원으로서 가장 바람직하다. 상기 초고압 수은램프는 같은 전력을 갖는 크세논 램프(xenon lamp) 또는 금속 할로겐 램프(metal halide lamp)에 비교하여 더 작은 발광체를 갖지만, 더 높은 휘도와 더 높은 발광 효율을 갖는다. 그러므로, 초고압 수은램프는 평행 광선을 용이하게 얻을 수 있는, 이상적인 점광원을 제공할 수 있다. 초고압 수은램프의 발광 효율은 크세논 램프보다 높아서, 높은 에너지를 갖는 정확한 광이 얻어질 수 있다. 부가적으로, 저압 수은램프 또는 고압 수은램프와 같이 긴 발광체(긴 전극간격을 가짐)를 갖는 램프에 비하여, 점광원과 매우 근사한 아크 사이즈(arc size)를 갖는 상기 초고압 수은램프는, 광학계에서 집중 또는 확산하기 쉬운 균일성과 높은 평행도를 갖는 광을 제공할 수 있다. 따라서, 상기 초고압 수은램프를 사용함으로써 균일한 조도 분포가 얻어질 수 있다. 높은 전력(W)의 초고압 수은램프가 사용될 때, 높은 조도를 얻을 수 있으나, 평행도는 저하된다. 그러므로, 초고압 수은램프의 전력은 평행도와 조도 사이의 균형을 고려하여 선택되어야 한다. 여기에서 사용되는 'parallelism' 이라는 용어는 직진하는 광에 대하여 광이 확산되는 각도를 의미한다. 낮은 평행도를 갖는 광은 렌즈 또는 슬릿에 의하여 상기 광원으로부터 방사된 광을 시준(視準)함으로써 얻어질 수 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 평행도가 1도 이하가 될 것이다.

상기 실시형태에서, 조도는 300000Lx 이상이고, 더욱 바람직하게는 400000Lx 이상이다. 상기 조도를 800000Lx 이하로 맞추는 것이 실용적이다. 위에서 언급한 조도값은 Ushio USR-40V/D 분광방사계(spectroradiometer)(조도 측정기)를 사용함으로써 얻어진 측정 결과들을 기초로 하였다.

검사표면의 전체에 걸쳐 균일한 광강도를 얻기 위해, 작은 조도분포를 갖는 광원을 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 상기 조도분포(이것은 상기 분광방사계의 수광 표면에 장착된 5-㎛ 핀홀 마스크를 가지고, 중심, 위, 아래, 왼쪽, 오른쪽으로 이뤄진 다섯 지점에서의 조도를 측정하고, 최대 조도와 최소 조도 사이의 비율을 퍼센트로 나타낸 것에 의해 정해진다)는 바람직하게 ±10% 이하이고, 더욱 바람직하게는 ±7% 이하이다. 또한, 고전력(W)의 램프가 사용된 때, 조도분포는 감소하는 경향이 있다. 그러므로, 상기 광원은 조도 분포와 조도 사이의 균형을 고려하여 선택되어야 한다. 초고압 수은램프는 높은 조도에서 작은 조도분포가 얻어질 수 있다는 사실에 있어서도 역시 우수하다.

380nm ~ 800nm 범위의 파장을 갖는 광원을 사용하는 것이 바람직하다. 만약 상기 광원으로부터 나온 광이 380nm보다 짧은 파장을 갖는 자외선을 포함한다면, 목시검사가 수행될 때, 안전성 문제가 발생할 것이다. 만약 광원으로부터 나온 광이 800nm보다 긴 파장을 갖는 적외선을 포함한다면, 상기 광은 열을 발생시키고, 그 결과 상기 검사대상과 검사장치에 역효과를 미치게 될 것이다. 동일한 관점에서, 400nm ~ 750nm의 파장을 갖는 광원을 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 초고압 수은램프는 405nm, 436nm, 546nm, 및 579nm에서 상대강도가 50% 이상인 파장 피크(peak)를 갖는 밝은 선스펙트럼을 갖는다. 그러므로, 검사는 380nm ~ 800nm 파장 영역에서 단색성분을 포함한 광을 사용하여 수행될 수 있다. 이것은 넓고 밝은 선 스펙트럼을 갖는 광과 비교하여 불균일성 결함의 콘트라스트(contrast)를 향상시킨다. 파장 영역의 선택은 상기 광원장치에 설치된 파장 필터로 바람직하게 수행된다.

나아가, 특정 유형의 불균일성 결함이 사용된 파장이나 파장대역에 보다 의존하기 때문에, 보다 정확한 광의 파장 또는 파장대역의 선택이 요구된다면, 상기 파장 필터는 상기 광원과 상기 검사대상 사이에, 또는, 상기 검사대상과 상기 관찰장치 사이에 설비될 것이다.

상기 광원장치(12)는 스테이지(11)의 어느 한쪽 위에 배치된다. 거울(15)은 상기 광원장치(12)로부터 광을 편향시키는데 이용되어, 상기 광이 검사대상(50)의 표면 위에 규칙적으로 배열된 단위패턴(53)으로 이루어진 반복패턴(51)에 대해서 사선방향 위로부터 조사된다. 입사각이 광섬유를 사용함으로써 조절될 수 있지만, 광섬유의 사용은 광량의 손실을 유발할 수 있다. 따라서, 상기 광원장치가 기울어지지 않았을 때, 예를 들어, 초고압 수은램프를 구비한 장치인 경우에는, 입사광을 편향시키는 거울을 사용함으로써 바람직하게 입사각을 조절할 수 있다.

상기 관찰장치(13)에는, 촬상 디바이스로서, 예를 들어 대물렌즈를 구비한 CCD 카메라가 설비된다. 상기 관찰장치(13)는 검사대상(50)의 바로 위에 배치된다(대물렌즈의 중심이 검사대상의 검사영역의 중심과 일치하는 지점의 바로 위). 상기 검사대상(50)의 바로 위에 상기 관찰장치(13)를 배치하는 것은, 상기 관찰장치(13)가 기울어져 배치될 때에 발생할 문제점들, 다시 말해서, 대물렌즈와 검사대상 사이의 거리가 일정하지 않아서, 표면의 이미지가 원근을 가지게 되어, 정상적으로 균일한 치수를 가져야 할 반복패턴 내의 단위 패턴들의 이미지를 불규칙하게 만들거나, 상기 표면에서 초점을 이탈시키는 것과 같은 상기 문제점들을 감소시킨다.

상기 관찰장치(13)의 대물렌즈로서, 상기 관찰장치(13)가 다양한 크기의 검사대상과 그들의 주기구조에 있어서 다양한 피치를 지원할 수 있도록, 넓은 범위에서 초점을 조절할 수 있는 줌 렌즈(zoom lens)가 바람직하다. 같은 이유로, 상기 관찰장치(13)는 수직방향으로 움직일 수 있는 것이 바람직하다.

상술한 대로, 관찰장치(13)가 검사대상(50)의 바로 위에 배치될 때, 입사각은, 상기 관찰장치(13)가 차수의 절대값이 0차 회절광(직사광)의 0보다 더 큰 차수의 회절광을 수광하도록 하는 각도 또는 그보다 큰 각도로 설정될 것이다.

상기 관찰장치(13)로서 CCD 카메라와 같은 카메라의 사용은, 상기 CCD 카메 라에 의해 이미지가 포착되어, 상기 포착된 이미지가 표시화면 상에 디스플레이될 수 있게 한다. 나아가, 상기 이미지는 분석장치(도시되지 않음)에 의해 데이터로서 분석될 수 있다. 접안렌즈는 상기 관찰장치(13)로서 사용될 수 있다.

분석장치를 이용한 상기 검사방법은 획득한 화상데이터 자체에 대한 임계치(threshold value)를 설정하는 방법과, 결함 없는 데이터에 대한 차분신호(differential signal)에 대한 임계치(threshold value)를 설정하는 방법을 포함한다. 소위 비교검사(compare check)라 하는 상기 후자의 검사방법은, 결함과 관계된 것 이외의 노이즈들이 제거될 수 있는 장점을 가지고 있으나, 불균일성 검사의 경우 패턴 데이터와 비교가 불가능하다는 점 때문에 결함이 없는 데이터로서 실제 데이터가 사용되면, 완벽하게 결함이 없는 데이터를 획득하기 어렵다는 단점을 가지고 있다. 이에 비해, 획득한 화상데이터 자체를 사용하는 상기 전자의 검사방법은, 육안 검사(visual inspection)와 유사하며 불균일성 결함이 노이즈 성분과 구별될 수 있는 한, 간단하고 정확한 조사를 가능하게 한다.

상기 검사대상(50)은 촬상 디바이스와 표시 디바이스와 같은 영상장치, 메모리 디바이스, 및 이러한 장치들의 제조에 이용되는 포토마스크여도 좋다. 상기 촬상 디바이스란, CCD,CMOS,또는 VMIS와 같은 고체촬상소자(solid state imaging device)이다. 상기 표시 디바이스란, 액정표시장치(liquid-crystal display), 플라즈마 표시장치, EL표시장치, LED표시장치, 또는 DMD표시장치를 나타낸다. 상기 메모리 디바이스란, DRAM 또는 SRAM 과 같은 반도체 메모리를 말한다. 상기 검사대상(50)에는, 위에서 언급된 장치들에 이용하기 위한 반도체 웨이퍼, 컬러 필터(color filter), 또는 액티브 매트릭스(active matrix)기판과 같은 다양한 종류의 기판을 포함하여도 좋다.

포토마스크를 검사할 때, 상기 검사는 포토마스크의 상면(패턴이 형성된 면)에서, 또는, 그 뒷면에서 행해져도 좋다. 이것은 상기 검사대상(50)의 검사표면이란, 반복패턴의 회절된 이미지를 얻을 수 있는 면이라는 것을 의미한다.

검사대상(50)이 LCD와 같은 표시 디바이스 또는 그 제조에 이용되는 대형 포토마스크라면, 상기 화소 피치는 50㎛~800㎛이다. CCD와 같은 촬상 디바이스를 위한 반도체 웨이퍼의 화소 피치는 0.5㎛~8㎛이며, CCD와 같은 촬상 디바이스를 위한 반도체 웨이퍼의 제조에 이용되는 포토마스크의 화소 피치는 8㎛~50㎛이다. 본 발명의 실시형태에 따른 상기 불균일성 검사장치는 이러한 모든 피치를 처리할 수 있다.

반복패턴이 좁은 피치를 가지면, 회절광 차수의 절대값도 작아진다. 이것은 상기 광원으로부터의 광량이 너무 높아지는 상태를 유도하여, 지나치게 밝은 광 아래에서 상기 검사가 어렵게 될 수 있다. 이 경우, 상기 광량은 일례로서 광학필터를 사용함으로써 줄일 수 있다.

본 발명의 이러한 실시형태에 따른 상기 불균일성 결함 검사 장치를 사용함으로써, 불균일성 결함을 검출하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.

검사대상(50)이 스테이지(11) 위에 놓여지고, 상기 검사대상(50) 위에 검사영역이 지정된다.

소정의 입사각으로 설정된 상기 광원장치(12)로부터 광이 상기 검사대상(50)에 조사된다. 이어서, 상기 검사영역 바로 위에 배치된 관찰장치(13)에 의해 초점 조절이 수행되어, 상기 검사영역의 이미지를 포착한다. 상기 검사영역은 반드시 상기 광원으로부터 광이 조사된 표면의 전체 영역일 필요는 없으며, 상기 조사영역의 일부가 되어도 좋다. 상기 검사는 이렇게 포착된 상기 이미지를 기초로 하여 불균일성 결함들을 검출하기 위해 행해진다.

<제 2 실시형태>

도 3은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 패턴 결함 검사 장치를 개략적으로 도시하는 사시도이다. 이러한 제 2 실시형태는 투과광을 사용하여 패턴 불균일성을 검출하는 불균일성 결함 검사 장치의 일례에 관한 것이다.

도 3에서 도시한 상기 불균일성 결함 검사 장치(10)는, 스테이지(11), 광원장치(12), 관찰장치(13), 및 상기 관찰장치(13)에 설비된 수광 광학계(14)를 포함한다.

본 발명의 이러한 제 2 실시형태는, 검사대상을 통해 투과된 광을 사용하여 상기 검사대상을 검사하기 위해, 상기 광원장치(12)로부터 나온 광이 하부로부터 상기 검사대상(50)에 조사되도록, 상기 광원장치(12)가 상기 검사대상(50)의 아래에 배열된 것을 제외하고, 상기 제 1 실시형태와 동일하다.

본 발명의 이러한 실시형태가 적절하게 적용가능한 상기 검사대상(50)은, 상기 반복패턴 내에서 단위 패턴들 사이를 통하여 광을 투과시키는 물체이다. 상기 제 2 실시형태는 예를 들어, 촬상 디바이스 및 표시 디바이스와 같은 영상 디바이스의 제조에 사용되는 포토마스크의 투명기판 위에 형성된 반복 패턴을 검사하는데 있어서 특히 유리하다.

도 8A는 불균일성 결함을 갖는 테스트 패턴에 대하여, 본 발명의 방법으로 검사한 결과를 보여준다. 12㎛ 피치의 반복패턴(주 패턴(main patterns))에서 10 nm ~ 100nm의 치수 불균일성(dimensional irregularities)(후술함)을 갖는 상기 테스트 패턴이 본 발명에 따른 상기 장치에 의해 관찰되고, 그 이미지가 포착되었다. 상기 관찰 결과는 상기 주 패턴에 의해 회절된 광 중에, 불균일 회절광(회절광의 교란)을 나타내며, 이것은 상기 불균일성 결함이 원인일 수 있다. 도 8A에서 네 개의 수직선은, 왼쪽에서 오른쪽으로 각각 100nm, 50nm, 20nm, 및 10nm의 치수 편차에 의하여 발생하는 상기 불균일성 결함의 검출 결과를 표시한 것이다. 도 8B는 도 8A의 상기 검사결과에서 밀도를 미분함으로써 얻어진 결과들을 나타내는 표이다.

나아가, 본 발명은 실시예들을 사용하여, 아래에서 보다 상세하게 설명될 것이다.

<실시예 1>

CCD 수광소자의 제조에 사용되고, 8㎛ 피치의 반복되는 점 패턴들(dot patterns)을 갖는 포토마스크에 대하여, 상기 제 1 실시형태에 따른 상기 검사장치를 이용하여 검사가 수행되었다.

상기 관찰장치(13)는, 0.10의 개구수(numerical aperture)(NA)와 50mm의 렌즈 직경을 갖는, 0.39 내지 4.7 배율의 줌 타입(zoom type)의 대물 렌즈를 구비한 1/2인치 CCD 카메라에 의해 설비된다. 상기의 CCD 카메라를 사용함으로써, 한 번의 샷으로 이미지가 포착될 수 있는 상기 검사영역의 범위는, 한 변이 약1.5mm ~ 20mm 인 사각형이다. 수직방향으로 상기 카메라를 이동시키고 상기 카메라의 초점을 조절함으로써, 상기 검사대상에 대하여 상기 대물렌즈의 초점을 맞추게 되며, 이에 따라, 상기 대물렌즈와 상기 검사대상 사이의 거리는 약 100mm로 설정되었다.

400000Lx의 조도, ±5%의 조도분포, 및 0.6도의 평행도를 갖는 500W 전력의 초고압 수은램프에 의해 상기 광원이 설비된다. 입사각이 30도로 설정되면, 직경 50mm의 영역에 광이 조사된다. 이 경우, 만약 상기 초고압 수은램프가 405nm ~ 580nm의 파장 영역을 갖는다면, 상기 검사대상에 대하여 수직으로 반사된 회절광은 상기 식(1)에 기초한 7차 ~ 10차 회절광이다.

이제, 실시예 1의 검사대상인 CCD 수광소자를 형성하기 위한 포토마스크에 대하여 설명하기로 한다. 상기 포토마스크는 통상적으로 합성석영유리(synthetic quartz glass)등의 투명기판 상에 크롬(chromium)등의 차광막을 설치하고, 상기 차광막의 일부를 제거하여 원하는 패턴을 형성함으로써 제조된다. 이 실시예에서 검사되는 상기 포토마스크는 단위패턴들이 규칙적으로 정렬되어 있는 반복패턴을 각각 가지고 있는 5×5 칩들로 형성되었다.

일반적으로, 이러한 형태의 포토마스크는 우선, 투명기판 위에 차광막을 형성하고, 상기 차광막 위에 레지스트막을 형성함으로써 제조된다. 이어서, 전자빔 또는 레이저 빔이 묘화기(plotter)로부터 레지스트막으로 조사되어, 소정의 패턴과 같은 패턴을 노광시킨다. 그리고 나서, 묘화부 또는 비묘화부를 선택적으로 제거함으로써, 레지스트 패턴이 형성된다. 그 뒤에, 상기 레지스트 패턴으로 마스킹 되는 동안, 상기 차광막을 에칭하여, 상기 차광막 위에 반복패턴을 형성한다. 최종적으로, 상기 잔여 레지스트를 제거하여, 포토마스크의 제조를 완성한다.

상술한 제조 공정에 있어서, 전자 빔 또는 레이저 빔 주사(scanning)에 의해 레지스트막이 직접적으로 묘화될 때, 묘화된 패턴 내에서 결절(joint)들이 빔의 직경 또는 주사 폭에 따라 생성될 수 있으며, 결함 있는 묘화로 인하여 상기 결절들에서 주기적으로 오류가 발생할 수 있다. 이것은 상기 불균일성 결함의 발생에 대한 원인이 된다.

도 4a 내지 도 4d까지는 이러한 불균일성 결함들의 예를 도시한다. 상기 도면에서, 불균일성 결함영역은 참조번호 54로 표시된다. 도 4a는 상기 빔에 의해 묘화된 패턴들의 상기 결절들에서의 위치 편차의 발생으로 인해, 일부 반복패턴(51)에서 단위패턴(53)들 사이의 공간들이 정상적인 공간과 다른 불균일성 결함을 도시한다. 또한, 도 4b는 상기 빔에 의해 묘화된 패턴들의 상기 결절들에서의 위치 편차의 발생으로 인해, 몇몇 단위패턴(53)의 위치가 반복패턴(51) 내의 다른 정상적인 단위 패턴들(53)에 비하여 어긋나 있는 불균일성 결함을 도시한다. 도 4a와 도 4b에서 도시한 이러한 불균일성 결함들을 좌표위치편차형(coordinate-variation-type) 불균일성 결함이라 한다. 반면, 도 4c와 도 4d는 묘화기에서 방사된 상기 빔의 광강도의 변화로 인해, 반복패턴(51) 내의 몇몇 단위 패턴(53)들의 폭이 정상적인 폭보다 더 작거나 더 크게 되는 불균일성 결함들을 도시한다. 이러한 불균일성 결함들을 치수편차형(dimensional-variation-type) 불균일성 결함이라 한다.

불균일성 결함 검사는 실시예 1의 상기 불균일성 결함 검사 장치를 사용하여 수행되며, 그로 인해, 10nm의 치수편차량을 나타내고, 도 4c와 도 4d에서 나타내는 바와 같은 치수편차형 불균일성 결함뿐만 아니라, 10nm의 위치 편차량을 나타내고, 도 4b에서 나타내는 바와 같은 상기 위치편차형 불균일성 결함도 검출될 수 있다.

<실시예 2>

각각 2㎛ 피치의 반복패턴을 갖는 사각형의 한 변이 4mm인 다수의 칩으로 구성된 8인치 반도체 웨이퍼에 대해서, 실시예 1과 같은 상기 검사장치를 사용하여 검사가 수행되었다. 이 경우, 초고압 수은램프가 405nm ~ 580nm의 파장 영역을 갖는다면, 상기 검사대상에 대하여 수직으로 반사되는 상기 회절광은 상술한 식(1)에 기초한 2차 회절광이다.

상기 반도체 웨이퍼는 상기 패턴들을 전사하기 위해 사용된 상기 포토마스크의 상기 불균일성과 같은 경향을 보이는 포토마스크가 유도한(photomask-induced) 불균일성을 가질 수 있으며, 레지스트 도포 과정에서의 불균일성처럼 상기 반도체 웨이퍼 제조 공정에 의해 유도된 다른 형태의 불균일성을 가질 수 있다고 생각된다.

실시예 2에서는, 검사되는 칩들이 상기 반도체 웨이퍼 상의 상기 칩들로부터 선택되고, 상기 검사되는 칩으로부터 선택된 각 검사 영역에 대하여 검사가 수행되었다.

상기 검사 결과, 포토마스크가 유도한 불균일성이라고 추정된 가로줄무늬를 나타내는 불균일성들과, 상기 반도체 웨이퍼 제조 공정에 의해 유도되었다고 추정 된 기울어진 줄무늬를 나타내는 불균일성들을 관찰하게 되었다.

이와 같이, 실시예 2에서는, 상기 반도체 웨이퍼 상의 각각의 칩에 대하여 상기 불균일성들이 평가될 수 있다.

상술한 실시형태와 실시예들은 이하 (1)내지 (4)에서 설명하는 바와 같은 유리한 효과를 제공한다.

(1)불균일성 결함들은, 상기 광원장치(12)의 광원으로서 바람직한 평행도를 갖는 광원을 사용함으로써 뚜렷하게 할 수 있다. 게다가, 높은 휘도(높은 조도)를 갖는 상기 광원의 사용은 수광 광학계(14)에 의해 수광된 광량을 증가시키므로, 관찰가능한 회절광의 범위가 절대값이 높은 차수의 회절광까지 확장된다. 그 결과, 가장 균일한 이미지를 얻도록 하기 위해 상기 수광 광학계를 상기 검사대상의 바로 위에 고정적으로 배열시킴으로써 상기 장치에 부과되는 제약으로 인해 입사각(θi)이 제한될지라도, 광범위한 피치로 된 반복 패턴을 갖는 검사대상(50)으로부터 불균일성 결함들을 검출할 수 있게 된다. 따라서, 복잡한 화상 처리과정 없이, 가장 균일한 관찰영역을 관찰할 수 있다. 게다가, 영상 디바이스, 메모리 디바이스, 또는 그 제조에 이용하는 포토마스크와 같은 다양한 종류의 검사대상(50)에 대하여, 여러가지 피치로 된 다양한 반복패턴(51)으로부터도 결함들이 충분히 검출될 수 있다.

(2)상기 광원장치(12)의 광원으로서 초고압 수은램프의 이용은, 바람직한 평행도와 높은 휘도(높은 조도)를 갖는 광을 얻을 수 있게 한다.

(3)상기 광원장치(12)는 수광 광학계(14)가 0차 회절광을 수광하지 않는 위치, 즉, 수광 광학계(14)가 절대값이 0보다 큰 차수의 회절광만을 수광하도록 하는 입사각(θi)의 위치에 배치된다. 이로 인해, 불균일성 결함 정보가 포함되지 않은 광의 수광을 방지하고, 불균일성 결함들의 검출을 용이하게 할 수 있다.

(4)상기 관찰장치(13)에는 상기 수광 광학계(14)에 의해 수광된 광을 사용하여 이미지를 포착하는 CCD카메라가 설비됨으로써, 화상 데이터를 사용한 분석이 가능하게 된다.

Claims (18)

1. 반복패턴 내에 발생하는 다른 균일성을 갖는 결함을 검출하기 위해, 그 표면 위에 규칙성을 가지고 배열된 단위패턴들을 포함하는 반복패턴을 갖는, 촬상 디바이스 제조용 포토마스크를 검사하는 결함 검사 장치로서,

   입사각에서 상기 포토마스크의 검사영역을 포함하는 영역에 광을 조사하기 위한 광원을 구비한 광원장치; 및

   상기 광원장치에 의해 광이 조사될 때, 검사를 위한 회절광 이미지를 만들어내기 위하여 상기 포토마스크의 검사 표면에 대하여 수직한 방향으로부터 발생된 회절광을 수광하기 위한 수광 광학계(light-receiving optical system)를 갖는 관찰장치를 포함하며,

   상기 광원은, 2도 이하의 평행도(parallelism)와 300000Lx 이상의 조도(illuminance)를 갖는 광을 조사하고,

   상기 입사각은, 상기 수광 광학계가 검사 표면에서 발생된 절대값이 7 이상인 차수의 회절광을 수광할 수 있도록 하는 입사각인 결함 검사 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 광원은 초고압 수은램프를 포함하는 결함 검사 장치.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 관찰장치는, 상기 수광 광학계에 의하여 수광된 회절광을 사용하여 이미지를 포착하기 위한 촬상 디바이스를 구비하고 있는 결함 검사 장치.
5. 삭제
6. 반복패턴 내에 발생하는 다른 균일성을 갖는 결함을 검출하기 위해, 그 표면 위에 규칙성을 가지고 배열된 단위패턴들을 포함하는 반복패턴을 갖는, 촬상 디바이스 제조용 포토마스크를 검사하는 결함 검사 방법으로서,

   입사각에서 상기 포토마스크의 검사영역을 포함한 영역에 광을 조사하는 단계; 및

   검사를 위한 회절광 이미지를 만들어내기 위하여 상기 포토마스크의 검사 표면에 대하여 수직한 방향으로부터 발생된 회절광을 수광하는 단계들을 포함하며,

   광 조사에 있어서, 상기 광은, 2도 이하의 평행도와 300000Lx 이상의 조도를 갖는 광원으로부터 방사되고,

   상기 입사각은, 검사 표면에서 발생된 절대값이 7 이상인 차수의 회절광이 수광되도록 하는 입사각인 결함 검사 방법.
7. 삭제
8. 삭제
9. 제 6 항에 있어서,

   상기 광원은 초고압 수은램프를 포함하는 결함 검사 방법.
10. 삭제
11. 제 6 항에 있어서,

    수광 광학계에 의하여 수광된 회절광을 사용하여 이미지가 포착되고, 상기 검사가 상기 포착된 이미지를 기초로 하여 수행되는 결함 검사 방법.
12. 삭제
13. 차광막이 형성되어 있는 투명기판을 준비하는 단계;

    상기 차광막 위에 레지스트막을 형성하는 단계;

    상기 레지스트막에 광을 조사하여, 규칙성을 가지고 배열된 단위패턴을 포함하는 반복패턴을 갖는 소정의 패턴을 묘화하는 단계;

    상기 레지스트막의 묘화부(plotted portion) 또는 비묘화부(non-plotted portion)를 선택적으로 제거하여 레지스트 패턴을 형성하는 단계;

    레지스트 패턴을 마스크로 하여 차광막을 에칭함으로써, 상기 차광막 위에 패턴을 형성하는 단계; 및

    잔여 레지스트를 제거하는 단계들을 포함하는 포토마스크 제조방법으로서,

    상기 방법은, 광이 입사각에서 상기 레지스트 패턴 또는 상기 차광막에 형성된 패턴의 검사표면에 조사되고,

    상기 검사표면에서 발생된 7차 이상의 회절광이 검사를 위한 회절광 이미지를 만들어내기 위하여 상기 검사표면에 수직한 방향으로 수광 광학계에 의하여 수광되는 결함 검사 단계를 더 포함하고 있으며,

    상기 광은, 2도 이하의 평행도와 300000Lx 이상의 조도를 갖는 광원에 의하여 방사되는 포토마스크 제조 방법.
14. 패턴을 갖는 포토마스크를 준비하는 단계; 및

    상기 포토마스크를 사용하여 상기 패턴을 전사하는 단계;들을 포함하는 패턴 전사 방법으로서, 상기 포토마스크는,

    차광막이 형성되어 있는 투명기판을 준비하는 단계;

    상기 차광막 위에 레지스트막을 형성하는 단계;

    상기 레지스트막에 광을 조사하여, 규칙성을 가지고 배열된 단위패턴을 포함하는 반복패턴을 갖는 소정의 패턴을 묘화하는 단계;

    상기 레지스트막의 묘화부(plotted portion) 또는 비묘화부(non-plotted portion)를 선택적으로 제거하여 레지스트 패턴을 형성하는 단계;

    레지스트 패턴을 마스크로 하여 차광막을 에칭함으로써, 상기 차광막 위에 패턴을 형성하는 단계; 및

    잔여 레지스트를 제거하는 단계들을 포함하는 방법에 의해 제조되며,

    상기 포토마스크 제조 방법은, 광이 입사각에서 상기 레지스트 패턴 또는 상기 차광막에 형성된 패턴의 검사표면에 조사되고,

    상기 검사표면에서 발생된 7차 이상의 회절광이 검사를 위한 회절광 이미지를 만들어내기 위하여 상기 검사표면에 수직한 방향으로 수광 광학계에 의하여 수광되는 결함 검사 단계를 더 포함하고 있으며,

    상기 광은, 2도 이하의 평행도와 300000Lx 이상의 조도를 갖는 광원에 의하여 방사되는 패턴 전사 방법.
15. 삭제
16. 삭제
17. 제 13 항에 있어서,

    상기 포토마스크는 액정패널을 제조하기 위한 것이며, 상기 소정 패턴은 50 내지 800㎛의 피치로 배열된 단위패턴을 포함하는 반복패턴을 갖는 포토마스크 제조 방법.
18. 제 13 항에 있어서,

    상기 포토마스크는 CCD 촬상 디바이스를 제조하기 위한 것이며, 상기 소정 패턴은 8 내지 50㎛의 피치로 배열된 단위패턴을 포함하는 반복패턴을 갖는 포토마스크 제조 방법.

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