KR101248561B1

KR101248561B1 - 검출장치 및 검사장치

Info

Publication number: KR101248561B1
Application number: KR1020087005973A
Authority: KR
Inventors: 마사히로 하타케야마; 쇼지 요시카와; 겐이치 스에마츠; 츠토무 가리마타; 노부하루 노지
Original assignee: 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
Priority date: 2005-08-12
Filing date: 2006-08-10
Publication date: 2013-03-28
Also published as: JP5403852B2; EP1914787A1; KR20080036145A; JP2007048686A; JP5690313B2; JP2014225476A; JP5750147B2; WO2007020866A1; EP1914787A4; US7928382B2; US20090224151A1; US8796621B2; EP1914787B1; US8431892B2; JP2014041148A; US20130228684A1; TWI527139B; TW201324646A; JP5894642B2; US20110024623A1

Abstract

검출장치의 교환작업에 따르는 시간의 손실을 삭감하기 위한 검사장치에 있어서, 시료(W)로부터 방출된 전자빔을 수취하여, 시료(W)를 나타내는 화상 데이터를 취득하는 복수의 검출장치(11, 12)와, 복수의 검출장치(11, 12) 중의 하나에 전자빔을 입사시키기 위한 변환기구(M)를 구비하고, 복수의 검출장치(11, 12)가 동일한 용기(MC) 내에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다. 복수의 검출장치(11, 12)는, 전자빔을 전기신호로 변환하는 전자센서를 구비하는 검출장치와 전자빔을 광으로 변환하고, 상기 광을 전기신호로 변환하는 광센서를 구비하는 검출장치와의 임의의 조합일 수 있다. 변환기구(M)는, 기계적 이동기구이어도 전자빔 편향기이어도 된다.

Description

검출장치 및 검사장치{DETECTION DEVICE AND INSPECTION DEVICE}

본 발명은, 전자빔 또는 광신호를 취득하는 검출장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은, 2개 이상의 검출장치를 하나의 경통 내에 배치하고, 전자 또는 광의 신호량이나 S/N에 의하여 검출기를 선택하여 사용함으로써, 시료 표면의 화상검출이나 측정을 행할 수 있는 검사장치에 관한 것이다.

이 검사장치를 이용하여, 시료 표면의 구조평가, 확대관찰, 재질평가, 전기적 도통상태 등의 검사를 효율적으로 행할 수 있다. 따라서, 본 발명은 이와 같은 검사장치를 사용하여, 최소 선폭 0.15 ㎛ 이하의 고밀도 패턴의 결함을 고정밀도, 고신뢰성 또한 고스루풋으로 검사를 행하는 방법 및 장치제조 프로세스 도중의 패턴검사를 행하는 장치제조방법에 관한 것이다.

종래의 검사장치에서는, 전자 또는 광을 검출하는 경우, 전자를 검출하는 전자센서를 구비하는 검출장치와 광을 검출하는 광센서를 구비하는 검출장치를 교환하여 사용하고 있다. 특히, 동일한 대상물로부터 송출된 전자 또는 광을 취득하여 전자나 광의 양이나 변화량을 검출하고, 또는 화상을 취득하는 경우에는, 상기한 바와 같이 검출장치를 교환하여 사용한다. 예를 들면, CCD(charge coupled device)검출장치에 의하여 검출된 조건에 의거하여 전자 또는 광의 입사조건을 조 정하고 나서, CCD 검출장치를 TDI(time delay integration)검출장치로 교환하여 대상물의 고속검사, 측정 등을 행한다. 즉, TDI 센서에 의하여 입사조건을 조정하려고 하면, 입사조건 조정시의 상의 배율이 낮기 때문에, 시료로부터의 2차 전자를 받는 MCP(마이크로·채널·플레이트)에는 2차 전자가 닿는 부분과 그렇지 않은 부분이 생겨, 국소적으로 MCP가 손상을 받는다. 그래서 입사조건의 조정은 주로 CCD 센서에 의하여 행하여진다.

종래의 검사장치의 예를 도 28과 도 29에 나타낸다. 도 28(a)는 CCD 검출장치(300)를 나타낸다. CCD 검출장치(300)의 CCD 센서(301) 및 카메라(302)는 대기 중에 설치된다. 시료(도시 생략)로부터 방출된 2차 전자는, MCP(303)에 의하여 증폭되고 나서 형광판(304)에 입사하고, 시료의 상을 나타내는 광신호에 변환된다. 형광판(304)으로부터 출력된 광신호는, 진공용기(MC)에 형성된 피드스루(305)를 거쳐 대기측의 광학렌즈(306)에 의하여 수속되어 CCD 센서(301)에 결상되고, 카메라(302)에 시료의 상을 형성한다.

한편, 도 28(b)는 TDI 검출장치(310)를 나타내고 있고, TDI 센서(311)는 진공용기(MC) 내에 설치되어 있다. 그 전단에 FOP(fiber optic plate)(312) 등의 광전달수단을 거쳐 형광판(313)이 설치되어 있고, 시료로부터의 2차 전자는 MCP(314)를 거쳐 형광판(313)으로 들어가, 그곳에서 광신호로 변환되어 TDI 센서(311)에 전달된다. TDI 센서(311)로부터 출력된 전기신호는 피드스루부(315)에 설치된 핀(316)을 거쳐 카메라(317)에 전달된다.

따라서, 도 28의 경우, CCD 검출장치(300)로부터 TDI 검출기(310)에의 교환 은, 플랜지 및 그것에 설치되어 있는 필요부품 전부의 유닛을 교환한다. 즉, 대기개방을 행하여, CCD 검출장치(300)의 플랜지와 형광판(304), 광학렌즈(306), CCD 센서(301)를 떼어 내고, 이어서, TDI 검출기(310)의 피드스루·플랜지(315), 형광판(313), FOP(312), TDI 센서(311) 및 카메라(317)의 유닛을 설치한다. TDI 검출장치(310)를 CCD 검출장치(300)와 교환하는 경우는, 상기한 순서와 반대의 순서로 작업이 행하여진다. 또한, 관찰하는 시료로부터 발생한 광 또는 전자를 광학계에 의하여 확대하고, 확대된 전자나 광을 증폭한 후, 증폭된 신호를 검출장치로 관찰하는 것도 있다.

한편, 도 29(a) 및 도 29(b)에서는, 진공용기(MC) 내에 MCP(303, 314)와 형광판(304, 313)이 배치된다. 따라서, 도 29에 나타내는 구성에서는, CCD 검출장치(300)와 TDI 검출장치(310)의 것을 교환하는 경우에는, 대기 중에 설치된 요소, 즉, 광학렌즈(306), CCD 센서(301) 및 카메라(302)를 포함하는 세트와, TDI 센서(311), 카메라(317) 및 광학렌즈(318)를 포함하는 세트를 교환하게 된다.

이와 같이 하여 검출장치에 의하여 취득된 검출결과를 사용하여 시료의 화상 데이터를 작성하고, 다이마다의 데이터와 비교함으로써 시료의 결함을 검사하는 장치는 공지이다(이것에 대해서는, 일본국 특개평5-258703호 공보 및 특개평6-188294호 공보 참조).

상기한 바와 같은 종래의 방식을 이용하면, 검출장치의 교환에 따르는 조립, 진공폐기, 조정 등에 막대한 시간을 필요로 할 뿐만 아니라, 검출장치의 교환에 의한 전자 또는 광의 축 중심 조정작업을 할 수 밖에 없게 된다. 예를 들면 도 28에 나타내는 바와 같이, 진공용기(MC) 내에서 2차 전자빔을 광신호로 변환하는 CCD 검출장치(300)를 TDI 검출기(310)로 교환하는 경우를 생각하면, 장치의 정지, 퍼지, 대기개방, 검출장치의 교환, 진공배기, 컨디셔닝 등 내압조정, 빔축의 조정 등의 작업을 순서대로 행하게 되고, 그것에 필요하게 되는 시간은 1회당 50∼100시간이 된다. 따라서, 전자 광학계의 조정이나 조건작업을 1년에 예를 들면 10회 행한다고 하면, 그 때마다 상기한 작업이 생기기 때문에, 그것에 요하는 시간은 500∼1000시간에나 이르게 된다.

도 28에 대한 상기한 문제를 해결하는 방식으로서, 도 29에 나타내는 구성이 종래부터 사용되고 있다. 이것은, 도 29에 나타내는 바와 같이, 진공용기(MC) 내에 MCP(303, 314)와 형광판(304, 313)을 설치하고 있기 때문에, 대기 중에서, CCD 센서(301)와 카메라(302)의 유닛을 TDI 센서(311)와 카메라(317)의 유닛으로 용이하게 교환할 수 있기 때문이다. 그러나 넓은 시야를 취할 수 없는 하메틱 광학유리로 이루어지는 피드스루(305)에 의한 MTF의 열화라는 문제가 있다. 이 결과, 통상은 형광판의 위치에서 1×1∼10×10 mm 정도의 시야가 되고, 이것보다 넓은 시야를 얻기 위해서는, 광학유리의 평탄도 불량이나 불균일성에 의한 MTF의 열화 및 초점변동을 방지하는 것이 필요하고, 또한 광학렌즈를 시야의 5∼6배 정도 취하여 MTF 열화와 휘도 열화를 방지하지 않으면 안된다. 이것을 달성하는 광학렌즈계는 고정밀도이고 고가의 렌즈를 필요로 하여, 예를 들면 10∼15배의 비용이 소요된다. 또한 광학계의 크기가 5∼15배 커지기 때문에, 장치의 높이에 제약이 있는 경우에는 사용 불가능하게 되는 경우가 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은,

시료로부터 방출된 전자빔을 수취하여, 상기 시료를 나타내는 화상 데이터를 취득하는 복수의 검출장치와,

상기 복수의 검출장치 중의 하나에 상기 전자빔을 입사시키기 위한 변환기구를 구비하고, 상기 복수의 검출장치가 동일한 진공용기에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 검사장치를 제공한다.

또, 본 발명은,

1차 전자빔을 방출하는 전자총을 가지고, 상기 1차 전자빔을 시료로 유도하는 1차 광학계와,

시료로부터 방출된 2차 전자빔을 검출계로 유도하는 2차 광학계를 가지는 결함 검사장치에 있어서,

상기 검출계는,

전자빔의 광축 조정을 행하는 제 1 EB-CCD 센서와,

시료의 촬상을 행하는 EB-TDI 센서와,

상기 EB-TDI 센서에 의하여 얻어진 촬상에 의거하여 결함부위의 평가를 행하는 제 2 EB-CCD 센서를 가지는 것을 특징으로 하는 결함 검사장치를 제공한다.

또한, 본 발명은,

진공용기 내에 1차 전자빔을 시료로 유도하는 1차 광학계와 시료로부터 방출된 2차 전자빔을 검출계로 유도하는 2차 광학계를 가지는 결함 검사장치로 시료의 결함을 검사하는 결함 검사방법에 있어서,

상기 EB-CCD 센서로 광축의 조정을 행하고,

상기 EB-TDI 센서로 시료의 상을 촬상하고,

상기 EB-TDI 센서가 촬상한 화상으로부터 시료의 결함부위를 특정하고,

상기 EB-CCD 센서로 상기 시료의 결함부위를 촬상하고,

상기 EB-TDI 센서가 촬상한 결함부위의 화상과 상기 EB-CCD 센서가 촬상한 결함부위의 화상을 비교하여, 유사결함인지 진짜 결함인지를 판단하는 것을 특징으로 하는 결함검사방법을 제공한다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 복수의 검출장치를 진공용기에 설치하고, 상기 검출장치 중의 하나를 사용하여, 전자 또는 광의 신호를 검출하는 것을 가능하게 한다. 취득하는 전자 또는 광의 신호량이나 S/N 비 등에 따라, 그것에 적합한 검출장치를 선택하고, 선택된 검출장치에 신호를 입사시켜 소요의 검출동작을 행한다.

이에 의하여 종래와 비교하여, 검출장치를 교환하는 데 필요한 시간을 삭감할 수 있을 뿐만 아니라, 필요한 때에 최적의 검출장치를 즉시 사용하여 빔조건 조정, 검사, 측정 등의 작업을 실시할 수 있다는 이점이 있다. 또한 광학렌즈나 렌즈계에 의한 MTF의 열화나 상의 왜곡이 없고, 화질 열화를 최소한으로 하여, 검출장치에 신호를 주는 것이 가능하게 된다. 또한, MTF와 콘트라스트는 해상도의 지표로서 사용된다.

예를 들면, 정지화상과 광축의 조정을 CCD 검출장치로 행하고, 그 후, 종래 필요하였던 검출장치의 교환작업을 행하는 일 없이, TDI 검출장치에 빔을 입사시켜 화상취득을 행함으로써, 고속으로 시료 표면의 검사, 측정, 관찰을 행할 수 있다.

종래는, 여러가지 사용조건의 조정시에 검출장치의 교환이 행하여지기 때문에, 연평균 10회 정도의 교환작업이 행하여지는 것이 보통이다. 즉, 교환작업에 10×100 = 1000시간을 매년 사용하고 있었으나, 본 발명에 의하면, 이와 같은 시간의 손실을 삭감할 수 있다. 또, 진공용기를 대기개방하면, 파티클이나 더스트가 진공용기의 내벽이나 진공용기 내의 부품에 부착될 리스크가 있으나, 본 발명은 이와 같은 리스크를 제거할 수 있다. 또, 대기개방에 의한 진공부품의 표면산화도 방지할 수 있기 때문에, 부품의 산화에 의한 불안정 동작에 의한 영향을 없애어, 전극이나 자극 등으로부터 발생하는 전압이나 자속을 안정되게 사용할 수 있다. 특히, 전자빔이 충돌하는 NA 개구 등의 작은 지름의 애퍼처(aperture)에서는, 대기개방시에, 대기 중의 수분이나 산소가 애퍼처에 부착함에 의한 오염물의 부착·생성이 촉진된다고 생각되나, 본 발명에 의하여 이와 같은 문제는 해소된다.

웨이퍼 등의 시료 표면에서 발생한 전자빔을 검출장치로 유도하는 전자 광학계를 조정할 때에는, 센서에 신호가 집중하는 경우가 많다. 즉, 센서에 신호강도가 높은 구역과 낮은 구역이 동시에 존재하는 상태가 생긴다. 그 결과, 신호강도가 높은 구역에서 손상이 생겨 버리면, 센서감도가 불균일하게 되고, 이와 같은 불균일한 감도가 된 센서로 검사나 측정을 행하면, 그 불균일해진 구역에서 취득된 화상을 나타내는 신호는 작기 때문에, 측정결과에 큰 변화가 생겨, 유사결함이 발생한다. 가령, 입사하는 전자 등의 강도가 균일하여도, 손상이 발생한 구역으로부터의 출력신호강도가 변동하기 때문에, 얻어진 센서출력은 결과적으로 불균일하게 된다. 이와 같은 센서출력의 불균일에 기인하여, 측정 미스가 발생하는 것을 생각할 수 있다. 이와 같은 문제는 본 발명에 의하여 해소될 수 있다.

본 발명에 관한 검사장치에서, 시료에 조사되는 빔은, 전자빔이어도, UV광, DUV광, 레이저광 등의 광이어도 전자빔과 광과의 조합이어도 된다. 전자빔으로서는, 반사전자, 2차 전자, 후방 산란전자 및 오제전자 중의 어느 것을 사용하여도 소요의 화상을 취득할 수 있다. UV광, DUV광, 레이저광 등의 광을 사용하는 경우에는, 광전자에 의하여 화상검출이 이루어진다. 또, 이와 같은 광이 시료 표면에 조사된 경우에 발생하는 산란광을 사용하여 시료 표면의 결함 검출을 행하는 것도 가능하다. UV광, DUV광, 레이저광 등의 광을 시료 표면에 도입하기 위하여 석영 파이버나 중공 파이버를 사용하면 효율적이다.

시료 표면을 조사하는 빔으로서, 전자빔과 광을 병용한 경우, 전자빔만을 사용하였을 때에 표면의 전위가 차지업 때문에 변화되어 균일한 전자조사를 할 수 없게 된다는 문제를 해소할 수 있다. 이 때문에, 표면의 전위에 관계없이 조사할 수 있는 광을 사용함으로써, 화상취득에 사용하는 시료 표면으로부터의 전자를 안정되고, 또한 효율좋게 취득할 수 있다. 예를 들면 시료에 UV 광을 조사하면, 광전자가 발생할 뿐만 아니라, 준안정상태로 여기된 전자도 많이 형성되기 때문에, 그곳에 전자빔이 조사되면 자유전자가 증가하고, 결과적으로 2차 전자방출이 효율좋게 행하여지게 된다.

본 발명에 관한 검사장치를 프로세스 도중의 웨이퍼의 결함검사에 적용함으로써 높은 스루풋으로, 또한 수율 좋게 반도체장치를 제조할 수 있다.

도 1a는 반도체 검사계의 전체구성을 나타내는 도,

도 1b는 본 발명에 관한 하전입자선장치의 일 실시형태인 검사장치의 주요 구성요소를 나타내는 입면도로서, 도 1c의 선 A-A를 따라 본 도,

도 1c는 도 1b에 나타내는 검사장치의 주요 구성요소의 평면도로서, 도 1b의 선 B-B를 따라 본 도,

도 1d는 도 1c에 나타내는 구성의 변형예를 나타내는 도,

도 1e는 도 1b의 미니 엔바이로먼트장치를 나타내는 단면도로서, 선 C-C를 따라 본 도,

도 1f는 도 1b의 로더 하우징을 나타내는 도로서, 도 1c의 선 D-D를 따라 본 도,

도 1g는 전자선 캐리브레이션기구의 구성을 나타내는 도로서, (a)는 그 측면도, (b)는 그 평면도,

도 2는 검사장치의 일반적인 구성을 나타내는 도,

도 3은 본 발명에 관한 검사장치의 제 1 실시형태를 개략적으로 나타내는 도,

도 4는 본 발명에 관한 검사장치의 제 2 실시형태를 개략적으로 나타내는 도,

도 5는 본 발명에 관한 검사장치의 제 3 실시형태를 개략적으로 나타내는 도,

도 6은 본 발명에 관한 검사장치의 제 4 실시형태를 개략적으로 나타내는 도,

도 7은 본 발명에 관한 검사장치의 제 5 실시형태를 개략적으로 나타내는 도,

도 8은 본 발명에 관한 검사장치의 제 6 실시형태를 개략적으로 나타내는 도,

도 9는 도 8에 나타내는 EB-TDI 센서의 구성을 개략적으로 나타내는 도,

도 10은 도 8에 나타내는 EB-TDI 센서의 동작을 설명하기 위한 도,

도 11은 본 발명에 관한 검사장치의 제 7 실시형태를 개략적으로 나타내는 도,

도 12는 본 발명에 관한 검사장치의 제 8 실시형태를 개략적으로 나타내는 도,

도 13은 본 발명에 관한 검사장치의 제 9 실시형태를 개략적으로 나타내는 도,

도 14는 본 발명에 관한 검사장치의 제 10 실시형태를 개략적으로 나타내는 도,

도 15는 본 발명에 관한 검사장치의 제 11 실시형태를 개략적으로 나타내는 도,

도 16은 본 발명에 관한 검사장치의 제 12 실시형태를 개략적으로 나타내는 도,

도 17은 본 발명에 관한 검사장치에 사용하는 이동기구의 하나의 예를 나타내는 도,

도 18은 본 발명에 관한 검사장치에 사용하는 이동기구의 다른 예를 나타내는 도,

도 19는 본 발명에 관한 검사장치에 사용하는 이동기구의 다른 예를 나타내는 도,

도 20은 본 발명에 관한 검사장치의 전체적인 구성의 제 1 예를 나타내는 도,

도 21은 본 발명에 관한 검사장치의 전체적인 구성의 제 2 예를 나타내는 도,

도 22는 본 발명에 관한 검사장치의 전체적인 구성의 제 3 예를 나타내는 도,

도 23은 본 발명에 관한 검사장치의 전체적인 구성의 제 4 예를 나타내는 도,

도 24(a), (b) 및 (c)는 본 발명에 관한 검사장치로 행하여지는 스텝·앤드·리피트를 설명하는 도,

도 25(a) 및 (b)는, 본 발명에 관한 검사장치로 행하여지는 스텝·앤드·리피트에서의 얼라이먼트·마크를 나타내는 도,

도 26은 반도체장치 제조방법을 구성하는 공정을 나타내는 플로우도,

도 27은 도 26의 웨이퍼·프로세싱공정을 구성하는 공정을 나타내는 플로우도,

도 28(a) 및 (b)는 종래의 검사장치를 설명하기 위한 도,

도 29(a) 및 (b)는 종래의 검사장치를 설명하기 위한 도면이다.

먼저, 도 1a를 이용하여 반도체 검사계의 전체 구성을 설명한다. 반도체 검사계는 검사장치, 전원랙(rack), 제어랙, 화상처리 유닛, 성막장치, 에칭장치 등으로 구성된다. 드라이펌프 등의 러핑 진공펌프는, 청정룸의 밖에 놓여진다. 검사장치 내부의 주요부분은, 전자빔 진공용기, 진공반송계, 스테이지를 수용하고 있는 주하우징, 제진대, 터보분자펌프 등으로 구성되어 있다.

검사계를 기능에서 본 경우, 전자빔 진공용기는 주로 전자 광학계, 검출계, 광학현미경 등으로 구성된다. 전자광학계는 전자총, 렌즈 등, 반송계는 진공반송로봇, 대기반송로봇, 카세트 로더, 각종 위치센서 등으로 구성되어 있다.

성막장치, 에칭장치, 세정장치(도시 생략)는 검사장치 근처에 나란히 설치하여도, 검사장치에 조립하여도 된다. 이들은, 예를 들면 시료의 대전억제를 위하여 또는 시료 표면의 클리닝에 사용된다. 스퍼터방식을 사용하면, 1대로 제막 및 에칭의 양쪽의 기능을 가지게 할 수 있다.

도시 생략하였으나, 사용용도에 따라서는 그 관련장치를 검사장치 근처에 나란히 설치하거나, 그것들의 관련장치를 검사장치에 조립하여 사용하여도 된다. 또는 그들 관련장치를 검사장치에 조립하여도 된다. 예를 들면 화학적 기계연마장 치(CMP)와 세정장치를 검사장치에 조립하여도 되고, 또는 CVD(화학증착법)장치를 검사장치에 조립하여도 되고, 이 경우, 설치면적이나 시료반송을 위한 유닛의 수를 절약할 수 있어, 반송시간을 단축할 수 있는 등의 장점이 얻어진다. 마찬가지로, 도금장치 등의 성막장치를 검사장치에 조립하여도 된다. 마찬가지로 리소그래피장치와 조합시켜 사용할 수도 있다.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명에 관한 검사장치의 일 실시형태에 대하여, 검사대상으로서 표면에 패턴이 형성된 기판, 즉 웨이퍼를 검사하는 반도체검사장치로서 설명한다.

도 1b 및 도 1c에서, 본 실시형태의 반도체 검사장치의 주요 구성요소가 입면도 및 평면도로 나타나 있다. 본 실시형태의 반도체 검사장치(400)는, 복수매의 웨이퍼(W)를 수납한 카세트를 유지하는 카세트 홀더(401)와, 미니 엔바이로먼트장치(402)와, 워킹챔버를 획성(劃成)하는 주하우징(403)과, 미니 엔바이로먼트장치(402)와 주하우징(403)과의 사이에 배치되어 있고, 2개의 로딩챔버를 획성하는 로더 하우징(404)과, 웨이퍼를 카세트 홀더(401)로부터 주하우징(403) 내에 배치된 스테이지장치(405) 위에 장전하는 로더(406)와, 진공 하우징에 설치된 전자 광학장치(407)를 구비하고, 그것들은 도 1b 및 도 1c에 나타내는 바와 같은 위치관계로 배치되어 있다.

반도체 검사장치(400)는, 또한 진공의 주하우징(403) 내에 배치된 프리 차지 유닛(408)과, 웨이퍼(W)에 전위를 인가하는 전위 인가기구(도시 생략)와, 전자선 캘리브레이션기구(나중에 도 1g에서 설명한다)와, 스테이지장치 위에서의 웨이 퍼(W)의 위치결정을 행하기 위한 얼라이먼트 제어장치(409)를 구성하는 광학현미경(410)을 구비하고 있다.

카세트 홀더(401)는, 복수매(예를 들면 25매)의 웨이퍼(W)가 상하방향에 평행하게 나열된 상태에서 수납된 카세트(c)(예를 들면, 어시스트사제의 SMIF, FOUP와 같은 클로즈드 카세트)를 복수개(이 실시형태에서는 2개) 유지하도록 되어 있다. 이 실시형태에서는, 자동적으로 카세트(c)가 장전되는 형식이고, 예를 들면 승강 테이블(411)과, 그 승강 테이블(411)을 상하 이동시키는 승강기구(412)를 구비하고, 카세트(c)는 승강 테이블 위에 도 1c에서 쇄선으로 나타내는 상태에서 자동적으로 세트 가능하게 되어 있고, 세트후, 도 1c에서 실선으로 나타내는 상태로 자동적으로 회전되어 미니 엔바이로먼트장치 내의 제 1 반송 유닛의 회동 축선을 향하게 된다.

또한, 카세트(c) 내에 수납되는 기판, 즉 웨이퍼(W)는 검사를 받는 웨이퍼이고, 그와 같은 검사는, 반도체 제조공정 중에서 웨이퍼를 처리하는 프로세스의 후, 또는 프로세스의 도중에 행하여진다. 구체적으로는 성막공정, CMP, 이온주입 등을 받은 기판, 즉 웨이퍼, 표면에 배선 패턴이 형성된 웨이퍼, 또는 배선 패턴이 아직 형성되어 있지 않은 웨이퍼가, 카세트 내에 수납된다. 카세트(c) 내에 수용되는 웨이퍼는 다수매 상하방향에 사이를 두고, 또한 평행하게 나열하여 배치되어 있기 때문에, 임의의 위치의 웨이퍼와 뒤에서 설명하는 제 1 반송 유닛으로 유지할 수 있도록, 제 1 반송유닛의 아암을 상하 이동할 수 있게 되어 있다.

도 1b 내지 도 1e에서, 미니 엔바이로먼트장치(402)는, 분위기 제어되도록 되어 있는 미니 엔바이로먼트 공간(413)을 획성하는 하우징(414)과, 미니 엔바이로먼트 공간(413) 내에서 청정공기와 같은 기체를 순환하여 분위기 제어하기 위한 기체 순환장치(415)와, 미니 엔바이로먼트 공간(413) 내에 공급된 공기의 일부를 회수하여 배출하는 배출장치(416)와, 미니 엔바이로먼트 공간(413) 내에 설치되어 있고 검사대상으로서의 기판, 즉 웨이퍼를 초벌 위치결정하기 위한 프리얼라이너(417)를 구비하고 있다. 하우징(414)은, 정점벽(418), 바닥벽(419) 및 4 둘레를 둘러싸는 둘레벽(420)을 가지고 있고, 미니 엔바이로먼트 공간(413)을 외부로부터 차단하는 구조로 되어 있다. 또, 미니 엔바이로먼트 공간 내에는 청정도를 관찰하기 위한 센서를 설치하여, 청정도가 악화되었을 때에 장치를 셧다운할 수도 있다.

하우징(414)의 둘레벽(420) 중 카세트 홀더(401)에 인접하는 부분에는 출입구(421)가 형성되어 있다. 출입구(421) 근방에는 공지의 구조의 셔터장치를 설치하여 출입구(421)를 미니 엔바이로먼트장치측에서 폐쇄하도록 하여도 된다. 기체공급 유닛은 미니 엔바이로먼트 공간 내가 아니고, 그 바깥쪽에 설치하여도 된다.

배출장치(416)는, 상기 반송 유닛의 웨이퍼 반송면보다 하측의 위치에서 반송 유닛의 하부에 배치된 흡입 덕트(422)와, 하우징(414)의 바깥쪽에 배치된 블로워(423)와, 흡입 덕트(422)와 블로워(423)를 접속하는 도관(424)을 구비하고 있다. 이 배출장치(416)는, 반송 유닛의 주위를 흘러 내려 반송 유닛에 의하여 발생할 가능성이 있는 먼지를 포함한 기체를, 흡입 덕트(422)에 의하여 흡인하고, 도관(424) 및 블로워(423)를 거쳐 하우징(414)의 바깥쪽으로 배출한다.

미니 엔바이로먼트 공간(413) 내에 배치된 프리얼라이너(417)는, 웨이퍼(W) 에 형성된 오리엔테이션 플랫(원형 웨이퍼의 바깥 둘레에 형성된 평탄부분을 말하며, 이하에서 오리프라라고 한다)이나, 웨이퍼(W)의 바깥 둘레 가장자리에 형성된 하나 또는 그것 이상의 V형 노치, 즉 노치를 광학적으로 또는 기계적으로 검출하여 웨이퍼의 축선(O-O) 주위의 회전방향의 위치를 약 ± 1도의 정밀도로 미리 위치 결정하여 두도록 되어 있다. 프리 얼라이너는 검사대상의 초벌 위치결정을 담당한다.

도 1b 및 도 1c에서, 워킹 챔버(426)를 획성하는 주하우징(403)은, 하우징 본체(427)를 구비하고, 그 하우징 본체(427)는, 베이스 프레임(428) 위에 배치된 진동차단장치, 즉 방진장치(429)의 위에 탑재된 하우징 지지장치(430)에 의하여 지지되어 있다. 하우징 지지장치(430)는 직사각형으로 조립된 프레임 구조체(431)를 구비하고 있다. 하우징 본체(427)는 프레임 구조체(431) 위에 설치 고정되어 있고, 프레임 구조체 위에 탑재된 바닥벽(432)과, 정점벽(433)과, 바닥벽(432) 및 정점벽(433)에 접속되어 4 둘레를 둘러 싸는 둘레벽(434)을 구비하고 있고, 워킹챔버(426)를 외부로부터 격리하고 있다.

이 실시형태에서, 하우징 본체 및 하우징 지지장치(430)는, 강구조에 조립되어 있어, 베이스 프레임(428)이 설치되어 있는 바닥으로부터의 진동이 이 강구조에 전달되는 것을 방진장치(429)로 저지하도록 되어 있다. 하우징 본체(427)의 둘레벽(434) 중, 뒤에서 설명하는 로더 하우징에 인접하는 둘레벽에는, 웨이퍼 출입용 출입구(435)가 형성되어 있다. 워킹 챔버(426)는 공지의 구조의 진공장치(도시 생략)에 의하여 진공분위기로 유지되도록 되어 있다. 베이스 프레임(428)의 밑에는 장치 전체의 동작을 제어하는 제어장치(2)가 배치되어 있다.

도 1b, 도 1c 및 도 1f에서 로더 하우징(404)은, 제 1 로딩챔버(436)와 제 2 로딩챔버(437)를 획성하는 하우징 본체(438)를 구비하고 있다. 하우징 본체(438)는 바닥벽(439)과, 정점벽(440)과, 4 둘레를 둘러 싸는 둘레벽(441)과, 제 1 로딩챔버(436)와 제 2 로딩챔버(437)를 칸막이하는 칸막이벽(442)을 가지고 있고, 양 로딩챔버를 외부로부터 격리할 수 있도록 되어 있다. 칸막이벽(442)에는 양 로딩챔버 사이에서 웨이퍼(W)의 주고받음을 행하기 위한 개구, 즉 출입구(443)가 형성되어 있다. 또, 둘레벽(441)의 미니 엔바이로먼트장치 및 주하우징에 인접한 부분에는 출입구(444 및 445)가 형성되어 있다. 이 로더 하우징(404)의 하우징 본체(438)는, 하우징 지지장치(430)의 프레임 구조체(431) 위에 탑재되어 그것에 의하여 지지되어 있다. 따라서, 이 로더 하우징(404)에도 바닥의 진동이 전달되지 않도록 되어 있다.

로더 하우징(404)의 출입구(444)와 미니 엔바이로먼트장치의 하우징(414)의 출입구(446)는 정합되어 있고, 그곳에는 미니 엔바이로먼트 공간(413)과 제 1 로딩챔버(436)와의 연통을 선택적으로 저지하는 셔터장치(447)가 설치되어 있다. 또, 로더 하우징(404)의 출입구(445)와 하우징 본체(427)의 출입구(435)는 정합되어 있고, 그곳에는 제 2 로딩챔버(437)와 워킹챔버(426)와의 연통을 선택적으로 밀봉 저지하는 셔터장치(448)가 설치되어 있다.

또한, 칸막이벽(442)에 형성된 개구에는, 도어(449)에 의하여 그것을 폐쇄하여 제 1 및 제 2 로딩챔버 사이의 연통을 선택적으로 밀봉저지하는 셔터장치(450) 가 설치되어 있다.

제 1 로딩챔버(436) 내에는, 복수(이 실시형태에서는 2매)의 웨이퍼를 상하에 사이를 두고 수평상태에서 지지하는 웨이퍼랙(451)이 설치되어 있다. 로딩챔버(436, 437)는, 도시 생략한 진공펌프를 포함하는 공지의 구조의 진공배기계(도시 생략)에 의하여 고진공상태(진공도로서는 10^-5∼10^-6Pa)로 분위기 제어될 수 있게 되어 있다. 이 경우, 제 1 로딩챔버(436)를 저진공 챔버로 하여 저진공 분위기로 유지하고, 제 2 로딩챔버(437)를 고진공 챔버로 하여 고진공 분위기로 유지하여, 웨이퍼의 오염방지를 효과적으로 행할 수도 있다. 이와 같은 구조를 채용함으로써 로딩챔버 내에 수용되어 있어 다음에 결함검사되는 웨이퍼를 워킹 챔버 내로 지체없이 반송할 수 있다. 이와 같은 로딩챔버를 채용함으로써, 뒤에서 설명하는 멀티빔형 전자선장치 원리와 함께, 결함검사의 스루풋을 향상시키고, 또한 보관상태가 고진공상태일 것을 요구받는 전자선원 주변의 진공도를 가능한 한 고진공도상태로 할 수 있다.

제 1 및 제 2 로딩챔버(436, 437)는, 각각 진공배기 배관과 불활성가스(예를 들면 건조 순질소)용 벤트배관(각각 도시 생략)이 접속되어 있다. 이것에 의하여, 각 로딩챔버 내의 대기압상태는 불활성가스 벤트(불활성가스를 주입하여 불활성가스 이외의 산소가스 등이 표면에 부착되는 것을 방지한다)에 의하여 달성된다.

또한, 전자선을 사용하는 본 발명의 검사장치에서, 전자광학계의 전자선원으로서 사용되는 대표적인 6붕화란탄(LaB₆) 등은 한번 열전자선을 방출할 정도까지 고 온상태로 가열된 경우에는, 산소 등에 가능한 한 접촉시키지 않는 것이 그 수명을 단축하지 않기 때문에 중요하나, 전자 광학계가 배치되어 있는 워킹챔버에 웨이퍼를 반입하는 전단층에서 상기와 같은 분위기제어를 행함으로써, 더욱 확실하게 실행할 수 있다.

스테이지장치(405)는, 주하우징(403)의 바닥벽(432) 위에 배치된 고정 테이블(452)과, 고정 테이블 위에서 Y 방향(도 1b에서 지면에 수직한 방향)으로 이동하는 Y 테이블(453)과, Y 테이블 위에서 X 방향(도 1b에서 좌우방향)으로 이동하는 X 테이블(454)과, X 테이블 위에서 회전 가능한 회전 테이블(455)과, 회전 테이블(455) 위에 배치된 홀더(456)를 구비하고 있다. 그 홀더(456)의 웨이퍼 탑재면(457) 위에 웨이퍼를 해방 가능하게 유지한다. 홀더는, 웨이퍼를 기계적으로 또는 정전척방식으로 해방 가능하게 파지할 수 있는 공지의 구조의 것이어도 된다.

스테이지장치(405)는, 서보모터, 인코더 및 각종 센서(도시 생략)를 이용하여, 상기와 같은 복수의 테이블을 동작시킴으로써, 탑재면(457) 위에서 홀더에 유지된 웨이퍼를 전자 광학장치로부터 조사되는 전자선에 대하여 X 방향, Y 방향 및 Z 방향(도 1b에서 상하방향)으로, 또한 웨이퍼의 지지면에 연직인 축선의 주위 방향(θ 방향)에 높은 정밀도로 위치 결정할 수 있게 되어 있다. 또한, Z 방향의 위치 결정은, 예를 들면 홀더 위의 탑재면의 위치를 Z 방향으로 미세 조정 가능하게 하여 두면 된다. 이 경우, 탑재면의 기준위치를 미세 지름 레이저에 의한 위치측정장치(간섭계의 원리를 사용한 레이저 간섭 거리측정장치)에 의하여 검지하고, 그 위치를 도시 생략한 피드백회로에 의하여 제어하거나, 그것과 함께 또는 그것 대신 에 웨이퍼의 노치 또는 오리프라의 위치를 측정하여 웨이퍼의 전자선에 대한 평면위치, 회전위치를 검지하고, 회전 테이블을 미소 각도 제어 가능한 스테핑모터 등에 의하여 회전시켜 제어한다.

워킹챔버 내에서의 먼지의 발생을 적극 방지하기 위하여, 스테이지장치용 서보모터(458, 459) 및 인코더(460, 461)는, 주하우징(403)의 바깥쪽에 배치되어 있다.

전자선에 대한 웨이퍼의 회전위치나 X, Y 위치를 미리 뒤에서 설명하는 신호 검출계 또는 화상처리계에 입력함으로써 얻어지는 신호의 기준화를 도모할 수도 있다.

로더(406)는, 미니 엔바이로먼트장치(402)의 하우징(414) 내에 배치된 로봇식의 제 1 반송 유닛(462)과, 제 2 로딩챔버(437) 내에 배치된 로봇식의 제 2 반송 유닛(463)을 구비하고 있다.

제 1 반송 유닛(462)은, 구동부(464)에 관하여 축선(O₁-O₁)의 주위에서 회전 가능하게 되어 있는 다관절 아암(465)을 가지고 있다. 다관절 아암으로서는, 임의의 구조의 것을 사용할 수 있으나, 이 실시형태에서는 서로 회동 가능하게 설치된 3개의 부분을 가지고 있다. 제 1 반송 유닛(462)의 아암(465)의 하나의 부분, 즉 가장 구동부(464)측의 제 1 부분은, 구동부(464) 내에 설치된 공지의 구조의 구동기구(도시생략)에 의하여 회전 가능한 축(466)에 설치되어 있다. 아암(465)은, 축(466)에 의하여 축선(O₁-O₁)의 주위에서 회동할 수 있음과 동시에, 부분 사이의 상대회전에 의하여 전체로서 축선(O₁-O₁)에 관하여 반경방향으로 신축 가능하게 되어 있다. 아암(465)의 축(466)으로부터 가장 떨어진 제 3 부분의 선단에는, 공지의 구조의 기계식 척 또는 정전척 등의 웨이퍼를 파지하는 파지장치(467)가 설치되어 있다. 구동부(464)는, 공지의 구조의 승강기구(468)에 의하여 상하방향으로 이동 가능하게 되어 있다.

이 제 1 반송유닛(462)은, 아암(465)이 카세트 홀더에 유지된 2개의 카세트(c) 중 어느 한쪽의 방향(M1 또는 M2)을 향하여 아암이 신장하고, 카세트(c) 내에 수용된 웨이퍼를 1매 아암의 위에 탑재하고, 또는 아암의 선단에 설치한 척(도시 생략)에 의하여 파지하여 인출한다. 그 후, 아암이 수축하고(도 1c에 나타내는 상태), 아암이 프리얼라이너(417)의 방향(M3)을 향하여 신장할 수 있는 위치까지 회전하여 그 위치에서 정지한다. 그렇게 하면, 아암이 다시 신장하여 아암에 유지된 웨이퍼를 프리얼라이너(417)에 탑재한다. 프리얼라이너(417)로부터 상기와 반대로 하여 웨이퍼를 수취한 후에는 아암은 다시 회전하고, 제 2 로딩챔버(436)를 향하여 신장할 수 있는 위치(방향 M4)에서 정지하고, 제 2 로딩챔버(436) 내의 웨이퍼받이(451)에 웨이퍼를 주고 받는다.

또한, 기계적으로 웨이퍼를 파지하는 경우에는 웨이퍼의 둘레 가장자리부(둘레 가장자리로부터 약 5 mm의 범위)를 파지한다. 이것은 웨이퍼에는 둘레 가장자리부를 제외하고 전면에 장치(회로 배선)가 형성되어 있고, 이 부분을 파지하면 장치의 파괴, 결함의 발생을 일으키기 때문이다.

제 2 반송 유닛(463)도 제 1 반송 유닛과 구조가 기본적으로 동일하고, 웨이퍼의 반송을 웨이퍼랙(451)과 스테이지장치의 탑재면상과의 사이에서 행하는 점에서만 상위하다.

상기한 로더(406)에서는, 제 1 및 제 2 반송 유닛(462, 463)은, 카세트 홀더에 유지된 카세트로부터 워킹 챔버(426) 내에 배치된 스테이지장치(405) 상으로의 및 그 반대의 웨이퍼의 반송을 대략 수평상태로 유지한 채로 행하고, 반송 유닛의 아암이 상하 이동하는 것은, 단지, 웨이퍼의 카세트로부터의 인출 및 그것에의 삽입, 웨이퍼의 웨이퍼랙에의 탑재 및 그곳으로부터의 인출 및 웨이퍼의 스테이지장치에의 탑재 및 그곳으로부터의 인출시 뿐이다. 따라서, 대형 웨이퍼, 예를 들면 직경 30 cm 웨이퍼의 이동도 원활하게 행할 수 있다.

다음에, 카세트 홀더에 지지된 카세트(c)로부터 워킹챔버(426) 내에 배치된 스테이지장치(405)까지로의 웨이퍼의 반송을 순서에 따라 설명한다. 이 실시형태에서, 카세트(c)가 카세트 홀더(401)의 승강 테이블(411)의 위에 세트되면, 승강 테이블(411)은 승강기구(412)에 의하여 강하되어 카세트(c)가 출입구(421)에 정합된다. 카세트가 출입구(421)에 정합되면, 카세트에 설치된 커버(도시 생략)가 개방하고, 또 카세트(c)와 미니 엔바이로먼트의 출입구(421)와의 사이에는 통 형상의 덮개가 배치되어 카세트 내 및 미니 엔바이로먼트 공간 내를 외부로부터 차단한다. 또한, 미니 엔바이로먼트장치(402)측에 출입구(421)를 개폐하는 셔터장치가 설치되어 있는 경우에는 그 셔터장치가 동작하여 출입구(421)를 개방한다.

한편, 제 1 반송 유닛(462)의 아암(465)은 방향(M1 또는 M2) 중 어느 한쪽을 향한 상태(이 설명에서는 M1의 방향)에서 정지하고 있고, 출입구(421)가 개방되면 아암이 신장하여 선단에서 카세트 내에 수용되어 있는 웨이퍼 중 1매를 수취한다.

아암(465)에 의한 웨이퍼의 수취가 완료되면, 아암은 수축하고, 셔터장치를 동작하여 출입구를 폐쇄하고(셔터장치가 있는 경우), 다음에 아암(465)은 축선(O₁-O₁)의 주위에서 회동하여 방향(M3)을 향하여 신장할 수 있는 상태가 된다. 그렇게 하면, 아암은 신장하여 선단에 탑재 또는 척으로 파지된 웨이퍼를 프리얼라이너(417)의 위에 탑재하고, 그 프리얼라이너(417)에 의하여 웨이퍼의 회전방향의 방향(웨이퍼 평면에 수직한 중심 축선의 주위의 방향)을 소정의 범위 내에 위치 결정한다. 위치 결정이 완료되면, 반송 유닛(462)은 아암의 선단에 프리얼라이너(417)로부터 웨이퍼를 수취한 후 아암을 수축시키고, 방향(M4)을 향하여 아암을 신장할 수 있는 자세가 된다. 그렇게 하면 셔터장치(447)의 도어(469)가 움직여 출입구(446, 444)를 개방하고, 아암(465)이 신장하여 웨이퍼를 제 1 로딩챔버(436) 내의 웨이퍼랙(451)의 상단측 또는 하단측에 탑재한다. 또한, 상기한 바와 같이 셔터장치(447)가 개방되어 웨이퍼랙(451)에 웨이퍼가 주고 받아지기 전에, 칸막이벽(442)에 형성된 개구(443)는 셔터장치(450)의 도어(449)에 의하여 기밀상태에서 폐쇄되어 있다.

제 1 반송 유닛(462)에 의한 웨이퍼의 반송과정에서, 미니 엔바이로먼트장치의 하우징 위에 설치된 기체공급 유닛(470)으로부터는 청정공기가 층류 형상으로 흘러(다운플로우로 하여), 반송 도중에 먼지가 웨이퍼의 상면에 부착되는 것을 방 지한다. 반송 유닛 주변의 공기의 일부는 배출장치(416)의 흡입 덕트(422)로부터 흡인되어 하우징 밖으로 배출된다. 나머지 공기는 하우징의 바닥부에 설치된 회수 덕트(471)를 거쳐 회수되고, 다시 기체공급 유닛(470)으로 되돌아간다.

로더 하우징(404)의 제 1 로딩챔버(436) 내의 웨이퍼랙(451) 내에 제 1 반송 유닛(462)에 의하여 웨이퍼가 탑재되면, 셔터장치(447)가 폐쇄되어, 로딩챔버(436) 내를 밀폐한다. 그렇게 하면, 제 1 로딩챔버(436) 내에는 불활성가스가 충전되어 공기가 몰아내진 후, 그 불활성가스도 배출되어, 그 로딩챔버(436) 내는 진공분위기가 된다. 이 제 1 로딩챔버의 진공분위기는 저진공도이어도 된다. 로딩챔버(436) 내의 진공도가 어느 정도 얻어지면, 셔터장치(450)가 동작하여 도어(449)로 밀폐되어 있던 출입구(442)를 개방하고, 제 2 반송 유닛(463)의 아암(472)이 신장하여 선단의 파지장치로 웨이퍼받이(451)로부터 1매의 웨이퍼를 수취한다(선단 위에 탑재 또는 선단에 설치된 척으로 파지하여). 웨이퍼의 주고 받음이 왼료되면, 아암이 수축되고, 셔터장치(450)가 다시 동작하여 도어(449)로 출입구(443)를 폐쇄한다.

또한, 셔터장치(450)가 개방되기 전에 아암(472)은 미리 웨이퍼랙(451)의 방향(N1)을 향하여 신장할 수 있는 자세가 된다. 또, 상기한 바와 같이 셔터장치(450)가 개방되기 전에 셔터장치(446)의 도어(473)로 출입구(445, 435)를 폐쇄하고 있고, 제 2 로딩챔버(437) 내와 워킹 챔버(426)의 연통을 기밀상태로 저지하고 있어, 제 2 로딩챔버(437) 내는 진공배기된다.

셔터장치(450)가 출입구(443)를 폐쇄하면, 제 2 로딩챔버(437) 내는 다시 진 공배기되어, 제 1 로딩챔버(436) 내보다 고진공도로 진공이 된다. 그 사이에, 제 2 반송 유닛(462)의 아암은 워킹 챔버(426) 내의 스테이지장치(405)의 방향을 향하여 신장할 수 있는 위치로 회전된다. 한편, 워킹챔버(426) 내의 스테이지장치에서는, Y 테이블(453)이, X 테이블(454)의 중심선(X₀-X₀)이 제 2 반송유닛(463)의 회동축선(O₂ -O₂)을 지나는 X축선(X₁-X₁)과 대략 일치하는 위치까지 도 1c에서 위쪽으로 이동하고, 또, X 테이블(454)은 도 1c에서 가장 좌측의 위치에 접근하는 위치까지 이동하고, 이 상태에서 대기하고 있다.

제 2 로딩챔버(437)가 워킹챔버(426)의 진공상태와 대략 같아지면, 셔터장치(448)의 도어(473)가 움직여 출입구(445, 435)를 개방하고, 아암이 신장하여 웨이퍼를 유지한 아암의 선단이 워킹챔버(426) 내의 스테이지장치에 접근한다. 그리고, 스테이지장치(405)의 탑재면(457) 위에 웨이퍼를 탑재한다. 웨이퍼의 탑재가 완료되면 아암이 수축하고, 셔터장치(448)가 출입구(445, 435)를 폐쇄한다.

이상은, 카세트(c) 내의 웨이퍼를 스테이지장치 위로 반송하기까지의 동작에 대하여 설명하였으나, 스테이지장치에 탑재되어 처리가 완료된 웨이퍼를 스테이지장치로부터 카세트(c) 내로 되돌리기 위해서는 상기와 반대의 동작을 행하여 되돌린다. 또, 웨이퍼랙(451)에 복수의 웨이퍼를 탑재하여 두기 때문에, 제 2 반송 유닛으로 웨이퍼랙과 스테이지장치와의 사이에서 웨이퍼의 반송을 행하는 사이에, 제 1 반송 유닛으로 카세트와 웨이퍼랙과의 사이에서 웨이퍼의 반송을 행할 수 있어, 검사처리를 효율좋게 행할 수 있다.

도 1g의 (a) 및 (b)는, 전자선 캘리브레이션 기구의 일례를 나타내는 도면이다. 전자선 캘리브레이션 기구(480)는 회전 테이블(455)(도 1b) 위에서 웨이퍼(W)의 탑재면(481) 측부의 복수의 부분에 설치된 복수의 패러데이컵(482, 483)을 구비하고 있다. 각각의 패러데이컵은 빔전류를 측정하기 위한 것으로, 패러데이컵(482)은 예를 들면 약 2 ㎛φ의 가는 빔에 대하여 사용되고, 패러데이컵(483)은 예를 들면 약 30 ㎛φ의 굵은 빔에 대하여 사용된다. 가는 빔용의 패러데이컵(482)은 회전테이블(455)을 스텝 이송함으로써 빔·프로파일을 측정하고, 굵은 빔용의 패러데이컵(483)은 빔의 총전류량을 측정한다. 패러데이컵(482, 483)은, 그 윗 표면이 탑재면(481)의 위에 탑재된 웨이퍼(W)의 윗 표면과 같은 레벨이 되도록 배치된다. 이와 같이 하여 전자총으로부터 방출된 1차 전자선을 상시 감시한다. 이것은, 전자총이 항상 일정한 전자선을 방출할 수 있는 것은 아니고, 사용하고 있는 동안에, 그 방출량이 변화되기 때문이다.

도 2는, 검사장치에서의 전자 광학계의 일반적인 구성을 시료 및 검출계와의 위치관계와 함께 나타내는 도면이다. 전자 광학계는 진공용기 속에 설치되고, 1차 전자빔을 방출하여 시료(SL)로 유도하여 시료(SL)를 조사하는 1차 전자광학계(이하, 단지 1차 광학계라 함)(PR)와, 시료(SL)로부터 방출되어 2차 전자빔을 검출계(DT)로 유도하는 2차 전자 광학계(이하, 단지 2차 광학계라 함)(SE)를 구비한다. 1차 광학계(PR)는, 전자빔을 검사대상인 시료(SL)의 표면에 조사하는 광학계로서, 전자빔을 방출하는 전자총(1)과, 전자총(1)으로부터 방출된 1차 전자빔을 집속하는 정전 렌즈로 이루어지는 렌즈계(2)와, 빈필터, 즉 E × B 분리기(3)와, 대물렌즈 계(4)를 구비하고, 전자총(1)으로부터 방출되는 1차 전자빔의 광축은, 시료(SL)를 조사하는 전자빔의 조사광축(시료의 표면에 수직하게 되어 있음)에 관하여 비스듬하게 되어 있다. 대물렌즈계(4)와 시료(SL)의 사이에는 전극(5)이 배치되고, 이 전극(5)은 1차 전자빔의 조사 광축에 관하여 축대칭의 형상으로 되어 있고, 전원(6)에 의하여 전압제어된다.

2차 광학계(SE)는, E × B 분리기(3)에 의하여 1차 광학계로부터 분리된 2차 전자를 통과시키는 정전 렌즈로 이루어지는 렌즈계(7)를 구비하고 있다. 이 렌즈계(7)는 2차 전자상을 확대하는 확대 렌즈로서 기능한다. 검출계(DT)는, 렌즈계(7)의 결상면에 배치된 검출 유닛(8) 및 화상처리부(9)를 구비하고 있다.

본 발명은, 위에서 설명한 바와 같은 검사장치에서의 검출 유닛의 개량에 관한 것으로, 이하, 도면을 참조하면서 본 발명에 관한 검사장치의 실시형태에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 전 도면을 통하여 동일한 참조숫자는 동일 또는 동일한 구성요소를 가리키는 것으로 한다.

도 3은, 본 발명에 관한 검사장치의 제 1 실시형태를 개략적으로 나타내는 도면으로, 전자센서를 구비하는 검출장치와 광센서를 구비하는 검출장치를 하나의 용기에 배치한 구성을 가진다. 상기 도면에서 진공용기(MC)의 내부에, CCD 검출장치(11)와 TDI 검출장치(12)가, CCD 검출장치(11)의 EB-CCD(electron bombardment charge coupled device)센서(13)의 쪽이 시료에 가까운 측에 있도록 설치된다. 도면에서 CCD 검출장치(11) 및 TDI 검출장치(12)의 전자 입사면은 도면에 대하여 수직이다. EB-CCD 센서(13)는 진공용기(MC)의 외부에 설치된 이동기구(M)에 의하여 도면의 좌우방향으로 병진 이동 가능하게 지지되어 있다. 이것에 의하여 EB-CCD 센서(13)는 전자빔(e)을 수취하는 위치와 전자빔(e)을 TDI 검출장치(12)에 직접 입사시키는 위치로 선택적으로 이동할 수 있어, CCD 검출장치(11)와 TDI 검출장치(12)를 선택적으로 사용하는 것이 가능하게 된다. 여기서, 이동기구(M)는, EB-CCE 센서가 전자빔을 수취하는 위치로 이동하였을 때에, EB-CCD 센서에 대한 광축, 렌즈조건(렌즈의 세기, 빔의 편향조건)과 EB-TDI 센서에 대한 광축, 렌즈조건(렌즈의 세기, 빔의 편향조건)이 일치하는 위치에 EB-CCD 센서를 이동시킨다. 이 위치 맞춤조건은, 종래의 패턴을 가지는 시료에 대하여 EB-CCD 및 EB-TDI에 의한 화상을 취득함으로써 기계적으로 수정될 수 있다. 또한, 도시 생략하였으나, CCD 검출장치(11)는, EB-CCD 센서(13)에 접속된 카메라, 컨트롤러, 프레임 그래버·보드, PC 등을 구비하고, EB-CCD 센서(13)의 출력의 도입, 화상표시, CCD 검출장치(11)의 제어가 행하여진다.

EB-CCD 센서(13)는, 2차원적으로 배열된 복수의 화소를 구비하고, 시료로부터 방출된 전자빔(e)을 수취하여 시료의 2차원 화상을 나타내는 신호를 출력한다. EB-CCD 센서(13)는, 전자빔(e)이 직접 입사되면, 입사된 전자빔의 에너지에 대응한 게인(gain)을 얻는, 즉, 전자증폭이 이루어져 차지의 축적이 달성되는 센서이고, 이 차지가 각 화소마다 축적되어, 규정시간(예를 들면 33 Hz)으로 판독되어 1 프레임의 2차원상의 전기신호로서 출력된다. 예를 들면, EB-CCD 센서(13)로서는, 화소수 650(수평방향)× 485(수직방향), 화소 크기 14 ㎛ × 14 ㎛, 1 프레임 취득 주파수 33 Hz, 게인 100∼1000의 것을 사용한다. 이 때, EB-CCD 센서(13)의 게인은 입사전자의 에너지로 정해지고, 예를 들면 입사 에너지 4 keV일 때에 게인 300을 얻을 수 있다. 게인은 EB-CCD 센서(13)의 구조에 의하여 조정 가능하다.

한편, TDI 검출장치(12)는, 시료로부터 방출된 전자빔(e)을 증폭하는 MCP(14)와, 증폭된 전자빔을 수취하여 광으로 변환하는 형광판(15)과, 형광판(15)으로부터 발생한 광을 전달하는 FOP(16)와, FOP(16)로부터의 광신호를 수취하는 TDI 센서(17)를 구비한다. TDI 센서(17)의 출력은, 도 28(b)에 나타내는 것과 마찬가지로, 핀(18)을 거쳐 카메라(19)에 전달된다. 또한, MCP(14)는 전자증폭의 필요가 있을 때에 설치되는 것으로, 생략되는 경우도 있다.

MCP(14), 형광판(15), FOP(16) 및 TDI 센서(17)는 하나의 패키지로 형성되고, TDI 센서(17)의 출력 핀은 와이어 본딩 그 밖의 접속수단으로, 피드스루부(FT)의 핀(18)에 접속된다. TDI 센서(17)가 고속으로 동작하여 화소수가 큰 경우에는, 핀(18)이 다량으로 필요하게 되어, 예를 들면 100∼1000개가 되는 경우가 있다. 카메라(19)는 화상도입을 위한 제어신호에 따라 화상신호의 입출력을 행한다. 또한, 도시 생략하였으나, 카메라(19) 외에, 카메라(19)용 전원 및 컨트롤러 및 카메라(19)로부터의 화상신호를 도입하여 처리하는 화상처리시스템이 설치되어 있다. 상기 화상처리시스템에 의하여 얻어진 화상 데이터를 가공함으로써 화상 평가값을 산출할 수 있고, 예를 들면 결함검사에 사용하는 경우에는, 결함부위, 결함종류, 결함 크기 등의 추출처리와 그것들의 화면표시를 행할 수 있다.

CCD 검출장치(11)를 사용하는 경우와 TDI 검출장치(12)를 사용하는 경우를 선택적으로 실현하는 기구로서, 진공용기(MC)의 밖에 이동기구(M)가 설치되어 EB- CCD 센서(13)와 기계적으로 연결된다. EB-CCD 센서및 EB-TDI 센서의 광축 맞춤이나 렌즈조건의 조정을 위하여 CCD 검출장치(11)를 사용하는 경우, 이동기구(M)를 작동시켜 EB-CCD 센서(13)의 중심을 전자빔(e)의 광축위치에 오도록 이동시킨다. 이 상태에서 전자빔(e)을 EB-CCD 센서(13)에 입사시켜, 시료의 2차원 상을 나타내는 화상신호를 얻을 수 있다. 광축 등의 조정이 종료된 후, TDI 검출장치(12)를 사용하는 경우에는, EB-CCD 센서(13)를 이동기구(M)에 의하여 전자 광학계의 광축으로부터 떨어진 장소, 예를 들면 전자상이나 전자궤도에 영향이 없는 거리(예를 들면 5∼300 mm 정도)떨어진 위치로 이동시킨다. 이것에 의하여 시료로부터의 전자빔(e)은 EB-CCD 센서(13)에 방해되는 일 없이 TDI 검출장치(12)의 MCP(14)에 입사한다. 또한, 이동기구(M)를 EB-CCD 센서(13)와 연결하는 부분에는 차지업 방지용 시일드를 설치하는 것이 바람직하다(이것에 대해서는 뒤에서 설명한다). 이와 같은 기구를 가짐으로써, 광축 등의 조정에 있어서 TDI를 사용하는 일이 없기 때문에 MCP가 국소적인 손상을 받는 일이 없게 되고, 또한 EB-CCD 센서와 EB-TDI 센서가 동일한 진공용기 중에 설치되어 있기 때문에, 진공분위기를 파괴하여 EB-CCD 센서와 EB-TDI 센서를 교환하는 작업을 행하지 않아도 된다.

또, EB-CCD 센서를 동작시키는 것은 광축 등의 조정시이기 때문에, 카세트에 들어간 웨이퍼 중, 1매째의 웨이퍼에 대하여 EB-CCD 센서 및 EB-TDI 센서를 작동시키고, 나머지 웨이퍼에 대해서는 EB-TDI 센서만을 작동시켜도 되고, 또 소정 매수마다 EB-CCD 센서를 작동시켜 광축 등의 재조정을 행하여도 된다.

도 4는 본 발명에 관한 검사장치의 제 2 실시형태를 개략적으로 나타내는 도 면이다. 도 3에 나타내는 이동기구(M)는 1축 방향(예를 들면 X 방향)으로 병진 이동할 수 있을 뿐이다. 그래서, 이것 대신에 도 4에 나타내는 제 2 실시형태는, 이동기구(M)를 3축(X, Y 및 Z 방향)으로 이동 가능하게 구성하고, EB-CCD 센서(13)의 중심을 전자 광학계의 광축 중심에 대하여 미세 조정할 수 있도록 구성한 것이다. 또한, 전자 광학계의 광축의 조정을 행하기 위하여, EB-CCD 센서(13)의 전단(시료측)에 전자 편향기구를 설치하고, 전자빔의 위치를 조정하는 것도 가능하다.

도 5(a)∼도 5(c)는, 본 발명에 관한 검사장치의 제 3 실시형태를 개략적으로 나타내는 도면으로서, (a)는 정면에서 본 도면이고, (b) 및 (c)는 측면에서 본 도면이다. 도시한 바와 같이, 이 실시형태에서의 이동기구(M)는 1축 또는 3축 방향의 이동이 아니라 회전이동을 이용한다. 또한, 이 실시형태에서는 전자증폭을 필요로 하지 않기 때문에, TDI 검출장치(12)는 MCP을 설치하고 있지 않다.

도 5(a)에서, 필요한 회로나 기판 등을 내장하는 평판 형상의 EB-CCD 센서(13)의 한쪽 끝에 회전 샤프트(21)의 한쪽 끝이 연결되고, 회전 샤프트(21)의 다른쪽 끝은 이동기구(M)에 연결된다. 도 5(b) 및 (c)는, (a)에 나타내는 구성을 이동기구(M)쪽에서 본 도면으로, CCD 검출장치(11)를 사용하는 경우에는, EB-CCD 센서(13)에 전자빔(e)이 입사되도록, EB-CCD 센서(13)의 센서면이 전자빔(e)에 수직하게 되도록 이동된다. TDI 검출장치(12)를 사용하는 경우에는, (c)에 나타내는 바와 같이, 이동기구(M)에 의하여 회전 샤프트(21)를 회전시켜 EB-CCD 센서(13)를 전자 광학계의 광축에 평행해지도록 이동시킨다. 따라서, 전자빔(e)은 형광판(15)에 입사하여 광신호로 변환되고, 상기 광신호가 FOP(16)를 거쳐 TDI 센서(17)에 입 사된다.

도 5에 나타내는 회전을 이용하는 이동기구는, 도 3 및 도 4에서 설명한 1축 또는 3축 방향의 이동을 이용하는 이동기구에 비하여, 크기 및 중량을 예를 들면 1/2∼1/10까지 저감할 수 있다는 이점이 있다.

도 6은 본 발명에 관한 검사장치의 제 4 실시형태를 개략적으로 나타내는 도면으로, 제 1 및 제 3 실시형태에서의 하나의 EB-CCD 센서 대신에, 2개의 EB-TDI 센서를 설치하고, 이들 EB-CCD 센서와 TDI 검출장치(12) 중 어느 하나를 선택할 수 있게 한 것이다. 즉, 이동기구(M)는 성능이 다른 2개의 EB-CCD 센서(13₁, 13₂)와 연결되어 있다. 예를 들면, EB-CCD 센서(13₁)는 화소 크기가 14 × 14 ㎛ 이고, EB-CCD 센서(13₂)의 화소 크기는 7 × 7 ㎛ 이고, 이들 EB-CCD 센서는 화소 크기의 대소에 의하여 다른 전자상 분해능을 가진다. 즉, 작은 쪽의 화소 크기(7 ㎛)로 얻어진 화상은, 큰 쪽의 화소 크기(14㎛)에 비하여 2배 이상의 분해능을 달성하여 전자상을 얻는 것이 가능해진다. 또한, EB-CCD 센서는 2개에 한정되는 것이 아니라, 필요에 따라 3개 이상의 EB-CCD 센서를 설치하여도 된다.

EB-CCD 센서(13₁), EB-CCD 센서(13₂) 및 TDI 검출장치(12)의 3개의 장치가 동일한 진공용기(MC) 내에 설치된 검사장치의 사용예는 이하와 같다. EB-CCD 센서(13₁)의 화소 크기를 14 × 14 ㎛, EB-CCD 센서(13₂)의 화소 크기를 7 × 7 ㎛이라 하면, EB-CCD 센서(13₁)는 전자빔의 광축 조정, 화상조정, 전자상 취득조건의 추 출 등에 사용된다. 이어서, 이동기구(M)에서 EB-CCD 센서(13₁)를 광축으로부터 떨어진 위치로 이동시키고, 전자빔이 형광판(15)에 입사되도록 한다. 형광판(15)에서 전자로부터 변환된 광신호는 FOP(16)를 거쳐 TDI 센서(17)에 입사한다. 이와 같이 하여 TDI 센서(17)의 출력을 사용하여 카메라(19)는 연속적으로 전자상을 촬상한다. 이것에 의하여, 예를 들면 LSI용 웨이퍼의 결함검사나 노광용 마스크의 검사 등을 행할 수 있다. EB-CCD 센서(13₁)에 의하여 추출된 전자 광학계의 설정조건을 이용하여 또는 이것을 참고로 하여, TDI 검출장치(12)에서의 촬상이 카메라(19)에서 행하여진다. 이와 같이 한 촬상은 결함조사와 동시에(즉 온라인으로) 또는 촬상 후에(즉 오프라인으로) 행할 수 있다.

결합검사에서는, 결함의 장소, 종류 및 크기 등의 정보를 얻을 수 있다. TDI검출장치(12)에서의 촬상과 결함검사 후에, 이동기구(M)를 재작동시켜 EB-CCD 센서(13₂)를 광축 위치로 이동시켜 EB-CCD 센서(13₂)에 의한 촬상을 행한다. 이 경우, TDI 검출장치(12)에서의 촬상에 의한 결함검사의 결과가 이미 취득되어 있고, 결함의 장소가 알려져 있기 때문에, 결함의 상세한 평가를 행하기 위하여 EB-CCD 센서(13₂)로 촬상을 행한다. 이때 EB-CCD 센서(13₂)에 의한 소화소 크기 또한 고분해능의 촬상에 더하고, 화상취득 전자수를 증가시켜, 즉, 촬상시간을 길게 하여 전자상을 취득할 수 있다. 촬상시간을 길게 하여 1화소당 취득 전자수(전자수/화소)를 증가하면, 미소한 결함을 한층 선명하게 고콘트라스트(MTF가 높은 조건)로 전자상을 촬상하여 데이터를 취득하는 것이 가능하게 된다. 이것은, 전자수/화소가 높 아지면, 휘도변동 등에 의한 노이즈성분이 저감되어, S/N비나 MTF가 향상하기 때문이다. 이와 같이 화소크기가 작은 EB-CCD 센서(13₂)를 이용하여, 결함부의 상세한 평가, 예를 들면 결함종류, 크기 등의 상세한 평가를 행할 수 있다. 결함종류의 상세한 평가를 할 수 있으면, 어느 공정에서 발생한 결함인지, 동종의 결함이 어느곳에 몇개 발생하였는지 등의 정보를 공정 프로세스에 피드백을 하여 프로세스를 개량할 수 있다.

휘도변동은, 입사전자수의 변동, 전자-광변환량의 변동, 센서의 노이즈·레벨의 변동, 통계 노이즈 등에 기인한다. 또, MCP 등의 전자 증폭기가 있는 경우에는, 전자증폭에 의한 전자수의 변동도 요인이 된다. 이들 변동 노이즈는, 전자수를 증가함으로써 저감하는 것이 가능하고, 최량의 노이즈 변동 레벨에서는 출력 휘도값의 평방근값(平方根値) 정도로 저감할 수 있다(예를 들면, 700 계조값일 때, 노이즈 변동값 700＾0.5). 각 검출장치에서의 전자수/화소의 일례를 나타내면, EB-CCD 센서(13₁)에서는 20 ~ 10000개/화소, EB-CCD 센서(13₂)에서는 200 ~ 200000개/화소, TDI 검출장치(12)에서는 10 ~ 1000개/화소이다.

도 6에 나타내는 바와 같이 복수의 검출기를 변환하여 사용하는 기능이 실현되면, 동일한 검사장치에 의하여 검사와 결함의 상세평가가 가능하게 된다. 종래는 검사후, 전용 분석장치(리뷰 SEM 등)에 웨이퍼를 이동하여 결함종류나 크기의 상세 평가를 실행하고 있었다. 동일한 장치로 상세 평가가 가능하게 되면, 리뷰 상을 취득하기 위한 광축 맞춤이 불필요하게 되므로, 결함검사의 상세 평가와 프로 세스 개량의 단축화·효율화가 가능해진다.

또한, 도 3 내지 도 5에 대하여 설명한 바와 같은, 하나의 EB-CCD 센서(13)가 설치된 경우에서도, TDI 검출장치(12)를 사용한 촬상에 의한 결함검사 후에, 결함의 평가를 행하는 것이 가능하나, 이 경우에는 전자 취득수/화소를 크게 하여 노이즈의 변동성분을 작게 하고, 결함의 평가를 행한다. 이것에 의하여 결함종류나 크기의 평가가 구해져, 전용 결함 분석장치를 사용하지 않아도 좋아지고, 사용한다 하여도 결함 분석장치를 저감할 수 있어, 프로세스 개량과 공정관리의 효율화를 실현할 수 있다.

지금까지 설명한 실시형태에서는, CCD 검출장치(11)와 TDI 검출장치(12)를 변환하는 기구는 기계적인 이동을 이용하는 것이었다. 이것에 대하여, 도 7은 본 발명에 관한 검사장치의 제 5 실시형태를 개략적으로 나타내는 도면으로, 변환기구로서 전자편향기를 이용하는 것이다. 이 실시형태도 하나의 CCD 검출장치(11)와 하나의 TDI 검출장치(12)를 선택적으로 변환하여 사용하나, 도시한 바와 같이, CCD 검출장치(11)는 광축[전자빔(e)의 궤도]으로부터 벗어나, 광축과 소정의 각도를 이루어 설치되고, 또 전자빔(e)의 궤도를 CCD 검출장치(11)와 TDI 검출장치(12)와의 사이에서 변환하기 위한 편향기(41)가 광축상에 설치된다. 편향기(41)의 편향각은 3∼30°인 것이 바람직하다. 이것은, 2차 빔을 과도하게 편향시키면 2차원 상에 변형이 생길 수 있는 수차가 커지기 때문이다.

이 실시형태에서는, EB-CCD 센서(13)는 배선(42) 및 피드스루·플랜지(43)를 거쳐 카메라(44)와 전기적으로 접속된다. 그래서 CCD 검출장치(11)를 사용하는 경 우는, 편향기(41)로 전자빔(e)의 궤도를 편향하여 전자빔(e)을 EB-CCD 센서(13)에 직각으로 입사시킨다. 입사한 전자빔(e)은 EB-CCD 센서(13)에 의하여 전기신호로 변환되고, 배선(42)을 거쳐 카메라(44)에 전달된다. 한편, TDI 검출장치(12)를 사용하는 경우는 편향기(41)를 동작시키지 않는다. 그래서 전자빔(e)은 형광판(15)에, 또는 MCP(14)를 거쳐 형광판(15)에 직접 입사한다. 형광판(15)에 입사한 전자빔은 광신호로 변환되고, FOP(16)를 거쳐 TDI 센서(17)에 전달되고, 그곳에서 전기신호로 변환되어 카메라(19)에 전달된다.

도 8은, 본 발명에 관한 검사장치의 제 6 실시형태를 개략적으로 나타내는 도면으로, CCD 검출장치(11) 및 TDI 검출장치(12)는 전자빔을 수취하는 전자센서를 구비한다. 즉, CCD 검출장치(11)는 EB-CCD 센서(13)를 사용하고, TDI 검출장치(12)도 전자센서로서 EB-TDI(electron bombardment time delay integration)센서(51)를 사용하여, EB-TDI 센서(51)에 직접 전자빔(e)을 입사시킨다. 이 구성에서는, CCD 검출장치(11)는, 전자빔의 광축 조정, 화상촬상 조건의 조정과 최적화를 행하는 데 사용된다. 한편, TDI 검출장치(12)의 EB-TDI 센서(51)를 사용하는 경우에는, 이미 설명한 바와 같이, EB-CCD 센서(13)를 이동기구(M)에 의하여 광축으로부터 떨어진 위치로 이동시키고 나서, CCD 검출장치(11)를 사용할 때에 구한 조건을 사용하여 또는 그것을 참고로 하여 TDI 검출장치(12)에 의한 촬상을 행하고, 평가 또는 측정을 행한다.

상기한 바와 같이 이 실시형태에서는, CCD 검출장치(11)를 사용할 때에 구한 전자 광학조건을 사용하여 또는 그것을 참고로 하여, EB-TDI 센서(51)에 의한 반도 체 웨이퍼의 결함검사를 행할 수 있다. TDI 검출장치(12)에 의한 결함검사 후에, CCD 검출장치(11)를 사용하여 결함종류나 결함 크기 등의 결함평가를 행하는 것도 가능하다.

EB-TDI 센서(51)는 전자빔(e)을 직접 수취하여 전자상을 형성하기 위하여 사용할 수 있도록 화소를 2차원적으로 배열한 예를 들면 직사각형 형상을 하고 있고, 화소 크기는 5∼20 ㎛이고, 화소수는 수평방향으로 1000∼8000개, 스캔방향으로 1∼8000개이고, 게인은 10∼5000이고, 1 kHz∼1 MHz의 라인·레이트로 사용 가능하다. 게인은 입사전자의 에너지에 의하여 결정된다. 예를 들면 입사하는 전자빔의 에너지가 4 keV일 때, 게인을 200∼900으로 설정할 수 있고, 동일 에너지일 때는, 센서구조에 의하여 게인은 조정 가능하다. 이와 같이 전자상을 취득하는 장치에서 EB-TDI 센서를 사용하면, 연속으로 촬상하는 것이 가능해질 뿐만 아니라, 광을 감지하는 TDI 센서에 비하여, 높은 MTF(또는 콘트라스트)를 얻을 수 있어, 높은 분해능을 달성할 수 있다는 이점이 있다.

실제로는 이 실시형태에서도, TDI 검출장치(12)는 패키지의 형으로 형성되어, 패키지 자체가 피드스루의 역할을 하고, 패키지의 핀(18)은 대기측에서 카메라(19)에 접속된다. 도 8에 나타내는 바와 같이 구성하면, 지금까지 설명한 제 1∼제 5 실시형태와 비교하여, FOP, 하메틱용 광학유리, 광학렌즈 등에 의한 광변환 손실, 광전달시의 수차 및 왜곡, 그것에 의한 화상분해능 열화, 검출불량, 고비용, 대형화 등의 단점을 해소할 수 있다.

도 9는 EB-TDI 센서(51)의 센서면(51')에서의 화소(P11∼Pij)를 나타내는 평 면도이다. 상기 도면에서 화살표(T1)는 센서면(51')의 적산방향을 나타내고, T2 적산방향(T1)과 수직한 방향, 즉, 스테이지(S)의 연속 이동방향을 나타낸다. 센서(51)의 화소(P11∼Pij)는, 적산방향(T1)으로 500단(적산단수 i = 500), 스테이지(S)의 연속 이동방향(T2)으로 4000개(j = 4000) 배치된다.

도 10은 EB-TDI 센서(51)와 2차 전자빔과의 위치관계를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 10에서 웨이퍼(W)에서 방출된 2차 전자빔(EB)이 소정시간만큼 웨이퍼(W)의 동일부분으로부터 방출될 때, 2차 전자빔(EB)은, 스테이지(S)의 연속이동에 따라 사상투영형 광학계(MO) 위의 일련의 장소(a, b, c, d, e, …, i)에 대하여 a 부터 i의 순으로 차례로 입사한다. 사상투영형 광학계(MO)에 입사된 2차 전자빔(EB)은 사상투영형 광학계(MO) 위의 일련의 장소(a', b', c', d', e',·‥, i')로부터 차례로 방출된다. 이 때, EB-TDI 센서(51)의 적산방향(T1)으로의 차지 적산이동을 스테이지 (S)의 연속이동과 동기시키면, 사상투영형 광학계(MO)의 장소(a', b', c', d', e',…, i')로부터 방출되는 2차 전자빔(EB)은 센서면(51')의 동일부분에 차례로 입사되고, 적산 단수(i)만큼 차지를 적산하는 것이 가능하다. 이와 같이 하여 센서면(51')의 각 화소(P11∼Pij)는 더욱 많은 방사전자의 신호를 취득할 수 있고, 그것에 의하여 높은 S/N 비를 실현하고, 또한 2차원 전자상을 고속으로 얻을 수 있다. 사상투영형 광학계(MO)는 예를 들면 300배의 배율을 가진다.

도 11은 본 발명에 관한 검사장치의 제 7 실시형태를 개략적으로 나타내는 도면으로, 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 도 7의 제 5 실시형태에서의 광센 서를 구비하는 TDI 검출장치(12) 대신에, 전자빔을 검출하는 전자센서를 구비하는 TDI 검출장치(12)를 사용하도록 한 것이다.

이 실시형태에서도 CCD 검출장치(11)의 EB-CCD 센서(13)는 배선(42) 및 피드스루·플랜지(43)를 거쳐 카메라(44)와 전기적으로 접속되고, CCD 검출장치(11)를 사용하는 경우는, 편향기(41)로 전자빔의 궤도를 편향하여 전자빔(e)을 EB-CCD 센서(13)에 직각으로 입사시킨다. 입사한 전자빔은 EB-CCD 센서(13)에 의하여 전기신호로 변환되고, 배선(42)을 거쳐 카메라(44)에 전달된다. 한편, TDI 검출장치(12)를 사용하는 경우는, 편향기를 동작시키지 않고, 전자빔(e)을 EB-TDI 센서(51)에 직접 입사시켜 전기신호로 변환하고, 카메라(19)에 전달한다.

도 12는 본 발명에 관한 검사장치의 제 8 실시형태를 개략적으로 나타내는 도면으로, CCD 검출장치(11) 및 TDI 검출장치(12)는 모두 광을 검출하는 광센서를 구비하고, 전자빔의 편향을 이용하여 변환을 행하도록 구성되어 있다. 즉, CCD 검출장치(11)는, EB-CCD 센서(13) 대신에 광을 검출하는 CCD 센서를 구비하고 있다. CCD 검출장치(11)는 전자빔을 증폭하는 MCP(61)와, 증폭된 전자빔을 광으로 변환하는 형광판(62)과, 형광판(62)으로부터 나와 피드스루·플랜지(43)의 투광부를 투과한 광을 수속하는 광학렌즈(63)와, 광학렌즈(63)로 수속된 광을 전기신호로 변환하는 CCD 센서(64)와, 상기 전기신호를 이용하여 촬상을 행하는 카메라(44)를 구비하고 있다.

또한, 이 실시형태에서는 TDI 검출장치(12)와 CCD 검출장치(11)의 2개의 검출장치를 하나의 진공용기에 설치하고 있으나, 진공용기의 크기가 허락되면 3개 이 상의 검출장치를 설치하여도 된다. 또 상기한 바와 같이 MCP(14, 61)는 전자증폭을 필요로 하지 않을 때에는 생략하여도 된다.

전자빔의 궤도를 TDI 검출장치(12)와 CCD 검출장치(11)로 변환하기 위하여, 이 실시형태는 편향기(41)를 설치한다. 그래서 CCD 검출장치(11)를 사용하는 경우에는, 전자빔(e)을 편향기(41)로 5∼30도 정도 편향시키고, MCP(61)를 통하여 또는 MCP(61)를 거치지 않고 형광판(62)에 전자를 입사시킨다. 여기서 전자 - 광변환을 행한 후, 광상(光像)정보는, 피드 스루·플랜지(43)에 설치되어 있는 광학렌즈(63)로 수속되어 CCD 센서(64)에 입사한다. 광학렌즈(63)와 CCD 센서(64)는 대기 중에 설치되어 있다. 또한, 광학렌즈(63)에는 수차나 초점을 조정하기 위한 렌즈(도시 생략)가 설치된다.

한편, TDI 검출장치(12)를 사용하는 경우는, 편향기(41)를 동작시키지 않고, 전자빔(e)을 직진시켜 MCP(14)에, 또는 MCP(14)을 사용하고 있지 않을 때에는 형광판(15)에 입사시킨다. 형광판(15)에 의하여 전자 - 광 변환이 이루어지고, 상기 광정보가 FOP(16)를 거쳐 TDI 센서(17)에 전달된다.

도 12에 나타내는 제 8 실시형태에서는, CCD 센서(64)는 대기측에 설치되고, TDI 센서(17)는 진공 중에 설치되어 있다. 이것에 대하여 도 13에 개략적으로 나타내는, 본 발명에 관한 검사장치의 제 9 실시형태에서는, TDI 센서(17)와 CCD 센서(64)가 대기측에 설치된다. 이 실시형태에서는, CCD 검출장치(11)의 구성은 도 12에 나타내는 것과 동일하기 때문에, 여기서의 설명은 생략한다. TDI 검출장치(12)는 MCP(14), 형광판(15), 광학렌즈(71), TDI 센서(17) 및 카메라(19)를 구비 하고 있다. 편광기(41)에 의하여 편향되지 않고 직진한 전자빔(e)은 MCP(14)로 증폭되어, 또는 MCP(14)를 사용하지 않을 때에는 직접 형광판(15)에 입사하여 전자 - 광 변환되고, 상기 광정보가 하메틱·플랜지(72)에 설치된 광학렌즈(71)에 의하여 수속되어 TDI 센서(17)에 입사된다. 이와 같이 하여 편광기(41)에 의하여 전자빔(e)의 궤도를 변환하여 CCD 검출장치(11')와 TDI 검출장치(12)를 선택적으로 사용할 수 있다.

도 14는, 본 발명에 관한 검사장치의 제 10 실시형태를 개략적으로 나타내는 도면으로, CCD 검출장치(11) 및 TDI 검출장치(12)는 모두 광을 검출하는 광센서를 구비하고, 이들 광센서를 하나의 용기 내에 배치함과 동시에, 검출장치의 변환을 병진이동 또는 회전이동에 의하여 행하도록 구성한 것이다. 즉, CCD 검출장치(11)의 CCD 센서(64)와 TDI 검출장치(12)의 TDI 센서(17)는, 하나의 진공용기(MC) 내에 설치되어 있다. 이 실시형태에서는, TDI 검출장치(12)는 도 12에 나타내는 것과 동일하기 때문에, 여기서의 중복설명은 생략한다. CCD 검출장치(11)는 MCP(61), 형광판(62), FOP(81) 및 CCD 센서(64)를 구비하고 있고, TDI 검출장치(12)를 사용할 때에는 CCD 검출장치(11)는 이동기구(M)에 의하여 전자빔(e)의 광축으로부터 떨어지도록(도면에서는 우방향으로)이동된다. 어느 것의 검출장치에서도, 그 사용시에는, 전자빔(e)을 MCP(14, 61)로 증폭하여, 또는 MCP(14, 61)를 사용하지 않고, 직접 형광판(15, 62)에 입사시켜 전자 - 광 변환을 행하고, 상기 광정보를 FOP(16, 81)를 거쳐 센서(17, 64)에 전달하여 전기신호로 변환하고, 카메라로 촬상한다.

도 15는 본 발명에 관한 검사장치의 제 11 실시형태를 개략적으로 나타내는 도면으로, 변환기구로서 이동기구(M)와 편향기(41)를 병용함으로써 5개의 검출장치 중의 하나를 선택할 수 있도록 한 것이다. 도 15에서, 이동기구(M)에 의하여 화살표의 방향으로 병진 이동하는 통 형상의 시일드·블럭(91)에, 제 1 검출장치의 EB-CCD 센서(92), 제 2 검출장치의 EB-CCD 센서(93), 제 3 검출장치의 EB-CCD 센서(94)가 설치된다. 시일드 블럭(91)의 적소(適所)에는, 전자빔(e)을 통과시키는 시일드 구멍(95)이 설치되고, 시일드 구멍(95)을 통과한 전자빔(e)이 직진하는 궤도상에 제 4 검출장치의 EB-TDI 센서(51)가 설치된다. 또한 편향기(41)로 궤도방향을 편향하고, 또한 시일드 구멍(95)을 통과한 전자빔을 받는 위치에 제 5 검출장치인 TDI 검출장치(12)가 설치된다. 또한 시일드·블럭(91)으로서, 예를 들면 직경 1∼100 mm의 통 형상 구조를 사용할 수 있고, 그 재질은 티탄, 인청동, 알루미늄 등의 금속이나 비자성체인 것이 바람직하고, 알루미늄에 금도금을 실시한 것이나 티탄에 금도금을 실시한 것도 좋다.

따라서, 제 1∼제 3 검출장치의 EB-CCD 센서(92∼94) 중 어느 하나로 촬상할때에는, 편향기(41)를 작동시키지 않은 채로 이동기구(M)에 의하여 시일드·블럭(91)을 이동시켜, 어느 하나의 EB-TDI 센서의 중심을 전자빔(e)의 궤도위치까지 이동시키면 된다. 제 4 검출장치의 EB-TDI 센서에 전자빔을 입사시킬 때에는, 편향기(41)를 작동시키지 않고 또한 이동기구(M)에 의하여 시일드·블럭(91)을 이동시켜 시일드 구멍(95)을 전자빔이 통과할 수 있는 위치까지 이동시킨다. 또, 제 5 검출장치인 TDI 검출장치(12)로 촬상할 때에는, 편향기(41)를 작동시키고, 또한 이동기구(M)에 의하여 시일드·블럭(91)을 이동시켜 시일드 구멍(95)을 전자빔이 통 과할 수 있는 위치까지 이동시키면 된다.

이 실시형태에서 사용되는 EB-CCD 센서(92∼94), TDI 센서(17) 및 EB-TDI 센서(51)는, 각각의 사용 목적에 따라, 소자 크기, 구동 주파수 및 센서·크기 등의 성능이 다르고, 그 일례를 들면 다음과 같다.

제 1 EB-CCD 센서(92) :

화소 크기 14 ㎛, 프레임·레이트 100 Hz, 센서·크기 3500 × 3500 ㎛

제 2 EB-CCD 센서(93) :

화소 크기 7 ㎛, 프레임·레이트 33 Hz, 센서·크기 3500 × 3500 ㎛

제 3 EB-CCD 센서(94) :

화소 크기 3 ㎛, 프레임·레이트 10 Hz, 센서·크기 3000 × 3000 ㎛

EB-TDI 센서(51) :

화소 크기 14 ㎛, 스캔·레이트 100∼1000 kHz 대응, 센서·크기 56 × 28 mm

TDI 센서(17) :

화소 크기 14 ㎛, 스캔·레이트 1∼100 kHz 대응, 센서·크기 56 × 28 mm.

상기와 같은 복수의 센서의 사용예를 설명하면, EB-CCD 센서(92)는 전자빔의 전자 광학계의 조정, 즉, 렌즈조건, 얼라이너조건, 배율, 스티그조건의 최적화에 사용된다. 화상처리에 의하여 렌즈전압, 얼라이너전압, 스티그전압 등이 제어되나, 이와 같은 제어나 화상처리는 자동제어기능이 조립된 퍼스널컴퓨터를 이용하여 전자동화되어 있다. 프레임·레이트가 높은 EB-CCD 센서(92)를 사용하여 고속의 화상 도입을 행하고, 자동조건 조정을 행한다.

EB-CCD 센서(93)는, 통상 흔히 사용되는 33 Hz의 프레임·레이트로 동작하나, 이것은 인간의 눈에 의하여 충분히 판단할 수 있는 속도이다. 그래서, 그 화상을 보면서 조정의 확인작업이나 시료의 관찰, 예를 들면 결함검사 후의 결함 상의 관찰·평가 등을 행한다. 관찰 중에, 미세한 결함이 발견되어, 더욱 고분해능으로 관찰·평가·결함분류를 행하고 싶을 때에는, EB-CCD 센서(94)를 사용한다. EB-CCD 센서(94)는 화소가 작고 고분해능이나, 프레임·레이트가 낮기 때문에 촬상에 시간이 걸린다. 따라서, 관찰해야 할 부위를 선택하여 촬상하는 것이 필요하다.

TDI 검출기(12)와 EB-TDI 센서의 적절한 사용은, 스캔·레이트(라인·레이트)가 다른 것으로 결정된다. 통상, TDI 센서의 스캔·레이트는, 그것에 대응하는 주파수가 회로의 주파수 대응영역에서 한정된다. 또, 저주파수와 고주파수의 양쪽을 만족하는 구동회로를 설계하는 것은 곤란하다. 그래서 높은 주파수로 고속으로 검사하기 위하여 EB-TDI 센서(51)를 사용하고, 저주파수의 1∼100 kHz로 결함검사를 행할 때에는 TDI 검출장치(12)를 사용한다. 그러나 고주파수와 저주파수에 TDI 검출장치(12)와 EB-TDI 센서(51)의 어느 쪽을 이용하여도 지장은 없다. 단, 전자빔이 직접 센서에 입력되기 때문에, 센서온도는 EB-TDI 센서(51)의 쪽이 높아진다. 또, EB-TDI 센서(51)는 열적 노이즈가 비교적 많아지기 때문에, 화상 취득시간이 작은 고주파수 대응에 적합하다.

또한, 도 15에 나타내는 제 11 실시형태에서는 필요에 따라 임의의 수의 검 출장치를 하나의 진공용기에 설치하는 것이 가능하다. 예를 들면, 시일드 블럭(91)에는, 그 길이와 필요성에 따라 1개 이상의 EB-CCD 센서를 설치하는 것이 가능하고, 또, EB-TDI 센서(51)를 가지는 검출장치와 TDI 검출장치(12) 중 어느 하나를 생략하여도 된다.

도 16은 본 발명에 관한 검사장치의 제 12 실시형태를 개략적으로 나타내는 도면이다. 지금까지 설명한 실시형태 중, 제 8과 제 9 실시형태를 제외하는 전부의 실시형태에서는, 하나의 진공용기(MC) 내에 복수의 검출장치 또는 센서를 설치하는 것이었다. 이 제 12 실시형태에서는, 하나의 진공용기(MC)에 진공 공간을 2개 설치하고, 각각의 진공 공간에 검출장치를 배치하도록 한 것이다. 즉, 진공용기(MC)의 한쪽의 공간에 TDI 검출장치(12)의 EB-TDI 센서(51)를 설치하고, 진공용기(MC)에 연결된 다른 진공 공간에 CCD 검출장치(11)의 EB-CCD 센서가 설치된다. 이것을 실현하기 위하여, 도 16에서는 진공용기(MC)의 적절한 부분으로부터 돌출하도록 포트(101)를 설치하고, 그 한쪽 끝을 게이트밸브(102)를 거쳐, 다른 진공 공간을 제공하는 진공용기(MC')의 한쪽 끝에 접속한다. 진공용기(MC')의 다른쪽 끝은 피드스루·플랜지(FF')에 의하여 밀봉되어 있다. 다른 진공 공간을 제공하는 진공용기(MC') 내에는 EB-CCD 센서(13)가 설치되고, EB-CCD 센서(13)는 피드스루·플랜지(FF')를 지나는 배선(42)을 거쳐, 대기측의 카메라(44)와 접속된다.

도 16에서는, 전자빔을 진공용기(MC')에 설치되어 있는 EB-CCD 센서(13)에 입사시킬 때는, 편향기(41)에 의하여 전자빔(e)의 진행방향을 변환함과 동시에 게이트밸브(102)를 개방한다. EB-CCD 센서(13)로부터의 출력신호는 배선(42)을 거쳐 카메라(44)에 전달된다.

이와 같이 EB-CCD 센서(13)를, EB-TDI 센서(51)가 배치된 진공 공간과는 다른 진공 공간에 설치하면, EB-CCD 센서(13)를 교환할 때, 게이트밸브(102)를 폐쇄하여 두면, 한쪽의 진공 공간이 대기에 개방되는 일이 없다는 이점이 있다. 단, 센서면에의 결상조건(거리나 배율 등)이 다르기 때문에, 편향기(41)의 전단에 있는 렌즈(도시생략)에 인가하는 전압을 제어함으로써, 전자빔의 적절한 결상조건을 달성할 필요가 있다.

이상 설명한 바와 같이 제 1∼제 12 실시형태에서는, EB-CCD센서, TDI센서, EB-TDI 센서 및 CCD 센서가 진공용기 내에 설치되어 있기 때문에, 고콘트라스트, 고분해능으로 화상 취득을 할 수 있고, 또한 종래방법과 비교하면 광전달 손실이 없기 때문에 고스루풋, 저비용화가 실현된다.

화소수에 관해서는, 제 1∼제 12 실시형태에 사용되고 있는 TDI센서, CCD센서, EB-TDI센서, EB-CCD 센서의 화소수는 임의로 선택하여도 된다. 통상 사용되는 화소수를 이하에 나타낸다.

CCD 센서 :

640(가로)×480(세로), 1000(가로)×1000(세로), 2000(가로)×2000(세로)

EB-CCD 센서 :

TDI 센서 :

1000(가로)×100(세로), 2000(가로)×500(세로), 4000(가로)×1000(세로), 4000(가로)×2000(세로)

EB-TDI 센서 :

1000(가로)×100(세로), 2000(가로)×500(세로), 4000(가로)×1000(세로), 4000(가로)×2000(세로).

상기 화소수는 일례에 지나지 않고, 상기한 화소수의 중간 값이나 더욱 많은 화소수를 사용하는 것도 가능하다. TDI 센서와 EB-TDI 센서의 경우, 세로방향으로 적산하는(스캔) 것이 통상이나, 입력신호가 충분히 많은 경우에는 세로방향으로 1화소이어도 좋다(예를 들면 2000×1). 또, TDI 센서와 EB-TDI 센서의 경우, 라인·레이트(적산방향의 이동속도)는 1 kHz∼1 MHz 이나, 통상은 10∼500 kHz가 흔히 사용된다. CCD 센서와 EB-CCD 센서의 프레임·레이트는 1∼1000 Hz 이나, 통상은 1∼100 Hz가 사용된다. 이들 주파수는 전자 광학계의 조정이나 리뷰관찰 등의 용도에 따라 적절한 값으로 선택된다.

진공용기(MC) 속에 설치되는 센서의 화소 크기가 큰 경우, 센서의 구동·신호, 제어신호 및 출력신호를 전송하는 핀이나 공통의 핀 등의 핀의 수가 많아진다. 예를 들면 핀수가 100∼500 정도가 되는 경우도 있다. 이와 같이 핀수가 많아지면, 피드스루·플랜지와의 접속에 통상의 콘택트·소킷을 사용하는 것이 곤란하게 되고, 또 통상의 콘택트·소킷에서는 삽입 압력이 높아 100g/개를 넘는다. 센서의 패키지를 고정할 때, 삽입 압력이 1 kg/㎠를 넘으면, 패키지가 손상될 가능성이 있다. 예를 들면 4 ㎠ 정도의 고정용 가압부재이면, 4 kg/4 ㎠ 이하의 가압 압력으로 할 필요가 있다. 핀수가 100이고, 100g/개의 삽입 압력이 필요하다고 하면, 가 압 압력은 10 kg이 되어 패키지의 파손이 생긴다. 그래서 패키지와 피드스루·플랜지의 핀을 접속하는 접속 소킷에, 스프링 등의 탄성체를 가지는 접속 소킷을 사용하는 것이 중요하다. 이 탄성체를 조립한 접속 소킷을 사용하면, 5∼30 g/개의 삽입 압력으로 사용할 수 있어, 패키지가 손상되는 일 없이 고정할 수 있고, 구동신호나 출력신호도 문제없이 전달할 수 있다. 또, 센서를 진공 중에서 사용하는 경우, 가스방출이 문제가 된다. 그래서 접속용 소킷에 가스 방출용 구멍을 형성하고, 또한 그 내외에 금도금이 실시되어 있는 것을 사용하는 것이 좋다.

또한, 센서는 통상은 세라믹·패키지에 설치되고, 세라믹·패키지의 배선 패드에 와이어-본드 등으로 소요의 배선을 접속한다. 세라믹·패키지는 내부에 배선이 조립되어 있고, 접속용 핀이 이면(센서면과는 반대의 면)에 설치되어 있다. 이 접속 핀은 피드스루·플랜지의 핀에 접속부품에 의하여 접속된다. 피드스루·플랜지의 바깥쪽(대기측) 핀은 카메라에 접속된다.

여기서, 지금까지 설명한 실시형태에서 사용되는 이동기구(M)에 대하여 설명한다. 도 17은, EB-CCD 센서(13)에 병진이동을 행하게 하기 위한 이동기구를 개략적으로 나타내고 있다. 이 이동기구(M)는, 진공용기(MC)의 적소에 형성된 개구(111) 속을 지나는 통 형상 또는 공동(空洞)의 각진 기둥 부재인 시일드·블럭(112)을 구비하고, 시일드·블럭(112) 중에 EB-CCD 센서(13)와 회로 기판(113)이 설치된다. 시일드·블럭(112)에는, EB-CCD 센서(13)의 크기와 동등 또는 0.5∼1 mm 정도의 시일드 구멍(114)이 형성되어 있고, 그곳을 지나 전자빔이 EB-CCD 센서(13)에 입사된다. 시일드 구멍(114)은 노이즈 컷·애퍼처(aperture)의 역할을 행하여, 불필요한 전자를 제거한다. 시일드·블럭(112)은, 절연부분에 전자빔이 닿아 차지업을 일으켜 정상적인 동작이 방해되는 것을 방지하기 위하여 설치된다. 또한, 금속의 산화막의 영향이나 오염물의 부착에 의한 영향을 저감하기 위하여, 시일드·블럭(112)의 재질은 티탄, 인청동, 알루미늄 등의 금속이나 비자성체인 것이 바람직하고, 알루미늄에 금도금을 실시한 것이나 티탄에 금도금을 실시한 것도 좋다.

시일드·블럭(112)의 한쪽 끝은, 개구(111)의 주위를 둘러 싸도록 설치된 벨로즈(115)에 고정된 피드스루·플랜지(116)에 연결된다. 그래서 회로 기판(113)으로부터 나가는 배선(42)은 피드스루·플랜지(116)의 피드스루부(117)를 거쳐 카메라(118)에 접속된다. 배선(42)은 시일드·블럭(112)의 중공부를 지나도록 설치되고, 전자빔이 닿는 것을 방지하도록 고려되어 있다. 이것은 전자빔이 닿으면 배선(42)에 차지업이 발생하여 전자빔의 궤도를 변화시키는 등의 악영향이 생기기 때문이다.

피드스루·플랜지(116)의 한쪽 끝은 볼스크류기구(119)와 연결되고, 볼스크류기구(119)의 끝부에는 회전모터(120) 또는 회전 핸들이 접속된다. 또한, 피드스루·플랜지(116)의 양쪽 끝부는 진공용기(MC)로부터 돌출 설치된 가이드 레일(121)과 결합되어 있다. 따라서, 회전모터(120)를 작동시키거나 또는 핸들을 돌리면, 볼스크류기구(119)가 진공용기(MC)의 벽면에 대하여 수직한 방향에서 병진하고, 그것에 따라 피드스루·플랜지(116)가 가이드 레일(121)을 따라 이동하기 때문에, 시일드·블럭(112) 및 그 중의 EB-CCD 센서(13)와 회로 기판(113)이 병진 이동한다. 이 결과, EB-CCD 센서(13)에 전자빔을 입사시키는 경우와, EB-CCD 센서(13)를 이동시켜 TDI 검출장치(12)에 전자빔을 입사시키는 경우를 선택적으로 실현할 수 있다.

다음에 도 18은, 회전모터 대신에 에어·엑츄에이터기구를 사용하여 병진이동을 행하게 하는 이동기구(M)의 구성을 개략적으로 나타낸다. 도 17에서 설명한 바와 같이, 진공용기(MC)의 적소에 형성된 개구(111) 속을 지나는 시일드·블럭(112) 속에 EB-CCD 센서(13)와 회로 기판(113)이 설치된다. 시일드·블럭(112)에는, EB-CCD 센서(13)에 전자빔을 입사시키기 위한 시일드 구멍(114)이 형성된다. 또, 시일드·블럭(112)의 한쪽 끝은, 개구(111)의 주위를 둘러 싸도록 설치된 벨로즈(115)에 고정된 피드스루·플랜지(116)에 연결된다. 회로 기판(113)으로부터 나가는 배선(42)은 피드스루·플랜지(116)의 피드스루부(117)를 거쳐 카메라(118)에 접속된다. 또한, EB-CCD 센서(13)를 이동시켜 TDI 검출장치(12)에 전자빔을 입사시키기 위한 시일드 구멍(114')이, 시일드·블럭(112)의 적소에 형성되어 있다.

한편, 개구(111)에 대향하는 벽면에도 개구(131)가 형성되어, 개구(131)를 둘러 싸도록, 중공의 원통부재(132)가 돌출 설치되고, 그 한쪽 끝에 에어·엑츄에이터기구(133)가 설치된 플랜지(134)가 고정된다. 에어·엑츄에이터기구(133)는 시일드·블럭(112)의 끝부에 연결된 피스톤(135)을 구비하고, 피스톤(135)은 O 링 또는 옴니 시일(136)에 의하여 진공 시일된 상태에서 플랜지(134)에 대하여 이동 가능하게 되어 있다. 또, 에어·엑츄에이터기구(133)는, 피스톤(135)을 도면의 왼쪽 또는 오른쪽 방향으로 이동시키기 위하여 기밀실(137)에 압축공기를 도입 또는 배기하기 위한 구멍(138)을 구비한다.

따라서, 에어·엑츄에이터기구(133)가 작동하여 압축공기를 구멍(138)을 통하여 기밀실에 도입·배기하여 피스톤(135)을 우방향으로 이동시킴과 동시에 시일드·블럭(112)이 가이드 레일(121)을 따라 동일 방향으로 이동하고, 전자빔을 TDI 검출장치(12)에 입사시키는 위치로 시일드 구멍(114')이 이동한다. 반대로 EB-CCD 센서(13)에 전자빔을 입사시키기 위해서는, 피스톤(135)을 왼쪽으로 이동시키고, 시일드·블럭(112)의 시일드 구멍(114)을 전자빔의 광축 위치에 두면 된다. 에어·엑츄에이터기구(133)는 공기압력 0.1∼0.5 MPa에서 동작 가능하고, 예를 들면 전자밸브에 의하여 압축공기의 도입·배기방향을 변환하여 피스톤(135)에 압력차를 발생시켜, 엑츄에이터동작이 행하여진다. 이에 의하여, EB-CCD 센서(13)에 전자빔을 입사시키는 경우와, EB-CCD 센서(13)를 이동시켜 TDI 검출장치(12)에 전자빔을 입사시키는 경우를 선택적으로 실현할 수 있다.

또한, 도 19는 회전이동을 이용한 이동기구이다. 진공용기(MC)의 벽면의 적소에 개구(111)가 형성되고, 그것을 둘러 싸도록 원통부재(141)가 돌출 설치된다. 원통부재(141)에 대하여 회전할 수 있도록 통 형상 샤프트(142)가 베어링(143)에 의하여 지지되고, 또 통 형상 샤프트(142)는 시일부재(144)에 의하여 원통부재(141)를 진공 시일한다. 옴니 시일은 테프론제의 시일부재이고, 이동 마찰계수가 작기 때문에, 회전이나 병진 등의 이동을 수반한 시일부재(144)에 유효하다. 또, 베어링(143)을 사용함으로써, 통 형상 샤프트(142)의 회전을 안정시킬 수 있음과 동시에 회전축의 변동을 작게 억제할 수 있다.

통 형상 샤프트(142) 중에 EB-CCD 센서(13), 회로 기판(113), 배선(42)이 설 치되어 있다. 통형상 샤프트(142)의 끝부는 플랜지 형상이고, 그 바깥 둘레에 기어(145)가 설치되어 있다. 상기 플랜지에, O-링 또는 ICF 진공 시일구조(146)를 거쳐 피드스루·플랜지(116)가 설치되고, 피드스루·플랜지(116)에 카메라(118)가 접속된다. 또한, ICF 진공시일 구조의 경우는, ICF용 시일부재가 사용되어 진공시일된다. 통형상 샤프트(142) 내의 배선(42)은 피드스루·플랜지(116)의 접속용의 복수의 핀에 의하여 중계되어 카메라(118)에 접속된다.

통형상 샤프트(142)의 끝부의 플랜지에 설치된 기어(145)에 대응하여 기어(147)가 설치되고, 기어(147)는 로터리·엑츄에이터(148)에 의하여 구동된다. 그래서 로터리·엑츄에이터(148)의 회전축이 회전하면, 기어(147)가 회전하여, 기어(145)를 회전시킨다. 기어(145)의 회전각도는 로터리·엑츄에이터(148)의 각도조정에 의하여 가능하고, 90도나 180도 등의 원하는 규정의 각도의 엑츄에이터를 사용할 수 있다. 예를 들면, 기어비를 1 : 1이라 하면, 로터리·엑츄에이터(148)의 회전각도는 90°로 좋다. 이와 같이, 90도 회전시킴으로써, EB-CCD 센서(13)와 TDI 검출장치(12) 중 어느 하나에 전자빔을 선택적으로 입사시킬 수 있다.

여기까지는 검출장치를 중심으로, 그 구성이나 선택적 사용을 위한 기구를 설명하여 왔다. 이하, 이와 같은 검출장치를 구비한 검사장치의 전체적인 구성을, 전자 광학계를 포함하여, 도 20 내지 도 23을 사용하여 설명한다. 이들 도면에서 검출 유닛(DU)에는 제 1∼제 12 실시형태 중, 어느 하나가 설치되고, 검출유닛(DU)의 전단에 전자 광학계가 설치된다. 검출 유닛(DU)은 2차원의 상을 형성하는 기능을 가지는 것이 바람직하다. 이것을 위해서는, 2차원의 전자의 상을 나타내는 전 자빔을 수취하여 2차원 상을 형성하는 검출장치를 사용할 필요가 있다. 이미 설명한 바와 같이, 검출장치에는 전자가 직접 입사되는 EB-CCD 센서나 EB-TDI 센서를 사용하는 것과, 입사된 전자가 광으로 변환되어 CCD 센서나 TDI 센서로 검출되는 것이 있다.

먼저, 도 20에 나타내는 검사장치는, 전자발생원과 사상광학계와 복수의 검출장치를 포함하는 검출 유닛을 합체시킨 예이다. 전자총(151)으로부터 방출된 1차 전자빔은 렌즈(152), 애퍼처(153, 154), 렌즈(155)를 이 순서대로 통과하여 E × B 필터(156)에 입사한다. E × B 필터(156)로 진행방향이 편향된 1차 전자빔은, 렌즈(157), 애퍼처(158), 렌즈(159, 160)를 통과하여 XYZθ 스테이지(S)의 위에 탑재된 웨이퍼(W)의 표면에 조사된다. 웨이퍼(W)는 예를 들면 직경 300 mm의 Si 웨이퍼이고, 그 표면에 반도체회로 제조공정 도중의 패턴구조가 형성되어 있다. 스테이지(S)는 X, Y, Z가 직교하는 3방향으로의 이동과 θ 방향, 즉 회전이동이 가능하고, 웨이퍼(W)는 정전척에 의하여 스테이지(S)에 고정된다.

웨이퍼(W)의 표면에서 방출되는 전자빔은 웨이퍼 표면에 형성된 패턴의 형상을 반영한 2차원의 전자상을 나타낸다. 웨이퍼(W)에서 방출된 전자빔은 렌즈(160, 159), 애퍼처(158), 렌즈(157)를 통과하고, E × B 필터(156)에서 구부러지는 일 없이 직진하여 렌즈(161), 애퍼처(162), 렌즈(163), 얼라이너(164)를 통과하고, 검출 유닛(DU)에 도입된다. 이와 같이 하여 검출 유닛(DU)에 도입된 전자빔은, 제 1∼제 12 실시형태에서 설명한 복수의 검출장치 중, 선택된 검출장치에 입사한다. 또한, 애퍼처(158, 162)는 노이즈컷 동작을 행한다.

또한, 각각의 렌즈에 인가되는 전압은, 방출된 전자가 규정의 배율로 결상하는 조건으로 설정되어 있다. 또, 초점조정, 변형조정, 얼라이너조정, 애퍼처 위치조정 및 E × B 조건조정은, 광축 조정으로서 행하여진다. 렌즈(157, 159)는 더블릿 렌즈이고, 양 텔레센트릭이며, 저수차 또한 저변형을 실현한다. 이 렌즈계에 의하여 5∼1000배의 확대율을 실현할 수 있다. 변형의 보정은 스티그(도시 생략)로 행하고, 기준 웨이퍼를 사용하여 정기적으로 조정조건을 산출하여 둔다. 얼라이너 및 애퍼처 위치를 조정하기 위해서는, 사용하는 규정배율에 대하여 미리 구하여 둔 값이 사용되고, E × B 조정은, 전자원(151)의 전압, 즉 1차 전자빔의 에너지에 대응하여 미리 구하여 둔 값을 사용하여 행하여진다.

웨이퍼가 산화막이나 질화막의 패턴을 가지는 경우에는, 광학계의 변형의 보정만으로는 불충분하기 때문에, 취득한 화상으로부터 평가점을 샘플링하여 위치 어긋남을 평가하고, 변형 보정을 행한다. 예를 들면 수평도, 수직도, 좌표위치 등에 관하여, CAD 데이터나 리뷰 SEM상과 비교하여 평가를 행하여도 된다. 그 후, 다이·투·다이, 셀·투·셀 등의 결함검사를 행할 수 있다. 다이·투·다이의 결함검사에서는 다이 중에 검사영역을 설정하고, 동일한 검사영역에 대하여 다른 다이의 취득상과 비교하여 결함의 유무나 종류를 판정한다.

또한, 웨이퍼(W)로부터 방출되는 전자빔은, 2차 전자, 반사전자, 후방 산란전자, 오제전자 중 어느 하나이어도 좋다. 이들 전자는 각각 에너지가 다르기 때문에, 취득하고 싶은 전자 에너지에서의 결상조건을 선택하여 전자상을 취득한다. 시뮬레이션 등에 의하여, 결상을 위한 전압조건을 미리 산출하여 둘 수 있다.

검출 유닛(DU)에서의 웨이퍼(W)의 상의 검출은, 먼저 웨이퍼(W)의 소정위치를 검출할 수 있도록 스테이지(S)를 이동시키고, 이어서 그 위치에서의 배율에 대응한 시야, 예를 들면 200 × 200 ㎛ 영역의 상을 예를 들면 배율 300배로 검출함으로써 행하여진다. 이 동작을 고속으로 반복함으로써, 웨이퍼(W)의 복수의 장소를 검출한다. 화상비교를 행하는 경우도 마찬가지이고, 웨이퍼(W)상의 비교하고 싶은 영역이 검출 유닛(DU)에 의하여 검출할 수 있도록 스테이지(S)를 이동시켜 화상을 취득하는 동작을 반복하고, 취득된 데이터끼리를 비교한다. 이와 같은 검사공정을 통하여, 먼지, 도통불량, 패턴불량, 패턴결핍 등의 결함의 유무나, 상태판정, 종류분별을 행할 수 있다.

도 20에 나타내는 검사장치의 구체적인 동작조건의 일례는 다음과 같다 :

진공용기(MC) 내의 동작시의 압력 1×10-6 ∼ 1×10-4 Pa,

스테이지 이동속도 0.1∼100 mm/s

웨이퍼에의 조사 전류밀도 1×10-5 ∼ 1×10-1 A/㎠,

조사 전자빔의 크기 500×300 ∼ 10×5 ㎛의 타원형,

배율 10∼2000,

검출 유닛에의 입사 전자량 10 pA∼1 mA,

검출 유닛에의 입사 에너지 1∼8 keV.

조사 전류밀도는, 검출 유닛(DU)의 출력을 피드백함으로써 제어된다. CCD 검출장치 및 TDI 검출장치의 출력이 포화값의 50∼80%가 되도록 제어하면, 이들 검출장치의 입출력 관계가 선형성을 유지할 수 있는 범위(즉, 리니얼리티의 어긋남이 3% 이하의 범위)에서 사용할 수 있기 때문에, 정밀도가 좋은 화상 평가를 행할 수 있다. 특히, 백그라운드·노이즈를 빼는 셰딩처리 등을 행하면, 선형성이 나쁜 곳에서는 처리효과가 낮고, 반대로 유사결함을 발생하는 경우가 있다. 또한, 검출 유닛(DU)의 출력이 아니라, 화상처리시스템에 의한 화상 평가값 등을 사용하여 조사 전류밀도를 제어할 수도 있다. 화상의 콘트라스트, 최대 휘도, 최소 휘도, 평균 휘도 등에 의하여 조사 전류밀도를 제어하면, 안정된 화상 취득에 효과적이다. 또, 비교하는 화상의 휘도나 콘트라스트를 규격화하여, 즉 동일조건으로 하여 안정된 화상비교를 행하는 것도 가능하다.

도 21은, 도 20에서 설명한 검사장치에서의 전자빔 대신에, UV광, UV 레이저광 및 X선 중의 어느 하나를 이용하도록 구성한 예를 나타내고 있다. 구체적으로는 전자총(151), 렌즈(152, 155) 및 애퍼처(153, 154) 대신에, 예를 들면 UV광으로 웨이퍼(W)를 조사하기 위한 UV광 발생원(171)이 설치된다. 이에 의하여 UV광이 1차 빔으로서 웨이퍼(W)의 표면에 입사하고, 그곳에서 방출되는 광전자를 도시한 전자 광학계의 렌즈나 애퍼처 등에 의하여 확대하여 검출 유닛(DU)에 입사시키고, 웨이퍼(W)상의 패턴의 화상을 검출한다.

UV광 발생원(171)으로부터의 UV광은, 실제로는 중공 파이버에 의하여 웨이퍼(W)까지 전달되고, 웨이퍼(W) 중심 부근의 시야영역, 예를 들면 직경 300 ㎛의 영역을 조사한다. 또한, X선이나 UV 레이저광을 1차 빔으로서 사용한 경우도 동일하고, 조사된 웨이퍼(W)로부터 방출된 광전자를 이용하여, 웨이퍼(W)상의 패턴의 전자상을 얻을 수 있다.

한편, 도 22는 1차 빔으로서, 전자총(151)으로부터의 1차 전자빔과 UV 레이저 발생원(181)으로부터의 UV 레이저광의 2종류의 빔을 병용하여 웨이퍼(W)의 표면을 조사하는 구성으로 한 예를 나타내고 있다. 이 예에서는 이미 도 20 및 도 21에 대하여 설명한 곳에서 이해되는 바와 같이, 전자총(151)으로부터 방출된 1차 전자빔은, E × B 필터(156)에 의하여 전자 광학계의 광축에 따라 진행하도록 편향되어 웨이퍼(W)를 조사한다. 웨이퍼(W)에서 방출된 전자빔은 전자 광학계를 직진한다. 이것과 병용되는 UV 레이저광도 1차 빔으로서 웨이퍼(W)의 표면에 입사하고, 그곳으로부터 방출되는 광전자를 도시한 전자 광학계의 렌즈나 애퍼처 등에 의하여 확대하여 검출 유닛(DU)에 입사시키고, 웨이퍼(W)상의 패턴의 화상을 검출한다. UV 레이저광으로서는, YAG의 4배파 또는 엑시머 레이저광이 사용되고, 중공 파이버에 의하여 웨이퍼(W)의 표면에 도입된다.

지금까지 도 20 ∼ 도 22를 사용하여 설명한 검사장치에 있어서, 렌즈(160)는 제어전극으로서 동작한다. 웨이퍼(W)가 표면에 산화막이나 질화막을 많이 함유하는 구조의 경우, 전자빔을 조사하면 표면의 산화막 등에서 차지업이 일어나기 쉽다. 이 때문에 웨이퍼(W) 표면으로부터의 방출되는 전자빔의 궤도가 구부러지고, 또는 웨이퍼(W)와 예를 들면 렌즈(159) 등의 전극과의 사이에 방전을 일으키는 경우가 있다. 이 영향은 특히 도 20 ∼ 도 22에 나타내는 사상광학계에서 크다. 이것은 사상광학계의 경우, 조사 전자빔이 직사각형이나 타원 형상을 하고 있기 때문에, SEM 방식과 비교하여 넓은 영역에 한번에 전자빔이 닿기 때문이다. SEM방식에서는 수속된 전자빔이 스캔되기 때문에, 차지업의 완화가 일어나, 비교적 소량의 차지업으로 된다. 그러나 상기한 이유에 의하여, 사상 광학계에서는 차지업이 발생하기 쉽고, 그 영향이 크다.

웨이퍼(W)와 렌즈(159)와의 사이에서 방전이 일어나는 것은, 렌즈(160)의 전위는 낮고 또한 자유롭게 변화시킬 수 있는 것에 대하여, 렌즈(159)에는 15∼30 kV라는 높고 또한 변동할 수 없는 전압이 인가되어 있기 때문이다. 이 경우, 웨이퍼(W) 표면의 렌즈 전계분포는 렌즈(159)에 인가되는 전압과 웨이퍼(W)에 인가되는 전압(예를 들면 -3 kV)으로 결정하고, 예를 들면 1∼3 kV/mm 이다. 그래서 렌즈(160)는, 그 렌즈에 인가되는 전압을 조정함으로써, 웨이퍼(W) 표면에서의 전계분포를 조정하기 위하여 사용된다. 렌즈(160)의 전압조정에 의하여 웨이퍼(W) 표면에서의 전계분포를 0.1∼1 kV/ mm로 조정할 수 있고, 방전을 억제할 수 있다. 이것은 양(+)의 전계분포를 약하게 함으로써, 웨이퍼(W) 표면에서 방출되는 전자의 초기 가속도를 완만하게 하고, 즉 방출 전계강도를 약하게 하여 방전에 기여하는 전자의 방출을 약하게 할 수 있기 때문이다.

실제로, 방전은 모서리부나 전계강도가 강한 부분에서 전자가 방출되기 쉬운 상태가 만들어져 있기 때문에 생긴다고 생각된다. 예를 들면 절연막이 양(+)으로 차지업하고, 그 절연막 중에 하층으로 도통한 미세한 플러그구조가 있는 경우를 생각하면, 플러그는 기판 전위(예를 들면 -3 kV)이고, 그 주위가 양으로 차지업된 절연물이다. 플러그 표면의 직경이 100 nm이고, 차지업이 + 10 V이면, 플러그의 평균 전계강도는 100 kV/mm가 된다. 또한 플러그와 절연물과의 경계부의 미세한 간 극이나 요철형상에서의 전계강도가 향상되어, 예를 들면 10⁸∼10⁹V/mm를 넘으면, 전자의 방출이 일어나, 방전이 발생하기 쉬워진다.

다음에 도 23은 투과형의 검사장치의 예를 나타내고 있다. 도 20 ∼ 도 22에 나타내는 검사장치는 웨이퍼에 전자빔이나 UV광, UV 레이저광을 조사하고, 웨이퍼로부터 방출되는 전자를 사용하는 것이나, 도 23에 나타내는 검사장치는, 시료를 투과하여 얻어진 전자를 이용하여 시료의 검사를 행한다. 즉, 전자총(151)으로부터 방출된 전자빔은, 렌즈(191)와 애퍼처(192)를 통과하여, 줌 렌즈(193, 194)에 입사하는 전자의 각도와 전자량이 제어된다. 이들 줌 렌즈에 의하여 애퍼처(195)에 대한 입사각도가 조정된다. 애퍼처(195)로 전자량이 조정된 전자빔은 렌즈(196)에 의하여 광축에 평행하게 되어 시료(SL)를 조사한다. 또한, 줌 렌즈(193, 194)에 인가하는 전압을 조정함으로써, 줌 렌즈 배율이 예를 들면 1∼200배로 변경되고, 시료(SL)를 조사하는 전자빔의 크기가 예를 들면 직경 5∼1000 ㎛까지 제어된다.

시료(SL)를 통과 또는 투과한 전자빔은, 렌즈(197, 198, 200, 201, 203)와 애퍼처(199, 202)를 구비하는 2차 광학계에 의하여 확대되어 검출유닛(DU)에 도입된다. 렌즈(197)는 시료(SL)와의 전계강도를 조정하는 전극이다. 렌즈(198, 200)는 더블릿 렌즈이고, 양 텔레센트릭 조건을 만족하기 때문에 저수차의 전자상을 실현한다. 렌즈(201, 203)는 전자상을 확대하기 위한 렌즈이다. 렌즈(203)는 전자빔이 검출 유닛(DU)의 센서, 형광판 또는 MCP의 표면에 결상하도록 조정된다. 애퍼처(199, 202)는 수차와 검출 유닛(DU)에 도입하는 전자량을 제어한다.

시료(SL)는, 반도체 웨이퍼나 반도체소자 외에, 노광용 마스크, 스텐실·마스크, 미세구조를 가지는 마이크로머신, MEMS 부품 등의 임의의 것일 수 있다. 시료(SL)의 재질이나 패턴형상 등의 시료마다의 특성에 따라, 시료(SL)를 조사하는 전자빔의 에너지를 소요의 값으로 할 필요가 있다. 전자빔에 시료(SL)을 투과시키기 위해서는 고에너지가 필요하게 되어, 50∼1000 keV나 되는 경우도 있다. 시료(SL)에 구멍이나 슬릿 등의 개구나 간극이 존재하는 구조인 경우, 그 개구나 간극을 통과한 전자빔을 촬상하는 것이면, 전자총(151)은 10∼10000 eV의 전자를 발생시키는 것이 필요하다. 예를 들면 전자총(151)으로부터 5 keV의 에너지의 전자빔을 발생하여 시료(SL)를 조사하였다고 한다. 이 때, 시료의 전위는 -4 kV라고 하면, 전자빔은 1 kev로 시료(SL)에 입사한다. 시료(SL)을 통과한 전자빔은 시료(SL)상의 패턴을 반영하고 있고, 검출 유닛(DU)에 도입된다.

이상, 여러가지 실시형태를 참조하여 설명한 검사장치에서, CCD 센서 또는 EB-CCD 센서는 정지상을 취득하는 데 사용되고, 스텝·앤드·리피트의 기능을 이용하여 빔축의 조정, 시료의 관찰, 결함검사, 리뷰상의 취득, 리뷰관찰, 측정, 평가를 행할 수 있다. 이하, 도 24를 사용하여 스텝·앤드·리피트의 기능에 대하여 설명한다. 도 24(a)는 웨이퍼(W)와 복수의 다이(211)의 배치관계를 개략적으로 나타내고 있다. 도면에 나타내는 바와 같이, 노치(212)가 오른쪽에 있다. 다이(211)는 복수의 패턴을 포함하고 있고, 셀 패턴·에어리어와 랜덤 패턴·에어리어가 있고, 따라서 복수 종류의 셀과 랜덤 패턴·에어리어가 존재한다. 다이의 크 기는, 프로세스의 웨이퍼에 따라 다르나, 통상 1×1 mm ∼ 30×30 mm 정도이다.

도 24(b) 및 도 24(c)에 나타내는 바와 같이, 이와 같은 패턴 중에서 검사, 측정 또는 평가를 행하고 싶은 패턴부분을 케어 에어리어(213)라고 부르고, 이 케어 에어리어(213) 중에서 특히 주목하고 싶은 부분을 특정부위(214)라 부르기로 한다. 특정부위 중에는, 예를 들면 패턴·크기가 작고 프로세스가 곤란하며, 프로세스 기간에 결함이 생기기 쉬운 부위, 결함검사를 행한 후의 결함이 있는 부위, 적층 프로세스에서 하층과의 위치 어긋남을 평가하는 부위, 또는 전자 광학계의 변형이나 수차를 평가하는 턴 부위 등이 포함된다. 상기와 같은 특정부위에 대하여, CCD 센서 또는 EB-CCD 센서를 사용하여, 스텝·앤드·리피트를 행하고, 필요한 화상비교, 어긋남 평가, 상세관찰 등을 행한다.

셀부의 케어 에어리어의 결함검사에서는, 셀부에서의 반복 패턴부의 패턴끼리를 서로 비교한다. 예를 들면, 배율을 50∼1000정도로 하고, 시료면상의 5×5 ∼ 500×500 ㎛의 시야를, 촬상시간 10∼100분으로 관찰할 수 있다. 하나의 정지상(CCD상 또는 EB-CCD상)을 취득하면, 규정거리만큼 관찰영역을 이동시켜, 동일한 패턴을 마찬가지로 취득한다. 반복 패턴이면, 연속되는 다음 패턴의 촬상을 행한다. 이와 같이 하여 동일 패턴의 촬상을 복수, 통상은 3매이상 취득하고, 얻어진 상의 비교를 행한다. 비교의 결과, 하나만 다른 패턴 또는 콘트라스트 등이 있으면, 그 부분을 결함이라고 간주한다. 이와 같은 검사를 촬상과 동시에(온라인으로), 또는 검사상의 촬상후에(오프라인으로) 행하여, 결함부위의 좌표와 종류의 분류를 행한다.

랜덤·패턴의 결함검사의 경우, 각 다이의 케어 에어리어의 랜덤·패턴끼리의 비교를 행한다. 그 경우에는 하나의 다이의 랜덤·패턴의 케어 에어리어를 촬상한다. 또한, 이것에는 한번에 복수의 정지상을 취득하는 방법과, 1매씩 취득하는 방법의 어느 것을 사용하여도 된다. 다음에 다른 다이의 케어 에어리어의 랜덤·패턴으로 이동하여 촬상을 행한다. 이와 같이 하여 3매 이상의 정지상을 취득하고, 대응하는 패턴끼리를 비교하여, 1매에만 존재하는 이상을 발견함으로써, 패턴결함, 먼지, 콘트라스트 이상 등을 검지한다. 이 검사에 의하여 결함의 좌표나 결함의 종류의 분류를 온라인 또는 오프라인으로 행할 수 있다. 이것은, 스텝·앤드·리피트에 의한 다이·투·다이 검사라 불린다.

그 밖에 프로세스에서의 하층과의 위치 어긋남을 평가하는 데 사용하는 경우도 있다. 이 경우는, 하층과 그 위에 적층된 상층에 얼라이먼트·마크가 부착된다. 이들 얼라이먼트·마크의 겹침 정도의 측정, 예를 들면 중심위치의 어긋남, 대표 길이의 중심부 상호의 어긋남 등의 측정에 의하여 위치 어긋남을 평가한다. 이 평가는, 예를 들면 하층은 배선구조로 CMP 후에, 상층은 레지스트형성 후에 또는 레지스트 피복 및 노광후에 행하여진다.

얼라이먼트·마크의 예를 도 25에 나타낸다. (a)는 상층과 하층에 설치된 십자형의 얼라이먼트·마크이고, 길이 15 ㎛의 장방형을 십자(十)형으로 겹친 형상을 하고 있다. 이들 얼라이먼트·마크의 겹침 정도로, 하층과 상층의 중심위치나 종횡의 길이로부터 산출한 패턴 중심 위치 등의 대표 위치의 어긋남량을 구하여, 상하층의 비교를 행한다. (b)는 하층에 부착된 20 ㎛ 사방의 정방형의 얼라이먼트 ·마크(222)와, 상층에 부착된 7 ㎛ 사방의 정방형의 얼라이먼트·마크(223)가 겹친 상태를 나타내고 있다. 이 경우도 마찬가지로, 중심위치의 어긋남이나 다이 행길이로부터 마크의 중심 위치를 산출하여 위치 어긋남의 평가를 행한다. 또한, 얼라이먼트·마크의 크기는 도 25에 나타내는 값에 한정되는 것은 아니고, 더 작은 크기, 예를 들면, 토탈 크기가 1 × 1 ㎛의 것이어도 된다.

이와 같은 얼라이먼트·마크가 1매의 웨이퍼에 10∼50개 정도 설치된다. 각각의 얼라이먼트·마크에 대하여 어긋남량을 산출하고, 어긋남량에 상대적인 방향성이 존재하면(예를 들면, 좌방향으로 전체적으로 어긋남이 클 때는), 그 보정을 하도록 노광위치의 조정을 행한다. 이와 같이, 스텝·앤드·리피트의 기능을 사용하면, CCD 센서 또는 EB-CCD 센서의 쪽이 TDI 검출장치에 비하여 분해능 및 MTF가 높고, 화소당 취득 전자수가 많은 상황에서 화상을 취득할 수 있는 경우에, CCD 센서 및 EB-CCD 센서의 특징을 살려, 고정밀도의 결함검사, 리뷰검사, 위치 어긋남 검사 등을 행하는 것이 가능하다.

위에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 관한 검사장치에서는, CCD 검출장치(11)와 TDI 검출장치(12)를 변환하여 사용할 수 있도록 하였기 때문에, 이하에 설명하는 바와 같은 이점을 가져온다.

먼저, CCD 센서 또는 EB-CCD 센서를 사용한 CCD 검출장치(11)는 정지상을 취득하는 데 사용하고, TDI 센서 또는 EB-TDI 센서를 사용한 TDI 검출장치(12)는, 스테이지장치를 움직이면서 상을 취득함으로써 연속상을 얻는 데 사용할 수 있다. 이들 검출장치를 변환하여 정지상과 연속상을 선택적으로 취득하기 위해서는, 각각 의 검출장치에서 사용되는 센서의 축이 일치하지 않으면 안된다. 또, CCD 검출장치(11)를 사용하였을 때와 TDI 검출장치(12)를 사용하였을 때에 렌즈 조건(렌즈의 강도나 빔의 편향 조건 등)이 동일한 것이 필요하다. 또한, 1차 광학계와 2차 광학계가 동일조건으로 동작하지 않으면 안된다. 또한 CCD 검출장치(11)의 센서와 TDI 검출장치(12)의 센서로부터 취득된 상을 비교함으로써, 각 검출장치의 센서 축의 상대적인 위치 어긋남을 보정할 수 있다.

본 발명에 관한 검사장치에서의 동작을 구체적으로 설명하면, 먼저 단계 S1에서, CCD 검출장치(11)를 TDI 검출장치(12)의 앞쪽에 설치하여 정지상을 취득함으로써 1차 광학계와 2차 광학계의 축 맞춤을 행하고, 이어서 2차 광학계의 조절(예를 들면, 2차 빔의 크기, 배율, 콘트라스트, 렌즈 중심내기)을 행하고 나서 1차 빔의 크기나 전류밀도 분포를 조정한다. 이후 단계 S2에서 CCD 검출장치(11)를 이동시켜 2차 전자빔을 TDI 검출장치(12)에 입력시키고, 이것에 의하여 연속상을 취득하여 시료의 검사상을 취득한다. 또한 그후 단계 S3에서 CCD 검출장치(11)를 이동시켜 TDI 검출장치(12)의 앞에 배치하여 리뷰상을 취득하고, 리뷰상을, TDI 검출장치(12)에 의하여 취득된 검사상과 비교하여, TDI 검출장치(12)에 의하여 취득된 검사상에서 확인된 결함부위가 유사결함인지 진짜결함인지를 판별한다.

또한, 통상은 상기의 단계 S1은 카세트에 수납된 복수매의 웨이퍼 중 1매째의 웨이퍼에 대해서만 행하여지고, 2매째 이후의 웨이퍼에 대해서는 단계 S2와 단계 S3이 실시된다. 그러나 검사의 안정성을 확인하기 위하여, 정기적으로 단계 S1을 실시하도록 하여도 된다.

상기한 바와 같이, CCD 검출장치(11)에 의하여 정지상을 얻을 수 있기 때문에, 스테이지장치의 임의의 끝부에 표준 칩을 설치하여 둠으로써, 웨이퍼를 반입하지 않고 광학계의 조정을 행할 수 있다. 즉, 웨이퍼를 로드하고 있는 기간에 표준 칩의 정지상을 취득하여, 1차 빔, 2차 빔 및 전자상의 재현성(변동하고 있지 않는 것)을 확인할 수 있다. 또한, 표준 칩의 상과 웨이퍼 상과의 차이를 확인하고, 차이가 발견되었을 때에는, 정전 척의 척 조건이 변동한 것으로 인식하여, 검사를 행하지 않는다. 또, 1차 빔의 전류밀도나 빔 크기의 변동을 체크할 수 있다.

상기 단계 S1에서 CCD 검출장치(11)에 의하여 취득된 상을 기준으로 하여, 1차 빔의 크기, 위치, 프로파일을 조정한다. 또, 이들 파라미터의 변동이 일정한 기준을 넘었으면, 전자총 또는 FA(개구판)를 교환한다. 1차 빔과 2차 빔의 축 맞춤 공정에서는, 예를 들면 30배, 80배 등의 저배율의 상을 사용한다. 그러나 저배율의 상을 취득할 때에는 MCP에 국소적으로 2차 빔이 닿기 때문에, MCP에 국소적인 손상이 발생하여, 결함의 검출을 할 수 없게 되어 버린다. 그래서 저배율에서의 관찰시간이 일정시간(예를 들면 1000시간)을 넘은 때에는 MCP를 교환하지 않으면 안된다. 한편, EB-CCD 센서는 전자빔의 조사로부터 특히 손상을 받는 것이 없고, 장기 사용이 가능하다.

또, CCD 검출장치(11)에 의하여 취득된 상을 기준으로 하여, 2차 빔의 축 맞춤을 행한다. 예를 들면, 렌즈 중심 맞춤, 빔 편향기[예를 들면, 도 2의 E×B 분리기(3)]의 동작조건의 최적화(예를 들면, 센서 중심에 상을 투사시키기 위한 조건의 조정) 등을 행할 수 있다. 이에 의하여 고정밀도의 조정이 가능하게 된다. 예 를 들면, MTF는 30∼50%의 범위에서 조정 가능하다. 또, CCD 검출장치(11)로 취득한 상을 사용함으로써, 2차 빔의 변동, 스티그 조건의 변화, 렌즈 중심의 어긋남, 빔 편향조건의 변동 등을 체크할 수 있다.

화상처리계[예를 들면, 도 2의 화상처리부(9)]에 관해서는, CCD 검출장치(11)에 의하여 정지상을 취득할 수 있기 때문에, 스텝·앤드·리프트방식의 검사가 가능하게 된다. 또, 검출장치의 변환을 신속하게 행할 수 있기 때문에, 오버레이 검사와 같은 검사 점수가 적은 검사에서는, TDI 검출장치(12)로부터 CCD 검출장치(11)로 변환하여 검사를 행할 수 있다. 검사속도가 10 MPPS(mega-pixe1/sec) 이상일 때에는 TDI 검출장치(12)를 사용하고, 그것 이하일 때에는 CCD 검출장치(11)를 사용한 검사를 행하는 것이 바람직하다. 또, 이미 CCD 검출장치(11)의 센서와 TDI 검출장치(12)의 센서와의 축 맞춤이 끝나 있기 때문에, 상기 단계 S3에서 리뷰상을 취득할 때에 CCD 검출장치(11)의 센서의 축 맞춤을 다시 행할 필요가 없다.

본 발명에 관한 검사장치를 공장 네트워크에 조립함으로써, 축 조정, 검사, 리뷰 등의 동작상황을 공장 네트워크를 통하여 관리자에게 전달할 수 있고, 관리자는 장치의 이상이나 조정불량을 바로 알 수 있어, 적절한 대응을 취할 수 있다.

여기서 이상 설명하여 온 검사장치를 사용하여 행하는 반도체장치제조방법의 일례에 대하여, 도 26 및 도 27의 플로우도에 의하여 설명한다. 반도체장치제조방법은, 도 26에 나타내는 바와 같이, 주공정으로서 웨이퍼를 제조하는 웨이퍼 제조공정(231) 또는 웨이퍼를 준비하는 웨이퍼 준비공정, 노광에 사용하는 마스크나 레티클을 제작하는 마스크 제조공정(236) 또는 마스크를 준비하는 마스크 준비공정, 웨이퍼에 소요의 가공을 행하는 웨이퍼· 프로세싱 공정(232), 웨이퍼 위에 형성된 칩을 1개씩 잘라내어 동작 가능하게 하는 칩 조립공정(233), 칩 조립공정에서 제작된 칩을 검사하는 칩 검사공정(234) 및, 검사에 합격한 칩으로부터 제품(반도체장치)을 얻는 공정(235)을 포함한다. 또한, 웨이퍼 제조공정(231), 웨이퍼·프로세싱 공정(232) 및 리소그래피공정(232₃)은 주지의 것이기 때문에, 여기서의 설명은 생략한다. 이들 주공정은, 각각 몇가지 서브공정을 포함한다.

반도체장치의 성능에 결정적인 영향을 미치는 주공정은 웨이퍼·프로세싱 공정(232)이다. 이 공정에서는 설계된 회로 패턴을 웨이퍼 위에 차례로 적층하여 메모리나 MPU로서 동작하는 칩을 다수 형성한다. 웨이퍼·프로세싱 공정(232)은, 도면의 점선으로 둘러 싸인 부분에 나타내는 바와 같은 서브공정을 포함한다. 즉 웨이퍼·프로세싱 공정(232)은, 절연층이 되는 유전체 박막이나 배선부 또는 전극부를 형성하는 금속박막 등을 CVD나 스퍼터링 등을 이용하여 형성하는 박막형성공정(232₁), 금속박막이나 웨이퍼 기판을 산화하는 산화공정(232₂), 박막층이나 웨이퍼 기판 등을 선택적으로 가공하는 마스크나 레티클을 사용하여 레지스트의 패턴을 형성하는 리소그래피공정(232₃), 예를 들면 드라이·에칭기술을 이용하여 레지스트·패턴에 따라 박막층이나 기판을 가공하는 에칭공정(232₄), 이온이나 불순물을 주입·확산하는 공정(232₅), 레지스트 박리공정, 가공된 웨이퍼를 검사하는 검사공정(232₆)을 포함한다. 또한 웨이퍼·프로세싱 공정(232)은 필요한 층수만큼 반복하 여 행하여진다. 본 발명에 관한 검사장치를 검사공정(232₆)에 적용함으로써, 미세한 패턴을 가지는 반도체장치에서도 스루풋 좋게 검사할 수 있고, 전수(全數)검사가 가능하게 되기 때문에, 설계대로 동작하는 반도체장치를 제조할 수 있어 제품의 수율이 향상하고, 결함제품의 출하가 방지된다.

도 27은 도 26의 리소그래피 공정(232₃)에서 행하여지는 공정을 나타내고 있다. 리소그래피 공정(232₃)은, 전단의 공정에서 회로 패턴이 형성된 웨이퍼 위에 레지스트를 피복하는 레지스트 도포공정(241), 레지스트를 노광하는 노광공정(242), 노광된 레지스트를 현상하여 레지스트·패턴을 얻는 현상공정(243), 현상된 레지시트·패턴을 안정화하는 어닐공정(244)을 포함한다.

이상, 본 발명에 관한 검사장치에 대하여, 그 각종 실시형태를 도면을 참조하면서 설명하여 왔으나, 본 발명은 이와 같은 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 지금까지 설명한 실시형태에서는 진공용기 내에 센서나 전자광학계가 배치되어 있으나, CCD센서, TDI 센서 등의 센서가 동작할 수 있는 환경이면, 반드시 진공용기를 사용할 필요는 없다.

또, 도 3∼도 7, 도 12, 도 14, 도 15, 도 17∼도 19에는 FOP를 1단으로 사용하고 있는 실시형태를 나타내었으나, FOP는 1단에 한정되는 것이 아니고, 복수단의 FOP를 사용하는 것도 가능하다. 예를 들면, MCP과 조합되어 사용되는 형광제가 코트된 FOP와, TDI 센서에 접착된 FOP를 밀착시킨 2단의 FOP를 사용할 수 있다. 이와 같이 하면, 조립의 정밀도와 효율이 향상한다. 즉, 형광제가 코트된 FOP를 TDI 센서에 접착하였다고 하면, FOP의 형광제에 오염물이나 접착제가 부착하였을 때, 세정이 곤란하게 된다. 또, 접착 후에 형광제를 코트하는 경우에는, 형광제가 TDI 센서 자체에 코트되지 않도록 특별한 공정과 연구가 필요하게 된다. 또한, 분해능이나 내방전 성능에 영향이 미치지 않도록, 형광제가 코트된 FOP와 MCP의 평행도 등의 조립 정밀도에는 고도의 엄밀함이 요구된다. 이와 같은 번잡함은 상기한 2단의 FOP 사용에 의하여 해소된다. 복수단의 FOP를 사용하였을 때도 마찬가지이다.

이상의 설명으로부터 이해되는 바와 같이, 본 발명에서는 적절한 성능의 검출장치의 선택을 이동기구 또는 편향수단에 의하여 행하고, 종래와 같은 검출장치의 교환작업을 필요로 하지 않기 때문에, 검출장치의 교환에 의한 대기 개방후의 진공상태의 재현에 요하는 긴 시간을 삭감할 수 있고, 검출장치의 선택에 의하여 소요의 전자 광학계 조정, 연속검사, 결함평가 등의 작업을 효율 좋게 행할 수 있다. 또, 작업효율의 대폭적인 향상과 저비용화가 실현되고, 표면검사의 고성능화, 고스루풋화가 실현되는 등, 기술적, 산업상의 의의는 크다.

Claims

시료로부터 방출된 전자빔을 수취하여, 상기 시료를 나타내는 화상 데이터를 취득하는 복수의 검출장치와,

상기 복수의 검출장치 중의 하나에 상기 전자빔을 입사시키기 위한 변환기구를 구비하여, 상기 복수의 검출장치가 동일한 용기 내에 배치되어 있고,

상기 변환기구는, 상기 전자빔을, 상기 복수의 검출장치 중 상기 용기의 광축상에 배치된 검출장치와 상기 용기의 광축에 대하여 소정의 각도로 배치된 검출장치의 사이에서 선택적으로 변환하기 위한 편향기를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 검사장치.
제 1항에 있어서,

상기 복수의 검출장치가,

전자빔을 전기신호로 변환하는 전자센서를 구비하는 제 1 검출장치와,

전자빔을 광으로 변환하고, 당해 광을 전기신호로 변환하는 광센서를 구비하는 제 2 검출장치를 구비하고, 상기 전자센서와 상기 광센서가 상기 용기 내에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 검사장치.
제 2항에 있어서,

상기 제 1 검출장치의 전자센서가 복수의 화소를 가지는 EB-CCD 센서이고, 상기 제 2 검출장치의 광센서가 복수의 화소를 가지는 TDI 센서인 것을 특징으로 하는 검사장치.
제 1항에 있어서,

상기 복수의 검출장치가,

전자빔을 전기신호로 변환하는 전자센서를 구비하는 제 3 검출장치와,

전자빔을 전기신호로 변환하는 전자센서를 구비하는 제 4 검출장치를 구비하고, 상기 제 3 검출장치와 상기 제 4 검출장치에서의 상기 전자센서가 상기 용기 내에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 검사장치.
제 4항에 있어서,

상기 제 3 검출장치의 전자센서가 복수의 화소를 가지는 EB-CCD 센서이고, 상기 제 4 검출장치의 전자센서가 복수의 화소를 가지는 EB-TDI 센서인 것을 특징으로 하는 검사장치.
제 1항에 있어서,

상기 복수의 검출장치가,

전자빔을 광으로 변환하고, 당해 광을 전기신호로 변환하는 광센서를 구비하는 제 5 검출장치와,

전자빔을 광으로 변환하고, 당해 광을 전기신호로 변환하는 광센서를 구비하는 제 6 검출장치를 구비하고, 상기 제 5 검출장치와 상기 제 6 검출장치에서의 상기 광센서가 상기 용기 내에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 검사장치.
제 1항에 있어서,

상기 복수의 검출장치가,

전자빔을 광으로 변환하고, 당해 광을 전기신호로 변환하는 광센서를 구비하는 제 5 검출장치와,

전자빔을 광으로 변환하고, 당해 광을 전기신호로 변환하는 광센서를 구비하는 제 6 검출장치를 구비하고, 상기 제 5 검출장치의 광센서와 상기 제 6 검출장치의 광센서 중의 적어도 한쪽이 대기 중에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 검사장치.
제 6항 또는 제 7항에 있어서,

상기 제 5 검출장치의 광센서가 복수의 화소를 가지는 CCD 센서이고, 상기 제 6 검출장치의 광센서가 복수의 화소를 가지는 TDI 센서인 것을 특징으로 하는 검사장치.
제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,

2차원 상을 취득하는 것을 특징으로 하는 검사장치.
제 1항 내지 제 3항, 제 6항 또는 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 전자빔을 증폭하는 전자 증폭장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 검사장치.
제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,

렌즈를 포함하는 전자 광학계를 구비하고, 상기 전자빔의 궤도를 상기 전자 광학계에 의하여 제어하는 것을 특징으로 하는 검사장치.
제 11항에 있어서,

상기 전자 광학계가 노이즈 컷·애퍼처(aperture)를 구비하는 것을 특징으로 하는 검사장치.
제 11항에 있어서,

상기 전자 광학계가 사상 광학계를 구비하는 것을 특징으로 하는 검사장치.
제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 시료에 전자를 조사하기 위한 전자 발생원을 구비하는 것을 특징으로 하는 검사장치.
제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 시료에 전자파를 조사하기 위한 전자파 발생원을 구비하는 것을 특징으로 하는 검사장치.
제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 시료에 전자를 조사하기 위한 전자 발생원과, 상기 시료에 전자파를 조사하기 위한 전자파 발생원을 구비하는 것을 특징으로 하는 검사장치.
제 15항에 있어서,

상기 전자파 발생원이 UV광, DUV광, 레이저광 및 X선 중 어느 하나를 발생할 수 있는 것을 특징으로 하는 검사장치.
제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 기재된 검사장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 결함 검사장치.
제 18항에 기재된 결함 검사장치에 의하여, 프로세스 도중의 웨이퍼의 결함을 검사하는 것을 특징으로 하는 장치제조방법.
1차 전자빔을 방출하는 전자총과, 당해 1차 전자빔을 시료로 유도하는 1차 광학계와,

상기 시료로부터 방출된 2차 전자빔을, 상기 시료를 나타내는 화상 데이터를 취득하는 검출계로 유도하는 2차 광학계를 가지는 결함 검사장치에 있어서,

상기 검출계는,

상기 2차 전자빔의 광축 조정을 행하는 제 1 EB-CCD 센서와,

상기 시료의 촬상을 행하는 EB-TDI 센서와,

상기 EB-TDI 센서에 의하여 얻어진 화상 데이터에 의거하여 상기 시료의 결함 부위의 평가를 행하는 제 2 EB-CCD 센서를 가지고,

상기 2차 전자빔의 궤도를, 상기 제 1 EB-CCD 센서와 상기 EB-TDI 센서와 상기 제 2 EB-CCD 센서의 사이에서 선택적으로 변환하기 위한 변환 기구를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 결함 검사장치.
제 20항에 있어서,

상기 제 2 EB-CCD 센서의 화소 크기는, 상기 제 1 EB-CCD 센서의 화소 크기보다 작은 것을 특징으로 하는 결함 검사장치.
제 20항에 기재된 결함 검사장치로 시료의 결함을 검사하는 결함 검사방법에 있어서,

상기 제 1 EB-CCD 센서로 광축의 조정을 행하고,

상기 EB-TDI 센서로 시료의 상을 촬상하고,

상기 EB-TDI 센서가 촬상한 화상으로부터 시료의 결함부위를 특정하고,

상기 제 2 EB-CCD 센서로 상기 시료의 결함부위를 촬상하고,

상기 EB-TDI 센서가 촬상한 결함부위의 화상과 상기 제 2 EB-CCD 센서가 촬상한 결함부위의 화상을 비교하여, 유사결함인지 진짜 결함인지를 판단하는 것을 특징으로 하는 결함 검사방법.
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