KR101340745B1

KR101340745B1 - 패턴 검사 장치, 패턴 검사 방법, 및 패턴을 갖는 구조체

Info

Publication number: KR101340745B1
Application number: KR1020110069988A
Authority: KR
Inventors: 히로무 이노우에; 다케시 후지와라; 히로시 츠카다; 다카시 히라노
Original assignee: 가부시끼가이샤 도시바
Priority date: 2010-07-16
Filing date: 2011-07-14
Publication date: 2013-12-12
Also published as: KR101340825B1; KR20120008452A; US8761518B2; KR20130014638A; JP2012021959A; US20120020546A1

Abstract

실시형태에 따른 패턴 검사 장치는, 피검사체에 형성된 패턴의 광학 화상에 기초하여 제1 검출 데이터를 작성하는 제1 검출 데이터 작성부와, 상기 제1 검출 데이터를 시간 지연시킴으로써 제1 지연 데이터를 작성하는 제1 지연부와, 입력된 상기 제1 검출 데이터와 상기 제1 지연 데이터가 해상 한계 이하의 패턴의 화상에 관한 데이터인지의 여부를 식별하는 제1 식별부와, 상기 제1 식별부에 의한 식별 결과에 기초하여, 상기 제1 검출 데이터와 상기 제1 지연 데이터로부터 해상 한계 이하의 패턴의 데이터를 추출하는 제1 추출부와, 상기 추출된 제1 검출 데이터에 따른 데이터의 주목 화소에 대한 주변 영역의 출력 레벨의 평균값을 연산하고, 상기 추출된 제1 검출 데이터에 따른 데이터의 출력 레벨과 상기 평균값의 차를 연산하는 제1 출력 변위 연산부와, 상기 추출된 제1 지연 데이터에 따른 데이터의 주목 화소에 대한 주변 영역의 출력 레벨의 평균값을 연산하고, 상기 추출된 제1 지연 데이터에 따른 데이터의 출력 레벨과 상기 평균값의 차를 연산하는 제2 출력 변위 연산부와, 상기 제1 출력 변위 연산부에 의한 연산 결과에 기초하여, 결함의 유무를 판정하는 제1 판정부와, 상기 제2 출력 변위 연산부에 의한 연산 결과에 기초하여, 결함의 유무를 판정하는 제2 판정부와, 제1 판정부에 의한 판정 결과와, 제2 판정부에 의한 판정 결과를 논리합 연산하는 제1 논리합 연산부를 포함하고 있다.

Description

패턴 검사 장치, 패턴 검사 방법, 및 패턴을 갖는 구조체{PATTERN INSPECTION APPARATUS, PATTERN INSPECTION METHOD, AND STRUCTURE OF PATTERN}

본 발명의 실시형태는 패턴 검사 장치, 패턴 검사 방법, 및 패턴을 갖는 구조체에 관한 것이다.

구조체의 표면에 형성된 패턴을 검사하는 방법으로서는, 다이 투 다이(Die-to-Die)법, 다이 투 데이터베이스(Die-to-Database)법이 알려져 있다.

이들 검사 방법에서는, CCD 센서(Charge Coupled Device Image Sensor) 등의 수광면 위에 패턴의 확대 광학 이미지를 결상시킴으로써 얻어진 검출 데이터를 이용하고 있다.

그런데, 최근에는, 패턴의 미세화가 진행되어 패턴을 광학적으로 해상(resolve)할 수 없도록 되어 있다. 이 때문에 이와 같은 광학적으로 해상할 수 없는 패턴을 검사하는 경우에는, 충분한 검사 감도를 얻지 못 할 우려가 있다.

실시형태의 과제는, 검사 감도를 향상시킬 수 있는 패턴 검사 장치, 패턴 검사 방법, 및 패턴을 갖는 구조체를 제공하는 것에 있다.

또한, 다른 실시형태에 따른 패턴 검사 장치는, 피검사체에 형성된 패턴의 투과광에 의한 광학 화상에 기초하여 제2 검출 데이터를 작성하는 제2 검출 데이터 작성부와, 상기 제2 검출 데이터를 시간 지연시킴으로써 제2 지연 데이터를 작성하는 제2 지연부와, 입력된 상기 제2 검출 데이터와 상기 제2 지연 데이터가 해상 한계 이하의 패턴의 화상에 관한 데이터인지의 여부를 식별하는 제2 식별부와, 상기 제2 식별부에 의한 식별 결과에 기초하여, 상기 제2 검출 데이터와 상기 제2 지연 데이터로부터 해상 한계 이하의 패턴의 데이터를 추출하는 제2 추출부와, 상기 추출된 제2 검출 데이터에 따른 데이터의 주목 화소에 대한 주변 영역의 출력 레벨의 평균값을 연산하고, 상기 추출된 제2 검출 데이터에 따른 데이터의 출력 레벨과 상기 평균값의 차를 연산하는 제3 출력 변위 연산부와, 상기 추출된 제2 지연 데이터에 따른 데이터의 주목 화소에 대한 주변 영역의 출력 레벨의 평균값을 연산하고, 상기 추출된 제2 지연 데이터에 따른 데이터의 출력 레벨과 상기 평균값의 차를 연산하는 제4 출력 변위 연산부와, 피검사체에 형성된 패턴의 반사광에 의한 광학 화상에 기초하여 제3 검출 데이터를 작성하는 제3 검출 데이터 작성부와, 상기 제3 검출 데이터를 시간 지연시킴으로써 제3 지연 데이터를 작성하는 제3 지연부와, 입력된 상기 제3 검출 데이터와 상기 제3 지연 데이터가 해상 한계 이하의 패턴의 화상에 관한 데이터인지의 여부를 식별하는 제3 식별부와, 상기 제3 식별부에 의한 식별 결과에 기초하여, 상기 제3 검출 데이터와 상기 제3 지연 데이터로부터 해상 한계 이하의 패턴의 데이터를 추출하는 제3 추출부와, 상기 추출된 제3 검출 데이터에 따른 데이터의 주목 화소에 대한 주변 영역의 출력 레벨의 평균값을 연산하고, 상기 추출된 제3 검출 데이터에 따른 데이터의 출력 레벨과 상기 평균값의 차를 연산하는 제5 출력 변위 연산부와, 상기 추출된 제3 지연 데이터에 따른 데이터의 주목 화소에 대한 주변 영역의 출력 레벨의 평균값을 연산하고, 상기 추출된 제3 지연 데이터에 따른 데이터의 출력 레벨과 상기 평균값의 차를 연산하는 제6 출력 변위 연산부와, 상기 제3 출력 변위 연산부에 의한 연산 결과와, 상기 제5 출력 변위 연산부에 의한 연산 결과의 차를 연산하는 제1 레벨차 연산부와, 상기 제4 출력 변위 연산부에 의한 연산 결과와, 상기 제6 출력 변위 연산부에 의한 연산 결과의 차를 연산하는 제2 레벨차 연산부와, 상기 제1 레벨차 연산부에 의한 연산 결과에 기초하여, 결함의 유무를 판정하는 제3 판정부와, 상기 제2 레벨차 연산부에 의한 연산 결과에 기초하여, 결함의 유무를 판정하는 제4 판정부와, 제3 판정부에 의한 판정 결과와, 제4 판정부에 의한 판정 결과를 논리합 연산하는 제2 논리합 연산부를 구비하고 있다.

또한, 다른 실시형태에 따른 패턴 검사 장치는, 피검사체에 형성된 패턴의 광학 화상에 기초하여 제1 검출 데이터를 작성하는 제1 검출 데이터 작성부와, 상기 패턴에 관한 제1 참조 데이터를 작성하는 제1 참조 데이터 작성부와, 상기 제1 참조 데이터의 출력 레벨이 상기 제1 검출 데이터의 출력 레벨에 대응한 것이 되도록 출력 레벨을 변환하는 제1 계조 변환부와, 상기 제1 검출 데이터와, 상기 출력 레벨의 변환이 행해진 상기 제1 참조 데이터의 차를 연산하는 제3 레벨차 연산부와, 상기 제3 레벨차 연산부에 의한 연산 결과에 기초하여, 결함의 유무를 판정하는 제5 판정부를 포함하고 있다.

또한, 다른 실시형태에 따른 패턴 검사 장치는, 피검사체에 형성된 패턴의 광학 화상에 기초하여 제1 검출 데이터를 작성하는 제1 검출 데이터 작성부와, 상기 패턴에 관한 제1 참조 데이터를 작성하는 제1 참조 데이터 작성부와, 상기 제1 참조 데이터의 출력 레벨이 상기 제1 검출 데이터의 출력 레벨에 대응한 것이 되도록 출력 레벨을 변환하는 제1 계조 변환부와, 상기 제1 검출 데이터와, 상기 출력 레벨의 변환이 행해진 상기 제1 참조 데이터의 차를 연산하는 제3 레벨차 연산부와, 상기 제3 레벨차 연산부에 의해 연산된 값의 평균값을 연산하는 평균 레벨차 연산부와, 상기 평균값을 상기 피검사체의 검사 영역의 전역에 걸쳐 집계하는 분포 집계부를 포함하고 있다.

또한, 다른 실시형태에 따른 패턴 검사 장치는, 피검사체에 형성된 패턴의 광학 화상에 기초하여 제1 검출 데이터를 작성하는 제1 검출 데이터 작성부와, 상기 제1 검출 데이터를 시간 지연시킴으로써 제1 지연 데이터를 작성하는 제1 지연부와, 입력된 상기 제1 검출 데이터와 상기 제1 지연 데이터가 해상 한계 이하의 패턴의 화상에 관한 데이터인지의 여부를 식별하는 제1 식별부와, 상기 제1 식별부에 의한 식별 결과에 기초하여, 상기 제1 검출 데이터와 상기 제1 지연 데이터로부터 해상 한계 이하의 패턴의 데이터를 추출하는 제1 추출부와, 상기 추출된 제1 검출 데이터에 따른 데이터로부터 특정한 반복 주기를 갖는 패턴의 데이터를 추출하는 제1 패턴 추출부와, 상기 제1 패턴 추출부에 의해 추출된 데이터를 시간 지연시킴으로써 제1 비교 데이터를 작성하는 제4 지연부와, 상기 제1 패턴 추출부에 의해 추출된 데이터와 상기 제1 비교 데이터의 차를 연산하는 제4 레벨차 연산부와, 상기 제4 레벨차 연산부에 의한 연산 결과에 기초하여, 결함의 유무를 판정하는 제7 판정부와 상기 추출된 제1 지연 데이터에 따른 데이터로부터 특정한 반복 주기를 갖는 패턴의 데이터를 추출하는 제2 패턴 추출부와, 상기 제2 패턴 추출부에 의해 추출된 데이터를 시간 지연시킴으로써 제2 비교 데이터를 작성하는 제5 지연부와, 상기 제2 패턴 추출부에 의해 추출된 데이터와 상기 제2 비교 데이터의 차를 연산하는 제5 레벨차 연산부와, 상기 제5 레벨차 연산부에 의한 연산 결과에 기초하여, 결함의 유무를 판정하는 제8 판정부와, 제7 판정부에 의한 판정 결과와 제8 판정부에 의한 판정 결과를 논리합 연산하는 제3 논리합 연산부를 포함하고 있다.

또한, 다른 실시형태에 따른 패턴 검사 장치는, 피검사체에 형성된 패턴의 광학 화상에 기초하여 제1 검출 데이터를 작성하는 제1 검출 데이터 작성부와, 상기 패턴에 관한 제1 참조 데이터를 작성하는 제1 참조 데이터 작성부와, 상기 제1 참조 데이터의 출력 레벨이 상기 제1 검출 데이터의 출력 레벨에 대응한 것이 되도록 출력 레벨을 변환하는 제1 계조 변환부와, 입력된 상기 제1 참조 데이터가 해상 한계 이하의 패턴의 화상에 관한 데이터인지의 여부를 식별하는 제4 식별부와, 상기 제4 식별부에 의한 식별 결과에 기초하여, 상기 제1 검출 데이터와 상기 제1 참조 데이터로부터 해상 한계 이하의 패턴의 데이터를 추출하는 제4 추출부와, 상기 제4 추출부에 의해 추출된 상기 제1 검출 데이터에 따른 데이터와, 상기 제1 참조 데이터에 따른 데이터로부터 특정한 반복 주기를 갖는 패턴의 데이터를 추출하는 제3 패턴 추출부와, 상기 제3 패턴 추출부에 의해 추출된 상기 제1 검출 데이터에 따른 특정한 반복 주기를 갖는 패턴의 데이터와, 상기 제1 참조 데이터에 따른 특정한 반복 주기를 갖는 패턴의 데이터의 차를 연산하는 제6 레벨차 연산부와, 상기 제6 레벨차 연산부에 의한 연산 결과에 기초하여, 결함의 유무를 판정하는 제9 판정부를 포함하고 있다.

또한, 다른 실시형태에 따른 패턴 검사 방법은, 피검사체에 형성된 패턴의 광학 이미지에 기초하여 제1 검출 데이터를 작성하는 공정과, 상기 제1 검출 데이터를 시간 지연시킴으로써 제1 지연 데이터를 작성하는 공정과, 상기 제1 검출 데이터로부터 해상 한계 이하의 패턴의 데이터를 추출하는 공정과, 상기 추출된 제1 검출 데이터의 주목 화소에 대한 주변 영역의 출력 레벨의 평균값을 구하는 공정과, 상기 추출된 제1 검출 데이터의 출력 레벨과, 주변 영역의 출력 레벨의 평균값의 차를 구하는 공정과, 상기 추출된 제1 검출 데이터의 출력 레벨과, 주변 영역의 출력 레벨의 평균값의 차에 기초하여, 상기 제1 검출 데이터에서의 결함의 유무를 판정하는 공정과, 상기 제1 지연 데이터로부터 해상 한계 이하의 패턴의 데이터를 추출하는 공정과, 상기 추출된 제1 지연 데이터의 주목 화소에 대한 주변 영역의 출력 레벨의 평균값을 구하는 공정과, 상기 추출된 제1 지연 데이터의 출력 레벨과, 주변 영역의 출력 레벨의 평균값의 차를 구하는 공정과, 상기 추출된 제1 지연 데이터의 출력 레벨과, 주변 영역의 출력 레벨의 평균값의 차에 기초하여, 상기 제1 지연 데이터에서의 결함의 유무를 판정하는 공정과, 상기 제1 검출 데이터에서의 결함의 유무를 판정하는 공정에서의 판정 결과와, 상기 제1 지연 데이터에서의 결함의 유무를 판정하는 공정에서의 판정 결과에 기초하여 결함의 검사 결과를 판정하는 공정

을 포함하고 있다.

또한, 다른 실시형태에 따른 패턴 검사 방법은, 투과광에 의한 패턴의 광학 이미지에 기초하여 제2 검출 데이터를 작성하는 공정과, 상기 제2 검출 데이터로부터 해상 한계 이하의 패턴의 데이터를 추출하는 제1 추출 공정과, 상기 제1 추출 공정에서 추출된 데이터의 주목 화소에 대한 주변 영역의 출력 레벨의 평균값을 구하는 제1 연산 공정과, 상기 제1 추출 공정에서 추출된 데이터의 출력 레벨과, 상기 제1 연산 공정에서 구한 주변 영역의 출력 레벨의 평균값의 차를 구하는 제2 연산 공정과, 반사광에 의한 패턴의 광학 이미지에 기초하여 제3 검출 데이터를 작성하는 공정과, 상기 제3 검출 데이터로부터 해상 한계 이하의 패턴의 데이터를 추출하는 제2 추출 공정과, 상기 제2 추출 공정에서 추출된 데이터의 주목 화소에 대한 주변 영역의 출력 레벨의 평균값을 구하는 제3 연산 공정과, 상기 제2 추출 공정에서 추출된 데이터의 출력 레벨과, 상기 제3 연산 공정에서 구한 주변 영역의 출력 레벨의 평균값의 차를 구하는 제4 연산 공정과, 상기 제2 검출 데이터를 시간 지연시킴으로써 제2 지연 데이터를 작성하는 공정과, 상기 제2 지연 데이터로부터 해상 한계 이하의 패턴의 데이터를 추출하는 제3 추출 공정과, 상기 제3 추출 공정에서 추출된 데이터의 주목 화소에 대한 주변 영역의 출력 레벨의 평균값을 구하는 제5 연산 공정과, 상기 제3 추출 공정에서 추출된 데이터의 출력 레벨과, 상기 제5 연산 공정에서 구한 주변 영역의 출력 레벨의 평균값의 차를 구하는 제6 연산 공정과, 상기 제3 검출 데이터를 시간 지연시킴으로써 제3 지연 데이터를 작성하는 공정과, 상기 제3 지연 데이터로부터 해상 한계 이하의 패턴의 데이터를 추출하는 제4 추출 공정과, 상기 제4 추출 공정에서 추출된 데이터의 주목 화소에 대한 주변 영역의 출력 레벨의 평균값을 구하는 제7 연산 공정과, 상기 제4 추출 공정에서 추출된 데이터의 출력 레벨과, 상기 제7 연산 공정에서 구한 주변 영역의 출력 레벨의 평균값의 차를 구하는 제8 연산 공정과, 상기 제2 연산 공정에서의 연산값과, 제4 연산 공정에서의 연산값의 차를 구하는 제9 연산 공정과, 상기 제6 연산 공정에서의 연산값과, 제8 연산 공정에서의 연산값의 차를 구하는 제10 연산 공정과, 상기 제9 연산 공정에서의 연산값에 기초하여, 검출 데이터에 따른 결함의 유무를 판정하는 제1 판정 공정과, 상기 제10 연산 공정에서의 연산값에 기초하여, 지연 데이터에 따른 결함의 유무를 판정하는 제2 판정 공정과, 제1 판정 공정에서의 판정 결과와, 상기 제2 판정 공정에서의 판정 결과에 기초하여 결함의 검사 결과를 판정하는 공정을 포함하고 있다.

또한, 다른 실시형태에 따른 패턴 검사 방법은, 피검사체에 형성된 패턴의 광학 이미지에 기초하여 제1 검출 데이터를 작성하는 공정과, 상기 패턴에 관한 제1 참조 데이터를 작성하는 공정과, 상기 제1 참조 데이터의 출력 레벨이 상기 제1 검출 데이터의 출력 레벨에 대응한 것이 되도록 출력 레벨을 변환하는 공정과, 상기 제1 검출 데이터와, 상기 출력 레벨의 변환이 행해진 상기 제1 참조 데이터의 차를 연산하는 공정과, 상기 연산 결과에 기초하여, 결함의 유무를 판정하는 공정을 포함하고 있다.

또한, 다른 실시형태에 따른 패턴 검사 방법은, 피검사체에 형성된 패턴의 광학 이미지에 기초하여 제1 검출 데이터를 작성하는 공정과, 상기 패턴에 관한 제1 참조 데이터를 작성하는 공정과, 상기 제1 참조 데이터의 출력 레벨이 상기 제1 검출 데이터의 출력 레벨에 대응한 것이 되도록 출력 레벨을 변환하는 공정과, 상기 제1 검출 데이터와, 상기 출력 레벨의 변환이 행해진 상기 제1 참조 데이터의 차를 연산하는 제11 연산 공정과, 상기 제11 연산 공정에서의 연산값의 평균값을 구하는 제12 연산 공정과, 상기 평균값을 피검사체의 검사 영역의 전역에 걸쳐 집계하는 공정을 포함하고 있다.

또한, 다른 실시형태에 따른 패턴 검사 방법은, 피검사체에 형성된 패턴의 광학 이미지에 기초하여 제1 검출 데이터를 작성하는 공정과, 상기 제1 검출 데이터를 시간 지연시킴으로써 제1 지연 데이터를 작성하는 공정과, 상기 제1 검출 데이터로부터 해상 한계 이하의 패턴을 추출하는 제7 추출 공정과, 상기 제7 추출 공정에서 추출된 해상 한계 이하의 패턴으로부터 특정한 반복 주기를 갖는 패턴을 추출하는 제8 추출 공정과, 상기 제8 추출 공정에서 추출된 특정한 반복 주기를 갖는 패턴의 데이터를 시간 지연시킴으로써 제1 비교 데이터를 작성하는 제1 지연 공정과, 상기 제8 추출 공정에서 추출된 특정한 반복 주기를 갖는 패턴의 데이터와, 상기 제1 비교 데이터의 차를 연산하는 제13 연산 공정과, 상기 제13 연산 공정에서의 연산 결과에 기초하여, 결함의 유무를 판정하는 제3 판정 공정과, 상기 제1 지연 데이터로부터 해상 한계 이하의 패턴을 추출하는 제9 추출 공정과, 상기 제9 추출 공정에서 추출된 해상 한계 이하의 패턴으로부터 특정한 반복 주기를 갖는 패턴을 추출하는 제10 추출 공정과, 상기 제10 추출 공정에서 추출된 특정한 반복 주기를 갖는 패턴의 데이터를 시간 지연시킴으로써 제2 비교 데이터를 작성하는 제2 지연 공정과, 상기 제10 추출 공정에서 추출된 특정한 반복 주기를 갖는 패턴의 데이터와, 상기 제2 비교 데이터의 차를 연산하는 제14 연산 공정과, 상기 제14 연산 공정에서의 연산 결과에 기초하여, 결함의 유무를 판정하는 제4 판정 공정과, 상기 제3 판정 공정에서의 판정 결과와, 상기 제4 판정 공정에서의 판정 결과에 기초하여 결함의 검사 결과를 판정하는 공정을 포함하고 있다.

또한, 다른 실시형태에 따른 패턴 검사 방법은, 피검사체에 형성된 패턴의 광학 이미지에 기초하여 제1 검출 데이터를 작성하는 공정과, 상기 패턴에 관한 제1 참조 데이터를 작성하는 공정과, 상기 제1 참조 데이터의 출력 레벨이 상기 제1 검출 데이터의 출력 레벨에 대응한 것이 되도록 출력 레벨을 변환하는 공정과, 상기 제1 검출 데이터와, 상기 출력 레벨의 변환이 행해진 제1 참조 데이터로부터 해상 한계 이하의 패턴을 추출하는 제11 추출 공정과, 상기 제11 추출 공정에서 추출된 제1 검출 데이터에 따른 해상 한계 이하의 패턴으로부터 특정한 반복 주기를 갖는 패턴을 추출하는 제12 추출 공정과, 상기 제11 추출 공정에서 추출된 제1 참조 데이터에 따른 해상 한계 이하의 패턴으로부터 특정한 반복 주기를 갖는 패턴을 추출하는 제13 추출 공정과, 상기 제12 추출 공정에서 추출된 제1 검출 데이터에 따른 패턴의 데이터와, 상기 제13 추출 공정에서 추출된 제1 참조 데이터에 따른 패턴의 데이터의 차를 구하는 제15 연산 공정과, 상기 제15 연산 공정에서 구한 값에 기초하여 결함의 유무를 판정하는 공정을 포함하고 있다.

또한, 다른 실시형태에 따른 패턴을 갖는 구조체는, 상기한 패턴 검사 방법을 이용하여 검사되는 패턴을 갖는 구조체로서, 라인 부분과 스페이스 부분의 비율, 패턴의 높이 치수, 패턴의 표면에 설치된 막이 차지하는 비율, 패턴의 표면에 설치된 막의 두께를 포함하는 군으로부터 선택된 1종 이상이, 반사율 및 투과율 중 하나 이상이 높아지도록 제어되어 있다.

상기 구성의 패턴 검사 장치, 패턴 검사 방법, 및 패턴을 갖는 구조체에 의하면, 검사 감도를 향상시킬 수 있다.

도 1은 제1 실시형태에 따른 패턴 검사 장치를 예시하기 위한 블록도.
도 2는 식별부를 예시하기 위한 블록도.
도 3의 (A)는 광학적으로 해상할 수 있는 패턴과 해상 한계 이하의 패턴을 예시하기 위한 모식도, 도 3의 (B)는 해상 한계 이하의 패턴을 예시하기 위한 모식 확대도, 도 3의 (C)는 소위 패턴상의 오픈 결함을 예시하기 위한 모식 확대도, 도 3의 (D)는 소위 패턴상의 쇼트 결함을 예시하기 위한 모식 확대도, 도 3의 (E)는 패턴과 출력 레벨의 관계를 예시하기 위한 모식 그래프도.
도 4의 (A)는 출력 변위 연산부, 판정부, 논리합 연산부를 예시하기 위한 블록도, 도 4의 (b)는 주목 화소, 주변 영역을 예시하기 위한 모식도이다.
도 5의 (A), 도 5의 (B)는, 출력 변위 연산부를 설치하지 않은 경우, 도 5의 (C), 도 5의 (D)는 출력 변위 연산부를 설치한 경우를 예시하기 위한 모식도.
도 6은 다른 실시형태에 따른 검사부를 예시하기 위한 블록도.
도 7의 (A), 도 7의 (B)는 투과광에 기초하는 검출 데이터와 지연 데이터에 의한 검사의 경우, 도 7의 (C), 도 7의 (D)는 반사광에 기초하는 검출 데이터와 지연 데이터에 의한 검사의 경우, 도 7의 (E), 도 7의 (F)는 투과광에 기초하는 검출 데이터와 반사광에 기초하는 검출 데이터, 투과광에 기초하는 지연 데이터와 반사광에 기초하는 지연 데이터에 의한 검사의 경우를 예시하기 위한 모식도이다.
도 8은 제2 실시형태에 따른 패턴 검사 장치를 예시하기 위한 블록도.
도 9는 반사 검사부의 작용을 예시하기 위한 모식도.
도 10은 다른 실시형태에 따른 검사부를 예시하기 위한 블록도.
도 11은 제3 실시형태에 따른 패턴 검사 장치를 예시하기 위한 블록도.
도 12는 다른 실시형태에 따른 검사부를 예시하기 위한 블록도.
도 13의 (A)는 정해진 반복 주기를 갖는 스트립(strip)형 패턴의 모식 확대도, 도 13의 (B)는 도 13의 (A)에서의 선 I-I를 따라 취한 출력 레벨의 프로파일, 도 13의 (C)는 정해진 반복 주기를 갖는 스트립형 패턴의 모식 확대도, 도 13의 (D)는 도 13의 (C)에서의 선 J-J를 따라 취한 출력 레벨의 프로파일, 도 13의 (E)는 정해진 반복 주기를 갖는 점형 패턴의 모식 확대도, 도 13의 (F)는 도 13의 (E)에서의 선 K-K를 따라 취한 출력 레벨의 프로파일.
도 14는 제4 실시형태에 따른 패턴 검사 장치를 예시하기 위한 블록도.
도 15는 패턴 추출부, 패턴 지연부, 비교부, 판정부를 예시하기 위한 블록도.
도 16은 가변 템플릿에 대해서 예시하기 위한 블록도.
도 17은 제5 실시형태에 따른 패턴 검사 장치를 예시하기 위한 블록도.
도 18의 (A)는 패턴의 주기적인 구조를 예시하기 위한 모식도, 도 18의 (B)는 패턴의 형상 조건과 반사율의 관계를 예시하기 위한 모식 그래프도.
도 19는 표면에 설치된 막이 차지하는 비율과 반사율, 투과율과의 관계를 예시하기 위한 모식도.
도 20의 (A)는 표면에 막이 설치된 패턴의 구조를 예시하기 위한 모식도, 도 20의 (B)는 패턴의 표면에 설치된 막의 두께와 반사율과의 관계를 예시하기 위한 모식 그래프도.
도 21의 (A), 도 21의 (B)는 표면에 막이 설치된 패턴의 구조를 예시하기 위한 모식도, 도 21의 (C)는 패턴의 높이 치수와 반사율과의 관계를 예시하기 위한 모식 그래프도.
도 22는 제7 실시형태에 따른 패턴 검사 방법에 대해서 예시하기 위한 흐름도.
도 23은 제8 실시형태에 따른 패턴 검사 방법에 대해서 예시하기 위한 흐름도.
도 24는 제9 실시형태에 따른 패턴 검사 방법에 대해서 예시하기 위한 흐름도.
도 25는 제10 실시형태에 따른 패턴 검사 방법에 대해서 예시하기 위한 흐름도.
도 26은 제11 실시형태에 따른 패턴 검사 방법에 대해서 예시하기 위한 흐름도.
도 27은 제12 실시형태에 따른 패턴 검사 방법에 대해서 예시하기 위한 흐름도.
도 28은 제13 실시형태에 따른 패턴 검사 방법에 대해서 예시하기 위한 흐름도.
도 29는 제14 실시형태에 따른 패턴 검사 방법에 대해서 예시하기 위한 흐름도.

이하, 도면을 참조하면서, 실시형태에 대해서 예시를 한다. 또한 각 도면중, 같은 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이고 상세한 설명은 적절하게 생략한다.

[제1 실시형태]

도 1은 제1 실시형태에 따른 패턴 검사 장치를 예시하기 위한 블록도이다. 또한, 도 1은 일례로서, 다이 투 다이(Die-to-Die)법을 이용하여 패턴을 검사하는 패턴 검사 장치를 예시하는 것이다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 패턴 검사 장치(1)에는, 검출 데이터 작성부(2)(제1 검출 데이터 작성부), 검사부(3)가 설치되어 있다.

그리고, 검출 데이터 작성부(2)에는, 광원(21), 조명 광학계(22), 배치부(23), 결상 광학계(24), 검출부(25), 변환부(26)가 설치되어 있다.

검출 데이터 작성부(2)는, 피검사체(100)에 형성된 패턴의 광학 화상에 기초하여 검출 데이터(제1 검출 데이터)를 작성한다. 또한, 투과광에 기초한 검출 데이터와, 반사광에 기초한 검출 데이터를 각각 작성할 수 있게 되어 있다.

광원(21)은, 검사광(21a)을 출사한다. 광원(21)으로서는, 백색광, 단색광, 코히어런트광 등을 출사하는 각종 광원을 이용할 수 있다. 이 경우, 미세한 패턴의 검사를 행하기 위해서는, 파장이 짧은 검사광(21a)을 출사할 수 있는 것으로 하는 것이 바람직하다. 이와 같은 것으로서는, 예컨대 파장이 266 ㎚인 검사광(21a)을 출사하는 YAG 레이저 광원 등을 예시할 수 있다. 단, 레이저 광원으로 한정되는 것이 아니고, 패턴의 크기 등에 따라 적절하게 변경할 수 있다.

조명 광학계(22)는, 투과 조명 광학계(22a)와 반사 조명 광학계(22b)를 갖는다.

투과 조명 광학계(22a), 반사 조명 광학계(22b)는 렌즈나 미러 등의 각종 광학 요소를 구비한 것으로 할 수 있다.

또한, 투과 조명 광학계(22a), 반사 조명 광학계(22b)에 구비되는 광학 요소의 종류, 배치, 수 등은 예시한 것에 한정되는 것이 아니고, 적절하게 변경할 수 있다. 예컨대 조리개, 빔 분할기, 배율 교환기, 줌 기구 등의 다른 광학 요소를 적절하게 설치하도록 할 수도 있다.

투과 조명 광학계(22a)는, 광원(21)으로부터 출사된 검사광(21a)을 피검사체(100)의 표면측에 유도하여, 피검사체(100)의 검사 영역으로부터의 투과광을 발생시킨다.

반사 조명 광학계(22b)는, 광원(21)으로부터 출사된 검사광(21a)을 피검사체(100)의 이면측에 유도하여, 피검사체(100)의 검사 영역으로부터의 반사광을 발생시킨다.

또한, 투과 조명 광학계(22a), 반사 조명 광학계(22b)는 검사 영역에서의 조사 부분의 크기를 제어한다.

배치부(23)는, 피검사체(100)를 배치, 유지한다. 또한, 배치부(23)에는 도시하지 않는 이동 수단이 설치되어, 배치부(23)에 배치된 피검사체(100)의 위치를 이동시킴으로써 검사가 행해지는 위치를 변화시킬 수 있도록 되어 있다. 또한 도시하지 않는 이동 수단은 반드시 배치부(23)에 설치할 필요는 없고, 검사가 행해지는 위치가 상대적으로 변화하도록 되어 있으면 좋다. 예컨대 도시하지 않는 이동 수단에 의해 조명 광학계(22), 결상 광학계(24), 검출부(25) 등의 위치가 변화하도록 되어 있어도 좋다.

결상 광학계(24)는, 렌즈나 미러 등의 각종 광학 요소를 구비한 것으로 할 수 있다.

또한, 결상 광학계(24)에 구비되는 광학 요소의 종류, 배치, 수 등은 예시를 한 것에 한정되는 것이 아니고 적절하게 변경할 수 있다. 예컨대 조리개, 빔 분할기, 배율 교환기, 줌 기구 등의 다른 광학 요소를 적절하게 설치하도록 할 수도 있다. 결상 광학계(24)는, 피검사체(100)로부터의 투과광, 반사광을 검출부(25)의 수광면에 유도하여 수광면 위에 광학 이미지를 결상시킨다.

검사광(21a)의 파장보다 패턴의 치수가 짧아지는 경우에는, 패턴을 광학적으로 해상할 수 없는 경우가 있다. 이와 같은 경우에는, 광학적으로 해상되지 않는 패턴(이후, 해상 한계 이하의 패턴으로 지칭)의 화상이 검출부(25)의 수광면에 결상된다. 예컨대 라인 앤드 스페이스 패턴의 경우, 검사광(21a)의 파장을 193 ㎚, 개구수(NA)를 0.8로 하면, 피치 치수(L+S)가 48 ㎚인 패턴은, 검사광(21a)의 파장의 1/2 이하의 피치 치수의 패턴이 되기 때문에, 광학적으로 해상되지 않는 패턴(해상 한계 이하의 패턴)이 된다.

검출부(25)에는, 투과광이 입사하는 검출부(25a)와, 반사광이 입사하는 검출부(25b)가 있다. 검출부(25a, 25b)는 수광면에 입사한 광의 강도에 따른 전기 신호를 출력한다.

검출부(25a, 25b)로서는, 예컨대 CCD(Charge Coupled Device) 라인 센서, CCD 영역 센서, TDI(Time Delay and Integration) 센서(축적형 센서) 등을 예시할 수 있다. 단, 이들에 한정되는 것은 아니고, 입사한 광을 광전 변환할 수 있는 것을 적절하게 선택할 수 있다.

변환부(26)에는 변환부(26a, 26b)가 있다.

변환부(26a)는 검출부(25a)로부터 출력된 전기 신호를 A/D 변환한다. 또한 A/D 변환된 전기 신호를 화상 데이터로 변환함으로써 검출 데이터를 작성한다.

변환부(26b)는, 검출부(25b)로부터 출력된 전기 신호를 A/D 변환한다. 또한 A/D 변환된 전기 신호를 화상 데이터로 변환함으로써 검출 데이터를 작성한다.

검사부(3)는, 투과광에 기초한 검출 데이터를 이용하여 검사를 행하는 투과 검사부(3a)와, 반사광에 기초한 검출 데이터를 이용하여 검사를 행하는 반사 검사부(3b)를 갖는다.

투과 검사부(3a)에 설치되는 각 요소와, 반사 검사부(3b)에 설치되는 각 요소는 같은 것으로 할 수 있다. 이 때문에, 일례로서, 반사 검사부(3b)에 설치되는 각 요소에 대해서 예시를 한다.

반사 검사부(3b)에는, 지연부(31)(제1 지연부), 식별부(32)(제1 식별부), 추출부(33)(제1 추출부), 출력 변위 연산부(34), 판정부(35), 논리합 연산부(36)(제1 논리합 연산부)가 설치되어 있다.

전술한 바와 같이, 패턴 검사 장치(1)는, 다이 투 다이(Die-to-Die)법을 이용하여 패턴을 검사하는 것이기 때문에, 지연부(31)에서 비교 대상이 되는 참조 데이터를 작성한다.

예컨대 지연부(31)는, 입력된 검출 데이터를 패턴의 반복 피치에 상당하는 분만큼 시간 지연시킴으로써, 비교 대상이 되는 데이터(이후, 지연 데이터로 지칭)를 작성한다. 즉, 지연부(31)는 입력된 검출 데이터의 전기 신호의 파형을 바꾸지 않고 전달에 일정한 시간 지연을 만듦으로써 지연 데이터(제1 지연 데이터)를 작성한다. 그리고, 지연부(31)는 작성된 지연 데이터를 식별부(32), 추출부(33)를 향해 출력한다.

식별부(32)에는, 검출 데이터와 지연 데이터가 입력된다.

식별부(32)는, 입력된 검출 데이터, 지연 데이터가 전술한 해상 한계 이하의 패턴의 화상에 관한 데이터인지의 여부를 식별한다.

도 2는 식별부를 예시하기 위한 블록도이다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 식별부(32)에는, 판정부(32a1, 32a2, 32b1, 32b2), 논리곱 연산부(32a3, 32b3), 논리합 연산부(324)가 설치되어 있다.

판정부(32a1, 32a2)는, 입력된 검출 데이터에 대하여 상한 및 하한의 2개의 임계값을 이용하여 판정한다. 예컨대 판정부(32a1)가 하한의 임계값을 이용하여 판정하는 것으로 하고, 판정부(32a2)가 상한의 임계값을 이용하여 판정하는 것으로 할 수 있다.

판정부(32b1, 32b2)는, 입력된 지연 데이터에 대하여 상한 및 하한의 2개의 임계값을 이용하여 판정한다. 예컨대 판정부(32b1)가 하한의 임계값을 이용하여 판정하는 것으로 하고, 판정부(32b2)가 상한의 임계값을 이용하여 판정하는 것으로 할 수 있다.

도 3은, 해상 한계 이하의 패턴의 화상에 관한 데이터인지의 여부를 판정하는 방법을 예시하기 위한 모식도이다.

또한, 도 3의 (A)는 광학적으로 해상할 수 있는 패턴과 해상 한계 이하의 패턴을 예시하기 위한 모식도이다. 도 3의 (B)는 해상 한계 이하의 패턴을 예시하기 위한 모식 확대도, 도 3의 (C)는 소위 패턴 위의 오픈 결함을 예시하기 위한 모식 확대도, 도 3의 (D)는 소위 패턴 위의 쇼트 결함을 예시하기 위한 모식 확대도이다. 도 3의 (E)는 패턴과 출력 레벨(검출 데이터 또는 지연 데이터의 출력 레벨)의 관계를 예시하기 위한 모식 그래프도이다.

도 3의 (A)에 도시하는 바와 같이, 해상 한계 이하의 패턴은 패턴의 화상이 해상되지 않기 때문에, 도 3의 (B)에 나타낸 바와 같은 패턴이 존재했다고 해도 도면중 A부에 나타낸 바와 같은 대략 균일한 분포의 화상이 된다. 한편, 광학적으로 해상할 수 있는 패턴은 패턴의 화상이 해상된다. 여기서는 일례로서, 도면중 B부에 나타낸 바와 같은 스트립형 패턴의 화상이 해상된 경우에 대해서 예시한다.

이 경우, 스트립형 패턴 중, 명부(B1)의 출력 레벨은 암부(B2)의 출력 레벨보다 높아진다. 또한, 일반적으로는 A부의 출력 레벨은, 명부(B1)의 출력 레벨과 암부(B2)의 출력 레벨 사이가 된다.

이 때문에 도 3의 (E)에 도시하는 바와 같은 명부(B1), 암부(B2), A부의 관계가 되기 때문에, 광학적으로 해상할 수 있는 패턴과 해상 한계 이하의 패턴을 식별할 수 있다.

이 때, 해상 한계 이하의 패턴은 대략 균일한 분포가 되기 때문에, 하한의 임계값(th1)과 상한의 임계값(th2)을 이용함으로써 식별 정밀도를 높일 수 있다. 또한, 임계값(th1), 임계값(th2)은 실험이나 시뮬레이션 등에 의해 미리 구하도록 할 수 있다.

이 때문에 논리곱 연산부(32a3)에 의해, 판정부(32a1, 32a2)의 판정 결과를 논리곱 연산함으로써, 입력된 검출 데이터가 해상 한계 이하의 패턴의 화상에 관한 데이터인지의 여부를 식별할 수 있다.

또한 논리곱 연산부(32b3)에 의해, 판정부(32b1, 32b2)의 판정 결과를 논리곱 연산함으로써, 입력된 지연 데이터가 해상 한계 이하의 패턴의 화상에 관한 데이터인지의 여부를 식별할 수 있다.

또한, A부의 출력 레벨이 명부(B1)의 출력 레벨과 암부(B2)의 출력 레벨 사이가 되는 경우를 예시했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 A부의 출력 레벨이 명부(B1)의 출력 레벨보다 높아지거나, A부의 출력 레벨이 암부(B2)의 출력 레벨보다 낮아진 경우라도 마찬가지로 하여 광학적으로 해상할 수 있었던 패턴과 해상 한계 이하의 패턴을 식별할 수 있다.

그리고, 논리합 연산부(324)에 의해, 논리곱 연산부(32a3)에 의한 식별 결과와, 논리곱 연산부(32b3)에 의한 식별 결과가 논리합 연산된다. 논리곱 연산부(32a3)에 의한 식별 결과와, 논리곱 연산부(32b3)에 의한 식별 결과 중, 하나 이상이 해상 한계 이하의 패턴이라는 식별 결과인 경우에는, 논리합 연산부(324)는, 추출부(33)를 향해 「식별 플래그」를 출력한다.

전술한 바와 같이, 검출 데이터의 전기 신호의 파형과, 지연 데이터의 전기 신호의 파형은 동일하다. 이 때문에 논리합 연산부(324)에 의해 논리합 연산하도록 하면, 어느 데이터에 큰 결함이 있거나, 프로세스 등의 요인으로 출력 레벨이 변동하거나 하는 경우라도 적절한 식별을 할 수 있다. 즉, 임계값이 적절하게 설정되어 있으면, 한쪽 이상의 데이터에 기초하는 식별 결과로부터 해상 한계 이하의 패턴인지의 여부를 적절히 식별할 수 있다.

추출부(33)는, 논리합 연산부(324)로부터의 「식별 플래그」가 입력된 경우에는, 대응하는 검출 데이터와 지연 데이터를 출력 변위 연산부(34)를 향해 출력한다. 즉, 해상 한계 이하의 패턴의 데이터인 것으로 식별된 검출 데이터와 지연 데이터를 출력 변위 연산부(34)를 향해 출력한다.

출력 변위 연산부(34)는, 추출부(33)를 통해 입력된 검출 데이터에 대하여 연산하는 출력 변위 연산부(34a)(제1 출력 변위 연산부)와, 추출부(33)를 통해 입력된 지연 데이터에 대하여 연산하는 출력 변위 연산부(34b)(제2 출력 변위 연산부)를 갖는다. 출력 변위 연산부(34a)는, 입력된 검출 데이터의 주목 화소(패턴 검사에서 주목하는 부분)에 대한 주변 영역의 출력 레벨의 평균값을 연산하고, 입력된 검출 데이터의 출력 레벨과 주변 영역의 출력 레벨의 평균값의 차를 더 연산하는 기능을 갖는다.

출력 변위 연산부(34b)는, 입력된 지연 데이터의 주목 화소에 대한 주변 영역의 출력 레벨의 평균값을 연산하고, 입력된 지연 데이터의 출력 레벨과 주변 영역의 출력 레벨의 평균값의 차를 더 연산하는 기능을 갖는다.

판정부(35)는, 출력 변위 연산부(34a)로부터의 입력에 기초하여 결함의 유무를 판정하는 판정부(35a)(제1 판정부)와, 출력 변위 연산부(34b)로부터의 입력에 기초하여 결함의 유무를 판정하는 판정부(35b)(제2 판정부)를 갖는다.

도 4는 출력 변위 연산부, 판정부, 논리합 연산부를 예시하기 위한 모식도이다.

또한 도 4의 (A)는 출력 변위 연산부, 판정부, 논리합 연산부를 예시하기 위한 블록도, 도 4의 (B)는 주목 화소, 주변 영역을 예시하기 위한 모식도이다.

또한 출력 변위 연산부(34a)와 출력 변위 연산부(34b), 판정부(35a)와 판정부(35b)는, 각각 같은 구성으로 할 수 있기 때문에, 여기서는 일례로서 출력 변위 연산부(34a), 판정부(35a)의 경우를 예시한다.

도 4의 (A)에 도시하는 바와 같이, 출력 변위 연산부(34a)에는, 주변 영역 추출부(341), 평균값 연산부(342), 레벨차 연산부(343)가 설치되어 있다.

주변 영역 추출부(341)는, 입력된 검출 데이터의 주목 화소(101)에 대한 주변 영역(102)을 추출한다.

예컨대 도 4의 (B)에 예시한 바와 같이, 입력된 검출 데이터의 주목 화소(101), 즉 패턴 검사에서 주목하는 부분에 대한 주변 영역(102)을 추출한다. 또한 주변 영역(102)의 위치, 크기, 형상 등은 미리 설정되어 있도록 할 수 있고, 적절하게 변경할 수 있도록 할 수도 있다.

평균값 연산부(342)는, 주변 영역 추출부(341)에 의해 추출된 주변 영역(102)의 출력 레벨의 평균값을 연산한다.

레벨차 연산부(343)는, 평균값 연산부(342)에 의해 연산된 주변 영역(102)의 출력 레벨의 평균값과, 입력된 검출 데이터의 출력 레벨의 차를 연산한다.

판정부(35a)에는, 판정부(351), 판정부(352), 논리합 연산부(353)가 설치되어 있다.

판정부(351, 352)는 레벨차 연산부(343)를 통해 입력된 데이터에 대하여 상한 및 하한의 2개의 임계값을 이용하여 결함의 유무를 판정한다. 이 경우, 예컨대 판정부(351)가 하한의 임계값을 이용하여 결함의 유무를 판정하는 것으로 하고, 판정부(352)가 상한의 임계값을 이용하여 결함의 유무를 판정하는 것으로 할 수 있다. 이 경우, 판정부(351, 352)는 각각의 임계값을 초과했을 때에 결함이 있다는 판정을 하도록 할 수 있다.

논리합 연산부(353)는 판정부(351, 352)의 판정 결과를 논리합 연산한다. 이 때문에 판정부(351, 352)의 판정 결과 중, 하나 이상이 결함이 있다는 판정 결과인 경우에는, 논리합 연산부(353)는 논리합 연산부(36)를 향해 「결함 있음의 플래그」를 출력한다.

이상은, 출력 변위 연산부(34a), 판정부(35a)의 경우이지만, 출력 변위 연산부(34b), 판정부(35b)의 경우에는 전술한 검출 데이터 대신에 지연 데이터가 입력된다. 그리고, 전술한 것과 마찬가지로 하여 지연 데이터에 대한 결함의 유무가 판정된다.

도 5는, 출력 변위 연산부를 설치하는 효과를 예시하기 위한 모식도이다.

도 5의 (A), 도 5의 (B)는 출력 변위 연산부를 설치하지 않은 경우, 도 5의 (C), 도 5의 (D)는 출력 변위 연산부를 설치한 경우이다. 또한 도 5의 (B)는 도 5의 (A)에서의 선 C-C를 따라 취한 출력 레벨의 프로파일, 도 5의 (D)는 도 5의 (C)에서의 선 D-D를 따라 취한 출력 레벨의 프로파일이다. 또한 도 5의 (A), 도 5의 (B) 중 E1, 도 5의 (C), 도 5의 (D) 중 E2가 결함부이다.

도 5의 (A)에 도시하는 결함부(E1)가 있는 경우에는, 도 5의 (B)에 도시하는 바와 같이 결함부(E1)의 출력 레벨이 주변 영역의 출력 레벨보다 높아진다.

도 5의 (C)에 도시하는 바와 같은 결함부(E2)가 있는 경우에도, 도 5의 (D)에 도시하는 바와 같이 결함부(E2)의 출력 레벨이 주변 영역의 출력 레벨보다 높아진다.

그러나, 도 5의 (C), 도 5의 (D)는 출력 변위 연산부(34)를 설치하고 있는 경우이기 때문에, 주변 영역(102)의 출력 레벨의 평균값이 빠지게 된다. 이 때문에 도 5의 (D)에 도시하는 바와 같이 결함부(E2)의 주변 영역의 출력 레벨이 평탄화된다. 그 결과, 결함부(E2)의 출력 레벨을 S, 주위 영역의 출력 레벨의 최대값을 N으로 한 경우, 결함 판정에서의 S/N비를 향상시킬 수 있기 때문에, 판정부(35)에서 보다 미세한 결함까지 판정하는 것이 가능해진다.

도 5에 예시한 것은, 결함부의 출력 레벨이 높아지는 경우(결함부가 밝아지는 경우)이다. 이 경우, 결함부의 출력 레벨이 낮아지는 경우(결함부가 어두워지는 경우)도 있다. 단, 출력 변위 연산부(34)를 설치함으로써 결함부의 주변 영역의 출력 레벨이 평탄화되는 것에는 틀림없다. 이 때문에 결함부의 출력 레벨이 낮아지는 경우라도, 출력 변위 연산부(34)를 설치함으로써 결함 판정에서의 S/N비를 향상시킬 수 있어, 판정부(35)에서 보다 미세한 결함까지 판정하는 것이 가능해진다.

논리합 연산부(36)는, 판정부(35a)에서의 판정 결과와, 판정부(35b)에서의 판정 결과를 논리합 연산하고, 그 결과를 반사광에 기초한 패턴의 검사 결과로서 출력한다. 즉, 판정부(35a)에서의 판정 결과와, 판정부(35b)에서의 판정 결과 중, 하나 이상이 결함이 있다는 판정 결과인 경우에는, 논리합 연산부(36)로부터 결함이 있다는 검사 결과가 출력된다.

이상, 반사 검사부(3b)에 설치되는 각 요소에 대해서 예시했지만, 투과 검사부(3a)에 설치되는 각 요소도 같은 것으로 할 수 있다. 그리고, 투과 검사부(3a)에는, 변환부(26a)로부터의 검출 데이터, 즉 투과광에 기초한 검출 데이터가 입력되고, 전술한 반사 검사부(3b)의 경우와 마찬가지로 하여 결함의 유무가 검사된다.

또한, 투과 검사부(3a)와 반사 검사부(3b)가 설치된 경우를 예시했지만, 어느 하나가 설치되도록 할 수도 있다. 단, 투과 검사부(3a)와 반사 검사부(3b)를 설치하도록 하면 보다 적절한 검사를 할 수 있다.

이상은, 해상 한계 이하의 패턴을 검사하는 경우이다. 이 경우, 검사 대상이 되는 패턴에 광학적으로 해상할 수 있는 패턴이 포함되어 있는 경우가 있다. 이 때문에 도 1에 도시하는 바와 같이 검출 데이터와 지연 데이터를 외부에 추출하는 출력부(30)를 설치하여, 출력부(30)에 광학적으로 해상할 수 있는 패턴을 검사하는 도시하지 않는 검사부를 접속할 수 있게 되어 있다. 또한 광학적으로 해상할 수 있는 패턴을 검사하는 검사부에는 기지의 기술을 적용시킬 수 있기 때문에, 그 설명은 생략한다.

도 6은, 다른 실시형태에 따른 검사부를 예시하기 위한 블록도이다.

본 실시형태에 따른 패턴 검사 장치는, 피검사체(100)에 형성된 패턴의 투과광에 의한 광학 화상에 기초하여 검출 데이터(제2 검출 데이터)를 작성하는 검출 데이터 작성부(제2 검출 데이터 작성부)와, 검출 데이터를 시간 지연시킴으로써 지연 데이터(제2 지연 데이터)를 작성하는 지연부(제2 지연부)를 구비하고 있다(예컨대 도 1에서의 투과광에 의해 검사를 하는 부분). 또한 피검사체(100)에 형성된 패턴의 반사광에 의한 광학 화상에 기초하여 검출 데이터(제3 검출 데이터)를 작성하는 검출 데이터 작성부(제3 검출 데이터 작성부)와, 검출 데이터를 시간 지연시킴으로써 지연 데이터(제3 지연 데이터)를 작성하는 지연부(제3 지연부)를 포함하고 있다(예컨대 도 1에서의 반사광에 의해 검사하는 부분).

검사부(13)는, 투과광에 기초한 검출 데이터를 이용하여 검사하는 투과 검사부(13a)와, 반사광에 기초한 검출 데이터를 이용하여 검사하는 반사 검사부(13b)와, 논리합 연산부(136)(제2 논리합 연산부)를 갖는다.

투과 검사부(13a)에는, 지연부(31), 식별부(32a)(제2 식별부), 추출부(33a)(제2 추출부), 출력 변위 연산부(34c)(제3 출력 변위 연산부), 출력 변위 연산부(34d)(제4 출력 변위 연산부), 레벨차 연산부(134a)(제1 레벨차 연산부), 판정부(135a)(제3 판정부)가 설치되어 있다.

반사 검사부(13b)에는, 지연부(31), 식별부(32b)(제3 식별부), 추출부(33b)(제3 추출부), 출력 변위 연산부(34a)(제5 출력 변위 연산부), 출력 변위 연산부(34b)(제6 출력 변위 연산부), 레벨차 연산부(134b)(제2 레벨차 연산부), 판정부(135b)(제4 판정부)가 설치되어 있다.

출력 변위 연산부(34c)는, 투과광에 의해 취득된 검출 데이터에 기초하여 연산한다. 즉, 입력된 검출 데이터의 주목 화소에 대한 주변 영역의 출력 레벨의 평균값을 연산하고, 입력된 검출 데이터의 출력 레벨과 주변 영역의 출력 레벨의 평균값의 차를 더 연산한다.

출력 변위 연산부(34d)는, 투과광에 의해 취득된 검출 데이터로부터 작성된 지연 데이터에 기초하여 연산한다. 즉, 입력된 지연 데이터의 주목 화소에 대한 주변 영역의 출력 레벨의 평균값을 연산하고, 입력된 지연 데이터의 출력 레벨과 주변 영역의 출력 레벨의 평균값의 차를 더 연산한다.

출력 변위 연산부(34a)는, 반사광에 의해 취득된 검출 데이터에 기초하여 연산한다. 즉, 입력된 검출 데이터의 주목 화소에 대한 주변 영역의 출력 레벨의 평균값을 연산하고, 입력된 검출 데이터의 출력 레벨과 주변 영역의 출력 레벨의 평균값의 차를 더 연산한다.

출력 변위 연산부(34b)는, 반사광에 의해 취득된 검출 데이터로부터 작성된 지연 데이터에 기초하여 연산한다. 즉, 입력된 지연 데이터의 주목 화소에 대한 주변 영역의 출력 레벨의 평균값을 연산하고, 입력된 지연 데이터의 출력 레벨과 주변 영역의 출력 레벨의 평균값의 차를 더 연산한다.

레벨차 연산부(134a)는, 출력 변위 연산부(34c)에서의 연산값과, 출력 변위 연산부(34a)에서의 연산값의 차를 연산한다.

레벨차 연산부(134b)는, 출력 변위 연산부(34b)에서의 연산값과, 출력 변위 연산부(34d)에서의 연산값의 차를 연산한다.

판정부(135a)는, 레벨차 연산부(134a)로부터의 입력에 기초하여 결함의 유무를 판정한다.

판정부(135b)는, 레벨차 연산부(134b)로부터의 입력에 기초하여 결함의 유무를 판정한다.

판정부(135a, 135b)에서의 판정은, 정해진 임계값을 이용하여 행하도록 할 수 있다.

또한, 논리합 연산부(136)는, 판정부(135a, 135b)의 판정 결과를 논리합 연산한다. 이 때문에 판정부(135a, 135b)의 판정 결과 중, 하나 이상이 결함이 있다는 판정 결과인 경우에는, 논리합 연산부(136)로부터 결함이 있다는 검사 결과가 출력된다.

여기서, 전술한 검사부(3)의 경우에는, 투과광에 기초하는 검출 데이터와 지연 데이터, 반사광에 기초하는 검출 데이터와 지연 데이터에 의해 각각 결함의 유무를 판정하도록 하고 있다.

이것에 대하여, 검사부(13)의 경우에는, 투과광에 기초하는 검출 데이터와 반사광에 기초하는 검출 데이터, 투과광에 기초하는 지연 데이터와 반사광에 기초하는 지연 데이터에 의해 각각 결함의 유무를 판정하도록 하고 있다.

도 7은 검사부의 작용을 예시하기 위한 모식도이다.

도 7의 (A), 도 7의 (B)는 투과광에 기초하는 검출 데이터와 지연 데이터에 의한 검사의 경우, 도 7의 (C), 도 7의 (D)는 반사광에 기초하는 검출 데이터와 지연 데이터에 의한 검사의 경우, 도 7의 (E), 도 7의 (F)는 투과광에 기초하는 검출 데이터와 반사광에 기초하는 검출 데이터, 투과광에 기초하는 지연 데이터와 반사광에 기초하는 지연 데이터에 의한 검사의 경우이다. 또한 도 7의 (B)는 도 7의 (A)에서의 선 F-F를 따라 취한 출력 레벨의 프로파일, 도 7의 (D)는 도 7의 (C)에서의 선 G-G를 따라 취한 출력 레벨의 프로파일, 도 7의 (F)는 도 7의 (E)에서의 선 H-H를 따라 취한 출력 레벨의 프로파일이다. 또한 도 7의 (A), 도 7의 (B) 중 E3, 도 7의 (C), 도 7의 (D) 중 E4, 도 7의 (E), 도 7의 (F) 중 E5가 결함부이다.

즉, 도 7의 (A)∼도 7의 (D)는 검사부(3)에 의한 검사의 경우, 도 7의 (E), 도 7의 (F)는 검사부(13)에 의한 검사의 경우이다.

검사부(3)에 의한 검사의 경우에는, 투과광과 반사광에서 극성이 반전되기 때문에, 한쪽이 출력 레벨이 높은 결함부(E3)(결함부가 밝아지는 경우), 다른 쪽이 출력 레벨이 낮은 결함부(E4)(결함부가 어두워지는 경우)가 되는 경우가 있다.

이 때문에 검사부(13)에 의한 검사의 경우에는, 투과광에 기초하는 데이터와 반사광에 기초하는 데이터의 차를 취함으로써(한쪽 극성을 반전시키고 양자를 합함) 결함부를 강조하도록 하고 있다.

즉, 결함부의 출력 레벨은, 예컨대 투과광에 의한 결함부의 출력 레벨과, 극성이 반전된 반사광에 의한 결함부의 출력 레벨의 합이 된다.

여기서, 투과광에 의한 경우의 주변 영역의 출력 레벨(노이즈 성분의 출력 레벨)과, 반사광에 의한 경우의 주변 영역의 출력 레벨(노이즈 성분의 출력 레벨)은 독립이다.

이 때문에 투과광에 기초하는 데이터와 반사광에 기초하는 데이터의 차를 취하는 경우, 주변 영역의 출력 레벨은, 투과광에 의한 경우의 주변 영역의 출력 레벨과 반사광에 의한 경우의 주변 영역의 출력 레벨의 제곱합이 된다.

이 경우, 예컨대 투과광에 의한 결함부의 출력 레벨을 S, 반사광에 의한 결함부의 출력 레벨을 -S, 주변 영역의 출력 레벨이 투과광에 의한 경우, 반사광에 의한 경우 모두 N으로 하면, 결함부의 출력 레벨은 2S, 주변 영역의 출력 레벨은 1.4 N이 된다.

이 때문에 결함 판정에서의 S/N비를 더 향상시킬 수 있기 때문에, 더 미세한 결함까지 판정하는 것이 가능해진다.

본 실시형태에 의하면, 광학적으로 해상할 수 없는 패턴이어도 충분한 검사 감도를 얻을 수 있다.

또한, 출력 변위 연산부를 설치함으로써, 주변 영역의 출력 레벨을 평탄화할 수 있다. 이 때문에 결함 판정에서의 S/N비를 향상시킬 수 있기 때문에, 보다 미세한 결함까지 판정할 수 있다.

또한, 투과광에 기초하는 데이터와 반사광에 기초하는 데이터의 차를 취함으로써(한쪽 극성을 반전시키고 양자를 합함) 결함부를 강조할 수 있다. 이 때문에 결함 판정에서의 S/N비를 더 향상시킬 수 있기 때문에, 더 미세한 결함까지 판정할 수 있다.

[제2 실시형태]

도 8은, 제2 실시형태에 따른 패턴 검사 장치를 예시하기 위한 블록도이다. 또한, 도 8은 일례로서, 다이 투 데이터베이스(Die-to-Database)법을 이용하여 패턴을 검사하는 패턴 검사 장치를 예시하는 것이다.

도 8에 도시하는 바와 같이, 패턴 검사 장치(51)에는, 검출 데이터 작성부(2a), 참조 데이터 작성부(40)(제1 참조 데이터 작성부), 검사부(53)가 설치되어 있다.

그리고, 검출 데이터 작성부(2a)에는, 광원(21), 조명 광학계(22), 배치부(23), 결상 광학계(24), 검출부(25), 변환부(26), 위치 검출부(27)가 설치되어 있다.

위치 검출부(27)는, 배치부(23)의 위치 정보를 취득하여 후술하는 데이터 작성부(43)에 위치 정보를 제공한다. 위치 검출부(27)로서는, 예컨대 레이저 간섭계나 선형 인코더 등을 예시할 수 있다. 단, 이들에 한정되는 것은 아니고, 배치부(23)의 위치 정보를 전기 신호로 변환할 수 있는 것을 적절하게 선택할 수 있다. 참조 데이터 작성부(40)에는, 데이터 저장부(41), 데이터 전개부(42), 데이터 작성부(43)가 설치되어 있다.

참조 데이터 작성부(40)는, 데이터 저장부(41)에 저장된 설계 데이터 등에 기초하여 참조 데이터(제1 참조 데이터)를 작성한다. 즉, 참조 데이터 작성부(40)는, 피검사체(100)에 형성된 패턴에 관한 참조 데이터를 작성한다.

데이터 저장부(41)는, 패턴의 형성에 이용되는 작화(作畵, delineation) 데이터나 작화 데이터로 변환되기 전의 설계 데이터 등을 저장한다.

데이터 전개부(42)는, 데이터 저장부(41)로부터 제공된 설계 데이터 등을 비트 패턴으로 전개한다.

데이터 작성부(43)는, 비트 패턴으로 전개된 데이터를 도형 해석함으로써 참조 데이터를 작성한다. 이 때, 검출 데이터의 분해능에 맞춰 참조 데이터가 작성된다.

또한, 데이터 작성부(43)는, 위치 검출부(27)로부터 제공된 배치부(23)의 위치 정보에 기초하여, 참조 데이터로부터 대상이 되는 부분의 참조 데이터를 추출하여 출력한다. 즉, 배치부(23)의 위치 정보로부터 배치부(23)에 유지된 피검사체(100)의 검사 영역에 관한 위치 정보를 취득하고, 검사 영역의 위치[검출부(25)에 의한 데이터의 취득 위치]에 맞춰 참조 데이터로부터 대상이 되는 부분의 참조 데이터를 추출하여 출력한다.

데이터 작성부(43)에는, 후술하는 투과 검사부(53a)에 참조 데이터를 제공하는 데이터 작성부(43a)와, 반사 검사부(53b)에 참조 데이터를 제공하는 데이터 작성부(43b)가 있다. 이 경우, 데이터 작성부(43a)와, 데이터 작성부(43b)는 같은 것으로 할 수 있다.

검사부(53)는, 투과광에 기초한 검출 데이터를 이용하여 검사하는 투과 검사부(53a)와, 반사광에 기초한 검출 데이터를 이용하여 검사하는 반사 검사부(53b)를 갖는다.

투과 검사부(53a), 반사 검사부(53b)에는, 계조 변환부(52)(제1 계조 변환부), 레벨차 연산부(54)(제3 레벨차 연산부), 판정부(55)(제5 판정부)가 설치되어 있다.

여기서, 투과 검사부(53a)에 설치되는 각 요소와, 반사 검사부(53b)에 설치되는 각 요소는 같은 것으로 할 수 있다. 이 때문에 일례로서, 반사 검사부(53b)에 설치되는 각 요소에 대해서 예시한다.

전술한 바와 같이 참조 데이터의 작성은, 설계 데이터 등을 비트 패턴으로 전개하여 행한다. 이 때, 대상이 되는 화소마다 전개한 패턴 데이터에 차지하는 비율을 연산하고, 이것에 기초하여 참조 데이터를 작성한다. 이 경우, 예컨대 패턴 데이터에 차지하는 비율이 0%, 50%, 100%인 화소는, 각각 0, 50, 100 등의 수치로 변환되어 참조 데이터가 작성된다.

이와 같은 방법으로 작성된 참조 데이터는, 광학적으로 해상할 수 있는 패턴 에 대해서는, 패턴 데이터에 차지하는 비율에 따른 출력 레벨이 되기 때문에, 검출부(25)의 출력 레벨에 대응한 것이 된다.

그런데, 해상 한계 이하의 패턴에 대해서는, 해상 한계 이하의 패턴의 형상 조건 등에 의해 투과율이나 반사율이 변화되기 때문에, 참조 데이터가 검출부(25)의 출력 레벨에 대응한 것이 되지 않은 경우가 있다.

이 때문에, 본 실시형태에서는, 참조 데이터의 출력 레벨이 검출부(25)의 출력 레벨에 대응한 것이 되도록, 계조 변환부(52)에 의해 출력 레벨을 변환하고 있다.

계조 변환부(52)는, 참조 데이터의 출력 레벨이 검출부(25)의 출력 레벨에 대응한 것이 되도록 출력 레벨을 변환한다. 이 경우, 미리 구한 계조 변환 테이블에 의해 출력 레벨을 변환하도록 할 수 있다. 또한, 계조 변환 테이블은, 실험이나 시뮬레이션 등에 의해 미리 구하도록 할 수 있다.

레벨차 연산부(54)는, 변환부(26b)로부터의 검출 데이터와, 계조 변환부(52)에 의해 출력 레벨의 변환이 된 참조 데이터의 차를 연산한다.

판정부(55)는, 레벨차 연산부(54)로부터의 입력 데이터에 대하여 하한의 임계값을 이용하여 판정하는 판정부(56a), 레벨차 연산부(54)로부터의 입력 데이터에 대하여 상한의 임계값을 이용하여 판정하는 판정부(56b), 논리합 연산부(57)를 갖는다.

논리합 연산부(57)는, 판정부(56a, 56b)에서의 판정 결과를 논리합 연산한다. 이 때문에, 판정부(56a, 56b)의 판정 결과 중, 하나 이상이 결함이 있다는 판정 결과인 경우에는, 논리합 연산부(57)는, 결함이 있다는 검사 결과를 출력한다.

도 9는, 반사 검사부(53b)의 작용을 예시하기 위한 모식도이다.

도 9 중 데이터 P1은 검출 데이터에서의 화상 데이터, 데이터 P2는 참조 데이터에서의 화상 데이터, 데이터 P3은 계조 변환부에 의해 변환된 화상 데이터를 나타내고 있다. 데이터(P1∼P3)의 아래쪽에 그려진 선도는, 각 화상 데이터의 횡방향을 따른 출력 레벨의 프로파일이다.

각 화상 데이터에서의 A, A1, A2는 해상 한계 이하의 패턴, B, B1, B2는 광학적으로 해상할 수 있는 패턴을 나타내고 있다.

또한, 도 9 중 그래프도 J는, 계조 변환 테이블을 그래프도화한 것이다. 이 경우, 그래프도 J중 K부에 도시하는 영역에서 출력 레벨의 변환이 행해지는 것을 나타내고 있다. 도 J는 일례로서, K부에 도시하는 영역에서 출력 레벨을 증가시키는 경우를 예시한 것이다. 또한 계조 변환 테이블은 도 J에 예시한 것에 한정되는 것은 아니고, 적절하게 변경할 수 있다.

전술한 바와 같이, 해상 한계 이하의 패턴의 형상 조건 등에 의해 투과율이나 반사율이 변화되기 때문에, 참조 데이터가 검출부(25)의 출력 레벨에 대응한 것이 되지 않는 경우가 있다. 이 때문에 데이터 P1과 데이터 P2가 상이한 것이 되는 경우가 있다.

그래서, 계조 변환부(52)에 의해 데이터 P2의 출력 레벨을 변환하고, 변환 후의 데이터 P3의 출력 레벨이 데이터 P1의 출력 레벨에 대응한 것이 되도록 하고 있다.

그리고, 데이터 P1과 데이터 P3의 차가 레벨차 연산부(54)에 의해 연산된다. 레벨차 연산부(54)에 의해 연산된 데이터는, 판정부(56a, 56b)에 입력되어 각각 하한의 임계값, 상한의 임계값을 이용하여 판정이 행해진다. 판정부(56a, 56b)에서의 판정 결과는, 논리합 연산부(57)에서 논리합 연산되고, 판정부(56a, 56b)의 판정 결과 중, 하나 이상에 대해서 결함이 있다는 판정 결과인 경우에는, 결함이 있다는 검사 결과가 출력된다.

이상, 반사 검사부(53b)에 설치되는 각 요소에 대해서 예시를 했지만, 투과 검사부(53a)에 설치되는 각 요소도 같은 것으로 할 수 있다. 그리고, 투과 검사부(53a)에는, 변환부(26a)로부터의 검출 데이터, 즉 투과광에 기초한 검출 데이터가 입력되고, 전술한 반사 검사부(53b)의 경우와 마찬가지로 하여 결함의 유무가 검사된다.

또한, 투과 검사부(53a)와 반사 검사부(53b)가 설치된 경우를 예시했지만, 어느 하나가 설치되도록 할 수도 있다. 단, 투과 검사부(53a)와 반사 검사부(53b)를 설치하도록 하면, 보다 적절한 검사를 할 수 있다.

도 10은, 다른 실시형태에 따른 검사부를 예시하기 위한 블록도이다.

도 10에 도시하는 바와 같이, 검사부(153)에는, 계조 변환부(52), 식별부(132)(제4 식별부), 추출부(133)(제4 추출부), 레벨차 연산부(54), 판정부(55)가 설치되어 있다. 또한 검사부(153)에는, 투과광에 기초한 검출 데이터를 이용하여 검사하는 투과 검사부(153a)와, 반사광에 기초한 검출 데이터를 이용하여 검사하는 반사 검사부(153b)가 있지만, 구성 자체는 마찬가지로 할 수 있다.

식별부(132)는, 입력된 참조 데이터가 해상 한계 이하의 패턴 화상에 관한 데이터인지의 여부를 식별한다. 또한 식별부(132)는, 전술한 식별부(32)와 같은 것으로 할 수 있기 때문에 그 구성이나 작용에 관한 설명은 생략한다.

추출부(133)는, 식별부(132)로부터의 「식별 플래그」가 입력된 경우에는, 대응하는 검출 데이터와 계조 변환부(52)에 의해 변환된 참조 데이터를 레벨차 연산부(54)를 향해 출력한다. 즉, 식별부(132)에 의해 해상 한계 이하의 패턴의 데이터인 것으로 식별된 참조 데이터와 대응하는 검출 데이터를 레벨차 연산부(54)를 향해 출력한다. 또한, 추출부(133)는 전술한 추출부(33)와 같은 것으로 할 수 있기 때문에 그 구성이나 작용에 관한 설명은 생략한다.

이렇게 하면, 해상 한계 이하의 패턴만을 검사할 수 있다.

이 경우, 검사 대상이 되는 패턴에 광학적으로 해상할 수 있는 패턴이 포함되어 있는 경우가 있다. 이 때문에 도 10에 도시하는 바와 같이 검출 데이터와 계조 변환부(52)에 의해 변환된 참조 데이터를 외부에 추출하는 출력부(30a)를 설치하여, 출력부(30a)에 광학적으로 해상할 수 있는 패턴을 검사하는 도시하지 않는 검사부를 접속할 수 있게 되어 있다. 또한 광학적으로 해상할 수 있는 패턴을 검사하는 검사부에는 기지의 기술을 적용시킬 수 있기 때문에, 그 설명은 생략한다.

또한, 계조 변환부(52)를 설치하도록 하고 있기 때문에, 참조 데이터의 출력 레벨을 검출부(25)의 출력 레벨에 대응한 것으로 할 수 있다. 이 때문에 검사 정밀도를 향상시킬 수 있어, 보다 미세한 결함까지 판정할 수 있다.

또한, 식별부(132)를 설치하도록 하면, 검사가 어려운 광학적으로 해상할 수 없는 패턴을 우선하여 검사할 수 있다.

[제3 실시형태]

도 11은, 제3 실시형태에 따른 패턴 검사 장치를 예시하기 위한 블록도이다. 또한, 도 11은 일례로서, 다이 투 데이터베이스(Die-to-Database)법을 이용하여 패턴을 검사하는 패턴 검사 장치를 예시하는 것이다.

후술하는 바와 같이, 라인 부분과 스페이스 부분의 비율이나 패턴의 높이 치수 등의 패턴의 형상 조건, 표면에 설치된 막[예컨대 크롬(Cr)막 등]이 차지하는 비율, 막의 두께 등에 의해 투과율이나 반사율이 변화된다.

이 때문에 본 실시형태에서는, 해상 한계 이하의 패턴의 투과율이나 반사율의 변화의 정도도 측정하고, 패턴 선폭의 변화, 패턴 형성시의 프로세스 조건의 변화를 검사하도록 하고 있다.

또한, 패턴의 형상 조건 등이 투과율이나 반사율에 부여하는 영향에 대해서는 후술한다.

도 11에 도시하는 바와 같이, 패턴 검사 장치(61)에는, 검출 데이터 작성부(2a), 참조 데이터 작성부(40), 검사부(63)가 설치되어 있다.

참조 데이터 작성부(40)에는, 데이터 저장부(41), 데이터 전개부(42), 데이터 작성부(43)가 설치되어 있다.

검사부(63)는, 투과광에 기초한 검출 데이터를 이용하여 검사하는 투과 검사부(63a)와, 반사광에 기초한 검출 데이터를 이용하여 검사하는 반사 검사부(63b)를 갖는다.

투과 검사부(63a)에 설치되는 각 요소와, 반사 검사부(63b)에 설치되는 각 요소는 같은 것으로 할 수 있다. 이 때문에 일례로서, 반사 검사부(63b)에 설치되는 각 요소에 대해서 예시를 한다.

반사 검사부(63b)에는, 계조 변환부(52), 레벨차 연산부(54), 평균 레벨차 연산부(62), 분포 집계부(64), 판정부(65), 표시부(66)가 설치되어 있다.

평균 레벨차 연산부(62)는, 레벨차 연산부(54)로부터의 입력 데이터의 평균값을 연산한다. 이 때, 미리 정해진 일정한 영역(예컨대 검출 데이터에서의 N 화소×N 화소의 영역)에서의 평균값이 연산된다.

분포 집계부(64)는, 평균 레벨차 연산부(62)로 연산된 평균값을 피검사체(100)의 검사 영역 전역에 걸쳐 집계한다.

이와 같이 피검사체(100)의 검사 영역 전역에 걸쳐 데이터를 집계함으로써 반사율의 변화의 정도를 측정할 수 있다. 또한 투과 검사부(63a)에 의하면 투과율의 변화의 정도를 측정할 수 있다.

그리고, 해상 한계 이하의 패턴의 투과율이나 반사율의 변화 정도를 측정함으로써, 패턴 선폭의 변화, 패턴 형성시의 프로세스 조건의 변화를 검사할 수 있다. 또한, 제조 과정에서의 이상 요인 등도 알 수 있다.

또한, 패턴을 형성할 때의 묘화 프로세스나 에칭 프로세스에서의 프로세스 조건의 변화 등을 측정할 수 있게 된다. 이 때문에 패턴을 형성할 때의 묘화 프로세스나 에칭 프로세스에 대하여 변화를 저감시키기 위한 조건을 피드백할 수 있다.

또한, 이와 같은 패턴이 형성된 것을 사용하여 또 다른 제품을 제조하는 경우에는, 변화된 패턴 선폭 등을 후속 공정에 피드포워드함으로써 제품의 수율을 향상시킬 수 있다. 예컨대 피검사체(100)가 포토마스크의 경우에는, 변화된 패턴 선폭 등을 리소그래피 프로세스에 피드포워드함으로써 반도체 장치 등의 수율을 향상시킬 수 있다.

판정부(65)는, 평균 레벨차 연산부(62)로 연산된 평균값을, 예컨대 상한 및 하한의 2개의 임계값을 이용하여 판정하고, 임계값을 초과한 부분을 결함부로 판정하도록 할 수 있다. 또한 판정부(65)의 구성은, 전술한 판정부(55)와 유사하게 할 수 있기 때문에 그 설명은 생략한다.

표시부(66)는, 분포 집계부(64)에 의해 집계된 정보를 표시한다.

예컨대 분포 집계부(64)로부터 제공된 반사율의 변화의 정도[투과 검사부(63a)의 경우는 투과율의 변화의 정도)를, 등고선이나 컬러바 등을 이용한 2차원 맵으로서 표시하도록 할 수 있다.

이상, 반사 검사부(63b)에 설치되는 각 요소에 대해서 예시했지만, 투과 검사부(63a)에 설치되는 각 요소도 같은 것으로 할 수 있다. 그리고, 투과 검사부(63a)에는, 변환부(26a)로부터의 검출 데이터, 즉 투과광에 기초한 검출 데이터가 입력되고, 전술한 반사 검사부(63b)의 경우와 마찬가지로 하여 결함의 유무가 검사된다.

또한, 투과 검사부(63a)와 반사 검사부(63b)가 설치된 경우를 예시했지만, 어느 하나가 설치되도록 할 수도 있다. 단, 투과 검사부(63a)와 반사 검사부(63b)를 설치하도록 하면, 보다 적절한 검사를 할 수 있다.

도 12는, 다른 실시형태에 따른 검사부를 예시하기 위한 블록도이다.

도 12에 도시하는 바와 같이, 검사부(163)에는, 계조 변환부(52), 식별부(132), 추출부(133), 레벨차 연산부(54), 평균 레벨차 연산부(62), 분포 집계부(64), 판정부(65)가 설치되어 있다.

검사부(163)에는, 투과광에 기초한 검출 데이터를 이용하여 검사하는 투과 검사부(163a)와, 반사광에 기초한 검출 데이터를 이용하여 검사하는 반사 검사부(163b)가 있지만, 구성 자체는 마찬가지로 할 수 있다.

또한 검사부(163)에 설치되는 각 요소 자체는, 전술한 것과 마찬가지로 할 수 있기 때문에, 이들의 설명은 생략한다.

검사부(163)에는, 도 10에 예시한 것과 마찬가지로 식별부(132), 추출부(133)가 설치되어 있다. 이 때문에 해상 한계 이하의 패턴만을 검사할 수 있다.

이 경우, 검사 대상이 되는 패턴에 광학적으로 해상할 수 있는 패턴이 포함되어 있는 경우가 있다. 이 때문에 도 12에 도시하는 바와 같이 검출 데이터와 계조 변환부(52)에 의해 변환이 된 참조 데이터를 외부에 추출하는 출력부(30b)를 설치하여, 출력부(30b)에 광학적으로 해상할 수 있는 패턴을 검사하는 도시하지 않는 검사부를 접속할 수 있게 되어 있다. 또한, 광학적으로 해상할 수 있는 패턴을 검사하는 검사부에는 기지의 기술을 적용시킬 수 있기 때문에, 그 설명은 생략한다.

또한, 평균 레벨차 연산부, 분포 집계부를 설치하도록 하고 있기 때문에, 투과율이나 반사율의 변화의 정도를 측정할 수 있다. 이 때문에 라인 부분과 스페이스 부분의 비율이나 패턴의 높이 치수 등의 패턴의 형상 조건, 표면에 설치된 막이 차지하는 비율, 막의 두께 등의 변화(예컨대 패턴 선폭의 변화, 패턴 형성시의 프로세스 조건의 변화 등)를 검사할 수 있다. 또한, 제조 과정에서의 이상 요인 등도 알 수 있다. 또한 변화를 저감시키기 위한 조건을 패턴을 형성하는 프로세스에 피드백하거나, 변화된 패턴 선폭 등을 후속 공정에 피드포워드하는 것에 의해 제품의 수율을 향상시킬 수 있다.

또한 식별부(132)를 설치하도록 하면, 검사가 어려운 광학적으로 해상할 수 없는 패턴을 우선하여 검사할 수 있다.

[제4 실시형태]

도 13은, 정해진 반복 주기를 갖는 해상 한계 이하의 패턴과 검출 데이터의 출력 레벨의 관계를 예시하기 위한 모식도이다. 또한, 도 13의 (A)는 정해진 반복 주기를 갖는 스트립형의 패턴의 모식 확대도, 도 13의 (B)는 도 13의 (A)에서의 선 I-I를 따라 취한 출력 레벨의 프로파일이다. 도 13의 (C)도 정해진 반복 주기를 갖는 스트립형의 패턴의 모식 확대도, 도 13의 (D)는 도 13의 (C)에서의 선 J-J를 따라 취한 출력 레벨의 프로파일이다. 도 13의 (E)는 정해진 반복 주기를 갖는 점형의 패턴의 모식 확대도, 도 13의 (F)는 도 13의 (E)에서의 선 K-K를 따라 취한 출력 레벨의 프로파일이다.

해상 한계 이하의 패턴은, 그 패턴 자체를 광학적으로 해상할 수 없지만, 예컨대 도 13의 (A), 도 13의 (C), 도 13의 (E)에 도시하는 것과 같이, 해상 한계 이하의 패턴이 정해진 주기로 배치되어 있는 경우에는, 검출 데이터의 출력 레벨이 도 13의 (B), 도 13의 (D), 도 13의 (F)에 도시하는 바와 같이 정해진 반복 주기로 변동한다.

이 때문에 검출 데이터의 출력 레벨의 반복 주기, 변동의 정도 등을 측정하면, 해상 한계 이하의 패턴의 형태(예컨대 패턴의 형상이나 피치 치수 등)를 특정할 수 있다.

그래서, 본 실시형태에서는, 해상 한계 이하의 패턴을 추출하고, 추출된 해상 한계 이하의 패턴으로부터, 상관 연산에 의해 특정한 반복 주기를 갖는 패턴을 검출하도록 하고 있다.

그리고, 검출된 특정한 반복 주기를 갖는 패턴에 기초하여 결함의 유무를 판정하도록 하고 있다.

도 14는, 제4 실시형태에 따른 패턴 검사 장치를 예시하기 위한 블록도이다. 또한, 도 14는 일례로서, 다이 투 다이(Die-to-Die)법을 이용하여 패턴을 검사하는 패턴 검사 장치를 예시하는 것이다.

도 14에 도시하는 바와 같이, 패턴 검사 장치(71)에는, 검출 데이터 작성부(2), 검사부(73)가 설치되어 있다.

검사부(73)는, 투과광에 기초한 검출 데이터를 이용하여 검사하는 투과 검사부(73a)와, 반사광에 기초한 검출 데이터를 이용하여 검사하는 반사 검사부(73b)를 갖는다.

투과 검사부(73a)에 설치되는 각 요소와, 반사 검사부(73b)에 설치되는 각 요소는 같은 것으로 할 수 있다. 이 때문에 일례로서, 반사 검사부(73b)에 설치되는 각 요소에 대해서 예시를 한다.

반사 검사부(73b)에는 지연부(31), 식별부(32), 추출부(33), 패턴 추출부(72), 패턴 지연부(74), 비교부(75), 판정부(76), 논리합 연산부(77)(제3 논리합 연산부)가 설치되어 있다.

도 15는, 도 14에서의 패턴 추출부, 패턴 지연부, 비교부, 판정부를 예시하기 위한 블록도이다.

또한, 검출 데이터가 입력되는 측에는, 패턴 추출부(72a)(제1 패턴 추출부), 패턴 지연부(74a)(제4 지연부), 비교부(75a)[레벨차 연산부(75a1)(제4 레벨차 연산부)], 판정부(76a)(제7 판정부)가 설치되어 있다.

또한, 지연 데이터가 입력되는 측에는, 패턴 추출부(72b)(제2 패턴 추출부), 패턴 지연부(74b)(제5 지연부), 비교부(75b)[레벨차 연산부(제5 레벨차 연산부)], 판정부(76b)(제8 판정부)가 설치되어 있다.

이 경우, 검출 데이터가 입력되는 측에 설치되는 각 요소와, 지연 데이터가 입력되는 측에 설치되는 각 요소는 마찬가지로 할 수 있다. 이 때문에, 일례로서, 검출 데이터가 입력되는 측에 설치되는 각 요소에 대해서 예시를 한다.

패턴 추출부(72a)에는, 패턴 추출부(72a1), 상관 연산부(72a2)가 설치되어 있다.

패턴 추출부(72a1)에는, 추출부(33)를 통해 검출 데이터가 입력된다. 즉, 전술한 것과 마찬가지로, 식별부(32)에서 해상 한계 이하의 패턴의 화상에 관한 데이터로 인식된 검출 데이터가 패턴 추출부(72a1)에 입력된다.

한편, 상관 연산부(72a2)에는, 추출부(33)를 통해 검출 데이터가 입력되고 템플릿 정보(104)가 입력된다. 즉, 식별부(32)에서 해상 한계 이하의 패턴의 화상에 관한 데이터로 인식된 검출 데이터와 템플릿 정보(104)가 상관 연산부(72a2)에 입력된다.

상관 연산부(72a2)는, 입력된 해상 한계 이하의 패턴과, 템플릿 정보(104)에 포함되는 특정 반복 주기를 갖는 패턴의 상관 연산(패턴 매칭)을 행한다. 그리고, 매칭이 된 경우에는 「템플릿 매칭 결과」를 출력한다. 「템플릿 매칭 결과」는, 「유효 플래그」로서 패턴 추출부(72a1)를 향해 출력된다.

패턴 추출부(72a1)는, 상관 연산부(72a2)에서 매칭이 된 패턴의 데이터를 검출 데이터로부터 추출한다.

패턴 지연부(74a)에는, 패턴 추출부(72a1)에 의해 추출된 패턴에 관한 데이터가 입력된다.

패턴 지연부(74a)는, 입력된 데이터의 전달에 일정한 시간 지연을 만듦으로써, 다음에 패턴 추출부(72a1)로부터 출력되는 데이터와 비교하기 위한 비교 데이터(제1 비교 데이터)를 작성한다. 또한, 지연 데이터가 입력되는 측에 설치되는 패턴 지연부(74b)는, 입력된 데이터의 전달에 일정한 시간 지연을 만듦으로써, 다음에 패턴 추출부(72b)에 설치된 패턴 추출부로부터 출력되는 데이터와 비교하기 위한 비교 데이터(제2 비교 데이터)를 작성한다. 그리고, 패턴 지연부(74a, 74b)는, 작성한 데이터를 비교부(75a, 75b)를 향해 출력한다.

비교부(75a)에는, 레벨차 연산부(75a1)(제4 레벨차 연산부)가 설치되어 있다.

레벨차 연산부(75a1)는, 패턴 추출부(72a1)로부터 입력된 데이터와, 패턴 지연부(74a)로부터 입력된 데이터의 차를 연산한다. 그리고, 레벨차 연산부(75a1)는, 연산된 데이터를 판정부(76a)를 향해 출력한다.

판정부(76a)에는, 판정부(76a1, 76a2), 논리합 연산부(76a3)가 설치되어 있다.

판정부(76a1, 76a2)는, 입력된 데이터에 대하여 상한 및 하한의 2개의 임계값을 이용하여 판정한다. 예컨대 판정부(76a1)가 하한의 임계값을 이용하여 판정하는 것으로 하고, 판정부(76a2)가 상한의 임계값을 이용하여 판정하는 것으로 할 수 있다.

논리합 연산부(76a3)는, 판정부(76a1)에 의한 판정 결과와, 판정부(76a2)에 의한 판정 결과의 논리합 연산을 행한다. 이 때문에 판정부(76a1)에 의한 판정 결과와, 판정부(76a2)에 의한 판정 결과 중, 하나 이상이 결함이 있다는 판정 결과인 경우에는, 논리합 연산부(76a3)는, 결함이 있다는 판정 결과를 논리합 연산부(77)를 향해 출력한다.

논리합 연산부(77)에는, 판정부(76a)로부터의 판정 결과와, 판정부(76b)로부터의 판정 결과가 입력된다. 즉, 지연 데이터가 입력되는 측에서도 같은 연산이 행해지고, 판정부(76b)로부터 결함의 유무에 관한 판정 결과가 논리합 연산부(77)에 입력된다.

논리합 연산부(77)는, 판정부(76a)에 의한 판정 결과와, 판정부(76b)에 의한 판정 결과의 논리합 연산을 행한다. 이 때문에 판정부(76a)에 의한 판정 결과와, 판정부(76b)에 의한 판정 결과 중, 하나 이상에 대해서 결함이 있다는 판정 결과인 경우에는, 논리합 연산부(77)로부터 결함이 있다는 검사 결과가 출력된다.

또한, 투과 검사부(73a)와 반사 검사부(73b)가 설치된 경우를 예시했지만, 어느 하나가 설치되도록 할 수도 있다. 단, 투과 검사부(73a)와 반사 검사부(73b)를 설치하도록 하면, 보다 적절한 검사를 할 수 있다.

전술한 상관 연산부(72a2)에서의 상관 연산(패턴 매칭)은, 고정 템플릿을 이용한 경우지만, 매칭 영역을 임의로 설정할 수 있는 가변 템플릿을 이용할 수도 있다.

도 16은 가변 템플릿에 대해서 예시하기 위한 블록도이다.

도 16에 도시하는 바와 같이, 가변 템플릿(170)에는 지연부(171), 버퍼부(172), 2진화부(173), 매칭부(174), 논리곱 연산부(177)가 설치되어 있다.

지연부(171)는, 입력된 데이터(예컨대 검출 데이터)의 전기 신호의 파형을 바꾸지 않고 전달에 일정한 시간 지연을 만든다.

버퍼부(172)는, 지연부(171)를 통해 입력된 데이터를 N×N 화소의 데이터로서 축적한다.

2진화부(173)에는, 변환부(173a, 173b)가 설치되어 있다. 변환부(173a, 173b)는, 각각 상이한 값의 임계값(예컨대 임계값 X1, 임계값 X2)을 이용하여 2진화를 행한다.

버퍼부(172)에 축적된 N×N 화소의 데이터는, 2진화부(173)에서 상이한 값의 임계값을 이용하여 2진화되고, N×N 화소의 각 화소에 대응하는 화소 매칭부(174_0,0∼174_{N-1, N-1})에 각각 제공된다. 또한 임계값은 임의로 변경할 수 있도록 되어 있다.

매칭부(174)에는, N×N 화소의 각 화소에 대응하는 화소 매칭부(174_0,0∼174_{N-1, N-1})가 설치되어 있다. 또한, 각 화소 매칭부(174_0,0∼174_{N-1, N-1})에는, 논리 연산부(175a, 175b), 논리곱 연산부(176)가 각각 설치되어 있다.

논리 연산부(175a, 175b)에서의 논리는 임의로 설정할 수 있게 되어 있다. 즉, 논리 연산부(175a, 175b)에서의 논리를 임의로 설정함으로써, 템플릿을 구성하는 화소에서의 논리를 임의로 설정할 수 있는 가변 템플릿이 구성되도록 되어 있다.

예컨대 논리 연산부(175a)에서는, 「해당 화소의 값>임계값 X1, 해당 화소의 값≤임계값 X1, 연산 불필요」 중 어느 하나가 선택, 설정되도록 되어 있다. 또한 논리 연산부(175b)에서는, 「해당 화소의 값>임계값 X2, 해당 화소의 값≤임계값 X2, 연산 불필요」 중 어느 하나가 선택, 설정되도록 되어 있다. 그리고, 2진화(173)로부터 제공된 데이터가, 설정된 논리에 의해 판정되도록 되어 있다.

이 경우, 「연산 불필요」는, 해당 화소의 값이 어떠한 것인지 명백한 경우에 선택, 설정하는 것으로 할 수 있다. 예컨대 홀 패턴(hole pattern)의 홀 부분(투과부)에 위치하는 화소와 같이 「명」인 것이 명백한 경우에는, 도면중 「1」을 선택, 설정함으로써 항상 「ON(명)」으로 판정하도록 할 수 있다.

논리곱 연산부(176)는, 논리 연산부(175a, 175b)로부터 출력된 판정 결과를 논리곱 연산함으로써 해당 화소에서의 매칭 결과를 출력한다.

논리곱 연산부(177)는, 각 화소 매칭부(174_0,0∼174_{N-1, N-1})에서의 논리곱 연산부(176)의 매칭 결과를 더 논리곱 연산하고, 매칭이 된 경우에는 「템플릿 매칭 결과」를 출력한다. 「템플릿 매칭 결과」는, 「유효 플래그」로서 패턴 추출부(72a1)를 향해 출력된다.

이와 같이, 설정된 템플릿의 논리 설정에 따라 N×N 화소 전부의 매칭 결과의 논리곱을 취하는 것이 가능해지기 때문에, 임의의 논리 설정에 의한 템플릿 매칭이 가능해진다. 또한, 임의의 논리 설정에 의한 템플릿 매칭이 가능해지면, 특성을 검출하는 패턴의 형상 등에 정합하는 템플릿을 「검출 레시피」등으로부터 용이하게 설정할 수 있게 된다.

또한, 2진화부(173)는, 2개의 상이한 값의 임계값을 이용하여 2진화를 행할뿐만 아니라, 3개 이상의 복수의 임계값을 이용하여 2진화를 행하도록 하여도 좋다. 이 경우, 임계값의 수에 따라 매칭부의 논리 연산부를 늘리도록 하면, 밝기 레벨에 대해서도 보다 임의의 조건으로 템플릿 매칭을 할 수 있게 된다.

이상은, 해상 한계 이하의 패턴을 검사하는 경우이다. 이 경우, 검사 대상이 되는 패턴에 광학적으로 해상할 수 있는 패턴이 포함되어 있는 경우가 있다. 이 때문에 도 14에 도시하는 바와 같이 검출 데이터와 지연 데이터를 외부에 추출하는 출력부(30c)를 설치하여, 출력부(30c)에 광학적으로 해상할 수 있는 패턴을 검사하는 도시하지 않는 검사부를 접속할 수 있게 되어 있다. 또한 광학적으로 해상할 수 있는 패턴을 검사하는 검사부에는 기지의 기술을 적용시킬 수 있기 때문에, 그 설명은 생략한다.

본 실시형태에 의하면, 광학적으로 해상할 수 없는 패턴이어도, 충분한 검사 감도를 얻을 수 있다.

또한, 상관 연산부에 의해, 입력된 해상 한계 이하의 패턴으로부터 특정한 반복 주기를 갖는 패턴을 검출하고, 검출된 특정한 반복 주기를 갖는 패턴에 기초하여 결함의 유무를 판정할 수 있다.

이 때, 검출된 특정한 반복 주기를 갖는 패턴끼리를 비교함으로써, 패턴이 갖는 출력 레벨의 변동을 서로 상쇄하면서 비교 검사를 하는 것이 가능해진다.

이 때문에 특정한 반복 주기를 갖는 해상 한계 이하의 패턴에서, 보다 미세한 결함을 검출하는 것이 가능해진다.

[제5 실시형태]

도 17은 제5 실시형태에 따른 패턴 검사 장치를 예시하기 위한 블록도이다. 또한, 도 17은 일례로서, 다이 투 데이터베이스(Die-to-Database)법을 이용하여 패턴을 검사하는 패턴 검사 장치를 예시하는 것이다.

도 17에 도시하는 바와 같이, 패턴 검사 장치(81)에는, 검출 데이터 작성부(2a), 참조 데이터 작성부(40), 검사부(83)가 설치된다.

검사부(83)는, 투과광에 기초한 검출 데이터를 이용하여 검사하는 투과 검사부(83a)와, 반사광에 기초한 검출 데이터를 이용하여 검사하는 반사 검사부(83b)를 갖는다.

투과 검사부(83a)에 설치되는 각 요소와, 반사 검사부(83b)에 설치되는 각 요소는 같은 것으로 할 수 있다. 이 때문에 일례로서, 반사 검사부(83b)에 설치되는 각 요소에 대해서 예시를 한다.

반사 검사부(83b)에는, 계조 변환부(52), 식별부(132), 추출부(133), 패턴 추출부(72c)(제3 패턴 추출부)[패턴 추출부(72c1), 상관 연산부(72c2)], 비교부(75c), 판정부(76c)(제9 판정부)가 설치되어 있다.

전술한 것과 마찬가지로 참조 데이터 작성부(40)에 의해 참조 데이터가 작성된다. 계조 변환부(52)는, 참조 데이터의 출력 레벨이 검출부(25)의 출력 레벨에 대응한 것이 되도록 출력 레벨을 변환한다. 식별부(132)는, 입력된 참조 데이터가 해상 한계 이하의 패턴의 화상에 관한 데이터인지의 여부를 식별한다. 추출부(133)는, 식별부(132)에 의해 해상 한계 이하의 패턴의 데이터인 것으로 식별된 참조 데이터와 대응하는 검출 데이터를 패턴 추출부(72c1), 상관 연산부(72c2)를 향해 출력한다.

상관 연산부(72c2)는, 입력된 해상 한계 이하의 패턴으로부터 템플릿 정보(104)에 포함되는 특정한 반복 주기를 갖는 패턴을 상관 연산(패턴 매칭)을 행함으로써 검출한다.

패턴 추출부(72c1)는, 상관 연산부(72c2)에서 검출된 패턴을 검출 데이터, 참조 데이터로부터 추출한다.

전술한 것과 마찬가지로, 비교부(75c)에는 레벨차 연산부(75c1)(제6 레벨차 연산부)가 설치되어 있고, 패턴 추출부(72c1)로부터 입력된 검출 데이터와 참조 데이터의 차를 연산한다. 그리고, 레벨차 연산부(75c1)는, 연산된 데이터를 판정부(76c)를 향해 출력한다.

전술한 것과 마찬가지로, 판정부(76c)에는, 판정부(76a1, 76a2), 논리합 연산부(76a3)가 설치되어 있다.

판정부(76a1, 76a2)는 입력된 데이터에 대하여 상한 및 하한의 2개의 임계값을 이용하여 판정한다. 예컨대 판정부(76a1)가 하한의 임계값을 이용하여 판정하는 것으로 하고, 판정부(76a2)가 상한의 임계값을 이용하여 판정하는 것으로 할 수 있다.

논리합 연산부(76a3)는, 판정부(76a1)에 의한 판정 결과와, 판정부(76a2)에 의한 판정 결과의 논리합 연산을 행한다. 이 때문에, 판정부(76a1)에 의한 판정 결과와, 판정부(76a2)에 의한 판정 결과 중, 하나 이상이 결함이 있다는 판정 결과인 경우에는, 논리합 연산부(76a3)로부터 결함이 있다는 검사 결과가 출력된다.

또한, 투과 검사부(83a)와 반사 검사부(83b)가 설치된 경우를 예시했지만, 어느 하나가 설치되도록 할 수도 있다. 단, 투과 검사부(83a)와 반사 검사부(83b)를 설치하도록 하면, 보다 적절한 검사를 할 수 있다.

이상은, 해상 한계 이하의 패턴을 검사하는 경우이다. 이 경우, 검사 대상이 되는 패턴에 광학적으로 해상할 수 있는 패턴이 포함되어 있는 경우가 있다. 이 때문에, 도 17에 도시하는 바와 같이 검출 데이터와 참조 데이터를 외부에 추출하는 출력부(30d)를 설치하여, 출력부(30d)에 광학적으로 해상할 수 있는 패턴을 검사하는 도시하지 않는 검사부를 접속할 수 있게 되어 있다. 또한, 광학적으로 해상할 수 있는 패턴을 검사하는 검사부에는 기지의 기술을 적용시킬 수 있기 때문에, 그 설명은 생략한다.

이 때, 특정한 반복 주기를 갖는 검출 데이터에 따른 패턴과, 특정한 반복 주기를 갖는 참조 데이터에 따른 패턴을 비교함으로써, 패턴이 갖는 출력 레벨의 변동을 서로 상쇄하면서 비교 검사를 행하는 것이 가능해진다.

이 때문에, 특정한 반복 주기를 갖는 해상 한계 이하의 패턴에서, 보다 미세한 결함을 검출하는 것이 가능해진다.

[제6 실시형태]

다음에, 제6 실시형태에 따른 패턴을 갖는 구조체에 대해서 예시한다.

우선, 전술한 패턴의 형상 조건 등이 투과율이나 반사율에 부여하는 영향에 대해서 예시한다.

도 18은, 패턴의 형상 조건과 반사율과의 관계를 예시하기 위한 모식도이다.

또한, 도 18의 (A)는 본 실시형태에서 대상으로 하고 있는 해상 한계 이하의 미세 패턴의 주기적인 구조를 예시하기 위한 모식도, 도 18의 (B)는 패턴의 형상 조건과 반사율과의 관계를 예시하기 위한 모식 그래프도이다.

도 18의 (A)에 도시하는 바와 같이, 해상 한계 이하의 라인 앤드 스페이스 패턴의 경우, 굴절률은 편광에 의해 상이한 것이 되는 것이 알려져 있다. 예컨대 전기장의 진동 방향이 패턴과 평행인 TE파인 경우에는, 이하의 식 1에 의해 굴절률(n')이 구해진다. 여기서, L은 라인 부분의 폭 치수, S는 스페이스 부분의 폭 치수, L+S는 패턴의 피치 치수, n1은 라인 부분의 굴절률, n2는 스페이스 부분의 굴절률이다.

[식 1]

또한, 유리 등과 같이 감쇠 계수(k)가 제로인 경우에는, 반사율(R)은 이하의 식 2로 구할 수 있다.

[식 2]

여기서, 라인 부분의 재질을 유리, 스페이스 부분을 공기, 패턴의 피치 치수(L+S)를 일정(예컨대 48 ㎚)하게 하고, 라인 부분의 폭 치수(L)를 변화시킨 경우의 반사율을 식 (1), 식 (2)로부터 구하면, 도 18의 (B)에 도시하는 것이 된다.

도 18의 (B)로부터 알 수 있는 바와 같이, 패턴의 피치 치수가 동일하다고 해도, 라인 부분의 폭 치수(L)가 변화되면 반사율도 변화된다. 즉, 라인 부분과 스페이스 부분의 비율에 의해 반사율이 변화하게 된다. 이것은, 반사율을 측정하면, 라인 부분과 스페이스 부분의 비율, 프로세스 요인에 의한 라인 부분의 폭 치수 등을 검사할 수 있는 것을 의미한다.

도 19는, 표면에 설치된 막이 차지하는 비율과 반사율, 투과율과의 관계를 예시하기 위한 모식도이다.

또한, 도 19의 (A)는 표면에 막이 설치된 패턴의 구조를 예시하기 위한 모식도, 도 19의 (B)는 패턴의 표면에 설치된 막이 차지하는 비율과 반사율, 투과율과의 관계를 예시하기 위한 모식 그래프도이다.

도 19의 (A)에 도시하는 바와 같이, 유리 기판의 표면에 라인 앤드 스페이스 패턴을 형성하고, 패턴의 표면(라인 앤드 스페이스의 상부)에, 예컨대 크롬(Cr)막(103)이 설치되어 있는 것으로 한다.

이와 같은 경우, 크롬막(103)의 반사율은 유리의 반사율보다 수배 높기 때문에, 전술한 라인 부분(유리로 이루어지는 부분)의 치수 변화보다, 크롬막(103)의 존재가 반사율이나 투과율에 큰 영향을 미치게 된다.

예컨대 도 19의 (B)에 도시하는 바와 같이, 크롬막(103)이 차지하는 비율을 많게 하면 투과율이 낮아지고, 반사율이 높아진다. 또한 크롬막(103)이 차지하는 비율을 적게 하면, 투과율이 높아지고, 반사율이 낮아진다.

또한, 표면에 설치된 막이 크롬(Cr) 이외의 재질로 이루어지는 경우도 마찬가지이다. 단, 표면에 설치된 막의 재질에 의한 광학 상수(n, k)에 의해 값은 상이한 것이 된다.

이와 같이, 표면에 설치된 막이 차지하는 비율로 투과율이나 반사율이 변화하게 된다. 이것은, 투과율이나 반사율을 측정하면, 표면에 설치된 막이 차지하는 비율을 검사할 수 있는 것을 의미한다.

도 20은, 표면에 설치된 막의 두께와 반사율과의 관계를 예시하기 위한 모식도이다. 또한, 도 20의 (A)는 표면에 막이 설치된 패턴의 구조를 예시하기 위한 모식도, 도 20의 (B)는 패턴의 표면에 설치된 막의 두께와 반사율과의 관계를 예시하기 위한 모식 그래프도이다.

도 20의 (A)에 도시하는 바와 같이, 유리 기판의 표면에 라인 앤드 스페이스 패턴을 형성하고, 패턴의 표면(라인 앤드 스페이스의 상부)에, 예컨대 크롬(Cr)막(103)이 설치되어 있다. 또한 크롬막(103)의 두께를 T로 하고 있다.

그리고, 패턴의 표면에 설치된 크롬막(103)의 두께와 반사율과의 관계를 광학 시뮬레이션에 의해 구한 결과가 도 20의 (B)에 예시하는 것이 된다.

도 20의 (B)에 도시하는 바와 같이, 크롬막(103)의 두께(T)를 변화시키면, 반사율도 변화된다. 이 때문에 크롬막(103)의 두께(T)를 제어함으로써, 반사율을 제어할 수 있다. 이것은, 반사율을 측정하면, 크롬막(103)의 두께(T)를 검사할 수 있는 것을 의미한다.

도 21은 패턴의 높이 치수와 반사율과의 관계를 예시하기 위한 모식도이다. 도 21의 (A), 도 21의 (B)는 표면에 막이 설치된 패턴의 구조를 예시하기 위한 모식도, 도 21의 (C)는 패턴의 높이 치수와 반사율과의 관계를 예시하기 위한 모식 그래프도이다. 또한, 패턴 표면에 설치된 막은 크롬막(103)이다.

도 21의 (A)에 도시하는 바와 같은 패턴의 높이 치수(H1)가 낮은 경우와, 도 21의 (B)에 도시하는 바와 같은 패턴의 높이 치수(H2)가 높은 경우에는, 반사율은 상이한 것이 된다.

예컨대 패턴의 높이 치수가 검사광(21a)의 파장의 1/4인 경우에는, 광의 간섭에 의해 반사광끼리가 파괴되어 반사율이 낮아진다. 패턴의 높이 치수가 검사광(21a)의 파장의 1/2인 경우에는, 광의 간섭에 의해 반사광끼리가 강화되어 반사율이 높아진다. 이 때문에 패턴의 높이 치수가 검사광(21a)의 파장의 1/4∼1/2 사이에서 광학 시뮬레이션을 행하여, 패턴의 높이 치수와 반사율과의 관계를 구한 결과가 도 21의 (C)에 예시하는 것이다.

도 21의 (C)에 도시하는 바와 같이, 패턴의 높이 치수를 변화시키면, 반사율도 변화된다. 이 때문에 패턴의 높이 치수를 제어함으로써, 반사율을 제어할 수 있다. 이것은, 반사율을 측정하면 패턴의 높이 치수를 검사할 수 있다는 것을 의미한다.

이상 예시한 바와 같이, 반사율, 투과율을 측정하면, 라인 부분과 스페이스 부분의 비율이나 패턴의 높이 치수 등의 패턴의 형상 조건, 표면에 설치된 막이 차지하는 비율, 막의 두께 등을 검사할 수 있다.

이 때문에 도 11, 도 12에 예시한 패턴 검사 장치에서, 평균 레벨차 연산부, 분포 집계부에 의해 투과율이나 반사율의 변화의 정도를 측정하고, 이것에 기초하여 판정부(65)에서 라인 부분과 스페이스 부분의 비율이나 패턴의 높이 치수 등의 패턴의 형상 조건, 표면에 설치된 막이 차지하는 비율, 막의 두께 등의 변화(예컨대 패턴 선폭의 변화, 패턴 형성시의 프로세스 조건의 변화 등)를 검사하도록 하고 있다.

여기서, 패턴 검사 장치에 의해 얻어지는 검출 데이터의 S/N비는, 검출 데이터의 신호 레벨과 노이즈 레벨의 비율로 결정된다. 이 때문에, 검출 데이터(검사 화상)의 S/N비는, 검출 데이터의 신호 레벨이 낮은 경우에는 노이즈 레벨이 지배적이 된다. 즉, 검출 데이터의 신호 레벨이 높은 경우에는 S/N비가 높아지고, 검출 데이터의 신호 레벨이 낮은 경우에는 S/N 비가 낮아진다.

즉, 패턴 검사 장치에 의해 해상 한계 이하의 패턴을 검사하는 경우, 반사율이나 투과율을 높게 하면 검출 데이터의 신호 레벨을 높게 할 수 있기 때문에, 검출 데이터(검사 화상)의 S/N비를 향상시킬 수 있다.

이 때문에, 본 실시형태에 따른 패턴을 갖는 구조체에서는, 반사율 및 투과율 중 하나 이상이 높아지도록, 라인 부분과 스페이스 부분의 비율이나 패턴의 높이 치수 등의 패턴의 형상 조건, 표면에 설치된 막이 차지하는 비율, 막의 두께 등을 제어하고 있다.

본 실시형태에 따른 패턴을 갖는 구조체에 의하면, 반사율이나 투과율을 높일 수 있기 때문에, 전술한 패턴 검사 장치 또는 후술하는 패턴 검사 방법에서 S/N비가 높은 패턴 검사를 할 수 있다.

이 때문에 광학적으로 해상할 수 없는 패턴이어도, 충분한 검사 감도를 얻을 수 있다. 또한, 더 미세한 결함까지 검사하는 것이 가능해진다.

다음에, 본 실시형태에 따른 패턴 검사 방법에 대해서 예시를 한다.

또한, 이하에 예시하는 각 실시형태의 단계에서 실시되는 데이터의 작성, 해상 한계 이하의 패턴의 식별, 결함 유무의 판정 등에 관해서는, 전술한 패턴 검사 장치에서 예시한 것과 같기 때문에 이들의 상세한 설명은 생략한다.

[제7 실시형태]

다음에, 제7 실시형태에 따른 패턴 검사 방법에 대해서 예시한다.

본 실시형태에 따른 패턴 검사 방법은, 예컨대 도 1에 예시한 검사부(3)에서 실시할 수 있다.

도 22는, 제7 실시형태에 따른 패턴 검사 방법에 대해서 예시하기 위한 흐름도이다.

우선, 피검사체(100)에 형성된 패턴의 광학 이미지에 기초하여 검출 데이터를 작성한다(단계 S1).

다음에, 검출 데이터를 시간 지연시킴으로써 지연 데이터를 작성한다(단계 S2).

즉, 검출 데이터의 전기 신호의 파형을 바꾸지 않고 전달에 일정한 시간 지연을 만듦으로써 지연 데이터를 작성한다.

다음에, 검출 데이터로부터 해상 한계 이하의 패턴의 데이터를 추출한다(단계 S3a). 해상 한계 이하의 패턴의 데이터인지의 여부의 식별은, 검출 데이터의 출력 레벨에 기초하여 행하도록 할 수 있다.

추출된 검출 데이터의 주목 화소에 대한 주변 영역의 출력 레벨의 평균값을 구한다(단계 S4a).

추출된 검출 데이터의 출력 레벨과 주변 영역의 출력 레벨의 평균값의 차를 구한다(단계 S5a).

구한 값에 기초하여, 검출 데이터에서의 결함의 유무를 판정한다(단계 S6a).

즉, 추출된 검출 데이터의 출력 레벨과, 주변 영역의 출력 레벨의 평균값의 차에 기초하여, 검출 데이터에서의 결함의 유무를 판정한다.

예컨대 상한 및 하한의 2개의 임계값을 이용하여 결함의 유무를 판정하도록 할 수 있다.

한편, 지연 데이터로부터 해상 한계 이하의 패턴의 데이터를 추출한다(단계 S3b). 해상 한계 이하의 패턴의 데이터인지의 여부는, 지연 데이터의 출력 레벨에 기초하여 식별할 수 있다.

추출된 지연 데이터의 주목 화소에 대한 주변 영역의 출력 레벨의 평균값을 구한다(단계 S4b).

추출된 지연 데이터의 출력 레벨과 주변 영역의 출력 레벨의 평균값의 차를 구한다(단계 S5b).

구한 값에 기초하여, 지연 데이터에서의 결함의 유무를 판정한다(단계 S6b).

즉, 추출된 지연 데이터의 출력 레벨과, 주변 영역의 출력 레벨의 평균값의 차에 기초하여, 지연 데이터에서의 결함의 유무를 판정한다.

예컨대, 상한 및 하한의 2개의 임계값을 이용하여 결함의 유무를 판정하도록 할 수 있다.

다음에, 검출 데이터에서의 판정 및 지연 데이터에서의 판정 중 하나 이상이 결함이 있다라는 판정 결과인 경우에는, 결함이 있다라는 검사 결과로 한다(단계 S7).

즉, 검출 데이터에서의 결함의 유무를 판정하는 공정에서의 판정 결과와, 지연 데이터에서의 결함의 유무를 판정하는 공정에서의 판정 결과에 기초하여, 결함의 검사 결과를 판정한다.

또한, 검출 데이터는 투과광에 의한 광학 이미지에 기초하여 작성된 것이어도 좋고, 반사광에 의한 광학 이미지에 기초하여 작성된 것이어도 좋다.

또한, 검출 데이터의 출력 레벨과 주변 영역의 출력 레벨의 평균값의 차, 지연 데이터의 출력 레벨과 주변 영역의 출력 레벨의 평균값의 차를 구함으로써, 주변 영역의 출력 레벨을 평탄화할 수 있다. 이 때문에, 결함 판정에서의 S/N비를 향상시킬 수 있기 때문에, 보다 미세한 결함까지 판정할 수 있다.

[제8 실시형태]

다음에, 제8 실시형태에 따른 패턴 검사 방법에 대해서 예시를 한다.

본 실시형태에 따른 패턴 검사 방법은, 예컨대 도 6에 예시한 검사부(13)에서 실시할 수 있다.

도 23은 제8 실시형태에 따른 패턴 검사 방법에 대해서 예시하기 위한 흐름도이다.

본 실시형태에 따른 패턴 검사 방법에서는, 투과광에 의한 광학 이미지에 기초하여 작성된 검출 데이터, 반사광에 의한 광학 이미지에 기초하여 작성된 검출 데이터 양쪽 모두를 이용한다.

우선, 투과광에 의한 패턴의 광학 이미지에 기초하여 검출 데이터를 작성한다(단계 S11a).

다음에, 검출 데이터로부터 해상 한계 이하의 패턴의 데이터를 추출한다(제1 추출 공정)(단계 S12a).

추출된 데이터의 주목 화소에 대한 주변 영역의 출력 레벨의 평균값을 구한다(제1 연산 공정)(단계 S13a).

단계 S12a에서 추출된 데이터의 출력 레벨과, 단계 S13a에서 구한 주변 영역의 출력 레벨의 평균값의 차를 구한다(제2 연산 공정)(단계 S14a).

한편, 반사광에 의한 패턴의 광학 이미지에 기초하여 검출 데이터를 작성한다(단계 S11b).

다음에, 검출 데이터로부터 해상 한계 이하의 패턴의 데이터를 추출한다(제2 추출 공정)(단계 S12b).

추출된 데이터의 주목 화소에 대한 주변 영역의 출력 레벨의 평균값을 구한다(제3 연산 공정)(단계 S13b).

단계 S12b에서 추출된 데이터의 출력 레벨과, 단계 S13b에서 구한 주변 영역의 출력 레벨의 평균값의 차를 구한다(제4 연산 공정)(단계 S14b).

한편, 투과광에 의한 검출 데이터를 시간 지연시킴으로써 지연 데이터를 작성한다(단계 S11c).

다음에, 지연 데이터로부터 해상 한계 이하의 패턴의 데이터를 추출한다(제3 추출 공정)(단계 S12c).

추출된 데이터의 주목 화소에 대한 주변 영역의 출력 레벨의 평균값을 구한다(제5 연산 공정)(단계 S13c).

단계 S12c에서 추출된 데이터의 출력 레벨과, 단계 S13c에서 구한 주변 영역의 출력 레벨의 평균값의 차를 구한다(제6 연산 공정)(단계 S14c).

한편, 반사광에 의한 검출 데이터를 시간 지연시킴으로써 지연 데이터를 작성한다(단계 S11d).

다음에, 지연 데이터로부터 해상 한계 이하의 패턴의 데이터를 추출한다(제4 추출 공정)(단계 S12d).

추출된 데이터의 주목 화소에 대한 주변 영역의 출력 레벨의 평균값을 구한다(제7 연산 공정)(단계 S13d).

단계 S12d에서 추출된 데이터의 출력 레벨과, 단계 S13d에서 구한 주변 영역의 출력 레벨의 평균값의 차를 구한다(제8 연산 공정)(단계 S14d).

다음에, 단계 S14a에서의 연산값과, 단계 S14b에서의 연산값의 차를 구한다(제9 연산 공정)(단계 S15a).

즉, 검출 데이터에 관해서, 투과광에 따른 연산값과, 반사광에 따른 연산값의 차를 구한다.

단계 S15a에서의 연산값에 기초하여, 검출 데이터에 따른 결함의 유무를 판정한다(제1 판정 공정)(단계 S16a).

한편, 단계 S14c에서의 연산값과, 단계 S14d에서의 연산값의 차를 구한다(제10 연산 공정)(단계 S15b).

즉, 지연 데이터에 관해서, 투과광에 따른 연산값과, 반사광에 따른 연산값의 차를 구한다.

단계 S15b에서의 연산값에 기초하여, 지연 데이터에 따른 결함의 유무를 판정한다(제2 판정 공정)(단계 S16b).

다음에, 단계 S16a에서의 판정 결과와, 단계 S16b에서의 판정 결과에 기초하여, 결함의 검사 결과를 판정한다(단계 S17).

이 경우, 검출 데이터에서의 판정 및 지연 데이터에서의 판정 중 하나 이상에 대해서 결함이 있다라는 판정 결과인 경우에는, 결함이 있다라는 검사 결과로 할 수 있다.

또한, 투과광에 기초하는 데이터와 반사광에 기초하는 데이터의 차를 취함으로써(한쪽의 극성을 반전시키고 양자를 합친다) 결함부를 강조할 수 있다. 이 때문에, 결함 판정에서의 S/N비를 더 향상시킬 수 있기 때문에, 더 미세한 결함까지 판정할 수 있다.

[제9 실시형태]

다음에, 제9 실시형태에 따른 패턴 검사 방법에 대해서 예시한다.

본 실시형태에 따른 패턴 검사 방법은, 예컨대 도 8에 예시한 검사부(53)에서 실시할 수 있다.

도 24는, 제9 실시형태에 따른 패턴 검사 방법에 대해서 예시하기 위한 흐름도이다.

우선, 피검사체(100)에 형성된 패턴의 광학 이미지에 기초하여 검출 데이터를 작성한다(단계 S21).

한편, 피검사체(100)에 형성된 패턴에 관한 참조 데이터를 작성한다(단계 S22).

다음에, 참조 데이터의 출력 레벨이 검출 데이터의 출력 레벨에 대응한 것이 되도록 출력 레벨을 변환한다(단계 S23).

이 경우, 미리 구한 계조 변환 테이블에 의해 출력 레벨을 변환하도록 할 수 있다. 또한 계조 변환 테이블은, 실험이나 시뮬레이션 등에 의해 미리 구하도록 할 수 있다.

다음에, 검출 데이터와, 출력 레벨의 변환이 된 참조 데이터의 차를 구한다(단계 S24).

구한 값에 기초하여, 결함의 유무를 판정한다(단계 S25).

다음에, 상한 및 하한의 2개의 임계값을 이용한 판정 중 하나 이상이 결함이 있다는 판정 결과인 경우에는, 결함이 있다는 검사 결과로 한다(단계 S26).

또한, 참조 데이터의 출력 레벨이 검출 데이터의 출력 레벨에 대응한 것이 되도록 출력 레벨을 변환하도록 하고 있기 때문에, 검사 정밀도를 향상시킬 수 있다. 이 때문에 보다 미세한 결함까지 판정할 수 있다.

[제10 실시형태]

다음에, 제10 실시형태에 따른 패턴 검사 방법에 대해서 예시한다.

본 실시형태에 따른 패턴 검사 방법은, 예컨대 도 10에 예시한 검사부(153)에서 실시할 수 있다.

도 25는, 도 10의 실시형태에 따른 패턴 검사 방법에 대해서 예시하기 위한 흐름도이다.

우선, 피검사체(100)에 형성된 패턴의 광학 이미지에 기초하여 검출 데이터를 작성한다(단계 S31).

한편, 피검사체(100)에 형성된 패턴에 관한 참조 데이터를 작성한다(단계 S32).

다음에, 참조 데이터의 출력 레벨이 검출 데이터의 출력 레벨에 대응한 것이 되도록 출력 레벨을 변환한다(단계 S33).

다음에, 검출 데이터, 참조 데이터로부터 해상 한계 이하의 패턴의 데이터를 추출한다(단계 S34).

해상 한계 이하의 패턴의 데이터의 추출은, 이하의 절차로 행하도록 할 수 있다. 우선, 참조 데이터가 해상 한계 이하의 패턴의 화상에 관한 데이터인지의 여부를 식별한다(제1 식별 공정).

다음에, 제1 식별 공정에서의 식별 결과에 기초하여, 검출 데이터와 참조 데이터로부터 해상 한계 이하의 패턴의 데이터를 추출한다(제5 추출 공정).

해상 한계 이하의 패턴의 데이터인지의 여부의 식별은, 참조 데이터의 출력 레벨에 기초하여 행하도록 할 수 있다. 이 때, 참조 데이터에 대한 검출 데이터에 대해서는, 같은 식별 결과를 적용하도록 할 수 있다.

다음에, 추출된 검출 데이터와 추출된 참조 데이터의 차를 구한다(단계 S35).

구한 값에 기초하여, 결함의 유무를 판정한다(단계 S36).

다음에, 상한 및 하한의 2개의 임계값을 이용한 판정 중 하나 이상이 결함이 있다는 판정 결과인 경우에는, 결함이 있다는 검사 결과로 한다(단계 S37).

또한, 검출 데이터, 참조 데이터로부터 해상 한계 이하의 패턴의 데이터를 추출하도록 하고 있기 때문에, 검사가 어려운 광학적으로 해상할 수 없는 패턴을 우선하여 검사할 수 있다.

[제11 실시형태]

다음에, 제11 실시형태에 따른 패턴 검사 방법에 대해서 예시한다.

본 실시형태에 따른 패턴 검사 방법은, 예컨대 도 11에 예시한 검사부(63)에서 실시할 수 있다.

도 26은 제11 실시형태에 따른 패턴 검사 방법에 대해서 예시하기 위한 흐름도이다.

우선, 피검사체(100)에 형성된 패턴의 광학 이미지에 기초하여 검출 데이터를 작성한다(단계 S41).

한편, 피검사체(100)에 형성된 패턴에 관한 참조 데이터를 작성한다(단계 S42).

다음에, 참조 데이터의 출력 레벨이 검출 데이터의 출력 레벨에 대응한 것이 되도록 출력 레벨을 변환한다(단계 S43).

이 경우, 미리 구한 계조 변환 테이블에 의해 출력 레벨을 변환하도록 할 수 있다. 또한, 계조 변환 테이블은, 실험이나 시뮬레이션 등에 의해 미리 구하도록 할 수 있다.

다음에, 검출 데이터와, 출력 레벨의 변환이 행해진 참조 데이터의 차를 연산한다(제11 연산 공정)(단계 S44).

다음에, 단계 S44에서의 연산값의 평균값을 구한다(제12 연산 공정)(단계 S45).

이 때, 미리 정해진 일정한 영역(예컨대 검출 데이터에서의 N 화소×N 화소의 영역)에서의 평균값이 구해진다.

다음에, 구한 평균값을 피검사체(100)의 검사 영역 전역에 걸쳐 집계한다(단계 S46).

또한, 집계된 정보를 표시부(66) 등에 표시시킬 수도 있다.

이와 같이 피검사체(100)의 검사 영역의 전역에 걸쳐 데이터를 집계함으로써, 해상 한계 이하의 패턴의 투과율이나 반사율의 변화의 정도를 측정할 수 있다.

그리고, 해상 한계 이하의 패턴의 투과율이나 반사율의 변화의 정도를 측정함으로써, 패턴 선폭의 변화, 패턴 형성시의 프로세스 조건의 변화를 검사할 수 있다. 또한, 제조 과정에서의 이상 요인 등도 알 수 있다.

또한, 이와 같은 패턴이 형성된 것을 사용하여 또 다른 제품을 제조하는 경우에는, 변화된 패턴 선폭 등을 후속 공정에 피드포워드함으로써 제품의 수율을 향상시킬 수 있다. 예컨대 피검사체(100)가 포토마스크인 경우에는, 변화된 패턴 선폭 등을 리소그래피 프로세스에 피드포워드함으로써 반도체 장치 등의 수율을 향상시킬 수 있다.

한편, 구한 평균값에 기초하여, 결함의 유무를 판정한다(단계 S47).

이 때, 상한 및 하한의 2개의 임계값을 이용한 판정 중 하나 이상이 결함이 있다는 판정 결과인 경우에는, 결함이 있다는 검사 결과로 할 수 있다.

또한, 해상 한계 이하의 패턴의 투과율이나 반사율의 변화의 정도를 측정할 수 있다. 이 때문에 라인 부분과 스페이스 부분의 비율이나 패턴의 높이 치수 등의 패턴의 형상 조건, 표면에 설치된 막이 차지하는 비율, 막의 두께 등의 변화(예컨대 패턴 선폭의 변화, 패턴 형성시의 프로세스 조건의 변화 등)를 검사할 수 있다. 또한, 제조 과정에서의 이상 요인 등도 알 수 있다. 또한, 변화를 저감시키기 위한 조건을 패턴을 형성하는 프로세스에 피드백하거나, 변화된 패턴 선폭 등을 후속 공정에 피드포워드함으로써, 제품의 수율을 향상시킬 수 있다.

[제12 실시형태]

다음에, 제12 실시형태에 따른 패턴 검사 방법에 대해서 예시를 한다.

본 실시형태에 따른 패턴 검사 방법은, 예컨대 도 12에 예시한 검사부(163)에서 실시할 수 있다.

도 27은 제12 실시형태에 따른 패턴 검사 방법에 대해서 예시하기 위한 흐름도이다.

우선, 피검사체(100)에 형성된 패턴의 광학 이미지에 기초하여 검출 데이터를 작성한다(단계 S51).

한편, 피검사체(100)에 형성된 패턴에 관한 참조 데이터를 작성한다(단계 S52).

다음에, 참조 데이터의 출력 레벨이 검출 데이터의 출력 레벨에 대응한 것이 되도록 출력 레벨을 변환한다(단계 S53).

다음에, 검출 데이터, 참조 데이터로부터 해상 한계 이하의 패턴의 데이터를 추출한다(단계 S54).

해상 한계 이하의 패턴의 데이터의 추출은, 이하의 절차로 행하도록 할 수 있다. 우선, 검출 데이터와 참조 데이터가 해상 한계 이하의 패턴의 화상에 관한 데이터인지의 여부를 식별한다(제2 식별 공정).

다음에, 제2 식별 공정에서의 식별 결과에 기초하여, 검출 데이터와 참조 데이터로부터 해상 한계 이하의 패턴의 데이터를 추출한다(제6 추출 공정).

다음에, 추출된 검출 데이터와 추출된 참조 데이터의 차를 구한다(단계 S55).

다음에, 구한 값의 평균값을 구한다(단계 S56).

다음에, 구한 평균값을 피검사체(100)의 검사 영역의 전역에 걸쳐 집계한다(단계 S57).

또한, 집계된 정보를 표시부(66) 등에 표시시킬 수도 있다.

한편, 구한 평균값에 기초하여, 결함의 유무를 판정한다(단계 S58).

또한, 해상 한계 이하의 패턴의 투과율이나 반사율의 변화의 정도를 측정할 수 있다. 이 때문에 라인 부분과 스페이스 부분의 비율이나 패턴의 높이 치수 등의 패턴의 형상 조건, 표면에 설치된 막이 차지하는 비율, 막의 두께 등의 변화(예컨대 패턴 선폭의 변화, 패턴 형성시의 프로세스 조건의 변화 등)를 검사할 수 있다. 또한 제조 과정에서의 이상 요인 등도 알 수 있다. 또한, 변화를 저감시키기 위한 조건을 패턴을 형성하는 프로세스에 피드백하거나, 변화된 패턴 선폭 등을 후속 공정에 피드포워드함으로써 제품의 수율을 향상시킬 수 있다.

[제13 실시형태]

다음에, 제13 실시형태에 따른 패턴 검사 방법에 대해서 예시를 한다.

본 실시형태에 따른 패턴 검사 방법은, 예컨대 도 14에 예시한 검사부(73)에서 실시할 수 있다.

도 28은, 제13 실시형태에 따른 패턴 검사 방법에 대해서 예시하기 위한 흐름도이다.

우선, 피검사체(100)에 형성된 패턴의 광학 이미지에 기초하여 검출 데이터를 작성한다(단계 S61).

다음에, 검출 데이터를 시간 지연시킴으로써 지연 데이터를 작성한다(단계 S62). 즉, 검출 데이터의 전기 신호의 파형을 바꾸지 않고 전달에 일정한 시간 지연을 만듦으로써 지연 데이터를 작성한다.

다음에, 검출 데이터로부터 해상 한계 이하의 패턴을 추출한다(제7 추출 공정)(단계 S63a).

해상 한계 이하의 패턴의 데이터인지의 여부의 식별은, 검출 데이터의 출력 레벨에 기초하여 행하도록 할 수 있다.

다음에, 추출된 해상 한계 이하의 패턴으로부터 특정한 반복 주기를 갖는 패턴을 추출한다(제8 추출 공정)(단계 S64a).

이 경우, 패턴의 추출은 고정 템플릿, 또는 전술한 가변 템플릿을 이용한 상관 연산(패턴 매칭)에 의해 행하도록 할 수 있다.

다음에, 단계 S64a에서 추출된 특정한 반복 주기를 갖는 패턴의 데이터를 시간 지연시킴으로써 비교 데이터(제1 비교 데이터)를 작성한다(제1 지연 공정)(단계 S65a).

즉, 검출된 패턴에 따른 데이터의 전달에 일정한 시간 지연을 만듦으로써, 다음에 검출되는 패턴에 따른 데이터와 비교하기 위한 데이터를 작성한다.

다음에, 단계 S64a에서 추출된 특정한 반복 주기를 갖는 패턴의 데이터와, 제1 비교 데이터의 차를 연산한다(제13 연산 공정)(단계 S66a).

다음에, 단계 S66a에서의 연산 결과에 기초하여, 결함의 유무를 판정한다(제3 판정 공정)(단계 S67a).

이 경우, 상한 및 하한의 2개의 임계값을 이용하여 판정하도록 할 수 있다.

한편, 지연 데이터로부터 해상 한계 이하의 패턴의 데이터를 추출한다(제9 추출 공정)(단계 S63b).

해상 한계 이하의 패턴의 데이터인지의 여부의 식별은, 지연 데이터의 출력 레벨에 기초하여 행하도록 할 수 있다.

다음에, 추출된 해상 한계 이하의 패턴으로부터 특정한 반복 주기를 갖는 패턴을 추출한다(제10 추출 공정)(단계 S64b).

다음에, 단계 S64b에서 추출된 특정한 반복 주기를 갖는 패턴의 데이터를 시간 지연시킴으로써 비교 데이터(제2 비교 데이터)를 작성한다(제2 지연 공정)(단계 S65b).

즉, 추출된 패턴에 따른 데이터의 전달에 일정한 시간 지연을 만듦으로써, 다음에 검출되는 패턴에 따른 데이터와 비교하기 위한 데이터를 작성한다.

다음에, 단계 S64b에서 추출된 특정한 반복 주기를 갖는 패턴의 데이터와, 제2 비교 데이터의 차를 연산한다(제14 연산 공정)(단계 S66b).

다음에, 단계 S66b에서의 연산 결과에 기초하여, 결함의 유무를 판정한다(제4 판정 공정)(단계 S67b).

다음에, 단계 S67a에서의 판정 결과와, 단계 S67b에서의 판정 결과에 기초하여 결함의 검사 결과를 판정한다(단계 S68).

이 경우, 검출 데이터에 기초하는 판정 및 지연 데이터에 기초하는 판정 중 하나 이상이 결함이 있다는 판정 결과인 경우에는, 결함이 있다는 검사 결과로 할 수 있다.

또한, 입력된 해상 한계 이하의 패턴으로부터 특정한 반복 주기를 갖는 패턴을 추출하고, 추출된 특정한 반복 주기를 갖는 패턴에 기초하여 결함의 유무를 판정할 수 있다.

이 때, 추출된 특정한 반복 주기를 갖는 패턴끼리를 비교함으로써, 패턴이 갖는 출력 레벨의 변동을 서로 상쇄하면서 비교 검사를 하는 것이 가능해진다.

[제14 실시형태]

다음에, 제14 실시형태에 따른 패턴 검사 방법에 대해서 예시한다.

본 실시형태에 따른 패턴 검사 방법은, 예컨대 도 17에 예시한 검사부(83)에서 실시할 수 있다.

도 29는, 제14 실시형태에 따른 패턴 검사 방법에 대해서 예시하기 위한 흐름도이다.

우선, 피검사체(100)에 형성된 패턴의 광학 이미지에 기초하여 검출 데이터를 작성한다(단계 S71).

한편, 피검사체(100)에 형성된 패턴에 관한 참조 데이터를 작성한다(단계 S72).

다음에, 참조 데이터의 출력 레벨이 검출 데이터의 출력 레벨에 대응한 것이 되도록 출력 레벨을 변환한다(단계 S73).

다음에, 검출 데이터와, 출력 레벨의 변환이 행해진 참조 데이터로부터 해상 한계 이하의 패턴을 추출한다(제11 추출 공정)(단계 S74).

다음에, 추출된 검출 데이터에 따른 해상 한계 이하의 패턴으로부터 특정한 반복 주기를 갖는 패턴을 추출한다(제12 추출 공정)(단계 S75a).

또한, 추출된 참조 데이터에 따른 해상 한계 이하의 패턴으로부터 특정한 반복 주기를 갖는 패턴을 추출한다(제13 추출 공정)(단계 S75b).

다음에, 단계 S75a에서 추출된 검출 데이터에 따른 패턴의 데이터와, 단계 S75b에서 추출된 참조 데이터에 따른 패턴의 데이터의 차를 구한다(제15 연산 공정)(단계 S76).

다음에, 단계 S76에서 구한 값에 기초하여 결함의 유무를 판정한다(단계 S77).

이 경우, 상한 및 하한의 2개의 임계값을 이용하여 판정하도록 할 수 있다. 또한, 상한 및 하한의 2개의 임계값을 이용한 판정 중 하나 이상이 결함이 있다는 판정 결과인 경우에는, 결함이 있다는 검사 결과로 할 수 있다.

본 발명의 몇 개의 실시형태를 설명했지만, 이들 실시형태는, 예로서 제시한 것이고, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하지 않는다. 이들 신규 실시형태는, 그 외의 여러 가지 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 여러 가지의 생략, 치환, 변경을 할 수 있다. 이들 실시형태나 그 변형은, 발명의 범위나 요지에 포함되고, 특허청구의 범위에 기재된 발명과 그 균등한 범위에 포함된다.

특정 실시예들을 설명하였으나, 이들 실시예들은 예로써만 나타내었고, 본 발명의 범위를 한정하고자 함이 아니다. 여기서 설명된 신규한 실시예들은 다양한 다른 형태들로 구현될 수도 있고, 또한 본 발명의 사상을 벗어나지 않고, 여기서 설명된 실시예들의 형태에서 다양한 생략, 대체 및 변경이 행해질 수도 있다. 첨부된 청구항 및 그 등가물은 본 발명의 범위 및 사상 내에 있을 것인 형태 또는 변형물을 망라하고자 한다. 또한, 상술된 실시예들은 서로 조합될 수 있고, 실행될 수 있다.

Claims

피검사체에 형성된 패턴의 광학 화상에 기초하여 제1 검출 데이터를 작성하는 제1 검출 데이터 작성부와,
상기 제1 검출 데이터를 다이 투 다이 비교의 반복 피치에 상당하는 분만큼 시간 지연시킴으로써 제1 지연 데이터를 작성하는 제1 지연부와,
상기 제1 검출 데이터에 대하여 상한 임계값을 이용하여 판정하는 제1 상한 판정부와, 상기 제1 검출 데이터에 대하여 하한 임계값을 이용하여 판정하는 제1 하한 판정부와, 상기 제1 상한 판정부의 판정 결과와 상기 제1 하한 판정부의 판정 결과를 논리곱 연산하는 제1 논리곱 연산부와, 상기 제1 지연 데이터에 대하여 상한 임계값을 이용하여 판정하는 제2 상한 판정부와, 상기 제1 지연 데이터에 대하여 하한 임계값을 이용하여 판정하는 제2 하한 판정부와, 상기 제2 상한 판정부의 판정 결과와 상기 제2 하한 판정부의 판정 결과를 논리곱 연산하는 제2 논리곱 연산부와, 상기 제1 논리곱 연산부의 연산 결과와 상기 제2 논리곱 연산부의 연산 결과를 논리합 연산하는 논리합 연산부를 포함하며, 입력된 상기 제1 검출 데이터와 상기 제1 지연 데이터가 해상 한계 이하의 패턴의 화상에 관한 데이터인지의 여부를 식별하는 제1 식별부와,
상기 제1 식별부에 의한 식별 결과에 기초하여, 상기 제1 검출 데이터와 상기 제1 지연 데이터로부터 해상 한계 이하의 패턴의 데이터를 추출하는 제1 추출부와,
상기 추출된 제1 검출 데이터에 따른 데이터의 주목 화소에 대한 주변 영역의 출력 레벨의 평균값을 연산하고, 상기 추출된 제1 검출 데이터에 따른 데이터의 출력 레벨과 상기 평균값의 차를 연산하는 제1 출력 변위 연산부와,
상기 추출된 제1 지연 데이터에 따른 데이터의 주목 화소에 대한 주변 영역의 출력 레벨의 평균값을 연산하고, 상기 추출된 제1 지연 데이터에 따른 데이터의 출력 레벨과 상기 평균값의 차를 연산하는 제2 출력 변위 연산부와,
상기 제1 출력 변위 연산부에 의한 연산 결과에 기초하여, 결함의 유무를 판정하는 제1 판정부와,
상기 제2 출력 변위 연산부에 의한 연산 결과에 기초하여, 결함의 유무를 판정하는 제2 판정부와,
제1 판정부에 의한 판정 결과와, 제2 판정부에 의한 판정 결과를 논리합 연산하는 제1 논리합 연산부
를 포함한 것을 특징으로 하는 패턴 검사 장치.
피검사체에 형성된 패턴의 투과광에 의한 광학 화상에 기초하여 제2 검출 데이터를 작성하는 제2 검출 데이터 작성부와,
상기 제2 검출 데이터를 다이 투 다이 비교의 반복 피치에 상당하는 분만큼 시간 지연시킴으로써 제2 지연 데이터를 작성하는 제2 지연부와,
입력된 상기 제2 검출 데이터와 상기 제2 지연 데이터가 해상 한계 이하의 패턴의 화상에 관한 데이터인지의 여부를 식별하는 제2 식별부와,
상기 제2 식별부에 의한 식별 결과에 기초하여, 상기 제2 검출 데이터와 상기 제2 지연 데이터로부터 해상 한계 이하의 패턴의 데이터를 추출하는 제2 추출부와,
상기 추출된 제2 검출 데이터에 따른 데이터의 주목 화소에 대한 주변 영역의 출력 레벨의 평균값을 연산하고, 상기 추출된 제2 검출 데이터에 따른 데이터의 출력 레벨과 상기 평균값의 차를 연산하는 제3 출력 변위 연산부와,
상기 추출된 제2 지연 데이터에 따른 데이터의 주목 화소에 대한 주변 영역의 출력 레벨의 평균값을 연산하고, 상기 추출된 제2 지연 데이터에 따른 데이터의 출력 레벨과 상기 평균값의 차를 연산하는 제4 출력 변위 연산부와,
피검사체에 형성된 패턴의 반사광에 의한 광학 화상에 기초하여 제3 검출 데이터를 작성하는 제3 검출 데이터 작성부와,
상기 제3 검출 데이터를 다이 투 다이 비교의 반복 피치에 상당하는 분만큼 시간 지연시킴으로써 제3 지연 데이터를 작성하는 제3 지연부와,
입력된 상기 제3 검출 데이터와 상기 제3 지연 데이터가 해상 한계 이하의 패턴의 화상에 관한 데이터인지의 여부를 식별하는 제3 식별부와,
상기 제3 식별부에 의한 식별 결과에 기초하여, 상기 제3 검출 데이터와 상기 제3 지연 데이터로부터 해상 한계 이하의 패턴의 데이터를 추출하는 제3 추출부와,
상기 추출된 제3 검출 데이터에 따른 데이터의 주목 화소에 대한 주변 영역의 출력 레벨의 평균값을 연산하고, 상기 추출된 제3 검출 데이터에 따른 데이터의 출력 레벨과 상기 평균값의 차를 연산하는 제5 출력 변위 연산부와,
상기 추출된 제3 지연 데이터에 따른 데이터의 주목 화소에 대한 주변 영역의 출력 레벨의 평균값을 연산하고, 상기 추출된 제3 지연 데이터에 따른 데이터의 출력 레벨과 상기 평균값의 차를 연산하는 제6 출력 변위 연산부와,
상기 제3 출력 변위 연산부에 의한 연산 결과와, 상기 제5 출력 변위 연산부에 의한 연산 결과의 차를 연산하는 제1 레벨차 연산부와,
상기 제4 출력 변위 연산부에 의한 연산 결과와, 상기 제6 출력 변위 연산부에 의한 연산 결과의 차를 연산하는 제2 레벨차 연산부와,
상기 제1 레벨차 연산부에 의한 연산 결과에 기초하여, 결함의 유무를 판정하는 제3 판정부와,
상기 제2 레벨차 연산부에 의한 연산 결과에 기초하여, 결함의 유무를 판정하는 제4 판정부와,
제3 판정부에 의한 판정 결과와, 제4 판정부에 의한 판정 결과를 논리합 연산하는 제2 논리합 연산부
를 포함한 것을 특징으로 하는 패턴 검사 장치.
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피검사체에 형성된 패턴의 광학 화상에 기초하여 제1 검출 데이터를 작성하는 제1 검출 데이터 작성부와,
상기 제1 검출 데이터를 다이 투 다이 비교의 반복 피치에 상당하는 분만큼 시간 지연시킴으로써 제1 지연 데이터를 작성하는 제1 지연부와,
입력된 상기 제1 검출 데이터와 상기 제1 지연 데이터가 해상 한계 이하의 패턴의 화상에 관한 데이터인지의 여부를 식별하는 제1 식별부와,
상기 제1 식별부에 의한 식별 결과에 기초하여, 상기 제1 검출 데이터와 상기 제1 지연 데이터로부터 해상 한계 이하의 패턴의 데이터를 추출하는 제1 추출부와,
상기 추출된 제1 검출 데이터에 따른 데이터로부터 상관 연산에 의해 특정한 반복 주기를 갖는 패턴의 데이터를 추출하는 제1 패턴 추출부와,
상기 제1 패턴 추출부에 의해 추출된 데이터를 상기 특정한 반복 주기에 상당하는 분만큼 시간 지연시킴으로써 제1 비교 데이터를 작성하는 제4 지연부와,
상기 제1 패턴 추출부에 의해 추출된 데이터와, 상기 제1 비교 데이터의 차를 연산하는 제4 레벨차 연산부와,
상기 제4 레벨차 연산부에 의한 연산 결과에 기초하여, 결함의 유무를 판정하는 제7 판정부와,
상기 추출된 제1 지연 데이터에 따른 데이터로부터 상관 연산에 의해 특정한 반복 주기를 갖는 패턴의 데이터를 추출하는 제2 패턴 추출부와,
상기 제2 패턴 추출부에 의해 추출된 데이터를 상기 특정한 반복 주기에 상당하는 분만큼 시간 지연시킴으로써 제2 비교 데이터를 작성하는 제5 지연부와,
상기 제2 패턴 추출부에 의해 추출된 데이터와, 상기 제2 비교 데이터의 차를 연산하는 제5 레벨차 연산부와,
상기 제5 레벨차 연산부에 의한 연산 결과에 기초하여, 결함의 유무를 판정하는 제8 판정부와,
제7 판정부에 의한 판정 결과와, 제8 판정부에 의한 판정 결과를 논리합 연산하는 제3 논리합 연산부
를 포함한 것을 특징으로 하는 패턴 검사 장치.
삭제
피검사체에 형성된 패턴의 광학 이미지에 기초하여 제1 검출 데이터를 작성하는 공정과,
상기 제1 검출 데이터를 다이 투 다이 비교의 반복 피치에 상당하는 분만큼 시간 지연시킴으로써 제1 지연 데이터를 작성하는 공정과,
상기 제1 검출 데이터에 대하여 상한 임계값을 이용하여 판정하고, 상기 제1 검출 데이터에 대하여 하한 임계값을 이용하여 판정하고, 상기 상한 임계값을 이용한 판정 결과와 상기 하한 임계값을 이용한 판정 결과를 논리곱 연산하는 것을 포함하며, 상기 논리곱 연산 결과에 기초하여, 상기 제1 검출 데이터로부터 해상 한계 이하의 패턴의 데이터를 추출하는 공정과,
상기 추출된 제1 검출 데이터의 주목 화소에 대한 주변 영역의 출력 레벨의 평균값을 구하는 공정과,
상기 추출된 제1 검출 데이터의 출력 레벨과, 주변 영역의 출력 레벨의 평균값의 차를 구하는 공정과,
상기 추출된 제1 검출 데이터의 출력 레벨과, 주변 영역의 출력 레벨의 평균값의 차에 기초하여, 상기 제1 검출 데이터에서의 결함의 유무를 판정하는 공정과,
상기 제1 지연 데이터에 대하여 상한 임계값을 이용하여 판정하고, 상기 제1 지연 데이터에 대하여 하한 임계값을 이용하여 판정하고, 상기 상한 임계값을 이용한 판정 결과와 상기 하한 임계값을 이용한 판정 결과를 논리곱 연산하는 것을 포함하며, 상기 논리곱 연산 결과에 기초하여, 상기 제1 지연 데이터로부터 해상 한계 이하의 패턴의 데이터를 추출하는 공정과,
상기 추출된 제1 지연 데이터의 주목 화소에 대한 주변 영역의 출력 레벨의 평균값을 구하는 공정과,
상기 추출된 제1 지연 데이터의 출력 레벨과, 주변 영역의 출력 레벨의 평균값의 차를 구하는 공정과,
상기 추출된 제1 지연 데이터의 출력 레벨과, 주변 영역의 출력 레벨의 평균값의 차에 기초하여, 상기 제1 지연 데이터에서의 결함의 유무를 판정하는 공정과,
상기 제1 검출 데이터에서의 결함의 유무를 판정하는 공정에서의 판정 결과와, 상기 제1 지연 데이터에서의 결함의 유무를 판정하는 공정에서의 판정 결과에 기초하여 결함의 검사 결과를 판정하는 공정
을 포함한 것을 특징으로 하는 패턴 검사 방법.
투과광에 의한 패턴의 광학 이미지에 기초하여 제2 검출 데이터를 작성하는 공정과,
상기 제2 검출 데이터로부터 해상 한계 이하의 패턴의 데이터를 추출하는 제1 추출 공정과,
상기 제1 추출 공정에서 추출된 데이터의 주목 화소에 대한 주변 영역의 출력 레벨의 평균값을 구하는 제1 연산 공정과,
상기 제1 추출 공정에서 추출된 데이터의 출력 레벨과, 상기 제1 연산 공정에서 구한 주변 영역의 출력 레벨의 평균값의 차를 구하는 제2 연산 공정과,
반사광에 의한 패턴의 광학 이미지에 기초하여 제3 검출 데이터를 작성하는 공정과,
상기 제3 검출 데이터로부터 해상 한계 이하의 패턴의 데이터를 추출하는 제2 추출 공정과,
상기 제2 추출 공정에서 추출된 데이터의 주목 화소에 대한 주변 영역의 출력 레벨의 평균값을 구하는 제3 연산 공정과,
상기 제2 추출 공정에서 추출된 데이터의 출력 레벨과, 상기 제3 연산 공정에서 구한 주변 영역의 출력 레벨의 평균값의 차를 구하는 제4 연산 공정과,
상기 제2 검출 데이터를 다이 투 다이 비교의 반복 피치에 상당하는 분만큼 시간 지연시킴으로써 제2 지연 데이터를 작성하는 공정과,
상기 제2 지연 데이터로부터 해상 한계 이하의 패턴의 데이터를 추출하는 제3 추출 공정과,
상기 제3 추출 공정에서 추출된 데이터의 주목 화소에 대한 주변 영역의 출력 레벨의 평균값을 구하는 제5 연산 공정과,
상기 제3 추출 공정에서 추출된 데이터의 출력 레벨과, 상기 제5 연산 공정에서 구한 주변 영역의 출력 레벨의 평균값의 차를 구하는 제6 연산 공정과,
상기 제3 검출 데이터를 다이 투 다이 비교의 반복 피치에 상당하는 분만큼 시간 지연시킴으로써 제3 지연 데이터를 작성하는 공정과,
상기 제3 지연 데이터로부터 해상 한계 이하의 패턴의 데이터를 추출하는 제4 추출 공정과,
상기 제4 추출 공정에서 추출된 데이터의 주목 화소에 대한 주변 영역의 출력 레벨의 평균값을 구하는 제7 연산 공정과,
상기 제4 추출 공정에서 추출된 데이터의 출력 레벨과, 상기 제7 연산 공정에서 구한 주변 영역의 출력 레벨의 평균값의 차를 구하는 제8 연산 공정과,
상기 제2 연산 공정에서의 연산값과, 제4 연산 공정에서의 연산값의 차를 구하는 제9 연산 공정과,
상기 제6 연산 공정에서의 연산값과, 제8 연산 공정에서의 연산값의 차를 구하는 제10 연산 공정과,
상기 제9 연산 공정에서의 연산값에 기초하여, 검출 데이터에 따른 결함의 유무를 판정하는 제1 판정 공정과,
상기 제10 연산 공정에서의 연산값에 기초하여, 지연 데이터에 따른 결함의 유무를 판정하는 제2 판정 공정과,
제1 판정 공정에서의 판정 결과와, 상기 제2 판정 공정에서의 판정 결과에 기초하여 결함의 검사 결과를 판정하는 공정
을 포함한 것을 특징으로 하는 패턴 검사 방법.
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피검사체에 형성된 패턴의 광학 이미지에 기초하여 제1 검출 데이터를 작성하는 공정과,
상기 제1 검출 데이터를 다이 투 다이 비교의 반복 피치에 상당하는 분만큼 시간 지연시킴으로써 제1 지연 데이터를 작성하는 공정과,
상기 제1 검출 데이터로부터 해상 한계 이하의 패턴을 추출하는 제7 추출 공정과,
상기 제7 추출 공정에서 추출된 해상 한계 이하의 패턴으로부터 특정한 반복 주기를 갖는 패턴을 추출하는 제8 추출 공정과,
상기 제8 추출 공정에서 추출된 특정한 반복 주기를 갖는 패턴의 데이터를 시간 지연시킴으로써 제1 비교 데이터를 작성하는 제1 지연 공정과,
상기 제8 추출 공정에서 추출된 특정한 반복 주기를 갖는 패턴의 데이터와, 상기 제1 비교 데이터의 차를 연산하는 제13 연산 공정과,
상기 제13 연산 공정에서의 연산 결과에 기초하여, 결함의 유무를 판정하는 제3 판정 공정과,
상기 제1 지연 데이터로부터 해상 한계 이하의 패턴을 추출하는 제9 추출 공정과,
상기 제9 추출 공정에서 추출된 해상 한계 이하의 패턴으로부터 특정한 반복 주기를 갖는 패턴을 추출하는 제10 추출 공정과,
상기 제10 추출 공정에서 추출된 특정한 반복 주기를 갖는 패턴의 데이터를 시간 지연시킴으로써 제2 비교 데이터를 작성하는 제2 지연 공정과,
상기 제10 추출 공정에서 추출된 특정한 반복 주기를 갖는 패턴의 데이터와, 상기 제2 비교 데이터의 차를 연산하는 제14 연산 공정과,
상기 제14 연산 공정에서의 연산 결과에 기초하여, 결함의 유무를 판정하는 제4 판정 공정과,
상기 제3 판정 공정에서의 판정 결과와, 상기 제4 판정 공정에서의 판정 결과에 기초하여 결함의 검사 결과를 판정하는 공정
을 포함한 것을 특징으로 하는 패턴 검사 방법.
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제10항에 기재된 패턴 검사 방법을 이용하여 검사되는 패턴을 갖는 구조체로서,
라인 부분과 스페이스 부분의 비율, 패턴의 높이 치수, 패턴의 표면에 설치된 막이 차지하는 비율, 패턴의 표면에 설치된 막의 두께를 포함하는 군으로부터 선택된 1종 이상은, 반사율 및 투과율 중 하나 이상이 높아지도록 제어된 것을 특징으로 하는 패턴을 갖는 구조체.
제19항에 있어서, 상기 패턴은, 해상 한계 이하의 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴을 갖는 구조체.