KR101604013B1 - 패턴 검사 장치 및 패턴 검사 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일태양의 패턴 검사 장치는, 동일한 패턴이 형성된 복수의 다이가 배치된 피검사 시료의 복수의 다이의 광학 화상을 취득하는 광학 화상 취득부와, 해상되지 않는 비해상 패턴이 형성된 비해상 패턴 영역을 식별 가능한 비해상 패턴 영역 정보를 이용하여, 비해상 패턴 영역에 위치하는, 다이의 광학 화상을 복수의 서브 광학 화상으로 분할하는 서브 광학 화상 분할부와, 비해상 패턴 영역에 대하여, 동일한 다이의 광학 화상으로부터 분할된 복수의 서브 광학 화상끼리 화소마다 비교하는 제1 비교부와, 상이한 다이의 광학 화상끼리 화소마다 비교하는 제2 비교부를 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

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

본 발명은 패턴 검사 장치 및 패턴 검사 방법에 관한 것이다. 예를 들면, 레이저광을 조사하여 패턴상(像)의 광학 화상을 취득하여 패턴을 검사하는 검사 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근, 대규모 집적회로(LSI)의 고집적화 및 대용량화에 수반하여, 반도체 소자에 요구되는 회로 선폭은 더 좁아지고 있다. 이들 반도체 소자는, 회로 패턴이 형성된 원화(原畵) 패턴(마스크 혹은 레티클이라고도 함. 이하, 마스크라 총칭함)을 이용하여, 이른바 스텝퍼라 불리는 축소 투영 노광 장치로 웨이퍼 상에 패턴을 노광 전사하여 회로 형성함으로써 제조된다. 따라서, 이러한 미세한 회로 패턴을 웨이퍼에 전사하기 위한 마스크의 제조에는, 미세한 회로 패턴을 묘화할 수 있는 전자빔을 이용한 패턴 묘화 장치를 이용한다. 이러한 패턴 묘화 장치를 이용하여 웨이퍼에 직접 패턴 회로를 묘화하는 경우도 있다. 혹은, 전자빔 이외에도 레이저빔을 이용하여 묘화하는 레이저빔 묘화 장치의 개발이 시도되고 있다.

그리고, 다대한 제조 코스트가 소요되는 LSI의 제조에 있어, 수율의 향상은 빼놓을 수 없다. 그러나, 1 기가비트급의 DRAM(랜덤 액세스 메모리)으로 대표되는 바와 같이, LSI를 구성하는 패턴은, 서브미크론에서 나노미터의 오더가 되고 있다. 수율을 저하시키는 큰 요인의 하나로서, 반도체 웨이퍼 상에 초미세 패턴을 포토리소그래피 기술로 노광, 전사할 시 사용되는 마스크의 패턴 결함을 들 수 있다. 최근, 반도체 웨이퍼 상에 형성되는 LSI 패턴 치수의 미세화에 수반하여, 패턴 결함으로서 검출해야 하는 치수도 매우 작은 것이 되고 있다. 이 때문에, LSI 제조에 사용되는 전사용 마스크의 결함을 검사하는 패턴 검사 장치의 고정밀화가 필요하게 되고 있다.

한편, 멀티미디어화의 진전에 수반하여, LCD(Liquid Crystal Display : 액정 디스플레이)는 500 mm × 600 mm, 또는 이 이상의 액정 기판 사이즈의 대형화와, 액정 기판 상에 형성되는 TFT(Thin Film Transistor : 박막 트랜지스터) 등의 패턴의 미세화가 진행되고 있다. 따라서, 매우 작은 패턴 결함을 광범위하게 검사하는 것이 요구되고 있다. 이 때문에, 이러한 대면적 LCD의 패턴 및 대면적 LCD를 제작할 때 이용되는 포토마스크의 결함을 단시간에, 효율적으로 검사하는 패턴 검사 장치의 개발도 급무가 되고 있다.

검사 방법으로서는, 확대 광학계를 이용하여 리소그래피 마스크 등의 시료 상에 형성되어 있는 패턴을 소정의 배율로 촬상한 광학 화상과, 설계 데이터, 혹은 시료 상의 동일 패턴을 촬상한 광학 화상과 비교함으로써 검사를 행하는 방법이 알려져 있다. 예를 들면, 패턴 검사 방법으로서, 동일 마스크 상의 상이한 장소의 동일 패턴을 촬상한 광학 화상 데이터끼리 비교하는 'die to die(다이-다이) 검사', 또는 패턴 설계된 CAD 데이터를 마스크에 패턴을 묘화할 때 묘화 장치가 입력하기 위한 장치 입력 포맷으로 변환한 묘화 데이터(설계 패턴 데이터)를 검사 장치에 입력하여, 이를 베이스로 설계 화상 데이터(참조 화상)를 생성하여, 그것과 패턴을 촬상한 측정 데이터가 되는 광학 화상을 비교하는 'die to database(다이-데이터베이스) 검사'가 있다. 이러한 검사 장치에서의 검사 방법에서는, 시료는 스테이지 상에 재치(載置)되고, 스테이지가 움직임으로써 광속이 시료 상을 주사하여, 검사가 행해진다. 시료에는, 광원 및 조명 광학계에 의해 광속이 조사된다. 시료를 투과 혹은 반사한 광은 광학계를 개재하여, 센서 상에 결상된다. 센서로 촬상된 화상은 측정 데이터로서 비교 회로로 보내진다. 비교 회로에서는, 화상끼리의 위치 조정 후, 측정 데이터와 참조 데이터를 적절한 알고리즘에 따라 비교하고, 일치하지 않을 경우에는 패턴 결함 있음으로 판정한다.

향후 패턴의 미세화가 더 진행되면, 심자외(深紫外)(DUV)광과 그에 대응하는 광학계에서는 해상 곤란한 해상 한계 미만의 미세 패턴으로 구성되는 셀부를 검사하는 검사 장치가 필요해진다. 한편, 해상이 충분히 가능한 사이즈의 패턴 결함의 검사도 동시에 필요하다. 그러나, 종래, 해상 한계 미만의 미세 패턴의 검사와, 해상이 충분히 가능한 사이즈의 패턴 결함의 검사를 정밀도에 따라 충분히 병용 가능한 장치 및 방법이 존재하고 있지 않다는 문제가 있었다.

여기서, 셀부를 검사하는 검사 장치에 관련된 기술로서, 해상이 충분히 가능한 사이즈의 패턴에 의해 구성되는 셀끼리 비교하는 셀 비교 검사와 상술한 다이-다이 검사를 병용하는 기술이 개시되어 있다(예를 들면, 일본특허공개공보 2005-274172호 참조). 그러나 이러한 검사 장치에서는, 해상 한계 미만의 셀부의 미세 패턴을 검사하는 것이 곤란해진다.

상술한 바와 같이, 해상 한계 미만의 미세 패턴의 검사와, 해상이 충분히 가능한 사이즈의 패턴 결함의 검사를 충분히 병용 가능한 장치 및 방법이 존재하고 있지 않다는 문제가 있었다. 그러나, 이러한 문제를 해결할 수 있는 충분한 방법이 확립되어 있지 않았다.

본 발명은, 해상 한계 미만의 미세 패턴의 검사와, 해상이 충분히 가능한 사이즈의 패턴 결함의 검사가 가능한 검사 장치 및 방법을 제공한다.

본 발명의 일태양의 패턴 검사 장치는,

동일한 패턴이 형성된 복수의 다이가 배치된 피검사 시료의 복수의 다이의 광학 화상을 취득하는 광학 화상 취득부와,

해상되지 않는 비해상 패턴이 형성된 비해상 패턴 영역을 식별 가능한 비해상 패턴 영역 정보를 이용하여, 비해상 패턴 영역에 위치하는, 다이의 광학 화상을 복수의 서브 광학 화상으로 분할하는 서브 광학 화상 분할부와,

비해상 패턴 영역에 대하여, 동일한 다이의 광학 화상으로부터 분할된 복수의 서브 광학 화상끼리 화소마다 비교하는 제1 비교부와,

상이한 다이의 광학 화상끼리 화소마다 비교하는 제2 비교부

를 구비한 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 일태양의 패턴 검사 방법은,

동일한 패턴이 형성된 복수의 다이가 배치된 피검사 시료의 복수의 다이의 광학 화상을 취득하고,

해상되지 않는 비해상 패턴이 형성된 비해상 패턴 영역을 식별 가능한 비해상 패턴 영역 정보를 이용하여, 비해상 패턴 영역에 위치하는, 다이의 광학 화상을 복수의 서브 광학 화상으로 분할하고,

비해상 패턴 영역에 대하여, 동일한 다이의 광학 화상으로부터 분할된 복수의 서브 광학 화상끼리 화소마다 비교하고,

상이한 다이의 상기 광학 화상끼리 화소마다 비교하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 일태양의 패턴 검사 방법은,

동일한 패턴이 형성된 복수의 다이가 배치된 피검사 시료의 검사 영역을 복수의 다이에 걸치도록 직사각형 형상으로 가상 분할한 스트라이프 영역마다, 스트라이프 영역 화상을 취득하고,

스트라이프 영역 화상을 소정의 사이즈의 복수의 프레임 화상으로 분할하고,

해상되지 않는 비해상 패턴이 형성된 비해상 패턴 영역을 식별 가능한 비해상 패턴 영역 정보를 이용하여, 프레임 화상마다, 비해상 패턴 영역을 특정하고,

복수의 프레임 화상 중, 비해상 패턴 영역이 특정된 프레임 화상을 복수의 서브 프레임 화상으로 분할하고,

동일한 프레임 화상으로부터 분할된 복수의 서브 프레임 화상끼리 화소마다 비교하고,

상이한 다이의 프레임 화상끼리의 위치 조정을 행하고,

위치 조정된, 상이한 다이의 프레임 화상끼리 화소마다 비교하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 실시예 1에서의 패턴 검사 장치의 구성을 도시한 구성도이다.
도 2는 실시예 1에서의 비교 회로의 내부 구성을 도시한 도이다.
도 3은 실시예 1에서의 시료 상의 패턴과 스캔 영역을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 실시예 1에서의 검사 방법의 주요부 공정을 나타낸 순서도이다.
도 5는 실시예 1에서의 검사 영역을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 실시예 1에서의 비해상 패턴의 주사 전자 현미경(SEM) 화상의 일례를 나타낸 도이다.
도 7은 실시예 1에서의 텍스트 데이터로 구성되는 비해상 패턴 영역 정보의 일례를 나타낸 도이다.
도 8은 실시예 1에서의 비해상 영역 특정 공정의 내부 공정을 나타낸 순서도이다.
도 9는 실시예 1에서의 서브 프레임 분할의 방법을 설명하기 위한 도이다.
도 10a와 도 10b는 실시예 1에서의 서브 프레임 화상의 일례를 나타낸 도이다.
도 11a와 도 11b는 실시예 1에서의 서브 프레임 화상의 유사 컬러 화상의 일례를 나타낸 도이다.
도 12a와 도 12b는 실시예 1에서의 서브 프레임 화상을 농담 강조 변환 처리한 화상의 일례를 나타낸 도이다.
도 13은 실시예 1에서의 농담 강조 계수를 설명하기 위한 그래프이다.
도 14는 실시예 2에서의 검사 방법의 주요부 공정을 나타낸 순서도이다.

이하, 실시예에서는, 해상 한계 미만의 미세 패턴의 검사와, 해상이 충분히 가능한 사이즈의 패턴 결함의 검사가 가능한 검사 장치 및 방법에 대하여 설명한다.

실시예 1.

도 1은, 실시예 1에서의 패턴 검사 장치의 구성을 도시한 구성도이다. 도 1에서 시료, 예를 들면 마스크에 형성된 패턴의 결함을 검사하는 검사 장치(100)는 광학 화상 취득부(150) 및 제어계 회로(160)(제어부)를 구비하고 있다.

광학 화상 취득부(150)는 광원(103), 조명 광학계(170), 이동 가능하게 배치된 XYθ 테이블(102), 확대 광학계(104) 및 포토 다이오드 어레이(105)(센서의 일례), 센서 회로(106), 스트라이프 패턴 메모리(123) 및 레이저 측장 시스템(122)을 가지고 있다. XYθ 테이블(102) 상에는 시료(101)가 배치되어 있다. 시료(101)로서, 예를 들면 웨이퍼에 패턴을 전사하는 노광용의 포토마스크가 포함된다. 또한 이 포토마스크에는, 검사 대상이 되는 복수의 도형에 의해 구성된 패턴이 형성되어 있다. 시료(101)는, 예를 들면 패턴 형성면을 하측을 향해 XYθ 테이블(102)에 배치된다.

제어계 회로(160)에서는, 컴퓨터가 되는 제어 계산기(110)가, 버스(120)를 개재하여 위치 회로(107), 비교 회로(108), 전개 회로(111), 영역 관리 회로(112), 오토 로더 제어 회로(113), 테이블 제어 회로(114), 자기 디스크 장치(109), 자기 테이프 장치(115), 플렉시블 디스크 장치(FD)(116), CRT(117), 패턴 모니터(118) 및 프린터(119)에 접속되어 있다. 또한, 센서 회로(106)는 스트라이프 패턴 메모리(123)에 접속되고, 스트라이프 패턴 메모리(123)는 비교 회로(108)에 접속되어 있다. 또한, XYθ 테이블(102)은 X축 모터, Y축 모터, θ축 모터에 의해 구동된다. XYθ 테이블(102)은 스테이지의 일례가 된다.

검사 장치(100)에서는 광원(103), XYθ 테이블(102), 조명 광학계(170), 확대 광학계(104), 포토 다이오드 어레이(105) 및 센서 회로(106)에 의해 고배율의 검사 광학계가 구성되어 있다. 또한 XYθ 테이블(102)은, 제어 계산기(110)의 제어하에 테이블 제어 회로(114)에 의해 구동된다. X 방향, Y 방향, θ 방향으로 구동하는 3 축(X-Y-θ) 모터와 같은 구동계에 의해 이동 가능하게 되어 있다. 이들 X 모터, Y 모터, θ 모터는, 예를 들면 스텝 모터를 이용할 수 있다. XYθ 테이블(102)은, XYθ 각 축의 모터에 의해 수평 방향 및 회전 방향으로 이동 가능하다. 그리고, XYθ 테이블(102)의 이동 위치는 레이저 측장 시스템(122)에 의해 측정되고, 위치 회로(107)로 공급된다.

여기서 도 1에서는, 실시예 1을 설명함에 있어서 필요한 구성 부분에 대하여 기재하고 있다. 검사 장치(100)에 있어, 통상, 필요한 그 외의 구성이 포함되어도 상관없는 것은 말할 필요도 없다.

도 2는, 실시예 1에서의 비교 회로의 내부 구성을 도시한 도이다. 도 2에서, 비교 회로(108) 내에는 메모리(50, 52, 58, 70), 프레임 분할부(54, 56), 위치 조정부(60), 영역 특정부(62), 서브 프레임 분할부(64), 서브 프레임 비교부(66), 프레임 비교부(68) 및 선택부(72)가 배치된다. 프레임 분할부(54, 56), 위치 조정부(60), 영역 특정부(62), 서브 프레임 분할부(64), 서브 프레임 비교부(66), 프레임 비교부(68) 및 선택부(72)와 같은 기능은, 프로그램과 같은 소프트웨어로 구성되어도 된다. 혹은, 전자 회로 등의 하드웨어로 구성되어도 된다. 혹은, 이들의 조합이어도 된다. 비교 회로(108) 내에 필요한 입력 데이터 혹은 연산된 결과는 그때마다 메모리(50, 52, 58, 70) 혹은 도시하지 않은 메모리에 기억된다.

도 3은, 실시예 1에서의 시료 상의 패턴과 스캔 영역을 설명하기 위한 개념도이다. 도 3에서, 시료(101)의 검사 영역(10) 내에는, 동일한 패턴이 형성된 복수의 다이(40)(칩)가 형성되어 있다. 도 3의 예에서는, 횡(x 방향)으로 3 열, 종(y 방향)으로 2 단의 계 6 개의 다이(40)가 배치되어 있다. 각 다이(40)에는, 횡(x 방향)으로 2 열, 종(y 방향)으로 3 단의 계 6 개의 셀 영역(42)과, 이러한 복수의 셀 영역(42)의 주변에 주변 영역이 배치되어 있다. 셀 영역(42) 내에는, 검사 장치(100)에서의 해상 한계 미만의 사이즈가 되는, 예를 들면 80 nm 이하의 복수의 도형 패턴이 배치된다. 예를 들면, 피치가 50 nm인 라인 앤드 스페이스 패턴(line and space pattern)이 형성된다. 시료(101)의 검사 영역(10)(검사 영역 전체)은, 도 3에 도시한 바와 같이, 예를 들면 Y 방향을 향해, 스캔 폭이 직사각형 형상의 복수의 검사 스트라이프(20)(스트라이프 영역의 일례)마다 스캔(주사)됨으로써 광학 화상이 촬상된다. 검사 스트라이프(20)의 폭(스캔 폭)은, 다이(40)의 종(y 방향) 사이즈에 비해 충분히 작은 사이즈가 된다. 또한 1 개의 검사 스트라이프(20)는, 횡(x 방향)으로 복수의 다이(40)에 걸친다. 따라서, 1 개의 검사 스트라이프(20)로 촬상된 스트라이프 화상에는, 복수의 다이(40)의 동일한 위치의 화상이 포함된다. 따라서, 스트라이프 화상을 소정의 폭(예를 들면, 스캔 폭과 동일한 폭)으로 나눔으로써, 복수의 다이(40)의 동일한 위치의 프레임 화상(30)이 잘린다. 도 3의 예에서는, 다이(1), 다이(2), 다이(3)의 3 개의 다이(40)의 동일한 위치의 프레임 화상(30a, b, c)이 잘린다.

도 4는, 실시예 1에서의 검사 방법의 주요부 공정을 나타낸 순서도이다. 도 4에서 실시예 1에서의 검사 방법은, 스트라이프 화상 취득(1) 공정(S102)과, 프레임 분할 공정(S104)과, 위치 조정 공정(S106)과, 프레임 비교 공정(S108)과, 스트라이프 화상 취득(2) 공정(S202)과, 프레임 분할 공정(S204)과, 비해상 영역 특정 공정(S206)과, 서브 프레임 분할 공정(S212)과, 서브 프레임 비교 공정(S220)과, 선택 공정(S230)이라고 하는 일련의 공정을 실시한다. 비해상 영역 특정 공정(S206) 내에서는, 내부 공정으로서, 각 다이용의 비해상 영역 특정 공정(S208)과 비해상 영역 특정 공정(S210)이 실시된다. 서브 프레임 분할 공정(S212) 내에서는, 내부 공정으로서, 각 다이용의 서브 프레임 분할 공정(S214)과 서브 프레임 분할 공정(S216)이 실시된다. 서브 프레임 비교 공정(S220) 내에서는, 내부 공정으로서, 각 다이용의 서브 프레임 비교 공정(S222)과 서브 프레임 비교 공정(S224)이 실시된다. 도 3에서는, x 방향으로 3 개의 다이(40)가 나열되어 있었지만, 설명의 이해를 용이하게 하기 위하여, 도 4 이후, x 방향으로 나열되는 2 개의 다이(40)를 이용하여 설명한다.

스트라이프 화상 취득(1) 공정(S102)으로서, 광학 화상 취득부(150)는, 동일한 패턴이 형성된 복수의 다이(40)가 배치된 피검사 시료(101)의 복수의 다이(40)의 광학 화상(제2 광학 화상)을 취득한다. 구체적으로, 이하와 같이 동작한다.

시료(101)에 형성된 패턴에는, 적절한 광원(103)으로부터, 검사광이 되는 자외역 이하의 파장의 레이저광(예를 들면, DUV광)이 조명 광학계(170)를 개재하여 조사된다. 포토마스크(101)를 투과한 광은 확대 광학계(104)를 개재하여, 포토 다이오드 어레이(105)(센서의 일례)에 광학상으로서 결상하고, 입사한다. 포토 다이오드 어레이(105)로서, 예를 들면 TDI(타임˙딜레이˙인테그레이션(integration)) 센서 등을 이용하면 적합하다.

도 5는, 실시예 1에서의 검사 영역을 설명하기 위한 개념도이다. 시료(101)의 검사 영역(10)(검사 영역 전체)은, 도 5에 도시한 바와 같이, 예를 들면 Y 방향을 향해 스캔 폭(W)의 직사각형 형상의 복수의 검사 스트라이프(20)로 가상적으로 분할된다. 복수의 검사 스트라이프(20)는, 동일한 패턴이 형성된 복수의 다이(40)가 배치된 피검사 시료(101)의 검사 영역(10)을 x 방향으로 복수의 다이(40)에 걸치도록 직사각형 형상으로 가상 분할된다. 그리고 검사 장치(100)에서는, 검사 스트라이프(20)마다 화상(스트라이프 영역 화상)을 취득한다. 검사 스트라이프(20)의 각각에 대하여, 레이저광을 이용하여, 당해 스트라이프 영역의 길이 방향(X 방향)을 향해 당해 스트라이프 영역 내에 배치되는 도형 패턴의 화상을 촬상한다. XYθ 테이블(102)의 이동에 의해 포토 다이오드 어레이(105)가 상대적으로 X 방향으로 연속 이동하면서 광학 화상이 취득된다. 포토 다이오드 어레이(105)에서는, 도 5에 나타낸 것과 같은 스캔 폭(W)의 광학 화상을 연속적으로 촬상한다. 환언하면, 센서의 일례가 되는 포토 다이오드 어레이(105)는, XYθ 테이블(102)(스테이지)과 상대 이동하면서, 검사광을 이용하여 시료(101)에 형성된 복수의 다이(40)의 광학 화상을 촬상한다. 실시예 1에서는, 1 개의 검사 스트라이프(20)에서의 광학 화상을 촬상한 후, Y 방향으로 다음의 검사 스트라이프(20)의 위치까지 이동하여 이번에는 반대 방향으로 이동하면서와 마찬가지로 스캔 폭(W)의 광학 화상을 연속적으로 촬상한다. 즉, 왕로와 귀로에서 반대 방향을 향하는 포워드(FWD)-백 포워드(BWD)의 방향으로 촬상을 반복한다.

여기서 촬상의 방향은, 포워드(FWD)-백 포워드(BWD)의 반복에 한정되지 않는다. 일방의 방향으로부터 촬상해도 된다. 예를 들면, FWD-FWD의 반복이어도 된다. 혹은, BWD-BWD의 반복이어도 된다.

포토 다이오드 어레이(105) 상에 결상된 패턴의 상은, 포토 다이오드 어레이(105)의 각 수광 소자에 의해 광전 변환되고, 또한 센서 회로(106)에 의해 A/D(아날로그˙디지털) 변환된다. 그리고, 검사 스트라이프마다 스트라이프 패턴 메모리(123)에 화소 데이터가 저장된다. 이러한 화상 데이터(스트라이프 영역 화상)를 촬상할 시, 포토 다이오드 어레이(105)의 다이내믹 레인지는, 조명광의 광량이 100% 입사하는 경우를 최대 계조로 하는 다이내믹 레인지를 이용한다. 이 후, 화소 데이터는, 위치 회로(107)로부터 출력된 XYθ 테이블(102) 상에서의 포토마스크(101)의 위치를 나타내는 데이터와 함께 비교 회로(108)로 보내진다. 측정 데이터는 예를 들면 8 비트의 부호 없는 데이터이며, 각 화소의 밝기의 계조(광량)를 표현하고 있다. 비교 회로(108) 내에 출력된 스트라이프 화상은 메모리(50)에 저장된다.

프레임 분할 공정(S104)으로서, 프레임 분할부(54)는, 메모리(50)로부터 스트라이프 화상을 독출하고, x 방향으로 소정의 사이즈(예를 들면, 스캔 폭(W)과 동일한 폭)로, 스트라이프 영역 화상을 복수의 프레임 화상으로 분할한다. 예를 들면, 512 × 512 화소의 프레임 화상으로 분할한다. 이에 의해, 복수의 다이(40)가, 동일한 위치가 촬상된, 각각 다른 프레임 화상으로서 취득된다. 이러한 프레임 화상은, 조명광의 광량이 100% 입사하는 경우를 최대 계조로 하는 표준 다이내믹 레인지로 촬상된 화상이다. 따라서 이러한 프레임 화상에서는, 비해상 패턴은, 중간 계조 부근의 값을 화소치로서 가지게 된다. 예를 들면, 최대 계조를 255로 한 경우에, 예를 들면 127 부근의 값을 나타내게 된다. 분할된 복수의 프레임 화상은, 대응하는 다이(40)마다, 메모리에 저장된다. 예를 들면, 다이(1)의 프레임 화상은 메모리(58a)에 저장된다. 다이(2)의 프레임 화상은 메모리(58b)에 저장된다.

위치 조정 공정(S106)으로서, 위치 조정부(60)는, 상이한 다이(40)의 프레임 화상(30)끼리의 위치 조정을 행한다. 화상 틀의 거친 위치 조정 후, 패턴을 사용한 고정밀의 위치 조정을 행한다. 예를 들면, 서브 화소 단위의 위치 조정을 행한다. 여기서는, 예를 들면 동일한 위치를 촬상한 다이(1)의 프레임 화상과 다이(2)의 프레임 화상의 위치 조정을 행한다.

프레임 비교 공정(S108)으로서, 프레임 비교부(68)(제2 비교부)는, 위치 조정된, 상이한 다이(40)의 프레임 화상(30)(광학 화상)끼리 화소마다 비교한다. 여기서는, 소정의 알고리즘에 따라 화소마다 비교하고, 결함의 유무를 판정한다. 예를 들면, 프레임 화상끼리의 화소치의 차가 임계치 내인지 여부로 판정한다. 그리고, 비교된 결과는 출력되어 메모리(70a)에 저장된다.

이상의 스트라이프 화상 취득(1) 공정(S102)으로부터 프레임 비교 공정(S108)까지의 각 공정에서는, 다이-다이 검사를 행했다. 이어서, 셀 비교 검사에 대하여 설명한다.

스트라이프 화상 취득(2) 공정(S202)으로서, 광학 화상 취득부(150)는, 동일한 패턴이 형성된 복수의 다이(40)가 배치된 피검사 시료(101)의 복수의 다이(40)의 광학 화상(제1 광학 화상)을 취득한다. 광학 화상의 취득 방법은, 상술한 스트라이프 화상 취득(1) 공정(S102)과 동일하다. 단, 스트라이프 화상 취득(2) 공정(S202)에서는, 검사 스트라이프마다 화상 데이터(스트라이프 영역 화상)를 촬상할 시, 포토 다이오드 어레이(105)의 다이내믹 레인지는, 조명광의 광량이 100% 입사하는 경우를 최대 계조로 하는 경우의 중간 계조부를 확대시킨 다이내믹 레인지를 이용한다. 예를 들면, 조명광의 광량이 100% 입사하는 경우를 최대 계조 255로 하는 경우의 계조치 96 ~ 160까지의 범위(중간 계조부의 일례)를 확대시켜, 0 ~ 255의 계조로 한 다이내믹 레인지를 이용한다. 이에 의해, 촬상된 화상이, 비해상 패턴일 경우, 형상의 식별은 곤란해도 비해상 패턴 간에서의 배치 불균일(예를 들면, 주기성의 흐트러짐) 등을 식별 가능하게 할 수 있다. 이 후, 화소 데이터(스트라이프 영역 화상)는, 위치 회로(107)로부터 출력된 XYθ 테이블(102) 상에서의 포토마스크(101)의 위치를 나타낸 데이터와 함께 비교 회로(108)로 보내진다. 측정 데이터(스트라이프 영역 화상)는 예를 들면 8비트의 부호 없는 데이터이며, 각 화소의 밝기의 계조(광량)를 표현하고 있다. 비교 회로(108) 내에 출력된 스트라이프 영역 화상은 메모리(52)에 저장된다.

프레임 분할 공정(S204)으로서, 프레임 분할부(56)는, 메모리(52)로부터 스트라이프 화상을 독출하고, x 방향으로 소정의 사이즈(예를 들면, 스캔 폭(W)과 동일한 폭)로, 스트라이프 영역 화상을 복수의 프레임 화상으로 분할한다. 예를 들면, 512 × 512 화소의 프레임 화상으로 분할한다. 이에 의해, 복수의 다이(40)가, 동일한 위치가 촬상된, 각각 다른 프레임 화상으로서 취득된다. 이러한 프레임 화상은, 조명광의 광량이 100% 입사하는 경우를 최대 계조로 하는 경우의 중간 계조부를 확대시킨 확대 다이내믹 레인지로 촬상된 화상이다. 분할된 복수의 프레임 화상은, 대응하는 다이(40)마다, 메모리에 저장된다. 예를 들면, 다이(1)의 프레임 화상은 메모리(58c)에 저장된다. 다이(2)의 프레임 화상은 메모리(58d)에 저장된다.

도 6은, 실시예 1에서의 비해상 패턴의 주사 전자 현미경(SEM) 화상의 일례를 나타낸 도이다. 도 6에서는, 검사 장치(100)에서의 해상 한계 미만의 사이즈가 되는, 예를 들면 피치가 50 nm로 1 : 1인 라인 앤드 스페이스 패턴이 나타나 있다. 이와 같이, 전자빔을 이용한 SEM에서는 해상할 수 있어도, 레이저광을 이용한 검사 장치(100)에서는 해상이 곤란하다. 비해상 패턴 영역에서는, 통상, 도 6에 나타낸 바와 같은 반복 배치되는 동일한 패턴에 의해 구성되는 셀이 배치되는 경우가 많다. 따라서 실시예 1에서는, 이러한 비해상 패턴 영역에 대하여, 셀 비교 검사로서, 상이한 다이끼리에서의 프레임 화상 비교가 아닌, 동일한 다이의 프레임 화상 내의 서브 프레임 화상끼리 비교하여, 비해상 패턴 간에서의 배치 불균일(예를 들면, 주기성의 흐트러짐) 등을 검출한다.

비해상 영역 특정 공정(S206)으로서, 영역 특정부(62)는, 해상되지 않는 비해상 패턴이 형성된 비해상 패턴 영역을 식별 가능한 비해상 패턴 영역 정보를 이용하여, 프레임 화상(30)마다, 비해상 패턴 영역을 특정한다.

우선, 검사에 앞서, 미리, 외부로부터 비해상 패턴 영역 정보를 입력하고, 자기 디스크 장치(109) 등에 저장한다. 비해상 패턴 영역 정보로서, 예를 들면 텍스트 데이터와 도형 패턴 데이터를 이용할 수 있다.

도 7은, 실시예 1에서의 텍스트 데이터로 구성되는 비해상 패턴 영역 정보의 일례를 나타낸 도이다. 도 7에서 영역 정보(46)는, 텍스트 데이터로 구성되는 비해상 패턴 영역 정보의 일례를 나타낸다. 영역 정보(46)에는 셀 영역, 리드선 영역, 전원 영역 및 더미˙필 영역, … 등의 영역의 위치가 텍스트 데이터로서 정의된다. 이러한 각 영역 중, 예를 들면 셀 영역이, 비해상 패턴이 배치되는 비해상 패턴 영역이 된다. 이 외의 영역은 셀의 주변 영역이 된다. 셀 영역에 대해서는, 셀 영역(1), 셀 영역(2)과 같은 셀 번호, x, y 좌표, x, y 사이즈(length), x, y 피치와 같은 배치 주기가 정의된다.

또한, 도형 패턴 데이터로 구성되는 비해상 패턴 영역 정보로서는, 예를 들면 도 3의 셀 영역(42)으로 나타낸 직사각형의 도형 패턴 데이터에 의해 정의된다. 도형 패턴 데이터에서는, 도형의 종류를 나타내는 도형 코드, 예를 들면 직사각형의 왼쪽 아래(左下)의 모서리부와 같은 기준점의 좌표 및 도형의 x, y 사이즈가 정의된다.

도 8은, 실시예 1에서의 비해상 영역 특정 공정의 내부 공정을 나타낸 순서도이다. 도 8에서 비해상 영역 특정 공정(S206)은, 텍스트 해석 공정(S302)과 패턴 전개 공정(S304) 중 적어도 일방을 실시한다. 검사 장치(100)에서는, 비해상 패턴 영역을 특정하기 위하여, 상술한 텍스트 데이터로 구성되는 비해상 패턴 영역 정보와 도형 패턴 데이터로 구성되는 비해상 패턴 영역 정보 어느 쪽에도 대응 가능하게 구성되어 있다. 입력되는 비해상 패턴 영역 정보가 텍스트 데이터일 경우에는, 텍스트 해석 공정(S302)이 실시된다. 입력되는 비해상 패턴 영역 정보가 도형 패턴 데이터일 경우에는, 패턴 전개 공정(S304)이 실시된다. 따라서, 입력되는 비해상 패턴 영역 정보의 데이터 형식에 맞추어, 비해상 패턴 영역을 파악하면 된다. 단, 이에 한정되는 것은 아니고, 텍스트 해석 공정(S302)과 패턴 전개 공정(S304)의 일방만을 실시 가능하게 구성해도 상관없다.

우선, 입력되는 비해상 패턴 영역 정보가 텍스트 데이터일 경우, 텍스트 데이터로 구성되는 비해상 패턴 영역 정보가, 검사 장치(100)의 외부로부터 입력되고, 예를 들면 자기 디스크 장치(109)에 저장된다.

텍스트 해석 공정(S302)으로서, 영역 관리 회로(112)는, 예를 들면 자기 디스크 장치(109)로부터 텍스트 데이터로 구성되는 비해상 패턴 영역 정보를 독출하고, 텍스트 데이터의 내용을 해석한다. 그리고 영역 관리 회로(112)는, 텍스트 데이터 중으로부터, 비해상 패턴 영역이 되는 셀 영역(42)의 위치 좌표(x, y) 및 사이즈를 취득한다. 셀 영역(42)이 어레이 배치되어 있을 경우에는, 최초의 셀(1)의 위치 좌표(x, y)와 사이즈, 마지막 셀(2)의 위치 좌표(x, y)와 사이즈 및 x, y 피치를 취득한다. 그리고, 취득한 비해상 패턴 영역의 정보는 비교 회로(108)에 출력된다.

혹은, 입력되는 비해상 패턴 영역 정보가 도형 패턴 데이터일 경우, 도형 패턴 데이터로 구성되는 비해상 패턴 영역 정보가, 검사 장치(100)의 외부로부터 입력되고, 예를 들면 자기 디스크 장치(109)에 저장된다.

패턴 전개 공정(S304)으로서, 전개 회로(111)는, 자기 디스크 장치(109)로부터 제어 계산기(110)를 통하여, 도형 패턴 데이터로 구성되는 비해상 패턴 영역 정보를 독출한다. 그리고, 독출된 도형 패턴 데이터를 패턴 전개하여 2 값 내지는 복수의 이미지 데이터로 변환하여, 비해상 패턴 영역 화상 데이터(비해상 패턴 영역 화상)를 작성한다. 비해상 패턴 영역 화상 데이터는, 화소마다 예를 들면 8 비트의 부호 없는 데이터이며, 각 화소의 밝기의 계조(광량)를 표현하고 있다. 비해상 패턴 영역 화상 데이터는 비교 회로(108)로 보내진다.

그리고 비교 회로(108) 내에서는, 영역 특정부(62)가, 입력된 비해상 패턴 영역 정보를 이용하여, 프레임 화상(30)마다, 프레임 화상 내의 비해상 패턴 영역을 특정한다.

비해상 영역 특정 공정(S208)으로서, 영역 특정부(62)는, 비해상 패턴 영역 정보를 이용하여, 다이(1)로부터 얻어진 프레임 화상(30)마다, 비해상 패턴 영역을 특정한다. 또한 비해상 영역 특정 공정(S210)으로서, 영역 특정부(62)는, 비해상 패턴 영역 정보를 이용하여, 다이(2)로부터 얻어진 프레임 화상(30)마다, 비해상 패턴 영역을 특정한다.

특정의 방식으로서, 영역 특정부(62)는, 예를 들면 비해상 패턴 영역 정보의 위치, 사이즈 등으로부터 대상 프레임 내에 해당되는 영역을 특정한다. 혹은, 영역 특정부(62)는 비해상 패턴 영역 화상 데이터를 사용하여, 우선, 비해상 패턴 영역 정보의 위치, 사이즈 등으로부터 대상 프레임 화상 내에 해당되는 영역을 특정한다. 그리고, 영역 특정부(62)는 대상 프레임 내에 해당되는 영역을 특정한다. 혹은, 영역 특정부(62)는 비해상 패턴 영역 화상 데이터를 사용하여, 우선, 대상 프레임 화상의 화소마다, 비해상 패턴 영역의 틀(변)이 되는 화소를 특정하고, 틀(변)이 되는 화소로 둘러싸이는 영역을 비해상 패턴 영역이라 특정해도 된다. 이상과 같이 하여, 실시예 1에서는, 비해상 패턴 영역 정보를 이용하여, 해상되지 않는 비해상 패턴이 형성된 비해상 패턴 영역을 식별하고, 특정한다.

서브 프레임 분할 공정(S212)으로서, 서브 프레임 분할부(64)는, 비해상 패턴 영역 정보를 이용하여, 비해상 패턴 영역에 위치하는, 다이의 광학 화상을 복수의 서브 광학 화상으로 분할한다. 서브 프레임 분할부(64)는 분할부의 일례이다. 구체적으로, 서브 프레임 분할부(64)는, 복수의 프레임 화상 중, 비해상 패턴 영역이 특정된 프레임 화상을 복수의 서브 프레임 화상으로 분할한다.

서브 프레임 분할 공정(S214)으로서, 서브 프레임 분할부(64)는, 다이(1)로부터 얻어진 복수의 프레임 화상 중, 비해상 패턴 영역이 특정된 프레임 화상을 복수의 서브 프레임 화상으로 분할한다. 또한 서브 프레임 분할 공정(S216)으로서, 서브 프레임 분할부(64)는, 다이(2)로부터 얻어진 복수의 프레임 화상 중, 비해상 패턴 영역이 특정된 프레임 화상을 복수의 서브 프레임 화상으로 분할한다.

도 9는, 실시예 1에서의 서브 프레임 분할의 방식을 설명하기 위한 도이다. 도 9에서, 비해상 패턴 영역이 특정된 각 프레임 화상(30)을 소정의 사이즈의 복수의 서브 프레임 화상(32)으로 분할한다. 예를 들면, 32 × 32 화소의 서브 프레임 화상으로 분할한다. 이에 의해, 동일한 다이(40)로부터 촬상된 프레임 화상(30)으로부터 차례로 나열된 복수의 서브 프레임 화상(32)이 취득된다. 이러한 서브 프레임 화상(32)은, 조명광의 광량이 100% 입사하는 경우를 최대 계조로 하는 경우의 중간 계조부를 확대시킨 확대 다이내믹 레인지로 촬상된 화상이다.

서브 프레임 비교 공정(S220)으로서, 서브 프레임 비교부(66)(제1 비교부)는, 비해상 패턴 영역에 대하여, 동일한 다이의 광학 화상으로부터 분할된 복수의 서브 광학 화상끼리 화소마다 비교한다. 환언하면, 서브 프레임 비교부(66)는, 동일한 프레임 화상으로부터 분할된 복수의 서브 프레임 화상(32)끼리 소정의 알고리즘에 따라 화소마다 비교하고, 주기성의 흐트러짐의 유무를 판정한다. 비교 결과는 메모리(70b)에 저장된다.

서브 프레임 비교 공정(S222)으로서, 서브 프레임 비교부(66)는, 다이(1)의 동일한 프레임 화상으로부터 분할된 복수의 서브 프레임 화상(32)끼리 화소마다 비교한다. 서브 프레임 비교 공정(S224)으로서, 서브 프레임 비교부(66)는, 다이(2)의 동일한 프레임 화상으로부터 분할된 복수의 서브 프레임 화상(32)끼리 화소마다 비교한다. 또한, 상이한 다이의 프레임 화상끼리 비교할 시에는, 패턴을 사용한 고정밀의 프레임 화상끼리의 위치 조정을 행했지만, 동일한 프레임 화상으로부터 분할된 복수의 서브 프레임 화상(32)끼리 비교할 시에는, 패턴을 사용한 위치 조정은 불필요하다. 위치 조정을 행할 시에는 화상 틀끼리의 거친 위치 조정으로 충분하다.

도 10a와 도 10b는, 실시예 1에서의 서브 프레임 화상의 일례를 나타낸 도이다. 도 10a와 도 10b는, 모두 동일한 프레임 화상으로부터 분할된 서브 프레임 화상을 나타내고 있다. 해상 한계 미만의 패턴 영역을 검사 장치(100)로 촬상하고 있으므로, 중간 계조부를 확대한 다이내믹 레인지를 이용한 센서로 촬상해도, 도 10a와 도 10b와 같이 패턴의 엣지 등을 식별하는 것은 곤란하다. 그러나 도 10a의 화상에 비해, 도 10b의 화상이, 화상 중앙부가 약간 하얗게 되어 있는 것을 알 수 있다.

도 11a와 도 11b는, 실시예 1에서의 서브 프레임 화상의 유사 컬러 화상의 일례를 나타낸 도이다. 도 11a는 도 10a의 서브 프레임 화상에 대하여, 유사 컬러 적용 처리를 실시한 도이다. 도 11b는 도 10b의 서브 프레임 화상에 대하여, 유사 컬러 적용 처리를 실시한 도이다. 도 11a와 도 11b에서는, 특허 출원용 도면이기 때문에, 컬러 표시는 되어 있지 않지만, 예를 들면 계조치가 0 ~ 63을 청색, 64 ~ 127을 황색, 128 ~ 199를 오렌지색, 그리고 192 ~ 255를 적색으로 표시한 경우를 나타내고 있다. 이와 같이, 계조 범위마다 색으로 구분하면, 도 11a의 화상에 색의 차가 거의 분별되지 않는데 비해, 도 11b의 화상은, 화상 내에 상이한 색의 영역이 점재하는 것을 알 수 있다. 따라서 도 11b의 화상에서는, 비해상 패턴, 예를 들면 해상 한계 미만의 사이즈의 라인 앤드 스페이스 패턴의 주기성이 흐트러져 있는 것을 알 수 있다. 서브 프레임 비교부(66)는, 예를 들면 도 11a와 도 11b로 나타낸 바와 같은, 대상이 되는 서브 프레임 화상끼리에서, 일방만이 소정의 계조 범위로부터 벗어난 계조치가 되는 화소 부분을 주기성 결함으로서 판정한다.

도 12a와 도 12b는, 실시예 1에서의 서브 프레임 화상을 농담 강조 변환 처리한 화상의 일례를 나타낸 도이다. 도 12a는, 도 10a의 서브 프레임 화상에 대하여, 농담 강조 변환 처리를 실시한 도이다. 도 12b는, 도 10b의 서브 프레임 화상에 대하여, 농담 강조 변환 처리를 실시한 도이다. 유사 컬러 화상 외에도, 농담 강조 변환 처리를 실시하는 것에 의해서도 비해상 패턴, 예를 들면 해상 한계 미만의 사이즈의 라인 앤드 스페이스 패턴의 주기성이 흐트러져 있는 것을 식별할 수 있다.

도 13은, 실시예 1에서의 농담 강조 계수를 설명하기 위한 그래프이다. 도 13에서는 종축에 밝기, 횡축에 휘도 데이터를 나타내고 있다. 도 13에 나타낸 바와 같이, 통상, 휘도 데이터의 값이 커지는데 일차 비례하여 밝기를 강하게 하는데 반해, 실시예 1에서는, 휘도 데이터와 밝기의 대응을 중간의 휘도로 변화의 정도가 큰 계수를 이용하여, 변환 처리를 행함으로써, 도 12a 및 도 12b에 나타낸 바와 같이, 그 차이를 인식하기 쉽게 할 수 있다.

선택 공정(S230)으로서, 선택부(72)는, 대상 화소가 비해상 패턴 영역에 위치하는 화소에 대하여, 서브 프레임 비교(셀 비교 검사)의 결과를 선택한다. 대상 화소가 비해상 패턴 영역이 아닌 영역에 위치하는 화소에 대하여, 프레임 비교(다이-다이 비교 검사)의 결과를 선택한다. 선택된 검사 결과는, 예를 들면 자기 디스크 장치(109), 자기 테이프 장치(115), FD(116), CRT(117), 패턴 모니터(118) 혹은 프린터(119)에 출력된다. 혹은, 외부에 출력되어도 상관없다.

또한, 선택 공정(S230)의 결과에 관계없이, 프레임 비교(다이-다이 비교 검사)의 결과 및 서브 프레임 비교(셀 비교 검사)의 결과는, 자기 디스크 장치(109), 자기 테이프 장치(115), FD(116), CRT(117), 패턴 모니터(118) 혹은 프린터(119)에 출력되어도 된다. 혹은, 외부에 출력되어도 상관없다. 이에 의해, 일방에서 결함이라 판정된 개소에 대하여 타방의 결과를 확인할 수 있다.

이상과 같이, 실시예 1에 따르면, 해상 한계 미만의 미세 패턴의 검사와, 해상이 충분히 가능한 사이즈의 패턴 결함의 검사를 할 수 있다. 따라서, 필요 정밀도에 따른 고정밀의 검사를 할 수 있다.

실시예 2.

실시예 1에서는, 다이-다이 비교 검사용의 광학 화상과, 셀 비교 검사용의 광학 화상을 별도로 촬상하는 경우에 대하여 설명했지만, 이에 한정되지 않는다. 실시예 2에서는, 동일한 화상을 이용할 경우에 대하여 설명한다. 실시예 2의 장치 구성은 도 1, 2와 동일하다.

도 14는, 실시예 2에서의 검사 방법의 주요부 공정을 나타낸 순서도이다. 도 14에서 실시예 2에서의 검사 방법은, 스트라이프 화상 취득(1) 공정(S102)과 스트라이프 화상 취득(2) 공정(S202) 대신에, 스트라이프 화상 취득 공정(S101)을 실시하는 점 이외는 도 4와 동일하다. 또한 실시예 2에서, 이하, 특별히 설명하는 점을 제외하고, 실시예 1과 동일하다.

스트라이프 화상 취득 공정(S101)으로서, 광학 화상 취득부(150)는, 동일한 패턴이 형성된 복수의 다이(40)가 배치된 피검사 시료(101)의 복수의 다이(40)의 광학 화상(제1 광학 화상)을 취득한다. 광학 화상의 취득 방법은, 실시예 1에서의 스트라이프 화상 취득(1) 공정(S102) 혹은 스트라이프 화상 취득(2) 공정(S202)과 동일하다. 단, 스트라이프 화상 취득 공정(S101)에서는, 검사 스트라이프마다 화상 데이터(스트라이프 영역 화상)를 촬상할 시, 포토 다이오드 어레이(105)의 다이내믹 레인지는, 조명광의 광량이 100% 입사하는 경우를 최대 계조로 하는 경우의 중간 계조부를 확대시킨 다이내믹 레인지를 이용한다. 예를 들면, 조명광의 광량이 100% 입사하는 경우를 최대 계조 255로 하는 경우의 계조치 64 ~ 191까지의 범위(중간 계조부의 일례)를 확대시켜, 0 ~ 255의 계조로 한 다이내믹 레인지를 이용한다. 이에 의해, 촬상된 화상이, 비해상 패턴일 경우, 형상의 식별은 곤란해도 비해상 패턴 간에서의 배치 불균일(예를 들면, 주기성의 흐트러짐) 등을 식별 가능하게 할 수 있다. 한편, 촬상된 화상이, 해상 가능한 패턴일 경우, 최대 계조(여기서는, 조명광의 광량이 100% 입사하는 경우의 예를 들면 계조치 191에 상당)를 초과하는 광량이 입사하는 경우에는, 발산하여, 모두 최대 계조 255가 되고, 최소 계조(여기서는, 조명광의 광량이 100% 입사하는 경우의 예를 들면 계조치 64에 상당)를 하회하는 광량이 입사하는 경우에는, 발산하여, 모두 최소 계조 0이 된다. 그러나, 해상 가능한 예를 들면 주변 패턴에서의 검사 정밀도는, 낮아도 상관없는 경우가 많다. 따라서 필요 정밀도에 따라서는, 이러한 다이내믹 레인지의 화상을 이용하여, 다이-다이 비교 검사를 실시해도 상관없다. 확대하는 중간 계조부의 범위를 어느 정도로 설정할지는, 실험 등에 의해 최적인 범위로 설정하면 된다.

이 후, 화소 데이터(스트라이프 영역 화상)는, 위치 회로(107)로부터 출력된 XYθ 테이블(102) 상에서의 포토마스크(101)의 위치를 나타낸 데이터와 함께 비교 회로(108)로 보내진다. 측정 데이터(스트라이프 영역 화상)는 예를 들면 8 비트의 부호 없는 데이터이며, 각 화소의 밝기의 계조(광량)를 표현하고 있다. 비교 회로(108) 내에 출력된 스트라이프 영역 화상은, 예를 들면 메모리(52)에 저장된다.

다이-다이 비교 검사용의 프레임 분할 공정(S104)에서는, 이러한 메모리(52)에 저장된 스트라이프 영역 화상을 복수의 프레임 화상으로 분할하면 된다. 또한, 셀 비교 검사용의 프레임 분할 공정(S204)에 대해서도, 이러한 메모리(52)에 저장된 스트라이프 영역 화상을 복수의 프레임 화상으로 분할하면 된다. 이하, 각 공정의 내용은 실시예 1과 동일하다.

이상과 같이 실시예 2에 따르면, 실시예 1의 효과 외에, 또한 광학 화상을 취득하는 동작을 1 회(1 순)로 할 수 있다. 따라서, 스캔 시간을 단축할 수 있어, 그 만큼 검사 시간을 단축할 수 있다.

이상의 설명에서, ' ~ 회로' 혹은 '~ 공정'이라고 기재한 것은, 전자 회로 등의 하드웨어로 구성할 수 있다. 혹은, 컴퓨터로 동작 가능한 프로그램에 의해 구성할 수 있다. 혹은, 소프트웨어가 되는 프로그램뿐 아니라, 하드웨어와 소프트웨어의 조합에 의해 실시시켜도 상관없다. 혹은, 펌 웨어와의 조합이어도 상관없다. 또한 프로그램에 의해 구성될 경우, 프로그램은, 자기 디스크 장치, 자기 테이프 장치, FD 혹은 ROM(리드 온리 메모리) 등의 기록 매체에 기록된다. 예를 들면, 연산 제어부를 구성하는 테이블 제어 회로(114), 전개 회로(111), 영역 관리 회로(112), 비교 회로(108) 등은, 전기적 회로로 구성되어 있어도 되고, 제어 계산기(110)에 의해 처리할 수 있는 소프트웨어로서 실현해도 된다. 또한, 전기적 회로와 소프트웨어의 조합으로 실현해도 된다.

이상, 구체예를 참조하여 실시예에 대하여 설명했다. 그러나, 본 발명은 이들 구체예에 한정되지 않는다. 예를 들면 실시예에서는, 조명 광학계(170)로서, 투과광을 이용한 투과 조명 광학계를 나타냈지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 반사광을 이용한 반사 조명 광학계여도 된다. 혹은, 투과 조명 광학계와 반사 조명 광학계를 조합하여, 투과광과 반사광을 동시에 이용해도 된다. 또한 실시예에서는, 측정 데이터끼리 비교하는 다이-다이 검사와 셀 비교 검사를 행하고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 다이-다이 검사 대신에, 측정 데이터와 설계 데이터로부터 작성한 참조 화상을 비교하는 다이-데이터베이스 검사를 행해도 된다.

또한 장치 구성 또는 제어 방법 등, 본 발명의 설명에 직접 필요하지 않은 부분 등에 대해서는 기재를 생략했지만, 필요로 하는 장치 구성 또는 제어 방법을 적절히 선택하여 이용할 수 있다. 예를 들면, 검사 장치(100)를 제어하는 제어부 구성에 대해서는 기재를 생략했지만, 필요로 하는 제어부 구성을 적절히 선택하여 이용하는 것은 말할 필요도 없다.

그 외에, 본 발명의 요소를 구비하고, 당업자가 적절히 설계 변경할 수 있는 모든 패턴 검사 장치 및 패턴 검사 방법은 본 발명의 범위에 포함된다.

본 발명의 몇 개의 실시예를 설명했지만, 이들 실시예는 예로서 제시한 것이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 이들 신규 실시예는, 그 외의 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하며, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 각종 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시예 또는 그 변형은, 발명의 범위 또는 요지에 포함되고, 특허 청구의 범위에 기재된 발명과 그 균등의 범위에 포함된다.

Claims (13)

1. 동일한 패턴이 형성된 복수의 다이가 배치된 피검사 시료의 상기 복수의 다이의 광학 화상을 취득하는 광학 화상 취득부와,
   해상되지 않는 비해상 패턴이 형성된 비해상 패턴 영역을 식별 가능한 비해상 패턴 영역 정보를 이용하여, 상기 비해상 패턴 영역에 위치하는, 다이의 광학 화상을 복수의 서브 광학 화상으로 분할하는 서브 광학 화상 분할부와,
   상기 비해상 패턴 영역에 대하여, 동일한 다이의 광학 화상으로부터 분할된 상기 복수의 서브 광학 화상끼리 화소마다 비교하는 제1 비교부와,
   상이한 다이의 상기 광학 화상끼리 화소마다 비교하는 제2 비교부
   를 구비한 것을 특징으로 하는 패턴 검사 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 비해상 패턴 영역 정보로서, 텍스트 데이터와 도형 패턴 데이터 중 일방이 이용되는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 광학 화상 취득부는, 화상을 촬상하는 센서를 가지고,
   상기 센서는, 조명광의 광량이 100% 입사하는 경우를 최대 계조로 하는 경우의 중간 계조부를 확대시킨 다이내믹 레인지를 이용하여 상기 복수의 다이의 제1 광학 화상을 촬상하는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 센서는, 또한 조명광의 광량이 100% 입사하는 경우를 최대 계조로 하는 다이내믹 레인지를 이용하여 상기 복수의 다이의 제2 광학 화상을 촬상하는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 광학 화상 취득부는, 피검사 시료의 검사 영역을 상기 복수의 다이에 걸치도록 직사각형 형상으로 가상 분할한 스트라이프 영역마다, 스트라이프 영역 화상을 취득하는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 스트라이프 영역 화상을 소정의 사이즈의 복수의 프레임 화상으로 분할하는 프레임 분할부를 더 구비한 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제6항에 있어서,
   해상되지 않는 비해상 패턴이 형성된 비해상 패턴 영역을 식별 가능한 비해상 패턴 영역 정보를 이용하여, 프레임 화상마다, 상기 비해상 패턴 영역을 특정하는 비해상 영역 특정부를 더 구비한 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 서브 광학 화상 분할부는, 복수의 프레임 화상 중, 상기 비해상 패턴 영역이 특정된 프레임 화상을 상기 복수의 서브 광학 화상이 되는 복수의 서브 프레임 화상으로 분할하는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 동일한 패턴이 형성된 복수의 다이가 배치된 피검사 시료의 상기 복수의 다이의 광학 화상을 취득하고,
   해상되지 않는 비해상 패턴이 형성된 비해상 패턴 영역을 식별 가능한 비해상 패턴 영역 정보를 이용하여, 상기 비해상 패턴 영역에 위치하는, 다이의 광학 화상을 복수의 서브 광학 화상으로 분할하고,
   상기 비해상 패턴 영역에 대하여, 동일한 다이의 광학 화상으로부터 분할된 상기 복수의 서브 광학 화상끼리 화소마다 비교하고,
   상이한 다이의 상기 광학 화상끼리 화소마다 비교하는 것을 특징으로 하는 패턴 검사 방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 피검사 시료의 검사 영역을 상기 복수의 다이에 걸치도록 직사각형 형상으로 가상 분할한 스트라이프 영역마다, 스트라이프 영역 화상을 취득하는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제10항에 있어서,
    상기 스트라이프 영역 화상을 상기 복수의 다이의 광학 화상이 되는 소정의 사이즈의 복수의 프레임 화상으로 분할하는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제11항에 있어서,
    상기 비해상 패턴 영역 정보를 이용하여, 프레임 화상마다, 상기 비해상 패턴 영역을 특정하는 것을 특징으로 하는 방법.
13. 동일한 패턴이 형성된 복수의 다이가 배치된 피검사 시료의 검사 영역을 상기 복수의 다이에 걸치도록 직사각형 형상으로 가상 분할한 스트라이프 영역마다, 스트라이프 영역 화상을 취득하고,
    상기 스트라이프 영역 화상을 소정의 사이즈의 복수의 프레임 화상으로 분할하는 공정과,
    해상되지 않는 비해상 패턴이 형성된 비해상 패턴 영역을 식별 가능한 비해상 패턴 영역 정보를 이용하여, 프레임 화상마다, 상기 비해상 패턴 영역을 특정하고,
    복수의 프레임 화상 중, 상기 비해상 패턴 영역이 특정된 프레임 화상을 복수의 서브 프레임 화상으로 분할하고,
    동일한 프레임 화상으로부터 분할된 상기 복수의 서브 프레임 화상끼리 화소마다 비교하고,
    상이한 다이의 프레임 화상끼리의 위치 조정을 행하고,
    위치 조정된, 상이한 다이의 프레임 화상끼리 화소마다 비교하는 것을 특징으로 하는 패턴 검사 방법.
    

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