KR102139508B1 - 검사 방법 및 검사 장치 - Google Patents

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히로테루 아키야마
다카후미 이노우에
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가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지
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Abstract

본 발명의 실시 형태는, 검사 방법 및 검사 장치에 관한 것이다. 실시 형태의 검사 방법은, X, Y 방향에 대한 시료(2)의 회전 방향에 있어서의 위치 어긋남양이 제1 허용값 이하인지를 확인하는 러프 얼라인먼트에 사용하는 패턴으로서 미리 설정된 제1, 제2 패턴의 광학 화상을 취득하고, 취득 결과에 기초하여 위치 어긋남양이 제1 허용값 이하인지 여부를 확인하는 러프 얼라인먼트 공정과, 제1 허용값 이하임이 확인된 경우에, 시료(2)의 광학 화상 위에 있어서 X, Y 방향을 따른 4변을 포함하는 직사각형 프레임의 서로 다른 코너부 위에 위치하고, 위치 어긋남을 보정하는 파인 얼라인먼트에 사용되는 제3 패턴의 광학 화상을 취득하고, 제3 패턴의 광학 화상에 기초하여 검출된 위치 어긋남양이 제1 허용값보다 작은 제2 허용값 이하가 될 때까지 스테이지(6)를 회전시키는 파인 얼라인먼트 공정을 구비한다.

Description

검사 방법 및 검사 장치{INSPECTION METHOD AND INSPECTION APPARATUS}
본 발명은, 검사 방법 및 검사 장치에 관한 것이다.
포토리소그래피에 사용하는 포토마스크(이하, 단순히 마스크라고도 칭함)에 형성된 패턴의 결함 검사에 있어서는, 검사를 개시하기 전에, 마스크를 적재 가능한 XY 평면을 갖는 스테이지 위에 로드된 마스크를 스테이지의 이동 방향인 X 방향 또는 Y 방향에 대해서 기울기를 갖지 않도록 자동으로 위치 정렬하는 자동 얼라인먼트 방법이 채용되고 있다. 종래의 자동 얼라인먼트 방법에서는, 자동 얼라인먼트를 위해서 미리 마스크의 검사 영역에 예를 들어 십자 형상 등의 특정 패턴을 형성해 두고, 마스크를 고배율로 촬상한 고배율 화상으로부터 특정 패턴을 검출하고 있다. 그리고, 검출된 특정 패턴에 기초하여, 패턴의 결함을 검사할 마스크의 검사 영역을 복수의 직사각형상으로 가상적으로 분할한 스트라이프를 따른 스테이지의 이동 방향에 대한 마스크의 기울기가 해소되도록 마스크와 함께 스테이지를 회전시킴으로써, 자동 얼라인먼트를 행하고 있었다.
그러나, 종래의 자동 얼라인먼트 방법은, 자동 얼라인먼트에 특화된 특정 패턴이 형성된 마스크를 대상으로 하고, 특정 패턴이 형성되지 않은 일반적인 마스크는 대상으로 하지 않았다. 즉, 특정 패턴을 갖지 않는 마스크의 경우, 상기 자동 얼라인먼트를 실시할 수 없었다. 얼라인먼트의 범용성을 향상시키는 것이 요망되고 있었다.
본 발명은, 특정 패턴을 갖지 않는 마스크여도 스테이지의 회전에 있어서의 자동 얼라인먼트를 가능하게 하는 검사 방법 및 검사 장치를 제공한다.
본 발명의 일 형태인 검사 방법은, 시료를 적재 가능한 XY 평면을 갖고, X 방향 및 Y 방향으로 이동 가능하며 또한 XY 평면에 대해서 대략 수직인 Z축 주위에 회전 가능한 스테이지를 구비하는 검사 장치를 사용하여, 시료의 검사 영역에 설치된 패턴의 결함을 검사하는 검사 방법이며,
상기 X 방향 또는 상기 Y 방향에 대한 상기 시료의 회전 방향에 있어서의 위치 어긋남양이 제1 허용값 이하인지 여부를 확인하는 러프 얼라인먼트(rough alignment)를 실시하는 공정과,
상기 위치 어긋남양을 상기 제1 허용값보다 작은 제2 허용값 이하로 되도록 보정하는 파인 얼라인먼트(fine alignment)를 실시하는 공정을 구비하며,
상기 러프 얼라인먼트를 실시하는 공정은,
상기 러프 얼라인먼트에 사용하는 패턴으로서 미리 설정된 상기 시료의 검사 영역 위의 제1 패턴의 광학 화상을 취득하고,
상기 제1 패턴의 광학 화상이 취득되었을 때의 상기 스테이지의 위치로부터, 상기 스테이지를 상기 X 방향 또는 상기 Y 방향으로 미리 정해진 이동량으로 이동시키고,
상기 스테이지를 상기 이동량으로 이동시켰을 때, 상기 러프 얼라인먼트에 사용하는 패턴으로서 미리 설정되며, 또한, 상기 제1 패턴에 대해서 상기 X 방향 또는 상기 Y 방향으로 이격하여 배치된 상기 검사 영역 위의 제2 패턴의 광학 화상이 취득된 경우에, 상기 위치 어긋남양이 상기 제1 허용값 이하라고 인정하고, 한편, 상기 제2 패턴의 광학 화상이 취득되지 않은 경우에, 상기 위치 어긋남양이 상기 제1 허용값보다 크다고 인정하는 것을 포함하며,
상기 파인 얼라인먼트를 실시하는 공정은,
상기 러프 얼라인먼트에 의해 상기 위치 어긋남양이 상기 제1 허용값 이하임이 확인된 경우에, 상기 시료의 광학 화상의 상기 검사 영역 위에 있어서 상기 X 방향 또는 상기 Y 방향을 따른 4변을 포함하는 직사각형 프레임의 서로 다른 복수의 코너부 위에 위치하고, 상기 파인 얼라인먼트에 사용되는 복수의 제3 패턴의 광학 화상을 취득하고,
상기 취득된 복수의 제3 패턴의 광학 화상에 기초하여 상기 위치 어긋남양을 검출하고,
상기 검출된 위치 어긋남양이 상기 제2 허용값 이하가 될 때까지 상기 스테이지를 회전시키는 것을 포함한다.
상술한 검사 방법에 있어서,
복수의 제3 패턴은, 검사 영역의 복수의 코너부의 각각에 설정된 소정 범위의 복수의 영역 내에 위치하고, X 방향 및 Y 방향의 적어도 한쪽을 따른 에지를 갖는 패턴이어도 된다.
상술한 검사 방법에 있어서,
파인 얼라인먼트를 실시하는 공정은,
스테이지의 회전에 의해 위치 어긋남양이 제2 허용값 이하가 되지 않은 경우에, 제1 패턴의 광학 화상을 재취득하고,
재취득된 제1 패턴의 광학 화상으로부터의 상대 이동에 의해 제3 패턴의 광학 화상을 재취득하고,
재취득된 제3 패턴의 광학 화상에 기초하여 위치 어긋남양을 재검출하고,
재검출된 위치 어긋남양이 제2 허용값 이하로 되도록 스테이지를 다시 회전시키는 것을 포함해도 된다.
상술한 검사 방법에 있어서,
제3 패턴은, 제1 패턴으로부터 일정 거리 내에 위치하는 패턴이어도 된다.
본 발명의 일 형태인 검사 장치는,
시료를 적재 가능한 XY 평면을 갖고, X 방향 및 Y 방향으로 이동 가능하며 또한 XY 평면에 대해서 대략 수직인 Z축 주위에 회전 가능한 스테이지를 구비하고, 시료의 검사 영역에 설치된 패턴의 결함을 검사하는 검사 장치이며,
상기 X 방향 또는 상기 Y 방향에 대한 상기 시료의 회전 방향에 있어서의 위치 어긋남양이 제1 허용값 이하인지 여부를 확인하는 러프 얼라인먼트를 실시하는 러프 얼라인먼트부와,
상기 위치 어긋남양을 상기 제1 허용값보다 작은 제2 허용값 이하로 되도록 보정하는 파인 얼라인먼트를 실시하는 파인 얼라인먼트부를 구비하고,
상기 러프 얼라인먼트부는,
상기 러프 얼라인먼트에 사용하는 패턴으로서 미리 설정된 상기 시료의 검사 영역 위의 제1 패턴의 광학 화상을 취득하고,
상기 제1 패턴의 광학 화상이 취득되었을 때의 상기 스테이지의 위치로부터, 상기 스테이지를 상기 X 방향 또는 상기 Y 방향으로 미리 정해진 이동량으로 이동시키고,
상기 스테이지를 상기 이동량으로 이동시켰을 때, 상기 러프 얼라인먼트에 사용하는 패턴으로서 미리 설정되며, 또한, 상기 제1 패턴에 대해서 상기 X 방향 또는 상기 Y 방향으로 이격하여 배치된 상기 검사 영역 위의 제2 패턴의 광학 화상이 취득된 경우에, 상기 위치 어긋남양이 상기 제1 허용값 이하라고 인정하고, 한편, 상기 제2 패턴의 광학 화상이 취득되지 않은 경우에, 상기 위치 어긋남양이 상기 제1 허용값보다 크다고 인정하고,
상기 파인 얼라인먼트부는,
상기 러프 얼라인먼트에 의해 상기 위치 어긋남양이 상기 제1 허용값 이하임이 확인된 경우에, 상기 시료의 광학 화상의 상기 검사 영역 위에 있어서 상기 X 방향 또는 상기 Y 방향을 따른 4변을 포함하는 직사각형 프레임의 서로 다른 복수의 코너부 위에 위치하고, 상기 파인 얼라인먼트에 사용되는 복수의 제3 패턴의 광학 화상을 취득하고,
상기 취득된 복수의 제3 패턴의 광학 화상에 기초하여 상기 위치 어긋남양을 검출하고,
상기 검출된 위치 어긋남양이 상기 제2 허용값 이하가 될 때까지 상기 스테이지를 회전시킨다.
본 발명에 따르면, 특정 패턴을 요하지 않는 얼라인먼트를 가능하게 함으로써, 얼라인먼트의 범용성을 향상시킬 수 있다.
도 1은, 제1 실시 형태에 의한 패턴 검사 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는, 제1 실시 형태에 의한 패턴 검사 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 3은, 제1 실시 형태에 의한 패턴 검사 방법을 나타내는 사시도이다.
도 4는, 제1 실시 형태에 의한 패턴 검사 방법에 있어서, 러프 얼라인먼트 패턴의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 5는, 제1 실시 형태에 의한 패턴 검사 방법에 있어서, 파인 얼라인먼트 패턴을 포함하는 직사각형 프레임의 코너부 위의 네 얼라인먼트 패턴의 취득 공정을 나타내는 평면도이다.
도 6은, 제1 실시 형태에 의한 패턴 검사 방법에 있어서, 네 얼라인먼트 패턴을 취득할 수 없는 예를 나타내는 평면도이다.
도 7은, 제1 실시 형태에 의한 패턴 검사 방법에 있어서, 최대 직사각형 프레임의 코너부 위의 네 얼라인먼트 패턴의 취득 공정을 나타내는 평면도이다.
도 8은, 도 5에 계속되는 제1 실시 형태에 의한 패턴 검사 방법에 있어서, 러프 얼라인먼트 공정을 나타내는 평면도이다.
도 9는, 도 8에 계속되는 제1 실시 형태에 의한 패턴 검사 방법에 있어서, 파인 얼라인먼트에 있어서의 파인 얼라인먼트 패턴의 어긋남양의 측정 공정을 나타내는 평면도이다.
도 10은, 도 9에 계속되는 제1 실시 형태에 의한 패턴 검사 방법에 있어서, 파인 얼라인먼트에 있어서의 XYθ 테이블의 회전 공정을 나타내는 평면도이다.
도 11은, 제2 실시 형태에 의한 패턴 검사 방법을 나타내는 평면도이다.
도 12는, 제3 실시 형태에 의한 패턴 검사 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 13은, 제3 실시 형태에 의한 패턴 검사 방법을 나타내는 평면도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 형태를 설명한다. 실시 형태는, 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 실시 형태에서 참조하는 도면에 있어서, 동일 부분 또는 마찬가지의 기능을 갖는 부분에는 동일한 부호 또는 유사한 부호를 붙이고, 그 반복되는 설명은 생략한다.
(제1 실시 형태)
도 1은, 본 발명에 따른 검사 장치의 일례로서, 제1 실시 형태에 의한 패턴 검사 장치(1)를 나타내는 도면이다. 도 1의 패턴 검사 장치(1)는, 예를 들어 D-DB(Die to Database) 검사에 의해 시료의 일례인 리소그래피용 마스크(2)에 형성된 패턴의 결함을 검사하기 위해 사용할 수 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 패턴 검사 장치(1)는, 광의 진행 방향 순으로, 광원(3)과, 편광 빔 스플리터(4)와, 대물 렌즈(5)와, 스테이지의 일례인 XYθ 테이블(6)과, 결상용 렌즈(7)와, 포토다이오드 어레이(8)를 구비한다. 또한, 편광 빔 스플리터(4)와 XYθ 테이블(6)의 사이에, 광의 편광 방향을 변화시키는 파장판을 설치해도 된다.
광원(3)은, 편광 빔 스플리터(4)를 향해서 레이저광을 출사한다. 편광 빔 스플리터(4)는, 광원(3)으로부터의 광을 대물 렌즈(5)를 향해서 반사한다. 대물 렌즈(5)는, 편광 빔 스플리터(4)에 의해 반사된 광을 XYθ 테이블(6)을 향해서 조사한다.
XYθ 테이블(6)은, 시료(마스크)(2)를 적재 가능한 XY 평면(6a)을 갖는다. XYθ 테이블(6)은, X 방향, Y 방향 및 XY 평면(6a)에 대해서 수직 방향(Z 방향)으로 이동 가능하며, 또한 XY 평면(6a)에 대해서 수직인 Z축 주위(회전 방향)로 회전가능하다. 이하, XYθ 테이블(6)의 회전 방향을 θ 방향이라 칭하는 경우도 있다. 또한, Z축을 θ축이라 칭하는 경우도 있다.
XYθ 테이블(6)에 적재된 마스크(2)는, 대물 렌즈(5)로부터 조사된 광을 반사한다. 이 마스크(2)의 반사광에 의해, 마스크(2)가 조명된다. 마스크(2)의 반사광은, 대물 렌즈(5) 및 편향 빔 스플리터(4)를 투과한 후, 결상용 렌즈(7)에 입사한다. 결상용 렌즈(7)는, 입사한 마스크(2)의 반사광을, 마스크(2)의 광학 화상으로서 포토다이오드 어레이(8)에 결상시킨다. 포토다이오드 어레이(8)는, 마스크(2)의 광학 화상을 촬상하여 광전 변환한다. 광전 변환된 마스크(2)의 전기 신호는 센서 회로(19)로 보내지고 A/D 변환된 후에 화상 데이터가 비교 회로(25)로 보내진다. 취득한 화상 데이터에 기초하여, 마스크(2)에 형성된 패턴의 결함이 검사된다.
또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 패턴 검사 장치(1)는, 오토 로더(9)와, X축 모터(10A), Y축 모터(10B) 및 θ축 모터(10C)와, 레이저 측장 시스템(11)과, Z 센서(12)와, 포커스 기구(13)를 구비한다.
오토 로더(9)는, XYθ 테이블(6) 위에 마스크(2)를 자동 반송한다. X축 모터(10A), Y축 모터(10B) 및 θ축 모터(10C)는, 각각 XYθ 테이블(6)을 X 방향, Y 방향 및 θ 방향으로 이동시킨다. XYθ 테이블(6)을 이동시킴으로써, XYθ 테이블(6) 위의 마스크(2)에 대해서 광원(3)의 광이 스캔된다. 레이저 측장 시스템(11)은, XYθ 테이블(6)의 X 방향 및 Y 방향의 위치를 검출한다.
Z 센서(12)는, 패턴측의 마스크(2)의 표면인 마스크면의 높이 즉 Z 방향의 위치를 검출한다. Z 센서(12)는, 예를 들어 마스크면에 광을 조사하는 투광기와, 조사된 광을 수광하는 수광기를 구비하고 있어도 된다.
포커스 기구(13)는, 대물 렌즈(5)의 초점을 마스크면에 맞추는 포커스 맞춤을 행한다. 포커스 맞춤은, 예를 들어 Z 센서(12)에 의해 검출된 마스크면의 높이에 따른 이동량으로 XYθ 테이블(6)을 Z 방향으로 이동시킴으로써 행한다.
또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 패턴 검사 장치(1)는, 버스(14)에 접속된 각종 회로를 구비한다. 구체적으로는, 패턴 검사 장치(1)는 오토 로더 제어 회로(15)와, 테이블 제어 회로(17)와, 오토 포커스 제어 회로(18)를 구비한다. 또한, 패턴 검사 장치(1)는 위치 회로(22)와, 전개 회로(23)와, 참조 회로(24)와, 비교 회로(25)를 구비한다. 또한, 패턴 검사 장치(1)는 센서 회로(19)를 구비하고 있으며, 이 센서 회로(19)는 포토다이오드 어레이(8)와 비교 회로(25)의 사이에 접속되어 있다.
오토 로더 제어 회로(15)는, 오토 로더(9)를 제어함으로써, XYθ 테이블(6) 위에 마스크(2)를 자동 반송한다.
테이블 제어 회로(17)는, 패턴의 결함을 검사할 마스크(2)의 검사 영역(201)(도 3 참조)을 복수의 직사각형상으로 가상적으로 분할한 스트라이프(202)를 따라 검사 영역(201)에 광원(3)으로부터의 광을 스캔하는 제어를 행한다. 구체적으로는, 테이블 제어 회로(17)는, 스트라이프(202)를 따라 검사 영역(201)에 광원(3)으로부터의 광이 스캔되도록, 모터(10A 내지 10C)를 구동 제어하여 XYθ 테이블(6)을 이동시킨다.
오토 포커스 제어 회로(18)는, Z 센서(12)에 의해 검출된 마스크면의 높이에 따라서 포커스 기구(13)를 제어함으로써, 광원(3)의 광을 자동적으로 마스크면에 합초시킨다.
센서 회로(19)는, 포토다이오드 어레이(8)로 광전 변환된 전기 신호를 불러오고, 불러들인 전기 신호를 A/D 변환한다. 그리고, 센서 회로(19)는, A/D 변환한 광학 화상 데이터를 참조 회로(24) 및 비교 회로(25)로 출력한다. 센서 회로(19)는, 예를 들어 TDI(Time Delay Integration) 센서의 회로여도 된다. TDI 센서를 사용함으로써 패턴을 고정밀도로 촬상할 수 있다.
레이저 측장 시스템(11)은, XYθ 테이블(6)의 이동 위치를 검출하고, 검출된 이동 위치를 위치 회로(22)로 출력한다. 위치 회로(22)는, 레이저 측장 시스템(11)으로부터 입력된 이동 위치에 기초하여, XYθ 테이블(6) 위에서의 마스크(2)의 위치를 검출한다. 그리고, 위치 회로(22)는, 검출된 마스크(2)의 위치를 비교 회로(25)로 출력한다.
전개 회로(23)는, 후술하는 자기디스크 장치(31)에 수집된 설계 데이터를, 자기디스크 장치(31)로부터 판독하고, 판독된 설계 데이터를 2치 또는 다치의 참조 화상 데이터로 변환한다. 그리고, 전개 회로(23)는, 변환된 참조 화상 데이터를 참조 회로(24)로 출력한다.
참조 회로(24)는, 전개 회로(23)로부터 입력된 참조 화상 데이터에 적절한 필터 처리를 행함으로써, 마스크(2)의 결함 검사에 사용하는 참조 화상을 생성한다. 그리고, 참조 회로(24)는, 생성된 참조 화상을 비교 회로(25)로 출력한다.
비교 회로(25)는, 센서 회로(19)로부터 입력된 마스크(2)의 광학 화상과, 참조 회로(24)로부터 입력된 참조 화상의 비교에 기초하여, 마스크(2)에 형성된 패턴의 결함을 검사한다. 예를 들어, 비교 회로(25)는, 위치 회로(22)로부터 입력된 위치 정보를 이용하면서, 광학 화상의 패턴의 각 위치의 선 폭을 측정하고, 측정된 광학 화상의 패턴과, 참조 회로(24)로부터 입력된 참조 화상의 패턴에 대하여, 양쪽 패턴의 선 폭이나 계조값(밝기)을 비교한다. 그리고, 비교 회로(25)는, 예를 들어 광학 화상의 패턴의 선 폭과, 참조 화상의 패턴의 선 폭의 오차를 패턴의 결함으로서 검출한다.
상기 구성 이외에도, 도 1에 도시한 바와 같이, 패턴 검사 장치(1)는, 제어 계산기(30)와, 자기디스크 장치(31)와, CRT(34)와, 프린터(35)를 구비한다. 이들 구성부(30 내지 35)는 모두 버스(14)에 접속되어 있다.
제어 계산기(30)는, 버스(14)에 접속된 각 구성부에 대해서, 결함 검사에 관련된 각종 제어나 처리를 실행한다. 자기디스크 장치(31)는, 마스크(2)의 설계 데이터를 기억한다. CRT(34)는, 결함 검사에 관련된 각종 화상을 표시한다. 프린터(35)는, 결함 검사에 관련된 각종 정보를 인쇄한다.
제어 계산기(30)는, 후에 상세히 설명하는 바와 같이, 마스크(2) 위의 검사 영역(201)에 형성된 러프 얼라인먼트에 사용되는 제1 패턴 및 제2 패턴의 화상 데이터를 센서 회로(19)로부터 취득한다.
이하, 러프 얼라인먼트에 사용되는 제1 패턴을, 제1 러프 얼라인먼트 패턴이라 칭한다. 또한, 러프 얼라인먼트에 사용되는 제2 패턴을, 제2 러프 얼라인먼트 패턴이라 칭한다. 여기서, 러프 얼라인먼트는, 스트라이프(202)의 길이 방향을 따라서 이동하는 XYθ 테이블(6)의 이동 방향(X축 방향) 또는 스트라이프(202)의 짧은 변 방향을 따라 이동하는 XYθ 테이블(6)의 이동 방향(Y축 방향)에 대한 XYθ 테이블(6) 위의 마스크(2)의 회전 방향(즉, θ 방향)에 있어서의 위치 어긋남양이 제1 허용값 이하인지 여부를 확인하는 처리이다. 바꿔 말하면, XYθ 테이블(6)의 이동 방향(X축 방향 또는 Y축 방향)에 대한 마스크(2)의 회전 방향에 있어서의 위치 어긋남양은, XYθ 테이블(6)에 대한 마스크(2)의 배치 위치 어긋남양, 즉 스트라이프(202)를 따른 XYθ 테이블(6)의 이동 방향에 대한 스트라이프(202)를 따른 마스크(2)의 단변의 기울기이다.
여기서, X축 방향 또는 Y축 방향에 대한 마스크(2)의 회전 방향에 있어서의 위치 어긋남양이 너무 큰 경우에는, 후술하는 파인 얼라인먼트를 위한 얼라인먼트양이 과대해져서, 파인 얼라인먼트의 소요 시간이 길어질 우려가 있다. 그래서, 파인 얼라인먼트의 소요 시간이 길어지지 않도록 하기 위해서, 파인 얼라인먼트의 전에 러프 얼라인먼트를 행한다. 즉 러프 얼라인먼트는, 미리 X축 방향 또는 Y축 방향에 대한 마스크(2)의 회전 방향에 있어서의 위치 어긋남양이 너무 크지 않다는 사실을 사전에 확인한다. 파인 얼라인먼트와는 달리, 러프 얼라인먼트에서는, 위치 어긋남을 보정하는 처리는 행하지 않는다. 위치 어긋남이 제1 허용값보다 큰 경우에는, 에러로서 러프 얼라인먼트 처리/결함 검사를 중지한다.
보다 상세하게는, 러프 얼라인먼트에 있어서, 우선, 제어 계산기(30)는, 미리 마스크(2)의 검사 영역 위에 설정된 제1 러프 얼라인먼트 패턴의 광학 화상을 취득한다.
다음으로, 제어 계산기(30)는, 제1 러프 얼라인먼트 패턴의 광학 화상이 취득되었을 때의 XYθ 테이블(6)의 위치로부터, XYθ 테이블(6)을 X 방향 또는 Y 방향으로 미리 정해진 이동량(벡터)으로 이동시킨다. 이 이동량은, 제1 러프 얼라인먼트 패턴의 광학 화상으로부터 후술하는 제2 러프 얼라인먼트 패턴의 광학 화상까지의 거리에 상당하는 이동량이다. 이 이동량은, 러프 얼라인먼트에 사용하는 패턴으로서 제1 러프 얼라인먼트 패턴과 제2 러프 얼라인먼트 패턴을 설정했을 때 기지로 된 이동량이다.
다음으로, 제어 계산기(30)는, 미리 정해진 이동량으로 XYθ 테이블(6)을 이동시켰을 때, 러프 얼라인먼트에 사용하는 패턴으로서 미리 설정되며, 또한, 제1 러프 얼라인먼트 패턴에 대해서 X 방향 또는 Y 방향으로 이격하여 배치된 검사 영역 위의 제2 러프 얼라인먼트 패턴의 광학 화상이 취득된 경우에, 위치 어긋남양이 제1 허용값 이하라고 인정한다.
한편, 제어 계산기(30)는, 미리 정해진 이동량으로 XYθ 테이블(6)을 이동시켰을 때, 제2 러프 얼라인먼트 패턴의 광학 화상이 취득되지 않은 경우에, 위치 어긋남양이 제1 허용값보다 크다고 인정한다.
러프 얼라인먼트의 보다 구체적인 예에 대해서는, 후술하는 패턴 검사 방법에서 설명한다.
제1 실시 형태에 있어서, 러프 얼라인먼트에 사용되는 제1 러프 얼라인먼트 패턴 및 제2 러프 얼라인먼트 패턴은, 마스크(2)의 패턴 중, 다른 패턴과의 구별이 가능한 패턴으로서 유저가 설정한 일의의 두 패턴이다. 일례로서, 제1 러프 얼라인먼트 패턴 및 제2 러프 얼라인먼트 패턴은, 도 4에 도시한 바와 같이, X축 방향으로 서로 이격되며, 또한, Y축 방향에 있어서의 좌표가 거의 일치한 1조의 패턴이다. 이러한 제1 실시 형태에 있어서의 제1 러프 얼라인먼트 패턴 및 제2 러프 얼라인먼트 패턴은, 유저가 마스크(2)의 설계 데이터에 기초하여, 키보드 등으로 제1 러프 얼라인먼트 패턴 및 제2 러프 얼라인먼트 패턴의 각각의 특정점의 위치 좌표 정보를 입력함으로써 제어 계산기(30)에 미리 설정된다.
제1 러프 얼라인먼트 패턴 및 제2 러프 얼라인먼트 패턴의 설정 조작은, 예를 들어 제어 계산기(30)의 표시 기능(예를 들어, 모니터 CRT(34))을 통해 표시된 마스크(2)의 설계 데이터 위의 패턴으로부터, 유저가 제어 계산기(30)의 입력 기능(예를 들어, 키보드나 포인팅 디바이스 등의 인간-기계 인터페이스)을 사용하여 제1 러프 얼라인먼트 패턴 및 제2 러프 얼라인먼트 패턴의 좌표를 지정함으로써 행해진다. 보다 구체적으로는, 제어 계산기(30)와 자기디스크 장치(31)의 사이에는, 패턴 검사 장치(1)의 실행 프로그램과는 다른 프로그램으로 동작하는 외부 계산기(200)가 접속되어 있다. 외부 계산기(200)에, 제어 계산기(30)로부터 제1 러프 얼라인먼트 패턴 및 제2 러프 얼라인먼트 패턴의 좌표가 입력된다. 외부 계산기(200)는, 제어 계산기(30)로부터 좌표가 입력된 제1 러프 얼라인먼트 패턴 및 제2 러프 얼라인먼트 패턴을 설정한다. 즉, 외부 계산기(200)는, 제어 계산기(30)로부터 입력된 제1 러프 얼라인먼트 패턴 및 제2 러프 얼라인먼트 패턴의 좌표를 패턴 검사 장치(1)로 보내고, 제어 계산기(30)에, 패턴 검사 장치(1)로부터의 제1 러프 얼라인먼트 패턴 및 제2 러프 얼라인먼트 패턴의 화상 데이터의 취득을 지시한다. 패턴 검사 장치(1)에 의해 취득된 제1 러프 얼라인먼트 패턴 및 제2 러프 얼라인먼트 패턴의 화상 데이터는, 제어 계산기(30)에 불러들여진다.
이와 같이 하여, 제어 계산기(30)는, 마스크(2)의 설계 데이터에 기초하여 설정된 제1 러프 얼라인먼트 패턴 및 제2 러프 얼라인먼트 패턴의 화상 데이터를 취득하여 이미 서술한 러프 얼라인먼트를 실시할 수 있다.
또한, 제어 계산기(30)는, 러프 얼라인먼트에 의해 X축 방향 또는 Y축 방향에 대한 마스크(2)의 회전 방향에 있어서의 위치 어긋남이 제1 허용값 이하임이 확인된 경우에, 파인 얼라인먼트에 사용되는 패턴의 광학 화상을 취득한다.
이하, 파인 얼라인먼트에 사용되는 패턴을, 파인 얼라인먼트 패턴이라 칭한다.
여기서, 파인 얼라인먼트는, X축 방향 또는 Y축 방향에 대한 마스크(2)의 회전 방향에 있어서의 위치 어긋남을 보정하는 처리이다. 보다 구체적으로는, 파인 얼라인먼트는, 레이저 측장 시스템(11)에 의해 측정된 X축 방향 또는 Y축 방향에 대한 마스크(2)의 회전 방향에 있어서의 위치 어긋남양이 제1 허용값보다 작은 제2 허용값 이하가 될 때까지 XYθ 테이블(6)을 회전시키는 처리이다.
파인 얼라인먼트에 사용되는 파인 얼라인먼트 패턴은, 마스크(2)의 광학 화상 위의 검사 영역(201)에 있어서 X 방향 또는 Y 방향을 따른 4변을 포함하는 가상적인 직사각형 프레임(도 8의 부호 f 참조)의 서로 다른 복수의 코너부 위에 위치하는 위치 관계를 갖는 패턴(도 8의 부호 PP1, PP2 참조)이다.
제1 실시 형태에 있어서, 제어 계산기(30)는, 파인 얼라인먼트 패턴의 광학 화상의 취득에 있어서, 우선 마스크(2)의 설계 데이터 위에 있어서, X 방향 또는 Y 방향을 따른 4변을 포함하는 가상적인 직사각형 프레임의 서로 다른 코너부 위에 위치하는 위치 관계를 갖는 복수의 패턴을, 복수의 파인 얼라인먼트 패턴으로서 취득한다. 그리고, 제어 계산기(30)는, 취득된 파인 얼라인먼트 패턴의 특정점에 대한 제1 러프 얼라인먼트 패턴의 특정점의 좌표를 기준으로 한 상대 좌표를 등록한다.
직사각형 프레임은, X 방향에 평행한 변과, Y 방향에 평행한 변을 갖는 정사각형 또는 직사각형이다.
제어 계산기(30)는, 직사각형 프레임의 네 코너부 중, X 방향으로 이격된 두 코너부에 위치하는 두 패턴을, 파인 얼라인먼트 패턴으로서 취득하고, 파인 얼라인먼트 패턴에 대해서 Y 방향으로 이격된 나머지 두 코너부에 위치하는 두 패턴을, 마스크(2)의 광학 화상의 신축률을 조정하기 위한 얼라인먼트 마크로서 취득해도 된다.
그리고, 제어 계산기(30)는, 파인 얼라인먼트 패턴의 등록 좌표에 기초하여, 테이블 제어 회로(17)에, 파인 얼라인먼트 패턴이 광원(3)의 광로 위에 위치할 때까지 XYθ 테이블(6)을 이동시킨다. 이것에 전후하여, 제어 계산기(30)는, 오토 포커스 제어 회로(18)에 파인 얼라인먼트 패턴을 촬상하기 위한 오토 포커스를 실행시킨다. 그리고, 제어 계산기(30)는, 파인 얼라인먼트 패턴을 촬상한 광학 화상을 센서 회로(19)로부터 취득한다.
이와 같이 하여, 제어 계산기(30)는, 직사각형 프레임의 서로 다른 코너부 위에 위치하는 복수의 파인 얼라인먼트 패턴의 광학 화상을 취득할 수 있다.
또한, 제어 계산기(30)는, 취득된 복수의 파인 얼라인먼트 패턴의 광학 화상에 기초하여, X축 방향 또는 Y축 방향에 대한 마스크(2)의 회전 방향에 있어서의 위치 어긋남양을 검출한다. 그리고, 제어 계산기(30)는, 검출된 위치 어긋남양이 제1 허용값보다 작은 제2 허용 위치 이하가 될 때까지 θ 방향으로 XYθ 테이블(6)을 회전시킴으로써, 마스크(2)의 광학 화상 위에서 파인 얼라인먼트를 실시한다.
이와 같은 구성을 갖는 제어 계산기(30)에 의하면, 유저에 의해 설정된 일의의 제1 러프 얼라인먼트 패턴 및 제2 러프 얼라인먼트 패턴에 기초하여 러프 얼라인먼트를 실시하고, X 방향 및 Y 방향을 따른 가상적인 직사각형 프레임의 다른 코너부 위에 위치하는 파인 얼라인먼트 패턴에 기초하여 파인 얼라인먼트를 실시할 수 있다.
이에 의해, 예를 들어 X 방향으로 이격된 직사각형 프레임의 두 코너부 위에 위치하는 두 파인 얼라인먼트 패턴의 위치 관계에 기초하여, X 방향에 대한 마스크(2)의 회전 방향에 있어서의 위치 어긋남을 검출할 수 있다. 이 결과, 자동 얼라인먼트에 특화한 특정 패턴(예를 들어, 십자 형상의 패턴)이 형성되지 않은 마스크(2)에 대해서 적절하게 자동 얼라인먼트를 행할 수 있다. 또한, 예를 들어 두 파인 얼라인먼트 패턴에 대해서 Y 방향으로 이격된 직사각형 프레임의 나머지 두 코너부 위에 위치하는 두 얼라인먼트 포인트를 사용하여, 적절하게 마스크(2)의 광학 화상의 신축률을 조정할 수 있다.
이상 서술한 바와 같이 제1 실시 형태의 패턴 검사 장치(1)에 의하면, 유저가 설정한 일의의 제1 러프 얼라인먼트 패턴 및 제2 러프 얼라인먼트 패턴을 사용한 러프 얼라인먼트에 의해, X축 방향 또는 Y축 방향에 대한 마스크(2)의 회전 방향에 있어서의 위치 어긋남양이 제1 허용값 이하인지 여부를 확인할 수 있다. 그리고, 위치 어긋남이 제1 허용값 이하임이 확인된 경우에, X 방향 또는 Y 방향을 따른 4변으로 구성된 직사각형 프레임의 코너부 위에 위치하는 파인 얼라인먼트 패턴을 사용한 파인 얼라인먼트에 의해, 제1 허용값보다 작은 제2 허용값 이하로 되도록 X축 방향 또는 Y축 방향에 대한 마스크(2)의 회전 방향에 있어서의 위치 어긋남을 보정할 수 있다. 이에 의해, 특정 패턴을 요하지 않고 적절하게 자동 얼라인먼트를 행할 수 있으므로, 자동 얼라인먼트의 범용성을 향상시킬 수 있다.
(패턴 검사 방법)
다음으로, 도 1의 패턴 검사 장치(1)를 적용한 제1 실시 형태의 패턴 검사 방법에 대하여 설명한다. 도 2는, 제1 실시 형태에 의한 패턴 검사 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 2의 흐름도는 필요에 따라서 반복된다. 도 3은, 제1 실시 형태에 의한 패턴 검사 방법을 나타내는 사시도이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 마스크(2) 위의 검사 영역(201)은, 직사각형의 복수의 스트라이프(202)로 가상적으로 분할되어 있다. 포토다이오드 어레이(8)는 XYθ 테이블(6)의 이동에 따라서, 마스크(2)를 스트라이프(202)마다 촬상한다. 이때, 도 3의 파선 화살표로 나타내는 방향으로 각 스트라이프(202)가 연속적으로 스캔되도록, 테이블 제어 회로(17)는 XYθ 테이블(6)의 동작을 제어한다. XYθ 테이블(6)을 이동시키면서, 포토다이오드 어레이(8)로 촬상된 광학 화상에 기초하여 스트라이프(202) 위의 패턴의 결함을 검사한다.
결함의 검사에 있어서, 제어 계산기(30)는, 오토 로더(9)에 의해 XYθ 테이블(6) 위에 로드된 마스크(2)를 자동 얼라인먼트한다.
도 4는, 제1 실시 형태에 의한 패턴 검사 방법에 있어서, 마스크(2)의 설계 데이터 D 위의 제1 러프 얼라인먼트 패턴 P1 및 제2 러프 얼라인먼트 패턴 P2의 일례를 나타내는 평면도이다. 구체적으로는, 우선 도 2 및 도 4에 도시한 바와 같이, 제어 계산기(30)는, 패턴 검사 장치(1)의 프로그램과는 다른 프로그램을 실행함으로써 미리 마스크(2)의 설계 데이터 2D 위에 설정된 제1 러프 얼라인먼트 패턴 P1 및 제2 러프 얼라인먼트 패턴 P2의 좌표를 취득한다(스텝 S1). 러프 얼라인먼트 패턴 P1, P2의 설정에는, 도 1에 도시한 외부 계산기(200)를 사용할 수 있다.
도 4에는, X 방향으로 간격을 두고 설치된 제1 러프 얼라인먼트 패턴 P1과 제2 러프 얼라인먼트 패턴 P2가 예시되어 있다. 러프 얼라인먼트 패턴 P1, P2는, 마스크(2)의 검사 영역(201)에 설치된 패턴 중, 유저가 다른 패턴과 구별할 수 있는 일의의 패턴으로서 설정한 것이다.
러프 얼라인먼트 패턴 P1, P2의 좌표는, 예를 들어 설계 데이터(2D)를 해석하는 레이아웃 애널라이저에 의해 자동적으로 해석되어 취득된다. 두 러프 얼라인먼트 패턴 P1, P2는, 서로의 Y 방향의 좌표의 차분이 작은 것이 바람직하고, Y 방향의 좌표가 일치하고 있는 것이 보다 바람직하다. 또한, 도 4의 예에 있어서는, 도 4의 가로 방향이 X 방향, 세로 방향이 Y 방향이지만, 가로 방향이 Y 방향, 세로 방향이 X 방향이어도 된다.
도 5는, 제1 실시 형태에 의한 패턴 검사 방법에 있어서, 파인 얼라인먼트 패턴 PP1, PP2를 포함하는 직사각형 프레임 f의 코너부 위의 네 얼라인먼트 패턴 PP1, PP2, P3, P4의 취득 공정을 나타내는 평면도이다. 러프 얼라인먼트 패턴 P1, P2의 좌표를 취득한 후, 도 2 및 도 5에 도시한 바와 같이, 제어 계산기(30)는, 마스크(2)의 설계 데이터(2D) 위에 있어서 X 방향 또는 Y 방향을 따른 4변으로 구성된 직사각형 프레임 f의 다른 코너부 위에 위치하는 위치 관계를 갖는 네 얼라인먼트 패턴 PP1, PP2, P3, P4의 특정한 좌표(얼라인먼트 포인트)를 취득한다(스텝 S2). 네 얼라인먼트 패턴 PP1, PP2, P3, P4 중, X 방향으로 이격된 두 얼라인먼트 패턴 PP1, PP2는, 파인 얼라인먼트에 사용하는 파인 얼라인먼트 패턴 PP1, PP2이다. 파인 얼라인먼트 패턴 PP1, PP2에 대해서 Y 방향으로 이격된 나머지 두 얼라인먼트 패턴 P3, P4는, 마스크(2)의 광학 화상의 신축률 조정에 사용하는 얼라인먼트 패턴 P3, P4이다.
또한, 제어 계산기(30)는, 취득된 네 얼라인먼트 패턴 PP1, PP2, P3, P4의 각각에 대한 제1 러프 얼라인먼트 패턴 P1의 좌표를 기준으로 한 상대 좌표를 등록한다(스텝 S2).
구체적으로는, 도 5의 예에 있어서, 제어 계산기(30)는, 마스크(2)의 설계 데이터(2D)에 대해서, 제1 러프 얼라인먼트 패턴 P1의 도 5에 있어서의 좌측 하단의 특정한 좌표를 제1 러프 얼라인먼트 패턴 P1의 좌표점(0,0)으로 설정한 다음, -Y 방향 및 -X 방향을 향해서 좌표점(0,0)으로부터 일정 거리 내에 존재하는 제1 파인 얼라인먼트 패턴 PP1을 검색한다. 이와 같이, 제1 러프 얼라인먼트 패턴으로부터 일정 거리 내에 존재하는 제1 파인 얼라인먼트 패턴 PP1을 검색함으로써, 제1 파인 얼라인먼트 패턴 PP1을 신속하게 검색할 수 있어, 나아가서는 자동 얼라인먼트를 신속하게 행할 수 있다.
제1 파인 얼라인먼트 패턴의 검색 시에, 제어 계산기(30)는, 예를 들어 도 5에 도시한 바와 같이, 미리 설정된 검사 영역(201)의 좌측 하단 코너의 일정 범위의 영역 A1을 검색 영역으로 하여 제1 파인 얼라인먼트 패턴 PP1을 검색한다.
제1 파인 얼라인먼트 패턴 PP1이 검색되면, 제어 계산기(30)는, 제1 러프 얼라인먼트 패턴 P1의 좌표점(0,0)을 기준으로 한 제1 파인 얼라인먼트 패턴 PP1의 상대 좌표(X1,Y1)를 등록한다.
제1 파인 얼라인먼트 패턴 PP1의 상대 좌표(X1,Y1)를 등록한 후, 제어 계산기(30)는, +X 방향을 향해서 제1 파인 얼라인먼트 패턴 PP1과 Y 좌표가 일치하는 제2 파인 얼라인먼트 패턴 PP2를 검색한다. 이때, 제어 계산기(30)는, 예를 들어 도 5에 도시한 바와 같이, 미리 설정된 검사 영역(201)의 우측 하단 코너의 일정 범위의 영역 A2를 검색 영역으로 하여 제2 파인 얼라인먼트 패턴 PP2를 검색한다.
제2 파인 얼라인먼트 패턴 PP2가 검색되면, 제어 계산기(30)는, 제1 러프 얼라인먼트 패턴 P1의 좌표점(0,0)을 기준으로 한 제2 파인 얼라인먼트 패턴 PP2의 상대 좌표(X2,Y1)를 등록한다.
제2 파인 얼라인먼트 패턴 PP2의 상대 좌표(X2, Y1)를 등록한 후, 제어 계산기(30)는, +Y 방향을 향해서 제2 파인 얼라인먼트 패턴 PP2와 X 좌표가 일치하는 제3 얼라인먼트 패턴 P3을 검색한다. 이때, 제어 계산기(30)는, 예를 들어 도 5에 도시한 바와 같이, 미리 설정된 검사 영역(201)의 우측 상단 코너의 일정 범위의 영역 A3을 검색 영역으로 하여 제3 얼라인먼트 패턴 P3을 검색한다.
제3 얼라인먼트 패턴 P3이 검색되면, 제어 계산기(30)는, 제1 러프 얼라인먼트 패턴 P1의 좌표점(0,0)을 기준으로 한 제3 얼라인먼트 패턴 P3의 상대 좌표(X2,Y2)를 등록한다.
제3 얼라인먼트 패턴 P3의 상대 좌표(X2,Y2)를 등록한 후, 제어 계산기(30)는, -X 방향을 향해서 제3 얼라인먼트 패턴 P3과 Y 좌표가 일치하고, 제1 파인 얼라인먼트 패턴 PP1과 X 좌표가 일치하는 제4 얼라인먼트 패턴 P4를 검색한다. 이때, 제어 계산기(30)는, 예를 들어 도 5에 도시한 바와 같이, 미리 설정된 검사 영역(201)의 좌측 상단 코너의 일정 범위의 영역 A4를 검색 영역으로 하여 제4 얼라인먼트 패턴 P4를 검색한다.
제4 얼라인먼트 패턴 P4가 검색되면, 제어 계산기(30)는, 제1 러프 얼라인먼트 패턴 P1의 좌표점(0,0)을 기준으로 한 제4 얼라인먼트 패턴 P4의 상대 좌표(X1,Y2)를 등록한다.
이상과 같이 하여, 마스크(2)의 설계 데이터(2D) 위에 있어서 직사각형 프레임 f의 코너부 위에 위치하는 위치 관계를 갖는 네 얼라인먼트 패턴 PP1, PP2, P3, P4가 취득된다.
도 6은, 제1 실시 형태에 의한 패턴 검사 방법에 있어서, 네 얼라인먼트 패턴 PP1, PP2, P3, P4를 취득할 수 없는 예를 나타내는 평면도이다.
도 5의 예에서는, 네 얼라인먼트 패턴 PP1, PP2, P3, P4를 취득할 수 있었다. 이에 비하여, 도 6에 도시한 바와 같이, 설계 데이터(2D)에 따라서는, 도 5에 도시한 바와 같이 직사각형 프레임 f의 코너부에 위치하도록 네 얼라인먼트 패턴이 배치되어 있지 않기 때문에, 네 얼라인먼트 패턴 PP1, PP2, P3, P4를 취득할 수 없는 경우도 있다. 이 경우에는, 검사를 에러 정지하거나, 또는 검사 영역(201) 내에 종전과 마찬가지의 특정 패턴이 있는 경우에, 특정 패턴을 사용한 얼라인먼트로 전환한다.
도 7은, 제1 실시 형태에 의한 패턴 검사 방법에 있어서, 최대 직사각형 프레임 f1 위의 네 얼라인먼트 패턴 PP1_1, PP2_1, P3_1, P4_1의 취득 공정을 나타내는 평면도이다. 도 5의 예에서는, 직사각형 프레임 f 위에 위치하는 네 얼라인먼트 패턴 PP1, PP2, P3, P4로서, 1조의 얼라인먼트 패턴 PP1, PP2, P3, P4가 취득되었다.
이에 비하여, 도 7에 도시한 바와 같이, 설계 데이터(2D)에 따라서는, 복수의 직사각형 프레임 f1 내지 f3의 각각의 코너부 위에 위치하는 복수 조의 네 얼라인먼트 패턴이 취득되는 경우도 있다. 이 경우는, 복수의 직사각형 프레임 f1 내지 f3 중 가장 검사 영역(201)의 외측까지 퍼지는 최대 직사각형 프레임 f1의 코너부 위에 위치하는 네 얼라인먼트 패턴 PP1_1, PP2_1, P3_1, P4_1을 취득하고, 파인 얼라인먼트 또는 신축률의 조정에 사용하면 된다. 이와 같이, 복수의 직사각형 프레임 f1 내지 f3 중 마스크(2)의 가장 외측에 위치하는 직사각형 프레임 f1의 코너부 위에 위치하는 파인 얼라인먼트 패턴 PP1_1, PP2_1을 파인 얼라인먼트에 사용함으로써 파인 얼라인먼트에 있어서의 후술하는 θ 조정의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
도 8은, 도 5에 계속되는 제1 실시 형태에 의한 패턴 검사 방법에 있어서, 러프 얼라인먼트 공정을 나타내는 평면도이다. 네 얼라인먼트 패턴 PP1, PP2, P3, P4가 취득된 후, 제어 계산기(30)는, 취득된 러프 얼라인먼트 패턴 P1, P2에 기초하여, 마스크(2)의 광학 화상(2I) 위에서 러프 얼라인먼트를 실시한다(스텝 S3, S4).
구체적으로는, 도 2 및 도 8에 도시한 바와 같이, 러프 얼라인먼트에 있어서, 우선, 제어 계산기(30)는, 제1 러프 얼라인먼트 패턴 P1의 광학 화상을, 패턴 검사 장치(1)의 최고 배율인 검사 분해능에 의해 취득한다(스텝 S3).
도 8의 예에 있어서, 제어 계산기(30)는, 테이블 제어 회로(17)에 제1 러프 얼라인먼트 패턴 P1이 광원(3)의 광로 위에 위치할 때까지 XYθ 테이블(6)을 이동시키고, 이것에 전후하여, 오토 포커스 제어 회로(18)에 마스크(2)를 검사 분해능으로 촬상하기 위한 오토 포커스를 실행시킨 다음 마스크(2)를 촬상한다.
이에 의해, 도 8의 뷰 V로 둘러싸이는 촬상 범위를 갖는 검사 분해능의 제1 러프 얼라인먼트 패턴 P1의 광학 화상이 취득된다.
제1 러프 얼라인먼트 패턴 P1의 광학 화상이 취득된 후, 제어 계산기(30)는, 테이블 제어 회로(17)에 뷰 V가 +X 방향으로 이동하도록 XYθ 테이블(6)을 -X 방향으로 이동시킨다. 이때의 XYθ 테이블(6)의 이동량은, 마스크(2)의 설계 데이터(2D) 위에 있어서의 러프 얼라인먼트 패턴 P1, P2 사이의 거리에 상당하는 이동량이다.
그리고, 제어 계산기(30)는, 제1 러프 얼라인먼트 패턴 P1로부터 +X 방향으로의 뷰 V의 이동 후의 광학 화상 내에 제2 러프 얼라인먼트 패턴 P2가 존재하는지 여부를 판정한다(스텝 S4).
제2 러프 얼라인먼트 패턴 P2가 존재하는 경우(스텝 S4: "예"), 러프 얼라인먼트는 성공이 되고, 이에 의해, X축 방향에 대한 마스크(2)의 회전 방향에 있어서의 위치 어긋남양이 제1 허용값 이하임이 확인된다. 도 8의 예에 있어서, 제1 허용값은, +X 방향으로의 이동 후의 뷰 V 내에, 설계 데이터(2D) 위에 있어서 제1 러프 얼라인먼트 패턴 P1과 동일한 Y 좌표를 취하는 제2 러프 얼라인먼트 패턴 P2를 검출할 수 있을 정도의 위치 어긋남이 된다.
한편, 제2 러프 얼라인먼트 패턴 P2가 존재하지 않은 경우(스텝 S4: "아니오"), 러프 얼라인먼트는 실패가 되고, 이에 의해, X축 방향에 대한 XYθ 테이블(6)의 회전 방향에 있어서의 마스크(2)의 위치 어긋남이 제1 허용값보다 크다는 것이 확인된다.
여기서, 도 8에 도시한 바와 같이, 자동 얼라인먼트 전의 마스크(2)의 광학 화상(2I)는, XYθ 테이블(6) 위에 있어서의 θ 방향 또는 Z 방향으로의 마스크(2)의 기울기나 위치 어긋남에 기인하여 X 방향 및 Y 방향에 대해서 기울기나 변형을 갖는 광학 화상(2I)으로 되어 있다. 만일 이러한 기울기나 변형을 갖는 광학 화상(2I)을 그대로 사용하여 패턴의 결함을 검사하는 경우, 결함을 적절하게 검사하는 것은 곤란하다.
이에 비하여, 도 8의 러프 얼라인먼트에 의하면, X축 방향에 대한 마스크(2)의 회전 방향에 있어서의 위치 어긋남양이 제1 허용값 이하인지 여부를 확인할 수 있으므로, θ 방향으로의 기울기가 큰 광학 화상(2I)을 사용한 패턴의 결함 검사의 실행을 미연에 방지할 수 있다. 또한, 도 8의 예에서는, 러프 얼라인먼트에 사용하는 두 패턴으로서, X축 방향으로 이격되어 배치된 제1 러프 얼라인먼트 패턴 P1과 제2 러프 얼라인먼트 패턴 P2를 설정하고 있지만, 러프 얼라인먼트에 사용하는 두 패턴으로서, Y축 방향으로 이격되어 배치된 두 패턴을 설정해도 된다. 이와 같이 Y축 방향으로 이격되어 배치된 두 패턴을 사용한 러프 얼라인먼트를 행하는 경우, Y축 방향에 대한 마스크(2)의 회전 방향에 있어서의 위치 어긋남양이 제1 허용값 이하인지 여부를 확인할 수 있다.
도 9는, 도 8에 계속되는 제1 실시 형태에 의한 패턴 검사 방법에 있어서, 파인 얼라인먼트에 있어서의 파인 얼라인먼트 패턴 PP1, PP2의 위치 어긋남 D의 측정 공정을 나타내는 평면도이다.
러프 얼라인먼트에 의해 X축 방향에 대한 마스크(2)의 회전 방향에 있어서의 위치 어긋남양이 제1 허용값 이하임이 확인된 경우(스텝 S4: "예"), 제어 계산기(30)는, 취득된 파인 얼라인먼트 패턴 PP1, PP2에 기초하여, 마스크(2)의 광학 화상(2I) 위에서 파인 얼라인먼트를 실시한다(스텝 S5 내지 스텝 S10).
한편, 러프 얼라인먼트에 의해 X축 방향에 대한 마스크(2)의 회전 방향에 있어서의 위치 어긋남양이 제1 허용값보다 큰 것이 확인된 경우(스텝 S4: "아니오"), 제어 계산기(30)는 에러 처리를 행한다(스텝 S15). 에러 처리는, 예를 들어 마스크(2)의 재로드이다.
파인 얼라인먼트에 있어서, 우선 제어 계산기(30)는 파인 얼라인먼트 패턴 PP1, PP2의 광학 화상을 검사 분해능으로 취득한다(스텝 S5). 러프 얼라인먼트 패턴 P1, P2의 취득일 때와 마찬가지로, 예를 들어 제어 계산기(30)는, 도 9에 도시한 바와 같이, 뷰 V로 둘러싸인 범위의 파인 얼라인먼트 패턴 PP1, PP2의 광학 화상을 순차 취득한다.
파인 얼라인먼트 패턴 PP1, PP2의 광학 화상을 취득한 후, 제어 계산기(30)는, 도 2 및 도 9에 도시한 바와 같이, 취득된 파인 얼라인먼트 패턴 PP1, PP2의 광학 화상에 기초하여, 레이저 측장 시스템(11)에 의해 측정된 X축 방향에 대한 마스크(2)의 회전 방향에 있어서의 위치 어긋남양 D를 검출한다(스텝 S6). 위치 어긋남양 D는, 예를 들어 두 파인 얼라인먼트 패턴 PP1, PP2의 Y 좌표의 차분으로서 산출된다. 위치 어긋남양 D의 단위는, 예를 들어 픽셀이다.
도 10은, 도 9에 계속되는 제1 실시 형태에 의한 패턴 검사 방법에 있어서, 파인 얼라인먼트에 있어서의 XYθ 테이블(6)의 회전 공정을 나타내는 평면도이다. 위치 어긋남양 D를 검출한 후, 제어 계산기(30)는, 도 2 및 도 10에 도시한 바와 같이, 위치 어긋남양 D가 제2 허용값 이하로 되도록 XYθ 테이블(6)을 θ 방향으로 회전시키는 θ 조정을 행한다(스텝 S7).
θ 조정을 행한 후, 도 2에 도시한 바와 같이, 제어 계산기(30)는, θ 조정 후의 위치 어긋남양 D가 제2 허용값 이하로 되었는지 여부를 판정한다(스텝 S8).
위치 어긋남양 D가 제2 허용값 이하로 된 경우(스텝 S8: "예"), 제어 계산기(30)는, 마스크(2)의 광학 화상(2I)의 신축률을 조정하기 위한 처리로 이행한다 (스텝 S12 내지 스텝 S14).
한편, 위치 어긋남양 D가 제2 허용값 이하로 되지 않은 경우(스텝 S8: "아니오"), 제어 계산기(30)는, 위치 어긋남양 D의 검출 횟수가 규정 검출 횟수를 초과하였는지 여부를 판정한다(스텝 S9).
규정 검출 횟수를 초과한 경우(스텝 S9: "예"), 처리를 종료한다. 한편, 규정 검출 횟수를 초과하지 않은 경우(스텝 S9: "아니오"), 제어 계산기(30)는, 파인 얼라인먼트를 재시도한다. 구체적으로는, 제어 계산기(30)는, θ 조정 전의 제1 러프 얼라인먼트 패턴 P1의 좌표를 θ 조정에 의해 회전 변위시킨 좌표로 뷰 V를 이동시킴으로써, 제1 러프 얼라인먼트 패턴 P1의 광학 화상을 재취득한다(스텝 S10).
제1 러프 얼라인먼트 패턴 P1의 광학 화상을 재취득한 후, 제어 계산기(30)는, θ 조정 전의 파인 얼라인먼트 패턴 PP1, PP2의 좌표를 θ 조정에 의해 회전 변위시킨 좌표로 뷰 V를 이동시킴으로써, 파인 얼라인먼트 패턴 PP1, PP2의 광학 화상을 재취득한다(스텝 S11). 파인 얼라인먼트 패턴 PP1, PP2의 광학 화상을 재취득한 후, 제어 계산기(30)는, 재취득된 파인 얼라인먼트 패턴 PP1, PP2의 광학 화상에 기초하여, 스텝 S6 이후의 처리를 반복한다.
마스크(2)의 광학 화상(2I)의 신축률을 조정하기 위한 처리(스텝 S12 내지 스텝 S14)에 있어서, 우선, 제어 계산기(30)는, XYθ 테이블(6)을 -Y 방향으로 이동시켜 뷰 V를 제3 얼라인먼트 패턴 P3 위로 이동시킴으로써, 제3 얼라인먼트 패턴 P3을 검출한다. 그리고, 제어 계산기(30)는, 검출된 제3 얼라인먼트 패턴 P3의 좌표를 등록한다(스텝 S12).
제3 얼라인먼트 패턴 P3의 좌표를 등록한 후, 제어 계산기(30)는, XYθ 테이블(6)을 +X 방향으로 이동시켜 뷰 V를 제4 얼라인먼트 패턴 P4 위로 이동시킴으로써, 제4 얼라인먼트 패턴 P4를 검출한다. 그리고, 제어 계산기(30)는, 검출된 제4 얼라인먼트 패턴 P4의 좌표를 등록한다(스텝 S13).
제4 얼라인먼트 패턴 P4의 좌표를 등록한 후, 제어 계산기(30)는, θ 조정 후의 얼라인먼트 패턴 PP1, PP2, P3, P4의 좌표에 기초하여, 마스크(2)의 광학 화상(2I)이 직사각형 또는 정사각형이 되도록 광학 화상(2I)의 신축률을 조정한다 (스텝 S14). 이와 같이 하여 기울기 및 변형이 보정된 광학 화상을 사용하여 패턴의 결함을 검사함으로써, 검사를 정확하게 행할 수 있다.
또한, 제어 계산기(30)는, 이미 설명한 파인 얼라인먼트의 재시도를 행하는 경우, 재취득된 제1 러프 얼라인먼트 패턴 P1의 광학 화상 좌표로부터의 미리 등록된 상대 좌표에 기초하는 상대 이동에 의해 파인 얼라인먼트 패턴 PP1, PP2의 광학 화상을 재취득해도 된다. 이에 의해, XYθ 테이블(6)의 회전에 의해 러프 얼라인먼트 패턴 P1 및 파인 얼라인먼트 패턴 PP1, PP2의 위치가 변화한 경우라도, 파인 얼라인먼트의 재시도를 간편하고 적절하게 행할 수 있다.
이상 서술한 바와 같이 제1 실시 형태에 의하면, 유저가 설정한 일의의 러프 얼라인먼트 패턴을 사용한 러프 얼라인먼트와, 직사각형 프레임의 코너부 위에 위치하는 파인 얼라인먼트 패턴을 사용한 파인 얼라인먼트를 행함으로써, 특정 패턴을 갖지 않는 마스크(2)여도 XYθ 테이블(6)의 회전에 있어서의 자동 얼라인먼트를 행할 수 있다. 이에 의해, 자동 얼라인먼트의 범용성을 향상시킬 수 있다.
(제2 실시 형태)
다음으로, 마스크(2)의 단부를 러프 얼라인먼트 패턴 P1, P2로 하는 제2 실시 형태에 대하여 설명한다. 도 11은, 제2 실시 형태에 의한 패턴 검사 방법을 나타내는 평면도이다.
제1 실시 형태에서는, 유저가 일의의 패턴으로서 설정한 검사 영역(201) 내의 러프 얼라인먼트 패턴 P1, P2를 사용하여 자동 얼라인먼트를 행하고 있었다.
이에 비하여, 제2 실시 형태에서는, 도 11에 도시한 바와 같이, 설계 데이터(2D) 위에 있어서, 마스크(2)의 도 11에 있어서의 좌측 하단을 제1 러프 얼라인먼트 패턴 P1로 설정하고, 우측 하단을 제2 러프 얼라인먼트 패턴 P2로 설정한다. 그 밖의의 구성 및 작용은 제1 실시 형태와 마찬가지이므로 상세한 설명은 생략한다.
제2 실시 형태에 의하면, 마스크(2)의 단부를 이용함으로써, 검사 영역(201) 내에 일의의 패턴이 보이지 않은 경우에도 자동 얼라인먼트를 행할 수 있다. 이에 의해, 얼라인먼트의 범용성을 더욱 향상시킬 수 있다.
(제3 실시 형태)
다음으로, 마스크(2)의 광학 화상(2I) 위에서 얼라인먼트 패턴 PP1, PP2, P3, P4를 설정하는 제3 실시 형태에 대하여, 제1 실시 형태와의 상위점을 중심으로 설명한다. 도 12는, 제3 실시 형태에 의한 패턴 검사 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 13은, 제3 실시 형태에 의한 패턴 검사 방법을 나타내는 평면도이다.
도 12 및 도 13에 도시한 바와 같이, 제3 실시 형태에 있어서, 제어 계산기(30)는, 러프 얼라인먼트가 성공한 경우(스텝 S4: "예"), 검사 영역(201)의 4코너의 각각에 설정된 소정 범위의 영역 A1 내지 A4로부터, 직사각형 프레임의 코너부 위에 위치하는 위치 관계를 갖는 네 얼라인먼트 패턴 PP1, PP2, P3, P4의 후보 광학 화상을 취득한다(스텝 S21).
도 13의 예에 있어서는, 얼라인먼트 패턴 PP1, PP2, P3, P4의 후보로서, 제1 직사각형 프레임 f1의 코너부 위에 위치하는 위치 관계를 갖는 얼라인먼트 패턴 후보 PP1_1, PP2_1, P3_1, P4_1과, 제2 직사각형 프레임 f2의 코너부 위에 위치하는 위치 관계를 갖는 얼라인먼트 패턴 후보 PP1_2, PP2_2, P3_2, P4_2가 취득되어 있다.
얼라인먼트 패턴 PP1, PP2, P3, P4의 후보를 취득한 후, 제어 계산기(30)는, θ 조정 및 신축률 조정의 소요 조정량의 역치와, 직사각형 프레임의 대소 관계에 기초하여, 취득된 후보 중, 하나의 후보를 얼라인먼트 패턴 PP1, PP2, P3, P4로 결정한다(스텝 S22). 이에 의해, 광학 화상에 기초하여 파인 얼라인먼트 패턴 PP1, PP2가 취득된다.
이때, 제어 계산기(30)는, 역치와 비교하기 위해서, 얼라인먼트 패턴 후보마다, θ 조정을 실시하여 θ 조정의 소요 조정량을 구함과 함께, 신축률 조정을 실시하여 신축률 조정의 소요 조정량을 구한다. θ 조정 및 신축률 조정의 소요 조정량이 역치보다 작은 경우, 제어 계산기(30)는, 얼라인먼트 패턴 후보가 얼라인먼트 패턴 PP1, PP2, P3, P4로서 적성이 있다고 판단한다. 또한, 직사각형 프레임의 면적이 클수록, 제어 계산기(30)는, 얼라인먼트 패턴 후보가 얼라인먼트 패턴 PP1, PP2, P3, P4로서 보다 적성이 있다고 판단한다.
도 13의 예에서는, 제2 직사각형 프레임 f2보다도 제1 직사각형 프레임 f1의 쪽이 X 방향에 대한 기울기나 변형이 작고(즉, 소요 조정량이 역치보다 작고), 또한, 면적이 크다. 이로 인해, 도 13의 예에서는, 제1 직사각형 프레임 f1의 코너부 위의 얼라인먼트 패턴 후보 PP1_1, PP2_1, P3_1, P4_1이, 네 얼라인먼트 패턴 PP1, PP2, P3, P4로 결정된다.
얼라인먼트 패턴 PP1, PP2, P3, P4를 결정한 후, 제어 계산기(30)는, 결정된 얼라인먼트 패턴 PP1, PP2, P3, P4를 사용하여, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 파인 얼라인먼트(스텝 S6 내지 S11) 및 신축률의 조정(스텝 S14)을 실행한다.
단, 제3 실시 형태에서는, 얼라인먼트 패턴 PP1, PP2, P3, P4의 결정(스텝 S22) 시에, 이미 θ 조정의 소요 조정량이 구해져 있다. 이로 인해, 파인 얼라인먼트에 있어서의 θ 조정(스텝 S7)의 조정량으로서는, 얼라인먼트 패턴 PP1, PP2, P3, P4의 결정 시에 구한 θ 조정의 소요 조정량을 사용할 수 있다.
또한, 제3 실시 형태에서는, 얼라인먼트 패턴 후보의 광학 화상을 취득(스텝 S21)했을 때, 제3 얼라인먼트 패턴 P3 및 제4 얼라인먼트 패턴 P4를 취득하고 있다. 이로 인해, 신축률의 조정(스텝 S14)에는, 얼라인먼트 패턴 후보의 광학 화상 취득(스텝 S21) 시에 취득된 제3 얼라인먼트 패턴 P3 및 제4 얼라인먼트 패턴 P4를 사용할 수 있다. 또한, 신축률의 조정량으로서는, 얼라인먼트 패턴 PP1, PP2, P3, P4의 결정(스텝 S22) 시에 구한 신축률의 소요 조정량을 사용할 수 있다.
제3 실시 형태에 의하면, 얼라인먼트 패턴 PP1, PP2, P3, P4의 결정 시에 산출한 θ 조정 및 신축률 조정의 소요 조정량을 θ 조정 및 신축률 조정에 활용할 수 있으므로, 자동 얼라인먼트의 소요 시간을 단축할 수 있다.
또한, 제3 실시 형태에 의하면, 얼라인먼트 패턴 후보의 광학 화상 취득 시에 취득된 제3 얼라인먼트 패턴 P3 및 제4 얼라인먼트 패턴 P4를 신축률의 조정에 활용할 수 있으므로, 제1 실시 형태와 같이, 제3 얼라인먼트 패턴 P3 및 제4 얼라인먼트 패턴 P4로 이동하는 공정(도 2의 스텝 S12, S13)은 요하지 않는다. 이에 의해, 자동 얼라인먼트의 소요 시간을 더욱 단축할 수 있다.
패턴 검사 장치(1)의 적어도 일부는, 하드웨어로 구성해도 되고, 소프트웨어로 구성해도 된다. 소프트웨어로 구성하는 경우에는, 패턴 검사 장치(1)의 적어도 일부의 기능을 실현하는 프로그램을 플렉시블 디스크나 CD-ROM 등의 기록 매체에 수납하고, 컴퓨터에 읽혀 실행시켜도 된다. 기록 매체는, 자기디스크나 광디스크 등의 착탈 가능한 것에 한정되지는 않고, 하드디스크 장치나 메모리 등의 고정형 기록 매체여도 된다.
상술한 실시 형태는, 예로서 제시한 것이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하지 않는다. 실시 형태는, 그 밖의 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하며, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 다양한 생략, 대체, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시 형태나 그 변형은, 발명의 범위나 요지에 포함되면 마찬가지로, 청구범위에 기재된 발명과 그 균등한 범위에 포함되는 것이다.

Claims (8)

  1. 시료를 적재 가능한 XY 평면을 갖고, X 방향 및 Y 방향으로 이동 가능하며 또한 상기 XY 평면에 대해서 수직인 Z축 주위에 회전 가능한 스테이지를 구비하는 검사 장치를 사용하여, 상기 시료의 검사 영역에 설치된 패턴의 결함을 검사하는 검사 방법이며,
    상기 X 방향 또는 상기 Y 방향에 대한 상기 시료의 회전 방향에 있어서의 위치 어긋남양이 제1 허용값 이하인지 여부를 확인하는 러프 얼라인먼트를 실시하는 공정과,
    상기 위치 어긋남양을 상기 제1 허용값보다 작은 제2 허용값 이하로 되도록 보정하는 파인 얼라인먼트를 실시하는 공정을 구비하고,
    상기 러프 얼라인먼트를 실시하는 공정은,
    상기 러프 얼라인먼트에 사용하는 패턴으로서 미리 설정된 상기 시료의 검사 영역 위의 제1 패턴의 광학 화상을 취득하고,
    상기 제1 패턴의 광학 화상이 취득되었을 때의 상기 스테이지의 위치로부터, 상기 스테이지를 상기 X 방향 또는 상기 Y 방향으로 미리 정해진 이동량으로 이동시키고,
    상기 스테이지를 상기 이동량으로 이동시켰을 때, 상기 러프 얼라인먼트에 사용하는 패턴으로서 미리 설정되며, 또한, 상기 제1 패턴에 대해서 상기 X 방향 또는 상기 Y 방향으로 이격하여 배치된 상기 검사 영역 위의 제2 패턴의 광학 화상이 취득된 경우에, 상기 위치 어긋남양이 상기 제1 허용값 이하라고 인정하고, 한편, 상기 제2 패턴의 광학 화상이 취득되지 않은 경우에, 상기 위치 어긋남양이 상기 제1 허용값보다 크다고 인정하는 것을 포함하며,
    상기 파인 얼라인먼트를 실시하는 공정은,
    상기 러프 얼라인먼트에 의해 상기 위치 어긋남양이 상기 제1 허용값 이하임이 확인된 경우에, 상기 시료의 광학 화상의 상기 검사 영역 위에 있어서 상기 X 방향 또는 상기 Y 방향을 따른 4변을 포함하는 직사각형 프레임의 서로 다른 복수의 코너부 위에 위치하고, 상기 파인 얼라인먼트에 사용되는 복수의 제3 패턴의 광학 화상을 취득하고,
    상기 취득된 복수의 제3 패턴의 광학 화상에 기초하여 상기 위치 어긋남양을 검출하고,
    상기 검출된 위치 어긋남양이 상기 제2 허용값 이하가 될 때까지 상기 스테이지를 회전시키는 것을 포함하는, 검사 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제3 패턴은, 상기 검사 영역의 복수의 코너부의 각각에 설정된 복수의 영역 내에 위치하고, 상기 X 방향 및 상기 Y 방향의 적어도 한쪽을 따른 에지를 갖는 패턴인, 검사 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 파인 얼라인먼트를 실시하는 공정은,
    상기 스테이지의 회전에 의해 상기 위치 어긋남양이 상기 제2 허용값 이하가 되지 않은 경우에, 상기 위치 어긋남양의 검출 횟수가 규정 검출 횟수를 초과했는지 여부를 판정하여, 초과하지 않은 경우에는 상기 제1 패턴의 광학 화상을 재취득하고,
    상기 재취득된 제1 패턴의 광학 화상으로부터의 상대 이동에 의해 상기 제3 패턴의 광학 화상을 재취득하고,
    상기 재취득된 제3 패턴의 광학 화상에 기초하여 상기 위치 어긋남양을 재검출하고,
    상기 재검출된 위치 어긋남양이 상기 제2 허용값 이하가 되도록 상기 스테이지를 다시 회전시키는 것을 포함하는, 검사 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 파인 얼라인먼트를 실시하는 공정은,
    상기 스테이지의 회전에 의해 상기 위치 어긋남양이 상기 제2 허용값 이하가 되지 않은 경우에, 상기 위치 어긋남양의 검출 횟수가 규정 검출 횟수를 초과했는지 여부를 판정하여, 초과하지 않은 경우에는 상기 제1 패턴의 광학 화상을 재취득하고,
    상기 재취득된 제1 패턴의 광학 화상으로부터의 상대 이동에 의해 상기 제3 패턴의 광학 화상을 재취득하고,
    상기 재취득된 제3 패턴의 광학 화상에 기초하여 상기 위치 어긋남양을 재검출하고,
    상기 재검출된 위치 어긋남양이 상기 제2 허용값 이하가 되도록 상기 스테이지를 다시 회전시키는 것을 포함하는, 검사 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제3 패턴은, 상기 제1 패턴으로부터 일정 거리 내에 위치하는 패턴인, 검사 방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제3 패턴은, 상기 제1 패턴으로부터 일정 거리 내에 위치하는 패턴인, 검사 방법.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제3 패턴은, 상기 제1 패턴으로부터 일정 거리 내에 위치하는 패턴인, 검사 방법.
  8. 시료를 적재 가능한 XY 평면을 갖고, X 방향 및 Y 방향으로 이동 가능하며 또한 상기 XY 평면에 대해서 수직인 Z축 주위에 회전 가능한 스테이지를 구비하고, 상기 시료의 검사 영역에 설치된 패턴의 결함을 검사하는 검사 장치이며,
    상기 X 방향 또는 상기 Y 방향에 대한 상기 시료의 회전 방향에 있어서의 위치 어긋남양이 제1 허용값 이하인지 여부를 확인하는 러프 얼라인먼트를 실시하는 러프 얼라인먼트부와,
    상기 위치 어긋남양을 상기 제1 허용값보다 작은 제2 허용값 이하가 되도록 보정하는 파인 얼라인먼트를 실시하는 파인 얼라인먼트부를 구비하고,
    상기 러프 얼라인먼트부는,
    상기 러프 얼라인먼트에 사용하는 패턴으로서 미리 설정된 상기 시료의 검사 영역 위의 제1 패턴의 광학 화상을 취득하고,
    상기 제1 패턴의 광학 화상이 취득되었을 때의 상기 스테이지의 위치로부터, 상기 스테이지를 상기 X 방향 또는 상기 Y 방향에 미리 정해진 이동량으로 이동시키고,
    상기 스테이지를 상기 이동량으로 이동시켰을 때, 상기 러프 얼라인먼트에 사용하는 패턴으로서 미리 설정되며, 또한, 상기 제1 패턴에 대해서 상기 X 방향 또는 상기 Y 방향으로 이격하여 배치된 상기 검사 영역 위의 제2 패턴의 광학 화상이 취득된 경우에, 상기 위치 어긋남양이 상기 제1 허용값 이하라고 인정하고, 한편, 상기 제2 패턴의 광학 화상이 취득되지 않은 경우에, 상기 위치 어긋남양이 상기 제1 허용값보다 크다고 인정하고,
    상기 파인 얼라인먼트부는,
    상기 러프 얼라인먼트에 의해 상기 위치 어긋남양이 상기 제1 허용값 이하임이 확인된 경우에, 상기 시료의 광학 화상의 상기 검사 영역 위에 있어서 상기 X 방향 또는 상기 Y 방향을 따른 4변을 포함하는 직사각형 프레임의 서로 다른 복수의 코너부 위에 위치하고, 상기 파인 얼라인먼트에 사용되는 복수의 제3 패턴의 광학 화상을 취득하고,
    상기 취득된 복수의 제3 패턴의 광학 화상에 기초하여 상기 위치 어긋남양을 검출하고,
    상기 검출된 위치 어긋남양이 상기 제2 허용값 이하가 될 때까지 상기 스테이지를 회전시키는, 검사 장치.
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