KR102409943B1 - 결함 검출 방법 및 이를 수행하기 위한 장치 - Google Patents
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Abstract
결함 검출 방법에 따르면, 기판의 영역을 제 1 전자 빔으로 1차 스캔하여 제 1 결함을 검출할 수 있다. 상기 영역 중 상기 제 1 결함이 검출된 영역을 제외한 상기 기판의 나머지 영역을 제 2 전자 빔으로 2차 스캔하여 제 2 결함을 검출할 수 있다. 따라서, 스캐닝 횟수에 따라서 결함 검출 영역이 후속 검사 영역으로부터 배제되므로, 스캐닝 시간이 대폭 단축될 수 있다.
Description
본 발명은 결함 검출 방법 및 이를 수행하기 위한 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 반도체 기판, 마스크 기판 등과 같은 기판 상에 위치한 결함을 전자 빔을 이용해서 검출하는 방법, 및 이러한 방법을 수행하기 위한 장치에 관한 것이다.
기판 상의 결함은 전자 빔을 이용해서 검출될 수 있다. 전자 빔으로 기판의 표면 전체를 수 회 스캐닝하여, 평균 이미지를 획득할 수 있다. 평균 이미지를 기준 이미지와 비교하여, 결함을 검출할 수 있다.
관련 기술들에 따르면, 결함의 감지 여부와 상관없이 기판 전체를 전자 빔으로 수 회 스캐닝하므로, 스캐닝 시간이 매우 많이 소요되는 문제가 있을 수 있다. 또한, 결함의 크기와 상관없이 동일한 감도를 적용하여 결함을 검출하므로, 매우 작은 크기를 갖는 결함이 검출되지 않을 수 있다. 이를 방지하기 위해서, 매우 작은 크기를 갖는 결함 검출을 위해서는 높은 감도를 적용할 수는 있다. 이러한 높은 감도를 기판의 전체 영역에 적용하게 되면, 결함 검출 시간이 매우 길어질 수 있다.
본 발명은 결함 검출 시간을 단축시키면서 결함 검출력을 향상시킬 수 있는 결함 검출 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기된 방법을 수행하기 위한 장치도 제공한다.
본 발명의 일 견지에 따른 결함 검출 방법에 따르면, 기판의 영역을 제 1 전자 빔으로 1차 스캔하여 제 1 결함을 검출할 수 있다. 상기 영역 중 상기 제 1 결함이 검출된 영역을 제외한 상기 기판의 나머지 영역을 제 2 전자 빔으로 2차 스캔하여 제 2 결함을 검출할 수 있다.
본 발명의 다른 견지에 따른 결함 검출 방법에 따르면, 기판 전체를 예비 전자 빔으로 스캔하여, 예비 이미지를 획득할 수 있다. 상기 예비 이미지에 예비 감도를 적용하여, 상기 기판 전체를 패턴 영역과 비패턴 영역으로 구분할 수 있다. 상기 기판의 패턴 영역을 제 1 전자 빔으로 1차 스캔하여 제 1 이미지를 획득할 수 있다. 상기 제 1 이미지에 상기 예비 감도보다 높은 제 1 감도를 적용하여 제 1 결함을 검출할 수 있다. 상기 패턴 영역 중 상기 제 1 결함이 검출된 영역을 제외한 상기 기판의 나머지 영역을 제 2 전자 빔으로 2차 스캔하여 제 2 이미지를 획득할 수 있다. 상기 제 2 이미지에 상기 제 1 감도보다 높은 제 2 감도를 적용하여 상기 제 1 결함보다 작은 크기를 갖는 제 2 결함을 검출할 수 있다.
본 발명의 또 다른 견지에 따른 결함 검출 장치는 스캐너 및 컨트롤러를 포함할 수 있다. 상기 스캐너는 기판을 전자 빔으로 복수회 스캐닝하여 결함을 검출할 수 있다. 상기 컨트롤러는 상기 스캐너에 상기 결함이 검출된 영역을 제외한 상기 기판의 나머지 영역을 검사 영역으로 설정할 수 있다.
상기된 본 발명에 따르면, 선행 스캐닝에 의해서 결함이 검출된 영역을 후속 스캐닝 영역으로부터 제외시킬 수 있다. 따라서, 결함 검출 영역이 후속 스캐닝 영역으로부터 배제되므로, 스캐닝 시간이 대폭 단축될 수 있다. 또한, 스캐닝 횟수에 따라 스캐닝 영역이 줄어드는 반면에 결함 검출 감도가 점진적으로 증가하게 되므로, 매우 작은 크기를 갖는 결함을 정확하게 검출할 수가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 결함 검출 장치를 나타낸 블럭도이다.
도 2는 도 1에 도시된 장치를 이용해서 결함을 검출하는 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.
도 3은 도 2에 도시된 방법에서 예비 스캐닝에 의해 패턴 영역과 비패턴 영역으로 구분된 기판을 나타낸 평면도이다.
도 4는 도 3의 예비 스캐닝을 통해 획득한 예비 이미지와 기준 이미지 사이의 전압 차이를 나타낸 그래프이다.
도 5는 도 2에 도시된 방법에서 1차 스캐닝에 의해 제 1 결함이 검출된 영역이 표시된 기판을 나타낸 평면도이다.
도 6은 도 5의 1차 스캐닝을 통해 획득한 제 1 이미지와 기준 이미지 사이의 전압 차이를 나타낸 그래프이다.
도 7은 도 2에 도시된 방법에서 2차 스캐닝에 의해 제 2 결함이 검출된 영역이 표시된 기판을 나타낸 평면도이다.
도 8은 도 7의 2차 스캐닝을 통해 획득한 제 2 이미지와 기준 이미지 사이의 전압 차이를 나타낸 그래프이다.
도 9는 도 2에 도시된 방법에서 3차 스캐닝에 의해 제 3 결함이 검출된 영역이 표시된 기판을 나타낸 평면도이다.
도 10은 도 9의 3차 스캐닝을 통해 획득한 제 3 이미지와 기준 이미지 사이의 전압 차이를 나타낸 그래프이다.
도 2는 도 1에 도시된 장치를 이용해서 결함을 검출하는 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.
도 3은 도 2에 도시된 방법에서 예비 스캐닝에 의해 패턴 영역과 비패턴 영역으로 구분된 기판을 나타낸 평면도이다.
도 4는 도 3의 예비 스캐닝을 통해 획득한 예비 이미지와 기준 이미지 사이의 전압 차이를 나타낸 그래프이다.
도 5는 도 2에 도시된 방법에서 1차 스캐닝에 의해 제 1 결함이 검출된 영역이 표시된 기판을 나타낸 평면도이다.
도 6은 도 5의 1차 스캐닝을 통해 획득한 제 1 이미지와 기준 이미지 사이의 전압 차이를 나타낸 그래프이다.
도 7은 도 2에 도시된 방법에서 2차 스캐닝에 의해 제 2 결함이 검출된 영역이 표시된 기판을 나타낸 평면도이다.
도 8은 도 7의 2차 스캐닝을 통해 획득한 제 2 이미지와 기준 이미지 사이의 전압 차이를 나타낸 그래프이다.
도 9는 도 2에 도시된 방법에서 3차 스캐닝에 의해 제 3 결함이 검출된 영역이 표시된 기판을 나타낸 평면도이다.
도 10은 도 9의 3차 스캐닝을 통해 획득한 제 3 이미지와 기준 이미지 사이의 전압 차이를 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.
결함 검출 장치
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 결함 검출 장치를 나타낸 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 결함 검출 장치는 전자 빔을 이용해서 마스크 기판, 구체적으로는 극자외선 마스크 기판 상의 결함을 검출할 수 있다. 다른 실시예로서, 결함 검출 장치는 반도체 기판 상의 결함을 전자 빔을 이용해서 검출할 수도 있다. 기판(S)은 패턴 영역과 비패턴 영역을 가질 수 있다.
결함 검출 장치는 스캐너 및 컨트롤러(150)를 포함할 수 있다. 스캐너는 기판(S)을 전자 빔으로 복수회 스캐닝하여 결함을 검출할 수 있다. 컨트롤러(150)는 스캐너(S)에 결함이 검출된 영역을 제외한 기판(S)의 나머지 영역을 스캐닝 영역으로 부여할 수 있다.
스캐너는 전자 빔으로 기판(S)을 스캐닝하는 스캐닝 유닛(110), 전자 빔에 의해 스캔된 기판(S)으로부터 방출된 이차 전자를 검출하는 검출 유닛(120), 이차 전자로부터 이미지를 획득하기 위한 이미지 획득 유닛(130), 및 이미지를 처리하여 결함을 검출하는 이미지 처리 유닛(140)을 포함할 수 있다.
스캐닝 유닛(110)은 기판(S)의 표면으로 전자 빔을 조사할 수 있다. 또한, 스캐닝 유닛(110)은 기판(S)의 상부에서 수평 방향을 따라 이동하여, 전자 빔으로 기판(S)의 표면을 스캐닝할 수 있다. 다른 실시예로서, 스캐닝 유닛(110)은 고정된 상태에서, 기판(S)이 수평 방향을 따라 이동할 수도 있다.
이미지 획득 유닛(130)에서 획득한 이미지의 선명도는 스캐닝 유닛(110)으로부터 조사된 전자 빔의 세기에 따라 결정될 수 있다. 전자 빔의 세기가 낮으면, 이미지 획득 유닛(130)에서 획득한 이미지의 선명도도 낮을 것이다. 반면에, 전자 빔의 세기가 높으면, 이미지 획득 유닛(130)에서 획득한 이미지의 선명도도 높을 것이다.
이미지 처리 유닛(140)은 이미지를 기준 이미지와 비교하여 결함을 검출할 수 있다. 기준 이미지는 결함을 갖지 않는 정상적인 기판의 이미지에 해당될 수 있다. 본 실시예에서, 이미지 처리 유닛(140)은 이미지로부터의 전압과 기준 이미지로부터의 전압 사이의 차이를 비교할 수 있다. 이미지 처리 유닛(140)은 결함 검출 감도를 전압 차이에 적용하여, 결함을 검출할 수 있다. 예를 들어서, 전압 차이가 감도 미만이면, 이미지 처리 유닛(140)은 결함이 존재하지 않는 것으로 판단할 수 있다. 반면에, 전압 차이가 감도 이상이면, 이미지 처리 유닛(140)은 결함이 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 또한, 이미지 처리 유닛(140)은 결함이 검출된 기판(S) 상의 위치도 검출할 수 있다. 따라서, 이미지 처리 유닛(140)의 결함 검출력은 감도에 따라 변경될 수 있다.
컨트롤러(150)는 스캐닝 유닛(110)의 스캐닝 영역, 즉 검사 영역을 설정할 수 있다. 특히, 컨트롤러(150)는 스캐닝 횟수에 따라 스캐닝 유닛(110)의 검사 영역을 점진적으로 줄일 수 있다. 본 실시예에서, 컨트롤러(150)는 선행 스캐닝을 통해 검출된 결함이 위치한 영역을 후속 스캐닝 영역으로부터 제외시킬 수 있다. 따라서, 후속 스캐닝 영역은 선행 스캐닝 영역으로부터 결함이 검출된 영역이 제외된 영역에 해당될 수 있다. 또한, 컨트롤러(150)는 기판(S)의 비패턴 영역을 검사 영역으로부터 제외시킬 수도 있다. 즉, 컨트롤러(150)는 기판(S)의 패턴 영역만을 검사 영역으로 설정할 수 있다.
컨트롤러(150)는 스캐닝 횟수에 따라 감도를 점진적으로 높일 수 있다. 즉, 컨트롤러(150)는 스캐닝 횟수에 따라 검사 영역이 점진적으로 줄어드는 것에 비례해서 점진적으로 높아지는 감도를 이미지 처리 유닛(140)에 설정할 수 있다.
또한, 컨트롤러(150)는 스캐닝 횟수에 따라 전자 빔의 세기를 점진적으로 높일 수 있다. 즉, 컨트롤러(150)는 스캐닝 횟수에 따라 점진적으로 줄어드는 검사 영역들로 조사되는 전자 빔의 세기를 점진적으로 높일 수 있다.
본 실시예에서, 스캐닝 유닛(110)이 예비 전자 빔으로 기판(S) 전체를 스캐닝하면, 이미지 획득 유닛(130)은 예비 이미지를 획득할 수 있다. 컨트롤러(150)는 이미지 획득 유닛(140)에 예비 감도를 설정할 수 있다. 이미지 획득 유닛(140)은 예비 감도를 예비 이미지와 기준 이미지 사이의 전압 차이에 적용하여, 기판(S)을 패턴 영역과 비패턴 영역으로 구분할 수 있다. 컨트롤러(150)는 비패턴 영역을 스캐닝 유닛(110)의 스캐닝 영역으로부터 제외시킬 수 있다. 따라서, 스캐닛 유닛(110)의 제 1 검사 영역은 패턴 영역으로 설정될 수 있다.
이에 따라, 스캐닝 유닛(110)은 제 1 전자 빔으로 기판(S)의 제 1 검사 영역, 즉 패턴 영역만을 1차 스캐닝할 수 있다. 제 1 검사 영역은 패턴 영역만을 포함하고 있으므로, 1차 스캐닝 시간은 예비 스캐닝 시간보다 단축될 것이다.
컨트롤러(150)는 제 1 전자 빔에 예비 전자 빔보다 높은 세기를 부여할 수 있다. 따라서, 이미지 획득 유닛(130)이 획득한 제 1 이미지는 예비 이미지보다 높은 선명도를 가질 것이다. 컨트롤러(150)는 이미지 획득 유닛(140)에 예비 감도보다 높은 제 1 감도를 설정할 수 있다. 이미지 획득 유닛(140)은 제 1 감도를 제 1 이미지와 기준 이미지 사이의 전압 차이에 적용하여, 기판(S) 상의 제 1 결함 및 제 1 결함의 위치를 검출할 수 있다. 컨트롤러(150)는 제 1 결함이 검출된 영역을 제 1 검사 영역으로부터 제외시킬 수 있다. 따라서, 후속 스캐닝 공정에서의 제 2 검사 영역은 제 1 검사 영역에서 제 1 결함이 검출된 영역이 제외된 영역에 해당될 수 있다.
이에 따라, 스캐닝 유닛(110)은 제 2 전자 빔으로 제 2 검사 영역, 즉 패턴 영역 중에서 제 1 결함이 검출된 영역을 제외한 기판(S)의 나머지 영역만을 2차 스캐닝할 수 있다. 제 2 검사 영역은 패턴 영역에서 제 1 결함이 검출된 영역을 제외시킨 영역에 해당하므로, 2차 스캐닝 시간은 1차 스캐닝 시간보다 단축될 것이다.
컨트롤러(150)는 제 2 전자 빔에 제 1 전자 빔보다 높은 세기를 부여할 수 있다. 따라서, 이미지 획득 유닛(130)이 획득한 제 2 이미지는 제 1 이미지보다 높은 선명도를 가질 것이다. 컨트롤러(150)는 이미지 획득 유닛(140)에 제 1 감도보다 높은 제 2 감도를 설정할 수 있다. 이미지 획득 유닛(140)은 제 2 감도를 제 2 이미지와 기준 이미지 사이의 전압 차이에 적용하여, 기판(S) 상의 제 2 결함 및 제 2 결함의 위치를 검출할 수 있다. 제 2 결함은 제 1 결함보다 작은 크기를 가질 수 있다. 컨트롤러(150)는 제 2 결함이 검출된 영역을 제 2 검사 영역으로부터 제외시킬 수 있다. 따라서, 후속 스캐닝 공정에서의 제 3 검사 영역은 제 2 검사 영역에서 제 2 결함이 검출된 영역이 제외된 영역에 해당될 수 있다.
이에 따라, 스캐닝 유닛(110)은 제 3 전자 빔으로 제 3 검사 영역, 즉 패턴 영역 중에서 제 1 및 제 2 결함들이 검출된 영역들을 제외한 기판(S)의 나머지 영역만을 3차 스캐닝할 수 있다. 제 3 검사 영역은 패턴 영역에서 제 1 및 제 2 결함들이 검출된 영역들을 제외한 영역에 해당하므로, 3차 스캐닝 시간은 2차 스캐닝 시간보다 단축될 것이다.
컨트롤러(150)는 제 3 전자 빔에 제 2 전자 빔보다 높은 세기를 부여할 수 있다. 따라서, 이미지 획득 유닛(130)이 획득한 제 3 이미지는 제 2 이미지보다 높은 선명도를 가질 것이다. 컨트롤러(150)는 이미지 획득 유닛(140)에 제 2 감도보다 높은 제 3 감도를 설정할 수 있다. 이미지 획득 유닛(140)은 제 3 감도를 제 3 이미지와 기준 이미지 사이의 전압 차이에 적용하여, 기판(S) 상의 제 3 결함 및 제 3 결함의 위치를 검출할 수 있다. 제 3 결함은 제 2 결함보다 작은 크기를 가질 수 있다.
제 3 감도가 설정된 최고 감도에 해당한다면, 제 3 감도를 적용하여 검출되지 않은 매우 미소한 결함은 반도체 장치의 불량을 야기하지 않는 수준에 해당될 수 있다. 이러한 경우, 컨트롤러(150)는 스캐너의 동작을 완료시킬 수 있다. 반면에, 제 3 감도가 설정된 최고 감도보다 낮으면, 컨트롤러(150)는 제 3 결함이 검출된 영역을 스캐닝 유닛(110)의 스캐닝 영역으로부터 제외시킨 조건 하에서 상기된 스캐닝 유닛(110)의 동작과 이미지 처리 유닛(140)의 결함 검출 동작을 수행시킬 수 있다. 이러한 후속 동작들은 최고 감도를 적용하는 검출 공정까지 수행될 수 있다.
결함 검출 방법
도 2는 도 1에 도시된 장치를 이용해서 결함을 검출하는 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이고, 도 3은 도 2에 도시된 방법에서 예비 스캐닝에 의해 패턴 영역과 비패턴 영역으로 구분된 기판을 나타낸 평면도이며, 도 4는 도 3의 예비 스캐닝을 통해 획득한 예비 이미지와 기준 이미지 사이의 전압 차이를 나타낸 그래프이고, 도 5는 도 2에 도시된 방법에서 1차 스캐닝에 의해 제 1 결함이 검출된 영역이 표시된 기판을 나타낸 평면도이며, 도 6은 도 5의 1차 스캐닝을 통해 획득한 제 1 이미지와 기준 이미지 사이의 전압 차이를 나타낸 그래프이고, 도 7은 도 2에 도시된 방법에서 2차 스캐닝에 의해 제 2 결함이 검출된 영역이 표시된 기판을 나타낸 평면도이며, 도 8은 도 7의 2차 스캐닝을 통해 획득한 제 2 이미지와 기준 이미지 사이의 전압 차이를 나타낸 그래프이고, 도 9는 도 2에 도시된 방법에서 3차 스캐닝에 의해 제 3 결함이 검출된 영역이 표시된 기판을 나타낸 평면도이며, 도 10은 도 9의 3차 스캐닝을 통해 획득한 제 3 이미지와 기준 이미지 사이의 전압 차이를 나타낸 그래프이다.
도 2 내지 도 10을 참조하면, 단계 ST200에서, 스캐닝 유닛(110)이 예비 전자빔으로 기판(S)의 표면 전체를 스캐닝할 수 있다. 검출 유닛(120)이 예비 전자 빔이 조사된 기판(S)의 표면으로부터 방출된 이차 전자를 검출할 수 있다. 이미지 획득 유닛(130)이 검출된 이차 전자로부터 예비 이미지를 획득할 수 있다.
패턴 영역(PR)과 비패턴 영역(NR)은 명확하게 구분될 수 있으므로, 패턴 영역(PR)과 비패턴 영역(NR)의 구분에 예비 이미지의 높은 선명도가 요구되지 않을 수 있다. 따라서, 컨트롤러(150)는 스캐닝 유닛(110)으로부터 조사되는 예비 전자빔에 낮은 세기를 부여할 수 있다. 그러므로, 이미지 획득 유닛(130)이 획득한 예비 이미지는 낮은 선명도를 가질 수 있다.
단계 ST210에서, 이미지 처리 유닛(140)이 예비 이미지에 예비 감도를 적용하여, 도 3과 같이 기판(S)의 표면을 패턴 영역(PR)과 비패턴 영역(NR)으로 구분할 수 있다.
이미지 처리 유닛(140)은 예비 이미지를 기준 이미지와 비교할 수 있다. 특히, 이미지 처리 유닛(140)은 예비 이미지와 기준 이미지의 전압 차이를 측정할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 패턴 영역(PR)과 비패턴 영역(NR) 사이의 전압 차이는 매우 크므로, 이미지 처리 유닛(140)은 낮은 예비 감도를 패턴 영역(PR)가 비패턴 영역(NR) 사이의 전압 차이에 적용하여, 기판(S)의 표면을 패턴 영역(PR)과 비패턴 영역(NR)으로 구분할 수 있다.
단계 ST220에서, 컨트롤러(150)는 패턴 영역(PR)만을 제 1 검사 영역으로 설정할 수 있다. 즉, 제 1 검사 영역은 기판(S)의 표면 전체 영역에서 비패턴 영역(NR)이 제외된 영역일 수 있다.
단계 ST230에서, 스캐닝 유닛(110)이 제 1 검사 영역, 즉 패턴 영역(PR)만을 제 1 전자 빔으로 1차 스캔할 수 있다. 검출 유닛(120)이 제 1 전자 빔이 조사된 제 1 검사 영역으로부터 방출된 이차 전자를 검출할 수 있다. 이미지 획득 유닛(130)이 검출된 이차 전자로부터 제 1 이미지를 획득할 수 있다. 제 1 이미지는 제 1 검사 영역의 이미지, 즉 패턴 영역(PR)의 이미지일 수 있다.
컨트롤러(150)는 스캐닝 유닛(110)으로부터 조사되는 제 1 전자빔에 예비 전자 빔보다 높은 세기를 부여할 수 있다. 그러므로, 이미지 획득 유닛(130)이 획득한 제 1 이미지는 예비 이미지보다 높은 선명도를 가질 수 있다.
단계 ST240에서, 이미지 처리 유닛(140)이 제 1 이미지에 제 1 감도를 적용하여, 도 5와 같이 제 1 검사 영역 상에서 제 1 결함을 검출할 수 있다.
이미지 처리 유닛(140)은 제 1 이미지를 기준 이미지와 비교할 수 있다. 특히, 이미지 처리 유닛(140)은 제 1 이미지와 기준 이미지의 전압 차이를 측정할 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제 1 결함에 의한 전압 차이는 패턴 영역(PR)에 의한 전압 차이보다는 작으므로, 예비 감도로 제 1 결함을 검출할 수는 없을 것이다. 따라서, 이미지 처리 유닛(140)은 예비 감도보다 높은 제 1 감도를 제 1 이미지와 기준 이미지 사이의 전압 차이에 적용하여, 기판(S)의 제 1 검사 영역 상의 제 1 결함을 검출할 수 있다.
단계 ST250에서, 컨트롤러(150)는 제 1 결함이 검출된 영역(D1)이 제외된 제 1 검사 영역의 나머지 영역을 제 2 검사 영역으로 설정할 수 있다. 즉, 제 2 검사 영역은 제 1 검사 영역에서 제 1 결함 검출 영역(D1)이 제외된 영역일 수 있다.
단계 ST260에서, 스캐닝 유닛(110)이 제 2 검사 영역을 제 2 전자 빔으로 2차 스캔할 수 있다. 검출 유닛(120)이 제 2 전자 빔이 제 2 검사 영역으로부터 방출된 이차 전자를 검출할 수 있다. 이미지 획득 유닛(130)이 검출된 이차 전자로부터 제 2 이미지를 획득할 수 있다. 제 2 이미지는 제 2 검사 영역의 이미지일 수 있다.
컨트롤러(150)는 스캐닝 유닛(110)으로부터 조사되는 제 2 전자빔에 제 1 전자 빔보다 높은 세기를 부여할 수 있다. 그러므로, 이미지 획득 유닛(130)이 획득한 제 2 이미지는 제 1 이미지보다 높은 선명도를 가질 수 있다.
단계 ST270에서, 이미지 처리 유닛(140)이 제 2 이미지에 제 2 감도를 적용하여, 도 7와 같이 제 2 검사 영역 상에서 제 2 결함을 검출할 수 있다. 제 2 결함은 제 1 결함보다 작은 크기를 가질 수 있다.
이미지 처리 유닛(140)은 제 2 이미지를 기준 이미지와 비교할 수 있다. 특히, 이미지 처리 유닛(140)은 제 2 이미지와 기준 이미지의 전압 차이를 측정할 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 제 2 결함에 의한 전압 차이는 제 2 결함보다 큰 크기를 제 1 결함에 의한 전압 차이보다는 작으므로, 제 1 감도로 제 2 결함을 검출할 수는 없을 것이다. 따라서, 이미지 처리 유닛(140)은 제 1 감도보다 높은 제 2 감도를 제 2 이미지와 기준 이미지 사이의 전압 차이에 적용하여, 기판(S)의 제 2 검사 영역 상의 제 2 결함을 검출할 수 있다.
단계 ST280에서, 컨트롤러(150)는 제 2 결함이 검출된 영역(D2)이 제외된 제 2 검사 영역의 나머지 영역을 제 3 검사 영역으로 설정할 수 있다. 즉, 제 3 검사 영역은 제 2 검사 영역에서 제 2 결함 검출 영역(D2)이 제외된 영역일 수 있다.
단계 ST290에서, 스캐닝 유닛(110)이 제 3 검사 영역을 제 3 전자 빔으로 3차 스캔할 수 있다. 검출 유닛(120)이 제 3 전자 빔이 제 3 검사 영역으로부터 방출된 이차 전자를 검출할 수 있다. 이미지 획득 유닛(130)이 검출된 이차 전자로부터 제 3 이미지를 획득할 수 있다. 제 3 이미지는 제 3 검사 영역의 이미지일 수 있다.
컨트롤러(150)는 스캐닝 유닛(110)으로부터 조사되는 제 3 전자빔에 제 2 전자 빔보다 높은 세기를 부여할 수 있다. 그러므로, 이미지 획득 유닛(130)이 획득한 제 3 이미지는 제 2 이미지보다 높은 선명도를 가질 수 있다.
단계 ST300에서, 이미지 처리 유닛(140)이 제 3 이미지에 제 3 감도를 적용하여, 도 9와 같이 제 3 검사 영역 상에서 제 3 결함을 검출할 수 있다. 제 3 결함은 제 2 결함보다 작은 크기를 가질 수 있다.
이미지 처리 유닛(140)은 제 3 이미지를 기준 이미지와 비교할 수 있다. 특히, 이미지 처리 유닛(140)은 제 3 이미지와 기준 이미지의 전압 차이를 측정할 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 제 3 결함에 의한 전압 차이는 제 3 결함보다 큰 크기를 제 2 결함에 의한 전압 차이보다는 작으므로, 제 2 감도로 제 3 결함을 검출할 수는 없을 것이다. 따라서, 이미지 처리 유닛(140)은 제 2 감도보다 높은 제 3 감도를 제 3 이미지와 기준 이미지 사이의 전압 차이에 적용하여, 기판(S)의 제 3 검사 영역 상의 제 3 결함을 검출할 수 있다.
본 실시예들에서는, 결함 검출 방법이 기판(S)의 표면을 1회의 예비 스캔 및 3회의 스캔 공정, 즉 총 4회의 스캔 공정들을 포함하는 것으로 예시하였다. 그러나, 결함 검출 방법은 2회, 3회 또는 5회 이상의 스캔 공정들을 포함할 수도 있다.
또한, 본 실시예들의 결함 검출 방법과 장치는 하나의 스캐너를 이용해서 결함을 검출하는 공정에 적용되는 것으로 예시하였다. 그러나, 본 실시예들의 결함 검출 방법과 장치는 2개 이상의 스캐너를 이용해서 결함을 검출하는 공정에도 적용될 수 있다. 예를 들어서, 본 실시예의 결함 검출 방법과 장치는 동일한 크기로 구획된 기판 상의 4개의 영역들에 대해서 4개의 스캐너를 이용해서 결함을 검출하는 공정에도 적용될 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 본 실시예의 결함 검사 방법은 반도체 기판에 적용될 수 있다. 따라서, 본 실시예의 결함 검사 방법이 적용된 반도체 기판을 포함하는 반도체 장치도 본 발명의 권리범위에 속할 수 있다.
아울러, 본 실시예의 결함 검사 방법은 마스크 기판에 적용될 수 있다. 따라서, 본 실시예의 결함 검사 방법이 적용된 마스크 기판을 이용해서 제조된 반도체 장치도 본 발명의 권리범위에 속할 수 있다.
상기된 본 실시예들에 따르면, 선행 스캐닝에 의해서 결함이 검출된 영역을 후속 스캐닝 영역으로부터 제외시킬 수 있다. 따라서, 결함 검출 영역이 후속 스캐닝 영역으로부터 배제되므로, 스캐닝 시간이 대폭 단축될 수 있다. 또한, 스캐닝 횟수에 따라 스캐닝 영역이 줄어드는 반면에 결함 검출 감도가 점진적으로 증가하게 되므로, 매우 작은 크기를 갖는 결함을 정확하게 검출할 수가 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110 ; 스캐닝 유닛 120 ; 검출 유닛
130 ; 이미지 획득 유닛 140 ; 이미지 처리 유닛
150 ; 컨트롤러 PR ; 패턴 영역
NR ; 비패턴 영역 D1 ; 제 1 결함 검출 영역
D2 ; 제 2 결함 검출 영역 D3 ; 제 3 결함 검출 영역
130 ; 이미지 획득 유닛 140 ; 이미지 처리 유닛
150 ; 컨트롤러 PR ; 패턴 영역
NR ; 비패턴 영역 D1 ; 제 1 결함 검출 영역
D2 ; 제 2 결함 검출 영역 D3 ; 제 3 결함 검출 영역
Claims (20)
- 기판 전체를 예비 전자 빔으로 스캔하여 예비 이미지를 획득하고;
상기 예비 이미지에 예비 감도를 적용하여 상기 기판 전체를 패턴 영역과 비패턴 영역으로 구분하고;
상기 기판의 패턴 영역을 상기 예비 전자 빔의 세기보다 강한 세기를 갖는 제 1 전자 빔으로 1차 스캔하여 제 1 이미지를 획득하고;
상기 제 1 이미지에 상기 예비 감도보다 높은 제 1 감도를 적용하여 제 1 결함을 검출하고;
상기 패턴 영역 중 상기 제 1 결함이 검출된 영역을 제외한 상기 기판의 나머지 영역을 상기 제 1 전자 빔의 세기보다 강한 세기를 갖는 제 2 전자 빔으로 2차 스캔하여 제 2 이미지를 획득하고; 그리고
상기 제 2 이미지에 상기 제 1 감도보다 높은 제 2 감도를 적용하여 상기 제 1 결함보다 작은 크기를 갖는 제 2 결함을 검출하는 것을 포함하는 결함 검출 방법. - 삭제
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 결함을 검출하는 것은
상기 제 1 이미지와 기준 이미지 사이의 전압 차이를 측정하고; 그리고
상기 전압 차이에 상기 제 1 감도를 적용하는 것을 포함하는 결함 검출 방법. - 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 결함을 검출하는 것은
상기 제 2 이미지와 기준 이미지 사이의 전압 차이를 측정하고; 그리고
상기 전압 차이에 상기 제 2 감도를 적용하는 것을 포함하는 결함 검출 방법. - 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서, 상기 예비 이미지에 상기 예비 감도를 적용하는 것은
상기 예비 이미지와 기준 이미지 사이의 전압 차이를 측정하고; 그리고
상기 전압 차이에 상기 예비 감도를 적용하는 것을 더 포함하는 결함 검출 방법. - 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서, 상기 2차 스캔된 영역 중 상기 제 2 결함이 검출된 영역을 제외한 상기 기판의 나머지 영역을 제 3 전자 빔으로 3차 스캔하여 제 3 결함을 검출하는 것을 더 포함하는 결함 검출 방법.
- 제 12 항에 있어서, 상기 제 3 결함을 검출하는 것은
상기 제 3 전자 빔으로 상기 기판의 나머지 영역을 3차 스캔하여 제 3 이미지를 획득하고; 그리고
상기 제 3 이미지에 상기 제 2 감도보다 높은 제 3 감도를 적용하여 상기 제 2 결함보다 작은 크기를 갖는 상기 제 3 결함을 검출하는 것을 포함하는 결함 검출 방법. - 제 13 항에 있어서, 상기 제 3 이미지를 획득하는 것은
상기 제 3 전자 빔에 상기 제 2 전자 빔의 세기보다 강한 세기를 부여하고; 그리고
상기 제 3 전자빔으로 상기 기판의 나머지 영역을 3차 스캔하여, 상기 제 3 이미지에 상기 제 2 이미지보다 높은 선명도를 부여하는 것을 포함하는 결함 검출 방법. - 제 13 항에 있어서, 상기 제 3 결함을 검출하는 것은
상기 제 3 이미지와 기준 이미지 사이의 전압 차이를 측정하고; 그리고
상기 전압 차이에 상기 제 3 감도를 적용하는 것을 포함하는 결함 검출 방법. - 제 1 항에 있어서, 상기 기판은 반도체 기판 또는 마스크 기판을 포함하는 결함 검출 방법.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
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