KR19990083456A - 검사시간을단축할수있는레티클검사장치 - Google Patents

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Abstract

레티클(reticle) 검사 장치는 XY 스테이지(3) 상에 장착된 레티클의 패턴의 화상을 촬상하여 제1 내지 제N (N은 2 이상의 정수임) 프레임을 갖는 촬상 화상 패턴(picked-up image pattern)을 구하는 촬상 광학계(4, 5), 제1 내지 제M (M은 2 이상 N 이하의 정수임) 화상 비교기(71-74), 촬상 화상 패턴의 제1 내지 제N 프레임을 제1 내지 제M 화상 비교기(71-74)에 순차적으로 분배하는 분배기(6), 및 레티클의 패턴을 그리는 데에 사용된 CAD(Computer Aided Design) 데이터를 촬상 화상 패턴의 제1 내지 제N 프레임에 대응하는 제1 내지 제N 중간 데이터로 변환시키고 제1 내지 제N 중간 데이터를 제1 내지 제M 화상 비교기(71-74)에 순차적으로 미리 전송하는 검사 제어기(1)를 포함한다. 제1 내지 제M 화상 비교기(71-74)는 촬상 화상 패턴의 제1 내지 제N 프레임과 제1 내지 제N 중간 데이터로부터 생성된 제1 내지 제N 참조 화상을 각각 비교한다.

Description

검사 시간을 단축할 수 있는 레티클 검사 장치{RETICLE INSPECTING APPARATUS CAPABLE OF SHORTENING AN INSPECTING TIME}
본 발명은 집적 회로 제조용 레티클의 패턴 외관을 검사하기 위한 검사 장치에 관한 것이다.
LSI(Large-Scale Integrated circuit) 제조용 레티클의 외관을 검사하기 위하여, 두 가지 방법이 공지되어 있다. 두 가지 방법 중의 하나는 단일 공통 레티클 상의 서로 다른 위치에 있는 동일한 패턴 또는 다이(dies)를 비교하는 "다이 투 다이 검사"이다. 다이 투 다이 검사 방법은 일본 공개 특허 공보 제10-282008호 (282008/1998)에 개시되어 있다. 두 가지 방법 중의 다른 하나는 레티클 패턴을 그리는 데에 사용된 CAD(Computer Aided Design) 데이터와 레티클 패턴을 비교하는 "다이 투 데이터베이스 검사"이다.
여기서, "다이"라는 용어는 패턴 비교의 단위로서 사용되는 소정 블록의 패턴 영역 또는 그의 검출 화상을 의미한다. 한편, "데이터베이스"라는 용어는, 광학계에 의해 검출된 실제의 패턴 화상과 대조하여, CAD 데이터로부터 합성된 참조 화상을 의미한다.
종래의 레티클 검사 장치는, 레티클이 장착되는 XY 스테이지, XY 스테이지 상에 장착된 레티클의 패턴의 화상을 촬상 화상으로서 촬상하는 촬상 광학계, 촬상 광학계로부터 촬상 화상을 취득하는 화상 입력부, 레티클의 패턴을 그리는 데에 사용된 CAD 데이터를 참조 화상으로 변환시키는 데이터 변환기, 촬상 화상 및 참조 화상을 비교하여 패턴 결함을 검출하는 화상 비교기, 및 장치 전체를 제어하는 제어기를 포함한다.
상술한 종래의 레티클 검사 장치에서는, 상부에 레티클이 장착된 스테이지가 이동되고, 촬상 광학계 및 화상 입력부에 의해 레티클 상의 패턴의 단일 프레임의 화상이 취득된다. 이렇게 취득된 화상은 화상 비교기에 전송된다. 한편, 참조 화상은 데이터 변환기에서 CAD 데이터로부터 변환되어 미리 얻어지며, 화상에 동기하여 화상 비교기에 전송된다. 화상 비교기는 화상과 참조 화상을 비교하여 결함을 검출한다.
여기서, "단일 프레임"이란 화상 비교기에 의해 동시에 처리될 수 있는 화상의 단위이다.
일반적으로, 촬상 광학계 및 화상 입력부에 의해 화상을 취득하는 데에 필요한 화상 취득 시간에 비해, 화상 입력부로부터 화상 비교기로 전송하는 데에 필요한 전송 시간, CAD 데이터의 변환에 필요한 데이터 변환 시간, 및 결함을 검출하는 데에 필요한 화상 처리 시간은 대단히 길다. 따라서, 상술한 구조의 종래의 레티클 검사 장치에서는, 이전 프레임에 대한 상술한 일련의 결함 검출 동작들이 완료되지 않으면, 화상 입력부에 의해 취득된 다음 프레임의 화상은 전송될 수 없다. 이로 인해, 대기 시간이 발생한다.
상술한 점을 감안하여, 예를 들어 스테이지의 이동 속도를 감소시켜 화상 취득 시간을 지연시킴으로써 시간 조정을 행하고 있다. 따라서, 전체 검사 시간은 바람직하지 못하게 길어진다.
따라서, 본 발명의 목적은 집적 회로 제조용 레티클의 패턴 외관을 검사하는 데에 필요한 검사 시간을 단축할 수 있는 레티클 검사 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 특징에 따르면, 집적 회로 제조용 레티클의 패턴 결함을 검출하는 레티클 검사 장치는, 레티클이 장착되는 XY 스테이지, XY 스테이지 상에 장착된 레티클의 패턴의 화상을 촬상하여 제1 내지 제N (N은 2 이상의 정수임) 프레임을 갖는 촬상 화상 패턴을 구하는 촬상 광학계, 제1 내지 제M (M은 2 이상 N 이하의 정수임) 화상 비교기, 촬상 화상 패턴의 제1 내지 제N 프레임을 제1 내지 제M 화상 비교기에 순차적으로 분배하는 분배기, 및 레티클의 패턴을 그리는 데에 사용된 CAD(Computer Aided Design) 데이터를 촬상 화상 패턴의 제1 내지 제N 프레임에 대응하는 제1 내지 제N 중간 데이터로 변환시키고, 제1 내지 제N 중간 데이터를 제1 내지 제M 화상 비교기에 순차적으로 미리 전송하는 검사 제어기를 포함한다. 제1 내지 제M 화상 비교기는 촬상 화상 패턴의 제1 내지 제N 프레임과 제1 내지 제N 중간 데이터로부터 생성된 제1 내지 제N 참조 화상을 각각 비교하여 촬상 화상 패턴의 제1 내지 제N 프레임의 결함을 검출한다.
본 발명의 제2 특징에 따르면, 촬상 광학계는 레이저 주사 광학계 및 투과 광 검출기를 포함한다. 레이저 주사 광학계는 레이저 빔을 생성하여 XY 스테이지 상에 장착된 레티클의 표면을 Y 방향으로 주사하고 XY 스테이지를 Y 방향에 수직인 X 방향으로 이동시킨다. 투과 광 검출기는 레이저 빔을 레티클에 투과시킴으로써 얻어진 투과 광을 검출하여 촬상 화상 패턴의 각각의 제1 내지 제N 프레임을 2차원 화상 패턴으로서 취득한다.
본 발명의 제3 특징에 따르면, 제1 내지 제M 화상 비교기는 각각 촬상 화상 패턴의 제1 내지 제N 프레임의 결함을 검출함으로써 얻어진 검출 결과를 검사 제어기에 전송한다.
본 발명의 제4 특징에 따르면, 분배기는 촬상 화상 패턴의 제1 내지 제N 프레임을 각각 일시적으로 기억하는 제1 내지 제M 프레임 버퍼 메모리를 포함한다. 분배기는 제1 내지 제M 프레임 버퍼 메모리에 기억된 제1 내지 제N 프레임을 각각 제1 내지 제M 화상 비교기에 순차적으로 분배한다.
본 발명의 제5 특징에 따르면, 집적 회로 제조용 레티클의 참조 및 비교 다이 패턴을 비교하여 상기 패턴의 결함을 검출하는 레티클 검사 장치는, 레티클이 장착되는 XY 스테이지, XY 스테이지 상에 장착된 레티클의 참조 다이 패턴의 화상을 촬상하여 제1 내지 제N (N은 2 이상의 정수임) 프레임을 갖는 촬상 참조 다이 패턴을 구한 후 XY 스테이지 상에 장착된 레티클의 비교 다이 패턴의 화상을 촬상하여 제1 내지 제N 프레임을 갖는 촬상 비교 다이 패턴을 구하는 촬상 광학계, 제1 내지 제M (M은 2 이상 N 이하의 정수임) 화상 비교기, 및 촬상 참조 다이 패턴의 제1 내지 제N 프레임을 제1 내지 제M 화상 비교기에 순차적으로 분배한 후 촬상 비교 다이 패턴의 제1 내지 제N 프레임을 제1 내지 제M 화상 비교기에 순차적으로 분배하는 분배기를 포함한다. 제1 내지 제M 화상 비교기는 촬상 참조 다이 패턴의 제1 내지 제N 프레임을 제1 내지 제N 기억 프레임으로서 기억하는 제1 내지 제M 다이 메모리를 포함한다. 제1 내지 제M 화상 비교기는 제1 내지 제N 기억 프레임과 촬상 참조 다이 패턴의 제1 내지 제N 프레임 이후에 전송되는 촬상 비교 다이 패턴의 제1 내지 제N 프레임을 비교하여 촬상 참조 다이 패턴의 각각의 제1 내지 제N 프레임과 촬상 비교 다이 패턴의 제1 내지 제N 프레임 중의 각각의 대응하는 프레임간의 결함을 검출한다.
본 발명의 제6 특징에 따르면, 촬상 광학계는 레이저 주사 광학계 및 투과 광 검출기를 포함한다. 레이저 주사 광학계는 레이저 빔을 생성하여 XY 스테이지 상에 장착된 레티클의 표면을 Y 방향으로 주사하고 XY 스테이지를 Y 방향에 수직인 X 방향으로 이동시킨다. 투과 광 검출기는 레이저 빔을 레티클에 투과시킴으로써 얻어진 투과 광을 검출하여 촬상 참조 다이 패턴의 각각의 제1 내지 제N 프레임 및 촬상 비교 다이 패턴의 제1 내지 제N 프레임을 2차원 화상 패턴으로서 취득한다.
본 발명의 제7 특징에 따르면, 분배기는 촬상 참조 다이 패턴의 제1 내지 제N 프레임을 일시적으로 기억하는 제1 내지 제M 프레임 버퍼 메모리를 포함한다. 분배기는 각각 제1 내지 제M 프레임 버퍼 메모리에 기억되는 촬상 참조 다이 패턴의 제1 내지 제N 프레임을 순차적으로 제1 내지 제M 화상 비교기에 분배한다. 그 후, 제1 내지 제M 프레임 버퍼 메모리는 촬상 비교 다이 패턴의 제1 내지 제N 프레임을 일시적으로 기억한다. 분배기는 각각 제1 내지 제M 프레임 버퍼 메모리에 기억되는 촬상 비교 다이 패턴의 제1 내지 제N 프레임을 순차적으로 제1 내지 제M 화상 비교기에 분배한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레티클 검사 장치의 블록도.
도 2는 도 1의 레티클 검사 장치를 상세히 도시한 블록도.
도 3은 도 2의 레티클 검사 장치에 의한 다이 투 데이터베이스 검사를 설명하기 위한 도면.
도 4는 도 2의 레티클 검사 장치에 의한 다이 투 데이터베이스 검사를 설명하기 위한 타이밍차트.
도 5는 도 2의 레티클 검사 장치에 의한 다이 투 다이 검사를 설명하기 위한 도면.
도 6은 도 2의 레티클 검사 장치에 의한 다이 투 다이 검사를 설명하기 위한 타이밍 차트.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 검사 제어기
2 : 전체 제어기
3 : XY 스테이지
4 : 레이저 주사 광학계
5 : 투과 광 검출기
6 : 화상 입력 분배기
11 : CAD 데이터 입력부
12 : 데이터 변환기
13 : 결과 출력부
14 : 검사 제어 CPU
15 : 공유 메모리
다음으로, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 레티클 검사 장치는, 레티클이 장착되는 XY 스테이지(3), 및 XY 스테이지(3) 상에 장착된 레티클의 패턴의 화상을 촬상 화상으로서 촬상하는 촬상 광학계를 포함한다. 촬상 광학계는 후술할 레이저 주사 광학계(4) 및 투과 광 검출기(5)를 포함한다.
화상 입력 분배기(6)는 촬상 화상의 패턴을 1 프레임마다 분배하여 복수의 화상 비교기(71 내지 74)에 순차적으로 송출한다.
각각의 화상 비교기(71 내지 74)는 후술할 참조 화상의 생성 및 패턴 결함의 검출을 수행한다.
검사 제어기(1)는 레이클의 패턴을 그리는 데에 사용된 CAD 데이터를 화상 비교기(71 내지 74)에 분배될 중간 데이터로 변환시키는 기능 (후술함), 및 화상 비교기(71 내지 74)에 의해 검출된 결함 정보를 나타내는 검사 결과 출력을 생성하는 기능 (후술함)을 가진다.
전체 제어기(2)는 XY 스테이지(3), 촬상 광학계의 레이저 주사 광학계(4), 화상 입력 분배기(6) 및 검사 제어기(1)를 제어한다.
상술한 레티클 검사 장치에서는, 사전 처리가 행해진다. 구체적으로, 검사 제어기(1)는 레티클의 패턴을 그리는 데에 사용된 CAD 데이터를 취득하고, CAD 데이터를 1 프레임마다 참조 화상 중간 데이터로 변환시키며, 중간 데이터를 순차적으로 화상 비교기(71 내지 74)에 전송한다.
여기서 "중간 데이터"란 참조 화상 (비트 맵)으로 용이하게 전개될 수 있는 압축된 데이터이다.
중간 데이터로 변환시키는 이유는 다음과 같다. CAD 데이터가 참조 화상 (비트 맵)으로 전개되면, 전송하는 데에 시간이 오래 걸린다. 게다가, 거대한 메모리가 필요해져 하드웨어가 고가가 된다.
검사가 시작되는 경우, 촬상 광학계 [레이저 주사 광학계(4) 및 투과 광 검출기(5)] 및 화상 입력 분배기(6)에 의해 1 프레임마다 화상이 취득되어 순차적으로 전환된 채널을 통해 화상 비교기(71 내지 74)에 전송된다. 각각의 화상 비교기(71 내지 74)는 화상 전송에 동기하여 중간 데이터로부터 참조 화상을 생성하고, 전송된 화상과 참조 화상을 비교하여 결함을 검출한다.
화상이 최후의 채널에 분배되는 경우, 화상 입력 분배기(6)는 다시 제1 채널에 대한 분배를 재개한다. 그 후, 순환 방식으로 분배를 반복한다.
따라서, 각각의 화상 비교기(71 내지 74)는 단일 사이클 시간 내에 일련의 결함 검출 동작을 수행한다. 따라서, 채널의 수가 클수록, 각각의 화상 비교기(71 내지 74)의 처리 시간이 길어진다.
이로써, 종래의 레티클 검사 장치에서 긴 시간을 요하는 화상 입력부로부터 화상 비교기로의 전송, CAD 데이터의 데이터 변환 및 결함 검출이 상술한 레티클 검사 장치에서 다중화된다. 매 1 프레임의 화상의 취득시, 화상은 순차적으로 전환된 채널을 통해 화상 비교기에 송출된다. 이로써, 화상 입력부에서의 대기 시간이 제거되어 총 검사 시간을 단축시킨다.
도 2를 참조하여, 레티클 검사 장치를 상세히 예시한다.
상술한 바와 같이, 레티클의 패턴 외관의 검사는 두 종류의 방법, 즉 "다이 투 데이터베이스 검사"와 "다이 투 다이 검사"에 의해 수행된다. 먼저, 레티클 패턴을 그리는 데에 사용된 CAD 데이터와 취득된 화상을 비교하는 "다이 투 데이터베이스 검사"와 관련하여 도 2의 레티클 검사 장치의 동작에 대해 설명한다.
"다이 투 데이터베이스 검사"의 개시에 앞서, 전체 제어기(2)의 전체 제어 CPU(Central Processing Unit)(21)는 검사 제어기(1)로 하여금 다음에 설명하는 사전 처리를 수행하게 한다.
구체적으로, 검사 제어기(1)는 다음의 방식으로 사전 처리를 수행한다. CAD 데이터 입력부(11)는 검사될 레티클의 패턴을 그리는 데에 사용된 CAD 데이터를 취득한다. 데이터 변환기(12)는 검사 제어 CPU(14)의 제어 하에 CAD 데이터를 1 프레임마다의 참조 화상 중간 데이터로 연속적으로 변환시킨다. 1 프레임마다의 참조 화상 중간 데이터는 순차적으로 공유 메모리(15)를 통해 화상 비교기(71 내지 74)로 연속적으로 전송된다. 상술한 사전 처리의 완료 후, 검사 제어 CPU(14)는 사전 처리의 완료를 전체 제어기(2)의 전체 제어 CPU(21)에게 통지한다.
사전 처리의 완료가 통지되면, 전체 제어기(2)의 전체 제어 CPU(21)는 "데이터 투 데이터베이스 검사"를 개시한다. 구체적으로, 전체 제어 CPU(21)는 스테이지 제어기(22) 및 광학계 제어기(23)에게 명령을 내려, XY 스테이지(3) 및 레이저 주사 광학계(4)가 화상 취득을 개시하게 한다.
도 2와 아울러 도 3을 참조하면, XY 스테이지(3) 상의 레티클의 제1 검사 영역의 제1 프레임(FR1) 내지 제8 프레임(FR8)은 다음의 방식으로 취득된다. XY 스테이지(3)는 X 방향으로 일정한 속도로 이동된다. X 방향으로 일정 피치 이동할 때마다, 레이저 주사 광학계(4)는 레이저빔에 의해 Y 방향으로 주사를 행한다 (도 3의 확대부 참조). 투과 광 검출기(5)에 의해 투과 광이 검출되어 2차원 화상을 취득한다. 그 후, XY 스테이지(3)가 Y 방향으로 일정 피치 이동된 후에 유사한 방식으로 제2 검사 영역이 취득된다. 상술한 일련의 동작들을 반복함으로써, 레티클의 전 표면의 화상이 비교 다이로서 취득된다. 취득된 화상은 투과 광 검출기(5)에 의해 검출되어 화상 입력 분배기(6)에 전달된다.
도 2와 아울러 도 4를 참조하면, 화상 입력 분배기(6)의 화상 입력부(61)는 취득된 화상(FR1-FR8)을 FR1 INPUT 내지 FR8 INPUT으로서 공급받으며, 이 FR1 INPUT 내지 FR8 INPUT은 타이밍 생성기(62)의 제어하에 프레임마다 분리되어 프레임 버퍼 (프레임 버퍼 메모리)(631 내지 634)에 각각 FR1 WT 내지 FR4 WT (FR5 WT 내지 FR8 WT)로서 기록된다.
타이밍 생성기(62)는 전체 제어 CPU(21)로부터 각각의 단일 프레임 내의 주사 라인의 수 및 모든 인접하는 프레임에 공통되는 중복 라인의 수를 미리 제공받는다 (도 3의 확대부 참조). 전체 제어 CPU(21)로부터의 화상 취득 개시 신호에 응답하여, 화상 취득이 개시된다. 구체적으로, 입력 라인의 수가 모니터링되고, 취득된 화상이 기록될 프레임 버퍼(631 내지 634)의 수가 선택된다.
이 때, 모든 인접하는 프레임들에 공통되는 중복 라인들에 대응하는 각각의 취득된 화상의 일부는 두 개의 프레임 버퍼에 동시에 기록된다.
중복 라인 수는 다음과 같은 문제점을 방지하기 위해 필요하다. 모든 인접하는 프레임들은 화상 비교기(71 내지 74) 중 두 개의 서로 다른 비교기들에 의해 처리된다. 만일 프레임들간의 경계부에 결함이 있으면, 그 주위 영역의 정보를 잃게 되어 결함을 식별할 수 없게 된다.
최초에 취득된 프레임(FR1)은 채널 1(CH1) 전송용 프레임 버퍼(631) 내에 FR1 WT로서 기록된다. 기록이 완료됨과 동시에, 프레임 버퍼(FR BUFF)(631)로부터 화상 비교기(71)의 프레임 메모리(FR MEM)(712)로의 전송이 개시된다.
화상 입력부(61)는 대기 시간없이 다음 프레임(FR2)을 취득하며 이 다음 프레임을 FR2 WT로서 채널 2(CH2) 전송용 프레임 버퍼(632) 내에 기록한다. 그 후, 프레임 버퍼를 순차적으로 전환하여 프레임 버퍼(634)에 도달할 때까지 기록을 행한다.
프레임 버퍼(634) 내로의 기록이 완료된 후, 기록은 프레임 버퍼(631)로 복귀한다. 이로써, 화상 취득, 기록 및 전송이 순환적으로 수행된다. 따라서, 특정 프레임 버퍼 내로의 기록으로부터 그 특정 프레임 버퍼 내로의 다음 기록까지의 시간은 각각의 단일 프레임의 화상 처리 시간 (순환 시간)에 대응한다. 각각의 화상 비교기(71 내지 74)는 순환 시간 내에 처리를 완료해야 한다.
한편, 비교될 참조 화상은 화상 비교기(71 내지 74) 내의 참조 화상 생성기(713, 723, 733, 743)에 의해 공유 메모리(714, 724, 734, 744) 내의 참조 화상 데이터를 사용하여 프레임 비교 처리마다 실시간으로 생성된다. 상술한 바와 같이, 사전 처리로서, 데이터 변환기(12)는 CAD 데이터를 용이하게 전개가능한 중간 데이터로 변환시킨다. 중간 데이터는 참조 화상 중간 데이터로서 공유 메모리(15)를 통해 화상 비교기(71 내지 74)의 공유 메모리(714, 724, 734, 744)에 각각 전송된다.
다음으로, 화상 비교기(71)의 동작에 대해 설명한다. 각각의 나머지 화상 비교기(72 내지 74)도 마찬가지의 동작을 비동기식으로 수행한다.
검사가 개시되면, 참조 화상 생성기(713)는 공유 메모리(14)로부터 제1 프레임(FR1)의 참조 화상 중간 데이터를 포착하고, 참조 화상 중간 데이터를 비트 맵 내로 전개하며, 계조 처리(gradation treatment)를 수행하여 참조 화상을 생성한다. 계조 처리는 참조 화상을 취득된 화상과 비교가능하게 하기 위해 필요하다.
제1 프레임(FR1)의 화상이 프레임 메모리(712)에 전송되면, 참조 화상도 제1 프레임(FR1)의 화상에 동기하여 참조 화상 생성기(713)로부터 화상 처리기(715)에 전달된다.
화상 처리기(715)로의 참조 화상의 전달이 완료된 직후, 참조 화상 생성기(713)는 공유 메모리(714)로부터 다음 프레임(FR5)의 참조 화상 중간 데이터를 포착하여 참조 화상을 생성한다. 이에 의해, 화상 생성기(713)는 항상 다음 비교용 참조 화상을 미리 생성하여 화상 처리기(715)에서 대기 시간이 발생하는 것을 방지한다.
화상 처리기(715)는 프레임 메모리(712)에 전송된 화상 및 참조 화상 생성기(713)에 의해 생성된 참조 화상을 프레임 단위로 비교하여 결함 검출 동작을 수행한다. 결함 검출 결과는 공유 메모리(714)를 통해 검사 제어 CPU(14)에 공급된다.
검사 제어 CPU(14)는 프레임들의 중복 라인들의 수를 고려하여 화상 비교기(71 내지 74)로부터 공급된 결함 검출 결과를 집계하고, 레티클 전체의 결함 정보를 생성하며, 결과 출력부(13)로부터 결함 정보를 전달한다.
다음에, 단일 공통 레티클 상의 서로 다른 위치에 있는 동일한 패턴을 서로 비교하는 "다이 투 다이 검사"의 경우의 도 2의 레티클 검사 장치의 동작을 설명한다.
도 2와 함께 도 5를 참조하면, "다이 투 다이 검사"는 다음의 방식으로 수행된다. 먼저, 참조 다이의 화상 (도 5)이 포착되어 화상 비교기(71, 72, 73, 74)의 다이 메모리(711, 721, 731, 741)에 각각 저장된다. 그 후, 비교 다이의 화상 (도 5)이 포착된다. 화상 비교기(71, 72, 73, 74)는 다이 메모리(711, 721, 731, 741)로부터 참조 다이를 프레임 단위로 각각 추출하고, 비교 다이와 참조 다이를 비교하여 결함을 검출한다. 다음에, "다이 투 다이 검사"를 상세히 설명한다.
도 2에서, "다이 투 다이" 검사의 개시에 앞서, 전체 제어기(2)의 전체 제어 CPU(21)는 검사 제어기(1)로 하여금 다음에 설명하는 사전 처리를 수행하게 한다.
구체적으로, 사전 처리로서, 검사 제어기(1)의 검사 제어 CPU(14)는, 참조 다이로서 다루어질 프레임의 총 수 (도 5에 예시한 예에서, 참조 다이의 프레임의 총 수는 4임)를 프레임 버퍼(631 내지 634)의 총 수 (도 2에서는 4임)로 나눈 값 (따라서, 도 2 및 도 5에 예시한 예에서, 참조 다이의 프레임의 총수 / 프레임 버퍼의 총 수 = 1)과 비교 다이의 개시 프레임 번호 (도 5의 예에서, 비교 다이의 개시 프레임 번호 = 5)를 미리 계산한다. 이 값들은 공유 메모리(15)를 통해 화상 비교기(71 내지 74)의 공유 메모리(714, 724, 734, 744)에 전송된다.
도 2를 참조하면, 사전 처리의 완료 시, 검사 제어 CPU(14)는 사전 처리의 완료를 전체 제어기(2)의 전체 제어 CPU(21)에 통지한다.
사전 처리의 완료가 통지되면, 전체 제어기(2)의 전체 제어 CPU(21)는 "다이 투 다이" 검사를 개시한다. 구체적으로, 전체 제어 CPU(21)는 스테이지 제어기(22) 및 광학계 제어기(23)에 명령을 내려 XY 스테이지(3) 및 레이저 주사 광학계(4)가 화상 취득을 개시하게 한다.
도 2와 함께 도 5를 참조하면, XY 스테이지(3) 상의 레티클의 제1 검사 영역의 제1 프레임(FR1) 내지 제4 프레임(FR4)의 참조 다이 및 제5 프레임(FR5) 내지 제8 프레임(FR8)의 비교 다이는 다음의 방식으로 취득된다. XY 스테이지(3)는 X 방향으로 일정 속도로 이동된다. X 방향으로 소정 피치 이동될 때마다, 레이저 주사 광학계(4)는 레이저 빔에 의해 Y 방향으로 주사를 행한다 (도 5의 확대부 참조). 투과 광 검출기(5)에 의해 투과 광이 검출되어 2 차원 화상을 취득한다. 그 후, XY 스테이지(3)가 Y 방향으로 소정 피치 이동된 후에 제2 검사 영역이 유사한 방식으로 취득된다. 상술한 일련의 동작들을 반복함으로써, 레티클의 전 표면의 화상이 취득된다. 취득된 화상은 투과 광 검출기(5)에 의해 검출되어 화상 입력 분배기(6)에 전달된다.
도 2와 함께 도 6을 참조하면, 화상 입력 분배기(6)의 화상 입력부(61)는 취득된 화상(FR1-FR8)을 FR1 INPUT 내지 FR8 INPUT으로서 공급받으며, 이 FR1 INPUT 내지 FR8 INPUT은 타이밍 생성기(62)의 제어하에 프레임마다 분리되어 프레임 버퍼(631 내지 634)에 FR1 WT 내지 FR4 WT (FR5 WT 내지 FR8 WT)로서 각각 기록된다.
타이밍 생성기(62)는 전체 제어 CPU(21)로부터 각각의 단일 프레임 내의 주사 라인의 수 및 모든 인접하는 프레임에 공통되는 중복 라인의 수를 미리 제공받는다 (도 5의 확대부 참조). 전체 제어 CPU(21)로부터의 화상 취득 개시 신호에 응답하여, 화상 취득이 개시된다. 구체적으로, 입력 라인의 수가 모니터링되고, 취득된 화상이 기록될 프레임 버퍼(631 내지 634)의 수가 선택된다.
이 때, 모든 인접하는 프레임들에 공통되는 중복 라인들에 대응하는 각각의 취득된 화상의 일부는 두 개의 프레임 버퍼에 동시에 기록된다.
중복 라인 수는 다음과 같은 문제점을 방지하기 위해 필요하다. 모든 인접하는 프레임들은 화상 비교기(71 내지 74) 중 두 개의 서로 다른 비교기들에 의해 처리된다. 만일 프레임들간의 경계부에 결함이 있으면, 그 주위 영역의 정보를 잃게 되어 결함을 식별할 수 없게 된다.
최초에 취득된 프레임(FR1)은 채널 1(CH1) 전송용 프레임 버퍼(631) 내에 FR1 WT로서 기록된다. 기록이 완료됨과 동시에, 프레임 버퍼(FR BUFF)(631)로부터 화상 비교기(71)로의 전송이 개시된다.
화상 입력부(61)는 대기 시간없이 다음 프레임(FR2)을 취득하며 이 다음 프레임을 FR2 WT로서 채널 2(CH2) 전송용 프레임 버퍼(632) 내에 기록한다. 그 후, 프레임 버퍼를 순차적으로 전환하여 프레임 버퍼(634)에 도달할 때까지 기록을 행한다.
프레임 버퍼(634) 내로의 기록이 완료된 후, 기록은 프레임 버퍼(631)로 복귀한다. 이로써, 화상 취득, 기록 및 전송이 순환적으로 수행된다.
이에 의해, 화상은 화상 입력부(61)에 공급되고 타이밍 생성기(62)의 제어 하에 연속적으로 프레임마다 분리되고, 순차적으로 프레임 버퍼(631 내지 634)에 기록되며, 화상 비교기(71 내지 74)에 각각 전송된다.
다음으로, 화상 비교기(71)의 동작에 대해 설명한다. 각각의 나머지 화상 비교기(72 내지 74)도 마찬가지의 동작을 비동기식으로 수행한다.
화상 비교기(71)의 화상 처리기(715)는 공유 메모리(714)로부터 참조 다이의 프레임의 총 수 / 프레임 버퍼의 총 수 = 1과 비교 다이의 개시 프레임 번호 = 5를 판독한다. 다이 메모리(711)가 활성화되어 프레임 버퍼(631)로부터 전송된 프레임을 기록한다. 프레임의 수가 참조 다이의 프레임의 총 수 / 프레임 버퍼의 총 수 (상술한 바와 같이, 예시된 예에서는 1임)에 도달할 때 까지 다이 메모리(711)는 프레임을 저장한다.
다음에, 비교 다이의 개시 프레임의 수신 시, 화상 처리기(715)는 프레임 메모리(712)를 활성화시켜 화상을 프레임 버퍼(631)로부터 프레임 메모리(712)에 전송한다.
이어서, 화상 처리기(715)는 참조 프레임으로서 최초로 취득된 프레임(FR1)을 다이 메모리(711)로부터 추출하고, 프레임 메모리(712)로부터 비교 프레임의 화상(FR5)을 취득하며, 이들 프레임을 서로 비교하여 결함을 검출한다. 검출 결과는 공유 메모리(714)에 기록된다. 그 후, 유사한 사이클이 반복되어 참조 다이 및 비교 다이의 모든 프레임들의 결함 검출을 수행한다.
도 6에서, NOP는 No 연산을 나타낸다.
상술한 설명은 화상 비교기(71 내지 74)의 수가 4인 경우에 관한 것이다. 그러나, 본 발명은 복수의 화상 비교기가 제공되는 모든 경우에 적용가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 반도체 회로 제조용 레티클의 패턴 외관을 검사하는 데에 소요되는 검사 시간을 현저히 단축시킬 수 있다.
구체적으로, 본 발명에 따르면, 종래의 장치에서는 장시간이 소요되는 화상 전송, 참조 화상 생성 및 비교를 행하기 위한 화상 비교기가 다중화되어, 취득된 화상이 프레임 단위로 분배되게 한다. 이로써, 화상 입력부에서의 대기 시간의 발생을 방지할 수 있으며 전체 검사 시간을 단축시킬 수 있다.

Claims (7)

  1. 집적 회로 제조용 레티클의 패턴 결함을 검출하는 레티클 검사 장치에 있어서,
    상기 레티클이 장착되는 XY 스테이지,
    상기 XY 스테이지 상에 장착된 상기 레티클의 패턴의 화상을 촬상하여 제1 내지 제N (N은 2 이상의 정수임) 프레임을 갖는 촬상 화상 패턴을 구하는 촬상 광학계,
    제1 내지 제M (M은 2 이상 N 이하의 정수임) 화상 비교기,
    상기 촬상 화상 패턴의 상기 제1 내지 제N 프레임을 상기 제1 내지 제M 화상 비교기에 순차적으로 분배하는 분배기, 및
    상기 레티클의 패턴을 그리는 데에 사용된 CAD(Computer Aided Design) 데이터를 상기 촬상 화상 패턴의 상기 제1 내지 제N 프레임에 대응하는 제1 내지 제N 중간 데이터로 변환시키고, 상기 제1 내지 상기 제N 중간 데이터를 상기 제1 내지 상기 제M 화상 비교기에 순차적으로 미리 전송하는 검사 제어기
    를 포함하며,
    상기 제1 내지 상기 제M 화상 비교기는 상기 촬상 화상 패턴의 상기 제1 내지 상기 제N 프레임과 상기 제1 내지 상기 제N 중간 데이터로부터 생성된 제1 내지 제N 참조 화상을 각각 비교하여, 상기 촬상 화상 패턴의 상기 제1 내지 상기 제N 프레임의 결함을 검출하는 레티클 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 촬상 광학계는 레이저 주사 광학계 및 투과 광 검출기를 포함하고,
    상기 레이저 주사 광학계는 레이저 빔을 생성하여 상기 XY 스테이지 상에 장착된 상기 레티클의 표면을 Y 방향으로 주사하고, 상기 XY 스테이지를 상기 Y 방향에 수직인 X 방향으로 이동시키며,
    상기 투과 광 검출기는 상기 레이저 빔을 상기 레티클에 투과시킴으로써 얻어진 투과 광을 검출하여 상기 촬상 화상 패턴의 각각의 상기 제1 내지 상기 제N 프레임을 2차원 화상 패턴으로서 취득하는 레티클 검사 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 내지 상기 제M화상 비교기는 상기 촬상 화상 패턴의 상기 제1 내지 상기 제N 프레임의 결함을 검출함으로써 얻어진 검출 결과를 상기 검사 제어기에 각각 전송하는 레티클 검사 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 분배기는 상기 촬상 화상 패턴의 상기 제1 내지 상기 제N 프레임을 일시적으로 기억하는 제1 내지 제M 프레임 버퍼 메모리를 각각 포함하고,
    상기 분배기는 상기 제1 내지 상기 제M 프레임 버퍼 메모리에 기억된 상기 제1 내지 제N 프레임을 각각 상기 제1 내지 상기 제M 화상 비교기에 순차적으로 분배하는 레티클 검사 장치.
  5. 집적 회로 제조용 레티클의 서로 인접하는 참조 및 비교 다이 패턴을 비교하여 상기 패턴의 결함을 검출하는 레티클 검사 장치에 있어서,
    상기 레티클이 장착되는 XY 스테이지,
    상기 XY 스테이지 상에 장착된 상기 레티클의 상기 참조 다이 패턴의 화상을 촬상하여 제1 내지 제N (N은 2 이상의 정수임) 프레임을 갖는 촬상 참조 다이 패턴을 구한 후, 상기 XY 스테이지 상에 장착된 상기 레티클의 상기 비교 다이 패턴의 화상을 촬상하여 제1 내지 제N 프레임을 갖는 촬상 비교 다이 패턴을 구하는 촬상 광학계,
    제1 내지 제M (M은 2 이상 N 이하의 정수임) 화상 비교기, 및
    상기 촬상 참조 다이 패턴의 상기 제1 내지 제N 프레임을 상기 제1 내지 상기 제M 화상 비교기에 순차적으로 분배한 후, 상기 촬상 비교 다이 패턴의 상기 제1 내지 상기 제N 프레임을 상기 제1 내지 상기 제M 화상 비교기에 순차적으로 분배하는 분배기
    를 포함하고,
    상기 제1 내지 상기 제M 화상 비교기는 상기 촬상 참조 다이 패턴의 상기 제1 내지 상기 제N 프레임을 제1 내지 제N 기억 프레임으로서 기억하는 제1 내지 제M 다이 메모리를 포함하며,
    상기 제1 내지 상기 제M 화상 비교기는 상기 제1 내지 상기 제N 기억 프레임과 상기 촬상 참조 다이 패턴의 상기 제1 내지 상기 제N 프레임 이후에 전송되는 상기 촬상 비교 다이 패턴의 상기 제1 내지 상기 제N 프레임을 비교하여, 상기 촬상 참조 다이 패턴의 각각의 상기 제1 내지 상기 제N 프레임과 상기 촬상 비교 다이 패턴의 상기 제1 내지 상기 제N 프레임 중의 각각의 대응하는 프레임간의 결함을 검출하는 레티클 검사 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 촬상 광학계는 레이저 주사 광학계 및 투과 광 검출기를 포함하고,
    상기 레이저 주사 광학계는 레이저 빔을 생성하여 XY 스테이지 상에 장착된 상기 레티클의 표면을 Y 방향으로 주사하고, 상기 XY 스테이지를 상기 Y 방향에 수직인 X 방향으로 이동시키며,
    상기 투과 광 검출기는 상기 레이저 빔을 상기 레티클에 투과시킴으로써 얻어진 투과 광을 검출하여 상기 촬상 참조 다이 패턴의 상기 제1 내지 상기 제N 프레임 및 상기 촬상 비교 다이 패턴의 상기 제1 내지 상기 제N 프레임의 각각을 2차원 화상 패턴으로서 취득하는 레티클 검사 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 분배기는 상기 촬상 참조 다이 패턴의 상기 제1 내지 상기 제N 프레임을 일시적으로 기억하는 제1 내지 제M 프레임 버퍼 메모리를 포함하고,
    상기 분배기는 상기 제1 내지 상기 제M 프레임 버퍼 메모리에 기억되는 상기 촬상 참조 다이 패턴의 상기 제1 내지 상기 제N 프레임을 순차적으로 상기 제1 내지 상기 제M 화상 비교기에 각각 분배하며,
    상기 제1 내지 상기 제M 프레임 버퍼 메모리는 그 후 상기 촬상 비교 다이 패턴의 상기 제1 내지 상기 제N 프레임을 일시적으로 기억하고,
    상기 분배기는 상기 제1 내지 상기 제M 프레임 버퍼 메모리에 기억되는 상기 촬상 비교 다이 패턴의 상기 제1 내지 상기 제N 프레임을 순차적으로 상기 제1 내지 상기 제M 화상 비교기에 각각 분배하는 레티클 검사 장치.
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