KR20010107760A - 포커싱 제어 기구 및 이를 사용하는 검사 장치 - Google Patents

Abstract

대물 렌즈의 초점 심도 보다 큰 스텝을 가진 대상을 검사할 때 거리 센서를 사용하여 자외광용 대물 렌즈의 초점을 적절하게 맞추기 위해, 반도체 웨이퍼(100)에 형성된 다이들의 각각의 현실의 볼록한 패턴 또는 오목한 패턴의 형상과 거리 센서(8)가 인식하는 볼록한 패턴 또는 오목한 패턴의 형상(가짜 형상)간의 차이가 다이내의 스텝의 영향을 보상하기 위해 사용하기 위한 보정치 C2로서 산출된다. 거리 센서(8)의 출력은 정확한 이동 목표 거리를 결정하기 위해 보정치 C2로 보상되고, 검사 스테이지(2)는 자와광용 대물 렌즈의 초점을 자동으로 맞추기 위해 이동 목표 거리에 따라서 구동된다.

Description

포커싱 제어 기구 및 이를 사용하는 검사 장치{Focusing control mechanism, and inspection apparatus using same}

본 발명은, 검사 대상물을 관찰할 때에 사용하는 대물 렌즈의 초점을 모으는포커싱 제어 기구 및 대상물에 대물 렌즈의 초점을 맞추는 포커싱 제어 기구를 사용하여 반도체 디바이스 등의 검사 대상물의 검사를 행하는 검사 장치에 관한 것이다.

반도체 디바이스는, 반도체 웨이퍼 상에 미세한 디바이스 패턴을 형성하여 제작된다. 이 반도체 디바이스의 제작 공정에서, 예를 들면, 디바이스 패턴 상에 이물질이 부착되거나 치수 이상이 생기면, 디바이스 패턴의 결함이 된다. 그러한 디바이스 패턴 결함 갖는 반도체 디바이스는 용인될 수 없다. 반도체 디바이스 제조 공정에서의 제품을 높은 수준으로 안정시키기 위해서는, 이러한 디바이스 패턴의 결함을 빨리 검출하여, 그 원인을 밝혀내어, 제조 공정에 대하여 유효한 보정 대책을 취할 필요가 있다.

따라서, 디바이스 패턴에 결함이 생긴 경우에는, 검사 장치를 사용하여 그 결함을 검사하고, 원인을 추궁하여, 결함을 생기게 하는 설비나 공정을 발견한다. 통상적으로, 그러한 디바이스 패턴의 결함을 조사하기 위해 결함이 생긴 디바이스 패턴의 부분에 조명광을 조사하고, 관찰용의 대물렌즈로 확대하여 관찰하는 소위 광학 현미경을 사용한 검사 장치가 사용된다.

그런데, 반도체 디바이스들의 디바이스 패턴들은 미세화되는 경향에 있고, 최근에는 선 폭이 0.18μm 이하의 디자인 룰이 반도체 패턴들에 적용되어 왔다. 이러한 디자인 패턴의 미세화에 따라, 지금까지는 무시할 수 있었던 미세한 결함을 검사할 수 있는 검사 장치를 사용할 필요가 생겼다.

이러한 미세한 결함들을 적절히 검사하기 위해서, 검사 장치의 조명광으로서 자외역내 파장을 갖는 광을 사용하려는 시도가 이루어지고 있다. 짧은 파장을 자외광을 사용하는 것에 의해, 가시광을 조명광으로 사용할 때보다 높은 분해능을 얻는 수 있어, 미세한 결함들을 적절히 검사할 수 있다.

자외광을 조명광으로서 사용하는 경우에는, 자외광에 대하여 최적의 화상 촬상 특성을 보이도록 설계된 렌즈를 대물 렌즈로서 사용하는 필요가 있다. 이 자외광용 대물 렌즈는, 초점 심도(depth)가 지극히 작다. 예를 들면, 자외광의 파장이 266 nm 일 때, 0.9 인 NA(numerical aperture)와 화상 촬상 배율이 10O 인 자외광용 대물 렌즈는 약 ± 0.16μm 의 초점 심도를 가질 것이다.

이러한 대물 렌즈를 사용하는 상술한 검사 장치가 반도체 디바이스 패턴에 대해 임의의 결함의 검사하기 위해 사용되는 때에는, 대물 렌즈의 초점을 맞추어야 한다. 그러나, 초점 심도가 매우 작기 때문에, 대상 렌즈의 초점을 손으로 맞추는 것은 상당히 어렵다. 또한, 각각의 검사에 대해 대물 렌즈의 초점을 손으로 맞추면 검사에 오래 걸려, 경제성의 관점으로부터 불리하다. 따라서, 자외광을 조명광으로 사용하는 검사장치는 손작업에 의하지 않고 자동 방식으로 대물 렌즈의 초점을 정확하고 빠르게 맞출 수 있는 고정밀도의 포커싱 기구를 갖추어야 한다.

자외광용 대물 렌즈에 대한 초점맞춤을 자동으로 행하는 기구로는, 거리 측정용의 빛을 대물 렌즈에 입사하여, 검사 대상물로부터 반사된 빛을 검출하여, 그 반사된 광원의 위치나 빛의 양의 변화에 기초하여 대물 렌즈의 초점을 맞추는 것이 제안되었다. 거리 측정용의 빛의 광원으로서는, 검사 대상물에 대한 영향이나 비용등을 고려하여, 가시광 또는 근적외파장의 레이저광을 방출하는 레이저 다이오드를 사용하는 것이 일반적이다.

그렇지만, 조명광으로서 자외광을 사용하는 검사장치에서 상술한 포커싱 기구를 사용하는 것은 대단히 곤란하다. 보다 상세하게는, 상술했던 바와 같이 자외광에 대하여 최적인 화상 촬상 특성을 보이도록 설계된 렌즈가 조명광으로서 자외광을 사용하는 검사 장치에서 대물 렌즈로서 사용하고 있기 때문에, 가시 또는 근적외 파장의 레이저광이 이 대물 렌즈에 입사되면 색수차가 생겨, 빛의 대물 렌즈에 의한 초점면이 렌즈에 자외광이 입사된 경우의 초점면에서 크게 어긋날 것이다. 따라서, 대물 렌즈는 적당하게 초점이 맞춰질 수 없다. 또한, 대물 렌즈로서 조명광으로서 사용되는 자외광과, 거리 측정용의 빛으로서 사용하는 가시광 또는 근적외광 파장의 레이저광 쌍방에 대하여 색수차 보정된 렌즈를 사용하는 것도 가능할 수 있다. 그러나, 그와 같은 렌즈는 제작이 지극히 어렵고, 매우 큰비용으로 제작되며, 자외광에 의해 쉽게 열화되기 쉬운 접착제로 서로 부착된 이종의 유리 재료들로 통상 구성된다.

자외광용의 대물 렌즈의 초점을 자동으로 맞추기 위해, 대물 렌즈의 근방에 커패시턴스 센서 등의 거리 센서를 제공되어, 이 거리 센서를 사용하여 대물 렌즈와 검사 대상물간의 거리를 측정하여, 그 측정 결과에 근거하여 대물 렌즈 또는 대상물을 이동시키는 방법이 검토중이다.

디바이스 패턴의 일부 형태들에서는, 1개의 다이(die)(개개의 칩이 되는 부분)가 자외광용 대물 렌즈의 초점 심도를 크게 넘는 스텝을 그 속에 생기게 한다.예를 들면, DRAM과 로직이 하나의 칩에서 조합되는 LSI(large scale integrated) 회로 보드에서 DRAM 부분이 로직 부분보다 더 볼록해서, 이것들간의 스텝이 1μm 이상이 되는 경우가 있다. 한편, 상기 거리 센서는 통상 지름이 약 3 mm의 영역을 의미하고, 이 측정 영역내의 평균 거리를 대물 렌즈와 검사 대상물간의 거리로서 검출한다. 따라서, 상술한 거리 센서 DRAM 과 로직이 하나의 칩에서 결합된 LSI가 형성된 반도체 웨이퍼 검사시에 자외광용 대물 렌즈의 초점을 자동으로 맞추는데 사용할 때에, DRAM 과 로직간의 경계가 거리 센서의 측정 영역내에 들어간 경우에는, 거리 센서는 반도체 웨이퍼까지의 거리를 정확히 검출할 수 없고, 따라서 대물 렌즈의 초점은 적절히 맞춰질 수 없다.

도 1은 본 발명에 따른 검사 장치의 개략적인 블록도.

도 2는 도 1에 도시된 검사 장치에 제공된 검사 스테이지의 구성을 도시한 도면.

도 3은 도 1에 도시된 검사 장치에 제공된 광학 단위를 도시한 도면.

도 4는 검사 장치의 거리 센서에 근접한 부분의 확대도.

도 5는 검사 장치에 제공된 제어 컴퓨터의 블록도로서 예시적인 구성을 도시한 도면.

도 6은 검사 장치에 의해 반도체 웨이퍼의 검사에서 실행되는 동작들의 플로우차트.

도 7은 검사시에 판독된 결함 위치 좌표 데이터를 설명한 도면.

도 8은 검사되는 다이(die)를 개략적으로 도시한 도면.

도 9는 도 8에서 도시된 다이에 대응하는 데이터 파일의 예를 도시한 도면.

도 10은 거리 센서의 감도가 센서 영역에 걸쳐 균일한 경우 거리 센서의 감도에 관한 3 차원 맵.

도 11은 거리 센서의 감도가 센서 영역에서 변화하는 경우 거리 센서 의 감도의 3 차원 맵.

도 12는 현실의 볼록한 패턴을 예시적으로 도시한 사시도.

도 13은 거리 센서가 도 12의 볼록한 패턴을 인식하였을 때 의사(false) 형상에 관한 사시도.

도 14는 도 12에 도시된 현실의 볼록한 패턴과 거리 센서가 인식하는 도 13에 도시된 의사 형상의 관계를 도시한 도면.

도 15는 보정치 C2를 설명한 도면.

도 16은 볼록 또는 오목한 패턴의 형상을 기술하는 데이터 파일의 다른 예를 도시한 도면.

*도면의 주요 부분의 부호에 대한 설명*

2 : 검사 스테이지 8 : 거리 센서

10 : 화상 처리 컴퓨터 11 : 조명광원

13 : 광학 단위 21: CPU

22 : 메모리 24 : 사용자 인터페이스

따라서, 본 발명은 대물 렌즈의 초점 심도보다 큰 스텝을 갖는 대상물을 검사하는 경우라도 거리 센서를 사용하여, 대물 렌즈의 초점을 적절히 맞출 수 있는 포커싱 제어 기구 및 이것을 사용한 검사 장치를 제공하여 상술한 종래 기술의 결점을 극복하는 목적을 가진다.

상술한 목적은 대물 렌즈를 사용하여 검사 대상물을 관찰할 때 대물 렌즈의 초점을 맞추는 포커싱 제어 기구를 제공하여 얻어질 수 있으며, 이 포커싱 제어 기구는 본 발명에 따라,

대물 렌즈에 대하여 고정된 기하학적인 관계로 제공되는 거리 센서와,

검사 대상물의 볼록한 패턴 또는 오목한 패턴의 형상을 표현하는 데이터와 거리 센서의 감도의 공간 분포를 데이터를 기억하기 위한 기억 수단과,

대물 렌즈와 관찰 대상과의 한편 또는 쌍방을 서로 근접 또는 이간하는 방향으로 상대적으로 이동시키는 이동 수단과,

이 이동 수단의 동작을 제어하는 제어 수단을 포함하고,

이 제어 수단은, 기억 수단에 기억된 검사 대상이 갖는 볼록한 패턴 또는 오목한 패턴의 형상을 표현하는 데이터와 거리 센서의 감도의 공간 분포를 표현하는 데이터를 사용하여, 현실의 볼록한 패턴 또는 오목한 패턴의 형상과 거리 센서가 인식하는 볼록한 패턴 또는 오목한 패턴의 형상과의 편차를 보정치로서 산출하여, 이 보정치를 사용하여 거리 센서로부터의 출력을 보상하여 이동 목표 거리를 구하고, 이 이동 목표 거리에 따라 이동 수단의 동작을 제어한다.

이 포커싱 제어 기구에 의해 대물 렌즈의 초점을 맞출 때에는, 우선 거리 센서에 의해 대물 렌즈와 검사 대상간의 거리가 측정된다. 여기서, 검사 대상이 볼록한 패턴 또는 오목한 패턴을 갖고 거리 센서의 측정 영역 내에 이 볼록한 패턴 또는 오목한 패턴이 존재하는 경우에는, 거리 센서의 측정 영역내의 패턴의 볼록한 형상 또는 오목한 형상에 기인하여 거리 센서에 인식되는 볼록한 패턴 또는 오목한 패턴의 형상이 현실의 볼록한 패턴 또는 오목한 패턴의 형상으로부터 어긋난다.

거리 센서로의 출력은 제어 수단에 공급된다. 제어 수단은 기억 수단에 기억된 검사 대상이 갖는 볼록한 패턴 또는 오목한 패턴의 형상을 표현하는 데이터와 거리 센서의 감도의 공간 분포를 표현하는 데이터에 기초하여, 현실의 볼록한 패턴 또는 오목한 패턴의 형상과 거리 센서가 인식하는 볼록한 패턴 또는 오목한 패턴의 형상과의 편차를 산출한다. 그리고, 제어수단은 산출한 보정치를 사용하여 거리 센서로부터의 출력을 보상하여 이동 목표 거리를 구하고, 이 이동 목표 거리에 따라 이동 수단의 동작을 제어한다.

이동 수단은 이동 목표 거리에 대해 대물 렌즈와 검사 대상과의 한편 또는 쌍방을 서로 근접 또는 이간하는 방향으로 상대적으로 이동시키도록 제어 수단을 제어하도록 동작한다. 따라서, 대물 렌즈와 검사 대상간의 거리가 대물 렌즈의 초점을 맞추도록 제어된다.

또한, 상술한 목적은 본 발명에 따른 검사장치에 의해 얻어질 수 있으며, 이 검사 장치는

대물 렌즈에 의해 집광된 조명광으로 검사 대상물을 조명하는 조명수단과,

이 조명 수단에 의해 조명된 검사 대상물의 화상을 촬상하는 화상 촬상(imaging) 수단과,

이 화상 촬상 수단에 의해 촬상된 화상을 처리하여 검사 대상물을 검사하는 검사 수단과,

대물 렌즈에 대하여 고정된 기하학적인 관계로 제공되는 거리 센서와,

검사 대상물이 갖는 볼록한 패턴 또는 오목한 패턴의 형상을 표현하는 데이터와, 거리 센서의 감도의 공간 분포를 표현하는 데이터를 기억하기 위한 기억 수단과,

대물 렌즈와 검사 대상물과의 한편 또는 쌍방을 서로 근접 또는 이간하는 방향으로 상대적으로 이동시키는 이동 수단과,

이동 수단의 동작을 제어하는 제어 수단을 포함하고,

상술한 제어수단은, 기억 수단에 기억된 검사 대상물이 갖는 볼록한 패턴 또는 오목한 패턴의 형상을 표현하는 데이터와 거리 센서의 감도의 공간 분포를 표현하는 데이터를 사용하여, 현실의 볼록한 패턴 또는 오목한 패턴의 형상과 거리 센서가 인식하는 볼록한 패턴 또는 오목한 패턴의 형상과의 편차를 보정치로서 산출하여, 이 보정치를 사용하여 거리 센서로부터의 출력을 보상하여 이동 목표 거리를 구하고, 이동 목표 거리에 따라서 이동 수단의 동작을 제어한다.

이 검사 장치를 사용하여 검사 대상물의 검사를 행할 때는, 대물 렌즈에 의해 집광된 조명광으로 대상물이 조명된다. 따라서, 조명광으로 조명된 대상물의 화상은 화상 촬상 수단에 의해 화상촬상된다.

이 때, 대물 렌즈의 초점이 맞춰진다. 대물 렌즈의 초점을 맞추는 것은, 우선 거리 센서에 의해 대물 렌즈와 검사 대상물간의 거리가 측정된다. 검사 대상물이 볼록한 패턴 또는 오목한 패턴을 갖고 거리 센서의 측정 영역내에 볼록한 패턴 또는 오목한 패턴이 있는 경우에는, 거리 센서의 측정 영역내의 패턴의 볼록한 형상이나 오목한 형상에 기인하여, 거리 센서에 의해 인식된 볼록한 형상 또는 오목한 형상이 현실의 볼록한 형상 또는 오목한 형상으로부터 어긋나는 경우가 있다.

거리 센서의 출력은 제어 수단에 공급된다. 제어 수단은 기억 수단에 기억된 검사 대상물이 갖는 볼록한 패턴 또는 오목한 패턴의 형상을 표현하는 데이터와 거리 센서의 감도의 공간 분포를 표현하는 데이터를 사용하여, 현실의 볼록한 패턴 또는 오목한 패턴의 형상과 거리 센서가 인식하는 볼록한 패턴 또는 오목한 패턴의 형상과의 편차를 보정치로서 산출한다. 그리고, 제어수단은 산출한 보정치를 사용하여 거리 센서로부터의 출력을 보상하여 이동 목표 거리를 구하고, 이 이동 목표 거리에 따라 이동 수단의 동작을 제어한다.

이동 수단은 대물 렌즈와 검사 대상물의 한편 또는 쌍방을 서로 근접 또는 이간하는 방향으로 이동 목표 거리만큼 상대적으로 이동시킨다. 따라서, 대물 렌즈와 검사 대상물간의 거리가 제어되어 대물 렌즈의 초점이 맞춰진다.

대물 렌즈의 초점이 맞춰지면, 화상 촬상 수단에 의해 촬상된 검사 대상물의 화상은 검사 수단에 공급된다. 검사 수단은 화상 촬상 수단에 의해 촬상된 화상을 처리하여 검사 대상물을 검사한다.

본 발명의 이러한 목적들 및 다른 목적들, 특징들, 및 장점들은 첨부 도면과 관련하여 본 발명의 양호한 실시예들에 관한 후술되는 상세한 설명에 의해 더욱 명백해 질 것이다.

본 발명은 반도체 웨어퍼상에 형성된 디바이스 패턴을 검사하는 검사 장치에 관하여 후술될 것이다. 본 발명은 후술될 검사 장치에 한정되는 것이 아니라 거리 센서가 볼록 또는 오목한 패턴을 갖는 검사 대상물에 대하여 대물 렌즈의 초점을 맞추는데 사용되는 기술에 널리 적용 가능하다.

도 1 을 참조하면, 본 발명에 따른 검사 장치의 블록도의 형태로 도시되어 있다. 검사장치는 참조번호 1로 일반적으로 지시되며, 검사되는 반도체 웨이퍼(100)가 설치되는 검사용 스테이지(2)를 구비하고 있다. 이 검사용 스테이지(2)는 검사 대상물인 반도체 웨이퍼(100)를 지지하고 반도체 웨이퍼(100)의 검사 지점들의 각각을 소정의 검사 위치로 이동시키는 기능을 한다.

보다 상세하게는, 검사용 스테이지(2)는 도 2에 도시된 바와 같이 X 스테이지(3)와, 이 X 스테이지(3)상에 제공된 Y 스테이지(4)와, 이 Y 스테이지(4)상에 설치된 θ 스테이지(5)와, 이 θ 스테이지(5)상에 배치된 Z 스테이지(6)와, 이 Z 스테이지(6)상에 배치된 흡착 플레이트(7)를 구비한다.

X 스테이지(3)와 Y 스테이지(4)는 수평 방향에 이동가능하고, X 스테이지(3)와 Y 스테이지(4)는 서로 수직인 방향들로 이동하도록 배열된다. 반도체 웨이퍼(100)의 검사시에 X 스테이지(3)와 스테이지(4)는 제어 컴퓨터(20)의 제어하에 반도체 웨이퍼(100)를 수평방향으로 이동시켜, 검사 지점들 각각을 소정의 검사 위치로 이동시킨다.

θ 스테이지(5)는 소위 회전 스테이지이고 반도체 웨이퍼(100)를 회전시키기 위한 것이다. 이 θ 스테이지(5)는 반도체 웨이퍼(100)의 검사시에 제어 컴퓨터(20)에 의한 제어하에 반도체 웨이퍼(100)를 면내방향(in-plane direction)으로 회전시켜 검사 지점의 화상이 검사용 모니터의 화면에 대하여 수평 또는 수직이 되도록 한다.

Z 스테이지(6)는 높이 방향으로 반도체 웨이퍼(100)를 이동시키기 위해 연직 방향으로 이동가능하다. 이 Z 스테이지(6)는, 예를 들면 PZT(납 티탄산염 지르콘산염)으로 구성되어 있고, O.1μ m 이하의 미세한 높이 조정이 이루어지도록 설계될 수 있다. 이 Z 스테이지(6)는 반도체 웨이퍼(100)의 검사시에 제어 컴퓨터(20)에 의한 제어하에 반도체 웨이퍼(100)를 높이 방향으로 이동시켜 검사 지점의 높이 위치를 고정밀도로 조정한다.

흡착 플레이트(7)는 반도체 웨이퍼(100)를 흡착하여 고정한다. 반도체 웨이퍼(100)의 검사시에, 반도체 웨이퍼(100)는 흡착 플레이트(7)상에 배치된다. 반도체 웨이퍼(100)는 흡착 플레이트(7)에 흡착되어 고정된다.

상술한 바와 같이 구성되는 검사용 스테이지(2)는 외부 진동이나 검사용 스테이지(2)가 이동될 때에 발생되는 진동을 제어하기 위해 진동 격리 벤치(vibration isolation bench)에 배치되는 것이 바람직하다. 특히, 검사 장치(1) 자외광을 사용하여 고분해능의 반도체 웨이퍼를 검사하기 때문에, 조금한 진동이라도 일정한 경우에는 검사에 불리하게 영향을 미칠 수 있다. 이러한 진동의 영향을 제어하여 적절한 검사를 행하기 위해서는, 예를 들면 진동을 검출하여 그 진동을 상쇄하는 방향으로 동작하는 액티브 진동 격리 벤치등의 위에 검사용 스테이지(2)를 배치하는 것이 대단히 유효하다.

또한, 본 발명에 따른 검사 장치(1)는 또한 검사용 스테이지(2)상에 설치된 반도체 웨이퍼(100)에 조명광을 방출하는 조명 광원(11)을 구비하고 있다. 대상물에 대한 광학적 검사를 위한 검사 장치에서, 검사의 분해능은 검사 대상물에 입사된 조명광의 파장에 의존하고, 조명광의 파장이 단파장이 될수록, 더높은 검사 분해능이 얻어질 것이다. 검사 장치(1)에서, 자외역내의 파장을 갖는 빛을 방출하는 자외선 레이저 광원을 조명 광원(11)으로서 사용된다. 보다 구체적으로는, 조명 광원(11)은 예를 들면, YAG 레이저의 파장보다 4배가 더 긴 266 nm의 파장을 가지는 심자외선(deep-ultraviolet) 레이저를 방출하도록 구성되어 있다.

이 조명 광원(11)은 제어 컴퓨터(20)하에 동작한다. 반도체 웨이퍼(100)의검사시에는, 제어 컴퓨터(20)에 의해 제어된 양이 심자외선 레이저가 조명광으로서 조명 광원(11)으로부터 방출된다. 이 조명 광원(11)으로부터 방출된 조명광(이하, 자외선 조명광이라 함)은 예컨대 자외선 광섬유(12)를 통해 상술한 검사 스테이지(2)에 배치된 광학 단위(13)로 이끌어질 것이다.

광학 단위(13)는 도 3에 도시된 바와 같이 2개의 렌즈들(14,15)로 구성되는 조명 광학 시스템을 가진다. 조명 광원(11)으로부터 방출된 자외광용 광섬유(12)에 의해서 광학 단위(13)로 이끌어진 자외광은 우선 이 조명 광학 시스템에 입사된다. 조명 광학 시스템을 투과한 자외 조명광의 광경로에는 하프 미러(half mirror)(16)가 제공되고, 이 하프 미러(16)로부터 반사된 자외조명광은 자외광용 대물 렌즈(17)에 입사된다.

자외광용 대물 렌즈(17)는 자외광에 대하여 최적인 화상 촬상 특성을 나타내도록 설계된 렌즈이며, 검사용 스테이지(2)상에 설치된 반도체 웨이퍼(100)와 대향하여 배치된다. 검사용 스테이지(2)상의 반도체 웨이퍼(100)의 검사 지점은 자외광용 대물 렌즈(17)에 입사되어 집광된 자외 조명광으로 조명될 것이다.

자외 조명광으로 조명된 반도체 웨이퍼(100)의 검사 지점의 화상은 자외광용 대물 렌즈(17)에 의해 확대되어 자외광용 CCD 카메라(18)에 의해 촬상된다. 즉, 자외조명광으로 조명된 반도체 웨이퍼(100)의 검사 지점에서의 반사광은, 자외광용 대물 렌즈(17), 하프 미러(16), 및 화상 촬상 렌즈(19)를 통과하여 자외광용 CCD 카메라(18)에 입사될 것이다. 이것에 의해, 반도체 웨이퍼(100)의 검사 지점의 확대된 이미지가 자외광용 CCD 카메라(18)에 의해 촬상될 것이다.

자외광용 CCD 카메라(18)에 의해 촬상된 반도체 웨이퍼(100)의 검사 지점의 이미지는 화상 처리용 컴퓨터(10)로 전송된다. 이 검사 장치(1)에서, 화상은 화상 처리용 컴퓨터(10)에 의해 처리되고 분석되어 반도체 웨이퍼(100)에 형성된 디바이스 패턴등에 생긴 임의의 결함이나, 선 폭의 이상 등을 검사한다.

또한, 이 검사 장치(1)에 있어서는, 광학 단위(13)의 자외광용 대물 렌즈(17)와, 검사용 스테이지(2)상에 설치된 반도체 웨이퍼(100)들간의 거리를 측정하기 위한 거리 센서(8)가 마련되고 있다. 이 거리 센서(8)로서, 예를 들면 커패시턴스 센서가 사용된다. 커패시턴스 센서는 그 자체와 검사 대상물간의 커패시턴스를 측정한다. 따라서, 대상물에 대한 어떤 접촉도 없이, 해당 센서와 대상물간의 거리를 측정하여 그 거리에 해당하는 전압치를 제공한다.

거리 센서(8)는 자외광용 대물 렌즈(17)에 대하여 고정된 기하학적인 관계로 제공된다. 예를 들면, 거리 센서(8)는 도 4에 도시된 바와 같이 자외광용 대물 렌즈(17)에 인접하여, 그 앞단부의 높이 P1가 자외광용 대물 렌즈(17)의 반도체 웨이퍼(100)에 대향하는 면의 높이 위치 P2와 일치하도록 하는 방식으로 광학 단위(13)에 설치된다. 본 발명에 따라서, 거리 센서(8)와 자외광용 대물 렌즈(17)와의 간의 수평방향에서의 거리 L1은, 예를 들면 2.5 cm 이다.

검사 장치(1)로서는, 이 거리 센서(8)로부터의 출력에 근거하여 자외광용 대물 렌즈(17)와 반도체 웨이퍼(100)와의 간의 거리가 결정되어 자외광용 대물 렌즈(17)의 초점이 자동으로 맞춰진다. 또, 이 거리 센서(8)를 사용한 자외광용 대물 렌즈(17)의 자동 초점맞춤은 후술될 것이다.

검사 장치(1)에 있어서, 거리 센서(8)로부터의 출력은 제어 컴퓨터(20)에 공급된다. 제어 컴퓨터(20)는 검사 장치(1)의 각각의 구성성분의 동작을 제어하도록 제공되고, 도 5에 도시된 바와 같이, CPU(Central processing unit)(21)를 구비하고 있다. 메모리(23)는 버스(22)를 통해 CPU(21)에 접속된다. CPU(21)는 이 메모리(23)를 작업 영역(work area)로서 이용하여, 검사 장치(1)의 각부의 동작을 제어한다.

보다 상세하게는, CPU(21)은, 예를 들면 인터페이스(24)를 통해 사용자로부터의 지시나, 거리 센서(8)로부터의 출력, 메모리(25)등이 공급된다. 이러한 데이터에 기초하여, CPU(21)은 검사용 스테이지(2)를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하고, 이 제어 신호를 검사 스테이지 드라이버(26)에 공급한다. 또한, CPU(21)는 조명 광원(11)을 제어하기 위한 제어 신호를 생성하여, 이 제어 신호를 조명 광원 드라이버(27)에 공급한다.

검사용 스테이지구동 드라이버(26)는, CPU(21)로부터 공급되는 제어 신호에 따라 검사용 스테이지(2)의 동작을 제어한다. 따라서, 검사용 스테이지(2)상에 설치된 반도체 웨이퍼(100)의 검사 지점이 소정의 검사 위치로 위치 결정된다. 또한, 검사용 스테이지(2)상에 설치된 반도체 웨이퍼(100)와 광학 단위(13)의 자외광용 대물 렌즈(17)간의 거리는 자외광용 대물 렌즈(17)의 자동 초점맞춤을 위해 조정된다.

조명 광원 드라이버(27)는 CPU(21)로부터 공급되는 제어 신호에 따라 조명 광원(11)을 제어한다. 이것에 의해, 자외조명광은 조명 광원(11)으로부터 제어된양만큼 방출될 것이다.

상술한 바와 같이 구성된 검사 장치(1)에 의해, 반도체 웨이퍼(100)에 형성된 디바이스 패턴의 검사를 행하는 동작들에 관한 도 6 에서 도시된 플로우챠트를 참조하여 기술될 것이다. 반도체 웨이퍼(100)는 그 위에 다수의 유사한 디바이스 패턴이 형성되어 있고, 결함의 검출이나 분류(sorting)는 결함이 있는 영역의 화상(이하, "결함 화상"이라고 함)과, 결함이 없는 다른 영역의 화상(이하, "참조 화상"이라고 함)간의 비교에 의해 이루어진다.

검사 장치(1)의해 반도체 웨이퍼(100)에 형성된 디바이스 패턴의 검사를 행할 때는, 우선 스텝 S1에서 반도체 웨이퍼(100)가 검사용 스테이지(2)상에 설치된다.

다음 스텝 S2에 있어서, 검사용 스테이지(2)의 X 스테이지(3) 및 Y 스테이지(4)가 제어 컴퓨터(20)의 제어하에서 반도체 웨이퍼(100)상의 결함이 있는 영역(이하, "결함 영역"이라고 함)이 검사 장치(1)의 소정의 검사 위치로 위치되는 방식으로 이동된다. 또한, 제어 컴퓨터(20)에 의한 제어를 기초로, 검사용 스테이지(2)의 Z 스테이지(6)가 반도체 웨이퍼(100)의 결함영역에 대한 자외광용 대물 렌즈(17)의 자동 초점맞춤을 위해 이동된다. 이 결함 영역의 위치 결정과 자외광용 대물 렌즈(17)의 자동 초점맞춤에 관해서는 후술될 것이다.

다음 스텝 S3에서, 제어용 컴퓨터(20)에 의한 제어를 기초로 조명 광원(11)이 구동되어 조명 광원(11)로부터 자외 조명광이 방출된다. 조명 광원(11)으로부터 방출된 자외 조명광은 자외광용 광섬유(12)를 통해 광학 단위(13)에 유도되고, 반도체 웨이퍼(100)상의 결함 영역에 조사된다. 자외조명광으로 조명된 결함 영역의 화상은 자외광용 CCD 카메라(18)에 의해 촬상되어, 화상 처리용 컴퓨터(10)에 전송된다.

다음 스텝 S4에 있어서, 제어 컴퓨터(20)에 의한 제어를 기초로 검사용 스테이지(2)의 X 스테이지(3)와 Y 스테이지(4)는 반도체 웨이퍼(100)상의 결함이 없는 영역(이하, "참조 영역"이라고 함)이 검사 장치(1)의 소정의 검사위치로 위치 결정되는 방식으로 이동된다. 또한, 제어 컴퓨터(20) 에 의한 제어를 기초로 검사용 스테이지(2)의 Z 스테이지(6)는 반도체 웨이퍼(100)의 참조 영역에 대한 자외광용 대물 렌즈(17)의 자동 초점맞춤을 위해 이동된다. 또, 이 참조영역의 위치 결정과 자외광용 대물 렌즈(17)의 자동 초점맞춤은 스텝 S2의 처리내용과 동일하다.

다음 스텝 S5에서, 제어 컴퓨터(20)에 의한 제어를 기초로 조명 광원(11)은 자외 조명광을 방출하도록 구동된다. 조명 광원(11)으로부터 방출된 자외 조명광은 자외광용 광섬유(12)를 통해 광학 단위(13)에 유도되고, 반도체 웨이퍼(100)상의 참조 영역에 조사된다. 그리고, 자외 조명광으로 조명된 참조영역의 화상은 자외광용 CCD 카메라(18)에 의해 촬상되어, 화상 처리용 컴퓨터(10)에 전송된다.

다음 스텝 S6에서, 스텝 S3에서 얻어진 결함 화상과 스텝 S5에서 얻어진 참조 화상은 화상 처리용 컴퓨터(10)에 의해 서로 비교되어 결함 화상으로부터 결함을 검출한다. 이 스텝 S6에서 결함 화상으로부터 결함이 검출된 경우는 스텝 S 7로 진행된다. 반대로, 스텝 S6에서 결함 화상으로부터 결함이 검출되지 않은 경우는 스텝 S8로 진행한다.

스텝 S7에서 화상 처리용 컴퓨터(10)는 스텝 S6에서 검출된 결함이 어떤 것인가를 조사하여 분류하는 처리가 행하여진다. 결함이 스텝 S7에서 분류되면, 스텝 S9로 진행한다. 반대로, 결함이 분류될 수 없는 경우에는 스텝 S8로 진행한다.

스텝 S9에서, 결함의 분류에 대한 결과가 기억되고, 반도체 웨이퍼(100)에 형성된 디바이스 패턴의 임의의 결함에 대한 검사가 종료한다. 결함의 분류 결과는, 예를 들면 화상 처리용 컴퓨터(10)에 접속된 메모리에 기억된다. 또한, 결함의 분류 결과는 네트워크를 통해 화상 처리용 컴퓨터(10)에 접속된 다른 컴퓨터로 전송될 수 있다.

한편, 스텝 S8에 있어서는, 결함 분류될 수 없음을 나타내는 정보가 기억되고, 반도체 웨이퍼(100)에 형성된 디바이스 패턴의 임의의 결함에 대한 검사가 종료한다. 여기서, 결함이 분류될 수 없음을 나타내는 정보는, 예를 들면 화상 처리용 컴퓨터(1O)에 접속된 메모리에 기억된다. 또한, 그 정보는 네트워크를 통해 화상 처리용 컴퓨터(10)에 접속된 다른 컴퓨터에 전송될 수 있다.

상술한 스텝 S 2에서의 검사 위치에서 결함 영역의 위치 결정이나 자외광용 대물 렌즈(17)의 자동 초점맞춤은 보다 상세하게 후술될 것이다. 상술한 스텝 S 4에 있어서도, 이하에 설명하는 동작들과 유사한 동작들이 행해진다.

결함 영역의 검사위치에의 위치 결정이나 자외광용 대물 렌즈(17)의 자동 초점맞춤은, 우선 제어용 컴퓨터(20)에 결함 위치 좌표정보가 판독된다. 결함 위치 좌표 정보는 반도체 웨이퍼(100)상의 결함의 위치 좌표를 나타낸다. 그것은 다른 장치에 의해서 미리 반도체 웨이퍼(100)의 결함을 검출하여 준비된다. 결함 위치좌표 정보는 생산 설비 전체를 제어하는 상위(host) 컴퓨터 또는 사용자로부터 검사 장치(1)의 제어 컴퓨터(20)에 공급되어, 제어 컴퓨터(20)의 메모리(25)에 기억된다.

보다 상세하게는, 결함 위치 좌표 정보는 반도체 웨이퍼(100)상에 형성된 패턴의 다이 사이즈(다이 크기)에 대한 좌표들로 기술되어 있다. 예를 들면, 도 7에 도시된 바와 같이 반도체 웨이퍼(100)의 다이의 다이 위치 좌표(X_다이, Y_다이)와 그 다이의 원점에 대한 결함의 위치좌표(X, Y)에 의해 표현된다.

이 실시예에서, 반도체 웨이퍼(100)에 형성된 디바이스 패턴에 대한 임의의 결함을 검사하기 위해, 결함의 위치 좌표를 가리키는 결함 위치 좌표 정보가 제어 컴퓨터(20)에 의해 판독된다. 그러나, 예를 들면 노광장치의 성능을 평가하기 위해서 노광 패턴의 선폭등을 측정하는 경우에는, 결함위치 좌표 정보 대신에 선폭이 측정된 노광 패턴의 위치좌표를 가리키는 측정 위치 좌표 정보가 제어 컴퓨터(20)에 의해 판독된다. 이 측정 위치 좌표 정보는, 예를 들면 반도체 웨이퍼(100)상에 형성된 패턴의 다이 사이즈를 기준으로 한 좌표로 기술될 것이다.

제어 컴퓨터(20)에 결함 위치 좌표 정보가 판독된 후에, 제어 컴퓨터(20)의 CPU(21)은 메모리(25)에 기억된 결함 위치 좌표 정보에 근거하여, 검사용 스테이지(2)를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하여, 이 제어 신호를 검사용 스테이지 드라이버(26)에 공급한다. 공급된 제어 신호에 따라, 검사용 스테이지 드라이버(26)는 검사용 스테이지(2)의 X 스테이지(3)와 Y 스테이지(4)를 구동하여, 결함 영역이 거리 센서(8)의 측정 영역(이하, 거리 센서(8)의 "측정 시야(measuringview)"라고 함)안에 들어가도록 반도체 웨이퍼(100)가 수평방향으로 이동한다.

결함 영역이 거리 센서(8)의 측정 시야내로 들어간 후에, 제어 컴퓨터(20)는 거리 센서(8)로부터의 출력에 근거하여 검사용 스테이지(2)를 제어하기 위한 제어신호를 생성하여, 이 제어 신호를 검사용 스테이지 드라이버(26)에 공급한다. 공급된 제어 신호에 따라, 검사용 스테이지 드라이버(26)는 검사용 스테이지(2)의 Z 스테이지(6)를 구동하여 결함 영역과 거리 센서(8) 간의 거리가 규정(specific) 거리가 되도록 Z 스테이지(6)의 높이를 제어한다.

규정 거리를 설정하기 위해, 거리 센서(8)로부터의 출력치의 드리프트(drift)를 보정하기 위한 보정치 C3이 가산된다. 즉, 상술된 커패시턴스 센서가 거리 센서(8)로서 사용된 경우에는, 이 커패시턴스 센서로부터의 출력치는 외부 공기 온도의 변화등의 환경 변화에 따라 드리프트된다. 따라서, 검사 장치(1)내에서 온도 변화가 생긴 경우에는, 거리 센서(8)로부터의 출력치에 오차가 생기고, 그 오차는 시간의 경과에 따라 커진다. 이것을 피하기 위해, 거리 센서(8)로부터의 출력에 응해서 결정되는 겉보기의 목표 거리에 보정치 C3를 가산하고, 그 가산의 결과를 거리 센서(8)로부터의 출력치의 드리프트를 보상하기 위한 규정 거리로서 설정된다.

높이 제어가 결함 영역과 거리 센서(8)간의 거리가 있는 규정 거리가 되도록 된 후에, 검사용 스테이지 드라이버(26)에 의해 검사용 스테이지(2)의 X 스테이지(3)와 Y 스테이지(4)가 다시 이동되어, 결함영역과 거리 센서(8)간의 거리가 상기 규정 거리로 유지된 상태로 자외광용 대물 렌즈(17)의 시야 필드내에 들어가도록 반도체 웨이퍼(100)가 수평방향으로 이동된다.

결함 영역이 자외광용 대물 렌즈(17)의 시야 필드내에 들어간 후에, 다이의 원점을 기준으로 한 결함의 위치좌표(X, Y)를 매개변수로서 택하여, 다이내의 스텝에 의한 영향을 보상하기 위한 보정치 C2를 산출한다. 또한, 제어 컴퓨터(20)의 CPU(21)는, 메모리(25)에 기억된 보정치 테이블에 기초하여 검사용 스테이지(2)의 경사등에 의한 영향을 보상하기 위한 보정치 C1를 산출한다. 보정치 테이블은 검사용 스테이지(2)의 경사 등의 정보를 XY 좌표에 대응시켜 미리 설정되어, 메모리(25)에 기억된다.

CPU(21)는 보정치 C2 및 보정치 C1에 대응하는 제어 신호를 생성하여, 이들을 검사용 스테이지 드라이버(26)에 공급한다. 공급된 제어 신호에 따라 검사용 스테이지구동 드라이버(26)는 검사용 스테이지(2)의 Z 스테이지(6)를 다시 구동시켜, 결함 영역과 자외광용 대물 렌즈(17)간의 거리가 조정되어, 자외광용 대물 렌즈(17)의 초점이 자동으로 맞춰진다.

보정치 C2는 검사되는 다이내에 형성된 볼록한 패턴 또는 오목한 패턴들간에 발생하는, 자외광용 대물 렌즈(17)의 초점 심도를 넘는 스텝의 영향을 보상하기 위한 것이다. 즉, 검사되는 다이는, 예를 들면 볼록한 패턴이나 오목한 패턴이 "하나의 칩내에 DRAM 및 로직이 조합된 LSI"과 같은 것을 포함한다. 이러한 LSI에서, DRAM 부분은 로직 부분보다 더 볼록하고, 이 부분들간의 스텝은 자외광용 대물 렌즈(17)의 초점 심도보다 큰 경우가 있다. 거리 센서(8)의 측정 시야내에 스텝 부분이 포함되면, 거리 센서(8)로부터의 출력에 응해서 결정된 겉보기 목표 거리는 스텝 부분의 영향을 받아, 실제의 목표 거리로부터 크게 어긋나서, 자외광용 대물 렌즈(17)의 초점의 어긋남이 발생한다. 자외광용 대물 렌즈(17)의 자동 초점맞춤을 위해, 검사되는 다이내의 각 지점에 있어서의 높이에 해당하는 보정치 C2를 산출하고, 결함 영역과 자외광용 대물 렌즈(17)간의 거리는 이 보정치 C2에 따라 다이내의 스텝에 의한 영향을 보상하도록 조정된다.

보정치 C1는 거리 센서(8)와 자외광용 대물 렌즈(17)가 서로 떨어져 있다는 사실에 의해 검사용 스테이지(2)의 경사등에 의한 영향을 보상하기 위한 것이다. 즉, 거리 센서(8)는 상술하였던 바와 같이 자외광용 대물 렌즈(17)로부터 약 2.5 cm 정도 수평방향으로 떨어져 배치되기 때문에, 검사용 스테이지(2)가 검사용 스테이지(2)의 X 스테이지(3)와 Y 스테이지(4)가 이동될 때 기울어지거나 왜곡되면, 결함 영역과 거리 센서(8)간의 거리가 결함 영역과 자외광용 대물 렌즈(17)간의 거리와 일치하지 않게 되며, 그 편차는 X 스테이지(3)나 Y 스테이지(4)의 이동 거리에 따라 변할 것이다. 이에 의해, 자외광용 대물 렌즈(17)의 초점이 어긋나는 경우가 있다. 자외광용 대물 렌즈(17)의 초점을 맞추기 위해서, 검사용 스테이지(2)의 경사등의 정보를 XY 좌표에 대응시켜 설정된 보정 테이블에 기초하여 보정치 C1를 산출하고, 결함 영역과 자외광용 대물 렌즈(17)간의 거리를 이 보정치 C1에 근거하여 조정하여, 거리 센서(8)와 자외광용 대물 렌즈(17)가 서로 떨어진 위치에 있는 것에 기인하는, 검사용 스테이지(2)의 경사 등에 의한 영향을 보상한다.

상술한 바와 같이, 결함 영역과 자외광용 대물 렌즈(17)간의 거리가 조정되고, 자외광용 대물 렌즈(17)의 초점이 자동으로 맞춰지면, 결함 화상은 자외광용CCD 카메라(18)에 의해 촬상되고, 결함의 검출이나 분류가 적절히 행하여지는 화상 처리용 컴퓨터(10)로 전송된다.

다이내의 스텝에 의한 영향을 보상하기 위한 보정치 C2를 산출하기 위해, 다이내에서의 각각의 좌표에 대응하는 보정치 C2를 직접 기술한 보정 데이터 파일이 준비되어, 예를 들면 제어용 컴퓨터(20)의 메모리(25)에 되어, 필요에 응해서 보정 데이터 파일로부터 판독된다. 이 경우, 하나의 칩내에 DRAM 및 로직이 조합된 LSI"의 DRAM 및 로직 부분들은 높이가 1μm 정도 비연속적으로 상이하기 때문에, 보정 데이터 파일은 국소적인 높이의 변화를 반영하여, 스텝 부분에서 비연속적으로 변한다.

유한개의 데이터로부터 임의의 위치에서의 보정치 C2를 결정하기 위해서는, 1 차 보간이나 스플라인(spline) 보간등에 의해서 보정치 C2를 산출할 필요가 있다. 그러나, 상술하였던 바와 같은 비연속점들이 존재하는 경우에는, 정확한 보간을 행하여 옳은 보정치 C2를 산출하기 위해서는 다수의 데이터를 미리 준비해 둘 필요가 있다. 예를 들면, 자외광용 대물 렌즈(17)의 시야의 크기가 약 5Oμm× 50μm의 경우, 이 시야 크기 정도의 분해능으로 1O mm× 1O mm 정도의 크기의 다이에 관해서 정확한 보정치 C2를 산출하기 위해서는 보정 데이터 파일로서 다이당 2OO× 20O= 40OOO 개의 데이터가 필요하다.

그러나, 이러한 방대한 양의 데이터를 보정 데이터 파일로서 미리 준비해 두는 것은 실질적으로 곤란하고, 이러한 보정치 C2의 산출은 디바이스 패턴의 디자인의 변경에 대하여 유연하게 대응할 수 없다.

본 발명에 따라서, 다이내의 패턴들의 형상을 기술한 최소한의 데이터를 바탕으로 보정치 C2를 정확히 산출할 수 있도록 하여, 방대한 양의 데이터를 준비하는 필요가 없고, 또한, 디자인의 변경에 대하여 유연하게 대응하게 하면서, 다이내에서의 스텝에 의한 영향을 적절히 보정하여, 자외광용 대물 렌즈(17)의 자동 초점맞춤을 가능하게 한다.

다이내의 스텝에 의한 영향을 보상하기 위한 보정치 C2를 산출하는 것이 이하 상술될 것이다.

본 발명에 따라서, 검사되는 반도체 웨이퍼(100)에 형성된 각각의 다이가 갖는 볼록한 패턴이나 오목한 패턴의 현실의 형상과, 거리 센서(8)가 인식하는 볼록한 패턴이나 오목한 패턴의 형상(가짜 형상)과의 차이를 산출하여, 그 차이를 보정치 C2로서 취해진다. 이것에 의해, 공간 분해능에 있어서 한계가 있는 거리 센서(8)와 다이내의 결함 영역간의 거리를 측정하여 자외광용 대물 렌즈(17)의 자동초점이 가능해진다. 여기서, 공간 분해능은 거리에서의 다수의 최소한의 증가들이 영역으로부터의 거리를 측정하여 구별될 수 있는가를 나타낸다. 공간 분해능이 높은 거리 센서는, 예를 들면 자외광용 대물 렌즈(17)의 시야 크기 정도의 지극히 좁은 영역마다 거리의 측정이 가능하다. 거리 센서(8)와 거리 센서(8)가 공간 분해능에 제한되는 다이내의 검사 지점간의 거리를 측정을 기술할 목적으로, 자외광용 대물 렌즈(17)의 시야 크기가 약 50μm× 5 Oμm 이고, 거리 센서(8)가 지름이 약3 mm의 영역을 측정하는 경우를 예에 설명한다.

본 발명에 따라, 보정치 C2는 다음의 처리로 산출된다. 즉,처리(procedure)1에서, 다이가 갖는 볼록한 패턴이나 오목한 패턴의 형상(볼록한 패턴이나 오목한 패턴의 외경형상(contour) 스텝 높이를 나타내는 함수 f(x, y)가 준비된다. 볼록한 패턴 또는 오목한 패턴의 "외경형상"이란 패턴이 평면시(plan view)의 형태로 표현될 때 인식되는 패턴 형상을 말한다. 또한, 처리 2에서, 거리 센서(8)의 감도의 공간 분포를 나타내는 함수 g(X, Y)를 준비한다. 그리고, 처리 3에서, f(x, y)와 g(X, Y)의 적(product)을 g(X, Y)의 정의 영역에서 적분하는 것에 의해, 거리 센서(8)가 인식하는 볼록한 패턴이나 오목한 패턴의 가짜의 형상 h(x, y)를 산출한다. 이 처리는 컨벌루션(convolution)라고 불린다. 다음에, 처리 4에서, f(x, y)와 h(x, y)와의 차이로부터 다이내의 스텝에 의한 영향을 보상하기 위한 보정치 C2가 산출된다. 상술한 처리들로 보정치 C2를 산출하는 것에 의해, 최소량의 데이터를 바탕으로 보정치 C2는 정확히 산출될 수 있다. 상술한 처리들 각각이 이하 상세히 기술될 것이다.

처리 1

우선, 다이가 갖는 볼록한 패턴이나 오목한 패턴의 형상을 나타내는 함수 f(x, y)에 관해서 설명한다. 이 함수 f(x, y)를 얻기 위해서, 볼록한 패턴이나 오목한 패턴의 형상을 정의한 데이터 파일이 미리 준비되어, 예를 들면, 상술한 제어용 컴퓨터(20)의 메모리(25)에 기억된다. 이 데이터 파일에서, 예를 들면, X1, Y1, X2, Y2 위치들은 1개의 단위라고 여겨지고, 좌표(X1, Y1)와 좌표 (X2, Y2)를 연결하는 선을 대각선으로 한 직사각형 영역이 볼록한 패턴이나 오목한 패턴의 외경형상으로서 정의된다. 이 볼록한 패턴이나 오목한 패턴과 그 주위의 영역간의 스텝이 "h"로서 기술되고, 볼록한 패턴이나 오목한 패턴이 주위의 영역보다도 "h"만큼 높거나 낮도록 정의된다. 좌표들의 각각은 볼록한 패턴이나 오목한 패턴이 형성된 다이가 있는 일각(corner)을 원점(0,0)으로 하는 좌표계에서 기술되어 있다. 또, 이것들의 좌표계에서 정의되는 각각의 볼록한 패턴이나 오목한 패턴은 서로 겹치지 않은 것으로 한다.

보다 상세하게는, 예를 들면 도 8에 도시된 "DRAM과 로직이 단일칩내에서 조합된 LSI"에서, 볼록한 패턴인 DRAM 부분의 형상을 정의한 데이터 파일은, 도 9에 도시된 형식으로 기술되어, 제어용 컴퓨터(20)의 메모리(25)에 기억된다. 도 8에 도시된 "DRAM과 로직이 단일칩내에서 조합된 LSI" 에서, DRAM 부분들은 사선으로 나타낸 영역이고, 이 DRAM 부분들은 로직 부분보다도 약 1μm 정도 높다. 또한, 각 좌표의 단위는 마이크로미터(μ m)이다.

이러한 데이터 파일을 바탕으로, 좌표들(x, y)이 볼록한 패턴이나 오목한 패턴의 외경형상을 나타내는 직사각형 영역의 내부에 있을 때는 f(x, y)= h가 되고, (x, y)가 직사각형 영역의 외부에 있을 때는 f(x, y)=0이 되도록 함수 f(x, y)가 정의한다.

처리 2

다음에, 거리 센서(8)의 감도의 공간 분포를 나타내는 함수 g(X, Y)에 관해서 설명한다. 이 함수 g(X, Y)는 커패시턴스 센서인 거리 센서(8)가 거리 센서(8)의 반도체 웨이퍼(100)와 대향하는 선단면의 중심을 원점(O, O)으로 하는 (X, Y) 좌표들의 각각에서 어느 정도의 감도를 갖는가를 가리키는 함수이다. 예를 들면, 거리 센서(8)가 반경 r의 검출 영역에 걸쳐 균일한 감도를 갖는다고 한 경우, g(X, Y)는 하기 식(1)과 같이 정의된다.

g(X, Y)는 거리 센서(8)의 전체 검출 영역에서 적분하면, g(X, Y)dXdY=1이 되도록 규격화되어 있다. 이 식(1)로써 정의되는 함수 g(X, Y)에 의해 표현되는 거리 센서(8)의 감도의 공간 분포를 도형화하면 도 10에 나타난 형상이 된다.

또한, 거리 센서(8)의 감도가 검출 영역 내에서 균일하지 않은 경우에는, 그 감도의 공간 분포에 대한 적당한 함수를 준비되어야 한다. 그러나, 이 경우에 있어서도, 함수 g(X, Y)를 거리 센서(8)의 전체 검출 영역에서 적분한 값이 1이 되도록 적당한 규격화 정수를 설정하는 필요가 있다.

거리 센서(8)로서 상술한 커패시턴스 센서를 사용하는 경우에는, 거리 센서(8)는 검사 영역의 전역에서 균일한 감도를 가질 수 없고, 실제로는 검출 영역의 엣지(edge) 부분에 있어서의 프린지(fringe) 효과에 의해 검출 영역내에서 완만하게 변화하는 감도 분포를 갖고 있다. 거리 센서(8)의 현실의 감도 분포를 시뮬레이션(simulation)하기 위해서는, 거리 센서(8)의 감도의 공간 분포를 나타내는함수 g(X, Y)는 하기 식 (2)와 같이 설정된다.

이 식 (2)에 있어서, a, b, c는 검출 영역의 크기나, 검출 영역등의 엣지 부근에서의 감도 변화의 경사도(steepness)를 나타내는 매개변수이고, 거리 센서(8)의 현실의 감도 분포에 근접한 감도 분포로 설정된다. 또한, 식 (2)에 있어서, A는 규격화 정수이다. 이 식 (2)로써 정의되는 함수 g(X, Y)에 의해 표현되는 거리 센서(8)의 감도의 공간 분포를 도형화하면 도 11에 가리키는 것 같은 형상이 된다.

상술한 바와 같이 설정되는 거리 센서(8)의 감도의 공간 분포를 나타내는 함수 g(X, Y)는, 예를 들면, 상술한 제어용 컴퓨터(20)의 메모리(25)에 기억된다.

처리 3

다음에, 거리 센서(8)에 의해 인식된 볼록한 패턴이나 오목한 패턴의 가짜의 형상 h(x, y)에 관해서 설명한다. 가짜의 형상 h(x, y)는, 예를 들면 제어용 컴퓨터(20)의 CPU(21)에 의해서, 처리 1에서 얻어진 볼록한 패턴이나 오목한 패턴의 형상을 나타내는 함수 f(x, y)와, 처리 2에서 얻어진 거리 센서(8)의 감도의 공간 분포를 나타내는 함수 g(X, Y)와의 컨벌루션을 산출하여 결정된다.

즉, 거리 센서(8)의 공간 분해능이 충분히 높은 경우에는, 거리 센서(8)는반도체 웨이퍼(100)의 각 다이에 형성된 볼록한 패턴이나 오목한 패턴의 스텝을 충실히 반영한 값을 제공한다. 그러나, 실제로는 거리 센서(8)의 공간 분해능에는 한계가 있어서, 거리 센서(8)로부터의 출력은 해당 거리 센서(8)의 검출 영역을 가상적으로 미소(micro) 영역에 구분하고, 그 각 미소 영역에서의 다이와 거리 센서(8)간의 거리를 거리 센서(8)의 감도로 곱하여, 그 곱셈 결과들의 평균하여 얻어지는 값이다. 이러한 일련의 연산들은 컨벌루션이 분명하다.

볼록한 패턴이나 오목한 패턴의 형상을 나타내는 함수 f(x, y)와, 거리 센서(8)의 감도의 공간 분포를 나타내는 함수 g(X, Y)와의 컨벌루션에 의해서 산출되는 볼록한 패턴이나 오목한 패턴의 가짜의 형상, 즉, 거리 센서(8)에 인식되는 볼록한 패턴이나 오목한 패턴의 형상 h(x, y)는 하기 식 (3)으로 표현된다.

또한, 제어용 컴퓨터(20)의 CPU(21)에 의해 거리 센서(8)에 의해 인식된 볼록한 패턴이나 오목한 패턴의 가짜의 형상 h(x, y)의 보다 용이한 산출을 위해, 거리 센서(8)의 검출 영역은 간격 d의 미소 영역으로 구분되고, 각각의 미소 영역에 대하여 f(x+ X, y+ Y) g(X, Y)가 산출되고, 가짜 형상 h(x, y)는 그 산출된 항들의합에 의해 표현된다. 이 경우, h(x, y)는 하기 식 (4)과 같이 표현된다.

현실의 볼록한 패턴의 형상이 도 12에 가리키는 것 같은 형상인 경우, 상술한 바와 같이 산출되며 거리 센서(8)에 의해 인식된 가짜의 형상은 도 13에 도시된 바와 같은 볼록한 패턴에 대응한 부분에서 완만한 볼록 형상이 된다. 여기서, 도 12에 도시된 볼록한 패턴의 현실의 형상과, 도 13에 도시된 거리 센서(8)가 인식하는 볼록한 패턴의 가짜의 형상과의 관계는 도 14에 도시된 바와 같다.

처리 4

다음에, 다이내의 목표 좌표들(x, y)에 대한 함수들 f(x, y)와 h(x, y)로부터 다이내의 스텝에 의한 영향을 보상하기 위한 보정치 C2를 산출하는 방법이 기술될 것이다.

보정치 C2는 하기 식 (5)에 도시된 바와 같이 함수들 f(x, y)와 h(x, y)간의 차이로부터 결정된다.

C2 = Ah(x, y) - f(x, y)+B....................................(5)

이 식 (5)에 있어서, 계수 A는 거리 센서(8)의 현실의 감도의 공간 분포로부터 처리 2에 있어서 얻어진 거리 센서(8)의 감도의 공간 분포를 나타내는 함수 g(X, Y)의 편차를 보상하기 위한 것이다.

보다 상세하게는, 거리 센서(8)에 의해 인식된 볼록한 패턴이나 오목한 패턴의 가짜의 형상 h(x, y)는 제어용 컴퓨터(2O)의 CPU(21)에 의해, f(x, y)와 g(X, Y)와의 컨벌루션을 산출하여 결정된다. 그러나, 이러한 계산에 의해 결정된, 거리 센서(8)가 인식하는 가짜의 형상 h(x, y)는 도 15에 도시된 바와 같이 거리 센서(8)에 의해 인식되는 측정된 가짜 형상과 다른 경우가 있다. 이러한 차이는 주로 현실의 거리 센서(8)의 감도의 공간 분포로부터 거리 센서(8)의 감도의 공간 분포를 나타내는 함수 g(X, Y)의 편차에 기인하는 것이다. 그러한 편차를 보상하기 위해, 상술한 계산에 의해 결정된 거리 센서(8)가 인식하는 가짜의 형상 h(x, y)에 계수 A가 곱해진다. 많은 경우, 그 편차는 그다지 크지 않기 때문에, 계수 A는 약 1에 가까운 수가 될 것이다.

식 (5)에 있어서, B는 도 15에 도시된 바와 같이, 기준 좌표 위치(Xs, Ys)에 있어서의 현실의 볼록한 패턴이나 오목한 패턴과, 이 기준 좌표 위치(Xs, Ys)에 있어서의 거리 센서(8)가 인식하는 볼록한 패턴이나 오목한 패턴간의 높이에서의 편차를 보상하기 위한 것이다. 도 l5에서, 높이 h의 볼록한 패턴의 중심 위치는 기준 좌표 위치(Xs, Ys)이다.

자외광용 대물 렌즈(17)의 자동 초점맞춤을 위해, 하기 식 6과 같이, 자외광용 대물 렌즈(17)의 성능에 따른 고정된 목표치 Ti와, 검사용 스테이지(2)의 경사등에 의한 영향을 보상하기 위한 보정치 C1과, 반도체 웨이퍼(100)의 다이내에서의 스텝에 의한 영향을 보상하기 위한 보정치 C2와, 거리 센서(8)로부터의 출력치의 드리프트를 보상하기 위한 보정치 C3의 합이 목표 거리 T로서 설정된다.

T = Ti + C1 + C2 + C3 ..............................................(6)

자외광용 대물 렌즈(17)와 검사되는 반도체 웨이퍼(100)간의 현실의 거리와 목표 거리 T와의 차이를 이동 목표 거리로서 결정된다. 검사용 스테이지(2)의 Z 스테이지(6)는 자외광용 대물 렌즈(17)와 반도체 웨이퍼(100)간의 거리가 목표 거리 T와 일치할 때까지 제어용 컴퓨터(20)의 제어에 의해 이 이동 목표 거리만큼 이동된다. 따라서, 자외광용 대물 렌즈(17)의 초점이 자동으로 맞춰진다.

보정치 C1와 보정치 C2는 검사되는 반도체 웨이퍼(100)상의 위치에 따라 결정되는 고정된 보정치들이지만, 상기 보정치 C3은 거리 센서(8)로부터의 출력치의 드리프트를 보정하기 위한 것이고, 온도 변화 등의 환경 변화에 따라 때때로 시시각각 변화할 가능성이 있다. 따라서, 이 보정치 C3를 정확하게 설정하기 위해서는, 검사되는 반도체 웨이퍼(100)상의 위치에 따른 보정치 C1 및 보정치 C2를 상쇄되도록 설정되어야 한다. 이를 위해서, 기준 좌표 위치(Xs, Ys)가 정의되고, 보정치 C1 및 보정치 C2는 그 좌표 위치에 있어서 항상 0이 되도록 미리 정의된다. 그리고, 그 기준 좌표 위치(Xs, Ys)에 있어서의 목표 거리 T 가 측정되고, 보정치 C3은 이 목표 거리 T와 자외광용 대물 렌즈(17)에 따른 고정된 목표치 Ti와 차이로부터 산출된다. 따라서, 거리 센서(8)로부터의 출력치의 드리프트 성분만을 추출할수 있어, 보정치 C3을 정확하게 설정하는 것이 가능해진다.

식 5에 있어서의 항 B는 기준 좌표 위치(Xs, Ys)에 있어서의 현실의 볼록한 패턴이나 오목한 패턴과, 이 기준 좌표 위치(Xs, Ys)에 있어서의 거리 센서(8)가 인식하는 볼록한 패턴이나 오목한 패턴간의 높이에서의 편차를 보정하기 위한 것이고, 하기 식 7로 표현될 수 있다.

B = f(xs, ys) - Ah(xs, ys) .........................................(7)

상술된 처리 1내지 처리 4를 통해, 반도체 웨이퍼(100)의 다이내에서의 스텝에 의한 영향을 보상하기 위한 보정치 C2를 결정함으로써, 다이내의 패턴 형상에 관한 최소량의 데이터를 바탕으로 보정치 C2를 정확히 산출하는 것이 가능하다. 따라서, 방대한 양의 데이터를 준비하는 필요가 없다. 또한, 설계의 변경에 대하여 유연하게 대응하게 하면서, 자외광용 대물 렌즈(l7)의 자동 초점맞춤을 제공하도록 다이내에서의 스텝에 의한 영향을 적절히 보상하는 것이 가능하다.

이상은, 반도체 웨이퍼(100)의 다이의 스텝에 의한 영향을 보상하기 위해 보정치 C2를 결정하는 방법은 다이들내에 형성된 볼록한 패턴이나 오목한 패턴이 높이에서 균일하게 형성되었다는 가정의 예에 의해 설명되었다. 그러나, 검사되는 일부 반도체 웨이퍼(100)의 다이들의 스텝들은 서로 높이가 변할 수 있다. 이러한 높이가 다른 스텝들을 갖는 대상물이 검사될 때는, 상술한 처리 1에서 준비된 데이터 파일로서, 도 9에 도시된 형식으로 기술된 데이터 파일을 대신하여, 도 16에 도시된 형식으로 기술되는 데이터 파일을 준비하여, 제어용 컴퓨터(20)의 메모리(25)에 기억시키는 것이 바람직하다.

이 도 16에 도시된 데이터 파일에서 볼 수 있는 바와 같이, 예를 들면, 좌표 (X1a, Y1a)와 좌표(X2a, Y2a)로 각각 표현된 점들을 맺는 선을 대각선으로 한 직사각형 영역[a]는 스텝을 형성하는 볼록한 패턴이나 오목한 패턴의 외경형상이고, 볼록한 패턴 또는 오목한 패턴과 그 주위의 영역과의 간의 스텝 높이가 ha 이다. 그리고, 이러한 데이터 파일에 기초하여, (x, y)가 [a]로 표현된 볼록한 패턴이나 오목한 패턴의 내부에 있을 때에는, f(x, y)가 ha가 되도록 함수 f(x, y)를 정의한다. 따라서, 스텝에 의한 영향을 보정하기 위한 보정치 C2는 서로 높이가 다른 스텝을 갖는 대상물의 검사를 행하는 때에도 상술한 것과 동일한 시퀀스로 적절히 산출될 수 있다.

일반적으로, "DRAM 및 로직이 하나의 칩내에서 조합된 LSI"에서, 볼록한 패턴들인 DRAM 부분들이 2 내지 8 정도의 블록들에 분포되어 있다. 이 경우, 각각의 블록의 형상을 나타내는 함수뿐 아니라, 각각의 블록내의 DRAM 부분들의 형상을 나타내는 함수를 준비함으로써, 거리 센서(8)에 의해 인식된 가짜의 형상 h(x, y)를 산출할 때의 계산상의 복잡성을 저감하여, 처리의 신속화를 꾀하는 것이 가능해진다.

즉, 상술한 처리 4의 보정치 C2의 산출시, 정확한 보정치 C2를 얻기 위해서 볼록한 패턴이나 오목한 패턴의 형상을 나타내는 함수 f(x, y)는 최대한 현실의 형상을 상세하게 재현한 함수인 것이 바람직하다. 상술한 처리 3의 컨벌루션 계산은,많은 경우 콜스(coarse) 블록들의 각각으로 계산을 행하면 충분하기 때문에, 볼록한 패턴이나 오목한 패턴의 형상을 나타내는 함수 f(x, y)는 각 블록의 형상을 나타낸 대략적인(approximate) 함수로 좋다. 그래서(거기서), "DRAM 및 로직이 하나의 칩내에서 조합된 LSI" 와 같은 볼록한 패턴이나 오목한 패턴이 몇 개의 블록에 분포하고 있는 경우에는, 각각의 블록에서의 형상을 나타낸 대략적인 함수 f1(x, y)과, 블록내의 각각의 볼록한 패턴이나 오목한 패턴의 형상을 상세하게 재현한 함수 f2(x, y)가 볼록한 패턴이나 오목한 패턴의 형상을 나타내는 함수 f(x, y)로서 준비되어야 하고, 상술한 처리 3에서 하기 식 8에 표현된 바와 같이 각각의 블록에서의 형상을 나타낸 대략적 함수 f1(x, y)을 사용하여 컨벌루션 계산을 행하고, 상술한 처리 4에서, 하기 식9에 표현된 바와 같이, 블록내의 각각의 볼록한 패턴이나 오목한 패턴의 형상을 상세하게 재현한 함수 f2(x, y)를 사용하여 보정치 C2를 산출하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이 볼록한 패턴이나 오목한 패턴이 몇 개의 블록에 분포되어 있는 경우에는, 볼록한 패턴이나 오목한 패턴의 형상을 나타내는 복수의 함수들 f(x, y)가 준비되어, 계산상의 복잡성을 감소시켜 처리의 신속화를 꾀하면서, 정확한 보정치 C2를 적절히 산출하는데 사용될 수 있다.

이상은, 볼록한 패턴이나 오목한 패턴이 "DRAM 및 로직이 하나의 칩에서 조합된 LSI"에서 DRAM과 같은 직사각형 패턴으로 가정되고, 볼록한 패턴이나 오목한 패턴을 대표하는 2개의 점들의 좌표 데이터가 데이터 파일에 기술되고, 이들 2개의 점들을 연결한 선을 대각선으로 한 직사각형 영역을 볼록한 패턴이나 오목한 패턴의 외경형상으로서 정의하였다. 그러나, 볼록한 패턴이나 오목한 패턴의 외경형상은, 예를 들면, 등간격으로 구분된 2차원 데이터의 각각 요소에 의해 정의될 수 있다. 이러한 방식으로 볼록한 패턴 또는 오목한 패턴을 정의하여, 구형 패턴이외의 임의의 볼록한 패턴이나 오목한 패턴에 대하여도 적절히 대응하는 것이 가능하다.

이상은, 본 발명은 검사 장치(1)의 실시예에 관해서 구체적으로 기술되었다. 그러나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되는 것이 아니라, 필요에 응해서 여러 형태들로 변형될 수 있다. 예를 들면, 상술한 검사 장치(1)에서 자외광용 대물 렌즈(17)의 자동 초점에서, 검사용 스테이지(2)의 Z 스테이지(6)는 검사되는 반도체 웨이퍼(100)를 자외광용 대물 렌즈(17)에 대하여 근접 또는 이간하는 방향으로 이동하도록 이동된다. 그러나, 자외광용 대물 렌즈(17)의 초점을 자동으로 맞추기 위해, 후자는 액추에이터(actuator)에서 의해 지지되고, 검사되는 반도체 웨이퍼(100)에 근접 또는 이간하는 방향으로 이동될 수 있다. 또한, 반도체 웨이퍼(100)와 자외광용 대물 렌즈(17)의 쌍방을 이동시켜 양자간의 거리를 조정하는 것으로 자외광용 대물 렌즈(17)의 초점이 맞춰질 수 있다.

이상에서, 본 발명은 반도체 웨이퍼(100)상에 형성된 디바이스 패턴을 검사하는 검사 장치(1)에 본 발명을 실시예에 관해서 설명되었다. 그러나, 본 발명은이러한 실시예에 한정되는 것이 아니라 거리 센서를 사용하여 대물 렌즈의 초점이 맞춰지는 모든 장치들에 널리 적용가능하다. 예를 들면, 액정 표시 장치의 상태를 검사하는 액정 표시 검사 장치 등에도 유효히 적용될 수 있다.

본 발명에 따라 상술한 바와 같이, 현실의 볼록한 패턴 또는 오목한 형상과 거리 센서에 의해 인식된 볼록한 패턴 또는 오목한 패턴의 형상과의 편차가 보정치로서 산출되어, 이 보정치에 따라 거리 센서의 출력이 이동 목표 거리를 결정하도록 보정되고, 대물 렌즈와 검사 대상물 중 한편 또는 쌍방이 서로 근접 또는 이간하는 방향으로 이동 목표 거리만큼 이동하여 대물 렌즈의 초점이 맞춰진다. 대물 렌즈의 초점 심도보다 큰 스텝을 갖는 대상물을 검사하는 경우라도, 대물 렌즈는 거리 센서를 사용하여 적절히 초점이 맞춰질 수 있다. 또한, 본 발명에 따라서, 보정치에 대한 필요한 양의 데이터 및 검사되는 대상의 설계등의 변화는 유연하게 다루어질 수 있다.

Claims (7)

1. 대물 렌즈를 사용하여 검사 대상물을 관찰할 때에 상기 대물 렌즈의 초점을 모으기 위한 포커싱 제어 기구로서,

   상기 대물 렌즈에 대하여 고정된 기하학적인 관계로 제공된 거리 센서와,

   상기 검사 대상물의 볼록한 패턴 또는 오목한 패턴의 형상을 표현하는 데이터와, 상기 거리 센서의 감도의 공간 분포를 표현하는 데이터를 기억하기 위한 기억 수단과,

   상기 대물 렌즈와 상기 검사 대상물의 한편 또는 쌍방을 서로 근접하거나 이간하는 방향으로 상대적으로 이동시키기 위한 수단과,

   상기 이동 수단의 동작을 제어하기 위한 수단을 포함하는 상기 포커싱 제어 기구에 있어서,

   상기 제어 수단은, 보정치로써 제공하기 위해 상기 기억 수단에 기억된 상기 검사 대상물의 볼록한 패턴 또는 오목한 패턴의 형상을 표현하는 상기 데이터와 상기 거리 센서의 감도의 공간 분포를 표현하는 상기 데이터에 기초하여, 볼록한 패턴 또는 오목한 패턴의 현실의 형상으로부터 상기 거리 센서에 의해 인식된 볼록한 패턴 또는 오목한 패턴의 형상과의 편차를 산출하고 , 이동 목표 거리를 결정하기 위해 상기 보정치로 상기 거리 센서로부터의 출력을 보상하고, 상기 이동 목표 거리에 따라 상기 이동 수단의 동작을 제어하는 포커싱 제어 기구.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 검사 대상물의 볼록한 패턴 또는 오목한 패턴의 형상을 표현하는 데이터로서, 1개의 볼록한 패턴 또는 오목한 패턴을 각각 표현하는 2개의 점들의 좌표 데이터가 상기 기억 수단에 기억되고,

   상기 제어 수단은, 상기 2개의 점들을 연결하는 선을 대각선으로 하는 직사각형 영역을 상기 볼록한 패턴 또는 오목한 패턴의 현실의 외경 형상으로서 인식하는 포커싱 제어 기구.
3. 제 1 항에 있어서,

   커패시턴스 센서가 상기 거리 센서로서 제공되는 포커싱 제어 기구.
4. 검사 장치로서,

   대물 렌즈에 의해 집광된 조명광으로 검사 대상물을 조명하기 위한 조명 수단과,

   상기 조명 수단에 의해 조명된 상기 검사 대상물의 화상을 촬상하는 화상 촬상(imaging) 수단과,

   상기 검사 대상물을 검사하기 위해 상기 화상 촬상 수단에 촬상된 화상을 처리하는 검사수단과,

   상기 대물 렌즈에 대하여 고정된 기하학적인 관계로 제공되는 거리 센서와,

   상기 검사 대상물의 볼록한 패턴 또는 오목한 패턴의 형상을 표현하는 데이터와, 상기 거리 센서의 감도의 공간 분포를 표현하는 데이터를 기억하기 위한 기억 수단과,

   상기 대물 렌즈와 상기 검사 대상물의 한편 또는 쌍방을 서로 근접하거나 이간하는 방향으로 상대적으로 이동시키기 위한 수단과,

   상기 이동 수단의 동작을 제어하기 위한 제어 수단을 포함하는 상기 검사 장치에 있어서,

   상기 제어 수단은, 보정치를 제공하기 위해 상기 기억 수단에 기억된 상기 검사 대상물의 볼록한 패턴 또는 오목한 패턴의 형상을 표현하는 상기 데이터와 상기 거리 센서의 감도의 공간 분포를 표현하는 상기 데이터에 기초하여, 볼록한 패턴 또는 오목한 패턴의 현실의 형상으로부터 상기 거리 센서가 인식하는 볼록한 패턴 또는 오목한 패턴의 형상의 편차를 산출하고, 이동 목표 거리를 결정하기 위해 상기 보정치를 사용하여 상기 거리 센서로부터의 출력을 보상하고, 상기 이동 목표 거리에 따라 상기 이동 수단의 동작을 제어하는 검사 장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 검사 대상물의 볼록한 패턴 또는 오목한 패턴의 형상을 표현하는 데이터로서, 1개의 볼록한 패턴 또는 오목한 패턴을 각각 표현하는 2개의 점들의 좌표 데이터가 상기 기억 수단에 기억되고,

   상기 제어 수단은, 상기 2개의 점들을 연결하는 선을 대각선으로 하는 직사각형 영역을 상기 볼록한 패턴 또는 오목한 패턴의 현실의 외경 형상으로서 인식하는 검사 장치.
6. 제 4 항에 있어서,

   커패시턴스 센서가 상기 거리 센서로서 제공되는 검사 장치.
7. 제 4 항에 있어서,

   상기 조명 수단은 자외역내 파장을 갖는 조명광으로 상기 검사 대상물을 조명하는 검사 장치.