KR20030011919A - 어댑티브 공간 필터를 갖는 광학 검사 방법 및 광학 검사장치 - Google Patents

어댑티브 공간 필터를 갖는 광학 검사 방법 및 광학 검사장치 Download PDF

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Abstract

패턴화된 제품의 광학 검사 방법 및 장치를 제공한다. 제품 상의 영역은 입사 빔으로 조광되어 조광된 영역으로부터 되돌아온 광을 형성한다. 조광된 영역의 이미지는 획득되고, 정반사된 광 전파의 입체각 외부에 위치되는 소정의 집광 각도 필드 내의 조광된 영역의 패턴으로부터 산란된 광 성분의 강도 분포를 결정하기 위해 분석된다. 결정된 분포를 기초로 하여, 조광 영역으로부터 산란되고, 소정의 집광 각도의 적어도 하나의 소정의 입체각 세그먼트로 전파되는 광 성분이 집광되고, 다크 필드 검출 유닛으로 향하도록 한다.

Description

어댑티브 공간 필터를 갖는 광학 검사 방법 및 광학 검사 장치 {OPTICAL INSPECTION METHOD AND APPARATUS WITH ADAPTIVE SPATIAL FILTER}
반도체 웨이퍼와 같은 패턴화된 제품의 통상의 구조는, 거의 완벽하게 주기적으로 2차원 패턴이 생성되는, 양 측면 치수의 수 배로 반복된 기초 셀 소자를 포함한다. 웨이퍼의 표면 상에서의 시기 적절한 이상 형상 검출은 매우 중요한 요소이므로, 패턴화 공정 전후에 반도체 웨이퍼를 검사함으로써, 수율을 증대시킨다.
패터닝 이전의 웨이퍼의 검사는, 패턴화되지 않은 웨이퍼의 평평하고 평탄한 표면 상에 존재하는 이상 형상으로부터 광이 주로 산란된다는 사실에서 기초한다. 즉, 산란된 광의 검출은 결함을 표시할 수도 있다. 결함 (예를 들면, 타입자의 존재) 을 검출하기 위한 목적으로 패턴화된 웨이퍼에 광학 검사를 적용하면, 산란된 빛이 패턴에 의해 산란되는 광을 발생시킬 수 있다. 따라서, 산란된 광의 검출이 반드시 결함을 나타내지도 않는다. 결함을 검출하는 통상의 방법은, 소위 "다이-투-데이터베이스 (die-to-database)"와 "다이-투-다이(die-to-die)" 기술로서, 이에 따르면, 개별 다이로부터 산란된 광을, "미결함" 다이와 그 개별 다이의 "이웃"으로부터 산란된 광을 나타내는 사전 준비된 데이터베이스와 각각 비교한다. 신호들간의 차이는 각 제품의 표면 상에 존재하는 이상 형상으로부터 산란된 광으로 표시된다. 일반적으로, 개별 다이로부터 산란된 광 성분에서 검출된 차이를, "미결함" 다이 또는 "이웃" 다이와 비교하여, 다이의 몇몇 특징의 결여 또는 추가를 나타냄으로써, 결함인 것으로 간주한다.
통상, 광학 검사 장치는 조광 시스템, 및 브라이트 필드 또는 다크 필드 모드 두 가지를 이용하는 집광/검출 시스템과 같은, 주요 구조적 부분으로 구성된다. 이 브라이트 필드 검출 모드는, 웨이퍼 상에 산재된 결함에 의해 형성되는, 검사 시 웨이퍼로부터의 정반사율의 변동에 기초한다. 다크 필드 검출 모드는 정반사율에서 방위가 벗어나는 결함으로부터의 산란을 이용한다.
집광 방식의 통상의 목적은 검출 신호의 신호 대 잡음 (noise) 비를 가능한한 많이 증가시키는 것이다. 다양한 종류의 다크 필드 검출 방식은 결함 검출의 목적을 위해 매우 효과적인 것으로 알려져 있다. 미국 특허 제 4,898,471 호 및 제 5,604,585 호에 개시된, 의미있는 신호 비교를 용이하게 하는, 이와 같은 종류의 일 공지된 기술에 따르면, 집광 시스템은, 정반사가 발생되는 위치와는 다른 방위 각도 및 고도에서 하나의 일정한 집광 각도로 집광한다. 그러나, 패턴화된 제품 (예를 들면, 웨이퍼) 으로부터의 산란된 광은, 패턴으로부터 집광 각도로 산란된 광 성분을 항상 포함하고, 따라서, 이러한 광 성분의 검출은 검출된 신호에서 "잡음"의 증가로 나타난다.
본 발명은 광학 검사 기술 분야에 관한 것으로, 집광 각도 설계를 이용하여, 집적 회로, 인쇄 회로 기판, 포토리소그래픽 마스크, 액정 표시 등의 패턴화된 제품들을 검사하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
이하, 발명을 이해하고, 실시예에서 수행될 수 있는 방법을 보기 위해, 실시예에 의해서 제한되지 않는, 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 광 검사 장치의 주요 부품을 개략적으로 나타낸다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 광학 검사 장치를 나타낸다.
도 3은 도 1의 장치의 검출 유닛의 주요 부품을 개략적으로 나타낸다.
도 4는 도 2의 검출 유닛의 집광 장치의 구조를 나타낸다.
도 5는 도 1의 장치의 필터가 적절하게 이용된 마스크 어셈블리의 실시예를나타낸다.
도 6a 및 도 6b는 각각 조광된 영역의 실제 브라이트 필드 이미지와, "이상적인" 그의 시뮬레이션 이미지를 나타낸다.
도 7a 내지 도 7e는 5가지의 다른 패턴 구조의 각각의 시뮬레이션 이미지를 나타낸다.
도 8은 제품의 표면 상에 걸쳐진 가우시안 빔을 시뮬레이션하기 위해 이용되는, 산란된 평면 상에 투영된 조광 작용을 개략적으로 나타낸다.
도 9는 시뮬레이션 목적을 위해 이용된 산란 문제의 형상을 개략적으로 나타낸다.
도 10a 및 도 10b는 시뮬레이션 산란 결과 및 강도 프로파일의 이미지를 각각 나타낸다.
본 발명은, 검출된 신호의 신호 대 잡음비율을 현저하게 증가시킬 수 있는, 신규한 방법 및 장치를 제공함으로써 패턴화된 제품의 자동 광학 검사를 향상시키는 데 목적이 있다.
본 발명은 집광 시스템의 가변 각도 설계를 이용한 기술의 이점을 갖는다. 이 기술은 본 출원의 양수인에게 양수된 동시 진행중인 출원에도 개시되어 있다. 이 기술에 따르면, 검사 시 제품 (예를 들면, 웨이퍼) 이 영역마다 스캔되고, 이 스캔 영역의 각각으로부터 산란된 광은 각 스캔 영역에 대해 소정의 최대 집광 각도 상수로 집광되어, 필터를 통해 검출 수단으로 안내된다. 후자는, 최대 집광 각도의 다른 입체각 세그먼트 (solid angle segment) 에 비해, 패턴으로부터 산란된 광의 강도가 최소인, 전체 집광 각도의 입체각 세그먼트로 전파 (傳播) 되는 전체 집광된 광의 일부분으로부터 픽업될 수 있도록 선택된다. 이에 대해 검출된 신호의 신호 대 잡음비가 증가시킬 수 있다. 이 검출 수단은, 다크 필드 이미징 모드에서 동작하는, 즉, 다른 대부분의 정반사가 발생되는 곳과 다른 방위 및 고도에서 제품으로부터 산란된 집광 성분을 집광하는, 적어도 하나의 검출 유닛을 포함한다.
본 발명의 주요 사상은 가변 각도 솔루션 (solution) 을 선택하는 것으로 구성된다. 이는 브라이트 필드 또는 고 해상 다크 필드 이미지를 획득하고, 그 습듭된 이미지를 분석하여, 집광 각도 필드내에서 패턴으로부터 되돌아온 광 전파의 입체각 세그먼트를 결정함으로써 제공된다. 이에 의해, CLC (customized light collection) 를 다크 필드 산란 신호에 적용하여, 제품상의 패턴과 관련되고 "잡음"를 구성하는, 산란된 신호의 부분이 검출기에 도달하는 것을 방지함으로써, 패턴과 다른 조광된 영역에서의 특징에 결합되는 산란 신호의 부분만을 검출할 수 있다. 즉, 제품으로부터 산란되어 광의 광경로에 배치된 적절한 마스크가 다크 필드 검출기로 전파됨으로써, 마스크는 패턴으로부터 산란된 광의 전파의 입체각 세그먼트를 컷 오프한다. 이에 의해, 검출 신호의 신호 대 잡음비를 현저하게 증가된다.
따라서, 본 발명의 첫번째 태양에 따르면, 패턴화된 제품의 광학 검사 방법을 제공하며, 이 방법은:
(ⅰ) 제품 상의 영역을 입사광으로 조광하여, 조광 영역으로부터 되돌아온 광을 발생하는 단계;
(ⅱ) 조광 영역의 이미지를 획득하고, 그를 표시하는 데이터를 생성하는 단계;
(ⅲ) 생성된 데이터를 분석하고, 정반사된 광의 전파의 입체각 외측의 소정집광 각도 필드내에 있는 그 조광 영역의 패턴으로부터 산란된 광 성분의 강도 분포를 결정하는 단계; 및
(ⅳ) 그 결정된 분포에 기초하여, 소정 집광 각도 필드에서 집광된 광을 필터링함으로써, 조광 영역으로부터 산란되어 소정의 집광 각도 필드의 적어도 하나의 소정의 입체각 세그먼트로 전파되는 광성분을 집광하고, 집광된 광 성분들을 검출 장치로 안내하게 하는 단계를 포함한다.
여기에 사용된 용어 "집광 각도 필드"는 검출 유닛의 광학 기구에 의해 정의되는 제품으로부터 산란된 광의 최대 집광 입체각룰 나타낸다.
전술한 (ⅱ) 단계에서, 조광 영역의 이미지를 획득하기 위해 검출된 광은, 조광 영역으로부터 정반사된 것이거나 또는 정반사된 광 (예를 들면, 다크 필드 검출 모드) 의 전파 입체각 외측의 입체각으로 전파되는 산란된 광일 수도 있다. 조광 영역의 패턴에서 획득된 이미지를 나타내는 데이터를 획득하기 위해,충분하게 높은 해상도가 제공되어야 한다. 이를 위해, 집광 광학 기구에는 많은 수의 조리개 대물 렌즈가 이용된다.
생성된 데이터의 분석은 패턴 구조의 소위 "모델링"과 산란된 패턴을 나타내는 불연속 2차원 (또는, 3차원) 어레이를 획득하도록 구성된다. 이 데이터는, 집광 각도 필드내의 다크-필드 산란 패턴을 시뮬레이션하기 위해 이용한다. 시뮬레이션 결과는 시뮬레이션/이미징 플롯의 강도 로브로서 주기적인 패턴으로부터 상승하는 "백그라운드" 강도를 결정하고, "백그라운드" 광 성분의 것과 다른 집광 각도 필드의 입체각 세그먼트로 전파되는 광 성분을 집광할 수 있도록 한다. 이는 전체 집광광 (소위, 퓨리에 필터링 (fourier filtering)) 의 광학 경로내의 적절한 위치에 적절한 마스크 (필터) 를 위치시킴으로써 실현된다.
각각의 소정 패턴 구조는 주기적인 패턴으로부터 산란된 "백그라운드"광 성분의 전파 입체각 세그먼트에 의해 특징지워지는 것으로 이해해야 한다. 따라서, 라이브러리 (데이터베이스) 는 복수개의 다른 패턴 구조에 대해, 각각이 소정의 주기적인 패턴으로부터 산란된 광의 전파의 입체각 세그먼트로 표시되는, 복수개의 데이터 기록들을 포함하도록 이전에 설계될 수 있다. 이들 다른 패턴 구조는 소정의 제품 (예를 들면, 웨이퍼) 과는 다른 제조 단계로 제조된 것이거나, 또는 복수개의 다른 제품 종류에 결합될 수도 있다. 실제로, 이러한 라이브러리는 조광된 영역으로부터 산란된 광 성분을 소정의 집광 각도 필드의 적어도 하나의 소정의 입체각 세그먼트로 집광하기 위해 이용되는 참조 데이터를 나타낸다.
다음으로, 본 발명의 다른 태양에 따르면, 패턴 구조를 검사 대상 제품으로부터 산란된 광의 집광의 소정의 최대 입체각으로 검사하는 방법을 제공하며, 소정의 최대 집광 입체각은 패턴 구조로부터 정반사되는 정반사된 광의 전파의 입체각 외측에 위치되며, 그 방법은,
- 소정의 최대 집광 입체각 내에서 광 전파의 복수개의 입체각 세그먼트를 나타내는 데이터를 포함하는 데이터베이스를 제공하는 단계로서, 복수개의 입체각 세그먼트는 검사 대상인 패턴 구조를 포함하는 복수개의 패턴 구조와 대응하고, 입체각 세그먼트 각각은, 패턴으로부터 산란된 광의 분포가 집광의 입체각의 다른 입체각 세그먼트에 비해 실질적으로 작은, 대응 패턴 구조로부터 산란되는 광 성분의 전파 방향에 대응하는 단계; 및
- 패턴 구조를 나타내는 데이터를 데이터베이스로부터 선택하는 단계로서, 데이터는 소정의 최대 집광 각도로 집광되는 전체 광으로부터 대응 입체각 세그먼트로 전파되는 광 성분을 필터링하고 광 성분을 검출하는데 이용되는, 단계를 포함한다.
데이터베이스의 제공은 복수개의 구조에서 (브라이트 필드 또는 고 해상도 다크 필드 검출 모드에 의해) 각각의 패턴 구조로부터 산란된 광의 검출을 이용하고, 이를 나타내는 데이터를 분석한다. 이 분석 절차는, 불연속 산란의 2 또는 3차언 어레이의 형상으로 패턴의 이미지를 모델링하는 단계, 및 최대 집광 입체각내에서 모델링된 패턴으로부터 산란된 광의 강도 분포를 결정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 패턴화된 제품을 검사하기 위한, 광학 검사 장치를 제공하며, 그 장치는,
- 제품 상의 영역을 조광하기 위한 조광 시스템;
- 정반사된 광 성분의 전파의 입체각 외측에 위치되는 소정의 집광 각도 필드의 조광된 영역으로부터 산란된 광 성분을 집광하는 집광 시스템;
- 산란되어 집광된 광 성분의 광학 경로에서, 소정의 입체각 필드의 소정의 입체각 세그먼트로 전파되는 광 성분을 분리하도록 작동가능한 필터;
- 산란되어 집광된, 광의 필터링된 부분을 수광하여 이를 나타내는 데이터를 생성하는 검출 유닛을 구비하는 검출 시스템; 및
- 조광 영역에서의 패턴으로부터 산란된 광 전파의 적어도 하나의 입체각 세그먼트를 나타내는 소정의 데이터에 따라, 산란되고 집광된 광의 광학적 경로에서 필터를 동작시키기 위한 제어 유닛을 포함한다.
소정의 데이터는 브라이트 필드 또는 다크 필드 검출 모드를 이용하는 동일한 광학 검사 장치 또는 다른 검사 장치 모두에 의해 이전에 획득될 수 있다.
바람직하게는, 필터는 광성분을 필터링하는 최대 집광 각도의 적어도 하나의 소정 입체각 세그먼트로 전파하거나 소정 패턴 구조에 대응하는 복수개의 다른 마스크로 이루어지는 마스크 어셈블리의 형상이다. 이러한 마스크 어셈블리는, 집광된 광의 광학 경로에 선택적인 하나의 마스크를 위치되도록, 선택적으로 동작될 수 있다. 마스크는 LCD, 기계식 등이 될 수 있다. 필터는 퓨리에 평면 (공액면(conjugate plane)) 내에 위치되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은, 또 다른 태양에 따르면, 패턴화된 제품을 검사하기 위한 광학 검사 장치를 제공하며, 이 장치는,
(a) 제품 상의 영역을 조광하기 위한 조광 시스템;
(b) 조광된 영역으로부터 되돌아온 광 성분을 집광하는 제 1 집광 기구, 및 정반사된 광 성분의 입체각 외측에 위치되는 소정의 집광 각도 필드에서 조광 영역으로부터 산란된 광 성분을 집광하는 제 2 집광 기구을 포함하는 집광 시스템;
(c) 산란되어 집광된 광 성분의 광학 경로에서 소정의 집광 각도 필드의 소정의 입체각 세그먼트로 전파되는 광 성분을 분리하도록 선택적으로 작동 가능한 필터;
(d) 제 1 집광 기구에 의해 집광되는 광 성분을 검출하고 이를 나타내는 데이터를 발생하기 위한 제 1 검출 유닛, 및 산란되어 집광된 광의 필터링된 부분을 검출하고 이를 나타내는 데이터를 발생하는 제 2 검출 유닛을 구비하는 검출 시스템; 및
(e) 데이터를 분석하여 필터를 동작시키는 제 1 검출기에 의해 발생된 데이터에 응답하는 제어 유닛을 포함한다.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 검사 대상 구조로부터 산란된 광의 소정의 최대 입체각에 의한 패턴 구조의 광학 검사용 시스템에 이용되는 제어 유닛을 제공하고, 소정의 최대 집광 입체각은 구조로부터 정반사되는 광의 전파의 입체각 외측에 위치되며, 제어 유닛은 검사 대상인 패턴 구조를 포함하는 복수개의 데이터 기록을 포함하는 데이터베이스가 저장되는 메모리를 포함하며, 여기서, 데이터 기록은, 각각, 최대 집광 입체각의 다른 입체각 세그먼트에 비해 패턴으로부터 산란된 광의 기여가 실질적으로 작은, 대응 패턴 구조로부터 산란된 광 성분의 전파의 방향에 대응하는 적어도 소정의 최대 집광 입체각를 나타내는, 하나의 입체각 세그먼트를 나타내는 데이터를 포함한다.
보다 상세하게는, 본 발명은 (동일한 제품으로 인가된 제조 단계 중 하나에 의해 제조된 구조를 고려하여 패턴화된 제품 또는 패턴 구조를 구성한) 반도체 웨이퍼를 검사하는데 이용되며, 따라서, 이하, 그 적용에 대하여 설명한다.
도 1을 참조하면, 검사 대상 웨이퍼 (W) 와 관련되는 본 발명에 따른 광학 검사 장치 (1) 의 가능한 일실시예가 도시되어 있다. 장치 (1) 는, 조광 시스템 (2), 및 집광/검출 시스템을 포함한다. 후자는 브라이트 필드 이미지 모드에서 동작하는 검출 유닛 (4) 과 관련된 제 1 집광 광학 기구, 및 다크 필드 이미지 모드에서 각각 동작하는 검출 유닛 (6) 과 관련된 제 2 집광 광학 기구 (미도시) 로 구성된다. 본 실시예에서는, 이와 같은 4개의 검출 유닛 (6) 이 제공되고, 각각 대응 집광 광학 기구와 관련된다. 검출 유닛 (4, 6) 의 출력 회로 (미도시) 는 제어 유닛 (7) 과 관련된다. 통상, 제어 유닛 (7) 은, 하드웨어가 적절하게 구비되며 적절한 소프트웨어에 의해 동작되어, 검출 유닛으로부터 도달된 데이터를 성공적으로 분석하는 컴퓨터 시스템이며, 이하에서 보다 상세하게 설명한다.
조광 시스템 (2) 은, 통상 10에 광의 빔을 조사하는 레이져와 같은 광원 (8) 와 광 다이렉팅 광학 기구 (12) 를 포함한다. 광원로서 레이져를 이용하는 경우, 광학 기구 (12) 는 빔 (10) 의 광학 경로에 탑재된 적절한 스캐닝 수단 (14, 예를 들면, 음향 광학 소자) 과 초점 광학 기구 (15, 예를 들면, 대물 렌즈) 를 갖는다. 레이져 조광에 의해 동작되는 경우, 획득된 이미지의 고해상도를 제공하기 위해, 높은 개구수의 조리개 대물 렌즈가 이용된다. Y-축을 따라 이동하기 위해 이동 스테이지 (translation stage) 상에 웨이퍼 (W) 가 지지되는 동안, 스캐닝 수단 (14) 에 의해 빔 (10) 이 스캐닝 방향 (예를 들면, X-축) 으로 이동한다. 스캐닝 수단 (14), 및 초점 광학 기구 (15) 는 함께 동작하여, 웨이퍼의 표면 상의 스캔 라인 (S, 조광 영역을 구성하는) 상으로 빔의 초점을 맞춘다. 또는, 회전 거울과 같은 다른 적절한 스캐닝 수단을 이용할 수 있다. 스캐닝 수단의 제공은 선택 사항이며, 동일한 목적을 위해, 즉, 웨이퍼 표면 상의 라인을 조광하기 위해, "비스캐닝" 빔을 이용할 수도 있다. 여기서, 장치 (1) 의 주요 부품의 묘사를 용이하게 하기 위해, 광의 전파를 개략적으로 단일 라인으로 나타낸다.
도 1의 본 실시예에서, 조광 시스템 (2) 은 웨이퍼 (W) 상에 수직의 입사빔 (10) 을 제공한다. 동시에, 광 다이렉팅 광학 기구 (12) 는 입사 및 반사된 광 성분을 분리하기 위한 빔 스플리터 (16) 를 포함한다. 그러나, 입사빔은 소정의 입사 각도로 웨이퍼의 표면 상으로 향할 수 있는 점에 주의해야 한다. 또한, 통상, 브라이트-필드 기반 시스템은 다크 필드 이미지를 위해 이용되는 동일한 조광 경로 또는 그 자체의 조광 경로를 모두 이용할 수 있는 점에 주의해야 한다.
전술한 바와 같이, 본 실시예에서, 검출 유닛 (4) 은 브라이트 필드 이미지 모드에서 동작하고, 즉, 스캔 라인 (S) 으로부터 정반사된 광 성분 (10A) 을 집광하며, 여기서, 정반사된 광은 소정의 입체각 내에서 전파된다. 검출 유닛 (4) 은, 정반사된 광을 집광하여 수광하고 스캔 라인 (S) 의 이미지를 나타내는 데이터를 발생시킬 수 있는 PMT, CC, 또는 핀-다이오드와 같은, 적절한 검출기를 포함한다.
각각의 검출 유닛 (6) 은 다크 필드 이미지 모드에서 동작하며, 즉, 웨이퍼의 표면으로부터 산란된 광 성분 (10B) 을 가장 정반사가 발생되는 곳과 다른 방위각과 높이에서 상승 차이를 집광한다.
통상적으로 말하면, 이하 설명된 바와 같이, 검출 유닛 (6) 의 집광 광학 기구는 (집광 각도 필드를 구성하는) 소정의 최대 집광 입체각을 갖는다. 검출 유닛 (4) 은, 패턴 구조의 이미지를 획득하기 위해 이용되고, 검출 유닛 (6) 으로 광을 검출하기 위해 이용되는 집광 각도 필드의 적어도 하나의 입체각 세그먼트의 결정과 이미지의 분석을 가능하게 한다. 적어도 하나의 입체각 세그먼트는, 패턴으로부터 되돌아온 광의 분산이 집광 각도 필드의 다른 입체각 세그먼트의 것에 비해 작은 광의 것이다.
따라서, 도 1의 실시예에서, 검출 유닛 (4) 이 브라이트 필드 검출 모드로 동작되더라도, 이미지 획득과 분석이 가능하므로, 고-해상 다크 필드 검출에 이용할 수 있다. 이미징과 검사 목적을 위해, 고-해상 다크 필드 검출기를 이용할 수 있다.
본 발명은, 통상적으로, 패턴의 이미징을 위한 브라이트-필드 검출기로서 광학 검사 장치에 설치되는 자동-초점 시스템의 검출기를 이용할 수도 있다. 도 2에는, 조광 시스템 (102), 브라이트 필드 검출 모드로 동작하는 자동-초점 시스템 (103), 및 4개의 다크-필드 기반 검출 유닛 (6) 을 포함하는 통상적으로 설계된, 광학 검사 장치 (100) 가 나타나 있다. 검출기 (6) 와 자동-초점 시스템 (103) 의 것 (미도시) 은 제어 유닛 (7) 과 연결된다. 시스템의 검출기는 제품 상에서 조광된 영역의 이미징을 가능하게 하고, 이 이미지는 제어 유닛에 의해 분석되어, 검출 유닛 (6) 으로 광을 검출하기 위해 이용되는, 최대 집광 각도 필드의 집광 각도를 결정한다.
도 1 및 2의 두 실시예에서 4 개의 검출 유닛 (6) 은 유사한 구성을 가지므로, 도 3을 참조하여 오직 하나의 주요 구성만을 설명한다. 검출 유닛 (6) 은 집광 시스템 (18) 및 검출기 (20) 를 포함하고, 그 자체의 구성 및 동작을 공지된 PMT와 같은 적절한 종류로 할 수도 있다.
바람직한 실시예에서, 집광 시스템 (18) 은, 광학 시스템 (30) 에 이어, 집광 광학 기구 (22, 제 2 집광 광학 기구를 구성하는), 간섭 (이미징) 섬유 번들 (26, 이미지 전파 수단을 구성하는), 및 마스크 어셈블리 (28, 필터를 구성하는) 를 포함한다. 필수적인 소자는 아니지만, 바람직한 실시 형태에서는, 광학 기구 (22) 의 광 경로에 삽입된 편광자를 포함한다. 간섭 섬유의 동작 원리는 공지되어 있으므로, 다음에 언급되는 것을 제외하고 상세하게 설명할 필요는 없다. 간섭 섬유 번들은 이미지의 전송을 위해 이용된다. 간섭 섬유 번들의 개별 섬유의 상대적인 위치는 유지되고, 이 사실로 인해, 섬유 번들은 입력과 출력 신호 사이의 소망의 선형적인 일치를 제공한다.
따라서, 입사광 (10) 은 스캔 라인 (S) 에 영향을 준다. 도 1에 나타난 바와 같이, 정반사된 광 성분 (10A) 은 광학 기구 (3a) 에 의해 집광되어, 검출 유닛 (4) 에 의해 수광된다. 도 3을 참조하면, 웨이퍼의 표면 상의 스캔 라인 (S) 에서 종종 발생할 수도 있는 패턴과 이상 형상으로부터 산란된 광 성분 (10B) 은 광학 기구 (22) 로 전파된다. 스캔 라인으로부터 산란되고 소정의 최대 입체각 (집광 각도 필드) 으로 전파된 광 성분들 (10B) 은 광학 기구 (22) 에 의해 집광되고 편광자 (24) 로 향하게 된다. 집광 광학 기구 (22) 로부터 보장되는 광의 광학 경로 안팍 모두로 위치되는 방법으로 이동하도록, 편광자 (24) 는 적절한 구동자 (미도시) 로 동작된다. 또한, 광학 경로에서 설치되면, 편광자 (24) 는 바람직한 전송면의 방위 (편광이라 함) 가 변화되도록 하는 방법으로 회전되는 것이 가능하다. 편광자 (24) 의 전치는 이를 통과하는 광에 영향을 준다. 패턴은 "편광된 잡음" 로 나타나는 고 편광도를 가질 수도 있으므로, 편광자의 전치는 검출기를 향해 전파되는 광 성분의 신호 대 잡음비에 영향을 준다. 또한, 검사에 앞서 러닝 모드를 소정의 종류의 제품에 적용할 수도 있다. 이는 소망하는 패턴으로부터 되돌아온 광 성분내에서 소정의 편광 신호를 가능하게 하고, 따라서, 편광자 (24) 의 방위를 변경시킴으로써, 만약의 차이 (결함) 를 검출하도록 한다.
집광 광학 기구 (22) 는, 다음으로 섬유 번들 (26) 을 통해 검출기 (20) 로 전송되는 스캔 라인 (S) 의 각도 이미지를 형성하도록 설계된다. 도 4에 나타난 바와 같이, 집광 광학 기구 (22) 는 제 1 및 제 2 어셈블리 (32, 34), 및 렌즈 어셈블리 (34) 의 전 초점면 (P) 에 위치된 슬릿 (36) 을 포함한다. 렌즈 어셈블리 (32, 34) 를 통한 광 전파는 광축 (OA) 을 정의한다. 렌즈 어셈블리 (32) 는, 스캔 라인 (S) 으로부터 산란되고 소정의 입체각으로 전파되는 광 성분을 집광하도록 위치된다. 렌즈 어셈블리의 제 1 유리 표면 (32A) 의 치수는 광학 기구 (22) 집광의 입체각의 값을 정의하고, 이는 전체 검출 유닛 (6) 의 최대 집광 각도 ("집광 각도 필드"라 함) 이다. 렌즈 어셈블리 (32) 는 스캔 라인 (S) 의 실제 이미지 (S') 를 이미지면 (IP) 에 형성하도록 설계된다. 이미지면 (IP) 은 렌즈 기구 (34) 의 전초점면 (P) 과 거의 일치된다. 슬릿 (36) 은 실제 이미지 (S') 의 것과 유사하게 형상화되고 치수화되어, 소망의 이미지의 위치에 설치된다. 렌즈 어셈블리 (34) 는 스캔 라인 (S) 의 실제 이미지 (S') 와 각도의 이미지 (S") 로부터 형성된다. 각도의 이미지 (S") 의 각각의 점은 스캔 라인 (S) 의 어떠한 점으로부터 전파되고 최대 집광 각도의 세그먼트로 전파된 광 성분에 의해 형성된다. 각각의 최대 집광 각도의 이러한 세그먼트는 섬유 번들 (26) 의 입력 표면 (26A) 상의 대응 점 (섬유) 으로 조사되고, 섬유 번들의 출력 표면 상의 대응 점으로부터 보장되는 동일한 각도로 섬유 번들에 의해 전파된다.
슬릿 (36) 설비는 다음을 기초로 한다. 내부에서 발생된 반사에 의해, 조광 유닛은 웨이퍼의 표면 상에 스캔 라인의 추가적인 바람직하지 않은 이미지 ("고스트"라 함) 를 형성한다. 또한, 바람직하지 않은 이미지는 집광 광학 기구에 되돌아온 광 전파를 발생시킬 것이다. 이와 같이 설계되고 위치되는 슬릿 (36) 은, 렌즈 어셈블리 (34) 로 스캔 라인 (S) 의 실제 이미지 (S') 로 표현되는 집광된 광의 통과 및 이미지 (S') 로 결합되는 것과 다른 광의 통과를 차단하도록 한다.
섬유 번들 (26) 의 전 단부 (광 전파에 대응하는) 에 의해 정의된 표면 (26A) 은, 전체 집광 광학 기구 (22) 의 초점면 (FP) 에 위치됨으로써, 시스템의 엔트란스 퓨필 (entrance pupil) 에 대한 가장 바람직한 위치를 정의한다. 섬유 번들 (26) 과 관련된 이와 같은 집광 광학 기구 (22) 의 설계 및 그 위치는 집광 시스템 (18) 의 해상도가 현저하게 증가될 수 있도록 하고, 섬유 번들 동작이 최적화되도록 한다. 섬유 번들 (26) 의 직경은 바람직하게는 약간 초과되어, 최대 집광 각도의 콘 (corn) 에 의해 정의되는 모든 집광 빔 (예를 들면, 최대 집광 각도의 입체각 세그먼트) 이 섬유 번들 (26) 로 들어가도록 한다.
따라서, 집광 광학 기구 (22) 는 스캔 라인 (S) 의 각도 이미지 (S") 를 형성하고, 이미지를 나타내는 집광된 광을 섬유 번들 (26) 로 향하도록 한다. 이미지 (S") 의 각각의 점은 스캔 라인 (S) 상의 어떠한 점으로부터 산란된 집광 성분 (집광 각도 필드 내의) 전파의 소정의 각도로 나타난다. 각각의 각도의 광 성분은, 섬유 번들 (26) 의 입력 표면 (26A) 상에 대응하는 점 (섬유) 으로 조사되고, 섬유 번들에 의해, 섬유 번들의 출력 표면 상의 대응하는 점의 결과로 따르는 동일한 각도로 전파된다. 이 기술은 스캔 라인 (S) 을 따르는 모든 점 및 검출 유닛 (6) 에 대해 동일한 각도 필드를 보장함으로써, 모든 검출 유닛 (6) 에 의해 발생된 데이터를 비교할 때, 검출될 수 있는 다르게 나타난 신호들의 신호 대 잡음비를 증가시킨다.
도 5a에 따르면, 마스크 어셈블리 (28) 는, 통상의 디스크 형상의 불투명판 (40) 에 형성되는 복수개의 다르게 설계된 마스크로 구성된다. 예를 들면, 홀을 갖는 금속 디스크 또는 크롬 함유 유리 마스크가 될 수도 있다. 전파 광의 광학 경로에 소망의 일 마스크를 선택적으로 위치시키도록, 섬유 번들의 장축에 수직한 면에서의 회전을 위해, 디스크 (40) 는 모터에 의해 회전되며, 여기서는 이를 특별히 나타내지 않는다.
도 5a의 본 발명에서, 복수개의 다른 마스크가 투명 또는 불투명 영역에 의해 형성된 주기적인 패턴으로 배열되고, 디스크 (40) 의 주변 영역을 따라 연장된다. 각각의 패턴 영역은 국지적으로 근접하는 투명 및 불투명 영역의 다른 결합에 의해 형성되고, 패턴의 다른 영역에 의해 형성되는 복수개의 다른 마스크로부터 하나의 마스크를 나타낸다. 좌측의 이웃 영역과 결합되고, 우측의 이웃 영역과 결합되는, 하나의 투명/불투명 영역은 2개의 다른 영역들을 각각 형성할 수도있다. 이 축들에 대해 디스크를 회전시킴으로써, 다른 패턴의 영역 (마스크) 이 디스크 상에서 충돌하는 집광광의 광학 경로에 위치된다.
도 5b는 도 5a의 마스크 어셈블리 (28) 와 비교하여 다르게 설계된 몇몇을 갖는 마스크 어셈블리 (128) 를 나타낸다. 여기서, 마스크 어셈블리는 복수개의 다르게 설계된, 본 실시예에서 128a ~ 128g 로 각각 설계되는 7가지의 마스크로 구성되며, 통상의 디스크 형상의 불투명판 (40) 에 형성된다. 마스크 어셈블리 (128) 의 동작 위치에서, 마스크 (128a ~128g) 중 하나는 섬유 번들 (26) 로부터 광의 광학 경로에 위치된다. 각각의 마스크 (128a, 128b) 들은, 렌즈 기구 (32) 중 제 1 유리 표면 (32A) 에 의해 정의되는 최대 집광 각도보다 작은 소정의 집광 입체각를 정의하는 조리개를 상징한다. 섬유 번들 (26) 로부터의 광의 광학 경로에 마스크 (128a, 128e) 중 하나를 위치시킴으로써, 최대 집광 각도의 하나의 소정의 입체각 세그먼트를 픽업할 수도 있다. 마스크 (128b, 128c, 128d, 128f, 및 128g) 는, 마스크 상의 광 충돌을 각각 전송 및 차단하는, 영역 (RT및 RB) 에 형성된 다른 패턴을 갖는다. 이러한 패턴은 각각, 동작 위치에서 (예를 들면, 섬유 번들로부터의 광의 광학 경로에 위치되는), 하나 이상의 입체각 세그먼트를 차단 (cut off) 하거나 픽업 할 수 있다.
통상적으로, 각각의 마스크는, 최대 집광 각도 (집광 각의 필드) 의 적어도 하나의 입체각 세그먼트에 대응하는 집광에 대응하여, 적어도 하나의 전파 영역을 전파한다. 마스크 어셈블리 (28, 또는 128) 의 동작 위치에서, 마스크 중 하나는 섬유 번들 (26) 로부터의 광의 광학 경로, 즉, 웨이퍼 면의 공액면에 설치되어, 검출기 (20) 에 대해 입체각 세그먼트에 대응하는 광 성분을 전파하도록 한다.
복수개의 다른 마스크를 갖는 마스크 어셈블리의 공급은 전체 검출 유닛 (6) 의 집광 각도를 선택적으로 변화시킴으로써, 맞춤 집광을 제공하도록 한다. 이와 같은 마스크 어셈블리가, 고도 및 방위 산란 각도를 닮은, A1및 A2으로 나타내는, 두 개의 상호 수직축을 동시에 따르는 입체각 변화를 제공한다는 것은 중요하다.
본 발명의 목적을 위해, 패턴으로부터 산란된 광 성분은 검출된 신호가 필터링된 "잡음" 로 나타나는 반면, 이상 형상으로부터 산란된 광 성분이 검출될 "결함"으로 나타난다. 입체각 세그먼트가 검출기 (20) 를 향해 전파되는 광으로 필터링되는 것 또는 입체각 세그먼트가 주요 생산된 집광으로 선택되어야 하는 것을 결정하기 위해, 웨이퍼 패턴에 대한 지식이 필요하다. 이 패턴은, 검출 유닛 (도 1의 4) 으로부터 획득되는 스캔 라인의 브라이트 필드 이미지에서, 자동-초점 시스템 (도 2의 103) 또는 고-해상 다크 필드 검출기로 나타낼 수 있다.
따라서, 이미지의 데이터 표시는 적절하게 발생되고, 이 데이터를 분석하고 "모델화 (modeled)"하는 제어 유닛 (7) 으로 전파함으로써, 패턴의 시뮬레이션 이미지를 구성한다. 이를 도 6a 및 도 6b에 나타낸다. 도 6은 기초 셀 소자 (CE) 의 거의 완벽한 주기적인 2차원 패턴 형상으로 조광된 영역의 실제 이미지 (Ipat) 를 나타낸다. 이 패턴 구조의 모델링은 반복되는 셀 내의 모든 소자(CE) 를 점-스캐터링 물체로 교체하는 것을 포함한다. 도 6b은 불연속 산란 (DS) 으로 형성된 구조 (Ipat) 의 모델 (SM) 을 나타낸다.
이미지 모델링의 단계는 다음의 단계를 포함한다:
(1) 제로 (zero) 변동을 나타내지 않고, 이미지 (Ipat) 자체의 매트릭스를 보정하고, 두 외부 치수내의 보정 변동에 대한 기초 셀 치수에 대응하는 제 1 최대값을 결정하는 것으로 구성되는, 셀 구조 인식.
(2) 기초 셀 구조를 FCC, BCC 와 같은 공지된 셀 구조 목록으로부터 선택할 수도 있는 동안, 단계 (1) 에서 결정된 구조와 치수를 이용하여 이미지를 구성하고, 결과가 원 이미지와 대응되는, 셀 구조 인식. 최대 대응값을 부여하는 구조가 소망의 셀 구조이다.
(3) 각각의 기초 소자 (CE) 에 대한 점 산란을 추측.
이미지 모델링 단계의 결과는 산란 강도에 따라 비례하는 웨이퍼 표면으로부터의 산란 패턴을 나타내는, 2차원적인 불연속 산란 함수 (Sij) 이다.
공지된 구조의 X축과 Y축 (예컨대, "간격 (pitch)") 을 따라 2개의 반복되는 불연속 산란들 사이의 거리의 데이터 표시는, 미리 제어 유닛의 메모리내에 들어가고 저장된다. 이는, FCC, BCC, 대각선 및 라인 구조와 같은 공지된 구조의 4가지 실시예를 각각 나타내는 도 7a 내지 도 7e에 나타난다. 여기서, Δx 및 Δy는 X-축 및 Y-축에 따른 구조 피치이다.
실제의 산란 패턴을 고려하기 위해, 조광 기능의 실제 형상 및 크기가 산란면 상에 조사되어야 한다. 즉, 주기적인 산란 계산의 단계를 수행한다. 이를 위해, 조광 기능을 설정하고, 이 기능과 충돌되는 각각의 소자로부터의 산란의 불연속 합계를 수행한다.
(A) 조광 기능 설정
웨이퍼 상의 회절이 제한된 스팟 입사의 모델로서, 조광 기능 모델을 선택하함으로써, 웨이퍼 표면 상의 각각의 불연속 부분 상의 입사 강도를 나타내는, 2차원 불연속 기능 (Lij) 을 획득한다. 불연속 조광 기능은, 스팟 크기, 입사각, 스팟 크기에 따른 상 뒤틀림, 및 스캔 라인에 따른 위치와 같은, 다양한 파라미터를 고정한 트런케이티드 (truncated) 가우시안 빔으로 구성된다. 웨이퍼 상의 스팟은 다음의 파라미터에 의해 특징되는 트런케이티드 가우시안의 퓨리에 변환 (Fourier transform) 이다.
- 양 주축에 대한 1/e2에서의 스팟 크기 (스캔 및 크로스 스캔);
- 스팟의 최대 강도에 대한 아포디제이션 (apodization) 폭 및 위치;
- 하나 또는 2개의 스팟 주요축에 따른 선형적 위상차로 시뮬레이션되는 스팟 텔레센트리시티 (telecentricity);
- 스팟에 걸친 통상의 상 뒤틀림; 및
- 스캔 라인의 길이
전술한 단계의 결과는 웨이퍼 표면 상에서의 각각의 불연속 부분 상의 입사 강도를 나타나는 2차원적 불연속 기능 (Iij) 이다.
도 8은 간단한 가우시안 스팟의 실시예를 나타낸다. 여기서, 분포 RMS는 10㎛이고, 따라서, 20㎛의 스팟 사이즈를 모델링하고, 총 강도는 1로 표준화된다.
다음으로, 평면 상에 사물이 산란되는 각각의 점의 스캐터링 강도의 결과는, 산란 구조 (Sij) 와 조광 기능 (Iij) 의 각각의 곱에 의해 산정된다.
(B) 집광 각도 필드 내의 모든 각도로 표면상에 분산된 레이웨이 포인트 스캐터의 산란을 합산하고, 산란 문제의 형상을 이용하여 도 9에 나타낸다.
벡터 파동 공식을 이용하여, 결과물 파장 분포는 표면 필드 분산의 진폭과 상 합계에 의해 반사 패턴을 둘러싸는 많은 구형의 각각의 점으로 산출된다. 공지된 바와 같이, 작은 다이폴에 의한 파 필드 (far field) 전기장의 통상의 백터 형식은 다음과 같이 주어진다.
여기서, r은 검출기의 위치를 정의하는 벡터; P는 다이폴의 진동 방위를 정의하는 벡터; 및 k는 파동수 (｜k｜= 2π/λ, 여기서, λ는 빔의 파장) 이다. 포인트 산란 물체 대신, 형식 요소를 고려할 수 있다는 점에 주목해야 한다.
주어진 입사 파장 분극 (p0) 에 대해, 스케일링 요소는 p=p0가 되는 상태로 존재하지 않는 것으로 가정한다.
필드 합계는 다음과 같다:
여기서,
이고, R은 검출기의 거리이다.
검출기의 스피어 내의 결과 강도 분포는 다음과 같이 주어진다.
시뮬레이션 다크 필드 산란 패턴으로 시뮬레이션된 이 결과는 통상 소정의 각도에 위치된 복수개의 강한 로브 (lobe) 들로 구성된다. 이 시뮬레이션 모델 패턴을 집광 각도 필드에 따른 실제 산란 강도의 이미징과 비교할 수 있다. 도 10a 및 도 10b은, 각각, 이미징 섬유를 이용하여 보여지는 실제 패턴과 웨이퍼 구조로부터의 산란의 시뮬레이션에 의해 획득되는 것을 나타낸다. 따라서, 이는 시뮬레이션 이미징 플롯에서 강한 로브로서 보여지는 주기적인 패턴으로부터 상승하는 "백그라운드" 강도를 차단함으로써, 검출된 신호에서의 신호 대 잡음비가 현저하게 상승될 수 있음을 증명한다.
도 5a 및 도 5b로 되돌아가면, 유효 다크 필드 마스크는, 집광 각도 필드의 각도 공공 (vacancy) 를 최대화하면서, 구조 산란 강도를 최소화하는 최적 알고리즘을 기초로 하여 발견될 수 있다. 이 유효 마스크는 웨이퍼를 스캐닝하면서 이용될 수 있다.
대부분의 패턴화된 제품이 연속으로 제조되는 것에 주목하는 것은 중요하다. 따라서, 동일한 제품으로 적용되는 제조 단계 중 하나로 획득되는 각각의 제품 타입 또는 구조는 이미 이미지화되어, 패턴으로부터의 산란된 광의 전파에 대응되는 입체각 세그먼트를 주어진 광학 기구의 최대 집광 각도 내에서 결정할 수 있다. 이러한 데이터를 기초로 하여, 라이브러리를 마련하여, 제어 유닛의 메모리 내에 저장할 수 있다. 이 경우, 검사 대상 구조의 이미지를 획득하고 분석하기 위한 소정의 검출 모드 (브라이트 필드 또는 다크 필드 검출) 를 실제로 적용할 필요는 없지만, 라이브러리로부터 참조 자료를 다소 이용함으로써 마스크 어셈블리 (필터) 를 동작시킨다. 다른 종류의 제품은, 다르게 패턴화된 최상층으로 다르게 제조하는 단계 후의 웨이퍼가 아닌, 동일한 웨이퍼 등의 패턴 구조와 다르다.
비록 상세하게 나타내지는 않았지만, 마스크 어셈블리 (28, 또는 128) 가 섬유 (26) 의 집광된 광 업스트림 (upstream) 의 광학적 경로에 수용될 수 있는 것에 주목해야 한다. 이 경우, 마스크 어셈블리는 집광 광학 기구 (22) 의 초점면 (FP) 에 위치되어야 하고, 섬유 번들 (26) 은 이미지 섬유이거나 그렇지 않아야 한다.
또한, 이와 같은 기계적 필터는, 그 자체의 구성과 동작이 공지된 MEMS (micro electro-mechanical structure) 또는 프로그램가능한 액정 표시 장치 (LCD) 로 교체될 수도 있음을 주목해야 한다. LCD 세그먼트는 광 밸브이고, 오픈 모드에서 광이 전송 또는 반사하는 경우 (이에 이용된 액정 재료의 종류에 따라), 및 클로즈 모드에서 광을 차단하는 경우이다. 전파 LCD 형상의 공간 필터는 미국 특허 제 5,276,498 호에 실시예로 개시되어 있다.
반사형 LCD 또는 MEMS 가 마스크 어셈블리로서 이용되는 경우, 섬유 번들은 필터로 (선택 마스크) 부터 반사된 집광을 수광하도록 위치되는 것을 이애해야 할 것이다. 이 섬유 번들은 이미징 형태가 불필요하다.
도 3을 다시 참조하면, 광학 시스템 (30) 은 검출기 (20) 의 감지 표면 전체로 마스크 어셈블리 (28, 또는 128) 에 의해 집광된 광을 조사하도록 설계되어 있다. 예를 들면, 시스템 (30) 은 텔레센트릭 (telecentric) 이미징 시스템이 될 수도 있으며, 여기서, 검출기 (20) 의 감지 표면은 시스템의 엔트란스 퓨필의 위치에 위치된다. 텔레센트릭 이미징 광학 기구의 원리는 공지되어 있으므로, 이와 같은 광학 기구들이 장거리-주입 확대 변화를 필요로 하지 않고, 시스템의 광학 축을 따라 광범위의 거리에 걸쳐 이미지의 동일한 배율을 유지하는 점을 제외하고, 상세하게 설명할 필요는 없다. 마스크 어셈블리에 의해 집광된 광을 전체 감지 표면으로 조사하는 광학 기구의 제공은 다음과 같이 구성된다. 통상, 검출기의 감지 표면은 비균일 감지 분포를 갖는다. 공간적으로 분리된 광 콘 (마스크에 의한) 이 대응 감지 표면 상의 분리된 영역에 조사되었다면, 검출기에 의해 발생된 입력 신호의 검출 차이는 이러한 영역의 감지 차이와 관련되고, 산란된 광의 차이와 관련될 수는 없다. 출력 신호와 선택된 집광 각도 사이의 이와 같은 바람직하지 못한 의존도를 피하기 위해, 광학 기구 (30) 는 집광된 광 성분 (선택된 각도) 들의 각각의 하나에 의해 전체 감지 표면의 조광을 제공한다.
당해 기술에서의 당업자는 첨부된 청구 범위에 의해 발명의 범주를 벗어나지 않고 전술한 발명의 바람직한 실시예와 같은 다양한 변형 및 변화를 가할 수 있다. 예를 들면, 이미징을 목적으로 하는 집광/검출 어셈블리는 고-해상 브라이트 또는 다크 필드 검출 모드로 동작될 수도 있다. 섬유 번들은 광 전파의 특정 수의 조리개를 유지하기 위한 통상의 다렌즈 시스템인, 전파 광학 기구와 같은 다른 적절한 이미지 전환 수단으로 교체될 수도 있다. 마스크 어셈블리는, 전송 및 불투명 영역의 주기적인 패턴으로 이루어는지는 것보다는, 통상의 디스크로 이루어진 복수개의 존재하는 분리된 마스크를 포함할 수도 있으며, 이미지 전송 수단 전후에 모두 설치될 수도 있다.

Claims (21)

  1. (ⅰ) 제품 상의 영역을 입사광으로 조광하여, 조광 영역으로부터 되돌아온 광을 형성하는 단계;
    (ⅱ) 상기 조광 영역의 이미지를 획득하고, 이를 표시하는 데이터를 생성하는 단계;
    (ⅲ) 상기 생성된 데이터를 분석하고, 정반사된 광의 전파 (傳播) 의 입체각 (solid angle) 외측의 소정의 집광 각도 필드내에서, 상기 조광 영역의 패턴으로부터 산란된 광 성분의 강도 분포를 결정하는 단계; 및
    (ⅳ) 상기 결정된 분포에 기초하여, 상기 소정의 집광 각도 필드에서 집광되는 광을 필터링함으로써, 상기 조광 영역으로부터 산란되어 상기 소정의 집광 각도 필드의 적어도 하나의 소정의 입체각 세그먼트로 전파되는 광성분을 집광하고, 상기 집광된 광 성분들을 검출 장치로 안내하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴화된 제품의 광학 검사 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 생성된 데이터를 분석하는 단계는,
    산란된 패턴을 나타내는 불연속 어레이를 획득하도록, 상기 조광된 영역의 패턴 구조의 모델을 구성하는 단계;
    상기 소정의 집광 각도 필드내에서 다크-필드 산란 패턴을 시뮬레이션하는 단계; 및
    상기 시뮬레이션 결과에 기초하여, 주기적인 패턴으로부터 상승하는 백그라운드 강도를 결정함으로써, 상기 소정의 입체각의 다른 세그먼트에 비해 백그라운드 강도가 작아지는 위치로서 상기 적어도 하나의 입체각 세그먼트를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴화된 제품의 광학 검사 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 모델을 구성하는 단계는,
    양 측면 치수의 수 배로 반복된 패턴의 요소인 기초 셀의 치수를 결정하는 단계;
    상기 패턴에서 셀 구조를 결정하는 단계; 및
    각각의 기본 셀에 대해 산란하는 지점을 가정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴화된 제품의 광학 검사 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 획득된 이미지는 브라이트 필드 검출 모드로 획득되는 것을 특징으로 하는 패턴화된 제품의 광학 검사 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 획득된 이미지는 다크 필드 이미지 검출 모드로 획득되는 것을 특징으로 하는 패턴화된 제품의 광학 검사 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 제조 라인 상에서의 상기 패턴 제품 처리 과정은 유사한 패턴 제품의 스트림 (stream) 이고, 상기 단계 (ⅱ) 와 (ⅲ) 은 상기 스트림에서제 1 패턴 제품에 대해서만 수행되는 것을 특징으로 하는 패턴화된 제품의 광학 검사 방법.
  7. 패턴 구조로부터 정반사된 광의 전파의 입체각 외측에 있는, 검사 대상 제품으로부터 산란된 광의 소정 최대 집광 입체각으로, 패턴 구조를 검사하는 방법으로서,
    검사 대상인 상기 패턴 구조를 포함하는 복수개의 패턴 구조와 대응하며, 상기 입체각 세그먼트 각각은, 상기 패턴으로부터 산란된 광의 분포가 상기 집광의 상기 입체각의 다른 입체각 세그먼트에 비해 실질적으로 작은, 대응 패턴 구조로부터 산란되는 광 성분의 전파 방향에 각각 대응하는, 상기 소정의 최대 집광 입체각 내에서 광 전파의 복수개의 입체각 세그먼트를 나타내는, 데이터를 포함하는 데이터베이스를 제공하는 단계; 및
    상기 패턴 구조를 나타내는 상기 데이터를 상기 데이터베이스로부터 선택하는 단계로서, 상기 데이터는 상기 소정의 최대 집광 각도로 집광되는 전체 광으로부터 대응하는 입체각 세그먼트로 전파되는 광 성분을 필터링하여, 상기 광 성분을 검출하도록 이용되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 구조를 검사하는 방법.
  8. 패턴화된 제품을 검사하기 위한 광학 검사 장치로서,
    상기 제품 상의 영역을 조광하기 위한 조광 시스템;
    정반사된 광 성분의 전파의 입체각 외측에 위치되는 소정의 집광 각도 필드의 상기 조광된 영역으로부터 산란된 광 성분을 집광하는 집광 시스템;
    산란되어 집광된 광 성분의 광학 경로에서, 상기 소정의 입체각 필드의 소정의 입체각 세그먼트로 전파되는 광 성분을 분리하도록 작동가능한 필터;
    상기 산란되어 집광된, 광의 필터링된 부분을 수광하여 이를 나타내는 데이터를 생성하는 검출 유닛을 포함하는 검출 시스템; 및
    조광 영역에서의 패턴으로부터 산란된 광 전파의 적어도 하나의 입체각 세그먼트를 나타내는 소정의 데이터에 따라, 산란되고 집광된 광의 광학적 경로에서 필터를 동작시키기 위한 제어 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 검사 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 조광된 영역의 이미지를 획득하고, 상기 소정의 데이터를 결정하기 위해, 제어 유닛에 의해 분석될 상기 이미지를 나타내는 데이터를 생성하기 위한 집광/검출 시스템을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 검사 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 획득된 이미지는 브라이트 필드 검출 모드로 획득되는 것을 특징으로 하는 광학 검사 장치.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 획득된 이미지는 다크 필드 검출 모드로 획득되는 것을 특징으로 하는 광학 검사 장치.
  12. 패턴화된 제품을 검사하는 광학 검사 장치로서,
    (a) 상기 제품상의 영역을 조광하기 위한 조광 시스템;
    (b) 상기 조광된 영역으로부터 되돌아온 광 성분을 집광하는 제 1 집광 기구, 및 정반사된 광 성분의 입체각 외측에 위치되는 소정의 집광 각도 필드에서 조광 영역으로부터 산란된 광 성분을 집광하는 제 2 집광 기구를 포함하는 집광 시스템;
    (c) 산란되어 집광된 광 성분의 광학 경로에서 상기 소정의 집광 각도 필드의 소정의 입체각 세그먼트로 전파되는 광 성분을 분리하도록 선택적으로 작동 가능한 필터;
    (d) 상기 제 1 집광 기구에 의해 집광된 광 성분을 검출하고, 이를 나타내는 데이터를 발생하기 위한 제 1 검출 유닛, 및 산란되어 집광된 광의 필터링된 부분을 검출하고 이를 나타내는 상기 데이터를 발생하는 제 2 검출 유닛을 포함하는 검출 시스템; 및
    (e) 상기 데이터를 분석하여 상기 필터를 동작시키는 제 1 검출기에 의해 발생된 데이터에 응답하는 제어 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 검사 장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 필터는, 상기 집광 각도 필그의 다른 입체각 세그먼트를 차단하기 위해, 상기 집광 각도 필드의 적어도 하나의 입체각 세그먼트를 각각 필터하고, 제 2 검출 유닛으로의 전파를 허용하는, 복수개의 다른 마스크를포함하는 것을 특징으로 하는 광학 검사 장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 복수개의 다른 마스크는, 투명 및 불투명 영역에 의해 형성되고, 디스크형 플레이트의 둘레 영역을 따라 연장되는, 연속적인 패턴을 나타내는 것을 특징으로 하는 광학 검사 장치.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 다른 마스크는 디스크형 플레이트의 둘레 영역을 따라 이격된 관계로 배열되는 것을 특징으로 하는 광학 검사 장치.
  16. 제 12 항에 있어서, 상기 제 1 검출 유닛에 의해 생성된 상기 데이터의 분석은 상기 소정의 집광 각도 필드의 다른 세그먼트에 비해 상기 백그라운드 강도가 작은, 상기 적어도 하나의 집광의 입체각 세그먼트를 결정되도록, 연속적인 패턴으로부터 상승하는 백그라운드 강도를 결정하는 단계로 구성되며, 상기 필터는, 상기 적어도 하나의 입체각 세그먼트로 전파되는, 전체 산란되어 집광된 광으로부터 필터하기 위해 동작되는 것을 특징으로 하는 광학 검사 장치.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 제어 유닛은, 상기 제 1 유닛에 의해 생성되며, 상기 조광된 영역의 패턴의 이미지를 나타나는 데이터를 수신하고, 산란 패턴을 나타내는 불연속 어레이 형상으로 조광된 영역의 패턴 구조의 모델을 구성하며, 상기 소정의 집광 각도 필드내에서 다크필드 산란 패턴을 시뮬레이션하는 공정 설비를포함하는 것을 특징으로 하는 광학 검사 장치.
  18. 제 12 항에 있어서, 조광 영역으로부터 산란되는 광을 검출하기 위해, 적어도 하나의 추가 검출 유닛을 더 포함하고, 적어도 두 개의 검출 유닛은 다른 방위 각도에서 집광된 광 부분을 검출하는 것을 특징으로 하는 광학 검사 장치.
  19. 제 12 항에 있어서, 상기 조광 영역으로부터 되돌아온 상기 광의 상기 집광 및 검출은 브라이트 필드 검출 모드를 이용하는 것을 특징으로 하는 광학 검사 장치.
  20. 제 9 항에 있어서, 상기 조광 영역으로부터 되돌아온 상기 광의 상기 집광 및 검출은 다크 필드 검출 모드를 이용하는 것을 특징으로 하는 광학 검사 장치.
  21. 구조로부터 정반사된 광의 전파의 외측에 위치되는, 검사 대상의 구조로부터 산란된 광의 소정의 최대 집광 입체각에 의한 패턴 구조의 광학 검사를 위한 시스템에 이용되는 제어 유닛으로서,
    상기 제어 유닛은 검사 대상인 상기 패턴 구조를 포함하는 복수개의 데이터 기록을 포함하는 데이터베이스가 저장된 메모리를 포함하며,
    상기 데이터 기록은, 각각, 상기 최대 집광 입체각의 다른 입체각 세그먼트에 비해 패턴으로부터 산란된 광의 분포가 실질적으로 작은, 대응 패턴 구조로부터산란된 광 성분의 전파의 방향에 대응하는 적어도 상기 소정의 최대 집광 입체각를 나타내는, 하나의 입체각 세그먼트를 나타내는 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 검출 유닛.
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