KR20070017596A - 검사 장치 - Google Patents

Abstract

효과적인 검사 공정을 수행할 수 있는 검사 장치는, 전자빔을 생성하는 전자건, 전자빔을 집속하기 위한 집속렌즈, 피검체에 대한 전자빔의 초점을 조절하기 위한 대물렌즈, 집속렌즈와 대물렌즈 사이에 위치하며 전자빔을 대물렌즈의 한점으로 편향시키기 위한 주사코일 및 대물렌즈를 통과한 전자빔을 필터링하여 피검체에 조사하기 위한 애퍼처, 애퍼처를 이동시키는 이송 모듈, 피검체로부터 생성된 2차 전자를 수집하기 위한 검출기, 수집된 2차 전자로부터 피검체의 이미지를 생성하는 디스플레이 모듈, 그리고 이송 모듈을 원격으로 제어하기 위하여 디스플레이 모듈에 인접하게 배치되는 컨트롤러를 포함한다. 이 경우, 전자건, 집속렌즈, 대물렌즈, 주사코일, 및 애퍼처는 진공 분위기가 조성된 하우징 내부에 배치될 수 있다. 이송 모듈은 하우징 내부의 진공 분위기를 저해하지 않도록 상기 하우징 외측에 설치될 수 있다. 본 발명에 따르면, 애퍼처를 정확, 용이 및 신속하게 그리고 원격으로 얼라인 시킬 수 있다.

Description

검사 장치{INSPECTION APPARATUS}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 장치를 설명하기 위한 구성도이다.

도 2는 도 1에 도시한 이송 모듈을 설명하기 위한 개념도를 도시한 것이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100：검사 장치 101：전자건

105：하우징 110：집속렌즈

120：대물렌즈 130：주사코일

140：애퍼처 142：광 투과부

150：이송 모듈 160：검출기

162：조절 유닛 170：디스플레이 모듈

180：컨트롤러 B：전자빔

E1：1차 전자 E2：2차 전자

S：받침대 W：피검체

본 발명은 검사 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 피검체로부터 방출된 2차 전자를 수집하여 영상 데이터로 처리한 다음, 피검체의 일 영역을 검사하는 검사 장치에 관한 것이다.

근래 들어, 반도체 장치에 대한 연구는 보다 많은 데이터를 단시간 내에 처리하기 위하여 반도체 장치의 고집적화 및 고성능화를 추구하는 방향으로 진행되고 있다. 이러한 반도체 기판의 고직접화 및 고성능화에 따라 라인(line), 스페이스(space), 콘택 홀(contact hole) 또는 패턴(pattern) 등과 같은 미세 구조물의 치수나 미세 구조물들 사이의 간격은 계속 줄어들고 있다. 반도체 기판 상에 정확한 치수로 패턴을 포함하는 미세 구조물을 형성하지 못할 경우에는, 미세 구조물 자체의 불량뿐만 아니라 후속 공정에 영향을 미쳐 반도체 장치의 전체의 불량률을 높이는 문제가 발생된다. 따라서 반도체 기판에 정확한 치수로 미세 구조물을 형성하는 것이 매우 중요하게 대두되며, 각 미세 구조물을 형성하기 위한 공정 전후에 정확한 치수로 미세 구조물이 형성되는 지를 판별하는 미세 구조물의 측정 공정도 반드시 필요하게 되었다.

반도체 기판에 형성된 미세 구조물들의 치수를 측정할 필요가 요구되는 공정 가운데 대표적인 것으로는 리소그래피(lithography) 공정을 들 수 있다. 통상적으로 리소그래피 공정에 있어서는, 미리 결정된 일련의 연속 공정에 일련의 마스크들이 사용된다. 각각의 마스크들은 반도체 기판에 형성되는 회로 성분에 대응하는 복잡한 패턴들을 포함한다. 이러한 마스크들은 반도체 기판에 형성된 절연막 또는 도전막 등과 같은 박막 상에 미리 도포되어 있는 포토레지스트 막을 패터닝하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 데 사용된다. 상기 마스크의 패턴을 포토레지스트 막에 전사하기 위해서는 스캐너(scanner) 또는 스텝퍼(stepper)와 같은 노광 장치가 이용된다. 포토레지스트 막은 포토레지스트 패턴을 형성하도록 노광 및 현상되며, 이와 같은 포토레지스트 패턴을 이용하여 배선이나 도전 패턴 또는 홀 등과 같은 미세 구조물을 형성하도록 하부의 도전막 또는 절연막을 선택적으로 식각한다.

상기 광 리소그래피 공정에 있어서, 반도체 기판 상에 소정의 미세 구조물을 형성하기 위한 포토레지스트 막은 광이 조사되어야 하는 부분과 광에 노출되면 안되는 부분을 포함한다. 광 리소그래피 공정을 수행하는 동안 광축의 중심 부분으로부터 광이 입사되는 경우와 광축의 중심부로부터 벗어난 측 방향으로 광이 입사되는 경우가 존재한다. 광속의 초점으로부터 이탈된 광이 존재할 경우, 포토레지스트 막의 원하지 않는 부위가 노출될 수 있다. 광축의 중심 부분으로부터 광이 입사될 경우, 광의 사입사각은 동일하기 때문에 균일한 해상력으로 포토레지스트 패턴을 형성할 수 있다. 그러나 광축의 측 방향으로부터 광이 입사될 경우 광의 사입사각이 달라져 반도체 기판 상에는 불균일한 포토레지스트 패턴이 형성된다.

전술한 바와 같이, 반도체 기판 상에 불균일한 마스크 패턴이 형성되고, 이러한 마스크 패턴을 이용하여 절연막이나 도전막과 같은 하지막을 식각할 경우, 도전막 또는 절연막 패턴의 임계 치수(Critical Dimension; CD)의 균일성이 저하되어 후속하는 제조 공정 동안 불량을 유발할 가능성이 매우 높아진다. 여기서, 임계 치수(CD)는 반도체 장치의 상호 연결된 라인 사이의 공간적 한계 및 라인 자체의 폭에 대한 규정치로서, 반도체 장치의 제조에 허용되는 두 개의 라인들 사이의 최소 공간 또는 최소 회로 선폭을 의미한다. 이와 같은 임계 치수에 부합되게 패턴을 형 성하면, 배선 또는 라인들이 바람직하지 않게 중복되거나 서로 간섭하는 현상을 방지할 수 있다. 이와 같이 반도체 제조 공정에서, 특히 리소그래피 공정에서, 반도체 기판 상에 정확한 치수로 형성되지 않은 패턴들은 후속 공정에서 많은 차질을 유발하기 때문에, 반도체 기판에 형성되는 패턴을 포함한 미세 구조물의 정확도를 확인한 후, 후속 공정의 진행 여부를 판단하여야 한다.

현재 일반적인 결함 검사 장치는, 크게 광원을 이용한 광학 검사 장치와 현미경을 이용한 이미지 검사 장치로 크게 구분된다. 이중 이미지 검사 장치는 주로 주사 전자 현미경(scanning electron microscope: SEM)을 포함한다. 주사 전자 현미경은, 피검체에 1차 전자를 조사하고, 1차 전자에 의하여 피검체로부터 방출된 2차 전자를 수집하여 피검체의 이미지를 형성한다. 하지만 종래의 검사 장치는 주사 전자 현미경과 디스플레이 장치와의 거리가 멀어, 애퍼처를 얼라인하는데 상당한 시간이 소요되었다. 보다 자세하게 설명하면, 애퍼처의 위치를 변경하는 조절 스위치는 하우징의 외측에 설치되어있다. 조절 스위치를 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 회전시키면, 애퍼처의 위치를 변경된다. 하지만, 애퍼처의 얼라인 상태는 디스플레이 장치에서 가능하기 때문에 애퍼처의 위치를 변경한 후에는 디스플레이 장치까지 이동하여 얼라인 결과를 확인하였다.

전술한 바와 같은 이유로, 얼라인 공정에 막대한 시간 및 노력이 소요되었으며, 얼라인 정확도도 불량한 실정이다. 당연히 주사 전자 현미경 사진을 이용한 검사 공정의 소요 시간도 증가하게 되었다. 이러한 소요 시간의 증가는 전체적인 반도체 제조 공정에 영향을 미쳐 공정의 수율(throughput)을 저하시키는 한편 반도체 장치의 생산 원가를 상승시키는 원인이 된다.

본 발명은 목적은 애퍼처를 용이, 신속 그리고 자동으로 얼라인하여 효과적인 검사 공정을 수행할 수 있는 검사 장치를 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 관점에 따른 검사 장치는, 피검체를 검사하기 위한 전자빔을 생성하는 전자건(electron gun), 전자빔을 집속하기 위한 집속렌즈(condenser lens), 피검체에 대한 전자빔의 초점을 조절하기 위한 대물렌즈(objective lens), 집속렌즈와 대물렌즈 사이에 위치하며 전자빔을 대물렌즈의 한점으로 편향시키기 위한 주사코일(scan coil) 및 대물렌즈를 통과한 전자빔을 필터링하여 피검체에 조사하기 위한 애퍼처(aperture), 대물렌즈를 통과한 전자빔에 애퍼처를 얼라인시키기 위하여 애퍼처를 이동시키는 이송 모듈, 전자빔에 의하여 피검체로부터 생성된 2차 전자를 수집하기 위한 검출기, 수집된 2차 전자로부터 피검체의 이미지를 생성하여 피검체를 검사하기 위한 데이터를 제공하는 디스플레이 모듈, 그리고 이송 모듈을 원격으로 제어하기 위하여 디스플레이 모듈에 인접하게 배치되는 컨트롤러를 포함한다. 이 경우, 전자건, 집속렌즈, 대물렌즈, 주사코일, 및 애퍼처는 진공 분위기가 조성된 하우징 내부에 배치될 수 있다. 이송 모듈은 하우징 내부의 진공 분위기를 저해하지 않도록 상기 하우징 외측에 설치될 수 있다.

본 발명에 따르면, 전자빔의 진행 방향에 대하여 애퍼처를 정확 및 용이하게 얼라인 시킬 수 있다. 또한, 이송 모듈의 컨트롤러를 디스플레이 모듈에 인접하게 배치함으로써, 원격으로 애퍼처를 얼라인 시킬 수 있다. 애퍼처 얼라인 공정에 소요되던 시간을 크게 단축할 수 있다. 결과적으로는, 검사 공정의 신뢰도를 크게 향상시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 다양한 관점들에 따른 검사 장치의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기의 실시예들에 제한되는 것은 아니며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도를 도시한 것이고, 도 2는 도 1에 도시한 이송 모듈을 설명하기 위한 개념도를 도시한 것이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 검사 장치(100)는 피검체(W)로부터 반사된 2차 전자를 이용하여 이미지를 생성하기 위한 장치로서, 전자건(101), 하우징(105), 집속렌즈(110), 대물렌즈(120), 주사코일(130), 애퍼처(140), 이송 모듈(150), 검출기(160),디스플레이 모듈(170) 및 컨트롤러(180)를 포함한다.

전자건(electron gun:101)은 피검체(W)를 검사하기 위한 1차 전자(E1)들을 생성하고 가속화시킨다. 1차 전자(E1)들은 높은 전압이 걸린 양극쪽으로 가속되어 진행하여 전자빔(B)을 형성한다. 전자건(101)은 1차 전자(E1)를 방출하기 위한 필라멘트를 포함하며, 필라멘트에는 약1∼50kV의 전압이 인가되어 약 2000K의 온도로 가열될 수 있다. 전자건(101)으로부터 방사되는 전자빔(B)의 크기는 약 10∼50마이 크로미터인 것이 바람직하다.

집속렌즈(condenser lens:110)는 전자빔(B)을 한곳으로 모으는 역할 및 전자빔(B)의 세기를 결정하는 역할을 담당한다. 집속렌즈(110)는 전자가 자장에 의해 휘는 성질을 이용하여 전자빔(B)을 일점에 집속시킨다. 집속렌즈(110)는 복수개로 구성될 수 있으며, 전자빔(B)을 약 2nm이하 크기의 집속한다. 이 경우, 전자빔(B)의 사이즈가 작을수록 검사 장치(100)의 분해능은 증가한다. 집속렌즈(110)는 코일이 감아진 원통형의 전자석을 포함할 수 있다. 즉, 집속렌즈(110)는 자기렌즈로 이루어질 수 있다.

또한, 집속렌즈(110)는 1차 전자(E1)들을 실질적으로 균일한(coherent) 밀도로 진행하도록 처리한다. 집속렌즈(110)의 하방에는 집속 애퍼처(condenser aperture: 도시되지 않음)가 더 구비될 수 있다. 집속 애퍼처는 전자빔(B)의 주 진행 방향으로부터 큰 각도로 이탈하는 1차 전자(E1)들을 필터링하여, 전자빔(B)의 전류량을 제한할 수도 있다.

전자건(101)의 중심축과 집속렌즈(110)의 중심축이 정확하게 일치되지 않으면, 전자건(101)으로부터 방사되어 집속렌즈(110)에 조사되는 전자빔(B)이 어긋난 방향으로 진행하게 된다. 이는 렌즈의 수차발생의 원인이 되며 분리능을 떨어뜨리게 된다. 이 경우, 전자건(101)의 음극 바로 밑에서 전극 코일을 통해 X-Y축 방향으로 적당량을 편향하여 전자건(101)의 중심축과 집속렌즈(110)의 축을 일치시킬 수도 있다.

대물렌즈(Objective lens:120)는 집속렌즈(110)를 통과한 전자빔(B)의 초점 을 피검체(W)에 맞게 조절한다. 대물렌즈(120) 속에는 주사코일 및 비점수차 코일이 구비될 수 있다. 즉, 대물렌즈(120)는 자기렌즈로 이루어질 수 있다. 대물렌즈(120)는 전자빔(B)을 피검체(W)의 표면에 초점을 맞추므로 영상의 배율이 변하여도 초점은 변하지 않는다. 또한, 대물렌즈(120)를 이용하여 피검체(W)에 조사되는 전자빔(B)의 크기를 조절할 수도 있다. 대물렌즈(120)는 피검체(W)의 표면을 스캐닝할 마지막 크기에 맞게 전자빔(B)의 사이즈를 조절한다. 작은 전자빔(B)을 만들기 위해서 대물렌즈(120)는 초점거리가 짧고 피검체(W)의 표면에 가깝게 위치된다. 대물렌즈(120)와 피검체(W) 표면 사이의 거리를 작동거리(working distance)라 하는데, 작동 거리가 짧을수록 더욱 작은 점을 형성할 수 있으므로 영상의 해상력이 증대된다.

주사코일(scan coil:130)은 집속렌즈(110)와 대물렌즈(120) 사이에 위치하며, 전자빔(B)을 대물렌즈(120)의 한점으로 편향시킨다. 전자빔(B)은 주사코일(130)에 의하여 왕복이동하게 된다. 대물렌즈(120)를 통과한 전자빔(B)은 애퍼처(aperture:140)에 의하여 필터링된 후 피검체(W)에 조사된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 애퍼처(140)는 일정 직경의 광 투과부(142)를 가지며, 피검체(W)의 바로 위에 위치된다. 애퍼처(140)는 전자빔(B)의 주 진행 방향으로부터 큰 각도로 이탈하는 1차 전자(E1)들이 피검체(W)에 조사되는 것을 방지하고, 통과되는 1차 전자(E1)들의 양을 제한함으로써 피검체(W)에 조사되는 전자빔(B)의 전류량을 제한한다.

애퍼처(140)에서 광 투과부(142)의 크기가 작으면 피검체(W)에 조사되는 전 자빔(B)의 스팟 사이즈(spot size)가 작아지고 통과하는 1차 전자(E1)들의 수가 감소하며, 구면수차( spherical aberration)를 감소시켜 초점 심도(depth of field)를 증가시킨다. 상기 초점 심도는 집속렌즈(110)의 아래쪽부터 피검체(W)까지의 작동거리에 의해서도 영향을 받는다. 일반적으로 작동거리가 증가하면 애퍼처의 앵글(angle)이 감소하므로 작동 거리를 증가시키면 초점 심도도 따라서 증가한다.

전술한 바와 같은 애퍼처(140)의 기능들은 대물렌즈(120)와 정확하게 얼라인되었을 경우에만 효과적으로 수행된다. 대물렌즈(120)는 고정되어있기 때문에 애퍼처(140)와 대물렌즈(120)를 얼라인하기 위해서는 애퍼처(140)를 이동시키는 것이 바람직하다. 애퍼처(140)의 이동은 이송 모듈(150)에 의하여 수행된다.

이송 모듈(150)은 애퍼처(140)를 X-Y 평면에서 이동시킨다. 이송 모듈(150)은 모터와 기어들로 구성될 수 있으며, 이하 설명할 하우징(105) 외측에 설치된다. 예를 들어, 이송 모듈(150)은 애퍼처(140)의 위치를 변경하기 위하여 하우징(105) 외측으로 돌출된 조절 유닛(162)에 결함된다. 조절 유닛(162)을 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 회전시키면, 애퍼처(140)의 위치를 변경할 수 있다. 즉, 조절 유닛(162)은 기계적으로 애퍼처(140)의 위치를 변경한다. 이송 모듈(150)은 조절 유닛(162)에 결합되며, 조절 유닛(162)을 통하여 애퍼처(140)의 위치를 변경할 수 있다. 하지만, 애퍼처(140)의 위치 변경을 위하여 반드시 조절 유닛(162)이 필요한 것은 아니다. 즉, 조절 유닛(162) 없이 하우징(1050)에 내장되어 애퍼처(140)의 위치를 바로 변경할 수도 있다. 하지만, 하우징(105) 내의 진공 분위기를 저해하지 않기 위해서 이송 모듈(150)은 하우징(105)의 내측으로부터 외측으로 돌출된 조절 유닛(162)에 결합되는 것이 바람직하다.

전자빔(B)은 애퍼처(140)를 통과하여 피검체(W)에 일정 크기 및 일정 세기로 조사된다. 피검체(W)는 스터드 등의 금속제 받침대(S) 상에 배치된다. 받침대(S)는 홀더를 통하여 접지된다. 상기 홀더는 X, Y와 Z축 방향의 이동과 회전 및 기울임이 가능한 고니오미터로 구성될 수 있다.

전자빔(B)이 피검체(W)에 조사되면, 상호 작용에 의하여 피검체(W)로부터 다양한 형태의 방사선들(radiations)이 발생된다. 보다 자세하게 설명하면, 조사되는 1차 전자(E1)의 속도나 시편의 밀도에 따라서 전자빔(B)은 피검체(W) 내에 수 마이크로까지 침투한다. 피검체(W) 내에 침투한 1차 전자(E1)들은 피검체(W) 내의 원자들과 상호 작용하여 임의의 방향으로 산란되어 퍼진다. 1차 전자(E1)들이 피검체(W)의 원자들과 상호작용하면 탄성산란(elastic scattering)과 비탄성산란(inelastic scattering)하게 된다. 이 결과, 피검체(W)로부터 2차 전자(E2)가 방출된다.

검출기(160)는 상기 방사선들 중에서 피검체(W) 표면으로부터 가장 가까운 영역에서 발생하는 2차 전자(secondary electron:E2)를 수집한다. 2차 전자(E2)는 피검체(W)로부터 다양한 각도로 방출된다. 검출기(160)는 플러스 하전되어 마이너스 하전을 가진 2차 전자(E2)들을 수집한다. 2차 전자(E2)들은 약 -100V에서 +300V로 전압이 걸려있으며 검출기(160)를 둘러싸고 있는 페더레이 컵(Faraday cage)으로 이끌리게 된다. 2차 전자(E2)들이 상기 페더레이 컵에 가깝게 이르렀을 때 약 +12,000V의 전압이 걸려있고 얇게 알루미늄으로 코팅된 검출기(160)의 끝부분으로 더욱 강하게 이끌리게 된다. 2차 전자(E2)들은 얇은 알루미늄막을 통과할 정도로 충돌하게 되고, 그 다음 인광(phosphorescent)의 신틸레이터(scintillator) 물질에 충돌하여 빛(scintilla)을 방출한다. 이 빛은 광증배관(photo multiplier)에 입사된다. 광증배관으로부터 발생된 전압은 증폭과정을 거쳐 강한 전기적 신호로 바뀌게 된다. 상기 전기적 신호는 디스플레이 모듈(170)에 의하여 영상으로 표시된다. 이후, 디스플레이 모듈(170)에 나타나는 영상 및 상기 영상이 반영된 필름을 이용하여 피검체(W)가 검사된다.

피검체(W)는 소정의 가공 공정을 통하여 메모리용 또는 비 메모리용 미세 구조물들이 반복적 및 비 반복적으로 반도체 기판으로 선택될 수 있다. 반도체 기판 상에는 70~80% 정도가 반복적으로 형성되는 셀들(cells)로 이루어지고, 나머지 20~30% 정도가 비 반복적으로 형성되는 페리(peri), S/A(sense amplifier), SWD(sub-word divider) 등으로 이루어진 다이(die)들이 형성될 수 있다.

검출기(160)는 에너지는 매우 크고 후방향으로 대부분 산란하는 후방 산란 전자를 수집하기 위하여 대물렌즈(120) 밑에 위치하는 보조 검출기를 더 포함할 수 있다. 또한, X선 및 장파장의 가시광선을 수집하기 위한 이디엑스(Energy Dispersive X-ray) 검출기, 더블유디엑스(Wave Dispersive X-ray) 검출기 등을 더 포함할 수 있다.

디스플레이 모듈(170)은 검출기(160)로부터 제공된 전기적 신호를 이용하여 영상으로 나타낸다. 디스플레이 모듈(170)은 음극선관(cathode-ray tube)과 같은 영상 장치를 포함할 수 있다. 디스플레이 모듈(170)에 나타난 영상의 밝기 (brightness)는 전자빔(B)과 피검체(W)의 상호작용에 의해서 시편의 그 부위에서 발생되는 2차 전자(E2)의 개수에 비례한다. 디스플레이 모듈(170)은 전자빔(B)을 이용하여 피검체(W)를 스캐닝 함에 따라 발생되는 2차 전자(E2)들을 연속적으로 수집하여 스캐닝 영역의 이미지를 나타낸다. 또한, 디스플레이 모듈(170)은 애퍼처(140)와 대물렌즈(120)를 통과한 전자빔(B)의 얼라인 상태를 나타낸다.

전술한 디스플레이 모듈(170)을 제외한, 전자건(101), 집속렌즈(110), 대물렌즈(120), 주사코일(130), 애퍼처(140), 이송 모듈(150) 및 검출기(160)는 하우징(105)에 수용된다. 하우징(105) 내부는 진공에 가깝게 유지된다. 하우징(105) 내부를 진공으로 유지시키는 이유는 1차 전자(E1)들이 필라멘트로부터 방출되어 피검체(W)에 조사될 때까지 공기 중의 분자들과 충돌하여 산란되는 것을 방지하기 위함이다. 일반적으로 1차 전자(E1)들이 10^-4 torr정도의 진공에서는 평균자유경로(mean free path)가 약 125cm에 불과하기 때문에 하우징(105) 내부는 약 10^-7torr이상으로 유지되는 것이 바람직하다. 또한, 하우징(150)을 포함한 전자건(101), 집속렌즈(110), 대물렌즈(120), 주사코일(130), 애퍼처(140), 이송 모듈(150) 및 검출기(160)는 주사 전자 현미경(scanning electron microscope)과 유사한 기능 및 구성을 갖고 있다. 따라서 이들을 전자 현미경으로 대체할 수도 있으나, 이 경우에 이송 모듈(150)은 하우징(105) 외측에 설치된다.

하우징(105) 외측에는 이송 모듈(150)이 설치된다. 이송 모듈(150)은 애퍼처(140)의 위치를 변경하기 위하여 하우징(105) 외측으로 돌출된 조절 유닛(162)에 결함될 수 있으며, 디스플레이 모듈(170)에 인접하게 배치된 컨트롤러(180)에 의하여 원격으로 조절될 수 있다.

컨트롤러(180)는 이송 모듈(150)에 전기적으로 연결되어, 애퍼처(140)를 대물렌즈(120)를 통과한 전자빔(B)에 대응하게 원격으로 얼라인시킨다. 컨트롤러(180)는 이송 모듈(150)에 공급되는 전력을 제한하여, 이송 모듈(150)을 미세하게 조절한다. 예를 들어, 컨트롤러(180)는 이송 모듈(150)을 통하여 조절 유닛(162)을 미세한 각도로 회전시킬 수 있으며, 이 결과 애퍼처(140)는 수평방향으로 수 마이크로 단위로 이동될 수 있다. 이와 같은 컨트롤러(180)는 조이스틱(joy stick), 조그 스위치(jog switch) 등과 같은 간단하게 구성될 수 있다. 또한, 컨트롤러(180)와 이송 모듈(150)은 무선으로 연결될 수도 있음을 밝혀둔다. 전술한 실시예들외에도 컨트롤러(180)는 다양하게 변경될 수 있다. 이들을 모두 언급하는 것은 실질적으로 어렵지만, 애퍼처(140)를 원격으로 이동시킬 수 있는 컨트롤러(180)를 포함한 기술은 모두 본 발명의 범주에 속한다고 할 수 있을 것이다.

얼라인 공정 시 애퍼처(140)와 전자빔(B)의 얼라인 상태를 실시간으로 확인할 필요가 있는데, 이는 인접하게 배치된 디스플레이 모듈(170)을 이용한다. 보다 정확하게 설명하면, 디스플레이 모듈(170)에 컨트롤러(180)가 인접하게 배치된다. 검사 장치(100)의 규모가 커지면 하우징(105)과 디스플레이 모듈(170) 간의 거리가 멀어질 수 있다. 하지만, 본 실시예에 따르면 애퍼처(140)와 전자빔(B)의 얼라인 상태를 실시간으로 확인하면서 이송 모듈(150)을 용이하게 제어할 수 있다. 디스플레이 모듈(170)에 인접하게 배치된 컨트롤러(180)를 이용하면, 애퍼처(140)와 전자 빔(B)의 얼라인 상태를 실시간으로 확인하면서 이송 모듈(150)을 제어할 수 있다. 이 결과, 애퍼처(140)의 위치를 용이 및 정확하게 변경할 수 있으며, 얼라인 공정에 소요되던 시간도 크게 단축할 수 있다.

본 발명에 따르면, 애퍼처에 이송 모듈을 장착하고, 이송 모듈을 원격으로 제어하기 위한 컨트롤러를 디스플레이 모듈에 인접하게 배치함으로써, 애퍼처의 위치를 원격으로 용이하게 제어할 수 있다. 또한, 애퍼처와 전자빔의 얼라인 상태를 실시간으로 확인할 수 있음에 따라 애퍼처를 정확하게 그리고 용이하게 얼라인 시킬 수 있다. 따라서 얼라인 공정에 소요되던 시간도 크게 단축할 수 있으며, 피검체의 이미지를 이용한 검사 공정의 소요 시간도 크게 단축할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (3)

1. 피검체를 검사하기 위한 전자빔을 생성하는 전자건(electron gun);

   상기 전자빔을 집속하기 위한 집속렌즈(condenser lens);

   상기 피검체에 대한 상기 전자빔의 초점을 조절하기 위한 대물렌즈(objective lens);

   상기 집속렌즈와 대물렌즈 사이에 위치하며, 상기 전자빔을 상기 대물렌즈의 한점으로 편향시키기 위한 주사코일(scan coil); 및

   상기 대물렌즈를 통과한 전자빔을 필터링하여 상기 피검체에 조사하기 위한 애퍼처(aperture);

   상기 대물 렌즈를 통과한 편향된 전자빔에 상기 애퍼처를 얼라인시키기 위하여 상기 애퍼처를 이동시키는 이송 모듈;

   상기 전자빔에 의하여 상기 피검체로부터 생성된 2차 전자를 수집하기 위한 검출기;

   상기 수집된 2차 전자로부터 상기 피검체의 이미지를 생성하여 상기 피검체를 검사하기 위한 데이터를 제공하고, 상기 애퍼처의 얼라인 상태를 나타내기 위한 디스플레이 모듈; 그리고

   상기 디스플레이 모듈에 인접하게 배치되어 상기 이송 모듈을 원격으로 제어하는 컨트롤러를 구비하는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 전자건, 상기 집속렌즈, 상기 대물렌즈, 상기 주사코일, 및 상기 애퍼처를 수용하며, 내부에 진공 분위기가 조성되는 하우징을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 이송 모듈은 상기 진공 분위기를 저해하지 않도록 상기 하우징 외측에 설치된 것을 특징으로 하는 검사 장치.

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