KR20070077288A - 자동 초점 조절 방법 및 자동 초점 조절 기능을 갖는 주사전자 현미경. - Google Patents
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Abstract
자동 초점 조절 방법 및 자동 초점 조절 기능을 갖는 주사 전자 현미경에서, 자동 초점 조절 방법의 일 예로, 우선 검사용 샘플로부터 2차 전자상을 수득하여 확대된 영상으로 나타내는 검사 부재에 포함되는 렌즈와 상기 검사용 샘플이 최적의 초점 평가값을 갖기 위한 초점 거리 범위를 설정한다. 상기 검사용 샘플과 상기 렌즈 간의 이격 거리를 측정한다. 상기 측정된 이격 거리를 입력받고, 상기 검사용 샘플과 렌즈가 초점 거리 범위 내에 위치하도록 하기 위한 보정 정보를 출력한다. 상기 검사 부재를 사용하여 수득한 상기 검사용 샘플의 영상 신호로부터, 상기 렌즈 및 검사용 현미경 간의 초점 평가값을 출력한다. 상기 출력된 초점 평가값을 계속적으로 확인하면서, 상기 초점 평가값이 최대값이 될 때까지 상기 보정 정보를 기준으로 상기 검사용 샘플 및 렌즈 간의 초점을 계속적으로 변경한다. 상기한 방법에 의하면, 단 시간 내에 정확하게 검사용 샘플 및 렌즈 간의 초점을 맞출 수 있다.
Description
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자동 초점 조절 기능을 포함하는 주사 전자 현미경을 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 주사 전자 현미경을 사용하여 검사용 샘플과 렌즈 어셈블리의 초점을 자동으로 조절하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 진공 챔버 102 : 스테이지
106 : 렌즈 어셈블리 108 : 전자 검출기
110 : 영상 제어부 112a : 발광부
112b : 수광부 112c : 변위 콘트롤러
114 : 연산부 116 : 마이크로 컴퓨터
118 : 제어부 120 : 뷰 포트
본 발명은 자동 초점 조절 방법 및 자동 초점 조절 기능을 갖는 주사 전자 현미경에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 주사 전자 현미경으로 검사용 샘플을 검사할 시에 렌즈 어셈블리와 검사용 샘플간의 초점을 자동으로 조절할 수 있는 방법 및 상기와 같이 자동으로 초점이 조절될 수 있도록 설계된 주사 전자 현미경에 관한 것이다.
반도체 장치는 실리콘과 같은 반도체 물질로 이루어지는 웨이퍼 표면에 증착, 사진, 식각, 세정, 검사 등과 같은 단위 공정을 반복적으로 수행함으로서 제조된다. 최근에 반도체 장치들은 고집적화되면서도 고 성능을 가질 것이 요구되고 있다. 이를 위해서, 미세한 회로 선폭을 가지면서도 충분한 성능을 갖고 제조 수율을 유지할 수 있도록 하는 상기 각각의 반도체 단위 공정 기술들이 개발되어야 한다.
상기 반도체 장치의 제조 수율을 저하시키는 요인 중의 하나는 웨이퍼 상에 발생되는 결함이다. 여기서, 상기 결함은 웨이퍼 상의 박막에 형성되는 스크래치, 파티클, 박막의 미제거 또는 과도 제거 부분 및 웨이퍼 기판 표면의 피팅 등을 예로 들 수 있다. 특히, 반도체 장치들이 고도로 집적화됨에 따라 종래에는 반도체 장치의 동작이나 기능에 별다른 영향을 주지 않았던 미세한 결함까지도 반도체 장치에 심각한 불량을 야기시키고 있다. 때문에, 상기 반도체 제조 공정 시에 결함이 발생하는 것을 감소시켜야 할 뿐 아니라, 각 단위 공정을 수행한 후 진행되는 검사공정에서 상기 웨이퍼에 발생된 결함을 신속하고 정확하게 검사할 것이 요구되고 있다.
상기 웨이퍼에 발생된 결함을 검사할 시에는 통상적으로 전자 주사 현미경 또는 광학 현미경 등을 사용한다. 특히, 미세한 선폭을 갖는 패턴에서 결함이 발생하였는지 여부를 확인하고, 상기 결함의 크기 및 형태 등을 파악하기 위해서는 광학 현미경에 비해 고배율로 샘플의 영상을 수득할 수 있는 전자 주사 현미경을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 결함을 분명히 파악할 수 있도록 하기 위해서 상기 전자 주사 현미경을 통해 높은 해상도를 갖는 선명한 영상을 출력하여야 한다. 이를 위해, 상기 전자 주사 현미경에 포함되는 렌즈 어셈블리와 검사용 샘플 간에 정확하게 초점이 맞추어질 것이 요구되고 있다.
상기 렌즈 어셈블리와 검사용 샘플 간의 초점을 맞추는 작업은 통상적으로 작업자의 수작업으로 이루어져왔다. 그러나, 작업자의 숙련도에 따라 디 포커싱 정도가 달라질 수 있으므로 항상 선명한 영상을 출력하기가 어렵다. 특히 상기 검사용 샘플에서 수득한 영상이 선명하지 못한 경우에는 결함의 분석이 용이하지 않을 뿐 아니라 결함 분석 결과도 신뢰하기가 어렵다. 그러므로, 최근에는 상기 렌즈 어셈블리와 상기 분석용 샘플 간의 초점을 맞추는 작업을 자동으로 수행할 수 있는 방법 및 장치들이 개발되고 있다.
상기 전자 주사 현미경에 포함되는 자동 초점 조절 장치 및 자동 초점 조절 방법에 대한 일 예는 대한민국 특허공개 2005-58684호에도 개시되어 있다. 대한민국 특허 공개 2005-58684호에서는 수치화된 포커싱 평가값과 기설정된 포커싱 평가값의 허용 레벨을 비교 판별하고, 상기 수치화된 포커싱 평가값이 상기 허용 레벨 미만이면 포커싱의 초점심도 대역을 늘려가면서 반복적으로 포커싱하는 방법이 개시되어 있다.
그러나, 상기한 방법을 사용하더라도 최적의 포커싱 평가값(통상적으로, 포커싱 quality)을 갖도록 초점을 맞추기는 용이하지 않다. 더구나, 초점 심도를 늘려가면서 반복적으로 포커싱하여야 하므로 상기 포커싱에 소요되는 시간이 증가하게 된다.
따라서, 본 발명의 제1 목적은 초점 조절에 소요되는 시간이 감소되면서도 최적의 초점 위치를 용이하게 탐색할 수 있는 자동 초점 조절 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 제2 목적은 자동 초점 조절 기능을 갖는 주사 전자 현미경을 제공하는데 있다.
상기한 제1 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 자동 초점 조절 방법으로, 검사용 샘플로부터 2차 전자상을 수득하여 확대된 영상으로 나타내는 검사 부재에 포함되는 렌즈와 상기 검사용 샘플이 최적의 초점 평가값을 갖기 위한 초점 거리 범위를 설정한다. 상기 검사용 샘플과 상기 렌즈 간의 이격 거리를 측정한다. 상기 측정된 이격 거리를 입력받고, 상기 검사용 샘플과 렌즈가 초점 거리 범위 내에 위치하도록 하기 위한 보정 정보를 출력한다. 상기 검사 부재를 사용하여 수득한 상기 검사용 샘플의 영상 신호로부터, 상기 렌즈 및 검사용 현미경 간의 초점 평가값을 출력한다. 상기 출력된 초점 평가값을 계속적으로 확인하면서, 상기 초점 평가값이 최대값이 될 때까지 상기 보정 정보를 기준으로 상기 검사용 샘플 및 렌즈 간의 초점을 계속적으로 변경한다.
상기 검사용 샘플과 렌즈 간의 거리를 측정하기 위하여, 우선 발광 센서를 사용하여 상기 검사용 샘플 표면으로 광을 조사한다. 이 후, 상기 검사용 샘플로부터 반사되어 나오는 광을 수광한다. 다음에, 상기 수광된 광신호를 통해 상기 검사용 샘플과 렌즈 간의 거리를 계산한다.
상기 검사용 샘플 및 렌즈 간의 초점 변경은 렌즈의 전류를 변경하거나 또는 상기 검사용 샘플의 위치를 이동시킴으로서 수행할 수 있다.
상기한 제2 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 자동 초점 조절 기능을 갖는 주사 전자 현미경은, 검사용 샘플을 내려놓기 위한 스테이지와, 상기 스테이지 상에 이격되어 위치하고 상기 검사용 샘플의 2차 전자상을 수득하기 위하여 렌즈 어셈블리 및 전자 검출기를 포함하는 검사 부재와, 상기 렌즈 어셈블리와 검사용 샘플 간의 거리를 측정하기 위한 거리 측정부와, 상기 측정된 거리를 입력받아 상기 검사용 샘플과 렌즈가 초점 거리 범위 내에 위치하도록 하기 위한 보정 정보를 출력하는 연산부와, 상기 전자 검출기로부터 수득한 영상 신호를 이용하여 초점 평가값을 출력하기 위한 마이크로 컴퓨터와, 상기 출력된 초점 평가값을 판단하여 상기 검사용 샘플 및 렌즈 어셈블리 간의 초점이 변경되도록 상기 스테이지의 이동 및 렌즈 어셈블리에 가해지는 전류를 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 거리 측정부는, 거리 측정을 위하여 상기 검사용 샘플로 조사되는 발광 부재와, 상기 검사용 샘플로부터 반사되는 광을 감지하는 수광 부재 및 상기 발광 부재 및 수광 부재로부터 제공되는 광 신호를 통해 거리를 측정하는 변위 콘트롤러 를 포함한다.
상기 발광 부재 및 수광 부재는 상기 발광 부재로부터 조사되는 광 및 상기 수광 부재로 수광되는 광의 경로가 상기 검사 부재를 통해 제공되는 전자빔의 중심축과 일치되도록 부착되는 것이 바람직하다.
상기에서 설명한 것과 같이, 검사용 샘플과 렌즈가 초점 거리 범위 내에 위치하도록 하기 위한 보정 정보를 출력한 후 검사용 샘플에 대해 초첨을 조절한다. 즉, 상기 보정 정보를 사용함으로서 검사용 샘플과 렌즈간의 초첨을 맞추기 위해서 검사용 샘플이 이동하여야 하는 방향 또는 렌즈의 코일에 흐르는 전류를 변화시키는 정도 등을 용이하게 판단할 수 있다. 때문에, 초점을 탐색하기 위한 시간을 감소시킬 수 있으며 더욱 정확하게 초첨을 맞출 수 있다.
또한, 상기 자동 초점 조절 기능을 갖는 주사 전자 현미경을 사용함으로서 검사 시간을 단축할 수 있으므로 공정 쓰루풋을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자동 초점 조절 기능을 포함하는 주사 전자 현미경을 나타내는 단면도이다.
상기 주사 전자 현미경은, 진공 챔버(100), 상기 진공 챔버(100) 내에 구비되고 검사용 샘플(W)을 내려놓기 위한 스테이지(102), 상기 스테이지(102) 상에 이격되어 위치하고 상기 검사용 샘플(W)에서 2차 전자상을 수득하여 확대된 영상으로 나타내는 검사 부재 및 상기 검사 부재에 포함된 렌즈 어셈블리와 검사용 샘플 간 의 초점을 자동으로 조절하기 위한 자동 초점 조절 부재(150)가 구비된다.
구체적으로, 상기 주사 전자 현미경은 전자발생원(electron source)으로부터 전자선을 조사해 미소한 점으로 초점을 맞추고, 검출기로 미소점에서의 변화된 신호량의 대소를 브라운관 점의 명암으로써 영상을 나타낸다. 상기 전자선이 조사될 때 후방 산란 전자(back scattered electron), 2차 전자(secondary electron), X선, 음극 형광 등이 발생된다. 발생한 전자는 검출기에 의해 전류신호로 변환되어 브라운관 위에 신호상으로써 영상화된다. 이 중에서 2차 전자상이 가장 분리능이 높아서 가장 널리 사용된다.
상기 주사 전자 현미경은 광원, 검사용 샘플 및 검출을 위한 각종 부재 등이 진공중에 위치하여야 하므로, 통상적으로 상기 주사 전자 현미경을 이루는 각 요소들은 진공 챔버(100) 내에 위치한다. 이는, 상기 전자가 이물질과 충돌하여 쉽게 산란하는 성질이 있어서, 대기중에서는 렌즈로 초점을 맞추거나 검출이 불가능하기 때문이다.
상기 검사용 샘플을 내려놓기 위한 스테이지(102)는 상기 진공 챔버(100) 내에 구비된다.
상기 검사 부재는 가속 전자빔을 조사하기 위한 광원(104), 수렴렌즈, 대물렌즈로 기능하는 렌즈 어셈블리(106) 및 상기 검사용 샘플의 표면에서 상기 가속 전자와 표면 반응으로 발생되는 2차 전자를 검출하는 전자 검출기(108)를 포함한다. 그리고, 상기 전자 검출기(108)로부터 검출된 2차 전자를 CRT스크린에서 영상화시키는 영상 제어부(110)가 구비된다.
상기 렌즈 어셈블리(106)에 포함되는 각각의 렌즈들은 코일이 감아진 원통형의 전자석으로 전자가 자장에 의해 휘는 성질을 이용하여 전자를 한곳으로 모아서 렌즈의 역할을 하는 자기 렌즈이다. 광축에 원대칭을 이루는 자장에 의해 광축을 따라서 진행하는 가속된 전자가 나사형 괘적을 이루면서 초점을 형성한다. 자기렌즈는 항상 볼록렌즈의 역할을 한다. 일반적인 전자총에서 나오는 전자빔의 크기는 약 10∼50마이크로미터로, 보통 두 개의 수렴렌즈와 한 개의 대물렌즈를 이용하고, 시편에 주사되는 크기는 전자빔의 크기의 약 1/10000인 5∼200nm정도이다. 수렴렌즈는 전자총을 빠져나온 전자빔을 모아주는 역할을 하며 전자빔의 세기를 결정하는 2차 인자가 된다. 시료에 조사되는 빔의 크기를 결정하는 대물렌즈는 전자빔 형성렌즈로도 불리는데, 작은 전자빔을 만들기 위해서는 초점거리가 짧고 시료의 표면에 가깝게 위치되도록 한다. 대물렌즈와 시료표면 사이의 거리를 작동거리라 하는데, 작동거리가 적을수록 더욱 작은 점을 형성할 수 있으므로 영상의 해상력이 증대된다. 대물렌즈속에는 주사코일, 조리개와 비점수차코일 등이 들어있으며, 대물렌즈로 전자빔을 시료의 표면에 초점을 맞추므로 영상의 배율이 변하여도 초점은 변하지 않는다.
상기 자동 초점 조절 부재(150)는 상기 검사용 샘플(W)과의 초점을 조절하기 위하여 구비된다. 상기 초점 조절 부재(150)는 상기 렌즈 어셈블리(106)와 검사용 샘플 (W)간의 거리를 측정하기 위한 거리 측정 센서 및 상기 측정된 거리를 입력받아 상기 검사용 샘플(W)과 렌즈가 초점 거리 내에 위치하도록 하기 위한 보정 정보를 출력하는 연산부(114), 상기 전자 검출기(108)로부터 수득한 영상 신호를 이용 하여 비디오 포커싱을 수행하고 초점 평가값을 출력하는 마이크로 컴퓨터부 및 상기 출력된 초점 평가값을 판단하여, 상기 검사용 샘플(W) 및 렌즈 어셈블리(106) 간의 초점이 변경되도록 상기 스테이지(102)의 이동 및 렌즈 어셈블리(106)에 가해지는 전류를 제어하는 제어부(118)를 포함한다.
상기 거리 측정 센서는 거리 측정을 위하여 상기 검사용 샘플로 조사되는 발광부(112a)와, 상기 검사용 샘플로부터 반사되는 광을 감지하는 수광부(112b), 상기 발광부(112a) 및 수광부(112b)로부터 제공되는 광 신호를 통해 상기 검사용 샘플과 상기 렌즈 어셈블리와의 거리를 계산하는 변위 콘트롤러(112c)를 포함한다. 상기 발광부(112a)는 직진성이 광한 광(예를 들어 레이저)을 검사용 샘플 표면으로 조사하도록 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 수광부(112b)는 상기 검사용 샘플에서 반사된 광량 및 위치를 감지하도록 형성되는 것이 바람직하다.
상기 발광부(112a) 및 수광부(112b)는 상기 진공 챔버(100) 내에 위치하기가 어려우므로, 상기 진공 챔버(100)에는 상기 발광부(112a) 및 수광부(112b)를 장착시키기 위한 뷰 포트(120, view port)가 구비되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 뷰 포트(120)는 외부에서 상기 진공 챔버(100) 내부에 위치하는 검사용 샘플(W)로 발광 또는 수광할 수 있도록 상기 진공 챔버(100)를 이루는 외벽의 일 부분에 투명한 물질로 형성되어 있는 부위를 말한다. 따라서, 상기 뷰 포트(120)에 나란하게 상기 발광부(112a) 및 수광부(112b)가 장착된다. 이 때, 상기 발광부(112a) 및 수광부(112b)는 상기 뷰 포트(120)를 통해 발광 또는 수광되는 광의 경로가 상기 주사 전자 현미경의 전자빔의 중심축과 일치되도록 부착되는 것이 바람직하다.
상기 연산부(114)에는 자동 초점 조절을 위한 기본 정보 및 레시피들을 저장하기 위한 데이터 베이스가 구비된다. 상기 데이터 베이스에는 상기 검사용 샘플(W)과 렌즈와의 허용 초점 거리의 범위가 저장된다. 또한, 상기 측정된 검사용 샘플(W)과 렌즈와의 거리가 허용 초점 거리 범위의 최대값보다 더 긴 경우에 후속 조치로서 제1 보정 정보 및 상기 측정된 상기 검사용 샘플과 렌즈와의 거리가 허용 초점 거리의 최소값보다 더 짧은 경우의 후속 조치로서 제2 보정 정보 등이 저장된다.
예를 들어, 상기 제1 보정 정보에는 상기 검사용 샘플(W)과 렌즈와의 거리가 감소되도록 상기 스테이지(102)를 상승시키는 명령 또는 상기 렌즈 어셈블리(106)에 포함되는 대물렌즈의 전류를 변경시킴으로서 상기 전자빔의 초점 거리를 증가시키는 명령이 포함될 수 있다. 또한, 상기 제2 보정 정보에는 상기 검사용 샘플(W)과 렌즈와의 거리가 증가되도록 상기 스테이지(102)를 하강시키는 명령 또는 상기 렌즈 어셈블리(106)에 포함되는 대물렌즈의 전류를 변경시킴으로서 상기 전자빔의 초점 거리를 감소시키는 명령이 포함될 수 있다.
상기 연산부(114)는 상기 변위 콘트롤러(112c)로부터 측정된 거리를 입력받고, 상기 측정된 거리와 허용 초점 거리의 범위 내에 있는지를 확인한다. 다음에, 상기 측정된 거리로부터 상기 검사용 샘플(W)과 렌즈 어셈블리(106)가 초점 거리 내에 위치하도록 하기에 적합한 보정 정보를 출력한다.
상기 마이크로 컴퓨터부(116)는 상기 전자 검출기(108)로부터 수득한 영상 신호를 이용하여 영상을 취득하고, 상기 영상으로부터 포커스 평가값을 구한다. 상기 포커스 평가값을 구하는 동작은 계속하여 수행되며, 포커스 평가값 최대로 높아졌을 때 초점 조절이 완료된다.
또한, 상기 제어부(118)는 계속적으로 출력되는 초점 평가값이 최대값이 되는지 여부를 판단하고 상기 초점 평가값이 최대값을 갖도록 상기 검사용 샘플(W) 및 렌즈 어셈블리(106) 간의 초점을 변경하도록 제어한다. 즉, 상기 초점 평가값이 최대값을 갖지 못한 경우에는 상기 스테이지(102)의 이동 및 렌즈 어셈블리(106)에 가해지는 전류를 계속하여 변경한다.
상기 설명한 것과 같은 주사 전자 현미경을 사용하는 경우, 상기 렌즈 어셈블리(106)와 검사용 샘플(W) 간의 이격 거리를 먼저 수득한 후 상기 렌즈 어셈블리(106)와 검사용 샘플(W) 간의 초점 위치를 탐색할 수 있다. 그러므로, 상기 렌즈 어셈블리(106)와 검사용 샘플(W) 간의 이격 거리에 따라 초점 위치를 탐색 방향을 용이하게 결정할 수 있으며, 초점 위치를 탐색하기 위한 영역을 최대한 좁힐 수 있다. 따라서, 최적의 초점 위치를 빠른 시간 내에 찾아낼 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 주사 전자 현미경을 사용하여 검사용 샘플과 렌즈 어셈블리의 초점을 자동으로 조절하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 우선 검사용 샘플(W)을 스테이지(102) 상에 로딩한다.(S10)
상기 검사용 샘플(W)과 검사용 현미경에 포함된 렌즈 어셈블리(106)가 최적의 초점 평가값을 갖기 위한 초점 거리 범위를 설정한다.(S12) 상기 초점 거리 범 위를 설정한 후 상기 설정된 값을 연산부(114)의 데이터 베이스에 입력시킨다.
상기 검사용 샘플(W)과 렌즈 어셈블리(106) 간의 거리를 측정한다.(S14) 상기 검사용 샘플(W)과 렌즈 어셈블리(106) 간의 거리 측정은 발광부(112a) 및 수광부(112b)를 포함하는 거리 측정 센서를 사용하여 이루어질 수 있다.
상기 측정된 거리를 입력받고, 상기 검사용 샘플(W)과 렌즈 어셈블리(106)가 상기 초점 거리 범위 내에 위치하도록 하기 위한 보정 정보를 출력한다.(S16) 상기 보정 정보 출력은 연산부(114)에서 이루어진다.
상기에서도 설명한 것과 같이, 상기 측정된 검사용 샘플(W)과 렌즈 어셈블리(106)와의 거리가 허용 초점 거리 범위의 최대값보다 더 긴 경우에는 상기 검사용 샘플(W)과 렌즈 어셈블리(106)와의 거리가 감소되도록 상기 스테이지(102)를 상승시키는 명령 또는 상기 전자빔의 초점 거리가 증가되도록 상기 렌즈 어셈블리(106)에 포함되는 대물렌즈의 전류를 변경시키는 명령을 수행한다. 또한, 상기 측정된 검사용 샘플(W)과 렌즈 어셈블리(106)와의 거리가 허용 초점 거리 범위의 최소값보다 더 짧은 경우에는 상기 검사용 샘플(W)과 렌즈 어셈블리(106)와의 거리가 증가되도록 상기 스테이지(102)를 하강시키는 명령 또는 상기 전자빔의 초점 거리가 증가되도록 상기 렌즈 어셈블리(106)에 포함되는 대물렌즈의 전류를 변경시키는 명령을 수행한다. 반면에, 상기 측정된 검사용 샘플(W)과 렌즈 어셈블리(106)와의 거리가 허용 초점 거리 범위 내에 있는 경우에는 초점 탐색의 방향을 수득하기는 어려우나, 상기 검사용 샘플(W) 및 렌즈 어셈블리(106)의 초점 탐색을 위한 범위가 상기 허용 초점 거리 범위 내로 한정되므로 보다 빠른 초점 탐색이 가능해진다.
상기 검사용 샘플(W)로 가속 전자빔을 조사하고 상기 검사용 샘플(W)의 표면에서 상기 가속 전자와 표면 반응으로 발생되는 2차 전자를 검출함으로서 상기 검사용 샘플의 표면에 해당하는 영상 신호를 수득한다.(S18) 상기 영상 신호는 상기 전자 검출기(108)를 통해 제공된다.(S18)
상기 전자 검출기(108)로부터 수득한 영상 신호를 CRT스크린에서 영상화시킨다. 이 후, 상기 영상을 통해 상기 검사용 샘플(W)에서의 초점 평가값을 구한다.(S20)
상기 초점 평가값을 확인하면서, 상기 초점 평가값이 허용 초점 범위 내에 들어올 때까지 상기 보정 정보를 기준으로 상기 검사용 샘플(W) 및 렌즈 어셈블리(106) 간의 초점을 계속적으로 변경함으로서 자동으로 초점을 조절한다. 상기 검사용 샘플(W) 및 렌즈 어셈블리(106) 간의 초점 변경은 상기에서 설명한 것과 같이 렌즈의 전류를 변경하거나 또는 상기 검사용 샘플(W)의 위치를 이동시킴으로서 수행한다. 계속하여, 상기 초점 평가값이 최대값을 갖도록 상기 검사용 샘플(W) 및 렌즈 어셈블리(106)간의 초점을 계속적으로 변경하고, 상기 초점 평가값이 최대값이 될 때 상기 검사용 샘플 및 렌즈 간의 초점 조절이 완료된다.(S22)
다음에, 상기 초점이 정확하게 맞추어진 영상을 획득한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 검사용 샘플과 렌즈가 초점 거리 범위 내에 위치하도록 하기 위한 보정 정보를 출력한 후 검사용 샘플에 대해 초첨을 조절한다. 즉, 상기 보정 정보를 사용함으로서 검사용 샘플과 렌즈간의 초첨을 맞추 기 위해서 검사용 샘플이 이동하여야 하는 방향 또는 렌즈의 코일에 흐르는 전류를 변화시키는 정도 등을 용이하게 판단할 수 있다. 때문에, 초점을 탐색하기 위한 시간을 감소시킬 수 있으며 더욱 정확하게 초첨을 맞출수 있다. 이로 인해 궁극적으로는 반도체 장치의 제조 시간을 단축시킬 수 있어서 반도체 장치의 제조 원가를 감소시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Claims (6)
- 검사용 샘플로부터 2차 전자상을 수득하여 확대된 영상으로 나타내는 검사 부재에 포함되는 렌즈와 상기 검사용 샘플이 최적의 초점 평가값을 갖기 위한 초점 거리 범위를 설정하는 단계;상기 검사용 샘플과 상기 렌즈 간의 이격 거리를 측정하는 단계;상기 측정된 이격 거리를 입력받고, 상기 검사용 샘플과 렌즈가 초점 거리 범위 내에 위치하도록 하기 위한 보정 정보를 출력하는 단계;상기 검사 부재를 사용하여 수득한 상기 검사용 샘플의 영상 신호로부터, 상기 렌즈 및 검사용 현미경 간의 초점 평가값을 출력하는 단계; 및상기 출력된 초점 평가값을 계속적으로 확인하면서, 상기 초점 평가값이 최대값이 될 때까지 상기 보정 정보를 기준으로 상기 검사용 샘플 및 렌즈 간의 초점을 계속적으로 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 초점 조절 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 검사용 샘플과 렌즈 간의 거리를 측정하는 단계는,발광 센서를 사용하여 상기 검사용 샘플 표면으로 광을 조사하는 단계;상기 검사용 샘플로부터 반사되어 나오는 광을 수광하는 단계; 및상기 수광된 광신호를 통해 상기 검사용 샘플과 렌즈 간의 거리를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 초점 조절 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 검사용 샘플 및 렌즈 간의 초점 변경은 렌즈에 가해지는 전류를 변경하거나 또는 상기 검사용 샘플의 위치를 이동시킴으로서 수행하는 것을 특징으로 하는 자동 초점 조절 방법.
- 검사용 샘플을 내려놓기 위한 스테이지;상기 스테이지 상에 이격되어 위치하고 상기 검사용 샘플의 2차 전자상을 수득하기 위하여 렌즈 어셈블리 및 전자 검출기를 포함하는 검사 부재;상기 렌즈 어셈블리와 검사용 샘플 간의 거리를 측정하기 위한 거리 측정부;상기 측정된 거리를 입력받아, 상기 검사용 샘플과 렌즈가 초점 거리 범위 내에 위치하도록 하기 위한 보정 정보를 출력하는 연산부;상기 전자 검출기로부터 수득한 영상 신호를 이용하여 초점 평가값을 출력하기 위한 마이크로 컴퓨터; 및상기 출력된 초점 평가값을 판단하여, 상기 검사용 샘플 및 렌즈 어셈블리 간의 초점이 변경되도록 상기 스테이지의 이동 및 렌즈 어셈블리에 가해지는 전류를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 주사 전자 현미경.
- 제4항에 있어서, 상기 거리 측정부는,거리 측정을 위하여 상기 검사용 샘플로 조사되는 발광 부재;상기 검사용 샘플로부터 반사되는 광을 감지하는 수광 부재; 및상기 발광 부재 및 수광 부재로부터 제공되는 광 신호를 통해 거리를 계산하는 변위 콘트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 주사 전자 현미경.
- 제5항에 있어서, 상기 발광 부재 및 수광 부재는 상기 발광 부재로부터 조사되는 광 및 상기 수광 부재로 수광되는 광의 경로가 상기 검사 부재를 통해 제공되는 전자빔의 중심축과 일치되도록 부착되는 것을 특징으로 하는 주사 전자 현미경.
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100924198B1 (ko) * | 2007-03-07 | 2009-10-29 | 가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지 | 하전 입자 빔의 초점 맞춤 방법 및 하전 입자 빔의 비점조정 방법 |
| US10198827B2 (en) | 2016-03-03 | 2019-02-05 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Inspection method and system and a method of inspecting a semiconductor device using the same |
| WO2020222441A1 (ko) * | 2019-04-30 | 2020-11-05 | (주)코셈 | 인공 지능 학습 데이터를 활용한 전자 현미경 |
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2006
- 2006-01-23 KR KR1020060006742A patent/KR20070077288A/ko not_active Application Discontinuation
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