KR20140047542A - 검사 장치 및 검사 장치 시스템 - Google Patents

검사 장치 및 검사 장치 시스템 Download PDF

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KR20140047542A
KR20140047542A KR1020130120585A KR20130120585A KR20140047542A KR 20140047542 A KR20140047542 A KR 20140047542A KR 1020130120585 A KR1020130120585 A KR 1020130120585A KR 20130120585 A KR20130120585 A KR 20130120585A KR 20140047542 A KR20140047542 A KR 20140047542A
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KR1020130120585A
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히로무 이노우에
노부타카 키쿠이리
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가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지
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Abstract

제1 출력치 평가부(13)는, 단위 영역마다 시료(1)의 광학 화상의 출력치의 평균치를 취득하고, 검사 영역에서의 평균치의 분포를 작성한다. 제1 결함 이력 관리부(16)는, 평균치의 분포로부터 패턴 형상의 분포를 작성하여 유지한다. 제2 출력치 평가부(14)는, 단위 영역에서의 각 화소의 출력치의 변동치 및 불균일 중 적어도 일방을 취득한다. 결함 판정부(15)는, 취득된 값을 임계치와 비교하여 결함이 있는지 여부를 판정한다. 제2 결함 이력 관리부(17)는, 결함 판정부(15)에서 결함으로 판정된 출력치의 정보를 유지한다. 결함 및 결함 이력 해석부(18)는, 제1 결함 이력 관리부(16)와 제2 결함 이력 관리부(17)로부터의 정보를 관리하고 해석한다.

Description

검사 장치 및 검사 장치 시스템{INSPECTION DEVICE AND INSPECTION DEVICE SYSTEM}
본 발명은, 검사 장치 및 검사 장치 시스템에 관한 것이다.
대규모 집적 회로(Large Scale Integration ; LSI)의 고집적화 및 대용량화에 수반하여, 반도체 소자에 요구되는 회로 치수는 협소화의 일로를 걷고 있다.
반도체 소자는, 회로 패턴이 형성된 원화(原畵) 패턴(마스크 또는 레티클을 가리킴. 이하에서는, 마스크라 총칭함)을 이용하여, 이른바 스텝퍼 또는 스캐너라 불리는 축소 투영 노광 장치로 웨이퍼 상에 패턴을 노광 전사하여 회로 형성함으로써 제조된다.
다대한 제조 코스트가 소요되는 LSI의 제조에 있어, 수율의 향상은 빼놓을 수 없다. 한편, 최첨단의 디바이스에서는, 수십 nm의 선폭의 패턴 형성이 요구되는 상황이 되고 있다. 여기서, 수율을 저하시키는 큰 요인으로서, 마스크 패턴의 형상 결함을 들 수 있다. 구체적으로, 패턴 엣지의 요철(凹凸)(엣지 러프니스(edge roughness)), 패턴의 선폭 이상, 패턴의 위치 이탈에 따른 인접 패턴과의 공극 이상 등이다.
반도체 웨이퍼 상에 형성되는 LSI 패턴 치수의 미세화에 수반하여, 마스크 패턴의 형상 결함도 미세화되고 있다. 또한, 마스크의 치수 정밀도를 높임으로써, 프로세스의 여러 조건의 변동을 흡수하고자 해 온 것도 있어, 마스크 검사에서는 매우 작은 패턴의 결함을 검출하는 것이 필요해지고 있다. 이 때문에, LSI 제조에 사용되는 전사용 마스크의 패턴을 평가하는 장치에 대하여 높은 정밀도가 요구되고 있다. 일본특허공보 제4236825호에는, 마스크 상에서의 미세한 결함을 검출할 수 있는 검사 장치가 개시되어 있다.
한편, 미세 패턴을 형성하는 기술로서, 나노 임프린트 리소그래피(Nano Imprint Lithography ; NIL)가 주목받고 있다. 이 기술은, 웨이퍼 상의 레지스트에 나노 스케일의 미세 구조를 가지는 몰드(형)를 압력 인가함으로써, 레지스트에 미세한 패턴을 형성하는 것이다.
나노 임프린트 기술에서는 생산성을 높이기 위하여, 원판(原版)이 되는 마스터 패턴을 이용하여 복제의 패턴(이하, 도터 패턴이라 칭함)을 복수 제작하고, 도터 패턴을 상이한 나노 임프린트 장치에 장착하여 사용한다. 도터 패턴은, 마스터 패턴에 정확히 대응하도록 제조될 필요가 있어, 검사 공정에서는, 마스터 패턴 및 도터 패턴의 쌍방에 대하여 높은 정밀도에서의 검사가 요구된다.
또한 마스크는, 일반적으로 회로 치수의 4 배의 치수를 가지고 형성된다. 이러한 마스크를 이용하여, 축소 투영 노광 장치로 웨이퍼 상의 레지스트에 패턴을 축소 노광한 후, 현상함으로써, 반도체의 회로 패턴이 형성된다. 이에 대하여, 나노 임프린트 리소그래피에서의 마스터 패턴 또는 도터 패턴은, 회로 치수와 등배(等倍)의 치수로 형성된다. 이 때문에, 이들 패턴에서의 형상 결함은, 마스크의 패턴에서의 형상 결함보다 웨이퍼 상에 전사되는 패턴에의 영향도가 크다. 따라서, 마스터 패턴 또는 도터 패턴을 검사함에 있어서는, 마스크의 패턴을 검사할 경우보다 높은 정밀도가 필요하게 된다.
이와 같이, 마스터 패턴 또는 도터 패턴의 결함을 검출하는 검사 장치가 요망되고 있다. 그러나, 회로 패턴의 미세화가 진행되는 최근에 있어서는, 패턴 평가 장치에서의 광학계의 해상도보다 패턴의 치수가 미세해지고 있다. 예를 들면, 대물 렌즈의 개구 수(NA)에도 의하지만, 마스터 패턴 또는 도터 패턴의 선폭이 50 ~ 60 nm 이하이면, DUV(Deep Ultraviolet radiation : 원자외)광을 이용한 광원으로는 해상할 수 없다. 따라서, EB(Electron Beam : 전자빔)를 이용한 광원이 사용되고 있으나, 스루풋이 낮아, 양산에 적합하지 않은 문제가 있다.
한편, 검사 장치가 검사 기능 외에 검출한 결함 정보를 관리하는 기능도 가지면, 반도체 웨이퍼의 제조 수율을 향상시키는 것이 가능하다. 그러나 종래의 검사 장치에서는, 웨이퍼에 전사된 패턴을 검사하기 위하여, 웨이퍼 전사 후의 결함에 대하여 그 수, 크기 및 위치 및 결함의 형상에 기초하여 분류된 클래스 값 등이 관리되고 있었다(예를 들면, 일본공개특허공보 2004-327485호 참조). 즉, 마스터 패턴 또는 도터 패턴에서의 결함의 관리는 행해지지 않고, 웨이퍼 상에서의 결함이 이들에 유래하는 것인지 여부를 판별할 수 없기 때문에, 검출한 결함 정보를 마스터 패턴 또는 도터 패턴의 제조 프로세스에 피드백할 수 없다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은, 이러한 점을 감안하여 이루어진 것이다. 즉, 본 발명은, 마스터 패턴 또는 도터 패턴 등의 광학계의 해상도 이하의 반복 패턴을 가지는 시료에 대하여 검사를 행할 수 있고, 또한 그에 의해 얻어지는 정보를 관리함으로써, 반도체 장치의 불량의 저감으로 연결시킬 수 있는 검사 장치 및 검사 장치 시스템을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적 및 이점은, 이하의 기재로부터 명백해질 것이다.
본 발명의 제1 태양은, 화상 센서에 의해 검사 대상이 되는 패턴의 광학 화상을 취득하는 제1 부분과,
소정의 단위 영역으로 분할된 패턴의 검사 영역에 대하여, 단위 영역마다 광학 화상의 출력치의 평균치를 취득하고, 검사 영역에서의 평균치의 분포를 작성하는 제2 부분과,
평균치의 분포로부터 패턴의 형상의 분포를 작성하여 이를 유지(保持)하는 제3 부분과,
단위 영역에서의 각 화소의 출력치의 변동치 및 불균일 중 적어도 일방을 취득하는 제4 부분과,
출력치의 변동치 및 불균일 중 적어도 일방을 임계치와 비교하여, 결함이 있는지 여부를 판정하는 제5 부분과,
제5 부분에서 결함으로 판정된 출력치의 정보를 유지하는 제6 부분과,
제3 부분 및 제6 부분으로부터의 정보를 관리하고 해석하는 제7 부분을 가지고 있고,
제1 부분은, 패턴에 광을 조사하는 광원과, 패턴을 투과 또는 반사한 광원으로부터의 광을 화상 센서에 결상하는 렌즈를 구비하고,
광원으로부터의 광의 파장과 렌즈의 개구 수에 의해 정해지는 해상 한계는, 패턴을 해상하지 않는 값인 것을 특징으로 하는 검사 장치에 관한 것이다.
본 발명의 제1 태양에 있어서, 출력치는 광학 화상의 각 화소의 계조치로, 패턴에서 반사된 광원으로부터의 광의 반사율을 화상 센서로 화상의 계조치로 변환한 값인 것이 바람직하다.
본 발명의 제1 태양에 있어서, 제7 부분은, 제3 부분 및 제6 부분으로부터의 정보 중 적어도 하나에서 임계치를 초과하는 것이 있을 때에 알람 신호를 발하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제2 태양은, 화상 센서에 의해 검사 대상이 되는 패턴의 광학 화상을 취득하는 제1 부분과,
소정의 단위 영역으로 분할된 패턴의 검사 영역에 대하여, 단위 영역마다 광학 화상의 출력치의 평균치를 취득하고, 검사 영역에서의 평균치의 분포를 작성하는 제2 부분과,
평균치의 분포로부터 패턴의 형상의 분포를 작성하여 이를 유지하는 제3 부분과,
단위 영역에서의 각 화소의 출력치의 변동치 및 불균일 중 적어도 일방을 취득하는 제4 부분과,
출력치의 변동치 및 불균일 중 적어도 일방을 임계치와 비교하여, 결함이 있는지 여부를 판정하는 제5 부분과,
제5 부분에서 결함으로 판정된 출력치의 정보를 유지하는 제6 부분을 구비하는 복수의 검사 장치와,
각 검사 장치에서의 제3 부분 및 제6 부분으로부터의 정보를 집중하여 관리하고 해석하는 제7 부분을 가지고 있고,
각 검사 장치에서의 제1 부분은, 패턴에 광을 조사하는 광원과, 패턴을 투과 또는 반사한 광원으로부터의 광을 화상 센서에 결상하는 렌즈를 구비하고,
광원으로부터의 광의 파장과 렌즈의 개구 수에 의해 정해지는 해상 한계는, 패턴을 해상하지 않는 값인 것을 특징으로 하는 검사 장치 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 제2 태양에 있어서, 출력치는, 광학 화상의 각 화소에 부여되는 계조치인 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 제2 태양에 있어서, 출력치는, 패턴에서 반사된 광원으로부터의 광의 반사율을 나타내는 계조치인 것이 바람직하다.
본 발명의 제2 태양에 있어서, 제7 부분은, 각 검사 장치에서의 제3 부분 및 제6 부분으로부터의 정보 중 적어도 하나에서 임계치를 초과하는 것이 있을 때에 알람 신호를 발하는 것이 바람직하다.
도 1은 본 실시예에서의 검사 장치의 구성을 도시한 도이다.
도 2는 본 실시예의 제1 결함 이력 관리부와 제2 결함 이력 관리부에서 관리되는 결함 이력을 설명하는 일례이다.
도 3은 본 실시예의 결함 및 결함 이력 해석부에서의 데이터의 흐름을 나타낸 도이다.
도 4는 본 실시예에서 알람이 발해지는 일례이다.
도 5는 본 실시예에서 시료의 검사 영역을 소정의 단위 영역으로 분할하는 모습의 모식도이다.
도 6은 패턴 엣지의 요철에 의한 결함을 도시한 일례이다.
도 7은 도 6과 동일한 도터 패턴에 대하여, 도 6보다 이후의 측정에서 검출된 결함을 도시한 도이다.
도 8은 도 6과 동일한 도터 패턴에 대하여, 도 7보다 이후의 측정에서 검출된 결함을 도시한 도이다.
도 9는 도터 패턴의 선폭 분포를 도시한 일례이다.
도 10은 도 9와 동일한 도터 패턴에 대하여, 도 9보다 이후의 측정에 의한 선폭 분포를 도시한 도이다.
도 11은 본 실시예의 검사 장치 시스템의 구성을 도시한 도이다.
도 1은, 본 실시예에서의 검사 장치의 구성을 도시한 도이다.
도 1에서, 검사 대상이 되는 시료(1)는, 수직 방향으로 이동 가능한 Z 테이블(2) 상에 재치(載置)되어 있다. Z 테이블(2)은 XY 테이블(3)에 의해 수평 방향으로도 이동 가능하다. 시료(1)로서는, 나노 임프린트 기술에서 이용되는 마스터 패턴 또는 도터 패턴 등을 들 수 있다.
검사 장치는, 화상 센서에 의해 시료(1)의 광학 화상을 취득하는 광학 화상 취득부(본 발명의 제1 부분)를 가진다. 광학 화상 취득부의 주된 구성 요소는 광학계(4)와 화상 센서(12)이며, 이들의 기능은 다음과 같다. 즉, 광학계(4)는 시료(1)의 상방에 배치되어 있다. 광학계(4)에서 광원(5)은, 시료(1)에 대하여 결함 검사를 위한 광을 조사한다. 광원(5)으로부터 출사된 광은 렌즈(6)를 투과하고, 미러(7)로 방향을 바꾼 후, 렌즈(8, 9)를 투과하여 시료(1) 상에 집광한다. 이 후, 시료(1)에서 반사된 광은, 미러(10)에 의해 렌즈(11)에 입사된 후, 화상 센서(12)에 결상한다. 이에 의해, 시료(1)에 형성된 패턴의 광학 화상이 생성된다.
또한 본 실시예에서는, 시료(1)의 하방에 화상 센서를 배치하고, 시료(1)를 투과한 광을 이 화상 센서에 결상시켜도 된다.
그런데, 회로 패턴의 미세화가 진행되는 최근에 있어서는, 광학계(4)의 해상도보다 패턴의 치수가 미세해지고 있다. 예를 들면, 190 nm ~ 200 nm 정도의 파장의 DUV(Deep Ultraviolet radiation : 원자외)광은 비교적 용이하게 광학계를 구성하는 것이 가능하지만, 광원(5)에 DUV광을 이용했을 경우, 40 nm 이하의 치수의 패턴은 해상되지 않는다.
한편, 시료(1)에 형성되는 패턴의 대부분은, 라인 앤드 스페이스(line and space) 패턴 등의 반복 패턴, 즉 주기성을 가지고 반복되는 규칙적인 패턴이다. 예를 들면, 나노 임프린트 리소그래피에서의 마스터 패턴 또는 도터 패턴에도 이러한 반복 패턴이 사용된다.
상술한 바와 같이, DUV광을 이용한 광학계에 의해, 선폭이 50 nm보다 작은 패턴을 결상하고자 할 경우, 이론 한계의 렌즈(개구 수(NA) = 1)를 이용했다 하더라도, 이 패턴을 해상할 수 없다. 그러나, 이러한 패턴이 반복 패턴일 경우에, 패턴의 일부에서 엣지 러프니스가 커지거나 패턴의 일부가 누락되면, 규칙성에 흐트러짐이 발생하여 결함 근방의 반사율에 변화가 일어나, 결함의 광학 화상의 계조치가 변화하게 된다. 또한, 패턴의 선폭 이상 또는 패턴의 위치 이탈에 따른 인접 패턴과의 공극 이상에 의한 형상 결함이 있을 경우에도, 패턴의 반사율에 변화가 일어나, 패턴의 광학 화상의 계조치에 변화가 보여진다.
본 실시예에서는, 도 5에 도시한 바와 같이 시료(1)의 검사 영역을 소정의 단위 영역으로 분할하고, 각 단위 영역의 평균 계조치를 구하여 이들 평균 계조치를 비교함으로써, 선폭 등의 패턴 형상을 검사한다. 예를 들면, (N ＋ 1) 개의 라인의 각 선폭이, 어느 영역에서 좁아져 있을 경우, 이 영역에서의 패턴의 반사율 즉 평균 계조치는, 다른 영역의 평균 계조치와는 상이한 것이 된다. 따라서, 평균 계조치 즉 반사율의 분포를 비교함으로써, 패턴이 균일한 형상으로 형성되어 있는지 여부를 검사할 수 있다.
또한, 각 화소의 계조치를 비교함으로써, 보다 국소적인 결함 예를 들면 패턴 엣지의 요철(러프니스) 또는 패턴의 누락 등을 검사할 수도 있다.
예를 들면, 광학계의 해상 한계에 상당하는 치수의 범위 내에 있는 요철은, 개개의 요철로 해상되지 않고 평균화된다. 이 때, 요철이 균일하면 계조치도 균일해진다. 그러나, 예를 들면 어느 영역(A)에서의 요철이 주위의 영역에서의 요철보다 크면 패턴의 규칙성에 흐트러짐이 발생하기 때문에, 영역(A)에서의 화소의 계조치는 주위의 영역과는 상이한 것이 된다. 구체적으로, 패턴 엣지의 요철의 불균일은, 패턴의 선폭의 불균일과 비교하여 좁은 범위에서 평가되므로, 상기한 소정의 단위 영역에 영역(A)이 포함된다고 하면, 단위 영역 내의 특정의 좁은 범위, 즉 영역(A)의 근방에서 계조치에 불균일이 발생하게 된다.
또한 어느 영역(B)에서, 패턴의 일부가 누락되어 있을 경우에도 마찬가지이다. 즉, 이 패턴은 해상되지 않지만, 패턴의 누락에 의해 규칙성에 흐트러짐이 발생하기 때문에, 영역(B)의 각 화소의 계조치는 주위의 평균 계조치와는 상이한 것이 된다. 예를 들면, 상기한 소정의 단위 영역에 영역(B)이 포함될 경우, 단위 영역 내의 특정의 좁은 범위, 즉 영역(B)의 근방에서 계조치에 불균일이 발생하게 된다.
또한 패턴의 일부가 깎여 있으면, 이 부분에서의 반사율은 다른 부분과는 상이하게 되어, 국소적인 반사율의 변화, 즉 계조치의 변화에 의해 결함을 검출하는 것이 가능해진다.
이와 같이, 광학계의 해상도 이하의 주기의 반복 패턴을 가지는 시료라도, 반사율의 분포 또는 국소적인 계조치의 변화를 조사함으로써 결함을 검출할 수 있게 된다. 따라서, 이어서 이러한 패턴의 결함을 검출하는 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 1에서, 시료(1)에 형성된 패턴의 광학 화상은, 상기한 바와 같이 하여 취득된다. 여기서, 도 1의 광원(5)으로부터의 광의 파장(λ)과, 대물 렌즈로서의 렌즈(9)의 개구 수(NA)에 의해 정해지는 해상 한계(R = λ / 4 NA)는, 시료(1)에 형성된 패턴을 해상하지 않는 값이다. 광학계의 배율은, 포토 다이오드 어레이 1 화소를 템플릿 상의 크기로 환산했을 때, 1 화소의 사이즈가 상기 해상 한계와 동일한 값 또는 그 이하의 값이 되도록 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 패턴 형상을 측정할 시의 정밀도를 최대한까지 높이는 것이 가능해진다.
화상 센서(12)로 취득된 광학 화상에서의 화소 데이터는, 화소마다의 계조치로 표현된다. 예를 들면, 각 화소에 대하여 256 단계의 계조치를 가지는 그레이 스케일로부터, 0 계조에서 255 계조까지 중 어느 하나의 값이 부여된다.
도 1의 검사 장치는, 제1 출력치 평가부(본 발명의 제2 부분)(13)과 제2 출력치 평가부(본 발명의 제4 부분)(14)를 구비한다. 단 본 실시예의 검사 장치에서는, 제1 출력치 평가부(13)와 제2 출력치 평가부(14) 중 적어도 일방이 있으면 된다.
후술하는 바와 같이, 제1 출력치 평가부(13)에서는, 선폭 이상 등의 결함을 검출하기 위하여, 반사율을 나타내는 계조치 등의 출력치를 평가하는 것이 행해진다. 한편, 제2 출력치 평가부(14)에서는, 패턴 엣지의 요철 또는 패턴 누락 등의 결함을 검출하기 위하여, 제1 출력치 평가부(13)에서 평가되는 영역(전술한 단위 영역에 상당하는 영역)보다 좁은 영역에서, 계조치 등의 출력치를 평가하는 것이 행해진다.
도 1의 화상 센서(12)로 취득된 시료(1)의 광학 화상은, 제1 출력치 평가부(13)로 보내진다.
제1 출력치 평가부(13)에서는, 우선 소정의 단위 영역으로 분할된 시료(1)의 검사 영역에 대하여, 각 단위 영역에서의 광학 화상의 출력치의 평균치가 취득된다. 소정의 단위 영역은 예를 들면 1 mm × 1 mm의 영역으로 할 수 있다.
이어서, 제1 출력치 평가부(13)에서, 단위 영역마다의 평균 출력치를 기초로 하여, 패턴 전면에서의 평균 출력치의 분포가 작성된다.
예를 들면, 시료(1)에서의 각 라인의 폭 및 공극이 균일하다고 한다. 이 경우, 각 단위 영역의 평균 계조치는 균일한 값이 된다. 한편, 예를 들면 일부의 라인의 선폭이 평균적으로 좁아져 있거나 넓어져 있으면, 그 선폭에 따라 평균 계조치가 변화한다. 또한, 일부의 패턴이 위치 이탈을 일으켜 패턴 간의 거리가 평균적으로 좁아져 있거나 넓어져 있어도, 그 거리에 따라 평균 계조치가 변화한다. 따라서, 패턴 전면에서의 평균 계조치의 분포를 작성하여 각 단위 영역의 평균 계조치를 비교한다. 이에 의해, 시료(1)에 형성된, 광학계의 해상도 이하의 주기의 반복 패턴의 결함을 검출할 수 있게 된다.
제1 출력치 평가부(13)에서 작성된 평균 출력치의 분포는, 제1 결함 이력 관리부(본 발명의 제3 부분)(16)로 보내진다. 그리고, 제1 결함 이력 관리부(16)에서 패턴 형상의 분포를 작성한다.
예를 들면, 평균 계조치를 라인 앤드 스페이스 패턴에서의 라인폭과 스페이스폭의 비율로 환산하고, 검사 영역 내에서의 이 비율의 분포를 작성한다. 혹은, 소정의 패턴에 대하여, 치수 SEM로 측정한 선폭의 값과 그 광학상(光?像)의 계조치를 구함으로써, 선폭과 계조치의 관계식을 세운다. 그리고 이 관계식을 이용하여, 평가 대상의 광학 화상으로부터 얻어진 평균 계조치를 단위 영역에서의 선폭의 평균치로 환산한다. 이어서, 환산된 값을 이용하여 선폭의 평균치의 분포를 작성한다.
제1 결함 이력 관리부(16)에서는, 작성된 패턴의 형상 분포가 검사 로트마다 보존된다. 그리고, 이 분포의 경시적인 변화가 결함 이력으로서 관리된다.
또한 제1 결함 이력 관리부(16)에서 작성되는 것은, 선폭에 관한 분포에 한정되지 않고 패턴 형상의 분포이면 된다. 예를 들면, 반사율의 변화를 기초로 하여 작성된 패턴 표면의 상태에 관한 분포를 제1 결함 이력 관리부(16)에서 작성할 수도 있다.
또한, 도 1의 화상 센서(12)로 취득된 시료(1)의 광학 화상은, 제2 출력치 평가부(14)로도 보내진다. 제2 출력치 평가부(14)에서는, 제1 출력치 평가부(13)에서 평가되는 영역보다 좁은 영역에서의 출력치의 평가가 행해진다.
예를 들면, 제2 출력치 평가부(14)에서, 도 5의 각 단위 영역에서의 각 화소의 계조치의 변동치와 불균일이 취득된다. 구체적으로, 소정의 단위 영역 내의 각 화소의 계조치와, 각 화소의 주변 영역의 평균 계조치를 비교하여 국소적인 계조치의 변동치를 산출한다. 한편, 각 화소의 계조치의 불균일은, 주목하는 각 화소의 주변 영역에 포함되는 모든 화소의 화소치의 표준 편차로 한다. 또한 주변 영역은, 주목하는 화소에 대하여 N × N 화소의 영역(N은 7 ~ 15 전후)으로 하는데, 변동치를 구할 경우와 불균일을 구할 경우에서 영역의 설정이 상이할 수도 있다. 본 실시예에서는, 변동치와 불균일 중 어느 일방만을 구해도 된다.
제2 출력치 평가부(14)에서 얻어진 출력치의 변동치와 불균일은, 결함 판정부(본 발명의 제5 부분)(15)로 보내진다. 결함 판정부(15)에서는, 취득된 출력치의 변동치가 제1 임계치와 비교된다. 또한, 출력치의 불균일이 제2 임계치와 비교된다. 그리고, 예를 들면 변동치와 불균일 중 어느 일방이 상기의 임계치를 초과하고 있을 경우에 결함으로 판정된다.
결함 판정부(15)에서 결함으로 판정되면, 결함으로 판정된 출력치의 정보는 제2 결함 이력 관리부(본 발명의 제6 부분)(17)로 보내진다. 제2 결함 이력 관리부(17)에서는 결함 정보가 검사 로트마다 보존된다. 그리고, 결함의 경시적인 변화가 결함 이력으로서 관리된다. 또한 결함 정보로서는, 예를 들면 결함 수, 결함 위치, 결함 사이즈, 결함 형상 및 결함 분포로부터 선택되는 적어도 하나를 들 수 있다.
도 2는, 제1 결함 이력 관리부(16) 또는 제2 결함 이력 관리부(17)에서 관리되는 결함 이력을 설명하는 일례이다.
나노 임프린트 기술에서는, 먼저 마스터 패턴이 제작되고, 이어서 이 마스터 패턴을 원판으로서 복제의 도터 패턴이 복수 제작된다. 이 때문에, 검사는 우선 마스터 패턴에 대하여 행해지고, 이어서 도터 패턴에 대하여 행해진다. 이 후에는, 도터 패턴이 복제될 때마다 마스터 패턴과 도터 패턴의 쌍방에 대하여 행해진다.
마스터 패턴에 대한 결함 이력 관리로서는, 예를 들면 마스터 패턴이 제작되었을 때, 그리고 도터 패턴이 제작될 때마다 마스터 패턴의 형상 분포와 결함 정보를 취득하고, 이들의 추이를 데이터로서 각각, 제1 결함 이력 관리부(16)와 제2 결함 이력 관리부(17)에 축적하는 것을 들 수 있다.
또한, 도터 패턴의 결함 이력 관리로서는, 예를 들면 복제된 도터 패턴마다 소정의 타이밍으로 형상 분포와 결함 정보를 취득하고, 그 추이를 데이터로서 각각 제1 결함 이력 관리부(16)와 제2 결함 이력 관리부(17)에 축적하는 것을 들 수 있다.
예를 들면, 도 2에 나타낸 바와 같이 먼저 제작된 도터 패턴(도터(1))에 대하여, 반도체 처리 시설인 웨이퍼 팹(Wafer Fab)으로의 출하 시에 검사를 행하고, 패턴의 형상 분포와 결함 정보를 취득한다. 얻어진 데이터는 모두 이 예에서의 초기치가 된다. 이어서, 웨이퍼 팹에서 도터 패턴의 수용 시에 동일한 검사를 행하고, 패턴의 형상 분포와 결함 정보를 취득한다. 웨이퍼 상의 레지스트에의 전사를 종료한 후에는 세정이 행해지므로, 세정 후에도 동일한 검사를 행하고, 패턴의 형상 분포와 결함 정보를 취득한다. 이 이후에도, 세정 때마다 검사를 행하고, 패턴의 형상 분포와 결함 정보를 취득한다. 얻어진 각 데이터로부터는, 패턴의 형상 분포와 결함 정보의 경시적인 변화가 파악되므로, 이를 결함 이력으로서 관리한다. 또한 결함 정보로서는, 예를 들면 결함 수, 결함 위치, 결함 사이즈, 결함 형상 및 결함 분포로부터 선택되는 적어도 하나를 들 수 있다.
상술한 도터(1)와 마찬가지로, 이어서 제작된 도터 패턴(도터(2))에 대해서도 검사를 행하고, 패턴의 형상 분포 또는 결함 정보의 추이를 결함 이력으로서 관리한다. 복제가 N 회 행해졌다면, N 차에 제작된 도터 패턴(도터(N))까지 검사를 행하고, 이들의 패턴의 형상 분포와 결함 정보의 추이를 상기와 마찬가지로 결함 이력으로서 관리한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 제1 결함 이력 관리부(16) 및 제2 결함 이력 관리부(17)의 정보는 결함 및 결함 이력 해석부(본 발명의 제7 부분)(18)로 보내진다. 예를 들면, 제1 결함 이력 관리부(16)로부터 결함 및 결함 이력 해석부(18)로, 선폭 등의 패턴의 형상 분포의 정보가 검사 로트마다 보내진다. 또한, 제2 결함 이력 관리부(17)로부터 결함 및 결함 이력 해석부(18)로, 패턴 엣지의 요철 등의 결함 정보가 검사 로트마다 보내진다.
도 3은, 결함 및 결함 이력 해석부(18)에서의 데이터의 흐름을 나타낸 도이다.
상술한 바와 같이, 제1 결함 이력 관리부(16) 및 제2 결함 이력 관리부(17)로부터 결함 및 결함 이력 해석부(18)로, 패턴의 형상 분포 또는 결함에 관한 정보가 보내진다. 예를 들면, 도 2에서 N = 5로 하고, 도 3에서 제1 결함 이력 관리부(16)와 제2 결함 이력 관리부(17)로부터의 정보 중에서 도터(1)에 관한 것을 정보(1), 도터(2)에 관한 것을 정보(2), … , 도터(5)에 관한 것을 정보(5)로 한다. 이들 정보는 결함 및 결함 이력 해석부(18)에서 집중적, 종합적으로 관리된다. 예를 들면, 정보(1 ~ 5) 중의 임의의 정보가 유저의 지시에 따라 단말의 디스플레이 등에 표시된다.
결함 및 결함 이력 해석부(18)에서 관리되는 정보는, 임의의 타이밍 및 임의의 조합으로 비교되어, 원하는 다른 정보의 추출에 이용된다. 예를 들면, 도터(1)에 대하여 출하 시, 수용 시, 1 차 세정 후 및 2 차 세정 후 등에 행한, 패턴 엣지의 요철로부터 본 결함 수 또는 결함 위치의 추이 및 패턴의 선폭 분포의 추이를 비교한다. 또한 예를 들면, 마스터 패턴의 결함 정보와 도터 패턴의 결함 정보를 비교한다.
비교에 의해 추출된 정보는, 결함 및 결함 이력 해석부(18)로부터 마스터 패턴 또는 도터 패턴의 제조 공정에 피드백된다.
예를 들면, 정보(1)에서, 초기치로부터 1 차 세정 후까지의 값에 큰 변화는 없지만, 2 차 세정 후에 결함 수가 크게 증가하고, 그에 수반하여 그때까지의 결함 위치에 더하여 새로운 결함 위치가 인정될 경우, 2 차 전사 공정으로부터 세정 공정까지의 사이에 결함을 증가시키는 요인이 있었던 것이 추측된다. 이 정보를 공정 관리에 피드백하여, 세정액의 오염도의 확인 등을 행함으로써, 이 이후에 제조되는 반도체 웨이퍼의 제조 수율을 향상시키는 것이 가능하다.
또한 예를 들면, 마스터 패턴의 형상 분포 및 결함 정보와 도터(1)의 그것들과의 사이에 큰 변화는 없지만, 도터(2)의 초기치의 선폭 분포에 마스터 패턴 또는 도터(1)와는 상이한 경향이 보여진다고 한다. 이 경우, 도터(2)의 제조 공정, 즉 2 차 마스터 패턴의 복제 공정에 어떠한 변동이 있었던 것이 예상된다. 따라서, 이 정보를 공정 관리에 피드백하여, 도터 패턴의 포토리소그래피 공정을 재검토하는 등 함으로써, 이 이후에 제조되는 도터 패턴의 선폭 분포를 마스터 패턴의 선폭 분포와 동일하게 할 수 있고, 나아가서는 반도체 웨이퍼의 제조 수율이 저하되는 것을 억제할 수 있다.
또한 결함 및 결함 이력 해석부(18)는, 제1 결함 이력 관리부(16)와 제2 결함 이력 관리부(17)로부터의 정보 중 적어도 하나에서, 소정의 임계치(제3 임계치)를 초과하는 것이 있을 때, 알람 신호를 발하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 결함 및 결함 이력 해석부(18)에서 관리되는 결함 정보 중에서, 결함 수 및 결함 밀도 중 적어도 일방이 임계치를 초과했을 경우에는 알람 신호를 발하고, 이 도터 패턴의 사용을 정지한다. 구체적으로, 도 3에 나타낸 바와 같이, 결함 및 결함 이력 해석부(18)로부터 알람 발생부로 알람 발생 신호를 보내고, 검사 장치가 알람을 발하도록 한다.
도 4는, 알람이 발해지는 예의 하나를 나타낸 것이다.
도 4의 도터 패턴은, 도 2의 도터(2), 즉 2 차 복제된 도터 패턴이라고 한다. 도터(2)의 검사를 도 2의 플로우에 따라 행한 바, 초기치로부터 3 차 세정 후까지의 결함 수에 큰 변화는 없었지만, 4 차 세정 후에 결함 수가 그때까지보다 증가하고, 5 차 세정 후의 결함 수는 4 차 세정 후에 비해 크게 증가했다. 그 후에도 결함 수는 증가의 일로를 걸었다. 이러한 경우에서는, 결함 수에 소정의 임계치를 설정하고, 이 임계치를 초과한 경우에 알람이 발해지도록 하는 것이 바람직하다. 즉 도 4의 예에서는, 5 차 세정 후의 결함 수가 판명된 단계에서, 이 결함 수가 임계치를 초과하고 있는 점에서 알람을 발하여, 예를 들면 도터(2)의 사용을 정지하도록 한다. 이에 의해, 도터(2)의 사용에 의해, 불량이 되는 반도체 웨이퍼의 제조가 계속되는 것을 회피할 수 있다.
도 6 ~ 도 8은, 동일한 도터 패턴에 대하여, 패턴 엣지의 요철에 의한 결함의 수가 증가하는 모습을 도시한 일례이다.
예를 들면, 도 6은, 도 4의 3 차의 세정 후에 행한 검사에 의해 판명된 결함 분포를 도시한 것이다. 또한 본 실시예에서, 이들 결함은, 도 1의 제2 출력치 평가부(14)에서 취득된 계조치의 불균일 중, 결함 판정부(15)에서 결함으로 판정된 것이다. 도 6의 결함 분포는, 결함 판정부(15)로부터의 정보를 기초로 하여 제2 결함 이력 관리부(17)에서 작성된다. 도 7 및 도 8에 대해서도 동일하다.
도 7은, 도 4의 4 차 세정 후에 행한 검사에 의해 판명된 결함 분포를 도시한 것이다. 도 6과 비교하면, 도 6의 결함 외에 도 6에는 없는 위치에도 결함이 있고, 전체적으로 결함이 증가되어 있는 것을 알 수 있다.
도 8은, 도 4의 5 차 세정 후에 행한 검사에 의해 판명된 결함 분포를 도시한 것이다. 도 7로부터 더 새로운 결함이 발생되어 있는 것을 알 수 있다.
이와 같이, 도 6 ~ 도 8을 비교함으로써, 동일한 도터 패턴에서의 결함 수 또는 결함 위치의 변화를 알 수 있다. 그리고, 이들을 상세히 해석함으로써, 새롭게 발생한 결함의 수, 위치 및 특징 등을 파악하는 것이 가능하다
또한 이미 기술한 바와 같이, 예를 들면 도 8 상태의 결함 분포에 의해, 결함 수 및 결함 밀도 중 적어도 일방이 소정치를 초과하고 있는 것이 판명된 경우에는, 그 단계에서 검사 장치가 알람을 발하도록 하는 것이 바람직하다.
도 9 및 도 10은, 동일한 도터 패턴의 선폭 분포를 도시한 일례이다.
예를 들면, 도 9는 도 4의 도터(1)의 초기치가 되는 선폭 분포이며, 도 10은, 도 4의 도터(2)의 초기치가 되는 선폭 분포라고 한다. 도 9에서는, 중앙 부분에서의 선폭이 가장 좁고, 주변으로 갈수록 선폭이 넓어진다. 도 10도 도 9와 동일한 경향을 가지지만, 도면의 오른쪽 상측 부분에 도 9에는 없는 분포를 더 가진다.
이와 같이, 도 9 및 도 10을 비교함으로써, 동일한 도터 패턴에서의 선폭 분포의 변화를 알 수 있다. 여기서, 마스터 패턴의 선폭 분포가 도 9와 동일하다고 하면, 도 10으로부터, 도터(2)의 제조 공정에서 어떠한 변동이 있었던 것이 예상된다. 그리고 도 10의 오른쪽 상측 부분의 분포가, 반도체 웨이퍼에 형성되는 패턴의 선폭의 허용치를 초과할 경우, 도 3에 나타낸 바와 같이 결함 및 결함 이력 해석부(18)로부터 알람 발생부로 알람 발생 신호를 보내고, 검사 장치가 알람을 발하도록 하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 본 실시예의 검사 장치에서는, 도 1의 제1 출력치 평가부(13)에서, 검사 영역을 분할하는 단위 영역마다 반사율을 나타내는 계조치 등의 출력치의 평균치가 취득되고, 또한 취득된 값에 기초하여 검사 영역에서의 평균 출력치의 분포가 작성된다. 이어서, 이 평균 출력치의 분포는 제1 결함 이력 관리부(16)로 보내지고, 제1 결함 이력 관리부(16)에서 패턴 형상의 분포가 작성된다. 작성된 패턴 형상의 분포는 제1 결함 이력 관리부(16)에 보존된다.
예를 들면, 평균 출력치가 검사 패턴의 광학 화상의 평균 계조치일 경우, 평균 계조치를 비교함으로써, 패턴의 선폭 등이 균일하게 형성되어 있는지 여부를 검사할 수 있다. 따라서, 광학계의 해상 한계보다 작은 치수의 패턴이라도 패턴의 형상 결함을 검출하는 것이 가능하다.
또한 본 실시예의 검사 장치에서는, 제2 출력치 평가부(14)에서, 제1 출력치 평가부(13)에서 평가되는 영역보다 좁은 영역에서의 각 화소의 출력치의 평가, 구체적으로 각 화소의 출력치의 변동치 및 불균일 중 적어도 일방의 취득이 행해진다. 제2 출력치 평가부(14)에서 얻어진 출력치의 변동치와 불균일은 결함 판정부(15)로 보내진다. 결함 판정부(15)에서 결함으로 판정되면, 그 정보는 제2 결함 이력 관리부(17)로 보내져 보존된다.
예를 들면, 제2 출력치 평가부(14)에서 계조치의 불균일을 취득하고, 결함 판정부(15)에서 임계치를 초과하는 불균일이 있는지 여부를 판정한다. 이에 의해, 패턴 엣지의 요철 또는 패턴 누락에 기인하는 결함을 검출할 수 있다. 즉, 이 경우에는 광학계의 해상 한계보다 작은 치수의 패턴에 대하여, 선폭 등에 기인하는 결함과는 상이한 결함, 즉 보다 국소적인 결함을 검출하는 것이 가능하다.
또한 본 실시예의 검사 장치에서는, 패턴의 형상 분포 또는 결함에 관한 정보가 결함 및 결함 이력 해석부(18)에서 집중하여 관리된다. 관리되는 정보에는 검사 결과의 이력도 포함되고, 이들은 임의의 타이밍 및 임의의 조합으로 비교하여 해석되고, 원하는 다른 정보의 추출에 이용된다. 추출된 정보는 결함 및 결함 이력 해석부(18)로부터 마스터 패턴 또는 도터 패턴의 제조 공정에 피드백된다. 또한, 결함 및 결함 이력 해석부(18)에서 관리되는 결함 정보 중에서 결함 수가 소정의 임계치를 초과한 경우에는, 결함 및 결함 이력 해석부(18)가 알람 신호를 발하고, 이 도터 패턴의 사용을 정지하도록 할 수도 있다.
본 실시예의 검사 장치는, 상기의 구성을 구비함으로써 마스터 패턴 또는 도터 패턴과 같이, 광학계의 해상도 이하의 주기의 반복 패턴을 가지는 시료의 결함을 검출하여, 이들 결함에 관한 정보를 관리할 수 있다. 따라서, 이러한 정보를 마스터 패턴 또는 도터 패턴의 제조 프로세스에 피드백함으로써, 반도체 웨이퍼의 제조 수율을 향상시키는 것이 가능해진다.
이어서, 본 실시예의 검사 장치 시스템에 대하여 설명한다.
도 11은, 본 실시예의 검사 장치 시스템의 구성을 나타낸 도이다. 이 도에 나타낸 바와 같이, 검사 장치 시스템은 검사 장치(1), 검사 장치(2) 및 검사 장치(3)의 3 개의 검사 장치를 가진다. 단, 본 실시예의 검사 장치 시스템에서 검사 장치의 수는 이에 한정되지 않고, 2 개 이상 있으면 된다.
검사 장치(1 ~ 3)는, 각각 화상 센서에 의해 검사 대상이 되는 패턴의 광학 화상을 취득하는 광학 화상 취득부(본 발명의 제1 부분)와, 소정의 단위 영역으로 분할된 패턴의 검사 영역에 대하여, 단위 영역마다 광학 화상의 출력치의 평균치를 취득하고, 검사 영역에서의 평균치의 분포를 작성하는 제1 출력치 평가부(본 발명의 제2 부분)와 평균치의 분포로부터 패턴의 형상의 분포를 작성하여 이를 유지하는 제1 결함 이력 관리부(본 발명의 제3 부분)와, 단위 영역에서의 각 화소의 상기 출력치의 변동치 및 불균일 중 적어도 일방을 취득하는 제2 출력치 평가부(본 발명의 제4 부분)와, 제2 출력치 평가부에서 취득된 출력치의 변동치 및 불균일 중 적어도 일방을 임계치와 비교하여, 결함이 있는지 여부를 판정하는 결함 판정부(본 발명의 제5 부분)와, 결함 판정부에서 결함으로 판정된 출력치의 정보를 유지하는 제2 결함 이력 관리부(본 발명의 제6 부분)를 구비한다.
검사 장치(1 ~ 3)를 구성하는 각 부의 기능은, 도 1의 검사 장치에서 이미 설명한 바와 같다. 예를 들면 광학 화상 취득부는, 패턴에 광을 조사하는 광원과, 패턴을 투과 또는 반사한 광원으로부터의 광을 화상 센서에 결상하는 렌즈를 구비하고, 광원으로부터의 광의 파장과 렌즈의 개구 수에 의해 정해지는 해상 한계는 패턴을 해상하지 않는 값이다.
도 11에 나타낸 바와 같이, 검사 장치 시스템은, 제1 결함 이력 관리부와 제2 결함 이력 관리부를 가지는 복수의 검사 장치와, 이들 검사 장치로부터의 정보가 입력되는, 하나의 결함 및 결함 이력 해석부를 구비한다. 즉, 본 실시예의 검사 장치 시스템에서는, 검사 장치(1 ~ 3)에서의 제1 결함 이력 관리부와 제2 결함 이력 관리부로부터의 정보가, 결함 및 결함 이력 해석부(본 발명의 제7 부분)에서 집중하여 관리되고 해석된다. 결함 및 결함 이력 해석부는, 검사 장치(1 ~ 3)에서의 제1 결함 이력 관리부와 제2 결함 이력 관리부로부터의 정보 중 적어도 하나에서, 소정의 임계치(제3 임계치)를 초과하는 것이 있을 때, 알람 신호를 발하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 본 실시예의 검사 장치 시스템에 의하면, 검사 장치(1 ~ 3)의 각각에서 취득된 패턴의 형상 분포 또는 결함에 관한 정보가, 공통의 결함 및 결함 이력 해석부에서 집중하여 관리된다. 따라서 이 구성에 의하면, 각 검사 장치에서 행해진 결과가, 하나의 결함 및 결함 이력 해석부에 집약되므로, 이들 결과가 상호 관련 지어져, (각 검사 장치 내에 결함 및 결함 이력 해석부가 있을 경우와 비교하여) 보다 종합적인 정보가 추출될 수 있다.
또한 도 11의 검사 장치 시스템에서는, 데이터량이 많은 결함 및 결함 이력 해석부를 검사 장치의 외부 장치로 하고 있으므로, 각 검사 장치에서의 데이터의 처리량을 줄일 수 있다.
또한 본 실시예의 검사 장치 시스템에서, 각 검사 장치는 제1 결함 이력 관리부 및 제2 결함 이력 관리부 중 적어도 일방을 구비하면 된다.
이상을 정리하면, 본 발명의 특징과 이점은 다음과 같이 기술할 수 있다.
본 발명의 제1 태양에 의하면, 광학계의 해상도 이하의 반복 패턴을 가지는 시료에 대하여 검사를 행할 수 있고, 또한 그에 따라 얻어지는 정보를 관리함으로써, 반도체 장치의 불량의 저감으로 연결시킬 수 있는 검사 장치가 제공된다.
본 발명의 제2 태양에 의하면, 광학계의 해상도 이하의 반복 패턴을 가지는 시료에 대하여 검사를 행할 수 있고, 또한 그에 따라 얻어지는 정보를 관리함으로써, 반도체 장치의 불량의 저감으로 연결시킬 수 있는 검사 장치 시스템이 제공된다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
또한 상기 실시예에서는, 장치 구성 또는 제어 방법 등, 본 발명의 설명에 직접 필요로 하지 않는 부분에 대한 기재를 생략했지만, 필요로 하는 장치 구성 또는 제어 방법을 적절히 선택하여 이용할 수 있는 것은 말할 필요도 없다. 그 외에, 본 발명의 요소를 구비하고, 당업자가 적절히 설계 변경할 수 있는 모든 검사 장치 및 검사 장치 시스템은 본 발명의 범위에 포함된다.
1 : 시료
2 : Z 테이블
3 : XY 테이블
4 : 광학계
5 : 광원
6, 8, 9, 11 : 렌즈
7, 10 : 미러
12 : 화상 센서
13 : 제1 출력치 평가부
14 : 제2 출력치 평가부
15 : 결함 판정부
16 : 제1 결함 이력 관리부
17 : 제2 결함 이력 관리부
18 : 결함 및 결함 이력 해석부

Claims (7)

  1. 화상 센서에 의해 검사 대상이 되는 패턴의 광학 화상을 취득하는 제1 부분과,
    소정의 단위 영역으로 분할된 상기 패턴의 검사 영역에 대하여, 상기 단위 영역마다 상기 광학 화상의 출력치의 평균치를 취득하고, 상기 검사 영역에서의 상기 평균치의 분포를 작성하는 제2 부분과,
    상기 평균치의 분포로부터 상기 패턴의 형상의 분포를 작성하여 이를 유지(保持)하는 제3 부분과,
    상기 단위 영역에서의 각 화소의 상기 출력치의 변동치 및 불균일 중 적어도 일방을 취득하는 제4 부분과,
    상기 출력치의 변동치 및 불균일 중 적어도 일방을 임계치와 비교하여, 결함이 있는지 여부를 판정하는 제5 부분과,
    상기 제5 부분에서 결함으로 판정된 출력치의 정보를 유지하는 제6 부분과,
    상기 제3 부분 및 상기 제6 부분으로부터의 정보를 관리하고 해석하는 제7 부분을 가지고 있고,
    상기 제1 부분은, 상기 패턴에 광을 조사하는 광원과, 상기 패턴을 투과 또는 반사한 상기 광원으로부터의 광을 상기 화상 센서에 결상하는 렌즈를 구비하고,
    상기 광원으로부터의 광의 파장과 상기 렌즈의 개구 수에 의해 정해지는 해상 한계는, 상기 패턴을 해상하지 않는 값인 것을 특징으로 하는 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 출력치는, 상기 광학 화상의 각 화소의 계조치로, 상기 패턴에서 반사한 상기 광원으로부터의 광의 반사율을 화상 센서로 화상의 계조치로 변환한 값인 것을 특징으로 하는 검사 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제7 부분은, 상기 제3 부분 및 상기 제6 부분으로부터의 정보 중 적어도 하나에서 임계치를 초과하는 것이 있을 때에 알람 신호를 발하는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
  4. 화상 센서에 의해 검사 대상이 되는 패턴의 광학 화상을 취득하는 제1 부분과,
    소정의 단위 영역으로 분할된 상기 패턴의 검사 영역에 대하여, 상기 단위 영역마다 상기 광학 화상의 출력치의 평균치를 취득하고, 상기 검사 영역에서의 상기 평균치의 분포를 작성하는 제2 부분과,
    상기 평균치의 분포로부터 상기 패턴의 형상의 분포를 작성하여 이를 유지하는 제3 부분과,
    상기 단위 영역에서의 각 화소의 상기 출력치의 변동치 및 불균일 중 적어도 일방을 취득하는 제4 부분과,
    상기 출력치의 변동치 및 불균일 중 적어도 일방을 임계치와 비교하여, 결함이 있는지 여부를 판정하는 제5 부분과,
    상기 제5 부분에서 결함으로 판정된 출력치의 정보를 유지하는 제6 부분을 구비하는 복수의 검사 장치와,
    상기 각 검사 장치에서의 상기 제3 부분 및 상기 제6 부분으로부터의 정보를 집중하여 관리하고 해석하는 제7 부분을 가지고 있고,
    상기 각 검사 장치에서의 상기 제1 부분은, 상기 패턴에 광을 조사하는 광원과, 상기 패턴을 투과 또는 반사한 상기 광원으로부터의 광을 상기 화상 센서에 결상하는 렌즈를 구비하고,
    상기 광원으로부터의 광의 파장과 상기 렌즈의 개구 수에 의해 정해지는 해상 한계는, 상기 패턴을 해상하지 않는 값인 것을 특징으로 하는 검사 장치 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 출력치는, 상기 광학 화상의 각 화소에 부여되는 계조치인 것을 특징으로 하는 검사 장치 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 출력치는, 상기 패턴에서 반사한 상기 광원으로부터의 광의 반사율을 나타내는 계조치인 것을 특징으로 하는 검사 장치 시스템.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제7 부분은, 상기 각 검사 장치에서의 상기 제3 부분 및 상기 제6 부분으로부터의 정보 중 적어도 하나에서 임계치를 초과하는 것이 있을 때에 알람 신호를 발하는 것을 특징으로 하는 검사 장치 시스템.
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