KR20180118530A

KR20180118530A - 검사 방법

Info

Publication number: KR20180118530A
Application number: KR1020180043101A
Authority: KR
Inventors: 가즈히로 나카시마
Original assignee: 가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지
Priority date: 2017-04-21
Filing date: 2018-04-13
Publication date: 2018-10-31
Also published as: US10267749B2; JP7079569B2; KR102024112B1; JP2018179942A; TW201839519A; US20180306733A1; TWI686673B

Abstract

본 발명의 실시 형태의 검사 방법은, 피검사 시료에 조명광을 조사하고, 피검사 시료에 의해 반사된 조명광을 이용하는 오토 포커스 기구를 사용하여, 피검사 시료의 제1 화상을 취득하고, 제1 화상을 취득할 때에 오토 포커스 기구를 사용하여 취득한, 오토 포커스 기능 좌표를 보존하고, 오토 포커스 기능 좌표의 2차원 다항식 근사식을 계산하고, 2차원 다항식 근사식을 사용하여, 피검사 시료의 제2 화상을 취득할 때의 포커스를 제어한다.

Description

검사 방법{INSPECTION METHOD}

본 발명은 검사 방법에 관한 것이다. 예를 들어, 반도체 소자의 제조 등에 사용되는 마스크 등의 피검사 시료에 레이저광을 조사하여 패턴 상의 광학 화상을 취득하여 패턴을 검사하는 검사 방법에 관한 것이다.

근년, 반도체 소자에 요구되는 회로 선폭의 정밀도 관리의 요구는 점점 높아지고 있다. 이들 반도체 소자는 회로 패턴이 형성된 원화 패턴(포토리소그래피 마스크 혹은 레티클이라고도 한다. 이하, 마스크라 총칭함)을 사용하여, 소위 스테퍼라 칭해지는 축소 투영 노광 장치로 웨이퍼 상에 패턴을 노광 전사하여 회로 형성함으로써 제조된다. 따라서, 이러한 미세한 회로 패턴을 웨이퍼에 전사하기 위한 마스크의 제조에는 미세한 회로 패턴을 묘화할 수 있는 전자 빔을 사용한 패턴 묘화 장치를 사용한다. 이러한 패턴 묘화 장치를 사용하여 웨이퍼에 직접 패턴 회로를 묘화하기도 한다.

그리고, 상당한 제조 비용이 소요되는 CPU(Central Processing Unit)나 FPGA(Field Programmable Gate Array) 등의 LSI의 제조에 있어서, 수율의 향상은 필수적이다. 수율을 저하시키는 큰 요인 중 하나로서, 반도체 웨이퍼 상에 초미세 패턴을 포토리소그래피 기술로 노광, 전사할 때 사용되는 마스크의 패턴 결함을 들 수 있다. 근년, 반도체 웨이퍼 상에 형성되는 LSI 패턴 치수의 미세화에 수반하여, 패턴 결함으로서 검출해야만 하는 치수도 극히 작아지게 되었다. 그 때문에, LSI 제조에 사용되는 전사용 마스크의 결함을 검사하는 패턴 검사 장치의 고정밀도화가 바람직하다고 여겨지고 있다.

검사 방법으로서는 확대 광학계를 사용하여 포토 리소그래피 마스크 등의 시료 상에 형성되어 있는 패턴을 소정의 배율로 촬상한 광학 화상과, 설계 패턴 데이터, 혹은 시료 상의 동종 패턴을 촬상한 광학 화상과 비교함으로써 검사를 행하는 방법이 알려져 있다. 예를 들어, 패턴 검사 방법으로서, 동일 마스크 상의 다른 장소의 동종 패턴을 촬상한 광학 화상 데이터끼리를 비교하는 「die to die(다이-다이) 검사」나, 패턴 설계된 CAD 데이터를 마스크에 패턴을 묘화할 때에 묘화 장치가 입력하기 위한 장치 입력 포맷으로 변환된 묘화 데이터(패턴 데이터)를 검사 장치에 입력하여, 이것을 기초로 설계 화상 데이터(참조 화상)를 생성하여, 그것과 패턴을 촬상한 측정 데이터가 되는 광학 화상을 비교하는 「die to database(다이-데이터베이스) 검사」가 있다. 이러한 검사 장치에 있어서의 검사 방법에서는 시료는 스테이지 상에 적재되어 스테이지가 움직임으로써 광속이 시료 상을 주사하여, 검사가 행하여진다. 시료에는 광원 및 조명 광학계에 의해 광속이 조사된다. 시료를 투과 혹은 반사된 광은 광학계를 통해, 광 검출기 상에 결상된다. 광 검출기로 촬상된 화상은 측정 데이터로서 비교 회로로 보내진다. 비교 회로에서는 화상끼리의 위치 정렬 후, 측정 데이터와 참조 데이터를 적절한 알고리즘에 따라 비교하여, 일치하지 않는 경우에는 패턴 결함 있음으로 판정한다.

실시 형태의 검사 방법은, 피검사 시료에 조명광을 조사하고, 피검사 시료에 의해 반사된 조명광을 이용하는 오토 포커스 기구를 사용하여, 피검사 시료의 제1 화상을 취득하고, 제1 화상을 취득할 때에 오토 포커스 기구를 사용하여 취득한, 오토 포커스 기능 좌표를 보존하고, 오토 포커스 기능 좌표의 2차원 다항식 근사식을 계산하고, 2차원 다항식 근사식을 사용하여, 피검사 시료의 제2 화상을 취득할 때의 포커스를 제어한다.

실시 형태의 검사 방법에 의하면, 패턴 의존성이 적은 포커스 제어를 행할 수 있는 검사 방법을 제공하는 것이 가능해진다.

도 1은, 제1 실시 형태의 검사 장치의 모식도이다.
도 2a 및 도 2b는 제1 실시 형태의 피검사 시료(마스크)의 검사 방법을 설명하는 모식도이다.
도 3은, 제1 실시 형태의 검사 방법의 흐름도이다.
도 4의 (a) 내지 (c)는 제1 실시 형태의 오토 포커스 기능 좌표이다.
도 5는 제2 실시 형태의 검사 방법의 흐름도이다.
도 6은 제3 실시 형태의 검사 방법의 흐름도이다.
도 7은 제4 실시 형태의 검사 방법의 흐름도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 도면을 참조하면서 설명한다.

또한, 이하의 기재에 있어서는 포토리소그래피 마스크(피검사 시료)를 간단히 마스크라 표기한다.

(제1 실시 형태)

본 실시 형태의 검사 방법은, 피검사 시료에 조명광을 조사하고, 피검사 시료에 의해 반사된 조명광을 이용하는 오토 포커스 기구를 사용하여, 피검사 시료의 제1 화상을 취득하고, 제1 화상을 취득할 때에 오토 포커스 기구를 사용하여 취득한 오토 포커스 기능 좌표를 보존하고, 오토 포커스 기능 좌표의 2차원 다항식 근사식을 계산하고, 2차원 다항식 근사식을 사용하여, 피검사 시료의 제2 화상을 취득할 때의 포커스를 제어한다.

도 1은, 본 실시 형태에서의 검사 장치(1000)의 모식도이다. 본 실시 형태의 검사 장치는 마스크(M)의 결함 검사를 행하는 패턴 검사 장치이다.

보유 지지부(100)에는 마스크(M)가 적재된다.

스테이지(200)는 보유 지지부(100) 하방에 배치되고, 보유 지지부(100)를 지지한다. 스테이지(200)는 서로 직교하는 가로 방향인 X 방향 및 Y 방향으로, 각각 제1 스테이지 제어부(210a) 및 제2 스테이지 제어부(210b)에 의해 이동된다. 또한, 스테이지(200)는 X 방향 및 Y 방향에 수직인 방향인 Z 방향으로, 제3 스테이지 제어부(210c)에 의해 이동된다. 또한, 스테이지(200)는 Z 방향에 수직인 면 내에서, 제4 스테이지 제어부(210d)에 의해 회전된다. 또한, 제1 스테이지 제어부(210a), 제2 스테이지 제어부(210b), 제3 스테이지 제어부(210c) 및 제4 스테이지 제어부(210d)는 예를 들어 공지된 모터 또는 피에조 소자이다.

레이저 측장계(220)는 스테이지(200)의 X 방향에 있어서의 위치, Y 방향에 있어서의 위치, 및 Z 방향에 있어서의 위치를 측정한다. 측정된 스테이지(200)의 위치는 후술하는 위치 검출부(640)에 입력된다.

이동 제어 기구(300)는 후술하는 제어 계산기(650)에 버스 라인(670)을 통하여 접속되는 주사 범위 설정 기구(310)와, 주사 범위 설정 기구(310)로 설정되는 주사 범위 내에서 스테이지(200)가 이동되도록 제1 스테이지 제어부(210a), 제2 스테이지 제어부(210b), 제3 스테이지 제어부(210c) 및 제4 스테이지 제어부(210d)를 제어하는 스테이지 제어 기구(320)를 구비한다.

조명부(400)는 개구 조리개(408)와, 광원(410)과, 제1 조명부용 렌즈(420)와, 제2 조명부용 렌즈(430)와, 제1 조명부용 미러(440)와, 콘덴서 렌즈(450)와, 제1 조명부용 광속 분배 수단(460)과, 제2 조명부용 미러(470)와, 제2 조명부용 광속 분배 수단(480)과, 대물 렌즈(490)를 구비한다.

광원(410)으로부터 출사된 레이저광 등의 조명광은, 개구 조리개(408)를 통과한 후, 제1 조명부용 렌즈(420) 및 제2 조명부용 렌즈(430)에 의해 평행인 광속으로 확경된다. 개구 조리개(408)는 광속의 굵기, 즉 개구수(Numerical Aperture NA)를 조정한다. 확경된 광속은, 제1 조명부용 미러(440)와 콘덴서 렌즈(450)에 의해 마스크(M)의 상면에 조사된다. 제1 조명부용 렌즈(420)와, 제2 조명부용 렌즈(430)와, 제1 조명부용 미러(440)와, 콘덴서 렌즈(450)는 투과 조명계를 구성한다.

또한, 광원(410)의 파장은, 마스크(M)를 사용하여 노광이 행해진 경우에 가까운 상태에서 마스크(M)의 검사를 할 수 있기 때문에, 마스크(M)가 사용되는 노광 장치가 갖는 광원의 파장과 동일 정도인 것이 바람직하다.

또한, 광원(410)으로부터 출사된 레이저광 등의 조명광은, 개구 조리개(408)를 통과하고, 제1 조명부용 렌즈(420) 및 제2 조명부용 렌즈(430)에 의해 평행인 광속으로 확경된 후, 제2 조명부용 렌즈(430)와 제1 조명부용 미러(440) 사이에 배치된 제1 조명부용 광속 분배 수단(460)에 의해 반사된다. 제1 조명부용 광속 분배 수단(460)에 의해 반사된 조명광은, 제2 조명부용 미러(470)와 제2 조명부용 광속 분배 수단(480)에 의해 마스크(M)의 하면에 조사된다. 제1 조명부용 광속 분배 수단(460)과 제2 조명부용 미러(470)와 제2 조명부용 광속 분배 수단(480)은 반사조명계를 구성한다.

또한, 제1 조명부용 광속 분배 수단(460) 및 제2 조명부용 광속 분배 수단(480)으로서는 구체적으로는 하프 미러, 슬릿, 편광 빔 스플리터 등을 바람직하게 사용할 수 있다.

결상부(500)는 제1 광 검출기(510)와, 제1 결상부용 렌즈(520)와, 제2 광 검출기(530)와, 제2 결상부용 렌즈(540)와, 분리 미러(550)를 구비한다.

투과 조명계에 의해 마스크(M)의 상면에 조사되어 마스크(M)를 투과한 조명광은 투과광이라고 불린다. 또한, 반사조명계에 의해 마스크(M)의 하면에 조사된 후, 마스크(M)에 의해 반사된 조명광은, 반사광이라고 불린다. 투과광과 반사광은, 대물 렌즈(490)와 제2 조명부용 광속 분배 수단(480)을 통하여 분리 미러(550)에 입사된다. 투과광은, 분리 미러(550)로부터 제1 결상부용 렌즈(520)를 통하여 제1 광 검출기(510)에 결상된다. 또한, 반사광은, 분리 미러(550)로부터 제2 결상부용 렌즈(540)를 통하여 제2 광 검출기(530)에 결상된다.

제어부(600)는 비교부(610)와, 참조부(620)와, 전개부(622)와, 패턴 데이터 보존부(630)와, 오토 포커스 기능 좌표 보존부(632)와, 이차원 다항식 근사식 보존부(634)와, 화상 보존부(636)와, 위치 검출부(640)와, 제어 계산기(650)와, 판단부(660)와, 버스 라인(670)과, 리뷰부(680)와, 포커스 목표값 설정부(682)와, 2차원 다항식 근사식 계산부(690)를 구비한다.

오토 포커스 기구(700)는 오토 포커스 광속 분배 수단(710)과, 포커스 어긋남 검출 기구(720)와, 포커스 제어 기구(730)와, 오토 포커스 기구용 모터(740)를 구비한다.

오토 포커스 광속 분배 수단(710)은 반사광을 포커스 어긋남 검출 기구(720)에 입사시킨다. 포커스 어긋남 검출 기구(720)는 입사된 반사광으로부터 포커스 어긋남의 정도를 검출하고, 포커스 제어 기구(730)에 포커스 어긋남의 정도를 입력한다. 포커스 제어 기구(730)는 입력된 포커스 어긋남의 정도에 기초하여, 오토 포커스 기구용 모터(740)를 제어하여 대물 렌즈(490)를 높이 방향으로 움직이게 하고, 대물 렌즈(490)의 포커스를 마스크(M) 상에 맞춘다. 또한, 제3 스테이지 제어부(210c)를 사용하여, 스테이지를 Z 방향으로 움직이게 함으로써, 대물 렌즈(490)의 포커스를 마스크(M) 상에 맞춰도 된다.

오토 포커스 광속 분배 수단(710)으로서는 구체적으로는 하프 미러, 슬릿, 편광 빔 스플리터 등을 바람직하게 사용할 수 있다.

도 2a 및 도 2b는 본 실시 형태의 마스크 검사 방법을 설명하는 모식도이다. 도 2a는 본 실시 형태에서 검사되는 마스크(M)의 모식도이다.

마스크(M)는, 기판(S) 상에 설치된 검사 영역 I를 갖는다. 기판(S)은 예를 들어 석영을 포함한다. 검사 영역 I 내에는 라인 앤 스페이스 패턴 B나 솔리드 패턴 C 등의 패턴이 배치되어 있다. 「솔리드 패턴」은, 스캔 중의 광학계 시야 E의 내부에 패턴이 들어가지 않는 부분을 말한다.

마스크(M)의 검사 방법으로는 예를 들어 스테이지(200)를 Y축 방향으로 구동하여, 광학계 시야 E 중에 검사 영역 I를 통과시킴으로써, 제1 광 검출기(510) 또는 제2 광 검출기(530)가 갖는 센서 폭의 직사각형 영역 화상 F를 취득한다. 다음에, 스테이지(200)를 X축 방향으로 소정의 피치로 이동시킨다. 다음에, 스테이지(200)를 Y축 방향으로 구동하여, 검사 영역 I의 다른 부분의 영역 화상을 취득한다. 이것을 반복하여 모든 검사 영역 I의 영역 화상을 취득한다.

도 2b는 영역 화상 F의 검사 방법을 나타내는 모식도이다. 취득된 영역 화상 F는 비교부(610)에서 복수의 처리 블록 G로 분할된다. 그리고, 처리 블록 G마다, 비교가 행하여진다.

또한 비교에 있어서는 처리 블록 G의 화상 내에서, XY 면 내의 에지의 페어수 및 XY 면 내의 평균 선폭으로부터, 동종의 패턴인지 여부를 판단한다. 그리고, 에지수가 X 방향 및 Y 방향의 어느 쪽에서도 0에 가까울 때에, 솔리드 패턴이라고 판단한다. 또는 처리 블록 G의 화상 내에 패턴이 없는 것으로, 광학계 시야 내에 패턴이 없다고 판단한다.

또한, 마스크(M)의 검사 방법은, 상기 기재에 한정되지 않는다.

도 3은, 본 실시 형태의 검사 방법의 흐름도이다.

우선, 조명부(400)를 사용하여, 마스크(M)에 조명광을 조사하고(S10), 결상부(500)를 사용하여, 마스크(M)를 투과한 조명광을 결상한 화상, 또는 마스크(M)에 의해 반사된 조명광을 결상한 화상을, 제1 화상으로서 취득한다(S14). 여기서, 제1 화상의 취득 시에는 오토 포커스 기구(700)를 사용하여 포커스를 제어한다. 취득된 제1 화상은, 화상 보존부(636)에 보존된다. 제1 화상은, 비교부(610)에 입력된다.

또한, 마스크(M) 상의 소정의 X 좌표 및 Y 좌표에 있어서의, 대물 렌즈(490)의 높이 방향의 이동량 또는 스테이지(200)의 Z 방향의 이동량은, 오토 포커스 기능 좌표로서, 오토 포커스 기능 좌표 보존부(632)에 보존된다(S18).

도 4의 (a) 내지 (c)는 본 실시 형태의 오토 포커스 기능 좌표를 나타내는 도면이다. 도 4의 (a)는 마스크(M) 상에서 측정된 오토 포커스 기능 좌표를, 등고선으로 나타낸 도면이다.

다음에, 패턴 데이터 보존부(630)에 보존되어 있는 설계 패턴 데이터를, 전개부(622)에 입력하여, 각 층마다 전개한다. 설계 패턴 데이터는 설계자에 의해 미리 작성되어 있다. 여기서, 설계 패턴 데이터는 통상 검사 장치(1000)에 의해 직접 읽어들일 수 있도록 설계되어 있지 않다. 그 때문에, 설계 패턴 데이터는 우선 각 층(레이어)마다 작성된 중간 데이터로 변환된 후에, 각 검사 장치(1000)에 의해 직접 읽어 들일 수 있는 형식의 데이터로 변환되어, 그 후 전개부(622)에 입력된다.

다음에, 참조부(620)를 사용하여, 전개부(622)에서 각 층마다 전개된 패턴 데이터로부터, 제1 화상의 참조가 되는 참조 화상을 작성한다. 작성된 참조 화상은, 비교부(610)에 입력된다.

다음에, 비교부(610)를 사용하여, 제1 화상과 참조 화상의 비교를 행한다. 여기서 비교의 일례로서는 제1 화상의 패턴 개소의 광량과, 대응하는 참조 화상의 패턴 개소의 광량을 비교하는 방법을 들 수 있다.

또한, 비교 결과, 결함이라고 판단된 개소는 리뷰부(680)로 보내져, 오퍼레이터에 의한 리뷰가 행하여져도 된다. 여기서 리뷰란, 검사 장치(1000)가 검출한 결함 개소를 오퍼레이터가 시인해 재확인하는 작업을 의미한다.

다음에, 2차원 다항식 근사식 계산부(690)를 사용하여, 오토 포커스 기능 좌표의 2차원 다항식 근사식을 계산한다(S22). 작성된 이차원 다항식 근사식은, 이차원 다항식 근사식 보존부(634)에 보존된다. 또한, 상기 2차원 다항식 근사식을 계산할 때에는 검사를 행했을 때 소정의 피치로 취득한 오토 포커스 기능 좌표를 모두 사용해도 되고, 취득한 오토 포커스 기능 좌표의 일부를 사용해도 된다.

도 4의 (b)는 도 4의 (a)에서 나타낸 오토 포커스 기능 좌표를, 이차원 다항식 근사식에 의해 근사시킨 것을 등고선으로 도시한 것이다. 도 4의 (c)는 도 4의 (a)와 도 4의 (b)의 차분을 나타낸 것이다. 이 차분의 패턴은, 마스크(M) 상에 형성된 패턴 형상에 의존하여 나타난다.

다음에, 포커스 목표값 설정부(682)를 사용하여, 작성된 이차원 다항식 근사식에 의해, 포커스 제어를 위하여 필요한 대물 렌즈(490)의 높이 방향의 이동량 또는 스테이지(200)의 Z 방향의 이동량을, 포커스 목표값으로서 설정한다(S26).

다음에, 포커스 제어 기구(730)를 사용하여, 대물 렌즈(490)의 높이 방향의 이동량 또는 스테이지(200)의 Z 방향의 이동량을, 상기 포커스 목표값에 기초하여 제어한다(S30).

다음에, 결상부(500)를 사용하여, 마스크(M)를 투과한 조명광을 결상한 화상, 또는 마스크(M)에 의해 반사된 조명광을 결상한 화상을, 제2 화상으로서 취득한다(S34). 여기서, 전사성 평가를 행하는 경우에는 제2 화상은 마스크(M)를 투과한 조명광을 결상한 화상인 것이 바람직하다.

또한, 개구 조리개(408)를 제어함으로써, 제1 화상을 취득할 때의 제1 개구수를, 제2 화상을 취득할 때의 제2 개구수보다도 크게 하는 것이 바람직하다.

다음에, 본 실시 형태의 작용 효과를 기재한다.

전사성 평가용의 화상으로서, 작은 개구수로 취득된, 마스크(M)를 투과한 조명광을 결상한 화상의 취득이 요망되고 있다. 이것은, 개구수를 작게 함으로써 감도가 저하되기 때문에, 마스크(M)에서 검출된 결함이, 전사 시에 문제가 없을 정도의 결함인지 여부를 판별할 수 있기 때문이다.

예를 들어, 본 실시 형태에서는 제1 개구수를 사용하여 제1 화상을 취득하여 결함을 판단한 후에, 제1 개구수보다도 작은 제2 개구수를 사용하여 제2 화상을 취득한다. 그리고, 제2 화상에서 결함이 검출되지 않은 경우에는 그 결함은 전사 시에 문제가 없는 정도의 결함이라는 판단을 할 수 있다.

이 때, 광원(410)으로부터 발생된 조명광을 투과광에 100％ 사용함으로써, 화상 취득 시간을 단축하는 것이 가능해진다.

그러나, 현 상황의 오토 포커스 기구(700)는 상기한 바와 같이, 반사광을 사용하여 포커스 제어를 행하고 있다. 그 때문에, 광원(410)으로부터 발생된 조명광을 투과광에 사용하면, 오토 포커스 제어를 행할 수 없게 된다는 문제가 있었다.

본 실시 형태의 검사 방법에서는 오토 포커스 기능 좌표의 2차원 다항식 근사식을 계산하고, 2차원 다항식 근사식을 사용하여, 마스크(M)의 제2 화상을 취득할 때의 포커스를 제어한다. 이에 의해, 반사광이 약하여 오토 포커스 제어를 할 수 없는 경우에도, 포커스를 제어할 수 있다.

또한, 도 4의 (c)에 있어서 드러나는 차분의 형상이 마스크(M) 상에 형성된 패턴 형상에 의존하여 출현한다는 것은, 오토 포커스 기능 좌표에는 패턴 의존성이 있다고 하는 것이다. 이차원 다항식 근사식을 사용함으로써, 오토 포커스 기능 좌표의 패턴 의존성을 평균화할 수 있기 때문에, 패턴 의존성이 적은 포커스 제어를 행하는 것이 가능해진다.

본 실시 형태의 검사 방법에 의하면, 패턴 의존성이 적은 포커스 제어를 행할 수 있는 검사 방법을 제공하는 것이 가능해진다.

(제2 실시 형태)

본 실시 형태의 검사 방법은, 제1 화상을 취득할 때에 오토 포커스 기구를 사용하여 취득한, 오토 포커스 기능 좌표를 보존할 때에, 제1 화상의 참조가 되는 참조 화상과 제1 화상의 비교를 행하여, 비교로부터, 제1 화상의 유효 부분을 추출하고, 유효 부분의 오토 포커스 기능 좌표를 보존하는 점에서, 제1 실시 형태의 검사 방법과 상이하다. 여기서, 제1 실시 형태와 중복되는 점에 대해서는 기재를 생략한다.

도 5는 본 실시 형태의 검사 방법의 흐름도이다. 도 3에 도시한 제1 실시 형태의 흐름도란, 참조 화상과 제1 화상의 비교를 행하는 점(S15)과, 제1 화상의 유효 부분을 추출하는 점(S16)과, 유효 부분의 오토 포커스 기능 좌표를 보존하는 점(S18')에서, 상이하다.

도 4의 (c)에서 나타낸 바와 같이, 오토 포커스 기능 좌표에는 패턴 의존성이 나타난다. 제1 화상을 사용하여, 소정의 유효 부분을 추출하여 오토 포커스 기능 좌표를 보존함으로써, 오토 포커스 기능 좌표의 패턴 의존성을 적게 한 포커스 제어가 가능해진다.

상기 유효 부분은, 예를 들어 동종 패턴인 것이 바람직하다. 오토 포커스 기능 좌표의 패턴 의존성이 보다 적어지기 때문이다. 여기서, 동종 패턴의 판정 방법은, 예를 들어 라인 앤 스페이스 패턴인 경우, 처리 블록 G 내의 화상의 에지수로부터 평균 패턴 피치를 구하고, 패턴 피치가 지정된 범위 내인 경우에 유효한 것으로 한다.

상기 동종 패턴은, 솔리드 패턴인 것이 바람직하다. 솔리드 패턴이면, Z 방향의 높이는 동일하기 때문에, 포커스 제어를 보다 용이하게 행할 수 있기 때문이다. 여기서, 솔리드 패턴의 판정 방법은, 예를 들어 처리 블록 G마다 참조 화상(솔리드 화상)과 제1 화상으로 비교를 행하여, 결함이 없는(예를 들어 계조차 절댓값의 적산값이 지정값 이하) 경우에 솔리드 패턴이라고 판정한다.

본 실시 형태의 검사 방법에 의하면, 보다 패턴 의존성이 적은 포커스 제어를 행할 수 있는 검사 방법을 제공하는 것이 가능해진다.

(제3 실시 형태)

본 실시 형태의 검사 방법은, 피검사 시료에 의해 반사된 조명광을 이용하는 오토 포커스 기구를 사용하여, 피검사 시료의 제1 화상을 취득할 때에, 피검사 시료의 설계 패턴 데이터를 사용하여, 2차원 다항식 근사식을 계산하기 위한 필요 부분을 추출하고, 피검사 시료에 의해 반사된 조명광을 이용하는 오토 포커스 기구를 사용하여, 피검사 시료의 필요 부분의 제1 화상을 취득하는 점에서, 제1 실시 형태의 검사 방법과 상이하다. 여기서, 제1 및 제2 실시 형태와 중복되는 점에 대해서는 기재를 생략한다.

도 6은, 본 실시 형태의 검사 방법의 흐름도이다. 도 3에 도시한 제1 실시 형태의 흐름도는, 설계 패턴 데이터를 사용하여 필요 부분을 추출하는 점(S12)과 오토 포커스 기구를 사용하여, 마스크(M)의 필요 부분의 제1 화상을 취득하는 점(S14')에서 상이하다.

본 실시 형태의 검사 방법에서는 미리 설계 패턴 데이터를 사용하여 필요 부분을 추출한다. 그 때문에, 제1 화상을 취득하기 위한 시간을 단축할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서의 피검사 시료의 검사는 제2 화상과 참조 화상의 비교에 의해 행할 수 있다. 또한, 상기 필요 패턴은, 예를 들어 동종 패턴인 것이 바람직하다. 또한, 상기 동종 패턴은, 솔리드 패턴인 것이 바람직하다.

(제4 실시 형태)

본 실시 형태의 검사 방법은, 제1 화상으로부터, 소정의 패턴 주기를 구하는 점과, 소정의 패턴 주기를 갖는 부분의 좌표의, 오토 포커스 기능 좌표를 보존하는 점에서, 제1 실시 형태의 검사 방법과 상이하다. 여기서, 제1, 제2 및 제3 실시 형태와 중복되는 점에 대해서는 기재를 생략한다.

도 7은, 본 실시 형태의 검사 방법의 흐름도이다. 도 3에 도시한 제1 실시 형태의 흐름도는, 제1 화상으로부터, 소정의 패턴 주기를 구하는 점(S17)과, 소정의 패턴 주기를 갖는 부분의 좌표의, 오토 포커스 기능 좌표를 보존하는 점(S18")에서 상이하다.

본 실시 형태의 검사 방법에서는 제1 화상으로부터, 패턴 주기를 구한다. 다음에, 구해진 패턴 주기가, 미리 정한 소정의 패턴 주기 내에 있음을 확인한다. 이와 같이 하여, 제1 화상으로부터, 소정의 패턴 주기를 구한다. 다음에, 소정의 패턴 주기를 갖는 부분의 좌표의, 오토 포커스 기능 좌표를 보존한다.

본 실시 형태의 검사 방법에 있어서는 소정의 패턴 주기를 구함으로써, 오토 포커스 기능 좌표의 패턴 의존성을 적게 한 포커스 제어가 가능해진다. 여기서, 소정의 패턴 주기는, 예를 들어, 소정의 주기를 갖는 라인 앤 스페이스 패턴의 주기를 들 수 있다.

이상의 설명에 있어서, 일련의 「∼부」는 처리 회로 또는 처리 장치를 포함하고, 그 처리 회로에는 전기 회로, 컴퓨터, 프로세서, 회로 기판, 양자 회로, 혹은, 반도체 장치 등이 포함된다. 또한, 각「∼부」는 공통되는 처리 회로(동일한 처리 회로)를 사용해도 된다. 혹은, 다른 처리 회로(별도의 처리 회로)를 사용해도 된다. 프로세서 등을 실행시키는 프로그램은, 자기 디스크 장치, 자기 테이프 장치, FD, 혹은 ROM(리드 온리 메모리) 등의 기록 매체에 기록되면 된다. 또한, 일련의 「∼ 기구」는 처리 장치를 포함한다. 또한, 일련의 「∼ 기억부」, 「∼ 보존부」또는 기억 장치는 예를 들어 자기 디스크 장치, 자기 테이프 장치, FD, ROM(리드 온리 메모리), SSD(솔리드 스테이트 드라이브) 등의 기록 매체를 포함한다.

이상, 구체예를 참조하면서 본 발명의 실시 형태에 대해 설명하였다. 상기 실시 형태는 어디까지나, 예로서 든 것일 뿐, 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 각 실시 형태의 구성 요소를 적절히 조합해도 상관없다.

실시 형태에서는 장치 구성이나 제조 방법 등, 본 발명의 설명에 직접 필요로 하지 않는 부분 등에 대해서는 기재를 생략했지만, 필요한 장치 구성이나 제조 방법 등을 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 그 밖에, 본 발명의 요소를 구비하여, 당업자가 적절히 설계 변경할 수 있는 모든 검사 방법은, 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명의 범위는 특허 청구 범위 및 그의 균등물의 범위에 의해 정의되는 것이다.

Claims

피검사 시료에 조명광을 조사하고,
상기 피검사 시료에 의해 반사된 상기 조명광을 이용하는 오토 포커스 기구를 사용하여, 상기 피검사 시료의 제1 화상을 취득하고,
상기 제1 화상을 취득할 때에 상기 오토 포커스 기구를 사용하여 취득한, 오토 포커스 기능 좌표를 보존하고,
상기 오토 포커스 기능 좌표의 2차원 다항식 근사식을 계산하고,
상기 2차원 다항식 근사식을 사용하여, 상기 피검사 시료의 제2 화상을 취득할 때의 포커스를 제어하는
검사 방법.
제1항에 있어서, 상기 피검사 시료의 상기 제1 화상을 취득할 때의 제1 개구수를, 상기 피검사 시료의 상기 제2 화상을 취득할 때의 제2 개구수보다도 크게 하는,
검사 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 화상을 취득할 때에 상기 오토 포커스 기구를 사용하여 취득한 상기 오토 포커스 기능 좌표를 보존할 때에,
상기 제1 화상의 참조가 되는 참조 화상과 상기 제1 화상의 비교를 행하고,
상기 비교로부터, 상기 제1 화상의 유효 부분을 추출하고,
상기 유효 부분의 상기 오토 포커스 기능 좌표를 보존하는,
검사 방법.
제3항에 있어서, 상기 유효 부분은 동종 패턴인, 검사 방법.
제4항에 있어서, 상기 동종 패턴은 솔리드 패턴인, 검사 방법.
제1항에 있어서, 상기 피검사 시료에 의해 반사된 상기 조명광을 이용하는 상기 오토 포커스 기구를 사용하여, 상기 피검사 시료의 상기 제1 화상을 취득할 때에,
상기 피검사 시료의 설계 패턴 데이터를 사용하여, 상기 2차원 다항식 근사식을 계산하기 위한 필요 부분을 추출하고,
상기 피검사 시료에 의해 반사된 상기 조명광을 이용하는 상기 오토 포커스 기구를 사용하여, 상기 피검사 시료의 상기 필요 부분의 상기 제1 화상을 취득하는,
검사 방법.
제6항에 있어서, 상기 필요 부분은 동종 패턴인, 검사 방법.
제7항에 있어서, 상기 동종 패턴은 솔리드 패턴인, 검사 방법.
제1항에 있어서, 상기 제2 화상을 취득하는, 검사 방법.
제9항에 있어서, 상기 피검사 시료를 투과한 상기 조명광을 사용하여 상기 제2 화상을 취득하는, 검사 방법.
제10항에 있어서, 상기 피검사 시료에 상기 조명광의 100％의 광을 투과시키고 상기 제2 화상을 취득하는, 검사 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 화상으로부터, 소정의 패턴 주기를 구하고,
상기 소정의 패턴 주기를 갖는 부분의 좌표, 상기 오토 포커스 기능 좌표를 보존하는,
검사 방법.