KR20200054833A - 마스크 검사 장치와 방법, 및 그 검사 방법을 포함한 마스크 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 기술적 사상은 마스크의 디펙과 마스크 상의 패턴의 정렬도(registration)를 함께 검사하면서도, 정렬도를 신속하게 정확하게 검사할 수 있는 마스크 검사 장치와 방법을 제공한다. 그 마스크 검사 장치는 검사 대상인 마스크가 배치된 스테이지; 상기 마스크로 전자-빔(E-beam)을 조사하는 복수 개의 E-beam 조사기들, 및, 상기 마스크에서 방출된 전자들을 검출하는 디텍터를 구비한 E-beam 어레이; 및 상기 디텍터로부터의 신호를 처리하는 프로세서;를 포함하고, 상기 신호의 처리를 통해 상기 마스크의 디펙을 검출하되, 상기 E-beam 조사기의 위치 정보에 기초하여 상기 마스크 상의 패턴의 정렬도(registration)를 함께 검사한다.
Description
본 발명의 기술적 사상은 마스크 검사 장치와 방법에 관한 것으로, 특히, 마스크 상의 패턴에 대한 정렬도(registration)를 검사하는 마스크 검사 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자는 포토리소그라피 공정과, 박막 층착 공정과, 및 식각 공정의 반복적인 단위 공정들을 통하여 제조될 수 있다. 그 중에서 포토리소그라피 공정은 반도체 소자의 최소 선폭(CD: Critical Dimension)을 결정하는 대표적인 주요 공정이다. 포토리소그라피 공정은 포토레지스트의 도포 공정, 노광 공정, 및 현상 공정을 포함할 수 있다. 노광 공정은 마스크 상에 제공된 패턴들을 웨이퍼 상의 포토레지스트에 전사하는 공정이다. 마스크 상의 패턴들은 제조 과정에서 그들 사이의 간격의 변화 및 방향성에 따라 정렬도(registration) 오차를 가질 수 있다. 따라서, 노광 공정 전에, 마스크 상의 패턴들에 대한 정렬도 검사가 필수적으로 수행될 수 있다.
본 발명의 기술적 사상은, 마스크의 디펙과 마스크 상의 패턴의 정렬도(registration)를 함께 검사하면서도, 정렬도를 신속하게 정확하게 검사할 수 있는 마스크 검사 장치와 방법을 제공하는 데에 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 기술적 사상은 검사 대상인 마스크가 배치된 스테이지; 상기 마스크로 전자-빔(E-beam)을 조사하는 복수 개의 E-beam 조사기들, 및 상기 마스크에서 방출된 전자들을 검출하는 디텍터를 구비한 E-beam 어레이; 및 상기 디텍터로부터의 신호를 처리하는 프로세서;를 포함하고, 상기 신호의 처리를 통해 상기 마스크의 디펙을 검출하되, 상기 E-beam 조사기의 위치 정보에 기초하여 상기 마스크 상의 패턴의 정렬도(registration)를 함께 검사하는 마스크 검사 장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 기술적 사상은, 상기 과제를 해결하기 위하여, 검사 대상인 마스크가 배치된 스테이지; 상기 마스크로 E-beam을 조사하는 E-beam 조사기, 및 상기 마스크에서 방출된 전자들을 검출하는 디텍터를 구비한 E-beam 조사검출 유닛; 및 복수의 상기 E-beam 조사검출 유닛들이 1차원 또는 2차원 어레이 구조로 배치된 기판 홀더;를 포함하고, 상기 디텍터로부터의 신호를 처리하여 상기 마스크의 디펙을 검출하되, 상기 E-beam 조사기의 위치 정보에 기초하여 상기 마스크 상의 패턴의 정렬도를 함께 검사하는 마스크 검사 장치를 제공한다.
더 나아가, 본 발명의 기술적 사상은, 상기 과제를 해결하기 위하여, E-beam 조사기와 디텍터를 각각 구비한 복수 개의 E-beam 조사검출 유닛들을 이용하여, 기준 마스크 상의 기준 패턴의 위치를 측정하여, 상기 E-beam 조사기가 기판 홀더의 정상 위치에서 벗어나 정도인 제1 옵셋 값을 계산하는 단계; 상기 E-beam 조사검출 유닛을 이용하여, 검사 대상인 마스크 상의 패턴의 위치를 측정하여, 상기 마스크 상의 패턴의 측정 위치와 설계 상의 위치의 차이인 제2 옵셋 값을 계산하는 단계; 및 상기 제2 옵셋 값에서 제1 옵셋 값을 빼서 상기 마스크 상의 패턴의 정렬도를 계산하는 단계;를 포함하고, 상기 마스크의 디펙의 검출과 상기 마스크 상의 패턴의 정렬도를 함께 검사하는 마스크 검사 방법을 제공한다.
한편, 본 발명의 기술적 사상은, 상기 과제를 해결하기 위하여, E-beam 조사기와 디텍터를 각각 구비한 복수 개의 E-beam 조사검출 유닛들을 이용하여, 기준 마스크 상의 기준 패턴의 위치를 측정하여, 상기 E-beam 조사기가 기판 홀더의 정상 위치에서 벗어나 정도인 제1 옵셋 값을 계산하는 단계; 검사 대상인 마스크 상에 패턴을 형성하는 단계; 상기 E-beam 조사검출 유닛을 이용하여, 상기 마스크 상의 패턴의 위치를 측정하여, 상기 마스크 상의 패턴의 측정 위치와 설계 상의 위치의 차이인 제2 옵셋 값을 계산하는 단계; 상기 제2 옵셋 값에서 제1 옵셋 값을 빼서 상기 마스크 상의 패턴의 정렬도를 계산하는 단계; 및 상기 정렬도가 허용 범위 내인 경우에, 상기 마스크에 대한 후속 공정을 수행하는 단계;를 포함하고, 상기 정렬도를 계산하는 단계에서, 상기 마스크의 디펙의 검출과 상기 마스크 상의 패턴의 정렬도를 함께 검사하는 마스크 제조방법을 제공한다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 마스크 검사 장치와 방법은, E-beam 조사기가 기판 홀더에 1차원 또는 2차원 어레이 구조로 배치된 E-beam 어레이를 이용하여 마스크를 검사하고, 또한, 기준 마스크를 이용하여 E-beam 조사기의 위치 정보를 계산할 수 있다. 그에 따라, 본 발명의 기술적 사상에 의한 마스크 검사 장치와 방법은, E-beam 조사기의 위치 정보, 및 검사 대상인 마스크 상의 패턴의 위치 정보에 기초하여 마스크 상의 패턴의 정렬도를 정확하고 신속하게 검사할 수 있다. 또한, 기술적 사상에 의한 마스크 검사 장치와 방법은, E-beam 조사기의 기본적인 기능인 마스크의 디펙의 검사와 마스크 상의 패턴의 정렬도 검사를 함께 수행할 수 있다.
도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 검사 장치에 대한 개념도, E-beam 조사기에 대한 개념도, E-beam 어레이에 대한 평면도, 및 E-beam 어레이에 의한 스캔 과정에 대한 개념도이다.
도 2a 내지 도 2e는 도 1a의 마스크 검사 장치에서, 기준 마스크를 이용하여 E-beam 어레이 내의 E-beam 조사기에 대한 제1 옵셋 값을 계산하는 과정을 보여주는 개념도들이다.
도 3a 내지 도 3e는 도 1a의 마스크검사 장치에서, 검사 대상인 마스크 상의 패턴에 대한 제2 옵셋 값을 계산하는 원리를 보여주는 개념도들이다.
도 4a 내지 도 4c는 제1 옵셋 값과 제2 옵셋 값을 이용하여 마스크 상의 패턴의 정렬도를 계산하는 원리를 보여주는 개념도들이다.
도 5a 및 도 5b는 스캔 과정을 통해 마스크 전체에 대한 패턴의 정렬도를 계산하는 원리를 보여주는 개념도들이다.
도 6a 내지 도 6c는 마스크에 대한 스캔 과정 중에 오버랩 영역을 이용하여 검사의 이상 여부를 체크하는 원리를 보여주는 개념도들이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 검사 장치에서, 도 1c와 다른 구조의 E-beam 어레이 구조에 대한 평면도들이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 검사 방법을 개략적으로 보여주는 흐름도이다.
도 9a 내지 도 9c는 도 8의 마스크 검사 방법에서, 각각의 단계를 좀더 상세하게 보여주는 흐름도들이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 검사 방법을 포함한 마스크 제조방법을 개략적으로 보여주는 흐름도이다.
도 2a 내지 도 2e는 도 1a의 마스크 검사 장치에서, 기준 마스크를 이용하여 E-beam 어레이 내의 E-beam 조사기에 대한 제1 옵셋 값을 계산하는 과정을 보여주는 개념도들이다.
도 3a 내지 도 3e는 도 1a의 마스크검사 장치에서, 검사 대상인 마스크 상의 패턴에 대한 제2 옵셋 값을 계산하는 원리를 보여주는 개념도들이다.
도 4a 내지 도 4c는 제1 옵셋 값과 제2 옵셋 값을 이용하여 마스크 상의 패턴의 정렬도를 계산하는 원리를 보여주는 개념도들이다.
도 5a 및 도 5b는 스캔 과정을 통해 마스크 전체에 대한 패턴의 정렬도를 계산하는 원리를 보여주는 개념도들이다.
도 6a 내지 도 6c는 마스크에 대한 스캔 과정 중에 오버랩 영역을 이용하여 검사의 이상 여부를 체크하는 원리를 보여주는 개념도들이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 검사 장치에서, 도 1c와 다른 구조의 E-beam 어레이 구조에 대한 평면도들이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 검사 방법을 개략적으로 보여주는 흐름도이다.
도 9a 내지 도 9c는 도 8의 마스크 검사 방법에서, 각각의 단계를 좀더 상세하게 보여주는 흐름도들이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 검사 방법을 포함한 마스크 제조방법을 개략적으로 보여주는 흐름도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 도면 상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고, 이들에 대한 중복된 설명은 생략한다.
도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 검사 장치에 대한 개념도, E-beam 조사기에 대한 개념도, E-beam 어레이에 대한 평면도, 및 E-beam 어레이에 의한 스캔 과정에 대한 개념도이다.
도 1a 내지 도 1d를 참조하면, 본 실시예의 마스크 검사 장치(100)는 스테이지(110), 전자-빔(E-beam) 어레이(120), 및 프로세서(130)를 포함할 수 있다.
스테이지(110) 상에는 검사 대상인 마스크(200)가 배치될 수 있다. 스테이지(110)는 마스크(200)를 지지할 수 있다. 또한, 스테이지(110)는 x-y 평면 상에서 제1 방향(x 방향) 및 제2 방향(y 방향)으로 이동함으로써, 마스크(200)를 x-y 평면 상에서 제1 방향(x 방향) 및 제2 방향(y 방향)으로 이동시킬 수 있다. 더 나아가, 스테이지(110)는 제3 방향(z 방향)으로도 이동할 수도 있다. 스테이지(110)의 제1 방향(x 방향) 및 제2 방향(y 방향)으로의 이동에 의해, 마스크(200)의 검사 과정에서 마스크(200) 전체에 대한 스캔이 이루어질 수 있다. 한편, 스테이지(110)의 제3 방향(z 방향)으로의 이동에 의해 E-beam 어레이(120) 내의 E-beam 조사기(124)와 마스크(200) 간의 검사 거리가 적절하게 조절될 수 있다.
E-beam 어레이(120)는 기판 홀더(122), E-beam 조사기(124), 및 디텍터(126)를 포함할 수 있다. 디텍터(126)는 도 1b 내지 도 1d에만 도시되고, 편의상 도 1a에는 도시가 생략되어 있다. 실시예에 따라, E-beam 조사기(124) 및 디텍터(126)는 기능과 배치 위치 등에 기초하여 하나의 E-beam 조사검출 유닛(EDU)으로 취급될 수 있다.
기판 홀더(122)는 다수의 E-beam 조사기(124)를 수용하여 지지할 수 있다. 도 1c에 도시된 바와 같이, 기판 홀더(122)의 수평 단면은 직사각형 형태를 가질 수 있다. 그러나 기판 홀더(122)의 수평 단면이 직사각형에 한정되는 것은 아니다.
E-beam 조사기(124)는 E-beam를 생성하여 마스크(200)의 특정 위치로 조사할 수 있다. E-beam 조사기(124)는 하우징(124-2) 및 하우징(124-2) 내부에 배치된 다양한 광학 요소들을 포함할 수 있다. 예컨대, E-beam 조사기(124)는, 하우징(124-2)의 내부에, 상부에서 마스크(200)로 향하는 방향으로 전자총(124-4), 콘덴서 렌즈(124-6), 조리개(124-8), 광축 조정부(124-10), 블랭킹 전극(124-12), 밸브(124-14), 빔 스플리터(124-16), 스캔 전극(124-18), 및 대물렌즈(124-20) 등을 포함할 수 있다. 콘덴서 렌즈(124-6), 조리개(124-8), 광축 조정부(124-10), 블랭킹 전극(124-12), 빔 스플리터(124-16), 스캔 전극(124-18) 및 대물렌즈(124-20) 등은 중심축을 중심으로 하여 동심형으로 배치될 수 있다.
E-beam 조사기(124) 내의 구성요소들 각각의 기능을 간단히 설명하면 다음과 같다.
전자총(124-4)은, 예를 들면 쇼트키형, 또는 열전계 방출형 전자총이 이용될 수 있다. 전자총(124-4)에 가속 전압을 조정하여 인가함으로써, E-beam(e)이 생성되어 방출될 수 있다. 콘덴서 렌즈(124-6)와 조리개(124-8)는 전자총(124-4)으로부터 방출된 E-beam(e)을 집광하여 원하는 E-beam 전류가 되도록 조절할 수 있다. 광축 조정부(124-10)는 빔의 비점(astigmatism) 보정, 광축 상의 빔 위치, 마스크 상에서의 빔 조사 위치를 조정할 수 있다. 블랭킹 전극(124-12)은 스테이지(110) 상의 마스크(200)에 E-beam(e)이 조사되지 않도록 일시적으로 E-beam(e)을 차단할 수 있다. 예컨대, 블랭킹 전극(124-12)은 전자총(124-4)으로부터 방출된 E-beam(e)을 구부려 마스크(200)에 E-beam(e)이 조사되지 않도록 할 수 있다. 밸브(124-14)는 E-beam 조사기(124) 내의 영역을 몇 개의 영역으로 구획할 수 있다. 예컨대, 밸브(124-14)는 E-beam 조사기(124) 내의 영역을 3개의 영역으로 구획하고, 제1 영역에 불량이 발생한 경우에 제2 영역과 제3 영역이 대기 중에 개방되지 않도록 할 수 있다. 실시예에 따라 밸브(124-14)는 E-beam 조사기(124)에서 제외될 수 있다.
빔 스플리터(124-16)는 전자총(124-4)으로부터의 E-beam(e)를 통과시켜 마스크로 조사시키고, 또한, 마스크(200)에서 방출된 전자들의 진행 방향을 구부려 디텍터(126)로 입사되도록 할 수 있다. 빔 스플리터(124-16)는, 이하의 디텍터(126)의 설명 부분에서 좀더 상세히 설명한다.
스캔 전극(124-18)은, 외부로부터 고주파의 제어 신호, 예컨대, 0∼400V의 고주파 전류를 인가함으로써 E-beam(e)을 편향시킬 수 있다. 스캔 전극(124-18)을 통해 E-beam(e)이 편향되도록 함으로써, 마스크(200)의 주면 상에서 임의의 방향을 따라 E-beam(e)이 스캔하도록 할 수 있다. 고주파의 제어 신호는 E-beam 조사기(124)의 외부로부터 스캔 전극(124-18)에 도입될 수 있다. 실시예에 따라, 스캔 전극(124-18)은 생략될 수도 있다. 대물렌즈(124-20)는, 스캔 전극(124-18)에 의해 편향되거나 또는 빔 스플리터(124-16)를 통과한 E-beam(e)을 마스크(200)의 주면 상에 집속시킬 수 있다.
전술한 구성의 E-beam 조사기(124)는, 전자총(124-4)으로부터 방출된 E-beam(e)이 마스크(200)의 주면 상에 조사되도록 하고, 또한, 마스크(200) 상의 패턴의 형상, 조성, 대전 상태 등을 반영한 2차 E-beam(r)이 디텍터(126)에 의해 검출되도록 함으로써, 마스크(200) 상의 패턴의 디펙을 검출할 수 있다. 여기서, 2차 E-beam(r)는 E-beam(e) 조사에 의해 마스크(200) 내에서 방출된 2차 전자나 오제(Auger) 전자, 또는 E-beam(e)이 마스크(200)에서 반사된 반사 전자 등을 포함할 수 있다.
한편, E-beam 조사기(124) 내의 광학 요소들은, 각각 필요한 진공도에 대응한 적절한 영역 내에 배치될 수 있다. 예컨대, E-beam(e)을 방출하는 전자총(124-4)이나 콘덴서 렌즈(124-6)는, 가장 높은 진공도가 높은 영역에 배치될 수 있다. 또한, 조리개(124-8), 광축 조정부(124-10), 블랭킹 전극(124-12)은 중간 정도의 진공도가 요구되는 영역에 배치될 수 있다. 그리고 빔 스플리터(124-16), 스캔 전극(124-18), 대물렌즈(124-20)는 가장 낮은 진공도가 요구되는 영역에 배치될 수 있다. 한편, 마스크(200)가 배치되는 스테이지(110)이나 2차 E-beam(r)를 검출하는 디텍터(126) 등도 가장 낮은 진공도가 요구되는 영역에 배치될 수 있다. 그러나 실시예에 따라, E-beam 조사기(124) 내의 광학 요소들, 스테이지(110), 및 디텍터(126) 모두가 고진공 영역에 배치될 수도 있다.
E-beam 조사기(124)는 기판 홀더(122)에 다수 개 배치될 수 있다. 예컨대, 도 1c에 도시된 바와 같이, E-beam 조사기(124) 또는 E-beam 조사검출 유닛(EDU)는 4*5의 2차원 어레이 구조로 기판 홀더(122)에 배치될 수 있다. 그러나 E-beam 어레이(120)에서, E-beam 조사기(124)의 배치 구조가 4*5의 2차원 어레이 구조에 한정되는 것은 아니다. E-beam 어레이(120)에서의 E-beam 조사기(124)의 배치 구조에 대해서는 도 7a 및 도 7b의 설명 부분에서 좀더 상세히 설명한다.
본 실시예의 마스크 검사 장치(100)에서, E-beam 어레이(120)를 이용하여 마스크(200)를 검사하되, 기준 마스크(도 2a를 200R 참조)를 이용하여 E-beam 어레이(120) 내의 E-beam 조사기(124)의 위치 정보를 계산할 수 있다. 또한, 계산된 E-beam 조사기(124)의 위치 정보는 마스크(200) 상의 패턴의 정렬도를 검사하는 데에 이용될 수 있다. E-beam 조사기(124)의 위치 정보, 및 그에 따른 마스크(200) 상의 패턴의 정렬도 검사에 대해서는 도 2a 내지 도 6c의 설명 부분에서 좀더 상세히 설명한다.
E-beam 조사기(124)에 의한 마스크(200)에 대한 스캔 과정을 간단히 설명하면, 도 1d에 도시된 바와 같이, 복수 개의 E-beam 조사기(124)를 2차원 어레이 구조로 구비한 E-beam 어레이(120)가 마스크(200) 상의 상부에 배치될 수 있다. 복수 개의 E-beam 조사기(124) 각각은 마스크(200)의 일정 영역의 스캔을 담당할 수 있다. 예컨대, 왼쪽 최하부의 제1 E-beam 조사기(124a)는 마스크(200) 상의 제1 영역(A11)의 스캔을 담당하고, 오른쪽 최상부의 제2 E-beam 조사기(124b)는 마스크(200) 상의 제2 영역(A45)의 스캔을 담당할 수 있다.
스캔은 제1 방향(x 방향)으로의 제1 스캔(S1)과 제2 방향(y 방향)으로의 제2 스캔(S2)을 포함할 수 있다. 예컨대, 먼저, E-beam 조사기(124)로부터의 E-beam이 제1 방향(x 방향)을 따라 첫 번째의 제1 스캔(S1)이 수행될 수 있다. 제1 스캔(S1)은 스캔 전극(124-18)에 의한 E-beam의 편향을 통해 이루어질 수 있다. 그러나 실시예에 따라, 제1 스캔(S1)은 스테이지(110)의 이동을 통해 이루어질 수도 있다. 참고로, 스테이지(110)의 이동에 의한 스캔의 경우는, 제1 스캔(S1)의 방향과 스테이지(110)의 이동 방향이 반대일 수 있다. 마스크(200) 상의 일 영역, 예컨대 제1 영역(A11)의 제1 방향(x 방향)의 폭에 해당하는 스캔이 완료되면, 제2 방향(y 방향)으로 스테이지(110)의 이동이 이루어질 수 있다. 여기서, 스테이지(110)의 이동 방향은 제2 스캔(S2)의 방향의 반대이고, 스테이지(110)의 이동 길이는 제2 스캔(S2)의 길이의 일부에 해당할 수 있다.
이후, 제1 방향(x 방향)으로 E-beam 조사기(124)로부터의 E-beam이 제1 방향(x 방향)을 따라 두 번째의 제1 스캔(S1)이 진행될 수 있다. 두 번째의 제1 스캔(S1)의 방향은 첫 번째의 제1 스캔(S1)의 방향과 반대방향일 수 있다. 이후, 다시 마스크(200) 상의 일 영역의 제1 방향(x 방향)의 폭에 해당하는 스캔이 완료되면, 제2 방향(y 방향)으로 스테이지(110)의 이동이 이루어질 수 있다. 이러한 과정을 통해 마스크(200) 상의 일 영역의 제2 방향(y 방향)의 폭에 해당하는 스테이지(110)의 이동이 완료되면, 즉 제2 스캔(S2)이 완료되면, 마스크(200) 전체에 대한 스캔이 완료될 수 있다.
실시예에 따라, 제1 스캔(S1)과 제2 스캔(S2)은 동시에 진행될 수 있다. 예컨대, 스캔 전극(124-18)에 의해 제1 스캔(S1)이 진행되는 동안 스테이지(110)에 의한 제2 방향(y 방향)으로의 이동이 매우 느린 속도로 진행될 수 있다. 그러한 경우, 실제 스캔은 제1 방향(x 방향)과 제2 방향(y 방향)의 사선 방향으로 진행될 수 있다.
디텍터(126)는 E-beam(e)이 마스크(200)에 조사되어 마스크(200)로부터 방출된 2차 E-beam(r)을 검출할 수 있다. 디텍터(126)의 에너지 분해 능력은, 예컨대 1eV 이하일 수 있다. 그러나 디텍터(126)의 에너지 분해 능력이 그에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 디텍터(126)는 반도체 검출기, 신틸레이터+광전자 증배관(PMT), 전자증배관(CEM), 마이크로 채널 플레이트 등으로 구현될 수 있다. 이들 모두, 입력된 전자를 증폭하여 전류 신호로서 출력할 수 있다. 또한, 도시하지 않았지만, 디텍터(126)의 후단에 프리앰프와 ADC(Analog to Digital Converter)가 배치될 수 있다. 프리앰프는 디텍터(126)의 전류 신호를 전압화 및 증폭하고, ADC는 전압화 및 증폭된 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다. ADC로부터의 디지털 신호는 프로세서(130)로 전달될 수 있다.
한편, 빔 스플리터(124-16)는, 마스크(200)로부터 방출된 2차 E-beam(r)을 광축으로부터 분리하여 디텍터(126)에 입사되도록 할 수 있다. 예컨대, 빔 스플리터(124-16)는 자장과 전기장을 최적으로 조정함으로써, 전자총(124-4)으로부터 방출된 E-beam(e)을 구부리지 않고 마스크(200)에 도달시킴과 동시에, 마스크(200)로부터 방출된 2차 E-beam(r)을 E-beam 조사기(124)의 중심축에서 벗어난 방향으로 구부려 디텍터(126)에 도달시킬 수 있다.
프로세서(130)는 에너지 분석부, 검출부, 저장부 등을 구비할 수 있다. 에너지 분석부는 디텍터(126)로부터 2차 E-beam(r)의 에너지와 스펙트럼 강도 등을 추출하고, 검출부는 에너지 분석부로부터의 데이터에 기초하여 마스크(200)의 디펙을 검출할 수 있다. 또한, 검출부는 마스크 상의 패턴들의 위치를 계산할 수 있다. 실시예에 따라, 검출부는 디펙 검출부와 위치 검출부로 분리될 수 있다. 저장부에는 기존 디펙에 대한 정보, 설계(design) 상의 패턴들의 위치 정보 등이 저장될 수 있다. 검출부는 저장부에 저장된 정보를 이용하여, 마스크(200)의 디펙을 검출하고, 또한, 마스크 상의 패턴들의 위치를 계산할 수 있다.
프로세서(130)의 구성요소들은, 하드웨어 또는 CPU 등의 중앙연산 처리장치와, 이것을 수행시키기 위한 프로그램(소프트웨어)으로 구성될 수 있다. 프로세서(130)는, 예컨대, 일반 PC(Personal Computer), 워크스테이션(workstation), 슈퍼컴퓨터 등일 수 있다. 프로세서(130)는 전술한 과정을 통해 마스크(200) 상에 형성된 패턴 및/또는 디펙을 검출할 수 있다. 또한, 프로세서(130)는 검출된 패턴들의 위치와 설계 상의 패턴들의 위치를 비교하여 마스크 상의 패턴들의 위치 정보를 계산할 수 있다.
본 실시예의 마스크 검사 장치(100)는, E-beam 조사기(124)가 기판 홀더(122)에 1차원 또는 2차원 어레이 구조로 배치된 E-beam 어레이(120)를 이용하여 마스크(200)를 검사할 수 있다. 그에 따라, 본 실시예의 마스크 검사 장치(100)는, 기준 마스크(도 2a를 200R 참조)를 이용하여 E-beam 조사기(124)의 위치 정보를 계산할 수 있고, 또한, E-beam 조사기(124)의 위치 정보, 및 검사 대상인 마스크(200) 상의 패턴의 위치 정보에 기초하여 마스크(200) 상의 패턴의 정렬도를 정확하고 신속하게 검사할 수 있다. 한편, 본 실시예의 마스크 검사 장치(100)는, E-beam 조사기(124)의 기본적인 기능에 기초하여 마스크(200)의 디펙의 검사도 함께 수행할 수 있다.
도 2a 내지 도 2e는 도 1a의 마스크 검사 장치에서, 기준 마스크를 이용하여 E-beam 어레이 내의 E-beam 조사기에 대한 제1 옵셋 값을 계산하는 과정을 보여주는 개념도들이다. 도 1a 내지 도 1d를 함께 참조하여 설명한다.
도 2a 내지 도 2e를 참조하면, 먼저, 기준 마스크(200R) 상에 제1 내지 제3 패턴 영역들(Pa1, Pa2, Pa3)을 E-beam 어레이(120)의 E-beam 조사기(124)를 통해 검사한다. 도 2a에서, 기준 마스크(200R) 상에 3개의 컬럼 영역들(Col.A, Col.B, Col.C)만이 도시되고 있는데 이는 설명의 편의를 위함이고, 실제로 기준 마스크(200R) 상에는 수십 개의 컬럼 영역들이 존재할 수 있다. 여기서, 기준 마스크(200R) 상의 컬럼 영역은 하나의 E-beam 조사기(124)에 의해 스캔될 수 있는 영역에 해당할 수 있다.
3개의 컬럼 영역들(Col.A, Col.B, Col.C)의 경계에 제1 내지 제3 패턴 영역들(Pa1, Pa2, Pa3)이 위치하고, 3개의 E-beam 조사기(124A, 124B, 124C)를 통해 제1 내지 제3 패턴 영역들(Pa1, Pa2, Pa3)을 동시에 검사할 수 있다. 제1 내지 제3 패턴 영역들(Pa1, Pa2, Pa3) 각각에는 기준 패턴(Mr), 또는 기준 마크가 형성되어 있는데, 이러한 기준 패턴(Mr)은 기준 위치에 배치되고, 이미 검증된 상태일 수 있다. 즉, 기준 마스크(200R) 상의 제1 내지 제3 패턴 영역들(Pa1, Pa2, Pa3) 내의 기준 패턴(Mr)은 설계(design) 상의 위치인 기준 위치에 정확히 배치될 수 있다.
한편, 기준 마스크(200R)의 경우, 제1 내지 제3 패턴 영역들(Pa1, Pa2, Pa3) 각각의 기준 패턴(Mr)은 모두 동일한 형태를 가질 수 있다. 기준 마스크(200R)는 실제로 노광에 이용되는 마스크가 아니므로, 일반적인 마스크(200)에서와 같이 마스크 전면에 다양한 패턴들이 형성될 필요는 없다. 따라서, 기준 마스크(200R)에는, 요구되는 위치, 예컨대, 기준 위치에 동일 형태의 기준 패턴(Mr)만이 형성될 수 있다.
3개의 E-beam 조사기(124A, 124B, 124C) 모두가 기판 홀더(122) 내에 정상 위치에 배치된 경우에, 3개의 E-beam 조사기(124A, 124B, 124C)에 의해 측정된 제1 내지 제3 패턴 영역들(Pa1, Pa2, Pa3) 각각의 기준 패턴(Mr)의 위치는 설계 상의 위치, 즉 기준 위치와 정확히 일치할 수 있다. 그러나, E-beam 어레이(120)의 조립 과정이나 주변 물리적인 요인들에 의해 3개의 E-beam 조사기(124A, 124B, 124C) 중 적어도 하나는 기판 홀더(122) 내에 비정상 위치에 배치될 수 있다. 여기서, 비정상 위치는 E-beam 조사기(124) 자체가 정상 위치에서 벗어난 경우, E-beam 조사기(124)는 정상 위치에 있으나 E-beam 조사기(124)가 기판 홀더(122)의 하면에 대하여 기울어진 경우 등 E-beam이 마스크(200)의 제 위치로 조사될 수 없는 모든 경우를 포함할 수 있다.
3개의 E-beam 조사기(124A, 124B, 124C)가 기판 홀더(122) 내에 비정상 위치에 있는 경우, 3개의 E-beam 조사기(124A, 124B, 124C)에 의해 측정된 제1 내지 제3 패턴 영역들(Pa1, Pa2, Pa3)의 기준 패턴(Mr)의 위치는 설계 상의 위치, 즉 기준 위치와 달라지게 된다.
도 2b는 제1 내지 제3 패턴 영역들(Pa1, Pa2, Pa3)을 좀더 확대하여 보여주고 있는데, 제1 내지 제3 패턴 영역들(Pa1, Pa2, Pa3)에서, 측정된 기준 패턴(Mrm)이 기준 위치의 기준 패턴(Mrd)에서 조금씩 어긋나 있음을 알 수 있다. 도 2b에서, 오른쪽 상단에 기준 패턴(Mr)을 네모로 표시하고 있는데, 해칭된 네모가 측정된 기준 패턴(Mrm)에 대응하고, 해칭되지 않은 네모가 기준 위치의 기준 패턴(Mrd)에 대응할 수 있다.
한편, 도 2b에서, 측정된 제1 내지 제3 패턴 영역들(Pm1, Pm2, Pm3)과 기준 위치의 제1 내지 제3 패턴 영역들(Pd1, Pd2, Pd3)이 함께 도시되고 있다. 또한, 기준 패턴(Mr)의 좀더 구체적인 형태가, 측정된 및 기준 위치의 제3 패턴 영역(Pm3, Pd3)의 하부 부분에 도시되고 있다. 중심에 조그마한 원은 제1 내지 제3 패턴 영역들(Pa1, Pa2, Pa3)의 중심 부분을 나타내는데, 해칭된 원이 측정된 제1 내지 제3 패턴 영역들(Pm1, Pm2, Pm3)의 중심을 나타내고, 해칭되지 않은 원이 기준 위치의 제1 내지 제3 패턴 영역들(Pd1, Pd2, Pd3)의 중심을 나타낸다. 한편, 제1 내지 제3 패턴 영역들(Pa1, Pa2, Pa3) 내의 각각의 화살표는, 측정된 기준 패턴(Mrm)이 기준 위치의 기준 패턴(Mrd)에서 틀어진 정도를 크기와 방향으로 표시한 벡터에 해당할 수 있다.
도 2c에, 제1 내지 제3 패턴 영역들(Pa1, Pa2, Pa3) 각각에서, 기준 패턴(Mr)이 틀어진 정도를 확대하여 도시하고 있다. 역시, 해칭된 부분이 측정된 기준 패턴(Mrm)을 의미하고, 해칭되지 않은 부분이 기준 위치의 기준 패턴(Mrd)을 의미할 수 있다.
도 2d는 측정된 기준 패턴(Mrm)에서, 기준 위치의 기준 패턴(Mrd)을 뺀 나머지 형태를 도시하고 있고, 도 2e는 도 2d의 나머지 형태를 없애기 위해 기준 위치의 기준 패턴(Mrd)이 이동해야 하는 정도를 벡터로 나타내고 있다. 기준 위치의 기준 패턴(Mrd)이 이동해야 하는 정도는 결국, 3개의 E-beam 조사기(124A, 124B, 124C)가 기판 홀더(122)에서 정상 위치에서 벗어난 제1 옵셋 값들(△A, △B, △C)을 의미할 수 있다. 이러한 제1 옵셋 값들(△A, △B, △C)은 기판 홀더(122) 내의 3개의 E-beam 조사기(124A, 124B, 124C)의 위치 정보에 해당할 수 있다.
참고로, E-beam 조사기(124)의 위치 정보, 즉 E-beam 조사기(124)의 정상 위치에 대한 옵셋 값을 계산하지 않고, E-beam 조사기(124)를 이용하여 마스크(200) 상의 패턴의 위치를 계산하는 경우에, 마스크(200) 상의 패턴의 정렬도 검사에 에러를 발생시킬 수 있다. 예컨대, 마스크(200) 상의 패턴이 정상 위치에 있는 경우에도 비정상 위치에 있는 것으로 판단하고, 또한, 마스크(200) 상의 패턴이 비정상 위치에 있는 경우에도 정상 위치에 있는 것으로 판단함으로써, 마스크(200) 상의 패턴의 정렬도 검사에 심각한 에러를 유발시킬 수 있다.
도 3a 내지 도 3e는 도 1a의 마스크검사 장치에서, 검사 대상인 마스크 상의 패턴에 대한 제2 옵셋 값을 계산하는 원리를 보여주는 개념도들이다. 도 1a 내지 도 1d를 함께 참조하여 설명하고, 도 1a 내지 도 2e의 설명 부분에서 이미 설명한 내용은 간단히 설명하거나 생략한다.
도 3a 내지 도 3e를 참조하면, 먼저, 검사 대상인 마스크(200) 상에 제1 내지 제3 패턴 영역들(Pr1, Pr2, Pr3)을 E-beam 어레이(120)의 3개의 E-beam 조사기(124A, 124B, 124C)를 통해 검사한다. 도 3a에서, 마스크(200) 상에 3개의 컬럼 영역들(Col.A, Col.B, Col.C)은 도 2a의 기준 마스크(200R)의 3개의 컬럼 영역들(Col.A, Col.B, Col.C)에 대해 설명한 바와 같다.
3개의 컬럼 영역들(Col.A, Col.B, Col.C)의 경계에 제1 내지 제3 패턴 영역들(Pr1, Pr2, Pr3)이 위치하고, 3개의 E-beam 조사기(124A, 124B, 124C)를 통해 제1 내지 제3 패턴 영역들(Pr1, Pr2, Pr3)을 동시에 검사할 수 있다. 한편, 도 3a에서, 화살표는 도 1d의 제1 스캔(S1)을 해당할 수 있는데, 편의상 90° 회전시켜 하방으로 향하도록 하고 있다. 예컨대, 제1 내지 제3 패턴 영역들(Pr1, Pr2, Pr3)에 대한 검사가 완료된 경우에, 제1 스캔(S1)의 방향으로 E-beam을 이동하여 다음 패턴 영역들에 대한 검사가 진행될 수 있다. 여기서, E-beam의 이동은 스캔 전극(124-18)의 편향을 통해 이루어질 수도 있다. 그러나 실시예에 따라, 스테이지(110)의 이동에 의해 이루어질 수도 있다.
제1 내지 제3 패턴 영역들(Pr1, Pr2, Pr3) 각각에는 다양한 패턴들(Rp1, Rp2, Rp3)이 형성되어 있고, 패턴들(Rp1, Rp2, Rp3) 각각의 위치는 측정되지 않은 상태일 수 있다. 다만, 제1 내지 제3 패턴 영역들(Pr1, Pra2, Pr3) 각각의 해당 패턴들(Rp1, Rp2, Rp3)의 설계 상의 위치는 프로세서(130)의 저장부에 저장되어 있을 수 있다. 검사 대상인 마스크(200)는 실제로 노광에 이용되는 마스크이므로, 마스크 전면에 다양한 패턴들이 형성되어 있고, 서로 다른 형태를 가질 수 있다. 따라서, 제1 내지 제3 패턴 영역들(Pr1, Pr2, Pr3) 내의 패턴들(Rp1, Rp2, Rp3)도 서로 다른 형태를 가질 수 있다.
한편, 제1 내지 제3 패턴 영역들(Pr1, Pr2, Pr3) 내의 패턴들(Rp1, Rp2, Rp3)을 3개의 E-beam 조사기(124A, 124B, 124C)를 통해 측정했을 때, 측정된 패턴들(Rpm1, Rpm2, Rpm3)의 위치는 설계 상의 패턴들(Rpd1, Rpd2, Rpd3)의 위치와는 다를 수 있다.
도 3b에 제1 내지 제3 패턴 영역들(Pa1, Pa2, Pa3)을 좀더 확대하여 보여주고 있는데, 제1 내지 제3 패턴 영역들(Pr1, Pr2, Pr3)에서, 측정된 패턴들(Rpm1, Rpm2, Rpm3)이 설계 상의 패턴들(Rpd1, Rpd2, Rpd3)에서 조금씩 어긋나 있음을 알 수 있다. 도 3b에서, 오른쪽 상단에 패턴들을 네모로 표시하고 있는데, 해칭된 네모가 측정된 패턴들(Rpm1, Rpm2, Rpm3)에 대응하고, 해칭되지 않은 네모가 설계 상의 패턴들(Rpd1, Rpd2, Rpd3)에 대응할 수 있다.
한편, 도 3b에서, 측정된 제1 내지 제3 패턴 영역들(Prm1, Prm2, Prm3)과 설계 상의 제1 내지 제3 패턴 영역들(Prd1, Prd2, Prd3)이 함께 도시되고 있다. 또한, 제1 내지 제3 패턴 영역들(Pr1, Pr2, Pr3) 내의 패턴들(Rp1, Rp2, Rp3)의 좀더 구체적인 형태가, 측정된 및 설계 상의 제3 패턴 영역(Prm3, Prd3)의 하부 부분에 도시되고 있다. 도 2a의 기준 마스크(200R)에서 설명한 바와 같이, 중심에 조그마한 원은 제1 내지 제3 패턴 영역들(Pr1, Pr2, Pr3)의 중심 부분을 나타내고, 제1 내지 제3 패턴 영역들(Pr1, Pr2, Pr3) 내의 각각의 화살표는, 측정된 패턴들(Rpm1, Rpm2, Rpm3)이 대응하는 설계 상의 패턴들(Rpd1, Rpd2, Rpd3)에서 틀어진 정도를 크기와 방향으로 표시한 벡터에 해당할 수 있다.
도 3c에, 제1 내지 제3 패턴 영역들(Pr1, Pr2, Pr3) 각각에서, 패턴들(Rp1, Rp2, Rp3)이 틀어진 정도를 확대하여 도시하고 있는데, 역시, 해칭된 부분이 측정된 패턴들(Rpm1, Rpm2, Rpm3)을 의미하고, 해칭되지 않은 부분이 설계 상의 패턴들(Rpd1, Rpd2, Rpd3)을 의미할 수 있다.
도 3d는 측정된 패턴들(Rpm1, Rpm2, Rpm3)에서, 대응하는 설계 상의 패턴들(Rpd1, Rpd2, Rpd3)을 뺀 나머지 형태를 도시하고 있고, 도 3e는 도 3d의 나머지 형태를 없애기 위해 설계 상의 패턴들(Rpd1, Rpd2, Rpd3)이 이동해야 하는 정도를 벡터로 나타내고 있다. 설계 상의 패턴들(Rpd1, Rpd2, Rpd3)이 이동해야 하는 정도는 결국, 제1 내지 제3 패턴 영역들(Pr1, Pr2, Pr3) 각각의 패턴들(Rp1, Rp2, Rp3)이 정상 위치에서 벗어난 제2 옵셋 값들(△'A, △'B, △'C)을 의미할 수 있다. 이러한 제2 옵셋 값들(△'A, △'B, △'C)은 마스크(200) 상의 패턴들(Rp1, Rp2, Rp3)의 위치 정보에 해당할 수 있다. 다만, 제2 옵셋 값들(△'A, △'B, △'C)은 패턴들(Rp1, Rp2, Rp3)이 정상 위치, 즉, 설계 상의 위치에서 벗어난 정도를 정확히 대변할 수는 없다. 왜냐하면, 제2 옵셋 값들(△'A, △'B, △'C)은 E-beam 어레이(120) 내의 3개의 E-beam 조사기(124A, 124B, 124C)의 위치 에러와, 또한, 스테이지(110)에 의한 위치 에러를 포함하고 있기 때문이다.
도 4a 내지 도 4c는 제1 옵셋 값과 제2 옵셋 값을 이용하여 마스크 상의 패턴의 정렬도를 계산하는 원리를 보여주는 개념도들이다. 도 1a 내지 도 1d를 함께 참조하여 설명하고, 도 1a 내지 도 3e의 설명 부분에서 이미 설명한 내용은 간단히 설명하거나 생략한다.
도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 전술한 바와 같이, 제1 내지 제3 패턴 영역들(Pr1, Pr2, Pr3) 내의 패턴들(Rp1, Rp2, Rp3)에 대해 E-beam 어레이(120)의 3개의 E-beam 조사기(124A, 124B, 124C)에 의해 측정한 제2 옵셋 값들(△'A, △'B, △'C)에는 3개의 E-beam 조사기(124A, 124B, 124C)에 의한 위치 에러가 포함되어 있다. 그에 따라, 앞서, 도 2a 내지 도 2e의 설명 부분에서 계산한 3개의 E-beam 조사기(124A, 124B, 124C)에 대한 제1 옵셋 값들(△A, △B, △C)을 반영할 필요가 있다. 따라서, 도 4b에 도시된 바와 같이, 제2 옵셋 값들(△'A, △'B, △'C)에서 제1 옵셋 값들(△A, △B, △C)을 뺌으로써, 마스크 상의 패턴들(Rp1, Rp2, Rp3)이 설계 상의 패턴들의 위치에서 벗어난 정도, 즉 패턴들의 정렬도(RA, RB, RC)를 계산할 수 있다. 다만, 전술한 바와 같이, 제2 옵셋 값들(△'A, △'B, △'C)은 스테이지(110)의 위치 에러도 포함하고 있는데, 도 4b에서, (es)로 표시된 부분이 스테이지(110)의 위치 에러에 해당할 수 있다. 스테이지(110)의 위치 에러(es)는 모든 패턴들(Rp1, Rp2, Rp3)에 동일하게 발생하므로, 제2 옵셋 값들(△'A, △'B, △'C)에도 동일하게 포함되고, 제1 옵셋 값들(△A, △B, △C)을 뺀 뒤에도 여전히 동일한 값으로 남아 있을 수 있다.
스테이지(110)의 위치 에러(es)를 별도의 측정 장치를 통해 검사할 수도 있지만, 검사 과정이 복잡해지고 시간 면에서 불리해 질 수 있다. 따라서, 본 실시예의 검사 장치에서는, 다음과 같은 방법을 통해 스테이지(110)의 위치 에러(es)를 계산할 수 있다. 본 실시예의 마스크 검사 장치(100)에서, E-beam 어레이(120) 내의 E-beam 조사기들(124)이 n(n은 2개 이상의 정수) 개이고, 그에 따라 n 개의 패턴들이 측정되며, 또한, n이 비교적 큰 경우에, 패턴들의 정렬도의 평균(δ)은 거의 0에 수렴할 수 있다. 예컨대, 제1 패턴이 오른쪽으로 1만큼 어긋나고 제2 패턴이 왼쪽으로 -1만큼 어긋난 경우에 평균하면 0이 되는 원리이다.
한편, i(i는 정수이고, 1 ≤ i ≤ n) 번째 E-beam 조사기(124)에 의한 i 번째 패턴에 대한 정렬도(Ri)는 i 번째 초기값(Ri+(es))에서 스테이지(110)의 위치 에러(es)를 뺀 값에 해당할 수 있다. 여기서, i 번째 초기값(Ri+(es))은 i 번째 E-beam 조사기(124)에 의해 구한 제2 옵셋 값(△'i)에서 i 번째 E-beam 조사기(124)에 대한 제1 옵셋 값(△i)을 뺀 값으로 정의될 수 있다. 이러한 초기값들의 평균(Rav)은 다음 식(1)과 같이 나타날 수 있다.
Rav = [R1 + R2 +,..., + R(n-1) + Rn]/n + Es..........식(1)
여기서, [R1 + R2 +,..., + R(n-1) + Rn]/n는 패턴들의 정렬도의 평균(δ)을 나타내고 앞서 설명한 바와 같이 0에 수렴할 수 있다. 따라서, 스테이지(110)에 의한 위치 에러(Es)는 결국 초기값들의 평균(Rav)으로 구해질 수 있다. 결국, i 번째 패턴에 대한 정렬도(Ri)는 i 번째 초기값(Ri+(es))에서 초기값들의 평균(Rav)을 뺌으로써 구할 수 있다.
도 4b의 하부 부분에 3개의 컬럼 영역들(Col.A, Col.B, Col.C)에서 패턴들(Rp1, Rp2, Rp3)에 대한 정렬도(RA, RB, RC)가 초기값들(RA+(es), RB+(es), RC+(es))에서, 초기값들의 평균(Rav)을 뺌으로써, 계산될 수 있음을 보여주고 있고, 오른쪽으로 최종적인 패턴들의 정렬도(RA, RB, RC)에 대응하는 벡터를 표시하고 있다. 또한, 도 4c의 제1 내지 제3 패턴 영역들(Pr1, Pr2, Pr3) 내에 도 4b에서 구한 패턴들의 정렬도(RA, RB, RC)에 대한 벡터를 함께 표시하고 있다.
도 5a 및 도 5b는 스캔 과정을 통해 마스크 전체에 대한 패턴의 정렬도를 계산하는 원리를 보여주는 개념도들이다. 도 1a 내지 도 1d를 함께 참조하여 설명하고, 도 1a 내지 도 4c의 설명 부분에서 이미 설명한 내용은 간단히 설명하거나 생략한다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 도 3a 내지 도 4c를 통해 컬럼 영역들(Col.A, Col.B, Col.C)의 경계에 위치한 각각의 패턴들(Rp1, Rp2, Rp3)에 대한 정렬도(RA, RB, RC)를 구한 후에, 화살표 방향으로 제1 스캔(S1)을 진행하여, 다음 위치의 패턴들에 대하여, 도 3a 내지 도 4c의 과정을 거쳐 다시 패턴의 정렬도를 구한다. 계속해서, 제1 스캔(S1)을 진행하여 제1 스캔(S1)의 방향으로 컬럼 영역들(Col.A, Col.B, Col.C)의 폭 내에 포함된 패턴들의 정렬도를 구할 수 있다. 도 5a에서, 컬럼 영역들(Col.A, Col.B, Col.C) 각각에 패턴들의 정렬도가 벡터로 표시되고 있다. 컬럼 영역들(Col.A, Col.B, Col.C) 각각에 4개의 패턴들의 정렬도의 벡터가 표시되고 있는바, 제1 스캔(S1)의 방향으로 컬럼 영역들(Col.A, Col.B, Col.C) 각각에 4개의 패턴들에 대한 정렬도가 계산되었음을 알 수 있다. 그러나 스캔(S1)의 방향으로 컬럼 영역들(Col.A, Col.B, Col.C)에 포함되는 패턴들의 개수 및 그에 따른 패턴들의 정렬도 계산이 4개에 한정되는 것은 아니다.
한편, 제1 스캔(S1)의 방향으로 컬럼 영역들(Col.A, Col.B, Col.C)의 폭에 해당하는 스캔이 완료되면, 제1 스캔(S1)의 방향에 수직한 방향으로 제2 스캔(S2)에 해당하는 이동이 진행되고, 다시 제1 스캔(S1)의 방향으로 제1 스캔(S1)이 수행될 수 있다. 제2 스캔(S2)은 도 1d의 설명 부분에서 설명한 바와 같이 스테이지(110)의 이동에 의해 이루어질 수 있다. 이러한 과정을 통해 제2 스캔(S2)의 방향으로 컬럼 영역들(Col.A, Col.B, Col.C)의 폭에 해당하는 스캔이 완료되면, 컬럼 영역들(Col.A, Col.B, Col.C) 전체, 및 그에 따른 마스크(200) 전체에 대한 스캔이 완료되고, 또한 마스크(200) 전체에 대한 패턴들의 정렬도가 계산될 수 있다. 도 5b에 전술한 과정을 통해 획득한 마스크 전체의 패턴들에 대한 정렬도를 마스크(200) 상에 3차원적으로 표시하고 있다.
도 6a 내지 도 6c는 마스크에 대한 스캔 과정 중에 오버랩 영역을 이용하여 검사의 이상 여부를 체크하는 원리를 보여주는 개념도들이다. 도 1a 내지 도 1d를 함께 참조하여 설명하고, 도 1a 내지 도 5b의 설명 부분에서 이미 설명한 내용은 간단히 설명하거나 생략한다.
도 6a 내지 도 6c를 참조하면, 화살표로 표시된 방향으로 제1 스캔(S1)을 진행하면서, 컬럼 영역들(Col.A, Col.B, Col.C) 내의 패턴들에 대한 정렬도를 계산할 때, 컬럼 영역들(Col.A, Col.B, Col.C) 간에 오버랩 영역(Aol1, Aol2)이 존재할 수 있다. 좀더 구체적으로 설명하면, 3개의 컬럼 영역들(Col.A, Col.B, Col.C)이 대응하는 3개의 E-beam 조사기(124A, 124B, 124C)에 의해 검사된다고 할 때, 제1 E-beam 조사기(124A)는 제1 컬럼 영역(Col.A)의 상방의 경계에서 시작하여, 제1 컬럼 영역(Col.A)과 제2 컬럼 영역(Col.B)의 경계에까지 제1 스캔(S1)을 수행하고, 제2 E-beam 조사기(124B)는 제1 컬럼 영역(Col.A)과 제2 컬럼 영역(Col.B)의 경계에서 시작하여, 제2 컬럼 영역(Col.B)과 제3 컬럼 영역(Col.C)의 경계에까지 제1 스캔(S1)을 수행할 수 있다. 또한, 제3 E-beam 조사기(124C)는 제2 컬럼 영역(Col.B)과 제3 컬럼 영역(Col.C)의 경계에서 시작하여, 제3 컬럼 영역(Col.C)의 하방의 경계에까지 제1 스캔(S1)을 수행할 수 있다. 이때, 제1 컬럼 영역(Col.A)과 제2 컬럼 영역(Col.B)의 경계 부분은 제1 오버랩 영역(Aol1)으로서, 제1 E-beam 조사기(124A)와 제2 E-beam 조사기(124B)에 의해 두 번 검사될 수 있다. 또한, 제2 컬럼 영역(Col.B)과 제3 컬럼 영역(Col.C)은 제2 오버랩 영역(Aol2)으로서, 제2 E-beam 조사기(124B)와 제3 E-beam 조사기(124C)에 의해 두 번 검사될 수 있다.
따라서, 오버랩 영역(Aol1, Aol2)에서 서로 다른 E-beam 조사기(124)에 의해 획득한 패턴의 정렬도를 비교함으로써, 패턴의 정렬도 검사가 정상적으로 수행되고 있는지 체크할 수 있다. 예컨대, 제1 스캔(S1)의 마지막에서 제1 오버랩 영역(Aol1)에 대한 제1 E-beam 조사기(124A)에 의한 패턴의 정렬도와 제1 스캔(S1)의 시작에서 제1 오버랩 영역(Aol1)에 대한 제2 E-beam 조사기(124B)에 의한 패턴의 정렬도를 비교하여, 허용 범위 내에서 일치하면 패턴의 정렬도 검사가 정상적으로 이루어진 것으로 판단하고, 만약 허용 범위를 벗어나면, 패턴의 정렬도 검사에 이상이 있는 것으로 판단하여 원인을 분석하여 제거할 수 있다.
도 6b는 제1 스캔(S1)의 마지막에서, 제1 오버랩 영역(Aol1)에 대하여 제1 E-beam 조사기(124A)에 의해 제2 패턴(Rp2)의 정렬도를 계산하는 과정을 개략적으로 나타내고 있고, 도 6c는 제1 스캔(S1)의 처음에서, 제1 오버랩 영역(Aol1)에 대하여 제2 E-beam 조사기(124B)에 의해 제2 패턴(Rp2)의 정렬도를 계산하는 과정을 개략적으로 나타내고 있다. 도 6b와 도 6c에서, 설계 상의 제2 패턴(Rpd2)은 동일한 제2 패턴(Rp2)에 대한 것이므로 동일할 수 있다. 그러나 제1 E-beam 조사기(124A)에 의해 측정된 패턴(Rpm2)과 제2 E-beam 조사기(124B)에 의해 측정된 패턴(R'pm2)은, 다른 E-beam 조사기(124)에 의해 측정된 것이므로 서로 다를 수 있다. 그에 따라, 제1 E-beam 조사기(124A)에 의한 제2 패턴(Rp2)에 대한 제2 옵셋 값(△'A)과 제2 E-beam 조사기(124B)에 의한 제2 패턴(Rp2)에 대한 제2 옵셋 값(△'B)은 달라지게 된다. 그러나 그에 대응하여, 제1 E-beam 조사기(124A)의 제1 옵셋 값(△A)과 제2 E-beam 조사기(124B)의 제1 옵셋 값(△B)도 서로 다를 수 있다.
따라서, 제2 옵셋 값(△'A, △'B)에서, 제1 옵셋 값(△A, △B)과 스테이지(110)의 위치 에러(es)를 빼는 과정을 거쳐, 제1 E-beam 조사기(124A)에 의한 제2 패턴(Rp2)의 정렬도(RA)와 제2 E-beam 조사기(124B)에 의한 제2 패턴(Rp2)의 정렬도(RB)를 구하게 되면, 검사에 이상이 없는 경우 실질적으로 동일해야 한다. 여기서, 스테이지(110)의 위치 에러(es)는 동일하고, 전술한 바와 같이 초기값들의 평균(Rav)을 계산하여 구할 수 있다. 또한, 전체 패턴들의 정렬도의 평균(δ)은 0으로 수렴할 수 있다.
결국, 이러한 과정을 통해 오버 랩 영역에서, 서로 다른 E-beam 조사기(124)에 의해 동일 패턴에 대한 정렬도를 계산하고, 서로 비교함으로써, 검사가 정상적으로 이루어지고 있는지 체크할 수 있다. 한편, 도 6a 내지 도 6c에서 3개의 컬럼 영역들(Col.A, Col.B, Col.C)에 대하여 2개의 오버랩 영역(Aol1, Aol2)을 가지고 설명하였지만, E-beam 어레이(120) 내의 E-beam 조사기(124)의 배치 구조에 따라 4개 이상의 컬럼 영역들과 3개 이상의 오버랩 영역이 존재할 수 있음은 물론이다. 또한, 제1 스캔(S1)의 방향뿐만 아니라, 제2 스캔(S2)의 방향으로도 복수 개의 컬럼 영역들과 복수 개의 오버랩 영역이 존재할 수 있고, 그 오버랩 영역의 패턴들에 대해서도 서로 다른 E-beam 조사기(124)에 의해 정렬도 계산 및 비교를 수행함으로써, 검사의 정상 여부를 체크할 수 있음은 물론이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 검사 장치에서, 도 1c와 다른 구조의 E-beam 어레이 구조에 대한 평면도들이다. 도 1a 내지 도 6c의 설명 부분에서 이미 설명한 내용을 간단히 설명하거나 생략한다.
도 7a를 참조하면, 본 실시예의 마스크 검사 장치(100a)에서, E-beam 어레이(120a)는 기판 홀더(122) 내에 1차원 어레이 구조로 배치된 복수의 E-beam 조사기(124) 또는 E-beam 조사검출 유닛(EDU)을 포함할 수 있다. E-beam 조사기(124)가 제1 방향(x 방향)을 따라 5개 배치되고 있는데, E-beam 조사기(124)의 개수가 5개에 한정되는 것은 아니다. 이와 같이, E-beam 조사기(124)가 1차원 어레이 구조로 배치되고, 제1 방향(x 방향)이 제1 스캔(S1)의 방향에 해당하는 경우, 제2 스캔(S2)에 해당하는 제2 방향(y 방향)으로 여러 번의 스캔 과정이 진행될 수 있다.
도 7b를 참조하면, 본 실시예의 마스크 검사 장치(100b)에서, E-beam 어레이(120b)는 기판 홀더(122) 내에 2차원 어레이 구조로 배치된 복수의 E-beam 조사기(124) 또는 E-beam 조사검출 유닛(EDU)을 포함할 수 있다. E-beam 조사기(124)는 4*6의 2차원 어레이 구조로 기판 홀더(122)에 배치될 수 있다. 그러나 E-beam 조사기(124)의 2차원 어레이 구조가 4*6의 2차원 어레이 구조에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 마스크(200)의 형태나 크기에 따라, E-beam 조사기(124)의 2차원 어레이 구조는 다양하게 달라질 수 있다.
한편, E-beam 조사기(124)가 4*6의 2차원 어레이 구조로 배치된 경우, 도 1d에서 설명한 바와 유사하게, 마스크(200) 상의 컬럼 영역들은 4*6의 2차원 어레이 구조로 구분되고, 각각의 E-beam 조사기(124)가 대응하는 컬럼 영역을 스캔 과정을 통해 검사함으로써, 마스크(200)의 전체에 대한 검사를 더욱 신속하고 정확하게 수행할 수 있다.
참고로, E-beam 어레이(120)가 보다 많은 E-beam 조사기(124)를 포함하여 E-beam 조사기(124)가 기판 홀더(122)에 2차원 어레이 구조로 배치되는 것이 마스크(200)의 신속한 검사에 유리하나, E-beam 조사기(124) 개수의 증가에 따라 E-bema 어레이의 제조 비용이 증가하고, 또한, E-beam 조사기(124)와 디텍터(126)의 사이즈에 기초하여 기판 홀더(122)가 수용할 수 있는 개수가 제한될 수 있다. 한편, 스캔 동작에 기초하여 기판 홀더(122)의 면적은 마스크(200)의 면적보다 작을 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 검사 방법을 개략적으로 보여주는 흐름도이다. 도 1a 내지 도 1d를 함께 참조하여 설명하고, 도 1a 내지 도 7b의 설명 부분에서 이미 설명한 내용을 간단히 설명하거나 생략한다.
도 8을 참조하면, 먼저, 기준 마스크(도 2a의 200R 참조)를 이용하여, 마스크 검사 장치(100)의 E-beam 어레이(120) 내의 E-beam 조사기(124)에 대한 제1 옵셋 값을 계산한다(S110). 제1 옵셋 값은 E-beam 조사기(124)가 기판 홀더(122) 내의 정상 위치에서 벗어난 정도를 의미할 수 있다. 제1 옵셋 값의 계산 과정에 대해서는 도 9a의 설명 부분에서 좀더 상세히 설명한다.
다음, 검사 대상인 마스크(200) 상의 패턴에 대한 제2 옵셋 값을 계산한다(S130). 제2 옵셋 값은 마스크(200) 상의 패턴의 측정된 위치가 설계 상의 위치에서 벗어난 정도를 의미할 수 있다. 제2 옵셋 값이 마스크 검사 장치(100)에 의한 측정에 의해 계산되므로, 제2 옵셋 값은 E-beam 조사기(124)의 위치 에러와 스테이지(110)의 위치 에러를 포함할 수 있다. 앞서 구한 제1 옵셋 값이 E-beam 조사기(124)의 위치 에러에 해당할 수 있다. 제2 옵셋 값의 계산 과정에 대해서는 도 9b의 설명 부분에서 좀더 상세히 설명한다.
이후, 제1 옵셋 값과 제2 옵셋 값에 기초하여, 마스크(200) 상의 패턴의 정렬도를 계산한다(S150). 제2 옵셋 값이 E-beam 조사기(124)의 위치 에러와 스테이지(110)의 위치 에러를 포함하고 있으므로, 제2 옵셋 값에서 E-beam 조사기(124)의 위치 에러와 스테이지(110)의 위치 에러를 빼 줌으로써, 마스크(200) 상의 패턴의 정렬도를 계산할 수 있다. 마스크(200) 상의 패턴의 정렬도의 계산 과정에 대해서는 도 9c의 설명 부분에서 좀더 상세히 설명한다.
도 9a 내지 도 9c는 도 8의 마스크 검사 방법에서, 각각의 단계를 좀더 상세하게 보여주는 흐름도들이다. 도 1a 내지 도 5b를 함께 참조하여 설명하고, 도 1a 내지 도 7b의 설명 부분에서 이미 설명한 내용을 간단히 설명하거나 생략한다.
도 9a를 참조하면, 먼저, 마스크 검사 장치(100)의 E-beam 어레이(120)를 이용하여 기준 마스크(200R) 상의 기준 패턴(Mr)의 위치를 측정한다(S112). E-beam 어레이(120)는 다수의 E-beam 조사기(124)를 포함하고, 각각의 E-beam 조사기(124)가 대응하는 패턴 영역들 내의 기준 패턴(Mr)에 대한 위치를 측정할 수 있다.
다음, 기준 패턴(Mr)의 측정 위치와 기준 패턴(Mr)의 기준 위치의 차이를 구하여 제1 옵셋 값을 계산한다(S114). 즉, 기준 패턴(Mr)의 측정 위치에서 기준 패턴(Mr)의 기준 위치를 빼서 제1 옵셋 값을 계산한다. 여기서, 기준 패턴(Mr)의 기준 위치는 기준 패턴(Mr)의 설계 상의 위치에 해당하고, 기준 마스크(200R)의 경우는 기준 패턴(Mr)의 기준 위치는 검증된 상태이다. 따라서, 제1 옵셋 값을 계산함으로써, E-beam 조사기(124)의 위치 정보, 즉, E-beam 조사기(124)가 기판 홀더(122) 내의 정상 위치에서 벗어난 정도를 계산할 수 있다.
도 9b를 참조하면, 먼저, 마스크 검사 장치(100)의 E-beam 어레이(120)를 이용하여 검사 대상인 마스크(200) 상의 패턴의 위치를 측정한다(S132). E-beam 어레이(120)는 다수의 E-beam 조사기(124)를 포함하고, 각각의 E-beam 조사기(124)가 대응하는 패턴 영역들 내의 패턴에 대한 위치를 측정할 수 있다.
다음, 마스크(200) 상의 패턴의 측정 위치와 설계 상의 위치의 차이를 구하여 제2 옵셋 값을 계산한다(S134). 즉, 마스크(200) 상의 패턴의 측정 위치에서 설계 상의 위치를 빼서 제2 옵셋 값을 계산한다. 여기서, 마스크(200) 상의 패턴의 측정 위치는 E-beam 조사기(124)의 위치 에러와 스테이지(110)의 위치 에러를 포함하므로, 제2 옵셋 값에도 역시 E-beam 조사기(124)의 위치 에러와 스테이지(110)의 위치 에러를 포함할 수 있다. 한편, 제1 옵셋 값이 E-beam 조사기(124)의 위치 에러에 해당할 수 있다. 따라서, 제2 옵셋 값은, 마스크(200) 상의 패턴의 위치가 설계 상의 위치에서 벗어난 정도를 정확하게 대변할 수 없다.
도 9c를 참조하면, 먼저, 제2 옵셋 값에서 제1 옵셋 값을 빼서 초기값을 계산한다(S152). 전술한 바와 같이, 제1 옵셋 값은 E-beam 조사기(124)의 위치 에러에 해당하므로, 초기값은 패턴의 정렬도와 스테이지(110)의 위치 에러를 포함할 수 있다.
다음, 초기값들의 평균을 계산하여 스테이지에 의한 위치 에러를 계산한다(S154). 초기값들의 평균은 패턴의 정렬도의 평균과 스테이지(110)의 위치 에러의 평균을 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 패턴의 정렬도의 평균은 0에 수렴할 수 있다. 또한, 스테이지(110)의 위치 에러는 모든 E-beam 조사기(124)에 대해 동일하므로, 스테이지(110)의 위치 에러의 평균은 스테이지(110)의 위치 에러와 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서, 스테이지의 위치 에러는 초기값들의 평균과 실질적으로 동일할 수 있다.
이후, 초기값에서 스테이지(110)의 위치 에러를 빼서 마스크(200) 상의 패턴의 정렬도를 계산한다(S156). 스테이지의 위치 에러는, 전술한 바와 같이, 초기값들의 평균을 계산하여 구할 수 있다. 마스크(200) 상의 패턴의 정렬도는 스캔 과정을 통해 마스크(200) 전체의 모든 패턴들에 대해서 수행될 수 있다. 그에 따라, 마스크(200) 상의 전체 패턴에 대한 정렬도를 정확하게 검사할 수 있다. 또한, 다수의 E-beam 조사기(124)를 구비한 E-beam 어레이(120)를 이용함으로써, 마스크(200) 상의 전체 패턴에 대한 정렬도를 신속하게 검사할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 검사 방법을 포함한 마스크 제조방법을 개략적으로 보여주는 흐름도이다. 도 1a 내지 도 1d를 함께 참조하여 설명하고, 도 8 내지 도 9c의 설명 부분에서 이미 설명한 내용을 간단히 설명하거나 생략한다.
도 10을 참조하면, 먼저, 기준 마스크(200R)를 이용하여 E-beam 조사기에 대한 제1 옵셋 값을 계산한다(S210). 제1 옵셋 값을 계산하는 단계(S210)에 대해서는 도 8과 도 9a의 제1 옵셋 값을 계산하는 단계(S110)에서 설명한 바와 같다.
다음, 검사 대상인 마스크(200) 상에 패턴을 형성한다(S220). 패턴을 형성하는 단계(S220)는 제1 옵셋 값을 계산하는 단계(S210) 전에 수행될 수도 있다.
이후, 제2 옵셋 값을 계산하는 단계(S230)와 패턴의 정렬도를 계산하는 단계(S250)를 수행한다. 제2 옵셋 값을 계산하는 단계(S230)와 패턴의 정렬도를 계산하는 단계(S250)에 대해서는, 각각 도 8과 도 9b의 제2 옵셋 값을 계산하는 단계(S130)와 도 8과 도 9c의 패턴의 정렬도를 계산하는 단계(S150)에서 설명한 바와 같다.
이후, 패턴의 정렬도가 허용 범위 내인지 판단한다(S260). 허용 범위 내인 경우(Yes), 마스크(200)에 대한 후속 공정을 수행한다. 마스크(200)에 대한 후속 공정은 마스크(200)에 대하여 펠리클을 도포하는 공정, 마스크(200)를 최종적으로 완성하는 공정 등을 포함할 수 있다.
허용 범위 내가 아닌 경우(No), 허용 범위를 벗어난 원인을 분석하고, 원인에 기초하여 마스크(200) 상의 패턴 형성 공정의 공정 조건을 변경한다(S280). 이후, 마스크(200) 상에 패턴을 형성하는 단계(S220)로 진행한다.
지금까지, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100, 100a, 100b: 마스크 검사 장치, 110: 스테이지, 120, 120a, 120b: E-beam 어레이, 122: 기판 홀더, 124, 124A ~ 124C, 124a, 124b: E-beam 조사기, 126: 디텍터, 200: 마스크, 200R: 기준 마스크, Col.A ~ Col.C: 컬럼 영역, Pa1 ~ Pa3: 기준 마스크의 패턴 영역, Pd1 ~ Pd3: 기준 위치의 패턴 영역, Pm1 ~ Pm3: 측정된 패턴 영역, Mr: 기준 패턴, Mrd: 기준 위치의 기준 패턴, Mrm: 측정된 기준 패턴, Pr1 ~ Pr3: 마스크의 패턴 영역, Prd1 ~ Prd3: 기준 위치의 패턴 영역, Prm1 ~ Prm3: 측정된 패턴 영역, Rp1 ~ Rp3: 패턴, Rpd1 ~ Rpd3: 설계 상의 패턴, Rpm1 ~ Rpm3: 측정된 패턴, Aol1, Aol2: 오버랩 영역
Claims (20)
- 검사 대상인 마스크가 배치된 스테이지;
상기 마스크로 전자-빔(E-beam)을 조사하는 복수 개의 E-beam 조사기들, 및 상기 마스크에서 방출된 전자들을 검출하는 디텍터를 구비한 E-beam 어레이; 및
상기 디텍터로부터의 신호를 처리하는 프로세서;를 포함하고,
상기 신호의 처리를 통해 상기 마스크의 디펙을 검출하되, 상기 E-beam 조사기의 위치 정보에 기초하여 상기 마스크 상의 패턴의 정렬도(registration)를 함께 검사하는 마스크 검사 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 E-beam 조사기들은 상기 E-beam 어레이의 기판 홀더 내에 1차원 또는 2차원 어레이 구조로 배치되고,
상기 위치 정보는, 기준 위치에 기준 패턴을 구비한 기준 마스크를 이용하여 구해지는 것을 특징으로 하는 마스크 검사 장치. - 제2 항에 있어서,
상기 E-beam 조사기를 통해 상기 기준 패턴의 위치인 제1 측정 위치가 측정되고,
상기 위치 정보는, 상기 제1 측정 위치와 상기 기준 위치의 차이인 제1 옵셋 값을 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 검사 장치. - 제3 항에 있어서,
상기 E-beam 조사기를 통해 상기 마스크 상의 패턴의 위치인 제2 측정 위치가 측정되고,
상기 제2 측정 위치와 상기 마스크 상의 패턴의 설계(design) 상의 위치의 차이인 제2 옵셋 값이 구해지며,
상기 정렬도는, 상기 제2 옵셋 값에서 제1 옵셋 값을 빼서 구해지는 것을 특징으로 하는 마스크 검사 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 정렬도에는 상기 스테이지에 의한 위치 에러가 제외된 것을 특징으로 하는 마스크 검사 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 E-beam 어레이는 n(n은 2개 이상의 정수) 개의 E-beam 조사기들을 구비하고,
i(i는 정수이고, 1 ≤ i ≤ n) 번째 상기 E-beam 조사기에 기초한 상기 정렬도는, i 번째 상기 E-beam 조사기에 의해 구해진 초기값에서 상기 스테이지에 의한 위치 에러를 빼고 구해지는 것을 특징으로 하는 마스크 검사 장치. - 제6 항에 있어서,
i 번째 상기 정렬도가 Ri이고 상기 스테이지에 의한 위치 에러는 Es라고 할 때, i 번째의 상기 초기값은 Ri + Es로 나타나고,
n 개의 상기 E-beam 조사기들에 의한 상기 초기값들의 평균을 Rav라 할 때, Rav는 다음 식 (1)로 나타나며,
Rav = [R1 + R2 +,..., + R(n-1) + Rn]/n + Es..........식(1)
여기서, 상기 [R1 + R2 +,..., + R(n-1) + Rn]/n는 0에 수렴하고, 상기 스테이지에 의한 위치 에러(Es)는 상기 초기값들의 평균(Rav)으로 구해지는 것을 특징으로 하는 마스크 검사 장치. - 제1 항 있어서,
상기 마스크에 대한 스캔에서, 제1 E-beam 조사기가 커버하는 제1 영역과 상기 제1 E-beam 조사기에 인접하는 제2 E-beam 조사기가 커버하는 제2 영역 간에 오버랩되는 오버랩 영역이 존재하고,
상기 오버랩 영역을 이용하여 검사의 이상 여부가 체크되는 것을 특징으로 하는 마스크 검사 장치. - 제8 항에 있어서,
상기 스캔의 후반부에 상기 제1 E-beam 조사기에 의해 상기 오버랩 영역에서 구한 상기 정렬도와, 상기 스캔의 전반부에 상기 제2 E-beam 조사기에 의해 상기 오버랩 영역에서 구한 상기 정렬도를 서로 비교하여 상기 검사의 이상 여부가 체크되는 것을 특징으로 하는 마스크 검사 장치. - 검사 대상인 마스크가 배치된 스테이지;
상기 마스크로 E-beam을 조사하는 E-beam 조사기, 및 상기 마스크에서 방출된 전자들을 검출하는 디텍터를 구비한 E-beam 조사검출 유닛; 및
복수의 상기 E-beam 조사검출 유닛들이 1차원 또는 2차원 어레이 구조로 배치된 기판 홀더;를 포함하고,
상기 디텍터로부터의 신호를 처리하여 상기 마스크의 디펙을 검출하되, 상기 E-beam 조사기의 위치 정보에 기초하여 상기 마스크 상의 패턴의 정렬도를 함께 검사하는 마스크 검사 장치. - 제10 항에 있어서,
상기 위치 정보는, 상기 E-beam 조사기가 상기 기판 홀더의 정상 위치에서 벗어난 정도인 제1 옵셋 값에 대한 정보이고,
상기 정렬도는, 상기 마스크 상의 패턴의 측정 위치와 설계 상의 위치의 차이인 제2 옵셋 값에서 상기 제1 옵셋 값을 빼서 구해지는 것을 특징으로 하는 마스크 검사 장치. - 제10 항에 있어서,
상기 기판 홀더에는 n(n은 2 이상의 정수) 개의 상기 E-beam 조사검출 유닛들이 배치되고,
상기 정렬도는 상기 E-beam 조사검출 유닛에 의해 구해진 초기값에서 상기 스테이지에 의한 위치 에러를 빼고 구해지는 것을 특징으로 하는 마스크 검사 장치. - 제12 항에 있어서,
상기 스테이지에 의한 위치 에러는, n개의 상기 E-beam 조사검출 유닛들에 의해 구해진 초기값들을 평균하여 구해지는 것을 특징으로 하는 마스크 검사 장치. - 제10 항 있어서,
상기 마스크에 대한 스캔에서, 제1 E-beam 조사검출 유닛이 커버하는 제1 영역과 상기 제1 E-beam 조사검출 유닛에 인접하는 제2 E-beam 조사검출 유닛이 커버하는 제2 영역 간에는 오버랩되는 오버랩 영역이 존재하고,
상기 스캔의 후반부에 상기 제1 E-beam 조사검출 유닛에 의해 상기 오버랩 영역에서 구한 상기 정렬도와, 상기 스캔의 전반부에 상기 제2 E-beam 조사검출 유닛에 의해 상기 오버랩 영역에서 구한 상기 정렬도를 비교하여 검사의 이상 여부가 체크되는 것을 특징으로 하는 마스크 검사 장치. - E-beam 조사기와 디텍터를 각각 구비한 복수 개의 E-beam 조사검출 유닛들을 이용하여, 기준 마스크 상의 기준 패턴의 위치를 측정하여, 상기 E-beam 조사기가 기판 홀더의 정상 위치에서 벗어난 정도인 제1 옵셋 값을 계산하는 단계;
상기 E-beam 조사검출 유닛을 이용하여, 검사 대상인 마스크 상의 패턴의 위치를 측정하여, 상기 마스크 상의 패턴의 측정 위치와 설계 상의 위치의 차이인 제2 옵셋 값을 계산하는 단계; 및
상기 제2 옵셋 값에서 제1 옵셋 값을 빼서 상기 마스크 상의 패턴의 정렬도를 계산하는 단계;를 포함하고,
상기 마스크의 디펙의 검출과 상기 마스크 상의 패턴의 정렬도를 함께 검사하는 마스크 검사 방법. - 제15 항에 있어서,
상기 제1 옵셋 값은, 상기 E-beam 조사검출 유닛을 통해 측정한 상기 기준 패턴의 측정 위치와 상기 기준 패턴의 기준 위치의 차이로 구하고,
상기 제2 옵셋은, 상기 E-beam 조사검출 유닛을 통해 측정한 상기 마스크 상의 패턴의 측정 위치와 상기 마스크 상의 패턴의 설계 상의 위치의 차이로 구하는 것을 특징으로 하는 마스크 검사 방법. - 제15 항에 있어서,
상기 정렬도를 계산하는 단계에서,
상기 E-beam 조사검출 유닛에 의해 구해진 초기값에서 상기 스테이지에 의한 위치 에러를 빼고 상기 정렬도를 계산하며,
상기 스테이지에 의한 위치 에러는, n(n은 2개 이상의 정수)개의 상기 E-beam 조사검출 유닛들에 의해 구해진 초기값들을 평균하여 구하는 것을 특징으로 하는 마스크 검사 방법. - 제15 항 있어서,
상기 제2 옵셋 값을 계산하는 단계와 상기 정렬도를 계산하는 단계는 상기 마스크 전면에 대하여 스캔을 진행하면서 수행되고,
제1 E-beam 조사검출 유닛이 커버하는 제1 영역과 상기 제1 E-beam 조사검출 유닛에 인접하는 제2 E-beam 조사검출 유닛이 커버하는 제2 영역 간에는 오버랩되는 오버랩 영역이 존재하고,
상기 스캔의 후반부에 상기 제1 E-beam 조사검출 유닛에 의해 상기 오버랩 영역에서 구한 상기 정렬도와, 상기 스캔의 전반부에 상기 제2 E-beam 조사검출 유닛에 의해 상기 오버랩 영역에서 구한 상기 정렬도를 비교하여 검사의 이상 여부를 체크하는 것을 특징으로 하는 마스크 검사 방법. - E-beam 조사기와 디텍터를 각각 구비한 복수 개의 E-beam 조사검출 유닛들을 이용하여, 기준 마스크 상의 기준 패턴의 위치를 측정하여, 상기 E-beam 조사기가 기판 홀더의 정상 위치에서 벗어난 정도인 제1 옵셋 값을 계산하는 단계;
검사 대상인 마스크 상에 패턴을 형성하는 단계;
상기 E-beam 조사검출 유닛을 이용하여, 상기 마스크 상의 패턴의 위치를 측정하여, 상기 마스크 상의 패턴의 측정 위치와 설계 상의 위치의 차이인 제2 옵셋 값을 계산하는 단계;
상기 제2 옵셋 값에서 제1 옵셋 값을 빼서 상기 마스크 상의 패턴의 정렬도를 계산하는 단계; 및
상기 정렬도가 허용 범위 내인 경우에, 상기 마스크에 대한 후속 공정을 수행하는 단계;를 포함하고,
상기 정렬도를 계산하는 단계에서, 상기 마스크의 디펙의 검출과 상기 마스크 상의 패턴의 정렬도를 함께 검사하는 마스크 제조방법. - 제19 항 있어서,
상기 제2 옵셋 값을 계산하는 단계와 상기 정렬도를 계산하는 단계는 상기 마스크 전면에 대하여 스캔을 진행하면서 수행되고,
제1 E-beam 조사검출 유닛이 커버하는 제1 영역과 상기 제1 E-beam 조사검출 유닛에 인접하는 제2 E-beam 조사검출 유닛이 커버하는 제2 영역 간에는 오버랩되는 오버랩 영역이 존재하고,
상기 스캔의 후반부에 상기 제1 E-beam 조사검출 유닛에 의해 상기 오버랩 영역에서 구한 상기 정렬도와, 상기 스캔의 전반부에 상기 제2 E-beam 조사검출 유닛에 의해 상기 오버랩 영역에서 구한 상기 정렬도를 비교하여 검사의 이상 여부를 체크하는 것을 특징으로 하는 마스크 제조방법.
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