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KR101782336B1 - 검사 장치 및 검사 방법 - Google Patents

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KR101782336B1
KR101782336B1 KR1020160025453A KR20160025453A KR101782336B1 KR 101782336 B1 KR101782336 B1 KR 101782336B1 KR 1020160025453 A KR1020160025453 A KR 1020160025453A KR 20160025453 A KR20160025453 A KR 20160025453A KR 101782336 B1 KR101782336 B1 KR 101782336B1
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리키 오가와
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가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지
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Abstract

본 발명의 실시 형태는, 보정 오차를 저감시켜 정확한 선폭 오차를 취득할 수 있는 검사 장치 및 검사 방법을 제공한다.
실시 형태의 검사 장치(100)는, 광원(105)의 광량 변동에 기초하여 광학 화상 데이터를 보정하는 계조치 보정부(131)와, 보정 후의 광학 화상 데이터로부터 패턴의 선폭을 구하여, 상기 선폭과 상기 광학 화상 데이터에 대응하는 참조 화상 데이터의 패턴의 선폭과의 차인 선폭 오차를 취득하는 선폭 오차 취득부(119)를 가진다. 투과용 TDI 센서(113)는, 마스크(Ma)를 투과한 광이 입사되는 제1 영역과, 광원(105)으로부터의 광이며 마스크(Ma)를 조명하는 광과는 분기된 광이 입사되는 제2 영역을 구비하고 있다. 계조치 보정부(131)는, 제2 영역에 입사한 광으로부터 취득된 광학 화상 데이터의 계조치의 변동을 구하여 제1 영역에 입사한 광으로부터 취득된 광학 화상 데이터의 계조치를 보정한다.

Description

검사 장치 및 검사 방법 {INSPECTION APPARATUS AND INSPECTION METHOD}
본 발명은 검사 장치 및 검사 방법에 관한 것이다.
반도체 소자의 제조 공정에서는, 스테퍼 또는 스캐너로 불리는 축소 투영 노광 장치에 의해 회로 패턴이 형성된 원화(原畵) 패턴(마스크 또는 레티클을 가리킴. 이하에서는 마스크로 총칭함)이 웨이퍼 상에 노광 전사된다. 다대한 제조 비용이 드는 LSI에 있어서 제조 공정에서의 수율 향상은 빠뜨릴 수 없다.
마스크 패턴의 결함은 반도체 소자의 수율을 저하시키는 큰 요인이 되므로, 마스크를 제조할 때에는 결함을 검출하는 검사 공정이 중요해진다. 또한, 마스크면 내에서의 패턴의 선폭(CD)을 측정하고, 이것과 설계 패턴의 선폭과의 이탈량(선폭 오차(ΔCD))의 분포를 맵화하여 마스크의 제조 공정에 피드백하는 것도 중요하다.
마스크의 검사 공정에서는, 광원으로부터 출사된 광이 광학계를 거쳐 마스크에 조사된다. 마스크는 스테이지 상에 재치되어 있으며, 스테이지가 이동함으로써, 조사된 광이 마스크 위를 주사(走査)한다. 마스크에서 반사된 광은 렌즈를 거쳐 센서에 입사한다. 그리고 센서에서 촬상된 광학 화상 데이터를 기초로 하여 마스크의 결함 검사가 행해진다.
검사 장치의 광원에는, 발광 파장이 자외역인 레이저 광원 또는 레이저 광원으로 여기된 플라즈마 광원이 이용된다. 이들의 다수는 펄스 광원이다. 한편, 마스크의 광학상을 촬상하는 센서로는 TDI(Time Delay Integration) 센서가 이용된다. TDI 센서는 고속으로의 화상 입력이 가능하다는 점에서, 자외역에서의 감도 성능이 충분하다면 검사 장치에 적합한 센서이다.
그러나, 광원의 광량이 변동되면 광학 화상 데이터의 계조치에 변동이 발생해 패턴의 선폭을 정확하게 측정할 수 없게 되어 정확한 CD 맵이 얻어지지 않게 된다. 그래서, 광원의 광량을 측정하고 그 측정 결과에 기초하여 TDI 센서로부터의 출력 데이터를 보정하는 것이 행해지고 있다. 또한, 해상도가 좋은 광학 화상 데이터를 얻기 위해서는, 스테이지의 이동 속도와 TDI 센서에서의 화상 도입의 타이밍을 동기시킬 필요가 있다. 일본특허공개공보 제2007-93317호에는, TDI 센서에 인접하여 마스크로부터의 광을 수광하는 광량 검출기를 마련하고, 그에 따라 광원의 광량 변동에 관한 정보를 취득하여, 이 정보와 스테이지의 속도 변동의 정보로부터 TDI 센서의 검출 감도를 보정하는 검사 장치가 개시되어 있다.
종래법에서 광원의 광량 변동을 검출하는 센서에는 포토 다이오드가 이용되고 있었다. 그러나, 포토 다이오드의 응답 주파수의 대역과 TDI 센서의 응답 주파수의 대역에는 상위(相違)가 있기 때문에, 광량 변동에 따른 TDI 센서의 출력 변동의 보정이 불충분해져 보정 오차가 발생한다고 하는 문제가 있었다.
본 발명의 실시 형태는, 광량 변동에 따른 센서의 출력 변동의 보정 오차를 저감시켜 정확한 선폭 오차를 취득할 수 있는 검사 장치 및 검사 방법을 제공한다.
실시 형태의 검사 장치는, 조명 광학계와, 촬상부와, 참조 화상 데이터 생성부와, 보정부와, 선폭 오차 취득부를 가진다.
조명 광학계는 광원으로부터의 광으로 피검사 대상을 조명한다. 촬상부는 피검사 대상을 투과한 광 또는 피검사 대상에서 반사된 광을 센서에 입사시켜, 피검사 대상에 마련된 패턴의 광학 화상 데이터를 취득한다. 보정부는 광원의 광량 변동에 기초하여 광학 화상 데이터를 보정한다. 참조 화상 데이터 생성부는 패턴의 설계 데이터로부터 광학 화상 데이터에 대응하는 참조 화상 데이터를 작성한다. 선폭 오차 취득부는 보정 후의 광학 화상 데이터로부터 패턴의 선폭을 구하여, 선폭과 광학 화상 데이터에 대응하는 참조 화상 데이터의 패턴의 선폭과의 차인 선폭 오차를 취득한다.
센서는, 피검사 대상을 투과한 광 또는 피검사 대상에서 반사된 광이 입사하는 제1 영역과, 광원으로부터의 광이며 피검사 대상을 조명하는 광과는 분기된 광이 입사하는 제2 영역을 구비한다.
보정부는, 제2 영역에 입사한 광으로부터 취득된 광학 화상 데이터의 계조치의 변동을 구하여 제1 영역에 입사한 광으로부터 취득된 광학 화상 데이터의 계조치를 보정한다.
도 1은 본 실시 형태에서의 검사 장치의 개략 구성도이다.
도 2는 본 실시 형태에서의 투과용 TDI 센서의 동작을 설명하는 도면의 일례이다.
도 3은 본 실시 형태의 검사 방법을 나타낸 순서도의 일례이다.
도 4는 마스크의 피검사 영역과 스트라이프 및 프레임과의 관계를 설명하는 개념도이다.
도 5는 본 실시 형태의 투과용 TDI 센서에 입사되는 광의 투과도의 일례를 나타낸 도면이다.
도 6은 측정 패턴의 일례가 되는 라인·앤드·스페이스 패턴의 일부 평면도이다.
도 7은 측정 패턴의 일례가 되는 라인·앤드·스페이스 패턴의 일부 평면도의 다른 예이다.
도 8은 본 실시 형태의 검사 장치에서의 데이터의 흐름을 나타낸 개념도이다.
도 1은 본 실시 형태에서의 검사 장치(100)의 개략 구성도이다. 검사 장치(100)는 피검사 대상의 광학 화상 데이터를 취득하고, 이 광학 화상 데이터와 대응하는 참조 화상 데이터를 비교함으로써 피검사 대상의 선폭 오차(ΔCD)를 구한다. 또한, 이 선폭 오차의 값으로부터 선폭 오차 맵(ΔCD 맵)을 작성한다. 검사 장치(100)의 주된 구성부는 다음과 같다.
검사 장치(100)는, 피검사 대상의 일례가 되는 마스크(Ma)의 광학 화상 데이터를 취득하는 부분으로서, 수평 방향(X 방향, Y 방향) 및 회전 방향(θ 축 방향)으로 이동 가능한 테이블(101)과, 테이블(101)의 위치를 측정하는 레이저 측장 시스템(102)과, 테이블(101) 상에 재치된 마스크(Ma)를 조명하는 조명 광학계와, 마스크(Ma)의 광학 화상 데이터를 생성하는 촬상부를 가진다. 또한, 마스크(Ma)는 예를 들면 투명한 글라스 기판 등의 기재의 주면(主面)에 검사의 대상이 되는 패턴(피검사 패턴)이 형성된 것이다.
테이블(101)의 동작은 테이블 제어부(103)에 의해 제어된다. 구체적으로는, 테이블 제어부(103)가 (도시되지 않은)X 축 모터, Y 축 모터 및 θ 축 모터를 구동하여, 테이블(101)을 수평 방향(X 방향, Y 방향) 및 회전 방향(θ 축 방향)으로 이동시킨다. 또한, 테이블(101)의 구동 기구에는 예를 들면 에어 슬라이더와, 리니어 모터 또는 스텝 모터 등이 조합되어 이용된다.
레이저 측장 시스템(102)은 테이블(101)의 위치 좌표의 측정에 이용된다. 상세한 도시는 생략하였으나, 레이저 측장 시스템(102)은 헤테로다인 간섭계 등의 레이저 간섭계를 가진다. 레이저 간섭계는 테이블(101)에 마련된 X 축용과 Y 축용의 각 미러와의 사이에서 레이저광을 조사 및 수광함으로써 테이블(101)의 위치 좌표를 측정한다. 레이저 측장 시스템(102)에 의한 측정 데이터는 위치 정보부(104)로 보내진다. 또한, 테이블(101)의 위치 좌표를 측정하는 방법은 레이저 간섭계를 이용하는 것에 한정되지 않으며, 자기식 또는 광학식의 리니어 인코더를 이용하는 것이어도 좋다.
마스크(Ma)를 조명하는 조명 광학계는, 광원(105)과, 확대 광학계(106)와, 제1 광분할 수단(107)과, 미러(108, 109, 110)와, 제2 광분할 수단(111)과, 대물 렌즈(112)를 가진다. 또한 조명 광학계는, 필요에 따라 광원(105)으로부터 출사된 광을 원편광 또는 직선 편광 등으로 바꾸는 수단 또는, 점광원 또는 환형 등의 광원 형상으로 바꾸는 수단 등을 가질 수 있다.
광원(105)으로는 레이저 광원을 이용할 수 있다. 예를 들면, DUV(Deep Ultraviolet radiation; 원자외) 광을 출사하는 광원을 이용할 수 있다.
레이저 광원으로부터 출사된 광은 일반적으로 직선 편광이다. 본 실시 형태에서는 이 직선 편광을 이용해 검사 대상인 마스크(Ma)를 조명하여 검사를 행한다. 이에 따라, 높은 해상도의 광학 화상이 얻어진다. 단, 본 실시 형태는 이에 한정되지 않으며 검사 대상을 원편광에 의해 조명해도 좋다. 원편광에 따르면 해상 특성에 방향성이 없는 광학 화상이 얻어진다. 또한 검사 대상을 원편광으로 조명하기 위해서는, 광원으로부터 출사된 광을 4 분의 1 파장판에 투과시켜, 이 투과광을 검사 대상에 조명하면 된다.
제1 광분할 수단(107)은 광원(105)으로부터 출사된 조명광의 빔을 마스크(Ma)에 대하여 투과 조명하는 광로와 반사 조명하는 광로로 분할하는 수단이다. 예를 들면, 제1 광분할 수단(107)을 입사광의 대략 반을 반사시키고 입사광의 대략 반을 투과시키는 하프 미러로 할 수 있다.
제2 광분할 수단(111)은 마스크(Ma)를 반사 조명하는 광로를 진행해 온 광을 투과광과 반사광으로 분할하여, 투과광은 마스크(Ma)를 조사하고, 반사광은 마스크(Ma)를 조사하지 않고 미러(110, 116, 117)를 거쳐 투과용 TDI 센서(113)에 입사된다.
제1 광분할 수단(107) 및 제2 광분할 수단(111)은 예를 들면, 알루미늄 등의 금속 박막을 투명 기판 상에 피복하거나, 유전체 미러로도 칭해지는 투명 유전체층을 투명 기판 상에 피복하여 구성된다. 이들에서의 부분 반사는 예를 들면, 반사층을 균일하게 반투명으로 하거나, 투명 갭 또는 홀을 구비한 전반사 미러를 이용함으로써 실현 가능하다. 후자의 경우, 갭 또는 홀을 육안으로 보이는 크기보다 작게 함으로써, 갭 또는 홀이 눈에 보이지 않는 상태로 입사광을 투과시키고 또한 그 일부를 반사시킬 수 있다.
마스크(Ma)의 광학 화상 데이터를 생성하는 촬상부는, 마스크(Ma)를 통과 또는 반사한 광을 집속시켜 마스크(Ma)의 패턴의 광학상을 결상시키는 결상 광학계와, 마스크(Ma)를 투과한 광이 입사하여 마스크(Ma)의 패턴의 광학상을 광전 변환하는 투과용 TDI 센서(113)와, 마스크(Ma)에서 반사된 광이 입사하여 마스크(Ma)의 패턴의 광학상을 광전 변환하는 반사용 TDI 센서(114)와, 투과용 TDI 센서(113)와 반사용 TDI 센서(114)로부터 출력되는 아날로그 신호를 광학 화상 데이터로서의 디지털 신호로 변환하는 센서 회로(115)를 가진다. 또한, 촬상부는 마스크(Ma)의 광학 화상 데이터를 생성하는 것이면 되며, 본 실시 형태의 구성에 한정되지 않는다. 또한, 결상 광학계도 마스크(Ma)를 통과 또는 반사한 광을 집속시켜 마스크(Ma)의 패턴의 광학상을 결상시키는 것이면 되며, 본 실시 형태의 구성에 한정되지 않는다.
촬상부에서의 결상 광학계는, 대물 렌즈(112)와, 제2 광분할 수단(111)과, 미러(110)와, 미러(116, 117, 118)를 가진다. 또한, 대물 렌즈(112)와, 제2 광분할 수단(111)과, 미러(110)는 조명 광학계와 공통으로 이용된다.
투과용 TDI 센서(113)와 반사용 TDI 센서(114)는 결상 광학계에 의해 얻어진 마스크(Ma)의 미약한 확대 광학상을 전기적으로 축적하고, 화상 전기 신호로 변환하여 출력한다. 이들은 전하가 축적되는 적산 방향으로 N 단의 노광 에어리어가 배치된 에어리어 센서이며, 마스크(Ma)의 광학상을 촬상하기 위해 마스크(Ma)를 주사할 때마다 적산 방향으로 전하를 1 단씩 전송하고, 적산 단수만큼의 전하를 축적하여 출력한다. 이에 따라, 1 라인으로는 미약한 전하라도 복수 회의 가산에 의해 가산하지 않는 경우와 동일한 주사 시간에 그 수십 배의 광량에 필적하는 출력이 얻어진다. 또한, 동일 점을 복수 회 가산함으로써 노이즈가 저감되어, 화상 신호의 S / N 비가 향상된다.
도 2는 투과용 TDI 센서(113)의 동작을 설명하는 도면의 일례이다. 또한, 이 도면에서는 적산 방향으로 직교하는 방향을 화소 방향이라고 하고 있다.
본 실시 형태에서는, 투과용 TDI 센서(113)에서 마스크(Ma)의 패턴의 광학상을 촬상하고 또한 투과용 TDI 센서(113)의 화소의 일부를 이용해 광원(105)의 광량 변동을 검출하고, 이 검출한 변동값에 기초하여 투과용 TDI 센서(113)에서 촬상되는 마스크(Ma)의 광학상의 계조치를 보정한다. 이 때문에, 투과용 TDI 센서(113)는 도 2에 나타낸 바와 같이 마스크(Ma)의 광학상을 촬상하기 위한 제1 영역(이하, 촬상 영역(A1)이라고 칭함)과 광원(105)의 광량 변동을 검출하기 위한 제2 영역(이하, 광량 변동 검출 영역(A2)이라고 칭함)을 가진다. 광량 변동 검출 영역(A2)은 적산 방향으로 촬상 영역(A1)과 동일한 길이를 가지고 있으며, 적산 방향과 직교하는 화소 방향의 단부(端部)에 마련된다.
도 2의 예에서는 화소 방향으로 1024 개, 적산 방향으로 512 단의 화소가 배열되어 있다. 이 중 화소 방향으로 x 개, 적산 방향으로 512 단의 화소가 배열되는 영역이 촬상 영역(A1)이고, 화소 방향으로 (1024 - x) 개, 적산 방향으로 512 단의 화소가 배열되는 영역이 광량 변동 검출 영역(A2)이다. x의 값은 적절히 설정할 수 있으나, 촬상 영역(A1)이 작아지면 검사 시간이 길어지므로, 광량 변동 검출 영역(A2)이 광량 변동을 검출함에 있어서 충분하고 또한 최소한의 면적이 되도록 x의 값을 설정하는 것이 바람직하다.
도 2의 예에서는 촬상 영역(A1)과 광량 변동 검출 영역(A2)에서 화소 방향으로 배열된 1024 화소 만큼의 화상 정보가 동시에 취득되고, 적산 방향을 향해 전하가 전송된다. 구체적으로는, 마스크(Ma)가 재치되는 테이블(101)이 투과용 TDI 센서(113)에 대하여 도면의 좌방향을 향해 이동함으로써, 인접하는 센서 소자의 화소에서도 동일한 패턴 위치에서 촬상이 행해진다. 이 때, 테이블(101)의 이동 속도와 투과용 TDI 센서(113)의 축적 시간은 동기되어 광학상이 촬상된다. 이 구성에 따르면, 화소 방향으로 나열된 센서 소자에 의해 촬상 영역(A1)과 광량 변동 검출 영역(A2)에서의 각 화상 정보가 동시에 취득된다. 즉, 촬상 영역(A1)에서 촬상된 광학상에 대하여 그 계조치에 변화가 발생하면, 그 변화의 원인이 된 광원의 광량 변화를 광학상의 촬상과 대략 동시에 파악할 수 있다.
기술한 바와 같이, 종래법에서는 광원의 광량을 검출하는 센서로서 포토 다이오드가 이용되고 있었다. 그러나, 포토 다이오드의 아날로그적인 지연에 의해 포토 다이오드의 출력 타이밍과 TDI 센서의 출력 타이밍 사이에 오차가 발생하여, TDI 센서의 출력에 본래 대응해야 하는 광량 신호는 TDI 센서의 출력보다 늦게 포토 다이오드로부터 출력된다. 이 때문에, TDI 센서의 출력값을 보정할 때, TDI 센서의 출력 타이밍으로 포토 다이오드로부터 출력된 광량, 즉 TDI 센서가 촬상한 시점보다 전에 측정된 광량으로 보정이 행해지게 되어, 보정 오차가 발생한다고 하는 문제가 있었다.
이에 대하여, 본 실시 형태에 따르면, 상기와 같이 투과용 TDI 센서(113)의 화소의 일부를 이용하여 광원(105)의 광량 변동을 검출하므로, 포토 다이오드를 이용하는 종래법에서 문제가 된 출력 타이밍의 오차를 고려할 필요가 없다. 따라서, TDI 센서의 출력값을 적절히 보정하여 정확한 CD 맵을 얻는 것이 가능하다.
또한 본 실시 형태에서는, 반사용 TDI 센서(114)의 출력값의 보정도 투과용 TDI 센서(113)에서 검출된 광량의 변동값에 기초하여 행할 수 있다. 또한, 반사용 TDI 센서(114)의 화소의 일부를 이용하여 광량 변동을 검출하도록 해도 좋다. 이 경우, 투과용 TDI 센서(113) 대신에, 또는 투과용 TDI 센서(113)와 함께 반사용 TDI 센서(114)에서 광량의 변동값을 검출하고, 얻어진 변동값을 기초로 하여 투과용 TDI 센서(113)와 반사용 TDI 센서(114)의 각 출력값을 보정해도 좋다.
검사 장치(100)는 센서 회로(115)로부터 출력된 광학 화상 데이터의 계조치를 보정하는 부분으로서 계조치 보정부(131)를 가진다. 또한, 검사 장치(100)는 계조치가 보정된 광학 화상 데이터를 이용해 선폭 오차를 취득하여 ΔCD 맵을 작성하는 부분으로서, 선폭 오차 취득부(119)와, 맵 작성부(120)와, 참조 화상 데이터 생성부(121)와, 기억 장치의 일례가 되는 자기 디스크 장치(123)와, 보조 기억 장치의 일례가 되는 자기 테이프 장치(124)와, 보조 기억 장치의 다른 예가 되는 플렉서블 디스크 장치(125)와, 표시 장치의 일례가 되는 모니터 디스플레이(126)와, 표시 장치의 다른 예가 되는 ITV 카메라에 의한 현미경 패턴 모니터(127)와, 프린터(128)를 가진다. 각 부는 데이터 전송로가 되는 버스(129)를 개재하여 검사 장치(100) 전체의 제어를 맡는 전체 제어부(130)에 접속되어 있다. 또한, 전술한 테이블 제어부(103)와 위치 정보부(104)도 버스(129)를 개재하여 전체 제어부(130)에 접속되어 있다.
또한, 검사 장치(100)는 취득한 광학 화상 데이터를 기초로 하여 마스크(Ma)의 결함 유무를 조사하는 부분으로서 비교부(122)를 가진다. 이에 따라, 선폭 오차를 취득하여 ΔCD 맵을 작성하면서 마스크(Ma)의 결함 유무를 조사하는 것이 가능해진다. 단, 비교부(122)는 없어도 된다.
이어서, 도 1의 검사 장치(100)를 이용한 검사 방법의 일례를 설명한다.
도 3은 본 실시 형태의 검사 방법을 나타낸 순서도의 일례이다. 이 도면에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 검사 방법은 캘리브레이션 공정(S1), 촬상 공정(S2), 광량 변동 검출 공정(S3), 계조치 보정 공정(S4), 참조 화상 데이터 생성 공정(S5), 선폭 오차(ΔCD) 취득 공정(S6), ΔCD 맵 작성 공정(S7)을 가진다. 또한, 본 실시 형태의 검사 방법은 도 3에 나타낸 비교 공정(S8)을 가지는 것이 바람직하다. 이어서, 이들 공정에 대해 도 1을 참조하여 설명한다.
<캘리브레이션 공정(S1)>
TDI 센서는 다수의 센서 소자가 집합하여 구성되어 있으며, 이들 사이에서 센서의 특성에 불균일이 있으면 오동작의 원인이 된다는 점으로부터, 모든 센서 소자가 전기적으로 동일한 특성(이득 및 오프셋 특성)을 가지고 있을 필요가 있다. 또한, 본 실시 형태의 투과용 TDI 센서(113)는 마스크(Ma)의 광학상을 촬상하기 위한 영역(촬상 영역(A1))과, 광원(105)의 광량 변동을 검출하기 위한 영역(광량 변동 검출 영역(A2))을 가지고, 광량 변동 검출 영역(A2)에서 검출한 광량의 변동값에 기초하여 촬상 영역(A1)에서 촬상된 광학상의 계조치를 보정한다. 따라서, 촬상 영역(A1)에서의 센서의 특성과 광량 변동 검출 영역(A2)에서의 센서의 특성을 정합시키는 것이 중요하다. 그래서, 검사용의 광학 화상 데이터를 취득하기 전에 투과용 TDI 센서(113)의 캘리브레이션을 행한다. 구체적으로는 다음과 같다.
투과용 TDI 센서(113)에서 촬상된 광학상은, 센서 회로(115)에 마련되어 화소마다 오프셋·이득 조정 가능한 디지털 앰프(도시하지 않음)에 입력된다. 캘리브레이션은 구체적으로는 디지털 앰프의 각 화소용의 이득을 결정하는 공정이다. 투과용 TDI 센서(113)의 캘리브레이션에서는, 먼저, 촬상할 면적에 대하여 충분히 넓은 마스크(Ma)의 투과광 영역에 투과용 TDI 센서(113)를 위치시킨다. 이어서, 마스크(Ma)를 조명하는 조명 광학계의 조건(예를 들면, 광원의 출력, 광량, 각종 미러 또는 렌즈의 위치 등)을 검사시와 동일하게 하여 마스크(Ma)의 광학상을 촬상하고, 촬상 영역(A1)에서 촬상된 광학상의 계조치(I_img_hi)와 광량 변동 검출 영역(A2)에서 촬상된 광학상의 계조치(I_sens_hi)를 취득하여 백 레벨을 결정한다. 이어서, 마스크(Ma)를 조명하는 광량을 0으로 설정하고, 촬상 영역(A1)에서 촬상된 광학상의 계조치(I_img_zero)와 광량 변동 검출 영역(A2)에서 촬상된 광학상의 계조치(I_sens_zero)를 취득하여 흑 레벨을 결정한다. 이 때, 검사 중의 광량 변동을 예측하여 예를 들면, 백 레벨과 흑 레벨의 진폭이 8 비트 계조 데이터의 약 4%에서 약 94%에 상당하는 10 ~ 240에 분포하도록 화소마다 오프셋과 이득을 조정한다. 또한, 취득한 각 계조치(I_img_hi, I_sens_hi, I_img_zero, I_sens_zero)는 도 1의 자기 디스크 장치(123)에 저장된다.
또한, 반사용 TDI 센서(114)에서 촬상된 광학상도 센서 회로(115)의 디지털 앰프에 입력되므로, 디지털 앰프의 각 화소용의 이득이 캘리브레이션에 의해 결정된다.
<촬상 공정(S2)>
캘리브레이션 공정(S1)을 마치면, 촬상 공정(S2)에서 마스크(Ma)의 패턴의 광학상이 촬상된다.
테이블(101) 상에 재치된 마스크(Ma)는 진공 척 등의 수단으로 테이블(101)에 고정된다. 여기서, 마스크(Ma)에 형성된 패턴의 선폭을 정확하게 측정하기 위해서는, 마스크(Ma)의 패턴이 테이블(101) 상에서 소정의 위치에 위치 조정되어 있을 필요가 있다. 그래서, 예를 들면, 마스크(Ma)에 위치 조정용의 얼라인먼트 마크를 형성하고, 이 얼라인먼트 마크를 검사 장치(100)에서 촬영하여, 테이블(101) 상에서 마스크(Ma)의 패턴을 위치 조정한다.
일례로서, 마스크(Ma)의 피검사 패턴이 형성되어 있는 영역과는 상이한 위치에 십자 형상의 마스크 얼라인먼트 마크(MA)가 복수 형성되어 있다고 한다. 또한, 마스크(Ma)에는 복수의 칩 패턴이 형성되어 있고, 각 칩에도 칩 얼라인먼트 마크(CA)가 형성되고 있다고 한다. 한편 테이블(101)은, 수평 방향으로 이동하는 XY 테이블과, 이 XY 테이블 상에 배치되어 회전 방향으로 이동하는 θ 테이블에 의해 구성되는 것으로 한다. 이 경우 위치 조정 공정은, 구체적으로는 마스크(Ma)를 테이블(101) 상에 재치한 상태로 측정 패턴의 X 축 및 Y 축과 XY 테이블의 주행축을 조정하는 공정이 된다.
또한, 마스크(Ma)에는 마스크 얼라인먼트 마크(MA)가 없어도 좋다. 이 경우에는, 마스크(Ma)의 패턴 중에서 가능한 한 마스크(Ma)의 외주에 가깝고 XY 좌표가 동일한 코너의 꼭지점 또는 엣지 패턴의 변을 사용하여 위치 조정을 행할 수 있다.
마스크(Ma)가 테이블(101) 상에서 소정의 위치에 재치되면, 마스크(Ma)에 마련된 패턴에 조명 광학계로부터 광이 조사된다. 구체적으로는, 광원(105)으로부터 조사되는 광속(光束)이 확대 광학계(106)를 거쳐 마스크(Ma)에 조사된다. 그리고, 마스크(Ma)를 투과 또는 반사한 조명광이 결상 광학계에 의해 집속되고, 투과용 TDI 센서(113) 또는 반사용 TDI 센서(114)에 입사되어 마스크(Ma)의 패턴의 광학상이 촬상된다.
보다 상세하게는, 도 1에서 실선의 광로로 나타낸 바와 같이, 광원(105)으로부터 출사된 광은 확대 광학계(106)를 투과한 후 제1 광분할 수단(107)에 의해 광로가 분기된다. 제1 광분할 수단(107)을 투과한 광은 미러(108)에 의해 광로가 휘어져 마스크(Ma)를 조사한다. 그리고, 마스크(Ma)에 조사된 광은 마스크(Ma)를 투과하여 대물 렌즈(112), 제2 광분할 수단(111), 미러(110)를 이 순서로 투과하고, 미러(116, 117)를 거쳐 투과용 TDI 센서(113)에 입사된다. 이에 따라, 마스크(Ma)의 패턴의 투과 광학상이 촬상된다. 또한, 기술한 바와 같이 본 실시 형태의 투과용 TDI 센서(113)는 촬상 영역(A1)과 광량 변동 검출 영역(A2)을 가지는데, 마스크(Ma)를 투과한 광은 촬상 영역(A1)에 입사되고, 이 광에 의해 마스크(Ma)의 패턴의 광학상이 촬상된다.
한편, 도 1에서 파선의 광로로 나타낸 바와 같이, 제1 광분할 수단(107)에서 반사된 광은 미러(109), 미러(110)를 거쳐 제2 광분할 수단(111) 및 대물 렌즈(112)를 투과하여 마스크(Ma)를 조사한다. 그리고, 마스크(Ma)에 조사된 광은 마스크(Ma)에서 반사되어 대물 렌즈(112), 제2 광분할 수단(111)과 미러(110)를 이 순서로 투과하고, 미러(116, 118)를 거쳐 반사용 TDI 센서(114)에 입사된다. 이에 따라, 마스크(Ma)의 패턴의 반사광학상이 촬상된다. 여기서, 미러(110)는 하프 미러이며, 전술한 바와 같이 마스크(Ma)를 투과한 광을 투과시켜 촬상부에 입사시키고 또한, 미러(109)로부터의 광을 반사시켜 마스크(Ma)를 조명한다. 또한, 미러(110) 대신에 편광 빔 스플리터와 광원(105)으로부터 출사된 직선 편광의 편광면을 변경하는 광학 소자를 조합하여 이용해도 좋다.
투과용 TDI 센서(113) 또는 반사용 TDI 센서(114)에 의한 마스크(Ma)의 패턴의 광학상의 촬상 방법은 다음과 같다. 또한, 이 촬상 방법의 설명에서는 투과용 TDI 센서(113)와 반사용 TDI 센서(114)를 구별하지 않고 간단히 TDI 센서라고 칭한다.
마스크(Ma)의 피검사 영역은 직사각형 형상의 복수의 영역으로 가상적으로 분할된다. 또한, 이 직사각형 형상의 영역은 스트라이프라고 칭해진다. 각 스트라이프는 예를 들면, 폭이 수 백 μm이고 길이가 피검사 영역의 X 방향의 전체 길이에 대응하는 100 mm 정도의 영역으로 할 수 있다.
또한, 각 스트라이프에는 격자 형상으로 분할된 복수의 피촬상 단위(이하, 개개의 피촬상 단위를 '프레임'이라고 표기함)가 가상적으로 설정된다. 개개의 프레임의 사이즈는 스트라이프의 폭, 또는 스트라이프의 폭을 4 분할한 정도의 정방형으로 하는 것이 적당하다.
도 4는 마스크(Ma)의 피검사 영역과 스트라이프 및 프레임과의 관계를 설명하기 위한 개념도이다. 이 예에서는, 피검사 영역은 4 개의 스트라이프(St1 ~ St4)에 의해 가상적으로 분할되어 있고, 또한 개개의 스트라이프(St1 ~ St4)에는 45 개의 프레임(F)이 가상적으로 설정되어 있다.
각 스트라이프(St1 ~ St4)는 X 방향으로 긴 직사각형 형상이며 Y 방향으로 정렬되어 있다. 한편, 각 프레임은 예를 들면 수십 μm 정도의 직사각형을 나타낸다. 여기서, 촬상 누락을 방지하기 위해 인접하는 2 개의 프레임 간에서는 일방의 프레임의 주연부와 타방의 프레임의 주연부가 소정의 폭으로 중첩되도록 설정된다. 소정의 폭은 예를 들면, TDI 센서의 화소 사이즈를 기준으로 하면 그 20 화소분 정도의 폭으로 할 수 있다. 또한, 스트라이프도 마찬가지이며, 인접하는 스트라이프의 주연부가 서로 중첩되도록 설정된다.
마스크(Ma)의 광학상은 스트라이프마다 촬상된다. 즉, 도 4의 예에서 광학상을 촬상할 때에는 각 스트라이프(St1, St2, St3, St4)가 연속적으로 주사되도록 테이블(101)의 동작이 제어된다. 구체적으로는, 먼저, 테이블(101)이 도 4의 - X 방향으로 이동하면서 스트라이프(St1)의 광학상이 X 방향으로 차례로 촬상되어, TDI 센서에 광학상이 연속적으로 입력된다. 스트라이프(St1)의 광학상의 촬상을 마치면 스트라이프(St2)의 광학상이 촬상된다. 이 때, 테이블(101)은 - Y 방향으로 스텝 이동한 후 스트라이프(St1)에서의 광학상의 촬상시의 방향( - X 방향)과는 반대 방향(X 방향)으로 이동해 간다. 촬상된 스트라이프(St2)의 광학상도 TDI 센서에 연속적으로 입력된다. 스트라이프(St3)의 광학상을 촬상하는 경우에는, 테이블(101)이 - Y 방향으로 스텝 이동한 후 스트라이프(St2)의 광학상을 촬상하는 방향(X 방향)과는 반대 방향, 즉 스트라이프(St1)의 광학상을 촬상한 방향( - X 방향)으로 테이블(101)이 이동한다. 마찬가지로 하여 스트라이프(St4)의 광학상도 촬상된다.
투과용 TDI 센서(113) 및 반사용 TDI 센서(114)가 마스크(Ma)의 패턴의 광학상을 촬상하면, 촬상된 광학상에 대응하는 아날로그 신호가 센서 회로(115)에 순차적으로 출력된다. 센서 회로(115)는 투과용 TDI 센서(113) 및 반사용 TDI 센서(114)가 출력한 각 아날로그 신호를 각각 광학 화상 데이터인 디지털 신호로 변환하여 광학 화상 데이터로 한다. 광학 화상 데이터는 센서 회로(115)로부터 선폭 오차 취득부(119)와 비교부(122)에 출력된다.
<광량 변동 검출 공정(S3)>
광량 변동 검출 공정(S3)은 투과용 TDI 센서(113)의 화소의 일부를 이용하여 광원(105)의 광량 변동을 검출하는 공정이며, 구체적으로는 투과용 TDI 센서(113)의 광량 변동 검출 영역(A2)에서 광학 화상 데이터를 취득하는 공정이다. 이 공정은 투과용 TDI 센서(113)에서 마스크(Ma)의 패턴의 광학상을 촬상하는 공정과 병행하여 행해진다.
촬상 공정(S2)에서 설명한 바와 같이, 광원(105)으로부터 출사된 광은 확대 광학계(106)를 투과한 후 제1 광분할 수단(107)에서 반사되고, 또한 미러(109)에서 휘어져 미러(110)에 입사된다. 이어서, 미러(110)에서 반사되어 제2 광분할 수단(111)으로 향한다. 여기까지는 마스크(Ma)의 패턴의 반사광학상을 촬상하는 광의 광로와 동일하다.
미러(110)에서부터 제2 광분할 수단(111)으로 향한 광의 대부분은 제2 광분할 수단(111)을 투과하여 마스크(Ma)를 조사하지만, 도 1에서 점선의 광로로 나타낸 바와 같이 일부는 제2 광분할 수단(111)에서 반사되어 미러(110)로 되돌아온다. 그리고, 미러(110)를 투과한 광은 미러(116, 117)를 거쳐 투과용 TDI 센서(113)의 광량 변동 검출 영역(A2)에 입사된다. 제2 광분할 수단(111)에서 반사된 광이 이러한 광로를 따라가 투과용 TDI 센서(113)에 입사하도록 하기 위하여, 제2 광분할 수단(111)은 마스크(Ma)를 투과 또는 마스크(Ma)에서 반사되어 미러(110)에 입사하는 광의 광축에 대해 경사를 가지고 배치되어 있다. 즉, 제2 광분할 수단(111)과 광축이 이루는 각도가 90도이면 제2 광분할 수단(111)에서 반사된 광은 반사용 TDI 센서(114)로 입사되므로, 투과용 TDI 센서(113)로 입사되도록 각도가 조정되어 있다.
상기와 같이 제2 광분할 수단(111)은 입사광의 일부를 반사시키는 것이다. 제2 광분할 수단(111)의 반사율은 적절히 설정할 수 있는데, 본 실시 형태에서는 투과용 TDI 센서(113)에 입사되어 광원(105)의 광량 변동을 검출하는데 충분한 광량을 반사시킬 수 있으면 된다. 한편, 마스크(Ma)의 광학상을 촬상하기 위한 광, 구체적으로는, 마스크(Ma)를 투과하여 투과용 TDI 센서(113)에 입사하는 광과 마스크(Ma)에서 반사되어 반사용 TDI 센서(114)에 입사하는 광은 모두 제2 광분할 수단(111)을 투과할 필요가 있다. 따라서, 제2 광분할 수단(111)은 이들 센서에서 검사에 적절한 광학상을 촬상하는데 충분한 광을 투과시킬 수 있을 정도의 투과도를 구비하고 있을 필요가 있다.
<계조치 보정 공정(S4)>
제2 광분할 수단(111)에서 반사된 광이 투과용 TDI 센서(113)의 광량 변동 검출 영역(A2)에 입사되면, 투과용 TDI 센서(113)는 입사광을 화상 전기 신호로 변환하여 출력한다. 또한, 투과용 TDI 센서(113)는 촬상 영역(A1)에 입사한 마스크(Ma)의 패턴의 광학상도 동시에 화상 신호로 변환하여 출력한다. 광원(105)으로부터 출사된 광이 마스크(Ma)를 투과하여 투과용 TDI 센서(113)에 입사될 때까지의 시간과, 미러(107)에서 분기되어 제2 광분할 수단(111)에서 반사된 후에 투과용 TDI 센서(113)에 입사될 때까지의 시간의 차는 무시할 수 있을 만큼 작기 때문에, 본 실시 형태에 따르면 마스크(Ma)의 패턴의 광학상을 촬상하는 광의 광량 변화를 실시간으로 검출할 수 있다. 즉, 광원(105)의 광량에 변동이 발생하면 광량 변동 검출 영역(A2)에서 촬상된 광학상의 계조치(5)가 변화되므로, 촬상 영역(A1)에서 촬상되고 광량 변동 검출 영역(A2)의 광학상과 동시에 출력된 광학상의 계조치에 대하여 광량의 변동량에 따른 보정을 함으로써, 마스크(Ma)의 패턴의 선폭을 정확하게 측정하는 것이 가능해진다.
도 3의 계조치 보정 공정(S4)에서는 전술한 보정, 즉 촬상 영역(A1)에서 촬상된 광학상의 계조치에 대한 광원의 광량의 변동량에 따른 보정이 도 1의 계조치 보정부(131)에서 행해진다. 구체적인 보정 방법은 다음과 같다.
촬상 공정(S2)에서 취득된 광학 화상 데이터와 광량 변동 검출 공정(S3)에서 취득된 광학 화상 데이터가 계조치 보정부(131)로 보내진다.
촬상 공정(S2)에서 취득된 광학 화상 데이터의 계조치, 즉 투과용 TDI 센서(113)의 촬상 영역(A1)에서 촬상된 광학상의 계조치를 (I_img)로 하고, 광량 변동 검출 공정 (S3)에서 취득된 광학상의 계조치, 즉 투과용 TDI 센서(113)의 광량 변동 검출 영역(A2)에서 촬상된 광학상의 계조치를 (I_sens)로 한다. 그리고 캘리브레이션 공정(S1)에서 얻어진, 검사시와 동일한 조명 조건으로 마스크(Ma)의 광학상을 촬상했을 때의 광량 변동 검출 영역(A2)에서의 계조치(I_sens_hi)와, 마스크(Ma)를 조명하는 광량을 0으로 했을 때의 촬상 영역(A1)에서의 계조치(I_img_zero) 및 광량 변동 검출 영역(A2)에서의 계조치(I_sens_zero)를 자기 디스크 장치(123)로부터 독출하여, 이들을 이용하여 다음 식에 의해 촬상 영역(A1)에서의 광학상의 계조치의 보정값(I_corr)을 구할 수 있다.
Figure 112016020611191-pat00001
광원(105)의 광량에 변동이 없으면,
Figure 112016020611191-pat00002
이므로, 위 식으로부터,
Figure 112016020611191-pat00003
가 되어, 촬상 영역(A1)에서의 광학상의 계조치에 대한 보정은 불필요하다.
<참조 화상 데이터 생성 공정(S5)>
도 3의 참조 화상 데이터 생성 공정(S5)에서는, 도 1의 참조 화상 데이터 생성부(121)에서 마스크(Ma)의 설계 패턴 데이터를 기초로 하여 참조 화상 데이터가 생성된다. 참조 화상 데이터는 선폭 오차 취득 공정(S6)에서 마스크(Ma)의 패턴의 선폭 오차를 취득할 때의 기준이 되는 선폭의 산출에 이용된다. 또한, 비교 공정(S8)의 다이 투 데이터베이스 비교 방식에 의한 검사에서 광학 화상 데이터에서의 결함 판정의 기준이 되기도 한다.
도 8은 도 1의 검사 장치(100)에서의 데이터의 흐름을 나타낸 개념도이다. 도 1 및 도 8을 참조하여 참조 화상 데이터의 생성 공정(S5)에 대해 설명한다.
마스크(Ma)의 설계 패턴 데이터는 자기 디스크 장치(123)에 저장된다. 이 설계 패턴 데이터는 자기 디스크 장치(123)로부터 독출되어 참조 화상 데이터 생성부(121)로 보내진다. 참조 화상 데이터 생성부(121)는 전개 회로(121a)와 참조 회로(121b)를 가지고 있다. 전개 회로(121a)에 설계 패턴 데이터가 입력되면, 전개 회로(121a)는 이 설계 패턴 데이터를 2 치 내지는 다치의 이미지 데이터로 변환한다. 이어서, 이미지 데이터는 전개 회로(121a)로부터 참조 회로(121b)로 보내진다. 참조 회로(121b)에서는 이미지 데이터에 적절한 필터 처리가 실시된다. 그 이유는 다음과 같다.
일반적으로 마스크의 패턴은, 그 제조 공정에서 코너의 라운딩 또는 선폭의 완성 치수 등이 가감되고 있어 설계 패턴과 완전하게는 일치하지 않는다. 또한 예를 들면, 센서 회로(115)로부터 출력되는 광학 화상 데이터는 확대 광학계(106)의 해상 특성, 투과용 TDI 센서(113) 또는 반사용 TDI 센서(114)의 애퍼처 효과 등에 의해 흐려진 상태, 바꾸어 말하면 공간적인 로우패스 필터가 작용한 상태에 있다.
그래서, 마스크(Ma)의 설계 패턴 데이터 또는 광학 화상 데이터를 기초로 하여, 마스크(Ma)의 제조 프로세스 또는 검사 장치(100)의 광학계에 의한 변화를 모의한 참조 화상 생성 함수를 결정한다. 그리고, 이 참조 화상 생성 함수를 이용하여 설계 패턴 데이터에 2 차원의 디지털 필터를 적용한다. 이와 같이 하여, 참조 화상 데이터에 대해 광학 화상 데이터를 비슷하게 하는 처리를 행한다. 본 실시 형태에서는, 참조 회로(121b)에서 전개 회로(121a)로부터 출력된 이미지 데이터에 참조 화상 생성 함수를 이용한 필터 처리가 실시되어 참조 화상 데이터가 생성된다.
<선폭 오차 취득 공정(S6)>
마스크(Ma)에서의 패턴의 선폭(CD)의 측정에 있어서는, 측정의 기준 위치가 되는 엣지 위치를 결정할 필요가 있다. 본 실시 형태에서는 공지된 역치법에 따라 엣지 위치를 정할 수 있다. 예를 들면, 먼저 참조 화상 데이터의 흑 레벨의 신호량(휘도)과 백 레벨의 신호량(휘도) 사이에서 임의의 값(역치)을 지정한다. 역치는 신호량의 최소값과 최대값을 소정의 비율로 내분하는 값이다. 그리고, 참조 화상 데이터에서 역치의 신호량에 대응하는 위치를 엣지 위치로 한다. 또한, 광학 화상 데이터에서도 이 역치와 일치하는 신호량의 위치를 엣지 위치로 한다. 예를 들면, 라인·앤드·스페이스 패턴의 경우, 역치는 라인 패턴과 스페이스 패턴의 경계가 된다.
도 5에 도 1의 투과용 TDI 센서(113)에 입사되는 광의 투과도의 일례를 나타낸다. 도 5의 가로축은 투과용 TDI 센서(113) 상에서의 X 방향의 위치이고, 세로축은 광의 투과도이다. 또한, 이 도면에서 가는 선의 곡선은 참조 화상 데이터를 나타내고 있다.
패턴의 엣지 위치를 결정하는 역치(Th)는 참조 화상 데이터로부터 구해진다. 예를 들면, 도 5에 나타낸 가는 선의 참조 화상 데이터로부터 역치(Th)를 다음 식에 의해 결정한다.
Th = {(투과도의 최대값) - (투과도의 최소값)} / 2
역치(Th)가 결정되면 패턴의 엣지 위치가 정해지므로, 패턴의 선폭(Wref)을 알 수 있다. 선폭(Wref)은 패턴의 선폭의 설계값에 해당한다. 이 값과 실제의 패턴에 대응하는 광학 화상 데이터의 선폭과의 차를 구함으로써 선폭 오차(ΔCD)가 얻어진다. 또한, 광학 화상 데이터에서 역치(Th)와 동일한 신호량(투과도)의 위치가 패턴의 엣지가 된다.
참조 화상 데이터는 광학 화상 데이터의 표본이 되는 것이므로, 설계값대로의 패턴이 형성되어 있고 참조 화상 데이터와 광학 화상 데이터가 일치하고 있다고 하면, 광학 화상 데이터의 선폭은 선폭(Wref)과 동일해질 것이다. 그러나, 도 1의 광원(105)의 광량이 증대된 경우, 광학 화상 데이터의 투과도는 도 5의 굵은 선의 곡선과 같이 된다. 이 때문에, 역치(Th)를 이용하여 광학 화상 데이터에서의 패턴의 엣지 위치를 정하면 선폭(Wopt)이 얻어지고, 선폭 오차(ΔCD)는 (Wopt - Wref)가 된다. 즉, 원래는 광학 화상 데이터로부터 구해지는 패턴의 선폭이 Wref와 일치하여 선폭 오차(ΔCD)는 0이 되어야 할 것이, 외관상 (Wopt - Wref)의 선폭 오차를 가지게 되어 정확한 선폭 오차가 얻어지지 않게 된다.
이에 반해, 본 실시 형태에서는 계조치 보정 공정(S4)에서 마스크(Ma)의 패턴의 광학상의 계조치에 대하여 광원(105)의 광량의 변동량에 따른 보정을 한다. 즉, 광학 화상 데이터의 투과도는 도 5의 굵은 선의 곡선에서 가는 선의 곡선으로 보정되므로, 마스크(Ma)의 패턴의 선폭은 Wopt'가 되어 정확한 선폭 오차가 얻어지게 된다.
또한, 선폭 오차의 취득은 구체적으로는 다음과 같이 하여 행해진다.
먼저, 계조치 보정 공정(S4)에서 계조치가 보정된 광학 화상 데이터가 계조치 보정부(131)로부터 선폭 오차 취득부(119)로 보내진다. 이것과 참조 화상 데이터 생성부(121)로부터 보내진 참조 화상 데이터를 이용하여 선폭(CD)의 측정의 기준이 되는 엣지 쌍을 검출한다. 구체적으로는, 전술한 역치를 이용하여 광학 화상 데이터에서의 패턴의 엣지의 위치를 정한다. 그리고, 참조 화상 데이터에서의 패턴의 엣지의 위치와 쌍이 되는 광학 화상 데이터의 엣지의 위치를 검출한다. 검출된 엣지 중 선폭 측정의 시점이 되는 엣지와 동일한 선폭 측정의 종점이 되는 엣지로 엣지 쌍이 구성된다. 엣지 쌍은 예를 들면 화소 단위로 검출된다. 예를 들면, Y 방향으로 2 개의 엣지가 연장되는 라인 패턴의 경우, 양 엣지 상에 화소 단위로 엣지 쌍이 검출된다. 또한, X 방향으로 2 개의 엣지가 연장되는 라인 패턴의 경우에도 양 엣지 상에 화소 단위로 엣지 쌍이 검출된다.
엣지 쌍의 검출은 선폭 오차 취득부(119)에서 행해진다. 선폭 오차 취득부(119)로는 위치 정보부(104)로부터 레이저 측장 시스템(102)에 의해 측정된 테이블(101)의 위치 좌표의 측정값이 보내지고, 그에 따라 각 엣지의 위치 좌표가 파악된다. 구체적으로는 다음과 같다. 먼저, 스트라이프 단위로 취득된 광학 화상 데이터는 소정의 사이즈, 예를 들면 프레임 마다의 데이터로 분할된다. 그리고, 광학 화상 데이터의 소정 영역과 이 소정 영역에 대응하는 참조 화상 데이터를 비교하여, 패턴 매칭에 의해 이들 화상 데이터의 차분값의 절대값, 또는 차분의 제곱의 합이 최소가 되는 위치에 테이블(101)을 평행 이동시킨다. 이 때의 평행 이동량과 그 프레임에 기록된 레이저 측장 시스템(102)의 데이터로부터 측정 패턴의 위치 좌표가 결정되어, 엣지의 위치 좌표를 파악할 수 있다.
엣지 쌍이 검출되면, 계속해서 선폭 오차 취득부(119)에서 선폭 오차가 취득된다.
예를 들면, Y 방향으로 2 개의 엣지가 연장되는 라인 패턴이 소정의 간격(스페이스)을 두고 X 방향으로 배열되는 라인·앤드·스페이스 패턴을 고려한다. 선폭 오차는 라인 패턴의 선폭과 스페이스 패턴의 선폭 각각에 대하여 측정된다. 구체적으로는, 먼저, 검출된 엣지 쌍을 이용하여 각 라인 패턴 및 각 스페이스 패턴의 선폭이 측정된다.
도 6은 측정 패턴의 일례가 되는 라인·앤드·스페이스 패턴의 일부 평면도이다. 이 도면에서 사선부는 라인 패턴을 나타내고 있으며, 라인 패턴의 사이에 마련된 부분은 스페이스 패턴을 나타내고 있다. 예를 들면, 각 라인 패턴의 Y 방향으로 동일한 위치에서 X 방향으로 선폭(W12, W14, …)을 측정한다. 마찬가지로, 각 스페이스 패턴에 대해서도 X 방향으로 선폭(W11, W13, W15, …)을 측정한다. 그리고 - Y 방향으로 1 화소 이동한 위치에서, 각 라인 패턴의 Y 방향으로 동일한 위치에서 X 방향으로 선폭(W22, W24, …)을 측정한다. 마찬가지로, 각 스페이스 패턴에 대해서도 X 방향으로 선폭(W21, W23, W25, …)을 측정한다.
도 7도 라인·앤드·스페이스 패턴의 일부 평면도이며, 도 6과 마찬가지로 사선부는 라인 패턴을 나타내고 있고, 라인 패턴의 사이에 마련된 부분은 스페이스 패턴을 나타내고 있다. 도 7의 예에서는 X 방향으로 2 개의 엣지가 연장되는 라인 패턴이 소정의 간격(스페이스)을 두고 Y 방향으로 배열되어 있다. 이 경우에도 선폭 오차는 라인 패턴의 선폭과 스페이스 패턴의 선폭 각각에 대하여 측정된다. 즉, 검출된 엣지 쌍을 이용하여 각 라인 패턴 및 각 스페이스 패턴의 선폭이 측정된다.
구체적으로는, 각 라인 패턴의 X 방향으로 동일한 위치에서 Y 방향으로 선폭(W21', W41', …)을 측정한다. 마찬가지로, 각 스페이스 패턴에 대해서도 Y 방향으로 선폭(W11', W31', W51', …)을 측정한다. 그리고 X 방향으로 1 화소 이동한 위치에서, 각 라인 패턴의 X 방향으로 동일한 위치에서 Y 방향으로 선폭(W22', W42', …)을 측정한다. 마찬가지로, 각 스페이스 패턴에 대해서도 Y 방향으로 선폭(W12', W32', W52', …)을 측정한다.
이상과 같이 하여 측정된 각 패턴의 선폭을, 참조 화상 데이터의 대응하는 엣지 쌍을 이용하여 얻어지는 선폭과 비교하여 차를 구한다. 얻어진 차가 선폭 오차이다. 선폭 오차는 예를 들면 프레임마다 구해진다. 도 6 및 도 7의 예라면, 프레임마다 라인 패턴에 대하여 X 방향의 선폭 오차와 Y 방향의 선폭 오차가 선폭의 측정값을 이용하여 구해진다. 마찬가지로, 스페이스 패턴에 대해서도 X 방향의 선폭 오차와 Y 방향의 선폭 오차가 선폭의 측정값을 이용하여 구해진다.
<ΔCD 맵 작성 공정(S7)>
도 3의 ΔCD 맵 작성 공정(S7)은 도 1의 맵 작성부(120)에서 행해진다. 구체적으로는, 선폭 오차 취득부(119)로부터 맵 작성부(120)로 선폭 오차(ΔCD)의 값과 (위치 정보부(104)로부터 보내진) 테이블(101)의 위치 좌표의 측정값이 보내진다. 맵 작성부(120)에서는 선폭 오차(ΔCD)를 마스크(Ma) 상의 위치 좌표와 대응시켜 플롯함으로써 ΔCD 맵이 작성된다.
예를 들면, 측정 패턴 전체를 소정 영역과 그 근방에 있으며 이 소정 영역과 동일한 크기의 복수의 영역으로 이루어지는 복수의 단위 영역으로 분할한다. 이어서, 단위 영역마다 측정 패턴의 광학 화상의 소정 영역과 이 소정 영역에 대응하는 참조 화상과의 차분(ΔCD)의 절대값 또는 차분의 제곱의 합이 최소가 되는 값을 구한다. 또한, 소정 영역의 근방에 있으며 이 소정 영역과 동일한 크기의 복수의 영역에 대해서도 영역마다 광학 화상과 이 광학 화상에 대응하는 참조 화상과의 차분(ΔCD)의 절대값 또는 이 차분의 제곱의 합이 최소가 되는 값을 구한다. 이어서, 이들 값의 평균값을 취득하고, 이 평균값을 단위 영역마다의 평균 ΔCD으로서 맵을 작성한다. 단위 영역은 예를 들면 프레임으로 할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 투과용 TDI 센서(113)에서 촬상된 광학상을 기초로 하여 선폭 오차를 취득하고 추가로 ΔCD 맵을 작성하고 있으나, 반사용 TDI 센서(114)에서 촬상된 광학상을 기초로 하여 선폭 오차를 취득하고 추가로 ΔCD 맵을 작성해도 좋다. 이 때, 반사용 TDI 센서(114)에서 촬상된 광학상의 계조치는 투과용 TDI 센서(113)에서 검출된 광량의 변동값에 기초하여 행할 수 있다. 또한, 반사용 TDI 센서(114)의 화소의 일부를 이용하여 광량 변동을 검출하도록 해도 좋다. 또한 이 경우, 투과용 TDI 센서(113) 대신에, 또는 투과용 TDI 센서(113)와 함께 반사용 TDI 센서(114)에서 광량의 변동값을 검출하고, 얻어진 변동값을 기초로 하여 투과용 TDI 센서(113)와 반사용 TDI 센서(114)의 각 출력값을 보정해도 좋다.
<비교 공정(S8)>
도 3의 비교 공정(S8)에서는, 계조치가 보정된 광학 화상 데이터와 참조 화상 데이터를 이용하여 도 1의 비교부(122)에서 마스크(Ma)의 패턴의 결함 검출 검사가 행해진다.
비교부(122)에서는 계조치 보정부(131)로부터 출력된 광학 화상 데이터가 소정의 사이즈, 예를 들면 프레임마다의 데이터로 분할된다. 또한, 참조 화상 데이터 생성부(121)로부터 출력된 참조 화상 데이터도 광학 화상 데이터에 대응하는 프레임마다의 데이터로 분할된다. 또한, 이하에서는 프레임마다 분할된 광학 화상 데이터 각각을 '광학 프레임 데이터'라고 칭하고, 프레임마다 분할된 참조 화상 데이터 각각을 '참조 프레임 데이터'라고 칭한다.
하기에서 상술하는 바와 같이, 비교부(122)에서는 광학 프레임 데이터와 참조 프레임 데이터가 비교됨으로써 광학 프레임 데이터의 결함이 검출된다. 또한, 위치 정보부(104)에서의 레이저 측장 시스템(102)에 의한 측정 데이터를 이용하여 결함의 위치 좌표 데이터가 작성된다.
비교부(122)에는 수십 개의 비교 유닛이 장비되어 있다. 이에 따라, 복수의 광학 프레임 데이터가 각각 대응하는 참조 프레임 데이터와 병렬하여 동시에 처리된다. 그리고, 각 비교 유닛은 1 개의 광학 프레임 데이터의 처리가 끝나면, 미처리 광학 프레임 데이터와 이에 대응하는 참조 프레임 데이터를 도입한다. 이와 같이 하여 다수의 광학 프레임 데이터가 순차적으로 처리되어 결함이 검출되어 간다.
비교 유닛에서의 처리는 구체적으로는 다음과 같이 하여 행해진다.
먼저, 광학 프레임 데이터와 이 광학 프레임 데이터에 대응하는 참조 프레임 데이터가 세트가 되어 각 비교 유닛에 출력된다. 그리고, 비교 유닛에서 광학 프레임 데이터와 참조 프레임 데이터의 위치 조정(프레임 얼라인먼트)이 행해진다. 이 때, 패턴의 엣지 위치 또는 휘도의 피크 위치가 일치되도록 TDI 센서(113, 114)의 화소 단위로 평행 시프트시키는 것 외에, 인접하는 화소의 휘도값을 비례 배분하는 등 하여 화소 미만의 조정도 행한다.
광학 프레임 데이터와 참조 프레임 데이터의 위치 조정을 마친 후에는 적절한 비교 알고리즘에 따른 결함 검출이 행해진다. 예를 들면, 광학 프레임 데이터와 참조 프레임 데이터와의 화소마다의 레벨차의 평가 또는 패턴 엣지 방향의 화소의 미분값끼리의 비교 등이 행해진다. 그리고, 광학 화상 데이터와 참조 화상 데이터와의 차이가 소정의 역치를 초과하면 그 개소가 결함으로 판정된다.
예를 들면, 선폭 결함으로서 등록되는 경우의 역치는, 광학 화상 데이터와 참조 화상 데이터의 선폭(CD : Critical Dimension)의 치수차(nm) 및 치수 비율(%) 단위로 지정된다. 예를 들면, 선폭의 치수차가 16 nm, 치수 비율이 8%와 같이 2 가지의 역치가 지정된다. 광학 화상 데이터의 패턴이 200 nm의 선폭을 가질 때, 참조 화상 데이터와의 치수차가 20 nm이면, 치수차의 역치와 치수 비율의 역치 모두보다 크기 때문에 이 패턴에는 결함이 있다고 판정된다.
또한, 결함 판정의 역치는 선폭이 참조 화상 데이터보다 굵은 경우와 가는 경우에 대하여 각각 따로 지정하는 것도 가능하다. 또한, 선폭이 아니라 선 간의 스페이스폭(패턴 간의 거리)이 참조 화상 데이터보다 굵은 경우와 가는 경우에 대하여 각각 역치를 지정해도 좋다. 또한, 홀 형상의 패턴에 대해서는 홀 직경의 치수 또는 직경의 치수 비율의 역치를 지정할 수 있다. 이 경우, 역치는 홀의 X 방향의 단면과 Y 방향의 단면 각각에 대하여 지정될 수 있다.
결함 검출에 이용되는 알고리즘은 상기 외에도 예를 들면, 레벨 비교법 또는 미분 비교법 등이 있다. 레벨 비교법에서는 예를 들면, 광학 프레임 데이터에서의 화소 단위의 휘도값, 즉 TDI 센서(113, 114)의 화소에 대응하는 영역의 휘도값이 산출된다. 그리고, 산출된 휘도값과 참조 프레임 데이터에서의 휘도값이 비교됨으로써 결함이 검출된다. 또한, 미분 비교법에서는 광학 프레임 데이터 상에서의 미세 패턴의 엣지를 따른 방향, 예를 들면 라인 패턴의 엣지를 따른 방향에서의 화소 단위의 휘도값의 변화량이 미분에 의해 구해진다. 이 변화량과 참조 프레임 데이터에서의 휘도값의 변화량이 비교됨으로써 결함이 검출된다.
비교부(122)에서 광학 프레임 데이터에 결함이 있다고 판정되면, 그 광학 프레임 데이터, 결함의 위치 좌표 데이터, 비교된 참조 프레임 데이터 등의 결함의 정보가 자기 디스크 장치(123)에 등록된다.
또한, 비교부(122)는 광학 프레임 데이터와 이에 대응하는 참조 프레임 데이터의 세트마다, 또한 비교 알고리즘마다 프레임 데이터의 위치 조정, 결함 검출 및 결함 검출 수의 집계라고 하는 일련의 비교 판정 동작을 프레임 데이터의 위치 조정의 조건을 변경하여 복수 회 행하고, 결함 검출 수가 가장 적었던 비교 판정 동작에서의 결함 검출 결과를 등록할 수 있다.
이상과 같이 하여 비교부(122)에 광학 화상 데이터와 참조 화상 데이터가 순차적으로 도입되어 비교 처리됨으로써, 광학 화상 데이터에서의 결함 검출이 행해져 간다.
본 실시 형태에 따르면, 투과용 TDI 센서(113)에서 마스크(Ma)의 패턴의 광학상을 촬상하고 또한 투과용 TDI 센서(113)의 화소의 일부를 이용하여 광원(105)의 광량 변동을 검출한다. 보다 자세하게는, 화소 방향으로 나열된 센서 소자에 의해 촬상 영역(A1)과 광량 변동 검출 영역(A2)에서의 각 화상 정보를 동시에 취득한다. 이에 따라, 촬상 영역(A1)에서 촬상된 광학상에 대하여 그 계조치에 변화가 발생하면, 그 변화의 원인이 된 광원의 광량 변화를 광학상의 촬상과 대략 동시에 파악할 수 있다. 따라서, 마스크(Ma)의 패턴의 광학상에서의 계조치에서 광원의 광량 변동에 따른 변동이 발생해도 이를 적절히 보정하여 정확한 CD 맵을 얻는 것이 가능해진다.
이상, 본 발명의 검사 장치 및 검사 방법의 실시 형태에 대해 설명하였으나, 본 발명은 실시 형태에서 설명한 검사 장치 및 검사 방법에 한정되지 않는다. 본 발명에 대해서는 다양한 변경, 개량, 조합 등이 가능하다. 본 발명의 요소를 구비하여 당업자가 적절히 설계 변경할 수 있는 모든 검사 장치 및 검사 방법은 본 발명의 범위에 포함된다.
예를 들면, 상기한 바와 같이 본 실시 형태에서는 반사용 TDI 센서(114)의 화소의 일부를 이용하여 광량 변동을 검출해도 좋다.
반사용 TDI 센서(114)에서 광량 변동을 검출하는 경우, 반사용 TDI 센서(114)는 도 2의 투과용 TDI 센서(113)와 마찬가지로 마스크(Ma)의 광학상을 촬상하기 위한 영역(촬상 영역(A1))과 광원(105)의 광량 변동을 검출하기 위한 영역(광량 변동 검출 영역(A2))을 가진다. 구체적으로는, 광량 변동 검출 영역(A2)은 전하가 축적되는 적산 방향으로 촬상 영역(A1)과 동일한 길이를 가지고 있으며, 적산 방향과 직교하는 화소 방향의 단부에 마련된다. 이 때, 촬상 영역(A1)이 작아지면 검사 시간이 길어지므로, 광량 변동 검출 영역(A2)은 광원(105)의 광량 변동을 검출함에 있어서 충분하고 또한 최소한의 면적이 되도록 설정된다.
반사용 TDI 센서(114)의 화소의 일부를 이용한 광량 변동의 검출은 반사용 TDI 센서(114)에서 마스크(Ma)의 패턴의 광학상을 촬상하는 공정과 병행하여 행해진다. 그러므로, 미러(110)로부터 제2 광분할 수단(111)으로 향한 광은 제2 광분할 수단(111)을 투과하여 마스크(Ma)를 조사하고 또한, 일부가 제2 광분할 수단(111)에서 반사되어 미러(110)로 되돌아오고, 그 후 반사용 TDI 센서(114)의 광량 변동 검출 영역(A2)으로 입사된다. 또한, 제2 광분할 수단(111)에서 반사된 광이 투과용 TDI 센서(113)가 아니라 반사용 TDI 센서(114)로 입사되도록 하기 위해서는, 촬상부에서의 결상 광학계의 배치를 조정하면 된다.
상기 구성에 따르면, 제2 광분할 수단(111)에서 반사된 광이 반사용 TDI 센서(114)의 광량 변동 검출 영역(A2)에 입사하면, 반사용 TDI 센서(114)는 입사광을 화상 전기 신호로 변환하여 출력한다. 또한, 반사용 TDI 센서(114)는 촬상 영역(A1)에 입사한 마스크(Ma)의 패턴의 반사광학상도 동시에 화상 신호로 변환하여 출력한다. 광원(105)으로부터 출사된 광이 마스크(Ma)에서 반사되어 반사용 TDI 센서(114)에 입사될 때까지의 시간과, 제2 광분할 수단(111)에서 반사되어 반사용 TDI 센서(114)에 입사될 때까지의 시간의 차는 무시할 수 있을 만큼 작기 때문에, 마스크(Ma)의 패턴의 광학상을 촬상하는 광의 광량 변화를 실시간으로 검출할 수 있다. 또한 본 구성에 따르면, 광량 변동 검출 영역(A2)에 입사되는 광의 광로는 촬상 영역(A1)에 입사되는 광의 광로와 대부분 동일하다. 따라서, 촬상 영역(A1)에서 촬상되고 광량 변동 검출 영역(A2)의 광학상과 동시에 출력된 광학상의 계조치에 대하여, 광량 변동 검출 영역(A2)에서 촬상된 광학상의 계조치의 변화를 기초로 하여 보정하고, 보정 후의 광학 화상 데이터로부터 마스크(Ma)의 패턴의 선폭을 측정하면, 정확한 선폭 오차를 구할 수 있어 더 정확한 ΔCD 맵을 취득할 수 있다.
또한 본원에서 도시된 검사 장치에 대해서는, 실시 형태에서 필요한 구성부가 기재되어 있고, 이들 이외에도 선폭 오차 또는 검사에 필요한 다른 공지된 구성부가 포함되어 있어도 좋다. 또한, 본원에서 '~ 부'라고 기재한 것은 컴퓨터에서 동작 가능한 프로그램에 의해 구성할 수 있는데, 소프트웨어가 되는 프로그램뿐만 아니라 하드웨어와 소프트웨어의 조합 또는 펌 웨어와의 조합에 의해 실시되는 것이어도 좋다. 프로그램에 의해 구성되는 경우, 프로그램은 자기 디스크 장치 등의 기록 장치에 기록된다.
100: 검사 장치
101: 테이블
102: 레이저 측장 시스템
103: 테이블 제어부
104: 위치 정보부
105: 광원
106: 확대 광학계
107: 제1 광분할 수단
108, 109, 110, 116, 117, 118: 미러
111: 제2 광분할 수단
112: 대물 렌즈
113: 투과용 TDI 센서
114: 반사용 TDI 센서
115: 센서 회로
119: 선폭 오차 취득부
120: 맵 작성부
121: 참조 화상 데이터 생성부
121a: 전개 회로
121b: 참조 회로
122: 비교부
123: 자기 디스크 장치
130: 전체 제어부
131: 계조치 보정부
Ma: 마스크
St1 ~ St4: 스트라이프
F: 프레임
A1: 촬상 영역
A2: 광량 변동 검출 영역

Claims (11)

  1. 광원으로부터의 광으로 피검사 대상을 조명하는 조명 광학계와,
    상기 피검사 대상을 투과한 광 또는 상기 피검사 대상에서 반사된 광을 센서에 입사시켜, 상기 피검사 대상에 마련된 패턴의 광학 화상 데이터를 취득하는 촬상부와,
    상기 패턴의 설계 데이터로부터 상기 광학 화상 데이터에 대응하는 참조 화상 데이터를 작성하는 참조 화상 데이터 생성부와,
    상기 광원의 광량 변동에 기초하여 상기 광학 화상 데이터를 보정하는 보정부와,
    상기 보정 후의 광학 화상 데이터로부터 상기 패턴의 선폭을 구하여, 상기 선폭과 상기 광학 화상 데이터에 대응하는 참조 화상 데이터의 패턴의 선폭과의 차인 선폭 오차를 취득하는 선폭 오차 취득부를 가지고,
    상기 센서는, 상기 피검사 대상을 투과한 광 또는 상기 피검사 대상에서 반사된 광이 입사하는 제1 영역과, 상기 광원으로부터의 광이며 상기 피검사 대상을 조명하는 광과는 분기된 광이 입사하는 제2 영역을 구비하고 있고,
    상기 촬상부는, 상기 피검사 대상을 투과한 광 또는 상기 피검사 대상에서 반사된 광을 상기 센서의 상기 제1 영역으로 입사시켜 상기 광학 화상 데이터를 취득하고, 동시에 상기 피검사 대상을 조명하는 광과는 분기된 광을 상기 제2 영역에 입사시켜 광학 화상 데이터를 취득하고,
    상기 보정부는, 상기 제2 영역에 입사한 광으로부터 취득된 광학 화상 데이터의 계조치의 변동을 구하여 상기 제1 영역에 입사한 광으로부터 취득된 광학 화상 데이터의 계조치를 보정하는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조명 광학계는, 상기 광원으로부터의 광을 상기 피검사 대상을 투과 조명하는 광로와 반사 조명하는 광로로 분할하는 제1 광분할 수단과,
    상기 반사 조명하는 광로를 진행하는 광을 상기 피검사 대상의 앞에서 분할하는 제2 광분할 수단을 가지고,
    상기 제2 광분할 수단에 입사된 광의 일부는 상기 피검사 대상을 조명하고, 다른 일부는 상기 피검사 대상을 조명하지 않고 상기 센서의 상기 제2 영역에 입사하는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 센서는, 상기 피검사 대상의 광학상을 전기적으로 축적해 전기 신호로 변환하여 출력하는 것이고,
    상기 제2 영역은, 전하가 축적되는 적산 방향으로 상기 제1 영역과 동일한 길이를 가지고 있으며 상기 적산 방향과 직교하는 방향의 단부에 마련되는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 센서는, 상기 피검사 대상의 광학상을 전기적으로 축적해 전기 신호로 변환하여 출력하는 것이고,
    상기 제2 영역은, 전하가 축적되는 적산 방향으로 상기 제1 영역과 동일한 길이를 가지고 있으며 상기 적산 방향과 직교하는 방향의 단부에 마련되는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 보정부는, 상기 제1 영역에 입사한 광으로부터 취득된 광학 화상 데이터의 계조치(I_img), 해당 광과 동시에 상기 제2 영역에 입사한 광으로부터 취득된 광학 화상 데이터의 계조치(I_sens), 이들 광학 화상 데이터를 취득했을 때와 상기 조명 광학계의 조건을 동일하게 하여 상기 제2 영역에 입사한 광으로부터 취득된 광학 화상 데이터의 계조치의 초기값(I_sens_hi), 상기 광원의 광량을 0으로 하여 상기 제1 영역에 입사한 광으로부터 취득된 광학 화상 데이터의 계조치의 초기값(I_img_zero) 및 상기 제2 영역에 입사한 광으로부터 취득된 광학 화상 데이터의 계조치의 초기값(I_sens_zero)으로부터, 아래 식에 의해 상기 제1 영역에 입사한 광으로부터 취득된 광학 화상 데이터의 계조치의 보정값(I_corr)을 구하는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
    Figure 112016020611191-pat00004
  6. 제1항에 있어서,
    상기 피검사 대상이 재치되는 테이블과,
    상기 테이블의 위치 좌표를 측정하는 위치 측정부와,
    상기 위치 측정부로부터 출력된 상기 테이블의 위치 좌표의 정보를 이용하여 상기 선폭 오차를 상기 피검사 대상 상의 위치 좌표와 대응시킨 선폭 오차 맵을 작성하는 맵 작성부를 가지는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 피검사 대상이 재치되는 테이블과,
    상기 테이블의 위치 좌표를 측정하는 위치 측정부와,
    상기 위치 측정부로부터 출력된 상기 테이블의 위치 좌표의 정보를 이용하여 상기 선폭 오차를 상기 피검사 대상 상의 위치 좌표와 대응시킨 선폭 오차 맵을 작성하는 맵 작성부를 가지는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 피검사 대상이 재치되는 테이블과,
    상기 테이블의 위치 좌표를 측정하는 위치 측정부와,
    상기 위치 측정부로부터 출력된 상기 테이블의 위치 좌표의 정보를 이용하여 상기 선폭 오차를 상기 피검사 대상 상의 위치 좌표와 대응시킨 선폭 오차 맵을 작성하는 맵 작성부를 가지는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 광학 화상 데이터와 상기 참조 화상 데이터를 비교하여 이들의 차분값이 소정의 역치를 초과하는 경우에 결함으로 판정하는 비교부를 가지는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
  10. 피검사 대상의 광학상을 전기적으로 축적해 전기 신호로 변환하여 출력하는 센서에 있어서, 제1 영역의 특성과, 전하가 축적되는 적산 방향으로 상기 제1 영역과 동일한 길이를 가지고 있으며 상기 적산 방향과 직교하는 방향의 단부에 마련된 제2 영역의 특성을 정합시키는 캘리브레이션을 행하는 공정과,
    광원으로부터의 광을 테이블 상에 재치된 상기 피검사 대상에 조명하고, 상기 피검사 대상을 투과한 광 또는 상기 피검사 대상에서 반사된 광을 상기 센서의 상기 제1 영역에 입사시켜 상기 피검사 대상에 마련된 패턴의 광학 화상 데이터를 취득하고 또한, 상기 광원으로부터의 광이며 상기 피검사 대상을 조명하는 광과는 분기된 광을 상기 제2 영역에 입사시켜 광학 화상 데이터를 취득하는 공정과,
    상기 제2 영역에 입사한 광으로부터 취득된 광학 화상 데이터의 계조치의 변동을 구하여 상기 제1 영역에 입사한 광으로부터 취득된 광학 화상 데이터의 계조치를 보정하는 공정과,
    상기 패턴의 설계 데이터로부터 상기 광학 화상 데이터에 대응하는 참조 화상 데이터를 생성하는 공정과,
    상기 보정 후의 광학 화상 데이터로부터 상기 패턴의 선폭을 구하여, 상기 선폭과 상기 광학 화상 데이터에 대응하는 참조 화상 데이터의 패턴의 선폭의 차인 선폭 오차를 취득하는 공정과,
    상기 테이블의 위치 좌표를 측정하는 공정과,
    상기 위치 좌표의 정보를 이용하여 상기 선폭 오차를 상기 피검사 대상 상의 위치 좌표와 대응시킨 선폭 오차 맵을 작성하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 검사 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 광학 화상 데이터와 상기 참조 화상 데이터를 비교하여 이들의 차분값이 소정의 역치를 초과하는 경우에 결함으로 판정하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 검사 방법.
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