(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の重要領域を含むウエハやレチクルを、複数のビームを使用して走査して検査するための効果的なシステム及び方法の提供。【解決手段】検査システム１０は、（ｉ）ビームアレイ軸により特徴付けられるビームアレイ２０２を生成するように適合されたビームアレイ発生装置２０と；（ｉｉ）ウエハ１００の少なくとも２つの選択された領域を、ビームアレイ軸に沿って位置決めされる少なくとも２本のビームが実質的に同時に走査するようにビームアレイ２０２の下のウエハ１００を位置決めするように適合されたＸステージ３０，Ｙステージ３１およびθステージ３２と；を含んで構成する。 【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の重要領域を備える対象物を検査する方法であって：
重要領域の軸に沿って位置決めされた少なくとも２つの重要領域間で第１空間的関係を定めるステップと；
前記第１空間的関係に少なくとも応答して、ビームアレイの複数ビームの下に前記対象物を位置決めするステップであって、ビームアレイ軸に沿って位置決めされる前記ビームアレイの少なくとも２本のビームは、前記少なくとも２つの重要領域を実質的に同時に走査し、最初の軸は、前記ビームアレイ軸に配向されている、前記ステップと；
を備える、前記方法。
【請求項２】
前記位置決めするステップは、前記ビームアレイに対して前記対象物を回転させる工程を備える、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記位置決めするステップは、前記対象物に対して前記ビームアレイを回転させる工程を備える、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記ビームは、荷電粒子ビームである、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記最初の軸と前記ビームアレイ軸間の配向角は、ビームアレイ間隔と、重要領域の間隔の比に応答する、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記定めるステップは、画像処理工程を備える、請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも２つの重要領域を走査するステップを更に備える、請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記複数の重要領域の総面積は、前記対象物の表面の大きさに関し相対的に小さい、請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記対象物は、ウエハまたはレチクルである、請求項１記載の方法。
【請求項１０】
前記ビームアレイは、ビーム格子である、請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記位置決めするステップは、ビームアレイ発生装置を備える検査システム内に前記対象物を挿入する前に前記ビームアレイ軸に関して前記対象物を配向する工程を備える、請求項１記載の方法。
【請求項１２】
ビームアレイ軸により特徴付けられるビームアレイを発生するように適合されたビームアレイ発生装置と；
前記ビームアレイの下に前記対象物を位置決めするように適合された少なくとも一つのメカニズムであって、前記ビームアレイ軸に沿って位置決めされる少なくとも２本のビームは、前記対象物の少なくとも２つの重要領域を実質的に同時に走査し、前記最初の軸は、前記ビームアレイ軸に関し配向されている、前記メカニズムと；
を備える、検査システム。
【請求項１３】
重要領域の軸に沿って位置決めされる少なくとも２つの重要領域の間で第１空間的関係を定めるように適合されたプロセッサを更に備える、請求項１２記載のシステム。
【請求項１４】
前記少なくとも一つのメカニズムは、前記ビームアレイに関し前記対象物を回転させるように適合されている、請求項１２記載のシステム。
【請求項１５】
前記少なくとも一つのメカニズムは、前記対象物に関し前記ビームアレイを回転させるように適合されている、請求項１２記載のシステム。
【請求項１６】
前記ビームは、荷電粒子ビームである、請求項１２記載のシステム。
【請求項１７】
前記最初の軸と前記ビームアレイ軸との間の配向角は、ビームアレイ間隔と重要領域の間隔の比に応答する、請求項１２記載の方法。
【請求項１８】
画像処理により定めるように適合された、請求項１２記載のシステム。
【請求項１９】
前記少なくとも２つの重要領域を走査するように更に適合されている、請求項１２記載のシステム。
【請求項２０】
前記複数の重要領域の前記総面積は、前記対象物の表面の大きさに関し相対的に小さい、請求項１２記載のシステム。
【請求項２１】
前記対象物は、ウエハまたはレチクルである、請求項１２記載のシステム。
【請求項２２】
前記ビームアレイは、ビーム格子を備える、請求項１２記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
[001]  本願は、「複数ビームシステムを使用する重要領域の走査」と題する、２００４年６月２１日に出願された、願番６０／５８１，８１７号の、米国仮出願に対する優先権を主張し、その全体が参考の為に本願に組み込まれている。
【発明の分野】
【０００２】
[002]走査ビームアレイを使用して複数の重要領域を含む対象物、特に、荷電粒子ビームアレイを使用してウエハやレチクルのような対象物を走査することに関する。
【発明の背景】
【０００３】
[003]走査型電子ビーム検査ツールを使用してウエハやレチクルのような対象物の検査は、技術的に知られている。単一ビーム式検査ツールは、単一のビームによりウエハやレチクルを走査する。ウエハの大きさとビーム断面積間の相対的な大きさの違いにより、そのようなシステムの処理能力は制限される。
【０００４】
[004]検査及び度量衡システムの処理能力を高める為に、様々な技術が示唆されてきた。第１の技術は、ウエハの一部だけを走査することが含まれる。この一部には、通常、様々な場所に位置決めされる複数の重要領域を含む。
【０００５】
[005]他の技術は、複数ビーム式走査アレイを使用することを伴う。幾つかの、複数ビームシステムは、ラインアレイから２次元格子アレイまで起動するビーム固定式アレイを含む。
【０００６】
[006]以下の米国特許及び米国特許出願は、全部が本願に参考の為に組み込まれているが、これらは、複数ビーム走査システムの技術状態の、要約された概観を提供する。"High-throughput specimen-inspection apparatus and methods utilizingmultiple parallel charged particle beams and an array of multiplesecondary-electron-detectors"と題するナカスジ氏の米国特許第６，４６５，７８３号、"Multi-beam multi-column electron beam inspection system"と題するパーカー氏の米国特許第６，７３４，４２８号、"Methods andApparatus for Multiple Charged Particle Beams"と題するロー氏の米国特許第６，７５０，４５５号、"Apparatus andmethods for secondary electron emission microscope with dual beam"と題するヴェネクラセン氏等の米国特許第６，８０３，５７２号、"Multi-BeamMulti-Column Electron Beam Inspection System"と題するイン氏等の米国特許出願第２００２／００１５１４３号。
【０００７】
[007]複数のビームアレイを使用する対象物を走査する為の効果的なシステム及び方法を提供することが必要である。
【発明の概要】
【０００８】
[008]本発明は、（ｉ）ビームアレイ軸により特徴付けられるビームアレイを生成するように適合されたビームアレイ発生装置と；（ｉｉ）前記ビームアレイの下に前記対象物を位置決めするように適合された少なくとも一つのメカニズムであって、ビームアレイ軸に沿って位置決めされる少なくとも２本のビームは、前記対象物の少なくとも２つの重要領域を実質的に同時に走査し、最初の軸は、前記ビームアレイ軸に関し配向されている、前記メカニズムと；を含む。
【０００９】
[009]都合の良いことに、そのシステムは、更に、少なくとも２つの重要領域の間の第１空間的関係を重要領域軸に沿って定めるように適合されたコントローラを更に含む。都合の良いことに、その少なくとも一つのメカニズムは、ビームアレイに関して対象物を回転させるように適合されている。都合の良いことに、少なくとも１つのメカニズムは、対象物に関してビームアレイを回転させるように適合されている。都合の良いことに、そのシステムは、画像処理を適用することにより、空間的関係を定めるように適合されている。
【００１０】
[010]都合の良いことに、そのシステムは、検査される対象物がビームアレイの下に位置決めされた後、少なくとも２つの重要領域を走査するように適合されている。
【００１１】
[011] 対象物を検査する為の方法は、重要領域の軸に沿って位置決めされた少なくとも２つの重要領域間で第１空間的関係を定めるステップと；前記第１空間的関係に少なくとも応答して、ビームアレイの複数ビームの下に対象物を位置決めするステップであって、ビームアレイ軸に沿って位置決めされる前記ビームアレイの少なくとも２本のビームは、前記少なくとも２つの重要領域を実質的に同時に走査し、前記最初の軸は、前記ビームアレイ軸に配向されている、前記ステップと；を含む。
【００１２】
[012]都合の良いことに、位置決めするステップは、ビームアレイに関して対象物を回転させる工程を備える。都合の良いことに、位置決めするステップは、対象物に関してビームアレイを回転させる工程を備える。都合の良いことに、定めるステップは、画像処理を備える。都合の良いことに、その方法は、少なくとも２つの重要領域を走査するステップを更に含む。
【００１３】
[013]都合の良いことに、複数の重要領域の総面積は、対象物の表面の大きさに関し相対的に小さい。都合の良いことに、対象物は、ウエハまたはレチクルである。都合の良いことに、ビームアレイは、ビーム格子を含む。
【００１４】
[014]都合の良いことに、ビームは、荷電粒子ビームである。都合の良いことに、最初の軸とビームアレイ軸の間の配向角は、ビームアレイ間隔と重要領域の間隔との比に応答する。
【００１５】
[015]実用上、どのように本発明が実行されるか、発明を理解する為に、添付図面を参照しつつ、非限定の実施例により、以下、本発明の好ましい実施形態を説明する。
【発明の詳細な説明】
【００１６】
[023]本発明の好ましい実施形態および他の実施形態の詳細な説明において、添付図面を参照する。当業者は、本発明の範囲から逸脱することなく、容易に他の実施形態および変形例が分かることが理解される。
【００１７】
[024]説明上の便宜のため、以下の説明は、電子ビームアレイによりウエハを検査するシステムに関する。本発明の他の実施形態によると、説明されるシステム及び方法は、度量衡学、リソグラフィ等の為に適用可能である。検査される対象物は、レチクル、フラットディスプレイ、ＭＥＭＳデバイス等でもよい。アレイ形状は、２次元格子と異なってもよく、ビームはイオンビームや光線を含んでもよい。
【００１８】
[025]図１は、本発明の一実施例の検査システム１０を例示する。システム１０は、荷電粒子ビーム２０２のアレイを発生させることができるビーム発生装置２０を含む。ビーム発生装置２０は、様々な方式で実施可能である。第１実施形態の複数の先端部は、複数のビームを発生させる。他の実施形態の単一の先端部は、複数のビームに変換されるレーザであるビームを発生させる。
【００１９】
[026]ビーム発生装置２０は、また、ウエハ１００のような検査される対象物上にビームアレイを集束する光学部品を含む。ウエハ１００は、普通、ＸＹステージ３０、３１、オプションのθステージ３２上に置かれる。
【００２０】
[027]ウエハ１００は、真空チャンバ４０内部で検査さえ、ウエハ１００は、予備整列機能を有するカセット５０によりシステム１０に挿入される。これらの機能は、ステージの、想像上のＸＹ軸に関して、ウエハを一定の傾斜角度で挿入させるものである。カセット５０以外のコンポーネントは、予備整列機能を有することに留意されたい。例えば、ロボットや予備整列装置は、ウエハがＸＹステージ３０−３１上に置かれる前に所定の回転を実行可能である。
【００２１】
[028]システム１０は、１以上の検出装置６０、検出装置の信号を受信する機能があるプロセッサを含み、欠陥を見つける。プロセッサ７０は、また、重要領域を見つける初期の工程で使用可能である。見つける工程は、重量領域が見つかるまで、ウエハ部分の画像を得る段階を含んでもよい。
【００２２】
[029]プロセッサ７０は、また、ビームアレイと検査されるウエハ間の配向角を定める為にも使用可能である。プロセッサ７０は、複数のコンポーネントを含み、様々な場所で配置可能か、互いに統合可能な複数のコンポーネントを含んでもよいことに留意されたい。説明を簡単にするため、光学部品を含む、様々なコンポーネントは省略されている。
【００２３】
[030]図１に例示された構成は、検査システム１０の多くの、ありうる構成の一つにすぎず、例示されたアーキテクチャーとは異なるアーキテクチャーでもよいことに留意されたい。
【００２４】
[031]図２は、複数のダイ１０２を含むウエハ１００を例示する。各々のダイ１０２には、少なくとも参照符号「８」のような少なくとも一つの重要領域がある。説明上の便宜のため、各ダイは、一つの重要領域を含み、重要領域の全てはダイ内部の実質的に同一位置に位置決めされていることと仮定する。更に、重要領域８は、互いに平行であり、複数のダイの配列に対応した格子に配列されることと仮定する。
【００２５】
[032]想像上のＸ軸のような第１軸に沿った、隣接した重要領域の間の距離は、重要領域間隔（ＲＯＩＤ）１１１として定義されている。他の定義が使用可能であること、想像上のＸ軸は、説明を簡単化する為だけに使用されることに留意されたい。
【００２６】
[033]ダイは、普通、理想的には互いに同一である。そのため、重要領域は、各ダイ内部で実質的に同一位置に置かれる。複数のダイの内部に含まれるより、単一の重要領域が各ダイ内部に含まれる場合、都合の良いことに、同一形状であり、普通、互いに平行になる。これは、必然的ではないが、当該方法がウエハ以外の対象物を検査する為に適用されるときには本質的である。ダイが２以上の重要領域を有するとき、これらは、形状、配向、大きさ等が異なってもよいことに留意されたい。
【００２７】
[034]図３は、本発明の実施形態に従う、複数ビーム２０２に対応した複数スポットを例示する。図２のビーム２０２は、規則的格子を形成する。図１及び図２は、同一形状を有する重要領域のアレイとビームアレイを例示するが（格子の隣接した部材は距離が異なってもよいが）、これは必然的でないことに留意されたい。
【００２８】
[035]ビームアレイ２００のビーム２０２は、Ｘ’軸のような想像上のビームアレイ軸に沿った複数の行を形成する。Ｘ’軸に沿った２つの隣接したビーム間の距離は、ビームアレイ距離（ＢＡＤ）２２２と呼ばれる。
【００２９】
[036]もし、ＢＡＤ２２２がＲＯＩＤ１１１と等しい場合、そのときには、ウエハ１００は、第１軸Ｘが第１ビームアレイ軸Ｘ’と平行になるように、ビーム発生装置の下に位置決め可能である。そのような場合、複数の重要領域は、アレイの複数ビームの下に配置可能になる。同時走査された重要領域の量は、ビームアレイが重要領域により形成される想像上の格子と実質的に同一形状を有すると仮定すると、重要領域の量およびビーム量に依存する。
【００３０】
[037]もし、ＢＡＤ２２２がＲＯＩＤ１１１と異なる場合、ウエハに関しビームアレイを配向する必要がある。配向は、ウエハ１００の回転、ビーム２０２の回転、両方の回転を含む、いろいろな方法により達成可能である。回転は、ウエハ１００が検査システム内に配置された後、あるいは、ウエハがビームアレイの下に備えられる前に適用可能である。
【００３１】
[038]回転は、また、ビームアレイを回転させる様々な電界、磁界、更に／又は電磁界により、或いは、そのようなものと機械的な手段との組み合わせにより、達成可能である。都合の良いことに、ウエハは、Ｘ−Ｙ及びθステージ３０−３２上に配置されている。
【００３２】
[039]配向角は、ＢＡＤ２２２及びＲＯＩＤ１１１間の関係に応答する。数学的な項ｋ＊ＢＡＤ＝ｍ＊ＲＯＩＤ＊cos(θ)において、θはＸ軸とＸ’軸との間の配向角、ｍ及びｋは、正の整数と定義されている。
【００３３】
[040]あるケースにおいて、この式は、ｍ及びｋが整数でない数値により満足可能であることに留意されたい。もし、これがそのケースである場合、システムの処理能力は、単一ビームシステムの場合より大きくなり得る。ｋまたはｍがほぼ整数である場合、第１ビームによる第１の重要領域の走査と、第１ビームからほぼＫ＊ＢＡＤにより置換されたビームにより、ＲＯＩＤにより置換された他の重要領域の走査との間で部分的に重複可能になる。
【００３４】
[041]図４−図６は、ビーム２０２と複数の重要領域８との間の例示的関係を示す。図４及び図５は、斜めの配向角を例示するが、図６は、複数の重要領域を走査する為に９０度だけ回転された２列のビームを例示する。これらの図は、この明細書の他の図と同様、共通の尺度ではない点に留意されたい。とりわけ、ビームは、その必然性はないが、普通、重要領域よりかなり小さい。
【００３５】
[042]図４は、ビーム２０２と重要領域８との間の例示的関係を示す。
【００３６】
[043]本発明の実施形態によると、追加面積と重要領域は、走査処理中に走査可能である。これらの追加面積は、普通、走査の不正確さ、重要領域の不正確さ、異なるダイ内部の重要領域のそれぞれの場所の違い、機械的な移動制限などを含む様々なパラメータに応じて定義される。
【００３７】
[044]ウエハが走査される間、普通、ウエハは想像上の軸（例えば、Ｙ軸）に沿って移動される。多くの場合、ウエハの連続した平行移動は、ビームに、重要領域間で拡大する面積を走査させる。
【００３８】
[045]図７は、本発明の一実施形態に従って走査された重要領域８と複数の追加面積１１０を例示する。追加面積１１０は、僅かに重要領域８より大きい。各々の追加面積１１０は、重要領域８の行を囲んでいる。図６は連続した追加面積を例示するが、これは必然的でないことに留意されたい。
【００３９】
[046]本発明の一実施形態によると、検査システムは、重要領域からの信号だけを処理するが、これは必然的でない。検査システムは、ダイ間、セル間等を含む様々な比較法を適用可能である。
【００４０】
[047]５つのビームの、それぞれの２列を含んだビームアレイを使用した。異なる方法で成形されるアレイと同様、多くのビームを含むアレイを含む他のアレイが使用可能である点に留意されたい。
【００４１】
[048]あるケースにおいて、重要領域は、行で配列され、発明者は、９０度の配向角度を適用することにより、処理能力を増加させることができた。
【００４２】
[049]図８は、複数の重要領域を含む対象物を検査する為の方法４００のフローチャートである。
【００４３】
[050]方法４００は、重要領域の軸に沿って位置決めされた少なくとも２つの重要領域の間で、第１の空間的関係を定めるステップ４１０により開始される。都合の良いことに、ステップ４１０は、ビームアレイに関して対象物を回転させるステップを含む。都合の良いことに、ステップ４１０は、対象物に関しビームアレイを回転させるステップを含む。都合の良いことに、ビームは、荷電粒子ビームである。
【００４４】
[051]ステップ４１０に続くのは、ビームアレイの複数ビームの下で対象物を、少なくとも第１の空間的関係に応じて、位置決めするステップ４２０であり、ここで、ビームアレイ軸に沿って位置決めされる少なくともビームアレイの２本のビームは、第１軸がビームアレイ軸に関し配向される少なくとも２つの重要領域を実質的に同時に走査する。
【００４５】
[052]都合の良いことに、第１軸とビームアレイ軸との間の配向角は、ビームアレイ間隔と重要領域間隔間の比に応答する。都合の良いことに、ステップ４２０は、画像処理を伴う。
【００４６】
[053]ステップ４２０の続くのは、少なくとも２つの重要領域を走査するステップ４３０である。
【００４７】
[054]都合の良いことに、ステップ４２０は、ビームアレイ発生装置を備える検査システムに対象物を挿入する前にビームアレイ軸に関し対象物を配向することを含む。
【００４８】
[055]図９は、ラスタ走査が成形した走査経路２０１の一部を例示するが、これは、Ｙ軸に沿った機械的運動およびＸ軸に沿った単一ビームの偏向により発生される。
【００４９】
[056]都合の良いことに、複数の重要領域の総面積は、対象物の表面の大きさに関し、相対的に小さい。都合の良いことに、走査面積の総合的大きさ。都合の良いことに、対象物はウエハまたはレチクルである。都合の良いことに、ビームアレイは、ビーム格子である。
【００５０】
[057]本発明は、従来のツール、方法論、構成要素を用いることにより実施可能である。したがって、そのようなツール、構成要素、方法論の詳細は、本願において詳細に説明されていない。先の説明において、本発明の完全な理解を提供する為に、数多くの特定の細部（電気光学的に有効な材料および試験構造体の形状）が説明されている。しかし、本発明は、特に説明された細部に依存することなく、実施可能であることが認識されるべきである。
【００５１】
[058]本発明の例示的な実施形態、しかも汎用性のある数実施例だけが、この開示内容に示され、説明されている。本発明は、様々な他の組み合わせ及び環境で使用可能であること、本願に表されたような本発明の概念の範囲内で変更または変形が可能であることが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に従う、検査システムを例示する。
【図２】図２は、複数のダイを含むウエハを例示する。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に従う、複数のビームに対応する複数のスポットを例示する。
【図４】図４は、本発明の一実施例に従う、ビームと複数の重要領域との間の例示的関係を例示する。
【図５】図５は、本発明の一実施例に従う、ビームと複数の重要領域との間の例示的関係を例示する。
【図６】図６は、本発明の一実施例に従う、ビームと複数の重要領域との間の例示的関係を例示する。
【図７】本発明の一実施形態に従って走査される重要領域８と複数の追加面積を例示する。
【図８】図８は、本発明の一実施形態に従う、方法のフローチャートである。
【図９】図９は、本発明の一実施形態に従う、ラスタ走査形状の走査経路の一部を例示する。
【符号の説明】
【００５３】
８…重要領域、１０…システム、２０…ビーム発生装置、３０…Ｘステージ、３１…Ｙステージ、３２…θステージ、４０…真空チャンバ、５０…カセット、６０…検出装置、７０…プロセッサ、１００…ウエハ、１０２…ダイ、１１０…追加面積、１１１…ＲＯＩＤ、２００…ビームアレイ、２０１…走査経路、２０２…ビーム、２２２…ＢＡＤ。
【図１】
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【図２】
2006059799.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006059799.tif 000008
【図７】
2006059799.tif 000009
【図８】
2006059799.tif 000010
【図９】
2006059799.tif 000011
【外国語明細書】
2006059799000001.pdf