(57)【要約】【課題】検査装置のための照明瞳開口を最適化する。【解決手段】光学検査装置において、照明瞳領域にわたって、照明瞳領域の複数の各開口位置において照明開口を一度に１つ開く。開口の開口位置のそれぞれについて、照明ビームの対応する光線束が対応するセットの１つ以上の入射角で試料に向かって選択的に通過するように入射ビームを照明瞳領域に方向付け、対応するセットの１つ以上の入射角で試料に入射する入射ビームの対応する光線束に反応して試料から放射する出力ビームを検知する。各開口位置に関する欠陥検知特性を、各開口位置について検知された出力ビームに基づいて決定する。最適開口配置を、各開口位置について決定された欠陥検知特性に基づいて決定する。【選択図】図１０
2018128462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学検査装置を用いて試料の検査を促進する方法であって、
照明瞳領域に散在している複数の各開口位置において照明セレクタの照明開口を一度に１つ開くステップと、
各開口位置において前記照明セレクタの各照明開口を開く一方で、検査装置の入射ビームを前記照明瞳領域に方向付け、前記入射ビームは、開かれた照明開口に応じた入射角で試料に照射されるステップと、
各照明開口位置において各照明開口を開く一方で、暗視野検査モードで前記試料から散乱した１つ以上の光線束のみを通過させるよう画像化開口を構成するステップと、
各照明開口位置において各照明開口を開く一方で、前記試料から散乱し、前記照明セレクタを通過した前記１つ以上の光線束を検知するステップと、
前記試料から散乱した前記１つ以上の光線束に基づいて、各照明開口位置に関する欠陥検知特性を決定するステップと、
前記照明セレクタの各開口位置と前記試料から散乱した前記１つ以上の光線束とについて決定された前記欠陥検知特性の基準セットに基づいて、前記照明セレクタの２つ以上の開口位置の複数の組み合わせについて欠陥感知特性を推定するステップと、
前記試料から散乱した前記１つ以上の光線束から決定または推定された最適欠陥検知特性を有する開口位置または開口位置の組み合わせに基づいて、前記照明セレクタに対する最適開口配置を決定するステップと、
を含む、方法。
【請求項２】
各照明開口位置において各照明開口を開く一方で、明視野検査モードで前記試料から反射した１つ以上の光線束のみを通過させるよう前記画像化開口を構成するステップと、
各照明開口位置において各照明開口を開く一方で、前記試料から反射し、前記照明セレクタを通過した前記１つ以上の光線束を検知するステップと、
前記試料から反射した前記１つ以上の光線束に基づき、各照明開口位置に関する欠陥検知特性を決定するステップと、
前記照明セレクタの各開口位置と前記試料から反射した前記１つ以上の光線束とについて決定された前記欠陥検知特性の基準セットに基づいて、前記照明セレクタの２つ以上の開口位置の複数の組み合わせについて欠陥感知特性を推定するステップと、
前記試料から反射した前記１つ以上の光線束から決定または推定された最適欠陥検知特性を有する開口位置または開口位置の組み合わせに基づいて、前記照明セレクタに対する最適開口配置を決定するステップと、
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
複数の開口位置において複数の照明開口を開くことが異なる入射角をもたらす、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記欠陥検知特性を、前記検知された１つ以上の光線束から作成される画像または信号に前記瞳領域の各開口位置をマッピングする欠陥グラフィカル要素として表示するステップ、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記欠陥グラフィカル要素が、前記瞳領域の対応する位置が互いに配置されるのと同じように互いに配置された欠陥画像を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記２つ以上の開口位置の複数の組み合わせのそれぞれに照明開口を配置するために欠陥検知特性を推定するステップは、各開口位置に関する欠陥検知特性を２つ以上の開口位置の対応する組み合わせに加えることで達成する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
各開口位置に関する前記欠陥検知特性が、対象欠陥（ＤＯＩ）画像、ニューサンス欠陥画像またはバックグランドノイズ画像を含み、２つ以上の開口位置の複数の組み合わせのそれぞれに関する欠陥検知特性を、２つ以上の開口位置の各組み合わせの各開口位置についてのＤＯＩ画像、ニューサンス画像またはバックグランドノイズ画像を加えることで決定する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記最適開口配置が、前記光学検査装置の構造上、現在において利用することができない配置である、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記最適開口配置が前記検査装置上で利用可能であり、前記照明セレクタに対する前記最適開口配置を用いて前記試料の欠陥を検査することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
複数のディスクを互いに配置して、各ディスクの異なる開口配置が互いにアラインされて各開口位置にて単一の照明開口を形成し、異なる開口配置が前記瞳領域内および前記入射ビームの光軸に垂直に配置されるようにすることで、各開口位置において照明開口を一度に１つ開く操作を成し遂げる、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
各開口位置に関する前記欠陥検知特性が次の測定基準、対象欠陥（ＤＯＩ）画像、ニューサンス欠陥画像、バックグランドノイズ画像、ＤＯＩ強度値、ニューサンス欠陥強度値、バックグランドノイズ強度値、ＤＯＩ信号対ノイズ比（ＳＮＲ）値、ＤＯＩ信号対ニューサンス値、ＤＯＩ画像質感値、ニューサンス欠陥画像質感値、バックグランドノイズ画像質感値、ＤＯＩ極性値、バックグランドノイズ極性、平均ＤＯＩ強度値、平均ニューサンス欠陥強度値、平均バックグランドノイズ値、検知ＤＯＩの数、検知ニューサンス欠陥の数、ＤＯＩおよびニューサンス欠陥の数比、のうち１つ以上を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
フォトリソグラフィーレチクルまたはウェハの欠陥を検査するための検査システムであって、
入射ビームを発生させるための光源と、
前記入射ビームを受け取るための複数の照明開口を有する構成可能な照明セレクタと、
前記照明セレクタを通って試料に前記入射ビームを方向付けるための照明光学部モジュールと、
前記試料から反射または散乱した１つ以上の光線束を構成可能な照明セレクタへ方向付けるための集光光学部モジュールと、
前記試料から反射または散乱した１つ以上の選択された前記光線束を通過させる前記構成可能な照明セレクタと、
前記照明セレクタを通過した前記１つ以上の選択された光線束を検知するためのセンサと、
コントローラを含み、
前記コントローラは、
照明瞳領域に散在している複数の各開口位置において前記照明セレクタの各照明開口を一度に１つ開き、
各開口位置において各照明開口を開く一方で、光源からの入射ビームを前記照明瞳領域へ方向付けさせ、前記入射ビームは、開かれた照明開口に応じた入射角で試料に照射され、
各照明開口位置において各照明開口を開く一方で、暗視野検査モードで前記試料から散乱した１つ以上の光線束のみを通過させるよう前記照明セレクタを構成し、
各照明開口位置において各照明開口を開く一方で、前記試料から散乱し、前記照明セレクタを通過した前記１つ以上の光線束をセンサに検知させ、
前記試料から散乱した前記１つ以上の光線束に基づいて、各開口位置に関する欠陥検知特性を決定し、
前記照明セレクタの各開口位置と前記試料から散乱した前記１つ以上の光線束とについて決定された前記欠陥検知特性の基準セットに基づいて、前記照明セレクタの２つ以上の開口位置の複数の各組み合わせについて欠陥感知特性を推定し、
前記試料から散乱した前記１つ以上の光線束から決定または推定された最適欠陥検知特性を有する開口位置または開口位置の組み合わせに基づいて、前記照明セレクタに対する最適開口配置を決定するように構成されている、
検査システム。
【請求項１３】
前記コントローラは、
各照明開口位置において各照明開口を開く一方で、明視野検査モードで前記試料から反射した１つ以上の光線束のみを通過させるよう画像化開口を構成し、
各照明開口位置において各照明開口を開く一方で、前記試料から反射し、前記照明セレクタを通過した前記１つ以上の光線束を前記センサに検知させ、
前記試料から反射した前記１つ以上の光線束に基づき、各照明開口位置に関する欠陥検知特性を決定し、
前記照明セレクタの各開口位置と前記試料から反射した前記１つ以上の光線束とについて決定された前記欠陥検知特性の基準セットに基づいて、前記照明セレクタの２つ以上の開口位置の複数の組み合わせについて欠陥感知特性を推定し、
前記試料から反射した前記１つ以上の光線束から決定または推定された最適欠陥検知特性を有する開口位置または開口位置の組み合わせに基づいて、前記照明セレクタに対する最適開口配置を決定する、
ようにさらに構成される、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
複数の開口位置において複数の照明開口を開くことが異なる入射角をもたらす、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
前記コントローラが、前記欠陥検知特性を、前記試料から反射した前記１つ以上の光線束から作成される画像または信号に前記瞳領域の各開口位置をマッピングする欠陥グラフィカル要素として表示するようにさらに構成される、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１６】
前記欠陥グラフィカル要素が、前記瞳領域の対応する位置が互いに配置されるのと同じように互いに配置された欠陥画像を含む、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記照明セレクタの２つ以上の開口位置の複数の組み合わせのそれぞれに照明開口を配置するために欠陥検知特性を推定することを、各開口位置に関する前記欠陥検知特性を前記照明セレクタの２つ以上の開口位置の対応する組み合わせに加えることで達成する、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１８】
各開口位置に関する前記欠陥検知特性が、対象欠陥（ＤＯＩ）画像、ニューサンス欠陥画像またはバックグランドノイズ画像を含み、２つ以上の開口位置の複数の組み合わせのそれぞれに関する前記欠陥検知特性を、２つ以上の開口位置の各組み合わせの各開口位置についてのＤＯＩ画像、ニューサンス画像またはバックグランドノイズ画像を加えることで決定する、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記照明セレクタが前記最適開口配置を含まない、請求項１２に記載のシステム。
【請求項２０】
前記照明セレクタが前記最適開口配置を含み、前記コントローラが、前記最適開口配置を前記照明セレクタ上にセッティングし、前記システムを用いて前記試料の欠陥を検査するようにさらに構成されている、請求項１２に記載のシステム。
【請求項２１】
前記照明セレクタが複数の開口配置をそれぞれ有する複数のディスクを含み、ここで、各ディスクの異なる開口配置が互いにアラインされて各開口位置にて単一の照明開口を形成し、異なる開口配置が瞳領域内および前記入射ビームの光軸に垂直に配置されるように前記複数のディスクを互いに配置することで、各開口位置において照明開口を一度に１つ開く、請求項１２に記載のシステム。
【請求項２２】
各開口位置に関する前記欠陥検知特性が次の測定基準、対象欠陥（ＤＯＩ）画像、ニューサンス欠陥画像、バックグランドノイズ画像、ＤＯＩ強度値、ニューサンス欠陥強度値、バックグランドノイズ強度値、ＤＯＩ信号対ノイズ比（ＳＮＲ）値、ＤＯＩ信号対ニューサンス値、ＤＯＩ画像質感値、ニューサンス欠陥画像質感値、バックグランドノイズ画像質感値、ＤＯＩ極性値、バックグランドノイズ極性、平均ＤＯＩ強度値、平均ニューサンス欠陥強度値、平均バックグランドノイズ値、検知ＤＯＩの数、検知ニューサンス欠陥の数、ＤＯＩおよびニューサンス欠陥の数比、のうち１つ以上を含む、請求項１２に記載のシステム。
【請求項２３】
複数の前記入射ビームを発生させるための複数の光源をさらに含み、ここで、前記照明セレクタが、各前記入射ビームを方向付けるための選択可能なファイバの束を含む、請求項１２に記載のシステム。
【請求項２４】
光学検査装置を用いて試料の検査を促進する方法であって、
照明瞳領域に散在している複数の各開口位置において照明開口を一度に１つ開くステップと、
各開口位置において照明開口を開く一方で、検査装置の入射ビームを前記照明瞳領域に方向付け、前記入射ビームは、開かれた照明開口に応じた入射角で試料に照射され、前記入射角で前記試料に照射された前記入射ビームに反応して前記試料から放射される出力ビームを検知するステップであって、前記入射ビームは狭波長範囲または広帯域波長範囲を有するステップと、
前記各開口位置について検知された前記出力ビームに基づいて、各開口位置に関する欠陥検知特性を決定するステップと、
前記各開口位置について決定された前記欠陥検知特性の基準セットに基づいて、２つ以上の開口位置の複数の組み合わせのそれぞれに開口を配置するために欠陥検知特性を推定するステップと、
決定または推定された最適欠陥検知特性を有する開口位置または開口位置の組み合わせに基づいて、最適開口配置を決定するステップと、
を含む、方法。
【請求項２５】
前記入射ビームは異なる複数の波長範囲で前記試料に方向付けられ、
欠陥検知特性は、各波長範囲および各開口位置について決定され、
欠陥検知特性は、各開口位置について決定された前記欠陥検知特性の基準セットに基づいて、各波長範囲についておよび２つ以上の開口位置の複数の組み合わせのそれぞれへの開口の配置について推定され、
前記最適開口配置は、決定または推定された最適欠陥検知特性を有する波長範囲および開口位置または開口位置の組み合わせに基づき決定される、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
フォトリソグラフィーレチクルまたはウェハの欠陥を検査するための検査システムであって、
狭波長範囲または広帯域波長範囲を有する入射ビームを発生させるための光源と、
前記入射ビームを受け取るための構成可能な照明瞳開口と、
前記照明瞳開口を通って試料に前記入射ビームを方向付けるための照明光学部モジュールと、
前記入射ビームに反応して前記試料から放射する出力ビームを方向付けるための集光光学部モジュールと、
前記出力ビームを検知し、前記出力ビームについての画像または信号を作成するためのセンサと、
コントローラを含み、
前記コントローラは、
照明瞳領域に散在している複数の各開口位置において照明セレクタの照明開口を一度に１つ開き、
各開口位置において照明開口を開く一方で、光源に前記入射ビームを前記照明瞳領域へ方向付けさせ、前記入射ビームは、開かれた照明開口に応じた入射角で試料に照射され、前記入射角で前記試料に照射された前記入射ビームに反応して前記試料から放射される出力ビームを、センサに検知させ、
各開口位置について検知された前記出力ビームに基づいて、各開口位置に関する欠陥検知特性を決定し、
各開口位置について決定された前記欠陥検知特性の基準セットに基づいて、２つ以上の開口位置の複数の組み合わせのそれぞれに開口を配置するために欠陥検知特性を推定し、
決定または推定された最適欠点検知特性を有する開口位置または開口位置の組み合わせに基づいて、最適開口配置を決定する、
ように構成されている、システム。
【請求項２７】
前記光源は異なる複数の波長範囲を有する前記入射ビームを発生させるように構成され、
欠陥検知特性は、各波長範囲および各開口位置について決定され、
欠陥検知特性は、各開口位置について決定された前記欠陥検知特性の基準セットに基づいて、各波長範囲についておよび２つ以上の開口位置の複数の組み合わせのそれぞれへの開口の配置について推定され、
前記最適開口配置は、決定または推定された最適欠陥検知特性を有する波長範囲および開口位置または開口位置の組み合わせに基づき決定される、請求項２６に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１２年３月７日にＧｒａｃｅ  Ｃｈｅｎらによって出願された、「光画像ベース検査システムの照明および集光配置を最適化する方法および装置（ＭＥＴＨＯＤＳ  ＡＮＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＴＯ  ＯＰＴＩＭＩＺＥ  ＴＨＥ  ＩＬＬＵＭＩＮＡＴＩＯＮ  ＡＮＤ  ＣＯＬＬＥＣＴＩＯＮ  ＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ  ＯＦ  ＡＮ  ＯＰＴＩＣＡＬ  ＩＭＡＧＥ  ＢＡＳＥＤ  ＩＮＳＰＥＣＴＩＯＮ  ＳＹＳＴＥＭ）」と題される米国仮特許出願第６１／６０７，５８８号の優先権を主張し、上記仮特許出願は参照によりその全体があらゆる目的で本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は概してウェハおよびレチクル検査の分野に関連する。さらに具体的には、本発明は、検査装置のための照明瞳開口最適化に関する。
【背景技術】
【０００３】
一般的に、半導体製造産業は、シリコンといった基板上で層状およびパターン状である半導体材料を用いた集積回路を作るための大変複雑な技術を含む。集積回路は、通常、複数のレチクルから作られる。大規模な回路集積および小さくなっていく半導体デバイスのサイズのために、レチクルおよび作られたデバイスはますます欠陥に敏感になっている。つまり、デバイスに不良をもたらす欠陥が、ますます小さくなっている。デバイスは、一般的に、最終利用者または顧客に配送される前に、不良がないことが必要になり得る。
【０００４】
半導体レチクルまたはウェハ上の欠陥を検知するために、半導体産業内で、様々な検査システムが使用される。特定の適用においては、検査システムは、構成可能照明瞳配置および構成可能画像化瞳配置を含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７，３１９，２２９号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の特定の実施形態の基本的な理解を提供するために、本開示の簡略化した要約を次に示す。この要約は、本開示の広範囲の概観ではなく、本発明の主要／重要な要素を特定せず、または、本発明の範囲を説明しない。その唯一の目的は、本明細書で開示されるいくつかの概念を、後で示されるより詳細な説明への前置きとして、簡略化した形式で示すことである。
【０００７】
ある実施形態では、光学検査装置を用いて試料の検査を促進する方法が開示される。照明開口を、照明瞳領域の複数の開口位置のそれぞれで一度に１つ開き、開口位置は照明瞳領域に散在している。照明開口を各開口位置で開く一方で、検査装置の入射ビームを照明瞳領域に方向付け、この照明開口は次いで、入射ビームの対応する光線束が対応するセットの１つ以上の入射角で試料に向かって選択的に通過するように、入射ビームを操作する。出力ビームが、対応するセットの１つ以上の入射角で試料に入射する入射ビームの対応する光線束に反応して試料から放射し、次いで、検知される。各照明開口位置に関する欠陥検知特性を、各開口位置について検知された出力ビームに基づいて決定する。決定した各開口位置の欠陥検知特性に基づいて、最適開口配置を決定する。
【０００８】
特定の実施形態では、照明開口がそれぞれ開く開口位置は、照明瞳領域に一連の格子点を含む。さらなる態様では、複数の開口位置において開口を複数開けると異なる入射角がもたらされる。さらに別の実施形態では、これら特色のいずれかと組み合わさって、欠陥検知特性が、出力ビームから作成される画像または信号に瞳領域の各開口位置をマッピングする欠陥グラフィカル要素として示される。ある態様では、欠陥グラフィカル要素には、瞳領域の対応する位置が互いに配置されているのと同じように互いに配置された欠陥画像が含まれる。別の実施形態では、各開口位置において照明開口を一度に１つ開けるための操作は、複数のディスクを互いに配置して、各ディスクの異なる開口配置が互いにアラインされて各開口位置にて単一の開口を作成するように、および、異なる開口配置が瞳領域内および入射ビームの光軸に垂直に配置されるようにすることで、実施される。
【０００９】
別の実施形態では、２つ以上の開口位置の複数の組み合わせのそれぞれにおける開口の配置のための欠陥検知特性を、各開口位置について決定された欠陥検知特性の基準セットに基づいて推定し、最適開口配置を、どの位置または位置の組み合わせが最適な欠陥検知特性を有するかを決定することで決定する。さらなる様態では、２つ以上の開口位置の複数の各組み合わせにおいて開口を配置するために欠陥検知特性を推定することは、各開口位置のための欠陥検知特性を２つ以上の開口位置の対応する組み合わせに加えることで達成される。別の態様では、各開口位置のための欠陥検知特性は、対象欠陥（ＤＯＩ）画像、ニューサンス欠陥画像またはバックグランド画像を含み、２つ以上の開口位置の複数の各組み合わせに関する欠陥検知特性は、２つ以上の開口位置の各組み合わせの各開口位置についてのＤＯＩ画像、ニューサンス画像またはバックグランドノイズ画像を加えることで決定される。
【００１０】
１つの例では、最適開口配置は検査装置上でまだ利用可能ではない。この場合、最適開口配置を製造し、装置に加えてもよい。例では、最適開口配置は検査装置上で利用可能であり、その方法は、最適開口配置を使用して試料の欠陥を検査することをさらに含む。さらに別の態様では、各開口位置に関する欠陥検知特性には、次の測定基準から１つ以上を含む：対象欠陥（ＤＯＩ）画像、ニューサンス欠陥画像、バックグランドノイズ画像、ＤＯＩ強度値、ニューサンス欠陥強度値、バックグランドノイズ強度値、ＤＯＩ信号対ノイズ比（ＳＮＲ）値、ＤＯＩ信号対ニューサンス値、ＤＯＩ画像質感値、ニューサンス欠陥画像質感値、バックグランドノイズ画像質感値、ＤＯＩ極性値、バックグランドノイズ極性、平均ＤＯＩ強度値、平均ニューサンス欠陥強度値、平均バックグランドノイズ値、検知ＤＯＩの数、検知ニューサンス欠陥の数、ＤＯＩおよびニューサンス欠陥の数比など。
【００１１】
別の実施形態では、本発明はフォトリソグラフィーレチクルまたはウェハの欠陥を検査するための検査システムに関する。本システムは、入射ビームを発生させるための光源、入射ビームを受け取るための構成可能照明瞳開口、照明開口を通って試料へ入射ビームを方向付けるための照明光学部モジュール、入射ビームに反応して試料から放射する出力ビームを方向付けるための集光光学部モジュール、出力ビームを検知し、出力ビームについての画像または信号を作成するためのセンサ、および、（ｉ）開口位置が照明瞳領域に散在している、照明瞳領域の複数の開口位置のそれぞれで、照明セレクタの照明開口を一度に１つ開き、（ｉｉ）各開口位置で照明開口が開く一方で、照明ビームの対応する光線束が対応するセットの１つ以上の入射角で試料に向かって選択的に通過するように、光源に入射ビームを照明瞳領域に方向付けさせ、対応するセットの１つ以上の入射角で試料に入射する入射ビームの対応する光線束に反応して試料から放射する出力ビームをセンサに検知させ、（ｉｉｉ）各開口位置について検知された出力ビームに基づいて各開口位置の欠陥検知特性を決定し、（ｉｖ）決定された各開口位置の欠陥検知特性に基づいて最適開口配置を決定するように構成されたコントローラを含む。コントローラは、複数のディスクからの開口を組み合わせることで、その場で新しい開口を構成するようにも構成され得る。コントローラは、上記の方法操作のいずれかを実行するようにも構成され得る。
【００１２】
１つの態様では、照明セレクタは最適開口配置を含まない。別の態様では、照明セレクタは最適開口配置を含み、コントローラはさらに、最適開口配置を照明セレクタ上にセッティングし、そのシステムを使用して試料の欠陥を検査するように構成されている。特定の実施形態では、照明セレクタは、それぞれが開口配置を複数有する複数のディスクを含み、各ディスクの異なる開口配置が互いにアラインされて各開口位置で単一の開口を形成し、異なる開口配置が瞳領域内および入射ビームの光軸に垂直に配置されるように複数のディスクを互いに配置することによって、照明開口を各開口位置において一度に１つ開く。他の実施形態では、本システムは入射ビームを複数発生させるための光源を複数含み、照明セレクタは各入射ビームを方向付けるための選択可能なファイバの束を含む。ある態様では、照明セレクタは最適開口配置を含まない。別の態様では、照明セレクタは最適開口配置を含み、コントローラはさらに、最適開口配置を照明セレクタ上にセッティングし、そのシステムを使用して試料の欠陥を検査するように構成されている。
【００１３】
本発明のこれらおよび他の態様を、図面の参照と共に、下でさらに説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】検査装置の一例の図示である。
【図２】異なる入射角につながる、入射ビームに関する異なる開口配置を示す。
【図３】本発明の１つの実施形態に従った照明瞳の各格子位置についての欠陥検知性能の一覧を含むグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）である。
【図４】本発明の特定の実施形態に従った特定の瞳開口位置に関連した結果の報告を示す。
【図５】本発明の１つの実施形態に従った照明セレクタの外観斜視図である。
【図６Ａ】特定の開口配置を組み合わせて異なる照明配置を達成することが、本発明の特定の例の実装に従う結果となることを示す。
【図６Ｂ】特定の例に従う検査装置の開口配置の基準セットを使用して得られる検知結果に基づいて、特定の開口配置の検知結果を推定することを示す。
【図７】３つの開口配置を組み合わせて開口配置の第１の例を得ることを示す。
【図８】３つの開口配置を組み合わせて開口配置の第２の例を得ることを示す。
【図９】３つの開口配置を組み合わせて開口配置の第３の例を得ることを示す。
【図１０】本発明の１つの実施形態に従って、照明瞳配置を最適化するための手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に続く説明の中で、本発明の徹底的な理解を提供するために、数多くの具体的な詳細が記載される。本発明は、これら具体的な詳細の一部または全てを伴わないで実施されてもよい。他の例では、不必要に本発明を曖昧にしないために、良く知られた構成部品またはプロセス操作は、詳細には説明されていない。本発明が特定の実施形態と一緒に説明される一方で、本発明をその実施形態に制限することは意図されていないことが理解される。
【００１６】
本明細書では、照明瞳開口配置を選択および最適化するための検査装置および方法の実施形態を説明する。照明瞳開口配置を最適化するための具体的な実施形態を説明する前に、大まかな検査システムを始めに説明する。検査装置は、本明細書でさらに説明される通り、入射光ビームを発生させるための少なくとも１つの光源、入射ビームを受け取るための構成可能な照明瞳開口、照明開口を通って試料に入射ビームを方向付けるための照明光学部、入射ビームに反応して試料から放射する出力ビームを方向付けるための集光光学部、出力ビームを検知し、出力ビームについての画像または信号を作成するためのセンサ、および、検査装置の構成部品を制御し、１つ以上の最適照明瞳開口配置の選択を促進するためのコントローラを含む。
【００１７】
次に続く例示的な検査システムの中で、入射ビームはコヒーレント光の任意の適切な形態であってよい。たとえば、遠紫外光波長、紫外光波長、または可視光波長を含む異なる波長を有するレーザが使用可能である。異なる波長を使用して異なる特性を伴う欠陥を検知するために最適化することができ、複数の波長の組み合わせは、さらにレーザコヒーレンスを緩和し、ウェハフィルムの厚さのばらつきの影響を平均するために好都合となり得る。散乱光のみを分析することで試料上の小さな欠陥を検知するために、暗視野検査を好ましくは大変明るい光源と共に実施する。
【００１８】
さらに、入射ビームを試料に方向付け、試料から放射する出力ビームを検知器に方向付けるために、任意の適切なレンズ配置が使用され得る。出力ビームは、試料から反射または散乱し得、試料を通って透過し得る。同様に、出力ビームを受け取り、受け取った出力ビームの特性（たとえば、強度）をもとに画像または信号を提供するために、任意の適切な検知器の種類または検知要素の数が使用され得る。
【００１９】
本発明の照明装置は、半導体デバイスまたはウェハおよびレチクルまたはマスクを検査するのに特に好適である。本発明の照明装置を使用して検査または画像化され得る他の種類の試料としては、平面パネルディスプレイといった、任意の外面が含まれる。
【００２０】
図１は、本発明の１つの実施形態に従った検査システム１００の図示である。示されている通り、システムは、明視野入射ビームを発生させるための、広帯域光源といった光源１０２を含み得る。広帯域光源の例としては、コヒーレントレーザ光源、レーザ駆動光源（たとえば、遠ＵＶまたはガスレーザ発生装置）、高性能プラズマ光源、透過照明光源（たとえば、ハロゲンランプ）、フィルタ付きランプ、ＬＥＤ光源などが挙げられる。検査システムは、任意の適切な数または種類の光源を含み得る。
【００２１】
光源からの入射ビームは次いで、試料１１６に向けてビームを中継する（たとえば、シェープする、集中させる、サイズ変更する、拡大する、歪みを緩和するなど）働きをする複数のレンズを通過する。示された実施形態では、入射ビームは、入射ビームを視準するレンズ１０４を通過し、次いで、入射ビームを集中させるレンズ１０６を通過する。次いで、入射ビームをビームスプリッタ１１２が受け取り、ビームスプリッタ１１２は次いで対物レンズ１１４を通して入射ビームを反射させ、対物レンズ１１４は、１つ以上の入射角で、試料１１６に入射ビームの焦点を合わせる。
【００２２】
また、試料１１６を検査システム１００のステージ（ラベル付けされていない）上に配置してもよく、検査システム１００は、入射ビームに関連してステージ（および試料）を動かすための位置調整の機構を含んでいてもよい。例として、１つ以上のモータ機構を、スクリュードライブおよびステップモータ、フィードバック位置を伴うリニアドライブ、または、バンドアクチュエータおよびステップモータからそれぞれ形成してもよい。
【００２３】
検査システム１００はまた、照明ビームの瞳面に配置される照明セレクタ１０５を含んでいてもよい。１つの実施形態では、照明セレクタ１０５は、瞳面で複数の異なる照明ビームプロファイルを作成するよう調節可能な、構成可能な瞳開口の形態である。特定の実装では、照明セレクタ１０５は、２６以上の異なるビームプロファイルを作成できる。さらに別の実施形態では、照明セレクタ１０５は１０１以上の異なるビームプロファイルを作成できる。検査システム１００は、本明細書で記載される通り、照明セレクタの異なる開口配置を入射ビームの通路内に選択的に動かすための位置調節の機構を１つ以上含んでいてもよい。
【００２４】
概して、本明細書でさらに説明される通り、異なる照明ビームプロファイルまたは開口配置は、試料上で異なる入射ビーム角につながる。図２は、入射ビーム１０５に対する異なる開口配置を示し、試料２１０に入射する入射ビームの通常軸に対し、異なる入射角につながる。入射ビームの瞳領域の中央により近い開口は、入射角の瞳領域の周辺部により近く配置される開口に比べて、通常軸からより低い入射角につながる。たとえば、中央開口２０８は通常の入射角を伴う入射ビーム２１４につながり、一方で、外側開口（２０４）はより高い（または傾斜した）入射角を伴う、２１２といった入射ビームにつながる。
【００２５】
入射ビームが試料１１６に入射した後、その光は次いで試料１１６から反射（および／または透過）および散乱し得、これを、本明細書では「出力光」または「出力ビーム」と呼ぶ。検査システムはまた、出力光を１つ以上の検知器に方向付けるための任意の適切なレンズ配置を含む。示される実施形態では、出力光は、ビームスプリッタ１１２、フーリエ平面リレーレンズ１２０、画像化開口１２２およびズームレンズ１２４を通過する。フーリエ平面リレーレンズは、一般的に、試料のフーリエ平面を画像化開口１２２に中継する。画像化開口１２２は、出力ビームの一部分を遮断するように構成されてよい。たとえば、開口１２２は、明視野検査モードでは出力光が全て対物開口数内を通過するように構成され、暗視野検査モードでは、試料からの散乱光のみが通過するように構成される。また画像化開口１２２にフィルタを配置し、検知した信号から周期性構造を選別するために、高次の出力ビームを遮断してもよい。
【００２６】
画像化開口１２２を通過した後、出力ビームは次いで、試料１１６の画像を拡大する働きをするズームレンズ１２４を通過する。出力ビームは次いで、検知器１２６に入射する。一例として、検知器はＣＣＤ（電荷結合素子）またはＴＤＩ（時間遅延積分）検知器、光電子倍増管（ＰＭＴ）および他のセンサの形態であり得る。
【００２７】
センサ１２６によって取り込まれた信号を、コントローラまたはコンピュータシステム１１０によって処理することができ、これは、センサからのアナログ信号を処理のためにデジタル信号に変換するよう構成されたアナログ−デジタル変換器を有する信号処理デバイスを含み得る。コントローラ１１０は、感知した光ビームの強度、位相および／または他の特性を分析するように構成されていてよい。コントローラ１１０は、本明細書でさらに説明される通り、得られたテスト画像および他の検査の特性を表示するためのユーザインターフェースを提供する（たとえば、コンピュータの画面上に）ように構成（たとえば、プログラム命令で）されていてもよい。また、コントローラ１１０は、開口配置を変える、検知結果データまたは画像を見る、検査装置のレシピをセットアップするなどのユーザ入力を提供するための入力デバイス（たとえば、キーボード、マウス、ジョイスティック）を１つ以上含んでいてよい。特定の実施形態では、コントローラ１１０は、下で詳しく述べる開口選択または検査技術を実施するように構成される。本発明の技術は、ハードウェアおよび／またはソフトウェアの任意の適切な組み合わせで実施されてよい。コントローラ１１０は、一般的に、入力／出力ポートに結合されたプロセッサを１つ以上、および、適切なバスまたは他の情報伝達機構を介したメモリを１つ以上有する。
【００２８】
コントローラ１１０は、ソフトウェアおよびハードウェアの任意の適切な組み合わせであってよく、一般的に、検査システム１００の様々な構成部品を制御するよう構成される。たとえば、コントローラは照明源１０２、照明セレクタ／開口１０５セッティング、画像化開口１２２セッティングなどの選択的な起動を制御してよい。また、コントローラ１１０は、検知器１２６によって作成された画像または信号を受け取り、得られた画像または信号を分析して、最適開口配置または欠陥が試料上に存在するかを決定し、試料上に存在する欠陥を特徴づけ、または、そうでなければ試料を特徴づけるように、構成されてもよい。たとえば、コントローラは、プロセッサ、メモリ、および、本発明の方法実施形態の命令を実行するようプログラムされている他のコンピュータ周辺機器を含んでいてよい。
【００２９】
そのような情報およびプログラム命令は、特別に構成されたコンピュータシステム上で実行され得るので、そのようなシステムには、コンピュータ読み込み可能媒体に保存できる、本明細書に記載される様々な操作を実行するためのプログラム命令／コンピュータコードを含む。機械読み込み可能媒体の例としては、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスクおよび磁気テープといった磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭディスクといった光媒体、光ディスクといった光磁気媒体、および読み取り専用メモリデバイス（ＲＯＭ）およびランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）といった、プログラム命令を保存および実行するように特別に構成されるハードウェアデバイスが挙げられるが、これらに限定されない。プログラム命令の例としては、コンパイラによって作成されるといった機械コード、および、インタプリタを使用してコンピュータによって実行され得るより高いレベルのコードを有するファイルの双方が挙げられる。
【００３０】
上記の説明および図は、システムの特定構成部品に対する制限として解釈されるのではなく、システムは他の多くの形態で具現化され得るということに留意すべきである。たとえば、検査または測定装置は、欠陥を検知するため、および／または、レチクルまたはウェハの特色の重要な側面を分析するために配置される任意の数の既知の画像化または計量装置から、任意の適切な特色を有し得ることが企図される。一例として、検査または測定装置は、明視野画像化顕微鏡、暗視野画像化顕微鏡、フルスカイ（ｆｕｌｌ  ｓｋｙ）画像化顕微鏡、位相コントラスト顕微鏡、偏光コントラスト顕微鏡およびコヒーレンスプローブ顕微鏡のために適応され得る。単数および複数の画像方法が、標的の画像を取り込むために使用され得ることも企図される。これらの方法には、たとえば、シングルグラブ、ダブルグラブ、シングルグラブコヒーレンスプローブ顕微鏡（ＣＰＭ）およびダブルグラブ方法が含まれる。スキャトロメトリといった非画像化光学的方法も、検査または計量装置の形成部分として企図されてもよい。
【００３１】
一般的に、本発明の特定の実施形態は、検査装置上で、異なる照明瞳配置（および対応する異なる入射角）を素早く包括的に、リアルタイムで確認する方法を提供する。特定の実施形態では、検知結果は特定の照明瞳開口位置と互いに関連している。たとえば、照明瞳領域は、複数の位置に分割され、照明開口を各瞳位置に対して一度に１つ開ける。瞳全域の検知性能のばらつきを決定できるように、瞳位置を選択することがきる。瞳位置および対応する開口は、試料に入射する入射ビームについて全角度の範囲を提供するために、瞳全体に散在し得る。瞳位置および対応する開口は、瞳領域に関して比較的高い解像度を有し得る。特定の実施形態では、瞳は４０個の格子点に分割される。別の実施形態では、瞳位置の数は１００より多い。さらに別の実施形態では、瞳位置の数は２００より多い。すなわち、格子１つあたりの照明開口の解像度は、より多い格子サンプリングを伴う方がさらに高い。
【００３２】
異なる開口セッティングは互いに独立し得る。１つの実施形態では、入射の異なる角度につながるように、他に存在せず重複しない異なる瞳の場所に、開口配置を配置する。別の実施形態では、選択した開口配置のいくつかは互いに依存しており、重複する瞳の場所を有する。
【００３３】
図３は、本発明の１つの実施形態に従った照明瞳の各グリッド位置についての欠陥検知性能の一覧を提供する、グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）３００を示す。示される通り、ＧＵＩは瞳開口要素３０２を含み得、それは、たとえば３０６の方向に、開口位置が瞳を横切って動く際、照明瞳に関する現在の開口位置３０４を示す。
【００３４】
各瞳開口は個々に開くため、ＧＵＩは、検査装置から取得された特定の検知結果に各瞳位置をマッピングする検知グラフィカル要素３１０も提供し得る。たとえば、検知グラフィカル要素３１０は、対応する瞳開口位置が互いに配置されるのと同じように互いに配置される画像を含む。検知グラフィカル要素３１０は、検知結果が所望されない特定の瞳領域に対応する非観察領域３１６も含み得る。たとえば、非観察領域３１６は、システム内の追加ハードウェアの遮断のために開口が潜在的に適用されない瞳の中央部分に対応する。
【００３５】
開口は各瞳位置において開くため、対応するサムネイルのより小さなサブセットも提供され得る。示される通り、ＧＵＩ３００は、一番最近に取得したサムネイル画像（３０８ａおよび３０８ｂ）に加え、現在の瞳位置に対応するサムネイル画像（３０８）を提供するようにも構成され得る。
【００３６】
ＧＵＩ３００はまた、ユーザが特定の結果のセットをさらに詳細に確認する機構を提供し得る。図４は、本発明の特定の実施形態に従った特定の瞳開口位置に関連した結果の報告である。示される通り、照明瞳４１０の特定の開口位置４１２を選択し、欠陥４１６を含み、その開口位置で取得された高解像度画像４１４を開くようにしてもよい。また、試料位置の関数としての強度グラフ４２０を、特定の開口位置のために表示してもよい。
【００３７】
各開口瞳位置についての検知画像または信号を、ユーザによって、または自動的に分析し、最適検知結果を提供する開口配置のセットを決定してもよい。たとえば、欠陥について一番高いコントラストにつながる開口のセットを選択し得る。最適開口配置の例３１２を図３に示す。
【００３８】
開口を複数の各瞳位置に選択的に適用するための照明セレクタは、任意の適切な機構によって実行され得る。概して、照明セレクタは、光線束が瞳の各位置を個々に通過し、個々の入射角につながることを可能にするよう構成される。図５は、本発明の１つの実施形態に従った照明セレクタの外観斜視図である。この例において、照明セレクタは、３つの開口ディスク５０２、５０４および５０６を含む。各開口ディスクは、複数の異なる開口配置（たとえば、ディスク５０２には開口配置５０８ａおよび５０８ｂ、ディスク５０４には開口配置５１０ａ、ディスク５０６には開口配置５１２ａ、５１２ｂおよび５１２ｃ）を含む。入射ビーム（または光線束）４１４を受け取るための特定の開口配置を各ディスクに関して選択することができ、次いで、３つのディスクから選択した３つの開口配置を次いで重ねることができ、様々な数の、開口セッティングおよび結果として得られる照明瞳プロファイルにつながる。
【００３９】
概して、各ディスクの各開口配置は、少なくとも１つの透明部を含み、また、１つ以上の不透明な領域も含み得る。たとえば、透明部は、ガラス、石英、石英ガラスなどといった任意の適切な透明物質から形成することができ、または、各透明領域は、光が開口配置の各透明部を通過するように、単に物質がないこともあり得る。対照的に、各不透明部は、瞳平面において入射ビームの対応する空間部を遮断し、各不透明部は通常、クロム、珪化モリブデン（ＭｏＳｉ）、珪化タンタル、珪化タングステン、ガラス上不透明ＭｏＳｉ（ＯＭＯＧ）などといった、不透明物質から形成される。多結晶シリコンフィルムを、不透明膜と透明基板との間に加えて、接着を強化してもよい。酸化モリブデン（ＭｏＯ２）、酸化タングステン（ＷＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）または酸化クロム（ＣｒＯ２）といった低反射フィルムを不透明物質上に形成してもよい。各開口の透明部の形状は、長方形、円形、楕円形、ＬＨＣスクリーン（ｌｈｃｓｃｒｅｅｎ）（円と長方形の重ね合わせ）、マルゲリート（ｍａｒｇｕｅｒｉｔｅ）（１つが９０°回転した２つのＬＨＣスクリーン）、レクテリプス（ｒｅｃｔｅｌｌｉｐｓｅ）（楕円と長方形の重ね合わせ）、レーストラックなどといった、任意の適切な形状であり得る。通常、開口配置は、双極子、四極子、クエーサー、環形といった特定の入射ビームプロファイルを作成する。特定の例では、光源マスク最適化（ＳＭＯ）または任意のピクセル化照明技術が実施され得る。示される実施形態では、各開口配置は全体の照明瞳領域を覆い、光軸に集中する。しかし、開口配置を入射ビームの光路に沿って、瞳領域内の一部分または他の点（瞳平面ではない）に代わりに配置してもよい。
【００４０】
図６Ａは、特定の開口配置を組み合わせて異なる照明配置を達成することが本発明の特定の例の実装に従う結果となることを示す。示される通り、特定の開口配置６０２ａを第１ディスク６０２から選択し、第２ディスク６０４の４つの開口配置６０４ａ、６０４ｂ、６０４ｃおよび６０４ｄと一度に１つずつ組み合わせる。４つの異なる組み合わせは、開口配置６０６ａ〜６０６ｄにつながる。たとえば、ディスク６０２の開口配置６０２ａとディスク６０４の開口６０４ａを組み合わせると、開口配置６０６ｂになる。同様に、ディスク６０２の開口配置６０２ａとディスク６０４ａの開口６０４ｂを組み合わせる。照明セレクタは、２つ以上の瞳位置（示されていない）における最適開口セットを得るために他の各ディスクの他の開口配置と組み合わされ得る他の開口配置（たとえば、６０４ｅおよび６０４ｆ）を各ディスク上に含み得る。
【００４１】
異なる開口配置を使用した結果を、その結果を利用して検査装置上の最適配置を１つ以上選択する、または、検査装置上で検査を実行する最適入射角になるように新しい照明瞳配置を考える、といった任意の適切な方法で利用してよい。特定の実施形態では、個々の開口位置の結果は、複数位置における開口の結果を推定するのに使用できる基準セットとして役立つ。
【００４２】
図６Ｂは、特定の例に従った検査装置の開口配置の基準セットを使用して得られた検知結果に基づいた、特定の開口配置の検知結果の推定を示す。たとえば、４つの異なる画像が、４つの異なる瞳位置に配置される開口について検知され得る。示される通り、開口配置６５２ａは画像６５４ａをもたらし、開口配置６５２ｂは画像６５４ｂをもたらし、開口配置６５２ｃは画像６５４ｃをもたらし、および、開口配置６５２ｄは画像６５４ｄをもたらす。各開口配置は、互いに独立するように、単独の位置において単独の開口を有する。
【００４３】
得られた画像を組み合わせ、４つの全位置に配置される開口についての結果を推定することができる。具体的には、開口配置６５２ａ〜６５２ｄから生じた画像４５２ａ〜４５２ｄを一緒にまとめ、４つの全開口位置において開口を有する開口配置についての推定画像６５８を得る（たとえば、６５２ａ〜６５２ｄの組み合わせ）。すなわち、画像６５８は、開口配置６５６と共に生じるだろう結果の復元画像または推定である。組み合わされた瞳開口位置についての実際の画像（たとえば、画像６６０）も、たとえば照明セレクタの異なる開口配置（たとえば、異なるディスクから）を選択および重ね合わせることで、対応する配置が検査装置上でも利用可能であれば、取得可能である。そうでなければ、新しい開口配置を作ることができる。
【００４４】
検査装置の結果を集めるために使用される開口セッティングは、通常、現在検査装置で利用可能ではない追加開口セッティングの結果を推定するための基準セットとしても使われ得る。存在しない開口セッティングの結果の推定を、さらなるデータ収集または入力なしで、単に検査装置で利用可能な開口セッティングの基準セットの結果に基づいて決定することができる。シミュレーションもそのような推定結果を決定し、次いで最適化開口配置を選択するために必要ではなく、したがって、特定のプロセスに関わる価値のある知的財産が保護され得、シミュレーションプロセスの一部として開示されなくてもよい。この技術はまた、膨大なシミュレーション時間をなくすことで、多大な量の時間を節約する。
【００４５】
装置検査には、最適開口配置を決定するのに使用することができる、幅広い範囲の開口セッティングが含まれ得る。本明細書で留意される通り、利用可能な開口セッティングのいくつかは、独立開口配置（たとえば、照明瞳にて個々の開口位置に対応する各開口配置）の基準セットとして使用され得る。検査装置にはまた、互いに独立していない他の開口配置が含まれ得る。要約すると、検査には、その場で最適開口配置を決定するために任意の数の開口配置が含まれ得る。
【００４６】
次に続く例は、本発明の特定の実施形態で達成され得る様々な数の開口配置の小さな補助的な部分のみを示す。これら開口配置は、開口配置最適化を決定するために、ならびに他の目的のために使用され得る。図７は、３つの開口配置を組み合わせ、開口配置の第１の例を得ることを示す。示される通り、第１ディスク（図５の５０４）から選択される第１開口配置５１０ａ、第２ディスク（５０２）の第２開口配置５０８ａおよび第３ディスク（５０６）の第３開口配置５１２ａを重ね合わせ、および、組み合わせ、照明または入射ビーム（４１４）が、たとえば瞳面にて通過する最終開口配置７３０を取得し得る。
【００４７】
第１開口配置５１０ａには、いかなる遮断または不透明部も含まれず、したがって、瞳領域全体に照明ビームの光線束を通過させる。つまり、瞳領域内の全光線束は第１開口５１０ａを通過する。第２開口配置５０８ａは、内側透明環７０４、中央不透明部７０６および外側環形不透明部７０２を有する。第３開口配置５１２ａは透明ウェッジ部７２２および瞳領域の他のウェッジについて不透明部７２０を有する。結果として得られる開口配置７３０は、不透明部７３２に囲まれる透明弧形部７３４を有する。
【００４８】
図８は、３つの開口配置を組み合わせ、開口配置の第２の例を得ることを示す。図７のように、第１開口配置５１０ａは瞳領域全体にわたって完全に透明である。図８の第２開口配置５０８ｂは不透明部８０４および８０６に囲まれた透明垂直透明帯８０２を有する。第３開口配置５１２ｂは、不透明部８２４および８２０に囲まれた水平透明帯８２２を有する。結果として得られる開口配置８３０は、不透明部８３２に囲まれた正方形透明部８３４を有する。
【００４９】
図９は、３つの開口配置を組み合わせ、開口配置の第３の例を得ることを示す。第１開口配置５１０ａは完全に透明であり、第２開口配置５０８ａは図７の開口５０８ａと同じである。第３開口配置５１２ｃは、透明ウェッジ部９２４および９２６ならびに不透明ウェッジ部９２０および９２２を有する。結果として得られる開口配置９３０は、不透明部９３２に囲まれた透明弧形部９３４および９３６を有する。
【００５０】
特定の実施形態では、開口配置の基準セットを使用して、瞳領域に関して各開口位置を試験し、次いで最適開口配置を決定することができる。この目的を果たすために、任意の適切な技術が使用されてよい。図１０は、本発明の１つの実施形態に従った照明瞳配置を最適化するための手順１０００を図示するフローチャートである。示される通り、照明瞳の複数の場所それぞれにて開口を個々に提供するように構成可能な照明セレクタを、操作１００１で準備する。特定の実装では、瞳の場所は実質的に瞳領域全体を覆う。
【００５１】
第１照明開口は、操作１００２で選択される。たとえば、照明セレクタは、瞳領域を実質的に覆う一連の格子点の位置に分割される瞳領域の第１格子点に開口を配置するように構成される。開口配置は、照明セレクタの各ディスク上に選択することができ、異なるディスクから選択した開口配置を動かして、瞳領域内および入射ビームの光軸に垂直に配置する。
【００５２】
操作１００４で、入射ビームを次いで発生させ、選択した照明開口を通って試料に方向付ける。たとえば、選択した開口位置は、試料に向かって１つ以上の第１入射角で透過する光線束につながる。たとえば、選択した開口は、単一の入射角または狭範囲の入射角で試料に方向付けられる入射ビームにつながり、たとえば、選択した各開口位置は入射角の５°未満に対応し得る。
【００５３】
すなわち、異なる開口配置は、照明セレクタの異なるディスクから選択されてよく、これらの選択した開口配置は、異なる不透明および透明部分を瞳領域に有する。選択した開口配置を互いに重ね合わせ、特定の格子点における単一開口に対応する光線束を除いてほとんどの入射ビームが瞳領域を通過するのを遮断されるように、照明瞳面の特定の格子点に単一開口を配置させることもできる。結果として得られる入射ビームは、瞳領域の特定の格子点に対応する入射角を有するであろう。たとえば、もし開口が瞳領域の周縁部に配置されていたら、入射ビームは比較的斜めの角度を有するであろう（たとえば、図２を参照）。
【００５４】
操作１００６で、欠陥検知特性を、入射ビームおよび選択した照明開口に反応してサンプルから放射される出力ビームに基づいて、取得および保存してもよい。欠陥検知特性には、それから放射される出力ビームに基づいて、測定または計算され得る任意の測定基準が含まれ得る。信号強度が一般的に強度値に対応し得る。具体的な例として、欠陥検知特性には、対象欠陥（ＤＯＩ）信号強度、ノイズ信号強度、およびニューサンス欠陥信号強度が含まれ得る。信号対ノイズ比（ＳＮＲ）および／または信号対ニューサンス比もまた決定されてよい。各信号強度値は、実欠陥、ニューサンス欠陥またはノイズに関する次の値のうち１つ以上の形態を取り得る：強度値、画像質感値、極性（たとえば、欠陥またはバックグランドが陰性値から陽性値に反転するかどうか）など。別の実施形態では、欠陥検知特性は、さらにグローバルな変数、たとえば、平均ＤＯＩ強度、平均ニューサンス欠陥強度、大規模な試料領域の平均バックグランドノイズ、検知ＤＯＩの数、検知ニューサンス欠陥の数、実欠陥およびニューサンス欠陥の比などの形態を取り得る。
【００５５】
上記の欠陥検知特性は、次の試料領域から１つ以上に関して取得され得る：欠陥部位、ニューサンス部位またはバックグランド部位。任意の適切な技術を使用して、試験試料上の欠陥、ニューサンスまたはバックグランド部位を１つ以上定義することができる。たとえば、使用者は、試料上の欠陥、ニューサンスおよび／またはノイズ部位を定義することができる。ノイズはバルクノイズの側面から定義することができるので、ノイズ特性を、試料全体、たとえば、ウェハに関して、表面の粗さ、端部の粗さ、ダイ−ダイ間（またはセル−セル間またはダイ−データベース間）のパターン変化から取得することができる。
【００５６】
別の例では、ダイ−ダイ間（またはセル−セル間またはダイ−データベース間）比較を実施して、初期走査の間に異なるダイ部分間の強度の違いを得ることができる。所定の閾値を超える強度の違いを、欠陥部位として定義することができる。１つ以上のこれら欠陥の場所における信号強度を、次いで、ＤＯＩ信号強度特性として定義することができる。また、欠陥のセットについての欠陥強度値を一緒に平均し、ＤＯＩ信号強度を得ることもできる。欠陥部位を、旧世代のウェハの旧検査中でも識別することができる。
【００５７】
ニューサンス測定基準を、試料を初期走査にかけてニューサンス領域の位置を定めることで、得ることができる。一般的に、この走査は、最も一般的な装置セッティングを使用してウェハを試験する検査オペレータを含み得る。初期走査の目的は、可能性のある欠陥／ニューサンス／バックグランドノイズの位置を突き止めることである。
【００５８】
ノイズ測定基準は、任意の数の技術によって決定され得る。たとえば、ノイズ信号値は、試料全体について測定される信号の標準偏差または試料のバックグランド領域で測定される信号の標準偏差として定義され得る。バックグランド領域は、欠陥と決定されていない領域として定義され得る。欠陥検知特性は次いで、選択した照明開口の瞳位置にマッピングされ得、このマッピングは操作１００８で保存され得る。欠陥検知特性はまた、検査装置のオペレータのために対応する開口位置に関連して表示され得る。現在の開口が配置される瞳位置は、特定のＤＯＩまたはＤＯＩのセット（またはニューサンスまたはノイズ）についての結果画像および／または信号値でマッピングされ得る。マッピングは、開口位置を、ＤＯＩ（またはニューサンスまたはノイズ）画像または信号といった、得られる欠陥検知特性に関連付けるために任意の適切な方法で表示され得る。または、瞳領域の全ての開口位置とその対応する欠陥検知特性との間のマッピングを、検査装置によって全ての開口位置に関して画像および信号が検知および収集された後に表示することもできる。
【００５９】
現在の開口位置に関してマッピングを取得した後、次いで、操作１０１０で、さらに開口位置があるかどうかを決定してよい。たとえば、画像（または信号）を取得する操作を、照明瞳領域の各格子点に関して繰り返してもよい。
【００６０】
示される実施形態で、画像および欠陥検知特性データを各瞳位置に関して収集した後、次いで、操作１０１２で、最適照明開口配置を、マッピング結果をもとに選択してよい。最適開口配置は、基準開口位置ならびにそのような基準開口位置の全組み合わせのそれぞれに関して収集された欠陥検知データまたは画像の全てを分析することで見出し得る。たとえば、最大ＤＯＩ信号対ノイズ比（ＳＮＲ）値または最大ＤＯＩ信号対ニューサンス欠陥比値につながる（またはつながると推定される）開口配置を、最適開口配置として選択してよい。試料の検査を次いで選択した最適照明開口配置を用いて実施してもよい。
【００６１】
任意の適切な技術を実施して複数の開口位置からの画像（または信号）を分析し、最適開口配置を選択してもよい。１つの実施形態では、どの画像がほかの画像よりも鮮明に欠陥を示すかどうかを決定するオペレータによって画像を確認する。たとえば、対象欠陥（ＤＯＩ）の特有の空間的痕跡を生じる１つ以上の開口位置の各組み合わせを、最適照明開口配置の一部分として選択することができる。
【００６２】
自動化された実施形態では、欠陥検知特性値を、１つ以上の照明開口位置の各組み合わせに関して一緒にまとめることができる。最適組み合わせ結果を有する組み合わせを次いで、最適開口配置として定義することができる。たとえば、各開口の組み合わせ（異なる入射角からの）についての画像データを一緒にまとめ、最終組み合わせ画像を作成する。各開口組み合わせについての信号強度も一緒にまとめることができる。画像質感、極性などといった他の種類の画像測定基準も一緒にまとめることができる。別の実施形態では、各開口位置に関して得られる測定基準を個々で分析し、どの個々の測定基準が一番高いまたは低い最適範囲に含まれるかを決定してもよく、最適測定基準を伴う開口位置は、全て、最適開口位置のセットとして一緒に定義することができる。
【００６３】
特定の実施形態では、検査装置の最適開口セッティングを決定する効率的な方法を提供する。本発明の特定の実施形態ではまた、ＤＯＩ、ニューサンスおよびバックグランド特性を照明角度の関数としてさらに理解する手助けも提供し得る。さらに、検知特性データをエンジニアリング診断装置として使用し、異なる照明角度にわたる光学性能を評価し、装置照合問題に対する解決策を提供することができる。
【００６４】
別の実施形態では、照明瞳プロファイルは、最適照明プロファイル配置を決定するためにファイバ束を使用して動力学的に構成され得る。そのような装置の複数の実施形態が２００８年１月１５日にＶａｅｚ−Ｉｒａｖａｎｉらによって出願された米国特許第７，３１９，２２９号でさらに説明され、前記特許はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。１つの態様では、照明装置には、１つ以上の入射ビームを受け取り、そのようなビームを出力するための、複数の光ファイバ、前記ビームを受け取り、前記ビームを試料に方向付けるためのレンズ配置、１つ以上の入射ビームを前記ファイバから選択したものに透過させるための照明セレクタが含まれる。すなわち、異なる数のファイバを選択し、異なる数の入射ビームを異なる入射角で試料に透過させ得る。照明装置には、入射ビームのスペックルノイズを緩和するための空間コヒーレンス緩和機構も含まれ得る。特定の実装では、照明装置には、スペックルノイズを緩和するためにファイバの一部分の長さを変更するためのファイバモジュレータが含まれ得る。他の実施形態では、照明瞳プロファイルは、プログラム可能開口を使って構成され得る。
【００６５】
前述の発明は理解を明確にする目的で幾分詳しく説明されてきたが、特定の変化および修正が付属の特許請求の範囲内で実施され得ることは明らかであろう。本発明のプロセス、システムおよび装置を実施するのには多くの代替方法があることを留意すべきである。たとえば、欠陥検知特性データは透過した、反射した、または組み合わせの出力ビームから取得され得る。したがって、本実施形態は、制限的ではなく、例示的と見なされるべきであり、本発明は、本明細書で提供される説明に制限されない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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