(57)【要約】【課題】電子ビーム検査中に試料を適応的に走査する装置及び方法を提供する。【解決手段】適応型電子ビーム走査システム１００は、試料の表面にわたって電子ビームを走査するように構成された検査サブシステム１０１を含む。検査サブシステム１０１は、電子ビーム源、試料ステージ、電子光学素子のセット、検出器アセンブリ及び検査サブシステムの１つ以上の部分に通信可能に結合されたコントローラ１０２を含む。コントローラ１０２は、検査試料の領域の１つ以上の部分の１つ以上の特性を評価し、評価された１つ以上の特性に応答して、検査サブシステムの１つ以上の走査パラメータを調整する。【選択図】図１
2018206779.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
システムであって、
検査サブシステムを含み、前記検査サブシステムは、
１つまたは複数の電子ビームを生成するように構成された電子ビーム源と、
試料を固定するように構成された試料ステージと、
前記試料上に前記１つまたは複数の電子ビームを向けるように構成された電子光学素子のセットと、
少なくとも電子コレクタを含む検出器アセンブリであって、前記試料の表面からの電子を検出するように構成された検出器アセンブリと、
を含み、
前記システムは、更に
前記検査サブシステムの１つ以上の部分に通信可能に結合されたコントローラを含み、前記コントローラは、プログラム指令を実行するように構成された１つまたは複数のプロセッサを含み、前記プログラム指令が、前記１つまたは複数のプロセッサに
検査領域の１つ以上の部分の１つ以上の評価された特性に応答して、前記検査サブシステムの１つ以上のパラメータを調整させ、
前記１つ以上のパラメータは、ビーム走査範囲とステージ速度と画素データレートの３つのパラメータであり、前記ビーム走査範囲のパラメータを調整して前記ビーム走査範囲を増大させ、前記ステージ速度及び前記画素データレートを維持することにより電子ビームの走査方向に沿って１つ以上の画素を伸長するか、あるいは、前記ステージ速度のパラメータを調整して前記ステージ速度を増加させ、ビーム走査範囲と画素データレートを維持することにより電子ビームの走査方向と直交する方向に沿って１つ以上の画素を伸長する、システム。
【請求項２】
前記検査サブシステムが、１つ以上のウェーハの表面を検査するように構成されている、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記電子ビーム源は、１つ以上の電子銃を含む、請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記試料ステージは、リニア試料ステージと回転試料ステージとの少なくともいずれかを備える、請求項１記載のシステム。
【請求項５】
検査領域の１つ以上の部分の前記１つ以上の評価された特性は、前記検査領域の前記１つ以上の部分内の１つ以上のパターンの複雑さの指標を含む、請求項１記載のシステム。
【請求項６】
検査領域の１つ以上の部分の前記１つ以上の評価された特性は、前記検査領域の前記１つ以上の部分内の１つ以上のパターンの構造的特性を含む、請求項１記載のシステム。
【請求項７】
検査領域の１つ以上の部分の前記１つ以上の評価された特性は、前記検査領域の前記１つ以上の部分内の欠陥密度を含む、請求項１記載のシステム。
【請求項８】
検査領域の１つ以上の部分の前記１つ以上の評価された特性は、前記検査領域の前記１つ以上の部分内の欠陥サイズを含む、請求項１記載のシステム。
【請求項９】
検査領域の１つ以上の部分の前記１つ以上の評価された特性は、前記検査領域の前記１つ以上の部分内の欠陥タイプを含む、請求項１記載のシステム。
【請求項１０】
前記コントローラは、検査レシピのセットアップの間、検査領域の１つ以上の部分の前記１つ以上の特性を評価するように構成される、請求項１記載のシステム。
【請求項１１】
前記コントローラは、検査前のセットアップ検査実行中に、検査領域の１つ以上の部分の前記１つ以上の特性を評価するように構成される、請求項１記載のシステム。
【請求項１２】
前記コントローラは、検査実行時間中に検査領域の１つ以上の部分の前記１つ以上の特性を評価するように構成される、請求項１記載のシステム。
【請求項１３】
前記コントローラは、電子源に通信可能に結合され、１つ以上の電子源パラメータを制御するように構成される、請求項１記載のシステム。
【請求項１４】
前記コントローラは、前記試料ステージに通信可能に結合され、前記試料ステージ上に配置された前記試料の１つ以上のステージパラメータを制御するように構成される、請求項１記載のシステム。
【請求項１５】
前記コントローラは、電子光学素子の前記セットの１つ以上の電子光学素子に通信可能に結合され、１つ以上の電子光学パラメータを制御するように構成される、請求項１記載のシステム。
【請求項１６】
電子光学素子の前記セットは、前記試料の前記表面上に前記１つまたは複数の電子ビームをフォーカスする１つ以上の電子光学レンズを含む、請求項１記載のシステム。
【請求項１７】
前記コントローラは、電子光学素子の前記セットの前記１つ以上の電子光学レンズに通信可能に結合され、１つ以上の電子光学フォーカスパラメータを制御するように構成される、請求項１６記載のシステム。
【請求項１８】
電子光学素子の前記セットは、前記１つまたは複数の電子ビームを前記試料の前記表面にわたって走査するように構成される1つ以上の電子ビーム走査素子を備える、請求項１記載のシステム。
【請求項１９】
前記コントローラは、前記１つ以上の電子ビーム走査素子に通信可能に結合し、前記電子ビーム走査素子によって1つ以上の電子ビーム走査パラメータを制御するように構成されている、請求項１８記載のシステム。
【請求項２０】
前記コントローラは、前記検出器アセンブリの一部に通信可能に結合している、請求項１記載のシステム。
【請求項２１】
前記コントローラは、前記検出器アセンブリの前記電子コレクタに通信可能に結合し、１つ以上の画像形成パラメータを制御するように構成されている、請求項２０記載のシステム。
【請求項２２】
前記コントローラは、前記検出器アセンブリに通信可能に結合し、前記検出器アセンブリの少なくとも１つのデジタル化をするパラメータを制御するように構成されている、請求項１記載のシステム。
【請求項２３】
前記検出器アセンブリは、発光素子及び光電子増倍管を更に含む、請求項１記載のシステム。
【請求項２４】
前記検出器アセンブリは、光検出器を更に含む、請求項２３記載のシステム。
【請求項２５】
前記コントローラは、選択された方向に沿って１つ以上の画素を伸長するように構成されている、請求項１記載のシステム。
【請求項２６】
方法であって、
１つまたは複数の電子ビームを試料の表面に向ける工程と、
検査領域の１つ以上の部分の１つ以上の特性を評価する工程と、
前記検査領域の前記１つ以上の部分の前記１つ以上の評価された特性に基づいて、前記試料の前記表面に向けられた前記１つまたは複数の電子ビームに関連する１つ以上のパラメータのリアルタイム調整を実行する工程と、を備え、前記１つ以上のパラメータは、ビーム走査範囲とステージ速度と画素データレートの３つのパラメータであり、前記ビーム走査範囲のパラメータを調整して前記ビーム走査範囲を増大させ、前記ステージ速度及び前記画素データレートを維持することにより電子ビームの走査方向に沿って１つ以上の画素を伸長するか、あるいは、前記ステージ速度のパラメータを調整して前記ステージ速度を増加させ、ビーム走査範囲と画素データレートを維持することにより電子ビームの走査方向と直交する方向に沿って１つ以上の画素を伸長する、方法。
【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、以下のリストされた出願（「関連出願」）に関連し、それらの最も先の利用可能な有効出願日の利益を主張する（例えば、仮特許出願以外の利用可能な最先の優先日を主張し、又は米国特許法第１１９条（ｅ）の下で関連出願の任意の及び全ての親出願、親の親出願、親の親の親出願等の仮特許出願に基づく利益を主張する）。
関連出願
ＵＳＰＴＯ超法的要件の目的のために、本出願は、Ｇａｒｙ  Ｆａｎ，  Ｄａｖｉｄ  Ｃｈｅｎ，  Ｖｉｖｅｋａｎａｎｄ  Ｋｉｎｉ  ａｎｄ  Ｈｏｎｇ  Ｘｉａｏを発明者とし、２０１３年４月２７日に出願された「ＭＥＴＨＯＤＳ  ＯＦ  ＩＭＰＲＯＶＩＮＧ  ＴＨＲＯＵＧＨＯＵＴ  ＡＮＤ  ＳＥＮＳＩＴＩＶＩＴＹ  ＯＦ  Ｅ−ＢＥＡＭ  ＩＮＳＰＥＣＴＩＯＮ  ＳＹＳＴＥＭ」と題する、米国仮特許出願第６１／８１６，７２０号の通常の（非仮）特許出願を構成する。
【０００２】
本発明は、電子ビーム試料検査に関する。
【背景技術】
【０００３】
一般に、電子ビーム試料検査が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第４９１８３５８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明では、電子ビーム検査中に試料を適応的に走査する装置及び方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
電子ビーム検査中に試料を適応的に走査するシステムが開示される。例示的な一実施形態では、システムは試料の表面にわたって電子ビームを走査するように構成された検査サブシステムを含み、検査サブシステムは、電子ビームを生成するように構成された電子ビーム源と、試料を固定するように構成された試料ステージと、試料上に電子ビームを向けるように構成された電子光学素子のセットと、少なくとも電子コレクタを含む検出器アセンブリと、を含み、検出器は試料の表面から電子を検出するように構成されている。検査サブシステムは更に、検査サブシステムの１つ以上の部分に通信可能に結合されたコントローラを含み、コントローラは１つ以上のプロセッサに、検査領域の１つ以上の部分の１つ以上の特性を評価させる、及び前記評価された１つ以上の特性に応答して前記検査サブシステムの１つ以上の走査パラメータを調整させる、ように構成されたプログラム命令を実行するように構成された１つ以上のプロセッサを含むが、これらに限定されない。
【０００７】
電子ビーム検査中に試料を適応的に走査する方法が開示される。例示的な一実施形態では、方法は、試料の表面にわたって電子ビームを走査することと、検査領域の１つ以上の部分の１つ以上の特性を評価することと、検査領域の１つ以上部分の１つ以上の評価された特性に基づいて、試料の表面を横切る電子ビームの走査に関連する１つ以上の電子ビームの走査パラメータのインライン調整を実行すること、を含むが、これらに限定されない。
【０００８】
前述の一般的説明及び以下の詳細な説明の両方は例示及び説明のみであり、特許請求の範囲に記載される本発明を必ずしも限定するものではないことを理解すべきである。本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付の図面は、一般的な説明と共に、本発明の実施形態を例示し、本発明の原理を説明するのに役立つ。
【０００９】
本開示の多くの利点は、添付の図面を参照することにより当業者によってよりよく理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る、電子ビーム検査中に試料を適応的に走査するためのシステムの抽象的な概略図である。
【図２Ａ】本発明の実施形態に係る、適応型電子ビーム走査シナリオの一連の概念図である。
【図２Ｂ】本発明の実施形態に係る、適応型電子ビーム走査シナリオの一連の概念図である。
【図２Ｃ】本発明の実施形態に係る、適応型電子ビーム走査シナリオの一連の概念図である。
【図２Ｄ】本発明の実施形態に係る、適応型電子ビーム走査シナリオの一連の概念図である。
【図２Ｅ】本発明の実施形態に係る、適応型電子ビーム走査シナリオの一連の概念図である。
【図３Ａ】本発明の実施形態に係る、選択された方向に沿った画素の伸長を伴う適応型電子ビーム走査シナリオの一連の概念図である。
【図３Ｂ】本発明の実施形態に係る、選択された方向に沿った画素の伸長を伴う適応型電子ビーム走査シナリオの一連の概念図である。
【図４Ａ】本発明の実施形態に係る、選択された方向に沿った画素の伸長を伴う適応型電子ビーム走査シナリオの一連の概念図である。
【図４Ｂ】本発明の実施形態に係る、選択された方向に沿った画素の伸長を伴う適応型電子ビーム走査シナリオの一連の概念図である。
【図５Ａ】本発明の実施形態に係る、選択された方向に沿った画素の伸長を伴う適応型電子ビーム走査シナリオの一連の概念図である。
【図５Ｂ】本発明の実施形態に係る、選択された方向に沿った画素の伸長を伴う適応型電子ビーム走査シナリオの一連の概念図である。
【図５Ｃ】本発明の実施形態に係る、選択された方向に沿った画素の伸長を伴う適応型電子ビーム走査シナリオの一連の概念図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る、電子ビーム検査中に試料を適応的に走査する方法を示すプロセスフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
開示され、添付の図面に図示される主題は詳細に説明される。
【００１２】
図１〜６を全体に参照して、電子ビーム検査中に試料を適応的に走査する方法及びシステムは、本開示に従って記載される。本開示の実施形態は、電子ビーム検査中に半導体ウェーハ等の試料の適応型走査を対象とする。いくつかの実施形態では、所定の走査シナリオに関連する1つ以上の走査パラメータは、1つ以上の走査機能を改善するために、インラインで調整することができる。他の実施形態では、走査パラメータのインライン調整は、被検査試料の領域又はサブ領域の１つ以上の評価される特性に応答して実行されることができる。これらの特性は、パターン密度、パターンの複雑さ、優勢な配向構造、欠陥のサイズ、欠陥密度、欠陥の深さ、及び欠陥の種類を含んでいてもよいが、これらに限定されない。さらなる実施形態では、特性の評価は、検査レシピのセットアップ中に、検査前のセットアップ中に、又は検査実行中に、実行される場合がある。１つ以上の走査パラメータのインライン調節は、検査速度の改善、検査感度の改善、１回の検査における複数の種類の欠陥の検出、誤り率の低減、疑似欠陥率の低減、試料等への電子線量の低減につなげることができる。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態に係る電子ビーム検査中に試料を適応的に走査するシステム１００を示す。一実施形態では、システム１００は検査サブシステム１０１を含む。一実施形態では、検査サブシステム１０１は、試料１０６の選択された領域にわたって電子ビーム１０４を走査するのに適した電子ビームに基づく検査サブシステム１０１である。一実施形態では、試料１０６はウェーハ（例えば、半導体ウェーハ）を含むが、これらに限定されない。別の実施形態では、検査サブシステムの１つ以上の部分は、電子ビーム１０４が試料１０６を適応的に走査するために選択的に制御可能である。一実施形態では、検査サブシステム１０１の１つ以上の部分、又は構成要素は、独立して、又は１つ以上の他の構成要素と共に、選択的に制御することができ、検査試料１０６の領域（又はサブ領域）の１つ以上の特性に基づいて、検査サブシステム１０１の１つ以上の走査パラメータをインラインで変化させる。例えば、検査サブシステム１０１の１つ以上の調整可能な走査パラメータは、１つ以上の電子源パラメータ（例えば、ビーム電流）を含むが、これらに限定されない。別の例として、検査サブシステム１０１の１つ以上の調整可能な走査パラメータは、１つ以上のステージパラメータ（例えば、ステージ走査速度又は試料バイアス電圧）を含むが、これらに限定されない。別の例として、検査サブシステム１０１の１つ以上の調整可能な走査パラメータは、例えば、１つ以上の電子光学フォーカスパラメータ又は１つ以上の電子ビーム走査パラメータ（例えば、走査パターン、走査線密度、走査線間隔、電子ビーム走査速度、走査範囲又は走査視野）等の１つ以上の電子光学パラメータを含むが、これらに限定されない。別の例として、検査サブシステム１０１の１つ以上の調整可能な走査パラメータは、１つ以上の画像形成パラメータ（例えば、引き出し電圧、二次電子又は電子入射エネルギーの引き出し電界強度）を含むが、これらに限定されない。別の例として、検査サブシステム１０１の１つ以上の調整可能な走査パラメータは、１つ以上のデジタル化パラメータ（例えば、デジタル化又は画素データレート）を含むが、これらに限定されない。
【００１４】
別の実施形態では、走査パラメータの調整の基礎となる試料の領域（又はサブ領域）の１つ以上の特性は、試料の１つ以上のパターンの複雑さを含む。さらに、本明細書に記載されるように、例えば、複雑さマーカー（例えば、ライン走査密度の変化）は、検査領域の様々なパターンの複雑さをランク付けするために実施される場合がある。別の実施形態では、領域（又はサブ領域）の１つ以上の特性は、試料の１つ以上のパターンの１つ以上の構造的特性を含む。別の実施形態では、領域（又はサブ領域）の１つ以上の特性は、試料の１つ以上の欠陥の特徴を含む。例えば、領域（又はサブ領域）の１つ以上の特性は、検査領域の１つ以上の部分内の欠陥密度を含んでもよいが、これらに限定されない。別の例として、領域（又はサブ領域）の１つ以上の特性は、検査領域の１つ以上の部分内の欠陥サイズを含んでもよいが、これらに限定されない。別の例として、領域（又はサブ領域）の１つ以上の特性は、検査領域の１つ以上の部分内の欠陥タイプを含んでもよいが、これらに限定されない。
【００１５】
これは、検査サブシステム１０１は、当該技術分野で公知の任意の走査モードで動作することができることが本明細書に記載されている。例えば、検査サブシステム１０１は、試料１０６の表面にわたって電子ビーム１０４を走査する際に、スワスモードで動作することができる。この点において、試料が移動する間、検査サブシステム１０１は、試料移動方向に対して名目上直交する走査方向で、試料１０６にわたって電子ビーム１０４を走査することができる。別の例として、試料１０６の表面にわたって電子ビーム１０４を走査する場合、検査サブシステム１０１は、ステップ及びスキャンモードで動作することができる。この点において、検査サブシステム１０１は、ビーム１０４が走査されている時、名目上静止している試料１０６にわたって電子ビーム１０４を走査することができる。
【００１６】
別の実施形態では、システム１００は、コントローラ１０２を含む。一実施形態では、コントローラ１０２は検査サブシステム１０１の１つ以上の部分と通信可能に結合されている。一実施形態では、コントローラ１０２は、検査領域の１つ以上の部分の１つ以上の特性を評価するように構成されている。一実施形態では、コントローラ１０２は、検査レシピのセットアップ中に、検査前のセットアップ中に又は検査実行中に１つ以上の特性を評価することができる。別の実施形態では、コントローラ１０２は、評価された１つ以上の特性に応答して、検査サブシステムの１つ以上の走査パラメータを調整するように構成されている。
【００１７】
一実施形態では、コントローラ１０２は試料１０６の領域（又はサブ領域）の１つ以上の特性を評価、又は測定することができる。一実施形態では、コントローラ１０２は、試料１０６の１つ以上のパターンの複雑さ、又は複雑さのマーカー若しくは指標を評価することができる。別の実施形態では、コントローラ１０２は、試料１０６の１つ以上のパターンの１つ以上の構造的特性を評価することができる。別の実施形態では、コントローラ１０２は、試料１０６の１つ以上の欠陥の特性を評価することができる。例えば、コントローラ１０２は、検査領域の１つ以上の部分内の欠陥密度を評価、又は測定することができる。別の例として、コントローラ１０２は、検査領域の１つ以上の部分内の欠陥の大きさを評価、又は測定することができる。別の例として、コントローラ１０２は、検査領域の１つ以上の部分内の欠陥の種類を評価、又は測定することができる。
【００１８】
一実施形態では、コントローラ１０２は、１つ以上の電子源パラメータ（例えば、ビーム電流）を調整することができる。別の実施形態では、コントローラ１０２は、１つ以上のステージパラメータ（例えば、ステージ走査速度又は試料バイアス電圧）を調整することができる。別の実施形態では、コントローラ１０２は、１つ以上の電子光学フォーカスパラメータ（例えば、焦点）等の電子光学パラメータ又は１つ以上の電子ビーム走査パラメータ（例えば、走査パターン、走査線密度、走査線の間隔、電子ビームの走査速度、走査範囲又は走査視野）を調整することができる。別の実施形態では、コントローラ１０２は、１つ以上の画像形成パラメータ（例えば、引き出し電圧、二次電子又は電子入射エネルギーの引き出し電界強度）を調整することができる。例えば、コントローラ１０２は、各サブ領域の欠陥信号を増強するために、又は各サブ領域の検出したい欠陥をより容易に検出可能にするために、１つのサブ領域から別のサブ領域へ電子ビームの入射エネルギーを変えることができる。別の例として、コントローラ１０２は、各サブ領域の欠陥信号を増強するために、又は各サブ領域の検出したい欠陥をより容易に検出可能にするために、１つのサブ領域から別のサブ領域へイメージング電子を制御しながら、引き出し電界又は電圧を変えることができる。別の実施形態では、コントローラ１０２は、１つ以上のデジタル化パラメータ（例えば、デジタル化又は画素データレート）を調整することができる。
【００１９】
一実施形態では、検査サブシステム１０１は、１つ以上の電子ビーム１０４を生成する電子ビーム源１２０を含む。電子ビーム源１２０は、当該技術分野で公知の任意の電子源を含むことができる。例えば、電子ビーム源１２０は１つ以上の電子銃を含むことができるが、これらに限定されない。一実施形態では、コントローラ１０２は、電子源１２０に通信可能に結合されている。別の実施形態では、コントローラ１０２は、制御信号を介して電子源１２０に対して１つ以上の電子源のパラメータを調整することができる。別の実施形態では、コントローラ１０２は、検査試料の領域の１つ以上の評価された特性に応答して、１つ以上の１つ以上の電子源パラメータを調整することができる。例えば、コントローラ１０２は、送信される制御信号を介して源１２０によって放出された電子ビーム１０４に対するビーム電流を変えて、電子ビーム源１２０の回路を制御することができる。
【００２０】
別の実施形態では、試料１０６は走査中、試料１０６を固定するのに適した試料ステージ１０８上に配置されている。別の実施形態では、試料ステージ１０８は作動可能ステージである。例えば、試料ステージ１０８は、１つ以上の直線方向（例えば、ｘ方向、ｙ方向及び／又はｚ方向）に沿って試料１０６を選択的に移動するのに適切な１つ以上の移動ステージを含むが、これらに限定されない。別の例として、試料ステージ１０８は、回転方向に沿って試料１０６を選択的に回転させるのに適した１つ以上の回転ステージを含むが、これらに限定されない。別の例として、試料ステージ１０８は、選択的に直線方向に沿って試料を移動させる及び／又は回転方向に沿って試料１０６を回転させるのに適切な移動ステージと回転ステージを含むが、これらに限定されない。
【００２１】
一実施形態では、コントローラ１０２は試料ステージ１０８に通信可能に結合されている。別の実施形態では、コントローラ１０２は試料台１０８に送信される制御信号を介して１つ以上のステージパラメータを調整することができる。別の実施形態では、コントローラ１０２は、検査試料の領域の１つ以上の評価された特性に応答して、１つ以上の１つ以上のステージパラメータを調整することができる。例えば、コントローラ１０２は送信される制御信号を介して試料走査速度を変え、試料ステージ１０８の回路を制御することができる。例えば、コントローラ１０２は、試料１０６が電子ビーム１０４に対して直線的に移動される（例えば、ｘ方向又はｙ方向）速度を変えることができる。
【００２２】
別の実施形態では、検査サブシステム１０１は、電子光学素子１０３のセットを含む。電子光学系のセットは、電子ビーム１０４を試料１０６の選択された部分上に集束する及び／又は導くのに適した、当該技術分野で公知の任意の電子光学素子を含むことができる。一実施形態では、電子光学素子のセットは、１つ以上の電子光学レンズを含む。例えば、電子光学レンズは、電子ビーム源から電子を集める１つ以上のコンデンサレンズ１１２を含むが、これらに限定されない。別の例として、電子光学レンズは、試料１０６の選択された領域上に電子ビームを集束する１つ以上の対物レンズ１１４を含むが、これらに限定されない。
【００２３】
別の実施形態では、電子光学素子のセットは、１つ以上の電子ビーム走査素子を含む。例えば、１つ以上の電子ビーム走査素子１１１は、試料１０６の表面に対してビームの位置を制御するのに適した１つ以上の走査コイル又は偏向器を含むが、これらに限定されない。この点において、１つ以上の走査素子１１１は、選択されたパターンで、サンプル１０６にわたって電子ビーム１０４を走査するのに利用されることができる。
【００２４】
一実施形態では、コントローラ１０２は電子光学素子１０３のセットに通信可能に結合されている。別の実施形態では、コントローラ１０２は電子光学素子１０３の１つ以上のセットに送信される制御信号を介して１つ以上の電子光学パラメータを調整することができる。別の実施形態では、制御部１０２は検査試料の領域の１つ以上の評価された特性に応答して、１つ以上の電子光学パラメータを調整することができる。
【００２５】
一実施形態では、コントローラ１０２は、電子光学素子セット１０３の１つ以上の電子光学レンズ１１２、１１４に通信可能に結合され、１つ以上の電子光学フォーカスパラメータ（例えば、電子光学フォーカス）を制御するように構成されている。例えば、コントローラ１０２は、電子光学レンズ１１２又は１１４に送信される制御信号を介して電子ビーム１０４の焦点を変えることができる。別の実施形態では、コントローラ１０２は、電子光学素子１０３のセットの１つ以上の電子ビーム走査素子１１１に通信可能に結合され、１つ以上の電子ビーム走査パラメータを制御するように構成されている。例えば、コントローラ１０２は、電子ビーム走査素子１１１に送信される１つ以上の制御信号を介して電子ビーム走査速度、走査範囲、走査視野、走査線密度又は走査線間隔を変えることができる。
【００２６】
別の実施形態では、検査サブシステムは検出器アセンブリ１１８を含む。別の実施形態では、コントローラ１０２は、検出器アセンブリ１１８の１つ以上の部分に送信される制御信号を介して１つ以上のデジタル化パラメータを調整することができる。別の実施形態では、コントローラ１０２は、検査試料の領域の１つ以上の評価された特性に応答して、１つ以上のデジタル化パラメータを調整することができる。
【００２７】
一実施形態では、検出器アセンブリ１１８は、電子コレクタ１１７（例えば、二次電子コレクタ）を含む。別の実施形態では、検出器アセンブリ１１８は、試料表面からの電子（例えば、二次電子）を検出するための検出器１１９（例えば、発光素子及びＰＭＴ検出器１１９）を含む。別の実施形態では、コントローラ１０２は電子コレクタ１１７に通信可能に結合されている。一実施形態では、コントローラ１０２はコレクタ１１７に送信される制御信号を介して１つ以上の画像形成パラメータを調整することができる。一実施形態では、コントローラ１０２は二次電子の引き出し電圧又は引き出し電界強度を調整することができる。例えば、コントローラ１０２は、各サブ領域の欠陥信号を増強するために、又は各サブ領域の検出したい欠陥をより検出し易くするために、電子ビームの入射エネルギーを１つのサブ領域から別のサブ領域へ変えることができる。別の実施形態では、コントローラ１０２は、試料１０６上への電子入射エネルギーを調整することができる。例えば、コントローラ１０２は、各サブ領域の欠陥信号を増強するために、又は各サブ領域内の検出したい欠陥をより容易に検出可能にするために、1つのサブ領域から別のサブ領域へイメージング電子を制御しながら引き出し電界又は電圧を変えることができる。別の実施形態では、コントローラ１０２は試料のバイアス電圧を調整することができる。
【００２８】
前述の説明は、二次電子の収集と関連して検出器アセンブリ１１８に焦点を当てているが、これは本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。検出器アセンブリ１１８は、電子ビーム１０４を用いて試料表面又はバルクを特徴付けるための当該分野で公知の任意のデバイス又はデバイスの組み合わせを含むことができることが本明細書において認識される。例えば、検出器アセンブリ１１８は、後方散乱電子、オージェ電子、透過電子又は光子（例えば、入射電子に応答して表面によって放出されるＸ線）を収集するように構成された当該技術分野で公知の任意の粒子検出器を含むことができる。
【００２９】
別の実施形態では、コントローラ１０２は、検出器アセンブリ１１８の検出器１１９に通信可能に結合されている。一実施形態では、コントローラ１０２は、検出器１１９に送信される制御信号を介して１つ以上のデジタル化パラメータを調整することができる。例えば、コントローラ１０２は、検出器１１９に送信される制御信号を介して検出器１１９のデジタル化又は画素データレートを調整することができる。
【００３０】
別の実施形態では、検出器アセンブリ１１８の検出器は、光検出器を含む。例えば、検出器１１９のＰＭＴ検出器のアノードは、アノードによって吸収されたＰＭＴ検出器のカスケード接続された電子によって励起され、続いて発光する蛍光体アノードから構成されてもよい。順に、光検出器は、試料１０６を画像化するために蛍光体アノードによって放出された光を収集することができる。光検出器は、ＣＣＤ検出器又はＣＣＤ−ＴＤＩ検出器等の、当該分野で公知の任意の光検出器を含むことができるが、これらに限定されない。
【００３１】
図２Ａ〜２Ｅは、本開示によるシステム１００及び／又は方法６００の実施の一連の概念図を示す。図２Ａ及び２Ｂは本発明の１つ以上の実施形態による、試料１０６の局所パターンの複雑さに応じた走査線密度の変化を示す。一実施形態では、２０２及び２０４によって示されるように、システム１００は均等間隔の走査パターンを利用することができる。図２Ａに示されるように、繰り返す試料パターン２００の間の領域が対象ではない場合には、システム１００は走査実行時にこれらの中間領域をスキップすることができる。この構成の走査画像は、２０６に示されている。図２Ｂに示されるように、パターン２００の間の領域が対象であるが、パターン２００の間によりまばらなサンプリングが可能な要因が存在する場合、システム１００は、これらの領域を走査する時、修正された走査パターン２０４を適用することができる。例えば、これらの領域における欠陥のサイズがより大きいことが予想される場合、２０４に示されるような修正された走査パターンが実行される場合がある。この構成の走査画像は、２０８に示されている。
【００３２】
図２Ｃ及び２Ｄは、本発明の１つ以上の実施形態による、試料１０６のパターンの複雑さに応じた走査線密度の変化を示している。一実施形態では、２１２及び２１４に示されるように、システム１００は間隔可変の走査パターンを利用することができる。図２Ｃに示されるように、繰り返し試料パターン２１０の間の領域が対象ではない場合には、システム１００は走査実行時にこれらの中間領域をスキップすることができる。この構成の走査画像は、２１６に示されている。図２Ｄに示されるように、パターン２１０の間の領域が対象であるが、パターン２１０の間によりまばらなサンプリングが可能な要因が存在する場合、システム１００は、これらの領域を走査する時、修正された走査パターン２１４を適用することができる。例えば、これらの領域における欠陥のサイズがより大きいと予想される場合、２１４に示されるような修正された走査パターンが実行される場合がある。この構成の走査画像は、２１８に示されている。
【００３３】
図２Ｅは、本発明の１つ以上の実施形態による、システム１００及び／又は方法６００によって実施される走査パターン及び／又はイメージングパラメータの変化を示す。一実施形態では、システム１００によって変化させられる走査パターン及び／又はイメージングパラメータは、試料上への電子入射エネルギー、イメージング電子のための引き出し電界等を含んでもよいが、これらに限定されない。別の実施形態では、欠陥信号レベルを増強するために、又はそうでなければ、各サブ地域の１つ以上の検出したい欠陥をより容易に検出可能にするために、走査パターン及び／又はイメージングパラメータは、システム１００によって変化させられることができる。その結果、領域固有の検出したい欠陥の異なるタイプは、同じ検査中にコントラストが強調され、収集されることができる。例えば、図２Ｅの２２０は反復パターン２２０を示し、それぞれは、各領域が異なる欠陥タイプを持つ２つ以上の領域を含むことができる。走査パターン２２２は、このような繰り返しパターンを走査するのに利用されることができ、イメージングパラメータは、１つの検査の異なる領域において２つ以上の欠陥タイプを検出する目的のために必要に応じて変更される。画像２２４は、システム１００で撮影された結果の画像を示し、その画像は領域固有のコントラスト強調を示している。
【００３４】
図３Ａ〜３Ｂは、本開示によるシステム１００及び／又は方法６００で実施される画素の伸長の一連の概念図を示す。一実施形態では、コントローラ１０２は、選択された方向に沿って１つ以上の画素を伸長することができる。
【００３５】
一実施形態では、図３Ａの画像３００及び３０２に示されるように、コントローラ１０２は、選択された係数Ｅ（例えば、Ｅ＝１〜１０）でビーム走査範囲を増大させ、並びにステージ速度及び画素データレートを維持することにより、電子ビームの走査方向に沿って１つ以上の画素を伸長することができる。ただし、画像３０２に示されるように、この伸びは、結果として長方形の画素になる。別の実施形態では、コントローラ１０２は、選択係数Ｅで走査電圧を増加させることにより、電子ビームの走査方向に沿って１つ以上の画素を伸長することができる。
【００３６】
特定の試料の層形状の場合、前述のアプローチは、検査感度を著しく損なうことなく検査を大幅にスピードアップできることが本明細書に記載されている。この点で、効果的な長方形のビーム形状を達成することができる。更に、画像３０２に示すように、ビーム走査方向が１つ以上の構造体のラインに沿っている場合、信号対雑音比はビーム形状が画素形状に一致するにつれて改善される。画像３０４及び３０６に示すように、ビーム走査方向が垂直（又は一般に非平行）である場合に、著しいアンダーサンプリングとなる。
【００３７】
別の実施形態では、図３Ｂの画像３１０及び３１２に示されるように、コントローラ１０２は、選択された係数Ｅでステージ速度を増加させ、ビーム走査範囲とピクセルデータレートを維持することにより、電子ビームの走査方向と直交する方向に沿って１つ以上の画素を伸長することができる。この点に関して、画像３１０の正方形の画素は３１２に示すような長方形の画素になる。画像３１４及び３１６に示すように、ビーム走査方向が１つ以上の構造体のラインに沿っている場合では、著しいアンダーサンプリングとなる。
【００３８】
図４Ａ〜４Ｂは、本開示によるシステム１００及び／又は方法６００を利用する画素の伸長の一連の概念図を示している。以前の走査方法では効果的にサンプルのすべての領域を走査できるのではなく、致命的な欠陥を見逃すリスクがあることが本明細書に記載されている。更に、遅い走査方向における適応型走査機能を有する電子ビーム検査は、電圧コントラスト（ＶＣ）欠陥検査のために特に有用という訳ではない。
【００３９】
別の実施形態では、コントローラ１０２は、選択係数Ｅで走査電圧を増加させることにより、高速電子ビーム走査方向に沿って１つ以上の画素を伸長することができる。係数Ｅで走査電圧を増加させると、システム１００は係数Ｅに比例して電子の偏向を垂直に対して（電圧に比例しないで）増加させることできることが本明細書に記載されている。別の実施形態において、係数Ｅを非常に大きくすることにより（例えば、Ｅ＞１０）、スワス幅の画素数を小さくする（例えば、２５６ピクセル幅）ことができる。
【００４０】
このような能力は大幅なスループットを改善することが本明細書に記載されている。このようなアプローチは、直線導電線においてＶＣ欠陥を検出する際に特に有用であることが認識される。例えば、図４Ａの画像４０２に示すように、正方形の伸長されていない画素４０４が示されている。図４Ｂの画像４０６に示すように、伸長された画素４０８は、コントローラ１０２が選択係数Ｅで走査電圧を増加させることにより作成してもよい。図４Ｂに示された例では、係数はＥ＝７に応答している。一実施形態では、システム１００は、伸長係数Ｅで導電線に沿って高速走査を行うことができ、そしてシステム１００は導電線を通電し、電気的欠陥（例えば、断線、配線間のショート、及びグランドに対して導電性の開回路を生じる非オープンコンタクトプラグ）によって生じるＶＣ変化を捉えることができる。伸長係数Ｅの上記の値は限定されず、単に例示として解釈されるべきであることが本明細書に記載されている。例えば、伸長係数は１〜１０の範囲内、更には１０〜１００の範囲であることができる。
【００４１】
図５Ａ〜５Ｃは、本開示によるシステム１００及び／又は方法６００を利用する画素の伸長の一連の概念図を示す。図５Ａは、垂直方向の正方形画素走査で取込まれたＳＥＭ画像５０２の概念図を示している。図５Ｂの画像５０４はＥ＝７の伸長された画素の概念図を示している。図５Ｃは、Ｅ＝７の伸長された画素で撮影されたＳＥＭ像５０２の概念図を示している。
【００４２】
一実施形態では、コントローラ１０２は、１つ以上のプロセッサに本開示に記載される１つ以上のステップを実行させるのに適切なプログラム命令を実行するように構成された１つ以上のプロセッサ（図示せず）を含む。一実施形態では、コントローラ１０２の１つ以上のプロセッサは、コントローラ１０２の１つ以上のプロセッサに本開示を通して説明された様々なステップを実行させるように構成されたプログラム命令を含む、キャリア媒体（例えば、非一時的記憶媒体（即ち、メモリ媒体））と通信することができる。本開示全体を通して説明された様々なステップは、単一のコンピューティングシステム、又は、代わりに、複数のコンピューティングシステムによって実行されることができることを認識するべきである。コントローラ１０２は、パーソナルコンピュータシステム、メインフレームコンピュータシステム、ワークステーション、イメージコンピュータ、パラレルプロセッサ、又は当該技術分野で公知の任意の他のデバイスを含むことができるが、これらに限定されない。一般に、用語「コンピュータシステム」とは、メモリ媒体からの命令を実行する１つ以上のプロセッサを有する任意のデバイスを含むように、広く定義されることができる。更に、システム１００の異なるサブシステムは、上述したステップの少なくとも一部を実行するのに適したコンピュータシステム又は論理素子を含んでもよい。したがって、上記の説明は本発明を限定するものはなく、単に例示として解釈されるべきである。
【００４３】
コントローラ１０２は、検査サブシステム１０１の１つ以上の部分に当該技術分野で公知の任意の伝送媒体を介して通信可能に結合することができる。例えば、コントローラ１０２は、検査サブシステム１０１の１つ以上の部分に有線伝送リンク又は無線伝送リンクを介して通信可能に結合することができる。このように、伝送媒体はコントローラ１０２とシステム１００の他のサブシステムとの間のデータリンクとして機能することができる。
【００４４】
図１Ａに示されたシステム１００の実施形態は、本明細書に記載のように更に構成されてもよい。更に、システム１００は、本明細書に記載の方法の実施形態のいずれかの任意の他のステップを実行するように構成されてもよい。
【００４５】
図６は電子ビーム検査中に試料を適応的に走査する方法において実行されるステップを示すフロー図である。プロセスフロー６００のステップは、コントローラ１０２の１つ以上のプロセッサによって実行される予めプログラムされた命令により実行されることができる、と認識される。しかしながら、多様なシステム構成はプロセスフロー６００を実行できることが意図されるため、システム１００はプロセス６００上の制限として解釈されるべきではないことは、当業者によって認識されるべきである。
【００４６】
最初のステップ６０２では、試料の表面を横切る電子ビーム。例えば、図１Ａに示すように、電子ビーム１０４を、スワスモード検査手順又はステップ及びスキャンモードの検査手順に従って走査することができる。例えば、１つ以上の走査素子１１１及び／又はステージ１０８は、試料１０６の表面にわたるように選択されたパターンに沿って電子ビーム１０４を移動するために利用されることができる。
【００４７】
第２ステップ６０４では、検査領域（又はサブ領域）の１つ以上の部分の特性が評価される。例えば、コントローラ１０２は、検査領域（又はサブ領域）の１つ以上の部分の１つ以上の特性を評価する（又は決定若しくは測定する）。例えば、コントローラ１０２は、検出器アセンブリ１１８により取得された検査領域（又はサブ領域）に関連したパターンデータを分析することができる。別の例では、コントローラ１０２は、１つ以上の予想されるデバイスの特徴（例えば、繰り返し構造等）に基づいて予測されたパターンデータを分析することができる。
【００４８】
第３ステップ６０６では、試料表面にわたる電子ビームの走査に関連した１つ以上の走査パラメータのインライン調整は検査領域の１つ以上の部分の１つ以上の評価特性に基づいて行われる。例えば、コントローラ１０２は、検査領域の１つ以上の部分の１つ以上の評価特性に基づいて、試料表面にわたる電子ビームの走査に関連した１つ以上の走査パラメータのインライン調整を行うことができる。
【００４９】
本明細書に記載の全ての方法は、記憶媒体に方法の実施形態のうちの１つ以上のステップの結果を格納することを含むことができる。結果は、本明細書に記載の結果のいずれかを含むことができ、当該技術分野で公知の任意の方法で格納されることができる。記憶媒体は、本明細書に記載の任意の記憶媒体又は当該技術分野で公知の任意の他の適切な記憶媒体を含むことができる。結果が格納された後、結果は記憶媒体にアクセスされ、本明細書に記載の方法又はシステムの実施形態のいずれかにより使用され、ユーザに表示するようにフォーマットされ、別のソフトウェアモジュール、方法、又はシステム等によって使用されることができる。更に、結果は「永久的に」、「半永久的に」、一時的に、又は一定期間格納されることができる。例えば、記憶媒体は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）であってもよく、その結果は必ずしも記憶媒体に無期限に存続する訳ではない。
【００５０】
さらに、上述の方法の各実施形態は、本明細書に記載の任意の他の方法の任意の他のステップを含んでもよいと考えられる。また、上述の方法の各実施形態は、本明細書に記載されたシステムのいずれかによって実行されることができる。
【００５１】
当業者は、最先端技術はシステムの態様のハードウェア実装とソフトウェア実装との間にほとんど差がない点にまで進歩していることを認識するであろう。ハードウェア又はソフトウェアの使用は、通常（常にではないが、特定の状況においてハードウェアかソフトウェアかの選択が重要になることがある点で）、費用対効果の兼ね合いを表す設計上の選択である。当業者は、さまざな手段があり、その手段によって本明細書に記載のプロセス及び／又はシステム及び／又は他の技術（例えば、ハードウェア、ソフトウェア、及び／又はファームウェア）が達成され得ること、並びに好ましい手段はプロセス及び／又はシステム及び／又は他の技術が利用される状況によって変化すること、を理解するであろう。例えば、実行者が速度と精度が最重要であると決定する場合、実行者は主にハードウェア及び／又はファームウェアの手段を選択することがある。代替的に、柔軟性が重要である場合、実行者は主にソフトウェアの実行を選択する場合があり、又は、もう一度代わりに実行者はハードウェア、ソフトウェア、及び／又はファームウェアのある組み合わせを選ぶ場合がある。したがって、本明細書に記載のプロセス及び／又はデバイス及び／又は他の技術が達成され得るいくつかの可能な手段があり、利用される任意の手段は、手段が利用される状況、及びに実行者の特定の関心事（例えば、速度、柔軟性、又は予測可能性）、そのいずれも変化するかもしれない、とに依存して選択されるという点で、それらのいずれも本質的に他より優れていない。当業者は、実行の光学的態様は一般的に光学指向のハードウェア、ソフトウェア、及び又はファームウェアを用いることを認識するであろう。
【００５２】
当業者は、本明細書で明らかにされるようにデバイス及び／又はプロセスを記載すること、その後、エンジニアリングプラクティスを実践してこのように記載されたデバイス及び／又はプロセスをデータ処理システムに統合することは当該技術分野において一般的であることを認識するであろう。即ち、少なくとも本明細書に記載されるデバイス及び／又はプロセスの一部は、妥当な量の実験によってデータ処理システムに統合されることができる。当業者は、一般的なデータ処理システムは、通常、システムユニットハウジング、ビデオ表示装置、揮発性及び不揮発性メモリ等のメモリ、マイクロプロセッサやデジタル信号プロセッサ等のプロセッサ、オペレーティングシステム等の計算エンティティ、ドライバ、グラフィカルユーザインタフェース、及びアプリケーションプログラム、タッチパッド又はタッチスクリーン等の１つ以上のインタラクションデバイス、及び／又はフィードバックループ及び制御モータを含む制御システム（例えば、位置並びに／又は速度を感知するためのフィードバック、移動するための、並びに／又は構成要素及び／若しくは量を調整するための制御モータ）のうちの１つ以上を含むことを理解するであろう。一般的なデータ処理システムは、データコンピューティング／通信及び／又はネットワークコンピューティングシステム／通信システムに一般的に見られるような、任意の適切な市販の構成要素を利用して実施されることができる。
【００５３】
本開示及びそれに付随する利点の多くは、前述の説明によって理解されるであろう。そして、開示された主題から逸脱することなく、又はその材料の利点のすべてを犠牲にすることなく、様々な変更は構成要素の形状、構成及び配置においてなされ得ることは明らかであろう。記載された形態は単に説明であり、そのような変更を包含し、含むことは、以下の特許請求の範囲の意図するところである。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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