(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１．３７５ｍ２のサイズを有するディスプレイ製造用大面積基板を検査するための装置であって、
真空チャンバと、
真空チャンバ内に配置された基板支持体であって、
ディスプレイ製造用大面積基板を支持するように構成され、
第１の方向に沿った第１の受け入れ領域寸法を有する基板受け入れ領域を提供する基板支持体と、
基板支持体によって支持された基板を検査するための荷電粒子ビームを生成するように構成され、基板の一部の画像を生成するように構成され、１ｍｍ未満の視野を有する第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡であって、
対物レンズの減速電界レンズコンポーネントと、
第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡に隣接し、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡から第１の方向に沿って３０ｃｍ以上の距離を有する第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡とを含む撮像荷電粒子ビーム顕微鏡とを含む装置。
【請求項２】
真空発生装置と、
真空発生装置と真空チャンバとの間の接続部内に又は接続部に設けられた振動ダンパーとを含む、請求項１記載の装置。
【請求項３】
真空チャンバ内に又は真空チャンバに配置された１以上の補強バーを含み、補強バーは、真空チャンバを構造的に補強して振動を低減するように構成される、請求項１又は２のいずれか１項記載の装置。
【請求項４】
１以上の空気圧要素を含み、真空チャンバは、１以上の空気圧要素上に取り付けられる、請求項１〜３のいずれか１項記載の装置。
【請求項５】
真空チャンバを音響振動から遮蔽するように構成された音響シールドを含む、請求項１〜４のいずれか１項記載の装置。
【請求項６】
第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡と基板支持体との間の相対位置に影響を及ぼす振動を測定するように構成された振動センサを含む、請求項１〜５のいずれか１項記載の装置。
【請求項７】
真空チャンバは、炭素鋼及び鉱物鋳造物からなる群から選択される少なくとも１つの材料で作られているか、又は炭素鋼及び鉱物鋳造物からなる群から選択される少なくとも１つの材料の補強構造を有している、請求項１〜６のいずれか１項記載の装置。
【請求項８】
第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡は、第１の受け入れ領域寸法の３０％〜７０％の第１の方向に沿った第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡からの距離を有している、請求項１〜７のいずれか１項記載の装置。
【請求項９】
真空チャンバは、第１の方向に沿った第１の受け入れ領域寸法の１５０％〜１８０％の第１の方向に沿った第１の内側寸法を有する、請求項１〜８のいずれか１項記載の装置。
【請求項１０】
大面積基板から放出されたＸ線を分析するように構成されたＸ線検出器を含む、請求項１〜９のいずれか１項記載の装置。
【請求項１１】
荷電粒子ビームを傾斜させて、荷電粒子ビームが所定の傾斜ビーム入射角度の下、基板に衝突するように更に構成された、請求項１〜１０のいずれか１項記載の装置。
【請求項１２】
少なくとも第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡は、荷電粒子ビームが所定の傾斜ビーム入射角度の下、基板に衝突するように構成されている、請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
荷電粒子ビームを傾斜させて、荷電粒子ビームが所定の傾斜ビーム入射角度の下、基板に衝突するように更に構成された偏向ユニットを含む、請求項１１又は１２のいずれか１項記載の装置。
【請求項１４】
偏向ユニットは、プレレンズ偏向ユニットと、インレンズ偏向ユニットを含む、請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
大面積基板の化学組成を分析するように構成されたＸ線検出器を含む、請求項１〜１４のいずれか１項記載の装置。
【請求項１６】
少なくとも１．３７５ｍ２のサイズを有するディスプレイ製造用大面積基板を検査するための方法であって、
大面積基板を真空チャンバ内に提供する工程と、
第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡を用いて第１の荷電粒子ビームを生成する工程であって、第１の荷電粒子ビームは、第１のビーム位置で、２ｋｅＶ以下の入射エネルギーで基板に衝突し、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡は１ｍｍ未満の視野を有する工程と、
大面積基板の一部の画像を生成する工程と、
第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡に隣接する第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡で第２の荷電粒子ビームを生成する工程であって、
第２の荷電粒子ビームは、第２のビーム位置で、２ｋｅＶ以下の入射エネルギーで基板に衝突し、
第１のビーム位置は第２のビーム位置から第１の方向に沿って少なくとも３０ｃｍのビーム距離だけ離れている工程とを含む方法。
【請求項１７】
第１の方向に沿った第１の基板位置は、第１のビーム位置で結像され、第１の方向に沿った第２の基板位置は、第２のビーム位置で結像され、第１の方向に沿った第１の基板位置と第２の基板位置との間の距離は、第１の方向に沿った基板幅の４０％以上である、請求項１６記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【分野】
【０００１】
本開示は、基板を検査するための装置及び方法に関する。より詳細には、本明細書に記載の実施形態は、ディスプレイ製造用基板を検査するための装置及び方法に関し、更に詳細には、ディスプレイ製造用大面積基板を検査するための装置及び方法に関する。
【背景】
【０００２】
多くの用途において、基板の品質を監視するために基板を検査することが必要である。例えば、コーティング材料の層が堆積されたガラス基板が、ディスプレイ市場向けに製造される。欠陥は、例えば、基板の処理中（例えば、基板のコーティング中）に発生する可能性があるので、欠陥を再検討し、ディスプレイの品質を監視するための基板の検査が必要である。
【０００３】
ディスプレイは、しばしば、基板サイズが連続的に成長する大面積基板上に製造される。更に、ディスプレイ（例えば、ＴＦＴディスプレイ）は、継続的な改良を受ける。例えば、低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ）は、バックライトに対する低エネルギー消費及び改善された特性を実現することができる１つの開発である。
【０００４】
基板の検査は、例えば、光学系によって行うことができる。しかしながら、粒子サイズが光学的分解能を下回り、光学系に対して粒子を見えなくする可能性があるので、光学系を用いてＬＴＰＳの粒子構造、粒子サイズ、及び粒子エッジ部での粒子のトポグラフィを調べることは特に困難である。基板の小部分の検査はまた、表面エッチングと組み合わせて荷電粒子ビーム装置を用いて行われている。表面エッチングは、（例えば、結晶粒界の）コントラストを高めることができるが、ガラス基板を破壊することになるので、基板を全体として検査する代わりに、基板の小片が検査される。したがって、（例えば、基板の検査後の最終製品への粒子組織の影響を確認するために）基板の処理を継続することは不可能である。
【０００５】
したがって、例えば、大面積基板上のディスプレイの品質への高まる要求を考慮に入れると、大面積基板を検査するための改良された装置及び方法が必要とされている。
【概要】
【０００６】
一実施形態によれば、ディスプレイ製造用大面積基板を検査するための装置が提供される。本装置は、真空チャンバと、真空チャンバ内に配置され、ディスプレイ製造用大面積基板を支持するように構成された基板支持体と、基板支持体によって支持された基板を検査するための荷電粒子ビームを生成するように構成され、対物レンズの減速電解レンズコンポーネント（減速フィールドレンズコンポーネント）を含む第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡とを含む。
【０００７】
別の一実施形態によれば、基板（特に、ディスプレイ製造用大面積基板）を検査するための装置が提供される。本装置は、真空チャンバと、真空チャンバ内に配置された基板支持体であって、第１の方向に沿った第１の受け入れ領域寸法を有する基板受け入れ領域を提供する基板支持体と、第１の受け入れ領域寸法の３０％〜７０％の第１の方向に沿った距離を有する第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡及び第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡とを含む。
【０００８】
更なる一実施形態によれば、ディスプレイ製造用大面積基板を検査するための方法が提供される。本方法は、大面積基板を真空チャンバ内に提供する工程と、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡を用いて第１の荷電粒子ビームを生成する工程とを含み、第１の荷電粒子ビームは、２ｋｅＶ以下の入射エネルギーで基板に衝突する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
当業者に対する完全かつ可能な開示は、添付図面への参照を含む明細書の残りの部分でより詳細に説明される。
【図１】本明細書に記載の実施形態に係る、基板を検査するための装置の側面図を示す。
【図２】〜
【図３】本明細書に記載の実施形態に係る、基板を検査するための装置の上面図を示す。
【図４】振動を低減するためのコンポーネントを含む、本明細書に記載の実施形態に係る、基板を検査するための装置の側面図を示す。
【図５Ａ】本明細書に記載の実施形態に係る、撮像荷電粒子ビームの側面図を示す。
【図５Ｂ】〜
【図５Ｃ】本明細書に記載の実施形態に係る、撮像荷電粒子ビーム内で荷電粒子ビームを傾斜させる概略図を示す。
【図６ａ】〜
【図６ｂ】本明細書に記載の実施形態に係る、基板を検査する方法を示す。
【図７ａ】〜
【図７ｄ】本明細書に記載の実施形態に係る、真空チャンバ内の撮像荷電粒子ビームの異なる構成を示す。
【図８ａ】〜
【図８ｃ】本明細書に記載の実施形態に係る、基板を検査する方法を示す。
【図９ａ】〜
【図９ｃ】本明細書に記載の実施形態に係る、単一の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡を含む装置を使用して基板を検査する方法を示す。
【図１０】図６ａ〜図６ｂに関して説明したような方法を示すフローチャートを示す。
【詳細な説明】
【００１０】
ここで、様々な例示的な実施形態を詳細に参照し、その１以上の例を各図に示す。各例は、説明のために提供され、限定を意味するものではない。例えば、一実施形態の一部として図示又は説明されている構成は、他の実施形態で使用されてもよいし、他の実施形態と組み合わせて、更に別の実施形態を生み出すこともできる。その意図は、本開示がそのような変更及び変形を含むことである。
【００１１】
以下の図面の説明において、同じ参照番号は同じコンポーネント（部品）を指す。個々の実施形態に関する相違点のみが記載されている。図面に示された構造は、必ずしも縮尺どおりには示されておらず、むしろ実施形態のより良い理解に役立つ。
【００１２】
本明細書で使用される用語「基板」は、可撓性のない基板（例えば、ガラス基板又はガラス板）と可撓性のある基板（例えば、ウェブ又は箔）の両方を包含する。基板は、コーティングされた基板とすることができ、材料の１以上の薄い層が、（例えば、物理蒸着（ＰＶＤ）プロセス又は化学蒸着プロセス（ＣＶＤ）によって）基板上にコーティング又は堆積される。
【００１３】
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態によれば、本明細書に記載の実施形態は、大面積基板（特に、ディスプレイ市場用の大面積基板）に関する。
【００１４】
いくつかの実施形態によれば、大面積基板又はそれぞれの基板支持体は、少なくとも１．３７５ｍ２のサイズを有することができる。サイズは、約１．３７５ｍ２（１１００ｍｍ×１２５０ｍｍ−Ｇｅｎ５）〜約９ｍ２、より具体的には、約２ｍ２〜約９ｍ２又は更に最大１２ｍ２とすることができる。本明細書に記載の実施形態に係る構造、装置、及び方法が提供される基板又は基板受け入れ領域は、本明細書で説明されるような大面積基板とすることができる。例えば、大面積の基板又はキャリアは、約１．３７５ｍ２の基板（１．１ｍ×１．２５ｍ）に対応するＧＥＮ５、約４．３９ｍ２の基板（１．９５ｍ×２．２５ｍ）に対応するＧＥＮ７．５、約５．７ｍ２の基板（２．２ｍ×２．５ｍ）に対応するＧＥＮ８．５、又は更に約９ｍ２の基板（２．８８ｍ×３１３０ｍ）に対応するＧＥＮ１０とすることができる。更により大きな世代（例えば、ＧＥＮ１１及びＧＥＮ１２）及び対応する基板領域も同様に実施することができる。
【００１５】
現在のディスプレイ製造技術で製造され、処理される基板のサイズが大きいことから、基板全体を処理又は検査する、すなわち、ガラスを壊すことなく基板全体を処理又は検査することは、特に困難である。基板（例えば、大面積基板）のサイズが相変わらず増加しているので、基板を処理又は検査するためにより大きな真空チャンバが利用される。しかしながら、より大きな真空チャンバは、より小さいチャンバに比べて望ましくない振動に対してより敏感である。真空チャンバの振動又は複数の振動は、基板が、例えば検査されることができる分解能を制限する。特に、検査システムの分解能より低いサイズを有する基板欠陥は見えないままであり、したがって検出することができない。
【００１６】
図１は、本明細書に記載の実施形態に係る、基板を検査するための装置の側面図を示す。装置１００は、真空チャンバ１２０を含む。装置１００は、基板１６０を上で支持することができる基板支持体１１０を更に含む。装置１００は、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１３０を含む。更に、装置は、第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１４０を含むことができる。図１に示すされる例では、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１３０及び第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１４０は、基板支持体１１０の上方に配置される。
【００１７】
図１に更に示されるように、基板支持体１１０は、ｘ方向１５０に沿って延びている。図１の図の面内において、ｘ方向１５０は左右方向である。基板支持体１１０上には基板１６０が配置されている。基板支持体１１０はｘ方向１５０に沿って移動可能であり、真空チャンバ１２０内の基板１６０を第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１３０及び第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１４０に対して動かす。したがって、基板１６０の領域は、検査のために、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１３０の下又は第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１４０の下に位置決めすることができる。この領域は、検査対象物（例えば、被検査領域（例えば、基板上のコーティングされた層の中又は上に含まれる粒子又は欠陥を有する被検査領域））を含むことができる。基板支持体１１０はまた、後述するように、ｙ方向（図示せず）に沿って移動可能とすることができ、基板１６０はｙ方向に沿って移動できる。基板１６０を保持する基板支持体１１０を真空チャンバ１２０内で適切に動かすことによって、基板１６０の全範囲を真空チャンバ１２０の内側で検査することができる。
【００１８】
第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１３０は、ｘ方向１５０に沿って第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１４０から距離１３５だけ離れている。図１に示される実施形態では、距離１３５は、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１３０の中心と第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１４０の中心との間の距離である。特に、距離１３５は、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡によって画定された第１の光軸１３１と、第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１４０によって画定された第２の光軸１４１との間の、ｘ方向１５０に沿った距離である。第１の光軸１３１及び第２の光軸１４１は、ｚ方向１５１に沿って延びる。図１の図の面内において、ｚ方向１５１は、ｘ方向１５０に直交する上下方向である。第１の光軸１３１は、例えば、第１撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１３０の対物レンズによって画定することができる。同様に、第２の光軸１４１は、例えば、第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１４０の対物レンズによって画定することができる。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる更に別の実施形態によれば、距離１３５はまた、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１３０の中心と第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１４０の中心との間に画定することができる。撮像荷電粒子ビーム顕微鏡の中心は、撮像荷電粒子ビーム顕微鏡の光軸に実質的に対応することができる。
【００１９】
図１に更に示されるように、真空チャンバ１２０は、ｘ方向１５０に沿った内側幅１２１を有する。内側幅１２１は、真空チャンバ１２０の左側壁１２３から真空チャンバ１２０の右側壁１２２までｘ方向に沿って真空チャンバ１２０を横切ったときに得られる距離とすることができる。本開示の一態様は、例えば、ｘ方向１５０に対する装置１００の寸法に関する。実施形態によれば、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１３０と第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１４０との間のｘ方向１５０に沿った距離１３５は、少なくとも３０ｃｍ（例えば、少なくとも４０ｃｍ）とすることができる。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる更なる実施形態によれば、真空チャンバ１２０の内側幅１２１は、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１３０と第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１４０との間の距離１３５の２５０％〜４５０％の範囲内にあることができる。
【００２０】
したがって、本明細書に記載の実施形態は、互いに距離を置いて配置された２つの撮像荷電粒子ビーム顕微鏡を使用して、真空チャンバ内の基板（特に、大面積基板）を検査するための装置を提供する。基板は、真空チャンバ内で全体として処理される。特に、本明細書に記載の実施形態は、基板を破壊すること、又は基板の表面をエッチングすることを必要としない。したがって、欠陥の高分解能画像及び良好な粒界コントラストが、特に、大面積基板をインラインで測定することができる検査システムによって提供される。
【００２１】
基板を検査するための単一の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡を含む真空チャンバと比較して、２つの撮像荷電粒子ビーム顕微鏡を有することは、検査中に基板が移動する範囲が縮小されるという利点を提供する。したがって、真空チャンバの寸法（例えば、図１に図示されるように、（例えば、ｘ方向１５０に沿った）真空チャンバ１２０の内側幅１２１など）を、単一の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡を有する装置と比較して低減させることができる。例えば、図１に示される構成を参照すると、欠陥（図示せず）は、基板１６０の右側部分（例えば、第２の光軸１４１の右側）に配置させることができる。本明細書に記載の実施形態によれば、基板１６０は、真空チャンバ１２０内で移動され、欠陥は第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１４０の下に位置決めすることができ、欠陥は第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１４０によって検査することができる。対照的に、装置１００が第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１３０を含むが第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１４０を含まない場合には、基板は、ｘ方向１５０に沿って大きな距離にわたって左へ移動（変位）され、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１３０による検査のために欠陥を位置決めする。しかしながら、図１に示される真空チャンバ１２０は、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１３０の下方に欠陥を位置決めするためには、ｘ方向に沿って狭すぎるであろう。したがって、基板１６０上の任意の位置の欠陥の検査を可能にするには、ｘ方向に沿ったより大きな内側幅を有する真空チャンバが必要とされるであろう。
【００２２】
本明細書に記載の実施形態によって提供されるような、縮小された寸法を有する真空チャンバを有する利点は、振動のレベルが真空チャンバのサイズの関数として増加するので、真空チャンバの１以上の振動がそれに応じて低減可能なことである。したがって、基板の振動振幅も有利に低減可能である。特に、本明細書に記載の実施形態では、基板の振動振幅は１０ｎｍ以下（例えば、５ｎｍ以下）とすることができる。
【００２３】
本明細書に記載のいくつかの実施形態は、１つの撮像荷電粒子ビーム顕微鏡を真空チャンバ内に又は真空チャンバに提供する。例えば、図９ａ〜図９ｃに示される装置１００は、単一の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡９００を提供する。真空条件下で大面積基板を検査するために使用される従来の荷電粒子ビーム装置（例えば、視野が１０ｃｍ以上の電子ビームテスターなど）と比較して、撮像荷電粒子ビーム顕微鏡はより高い分解能を提供する。更に、大面積基板の一部の画像を生成することができ、大きな視野を有する電子ビームテスターは、一般的に大面積基板の一部の画像を生成しない。
【００２４】
本明細書で使用されるような撮像荷電粒子ビーム顕微鏡は、２ｋｅＶ以下（特に、１ｋｅＶ以下（例えば、１００ｅＶ〜８００ｅＶ））の入射エネルギーを有する低エネルギーの荷電粒子ビームを生成するように構成することができる。高エネルギービームと比較して、低エネルギービームは基板内に深く浸透せず、したがって、基板上に堆積された薄い層（例えば、ＬＴＰＳ層）に関するより優れた情報を提供することができる。
【００２５】
低入射エネルギーで基板の高分解能検査を提供する撮像荷電粒子ビーム顕微鏡は、基板上の欠陥の非破壊検査を可能にする。したがって、本明細書に記載の実施形態は、基板の機能性に対する欠陥の影響を検査することを可能にする。例えば、基板（例えば、ディスプレイ製造用基板）上の欠陥を検査した後、本明細書に記載の実施形態は、欠陥がディスプレイの機能性を破壊するかどうかを試験することを可能にする。すなわち、欠陥が「キラー欠陥」であるか否か、又は欠陥の存在下であってもディスプレイが機能するかどうかを評価することができる。したがって、低エネルギーでの非破壊検査後に基板を更に処理することができるので、欠陥のキル比分析を行うことができる。
【００２６】
その上、本明細書で説明されるような、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡及び第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡を有するいくつかの実施形態は、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡と第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡によって基板を並行して検査することができるので、単一の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡を有する実施形態と比較して、増加したスループットを提供する。例えば、基板上の第１の欠陥は第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡によって検査することができ、第２の欠陥は第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡によって検査することができ、第１の欠陥及び第２の欠陥の検査は並行して実行される。
【００２７】
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態によれば、撮像荷電粒子ビーム顕微鏡は、画像が（例えば、１５ｎｍ以下又は更にそれ以下の）非常に高い分解能を備えた走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）とすることができる。
【００２８】
本明細書で言及されるような撮像荷電粒子ビーム顕微鏡（例えば、ＳＥＭ）は、０．５〜５ｍｍの範囲内の作動距離を有することができる。撮像荷電粒子ビーム顕微鏡のカラムの下端から基板又は基板支持体までの距離は、６〜１０ｃｍの範囲内とすることができる。撮像荷電粒子ビーム顕微鏡の視野は、１ｍｍ未満とすることができる。撮像荷電粒子ビーム顕微鏡は、入射エネルギーが２ｋｅＶ以下（より具体的には、１ｋｅＶ以下）の低エネルギーの荷電粒子ビーム（例えば、電子ビーム）を生成するように構成することができる。これと比較して、電子ビームを用いたピクセル検査のための装置は、１０ｃｍを超える視野を有することができ、入射エネルギーが約１０ｋｅＶの荷電粒子ビームを生成するように構成することができる。更に、電子ビームを用いたピクセル検査のための装置は、基板の撮像用に構成することはできないが、本明細書に記載されるような撮像荷電粒子ビーム顕微鏡は、検査される基板の領域の画像を提供する。
【００２９】
（例えば、２つの撮像荷電粒子ビーム顕微鏡を使用することによって）縮小された真空チャンバのサイズを有する実施形態では特に、真空チャンバの振動のレベルを低減することにより、基板を検査するための撮像荷電粒子ビーム顕微鏡の使用が容易になる。本明細書に記載の実施形態によれば、真空チャンバの振動振幅は１０ｎｍ以下（例えば、５ｎｍ以下）とすることができるので、高分解能を有する荷電粒子ビーム装置（例えば、５ｎｍ以下の分解能を有する撮像荷電粒子ビーム顕微鏡）が、基板を検査するために使用可能である。対照的に、基板と荷電粒子ビームの互いに対する振動振幅が、例えば１０ｎｍを超える真空チャンバでは、本明細書に記載されるような撮像荷電粒子ビーム顕微鏡の使用は、全体的な分解能がシステム内の振動のために低下するので意味がない可能性がある。
【００３０】
上記を考慮すると、本明細書に記載の実施形態は、基板及び撮像荷電粒子ビーム顕微鏡（例えば、ＳＥＭ）の互いに対して低下した振動レベルを提供し、例えば、高分解能荷電粒子ビーム装置を用いて基板を検査するのを容易にする。したがって、検査用の改良された装置及び基板の改善された撮像が提供される。本明細書に記載の実施形態は、例えば、クリティカルディメンジョン（ＣＤ）分析又は欠陥レビュー（ＤＲ）用に使用することができる。本明細書に記載の実施形態は、例えば、真空チャンバ内で低電圧高分解能電子ビーム検査を提供することによって、大面積基板の高分解能撮像を利用することを可能にする様々な構成、態様、及び詳細を提供する。
【００３１】
図８ａ〜図８ｃは、本明細書に記載の実施形態に係る、基板１６０を検査する方法を示す。装置１００の上面図を提供する図８ａ〜図８ｃには、ｘ方向１５０ならびにｙ方向１５２が示されている。図８ａ〜図８ｃの上面図において、ｘ方向１５０は左右方向であり、ｙ方向１５２は上下方向である。
【００３２】
図８ａ〜図８ｃに示されるように、基板１６０は、ｘ方向１５０に沿って基板幅８１０を有する。実施形態によれば、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１３０と第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１４０との間のｘ方向１５０に沿った距離１３５は、基板幅８１０の３０％〜７０％の範囲内にあることができる。図８ａ〜図８ｃに示される例示的な装置では、距離１３５は、基板幅８１０の約５０％である。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる更なる実施形態によれば、真空チャンバ１２０の内側幅１２１は、基板幅８１０の１３０％〜１８０％までの範囲内にあることができる。図８ａ〜図８ｃに図示される例示的な実施形態において、内側幅１２１は、基板幅８１０の約１５０％である。
【００３３】
図８ａ〜図８ｃに示される基板１６０は、２つの領域（すなわち、第１の領域８２０と第２の領域８３０）を有すると考えることができ、第１の領域８２０は第２の領域８３０の左側にある。図８ａ〜図８ｃに図示される例では、第１の領域８２０と第２の領域８３０は、等しいサイズを有する矩形である。特に、第１の領域８２０は、ｘ方向に沿った第１の幅８２１を有し、第２の領域８３０は、ｘ方向１５０に沿った第２の幅８３１を有し、第１の幅８２１は、第２の幅８３１と等しい。したがって、図８ａ〜図８ｃに示される例示的な基板１６０では、基板幅８１０は、第１の幅８２１の２倍の大きさであり、したがって第２の幅８３１の２倍の大きさでもある。特に、第１の幅８２１、第２の幅８３１、及び第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１３０と第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１４０との間の距離１３５は、大きさを等しくすることができる。
【００３４】
図８ａ〜図８ｃに示される例示的な実施形態に関して、基板１６０の第１の領域８２０にある検査対象（例えば、欠陥又は粒子構造を有する被検査領域）は、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１３０によって検査することができ、一方、第２の領域８３０にある検査対象（例えば、欠陥又は粒子構造を有する更なる被検査領域）は、第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１４０によって検査することができることが考えられる。したがって、基板１６０の任意の検査対象又は検査領域（すなわち、基板の全表面（又は基板１６０の全表面）内の検査対象又は検査領域）を検査できるようにするために、基板１６０がｘ方向１５０に沿って移動する範囲は、例えば、基板幅８１０の約１５０％である。したがって、基板１６０上の任意の位置での検査対象の検査は、図８ａ〜図８ｃに示される真空チャンバ１２０内で実行することができ、真空チャンバ１２０は、基板幅８１０の約１５０％の内側幅１２１を有する。
【００３５】
図８ａ〜図８ｃは、基板１６０上の第１の欠陥８２２及び第２の欠陥８３２を例示的に示しており、第１の欠陥８２２は第１の領域８２０内にあり、第２の欠陥８３２は第２の領域８３０内にある。特に、図示されるように、第１の欠陥８２２は、基板１６０の外側の左端付近にあり、第２の欠陥８３２は、基板１６０の外側の右端付近にある。
【００３６】
第１の領域８２０にある第１の欠陥８２２は、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１３０によって検査される。したがって、基板１６０は真空チャンバ１２０内で移動され、第１の欠陥８２２を、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１３０の下に位置決めする。図８ｂは、移動された基板１６０を示し、第１の欠陥８２２は、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１３０の真下に位置決めされる。その後、第１の欠陥８２２は、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１３０によって検査することができる。第１の欠陥８２２の検査は、後述するように（例えば、図６ａ参照）、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１３０によって生成された第１の荷電粒子ビームを基板１６０上に向けることを含むことができる。
【００３７】
第１の欠陥８２２が、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１３０によって検査された後、検査装置は、第２の欠陥８３２を検査することができる。第２の領域８３０内にある第２の欠陥８３２は、第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１４０によって検査される。したがって、図８ｂに示される構成から出発して、基板１６０は、第２欠陥８３２を第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１４０の下方に位置決めするように移動される。図８ｃは、移動した基板１６０を示し、第２の欠陥８３２は、第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１４０の下方に位置決めされる。したがって、第２の欠陥８３２は、第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１４０によって検査することができる。第２の欠陥８３２の検査は、後述するように（例えば、図６ｂ参照）、第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１４０によって生成された第２の荷電粒子ビームを基板１６０上に向けることを含むことができる。
【００３８】
異なる実施形態によれば、特に、撮像荷電粒子ビーム顕微鏡によるディスプレイ製造用大面積基板の検査のための装置を動作させる場合、欠陥の座標が提供されるファイルを検査装置に提供することができる。例えば、欠陥の座標は、以前の大面積基板検査の結果であってもよく、ピクセルが電子ビームによって、けれども画像生成なしで検査される。既知の欠陥は、基板のマップ内に提供することができる。すなわち、基板の座標は、（例えば、ＳＥＭによる）大面積基板検査用のシステムを動作させるために既知である。その後、検査装置は、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡（例えば、第１のＳＥＭ）又は第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡（例えば、第２のＳＥＭ）によって欠陥を含む領域を撮像することができる。第１及び第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡が提供されることにより、スループットを増加させることができ、及び／又は第１又は第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡の下に欠陥を位置決めするための基板の移動を低減させることができる。第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡と第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡との間の距離が、それぞれの方向に沿った基板受け入れ領域の幅の約５０％である場合、基板の移動を特に低減することができる。
【００３９】
撮像荷電粒子ビーム顕微鏡を用いてディスプレイ製造用の大面積基板を検査するための装置を操作する更に別の選択肢によれば、検査装置はＬＴＰＳプロセス検査のための座標マップを備えることができる。例えば、１以上の所定の座標を提供することができ、追加的又は代替的に、１以上のランダム座標を提供することができる。ＬＴＰＳ粒子構造は、（所定の及び／又はランダムな）座標の周りで撮像され、ＬＴＰＳプロセスは、撮像荷電粒子ビーム顕微鏡による撮像から得られる１以上のパラメータによって特性化されることができる。更に、追加的又は代替的に、１以上のパラメータの均一性を、マップに提供されることができる異なる座標の比較によって評価することができる。
【００４０】
図８ａ〜図８ｃに示される実施形態は、真空チャンバ１２０内の基板１６０上の任意の位置に配置された検査対象（例えば、欠陥）を検査することを可能にし、真空チャンバは２つの撮像荷電粒子ビーム顕微鏡を含み、真空チャンバ１２０の内側幅１２１は、基板幅の１３０％〜１８０％の範囲内にある。上述のように、基板を検査するための単一の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡を含む真空チャンバと比較して、２つの撮像荷電粒子ビーム顕微鏡を有することは、少なくともｘ方向に沿った真空チャンバの縮小された内側幅を有利に提供する。図９ａ〜図９ｃは、図８ａ〜図８ｃに示されるのと同じ基板１６０が、単一の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡９００を含む装置１００の一実施形態を用いて検査される一実施形態を示す。第１の欠陥８２２と第２の欠陥８３２の両方が撮像荷電粒子ビーム顕微鏡９００によって検査されるので、第１の欠陥８２２及び第２の欠陥８３２を撮像荷電粒子ビーム顕微鏡９００の下方に位置決めするために基板１６０が移動されるｘ方向１５０に沿った距離は、図８ａ〜図８ｃと比べて増加する。したがって、図９ａ〜図９ｃに示される真空チャンバ１２０の内側幅１２１’は、図８ａ〜図８ｃに示される真空チャンバ１２０の内側幅１２１よりも大きい。特に、図９ａ〜図９ｃに示される真空チャンバ１２０の内側幅１２１’は、単一の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡９００を使用して基板１６０上の任意に局在化した欠陥の検査を可能にするために提供されるように、基板幅８１０の少なくとも約２００％である。図８ａ〜図８ｃに示される真空チャンバの範囲は、破線９１０によって図９ａ〜図９ｃに示されている。図示のように、図８ａ〜図８ｃに示される真空チャンバは、図９ａ〜図９ｃに示される単一の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡９００を用いて、第１の欠陥８２２及び第２の欠陥８３２の検査を実行するためには、ｘ方向１５０に沿って狭すぎるだろう。上記に照らして、一実施形態によれば、基板（特に、ディスプレイ製造用の基板）を検査するための装置が提供される。この装置は、真空チャンバと、真空チャンバ内に配置された基板支持体と、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡と、第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡とを含む。
【００４１】
装置は、インラインの装置又はインラインの基板処理システムの一部とすることができる。インラインの処理システムは、基板を処理するための１以上の更なる装置を含むことができ、基板は、インラインの処理システムを介して、１つの装置から次の装置へと搬送されることができる。例えば、インラインの処理システムは、本明細書に記載の真空チャンバの下流に、インラインの処理システムの基板搬送経路に対して配置された更なるチャンバを含むことができる。基板は、（例えば、本明細書に記載されるような移動ユニットによって）真空チャンバから更なるチャンバへと基板の更なる処理のために搬送されることができる。特に、本明細書に記載の実施形態によれば、基板は、全体として、すなわち基板を破壊することなく処理され、搬送される。基板の検査は、（例えば、ファイル装置での更なる使用のために基板を劣化させる可能性がある、基板の一部をエッチングすることなく）ダメージフリーとすることができる。例えば、更なるチャンバは、処理チャンバ、更なる検査チャンバ、堆積チャンバ、及びディスプレイ組立チャンバからなる群から選択することができる。
【００４２】
いくつかの実施形態によれば、ディスプレイ製造用の大面積基板を検査するための装置は、インラインの装置（すなわち、撮像荷電粒子ビーム顕微鏡（例えば、ＳＥＭ）による撮像のために真空チャンバ内に基板をロード及びアンロードするためのロードロックを潜在的に含む装置）は、別のそれ以前の検査又は処理手順とインラインで、及び更に別の後続の検査又は処理手順とインラインで提供することができる。撮像のための基板上の２ｋｅＶ以下の荷電粒子ビームの低エネルギーのために、基板上に設けられた構造は破壊されない。したがって、ディスプレイ製造工場における更なる処理のために基板を提供することができる。本明細書中で理解されるように、検査される基板の数は、ディスプレイ製造用の工場内における基板の全量の１０％〜１００％とすることができる。したがって、たとえ検査用の装置が撮像用荷電粒子ビーム顕微鏡を含むとしても、製造ラインの基板を必ずしも１００％検査することなく、撮像用荷電粒子ビーム顕微鏡をインラインのツールとして提供することができる。
【００４３】
真空チャンバは、特に、装置がインラインの装置である場合、真空チャンバを別のチャンバに接続することができる１以上のバルブを含むことができる。基板が真空チャンバ内に導かれた後、１以上のバルブを閉じることができる。したがって、真空チャンバ内の雰囲気は、（例えば、１以上の真空ポンプを用いて）技術的な真空を生成することによって制御することができる。（例えば、大気圧と比較して）真空チャンバ内で基板を検査する利点は、真空状態が、基板を検査するための低エネルギーの荷電粒子ビームを使用することを容易にするということである。例えば、低エネルギー荷電粒子ビームは、２ｋｅＶ以下（特に、１ｋｅＶ以下（例えば、１００ｅＶ〜８００ｅＶ））の入射エネルギーを有することができる。高エネルギービームと比較して、低エネルギービームは基板内を深く貫通しないため、（例えば、基板上にコーティングされた層についての）優れた情報を提供することができる。
【００４４】
基板支持体は、基板受け入れ領域を提供する。「基板受け入れ領域」の用語は、本明細書で使用される場合、基板を受け入れるために利用可能な基板支持体の最大面積を含むことができる。言い換えれば、基板支持体は、基板受け入れ領域と同じ空間寸法を有する基板を受け入れるように、又は基板受け入れ領域と比較して１以上のより小さい空間寸法を有する基板を受け入れるように構成することができ、基板は基板受け入れ領域内に適合する。図２は、基板支持体１１０が基板受け入れ領域２１０を提供する装置１００の一実施形態を示す。図２に示される例示的実施形態では、基板受け入れ領域２１０は、破線で示すように矩形である。したがって、基板受け入れ領域２１０は、図２に示される矩形の基板受け入れ領域２１０と同じ長さ及び幅（又は、より小さい長さ及び幅）を有する矩形の基板（図示せず）を受け入れるように構成することができる。一例として、図３は、基板支持体１１０上に設けられた矩形の基板１６０を示しており、図３に示される基板１６０のサイズは、図２に示される基板受け入れ領域２１０のサイズと実質的に同じである。特に、図３に示される基板１６０の長さ及び幅は、図３に示される基板受け入れ領域２１０の長さ及び幅とそれぞれ実質的に同じである。言い換えれば、追加的又は代替的に、基板は、それぞれが基板受け入れ領域の９０％〜１００％である長さ及び幅を有する。
【００４５】
基板受け入れ領域は、第１の方向に沿った第１の受け入れ領域寸法を有する。本明細書で説明される図面に関して、第１の方向は、ｘ方向１５０を指すことができる。第１の方向は、基板支持体に平行とすることができる。基板支持体は、第１の方向に沿って移動可能とすることができる。基板受け入れ領域の第１の受け入れ領域寸法は、第１の方向に沿った基板受け入れ領域の範囲、幅、長さ、又は直径を含むことができる。代替的に又は追加的に、第１の受け入れ領域寸法は、基板支持体によって受け入れることができる基板の第１の方向に沿った最大幅を指すことができる。例えば、図２に示される装置を参照すると、第１の方向に沿った基板受け入れ領域の第１の受け入れ領域寸法は、ｘ方向１５０に沿った基板受け入れ領域２１０の幅２２０を指すことができる。幅２２０は、基板支持体によって受け入れることができる基板のｘ方向１５０に沿った最大幅に対応することができる。一例として、図３に示される基板１６０は、ｘ方向１５０に沿った基板幅８１０を有し、基板幅８１０は、図２に示される基板受け入れ領域２１０の幅２２０と本質的に同じである。
【００４６】
第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡と第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡とは、基板受け入れ領域の第１の受け入れ領域寸法の３０％〜７０％の範囲内の第１の方向に沿った距離を有する。より具体的には、第１の方向に沿った距離は、第１の受け入れ領域寸法の４０％〜６０％の範囲内（例えば、第１の受け入れ領域寸法の約５０％）にあることが可能である。例えば、図２に示される実施形態を参照すると、第１の方向に沿った距離は、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１３０と第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１４０との間の距離１３５を指すことができる。図２に示される例示的な実施形態では、距離１３５は、基板受け入れ領域２１０の幅２２０の約５０％である。
【００４７】
第１の方向に沿った距離は、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡の中心から第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡の中心までの距離とすることができる。第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡は第１の光軸を画定し、第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡は第２の光軸を画定することができる。追加的又は代替的に、第１の方向に沿った距離は、第１の光軸と第２の光軸との間の距離とすることができる。第１の光軸は、第２の光軸に平行とすることができる。第１の光軸及び／又は第２の光軸は、第１の方向及び／又は基板支持体に垂直とすることができる。
【００４８】
基板支持体は、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡に対して、及び／又は第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡に対して、真空チャンバ内で移動可能とすることができる。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡は、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡から少なくとも３０ｃｍの距離（より詳細には、少なくとも４０ｃｍの距離（例えば、第１の受け入れ領域寸法の約５０％）だけ離れている。第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡と第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡との間の最小距離（すなわち、冗長性のために互いに隣り合う２つの撮像荷電粒子ビーム顕微鏡（例えば、互いに隣り合う２つのＳＥＭ）を単に複製するよりも大きい距離）を有する利点は、装置によって検査される基板の移動する距離が縮小されることである。これにより、真空チャンバのサイズを小さくすることができ、真空チャンバの振動もまた有利に低減させることができる。
【００４９】
縮小されたサイズの真空チャンバの態様は、大面積基板及び／又はディスプレイ製造用基板にとって特に重要である。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態によれば、大面積基板又は本開示に記載される基板受け入れ領域は、少なくとも１．３７５ｍ２のサイズを有することができる。サイズは、約１．３７５ｍ２（１１００ｍｍ×１２５０ｍｍ−Ｇｅｎ５）〜約９ｍ２、より具体的には、約２ｍ２〜約９ｍ２又は最大１２ｍ２とすることができる。本明細書に記載の実施形態に係る構造、装置、及び方法が提供される基板又は基板受け入れ領域は、本明細書で説明されるような大面積基板とすることができる。例えば、大面積の基板又はキャリアは、約１．３７５ｍ２の基板（１．１ｍ×１．２５ｍ）に対応するＧＥＮ５、約４．３９ｍ２の基板（１．９５ｍ×２．２５ｍ）に対応するＧＥＮ７．５、約５．７ｍ２の基板（２．２ｍ×２．５ｍ）に対応するＧＥＮ８．５、又は更に約９ｍ２の基板（２．８８ｍ×３１３０ｍ）に対応するＧＥＮ１０とすることができる。更により大きな世代（例えば、ＧＥＮ１１及びＧＥＮ１２）及び対応する基板領域も同様に実施することができる。たとえＧＥＮ５基板が１つのディスプレイ製造業者から別のディスプレイ製造業者へサイズにおいて僅かに逸脱する可能性があっても、基板サイズの世代は、固定された業界標準を提供することが考慮されなければならない。検査装置の実施形態は、例えば、ＧＥＮ５基板支持体又はＧＥＮ５基板受け入れ領域を有することができ、多くのディスプレイ製造業者のＧＥＮ５基板は、サポートによってサポート可能とすることができる。他の基板サイズ世代についても同様である。
【００５０】
大面積基板のサイズに照らして、本明細書で説明される他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、真空チャンバは、第１の方向に沿って最大の第１の内側寸法を有する、すなわち、第１の内側寸法は限定される。例えば、図２に関して、第１の内側寸法は、ｘ方向１５０に沿った真空チャンバ１２０の内側幅１２１を指すことができる。第１の内側寸法は、真空チャンバの第１の壁から真空チャンバの第２の壁までの第１の方向に沿った距離と、第１の方向に沿った真空チャンバの内部の寸法と、第１の方向に沿った真空チャンバの幅、長さ、又は幅のうちの少なくとも１つを含むことができる。真空チャンバの第１の内側寸法は、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡と第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡との間の第１の方向に沿った撮像荷電粒子ビーム顕微鏡の距離の２５０％〜６００％の範囲内（より詳細には、２６０％〜３７０％の範囲内）にあることができる。代替的に又は追加的に、真空チャンバの第１の内側寸法は、基板受け入れ領域の第１の受け入れ領域寸法の１３０％〜１８０％（より具体的には、第１の受け入れ領域寸法の１４０％〜１７０％（更により具体的には、１５０％〜１６０％））の範囲内にあることができる。
【００５１】
第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡及び／又は第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡は、基板支持体に垂直な方向に沿って及び／又は第１の方向に垂直な方向に沿ってに配置することができる。例えば、図４に示される装置では、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１３０及び第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１４０は、ｚ方向１５１に沿って（すなわち、ｘ方向１５０及びｙ方向１５２に対して垂直に）延び、ｘｙ平面は基板支持体１１０に平行である。あるいはまた、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡及び／又は第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡は、基板支持体及び／又は第１の方向に対して傾斜させてもよい。第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡及び／又は第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡は、第１の方向と角度をなす方向に沿って延びてもよく、角度は９０度とは異なる。特に、角度は、６０度〜９０度の範囲（より具体的には、７５度〜９０度の範囲）にあることができる。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる更に別の実施形態によれば、撮像荷電粒子ビーム顕微鏡のカラムを基板支持体に対して垂直に配置することができ、撮像荷電粒子ビーム顕微鏡の光学部品は荷電粒子ビームを（例えば、最大２０°の角度）傾斜させるように構成することができる。基板の表面の法線に対して傾斜した荷電粒子ビームを有することにより、トポグラフィーイメージング又は高分解能（すなわち、１０ｎｍ以下の分解能）を有する３Ｄ画像さえ利用することができる。荷電粒子ビームの傾斜の更なる詳細は、図５Ｂ〜図５Ｃを参照して理解することができる。
【００５２】
図４は、本明細書に記載された実施形態に係る、基板を検査するための装置の側面図を示す。この装置は、移動ユニット４１０を含む。移動ユニット４１０は、基板支持体を第１の方向に沿って（例えば、ｘ方向１５０に沿って）移動させ、基板支持体１１０を第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１３０の下方及び／又は第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１４０の下方に位置決めするように構成されている。移動ユニット４１０は、基板支持体１１０をｘ方向１５０に沿って前方及び後方に（すなわち、図４内で右方向及び左方向へ）移動させるように構成することができる。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、本明細書に記載の装置は、移動ユニット（例えば、図４に示される移動ユニット４１０など）を更に含む。移動ユニットは、基板支持体を第１の方向に沿って移動させるように構成することができる。移動ユニット４１０は、例えば、基板支持体１１０が載る複数のリニアアクチュエータ（図示せず）を含むことができる。代替的に又は追加的に、移動ユニットは、例えば、基板支持体１１０をｘ方向１５０に沿って案内する磁気案内システム（図示せず）を含むことができる。図４に示される概略図では、移動ユニット４１０は、真空チャンバ１２０内に配置される。あるいはまた、移動ユニット４１０の一部は、（特に、装置１００がロードロックチャンバに結合されている場合、又はインラインの装置である場合に）真空チャンバ１２０の外側に延在することができる。真空チャンバ１２０の外側に延在する移動ユニット４１０は、基板支持体１１０を真空チャンバ１２０に出し入れするように構成することができる。例えば、移動ユニット４１０は、真空チャンバ１２０の右側及び真空チャンバ１２０の左側で真空チャンバ１２０の外側に延在することができる。したがって、基板支持体１１０は、例えば、移動ユニット４１０によって左側から真空チャンバ１２０内に移動され、移動ユニット４１０によって右側へと真空チャンバ１２０の外に移動することができる。
【００５３】
移動ユニットは、真空チャンバの第１の端部又は壁に近接した位置から真空チャンバの第２の端部又は壁に近接した位置まで第１の方向に沿って基板支持体を移動させるように構成することができる。移動ユニットは、第１の方向に沿った移動範囲を有することができ、移動ユニットは、移動範囲内の任意の目標座標に基板支持体を移動させるように構成することができる。
【００５４】
図４に示される装置は、ｙ方向１５２に沿って真空チャンバ１２０内の基板支持体１１０を移動させるように構成された更なる移動ユニット（図示せず）を更に含むことができる。移動ユニット４１０及び更なる移動ユニットは、ｘ−ｙ平面内で基板支持体１１０を動かすように構成された共通の移動システムを形成することができる。したがって、基板を保持する基板支持体１１０をｘ−ｙ平面内で適切に動かすことによって、基板支持体１１０上に配置された基板の任意の領域は、目標部分の検査のために、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１３０の下に、又は第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１４０の下に位置決めすることができる。基板支持体は、更なる移動ユニット上に、又は移動ユニット及び更なる移動ユニットによって形成される共通の移動システム上に取り付けることができる。更なる移動ユニットは、基板支持体を第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡に対して、及び／又は第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡に対して移動させるように構成することができる。更なる移動ユニットは、第１の方向に沿った移動範囲を有することができ、移動範囲は、基板幅又は基板受け入れ領域のそれぞれの幅の１５０％〜１８０％の範囲内にあることができる。
【００５５】
第１の方向に沿った移動範囲は、いくつかの実施形態によれば、第１の方向に沿った基板受け入れ領域の距離よりも大きくすることができる。これは、いくつかの実施形態によれば、基板支持体上に１以上のターゲットもまた提供することができ、１以上のターゲットは、撮像荷電粒子ビーム顕微鏡（例えば、ＳＥＭ）の荷電粒子ビームの下に位置決めすることができるという事実に照らして有用である可能性がある。例えば、ピッチターゲットを提供することができ、ここで、例えば、ＳＥＭによってターゲットを撮像することによって視覚化することができる構造は、定義されたピッチを有する。したがって、画像内のピッチがターゲットの実際のピッチに一致するようにＳＥＭを較正することができる。別の一例として、ファラデーカップを基板支持体上に提供することができ、ファラデーカップは、荷電粒子ビームの下に提供され、ビームの電流を測定することができる。更に別の一例として、異なる規定された高さの構造を有するステップターゲットを提供することができる。ステップターゲットを利用して、撮像のために基板上を走査されるプローブの焦点位置を特徴付けることができる。
【００５６】
更に、移動システムは、ｚ方向に沿って基板支持体を移動させる（すなわち、１以上の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡に対して基板支持体の距離を変化させる）ためのｚステージを更に含むことができる。ｚステージは、基板を撮像荷電粒子ビーム顕微鏡で撮像するための正しい作動距離に位置決めすることを可能にする。例えば、ｚステージは、互いの上を摺動する２つのくさび（ウェッジ）によって提供することができ、高さは、くさびが重なる量によって変化する。２つのくさびを含むｚステージを用いてｚ位置を変化させることにより、システム内の振動の発生を低減して基板のｚ方向の位置決めが可能になる。
【００５７】
図４に示される装置１００は、真空チャンバ１２０内に真空を発生させるように構成された真空ポンプ４２０を更に含む。真空ポンプ４２０は、接続部４３０（例えば、導管）を介して真空チャンバ１２０に流体結合される。接続部４３０は、真空ポンプ４２０を真空チャンバに接続する。接続部４３０を介して、真空ポンプ４２０は、真空チャンバを排気することができる。したがって、真空チャンバ内に、例えば、１０−１ｍｂａｒ以下の圧力を提供することができる。動作中、真空ポンプ４２０は振動する可能性がある。真空ポンプ４２０及び真空チャンバ１２０に取り付けられた接続部４３０を介して、真空ポンプ４２０の機械的振動が真空チャンバ１２０に伝達される可能性がある。したがって、望ましくない振動が、真空チャンバ１２０に及び／又は基板支持体１１０上に配置された基板（図示せず）に伝達される可能性がある。真空ポンプ４２０の振動を減衰させるために、振動ダンパー４３１が装置１００内に、より具体的には接続部４３０内に含まれる。図示のように、振動ダンパー４３１は、第１のカップリング４３２を介して真空ポンプ４２０に結合され、第２のカップリング４３３を介して真空チャンバ１２０に結合される。真空ポンプ４２０の機械的振動は、機械的振動が真空チャンバ１２０に伝達されることができる前に、振動ダンパー４３１によって減衰されることができる。したがって、振動ダンパー４３１を含まない装置と比較して、低減された振動量が真空チャンバ１２０に伝達される。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態によれば、ディスプレイ検査用の装置は、真空発生装置によって生成される真空チャンバの振動（特に、機械的振動）を減衰させるように構成された振動ダンパーを含むことができる。
【００５８】
図４に示される装置１００は、更なる真空ポンプ（図示せず、例えば、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡及び／又は第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡に接続された１以上の更なる真空ポンプ）を含むことができる。このような更なる真空ポンプのために、関連する更なる振動ダンパーを装置に含めることができる。更なる真空ダンパーの機能は、本明細書で説明されるような真空ダンパー４３１の機能に類似している。
【００５９】
図４に示される真空チャンバ１２０は、真空チャンバ１２０の振動を空気圧によって低減するように構成された空気圧要素４４０上に取り付けられている。図４に示される例示的な実施形態では、真空チャンバ１２０は、脚部４４１上に取り付けられ、真空チャンバ１２０は地面の上方の上昇位置にある。図示のように、真空チャンバ１２０の各脚部は、空気圧要素を含む。本明細書に記載の実施形態に係る空気圧要素は、真空チャンバに導入される振動を空気圧によって減衰させるように構成することができる。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる更に別の実施形態によれば、空気圧要素に加えて又は空気圧要素の代わりに、ポリマー要素又はゴム要素をまた、（例えば、真空チャンバ１２０又は脚部４４１を１以上のポリマー要素又は１以上のゴム要素上で支持することによって）振動低減のために利用することができる。
【００６０】
本明細書に記載されるような空気圧要素は、加圧空気又は加圧ガスを収容する区画を含むことができる。外部振動（例えば、地面の振動など）は、脚部４４１に伝達される可能性がある。外部振動は、外部振動が真空チャンバ１２０に伝達されることができる前に、空気圧要素４４０によって（特に、加圧空気又はガスによって）吸収させることができる。したがって、空気圧要素４４０は、真空チャンバ１２０を外部振動から隔離することができるか、又は少なくとも真空チャンバ１２０に伝達される外部振動の量を低減することができる。
【００６１】
図４の側面図では、２つの脚部４４１と２つの関連する空気圧要素４４０が示されている。装置１００は、図４の側面図では見えないかもしれない更なる脚部及び／又は更なる空気圧要素を有することができる。例えば、装置１００は、４つの脚部に取り付けられることができ、４つの空気圧要素を有することができ、各脚部は空気圧要素上に取り付けられる。
【００６２】
図４は、真空チャンバ１２０の振動を測定するように構成された振動センサ４５０を更に示す。例えば、振動センサは、真空チャンバ１２０の振動の振幅及び／又は周波数を測定するように構成することができる。振動センサ４５０は、１以上の方向の振動を測定するように更に構成することができる。振動センサ４５０は、光ビームを生成するように構成された光源（図示せず）を含むことができる。光ビームは、真空チャンバ１２０上に（例えば、真空チャンバ１２０の壁上に）向けることができ、光ビームの少なくとも一部は真空チャンバから反射することができる。振動センサ４５０は、真空チャンバ１２０から反射された後の光ビームを検出するための検出器（図示せず）を更に含むことができる。したがって、振動センサ４５０によって真空チャンバ１２０の振動についての情報を収集することができる。振動センサは、干渉計とすることができる。
【００６３】
いくつかの実施形態によれば、振動センサは、撮像荷電粒子ビーム顕微鏡と基板支持体との間の相対位置に影響を及ぼす振動を測定するように構成される。図４に示されるように、この測定は、真空チャンバで発生する比較的大きな振幅を考慮して真空チャンバで行うことができる。更に別の又は追加の実施形態によれば、振動センサ（例えば、干渉計又はピエゾ振動センサ）を基板支持体に取り付けて、撮像荷電粒子ビーム顕微鏡の相対位置（及び位置変動）を測定することができるか、又は撮像荷電粒子ビーム顕微鏡に取り付けて、基板支持体の相対位置（及び位置変動）を測定することができる。干渉計は、撮像荷電粒子ビーム顕微鏡に取り付けられた第１のミラーと、基板支持体上に取り付けられた第２のミラーとを含むことができる。２つのミラーに対する測定値を使用して、撮像荷電粒子ビーム顕微鏡（例えば、ＳＥＭ）と基板支持体（すなわち、ステージ）の相対運動を計算することができる。干渉は、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡に対する基板の振動に関する情報を提供することができる。相対運動（振動）を示す信号は、相対運動を補償するために、撮像荷電粒子ビーム顕微鏡に含まれる走査型偏向器のコントローラ内で使用することができる。
【００６４】
他の実施形態によれば、振動センサは、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡及び／又は第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡に取り付けることができ、振動センサは、第１の荷電粒子ビームの振動及び／又は第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡の振動を測定するように構成することができる。例えば、振動センサは、ピエゾ振動センサ、加速度センサなどとすることができる。
【００６５】
撮像荷電粒子ビーム顕微鏡と基板支持体との間の相対位置及び／又は真空チャンバ１２０の振動に関する振動センサ４５０によって収集されたデータは、制御ユニット（図示せず）に伝送することができる。振動センサ４５０によって収集されたデータを用いて、制御ユニットは、装置１００を制御することができる。特に、振動センサ４５０によって収集されたデータを用いて、（例えば、真空チャンバの振動範囲が所定の限界を超えたことを振動センサ４５０が示した場合に、基板の検査を一時的に中断するように）制御ユニットは、第１の撮影荷電粒子ビーム顕微鏡１３０、第２の撮影荷電粒子ビーム顕微鏡１４０、移動ユニット４１０、又は装置１００に含まれる他のコンポーネントを制御することができる。更に追加的又は代替的に、相対位置の測定は、相対位置の測定から生じる適切な補正係数で画像を補正するために使用することができる。
【００６６】
図４に示される装置１００は、真空チャンバ１２０を音響振動及び／又はノイズから遮蔽するように構成された音響シールドを更に含むことができる。
【００６７】
図４に示される装置は、真空チャンバ１２０内に配置された補強バー４７０を更に示す。図４に示される例示的な実施形態では、２つの補強バー４７０が示されており、補強バー４７０はｚ方向１５１に沿って延在することができる。他の実施形態によれば、装置１００は、更なる補強バー又は他の補強構造（特に、３つ、４つ、６つ、８つ、又はそれ以上の補強バー）を含むことができる。補強バー４７０は、炭素鋼、鉱物鋳物、又は既に真空チャンバに導入された可能性のある振動を減衰するための良好な減衰特性を有する任意の他の材料からなる群から選択される１以上の材料から作ることができる剛性の高いバー、ビーム、又はカラムとすることができる。補強バー４７０は、真空チャンバ１２０を構造的に補強するように構成され、真空チャンバ１２０の振動を低減する。更に、補強バーはまた、追加的又は代替的に、真空チャンバの外側に又は真空チャンバの外側に接して提供することができる。補強バーは、真空チャンバの剛性を高めるために利用することができる。したがって、真空チャンバで発生する振動は、真空チャンバの剛性が増加すると、より小さい振動振幅をもたらす。
【００６８】
本明細書に記載の実施形態によれば、真空チャンバで又は真空チャンバの振動発生を遮蔽又は低減するための様々な要素を導入することができる。他の実施形態によれば、追加的又は代替的に、既に導入された振動を減衰させるための要素を提供することができる。図４を参照して上述した例示的な実施形態に関して、装置１００は、真空チャンバの振動を低減するためのいくつかのコンポーネント（例えば、補強バー４７０、音響シールド、空気圧要素４４０、及び振動ダンパー４３１など）の組み合わせを含む。振動発生を低減する及び／又は真空チャンバの振動を減衰する効果を達成するために、上述のコンポーネントのうちの１以上を、同装置１００に含めることができる。振動を低減させる効果は、前述のコンポーネントの組み合わせからの任意の単一のコンポーネントを、又はより一般的には、前述のコンポーネントの組み合わせの任意のサブセットを、装置１００に含めることによっても提供することができる。
【００６９】
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる更に別の実施形態によれば、装置（特に、ディスプレイを検査するための装置の真空チャンバ）は、鋳鉄、鉱物鋳物、又は良好な減衰特性を有する他の材料からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含む１以上の材料を更に含むか、又は１以上の材料から作られることができる。
【００７０】
本開示で説明したように、振動を減衰させる、振動を低減させる、振動を検出する、又は振動を補償するための様々な要素がある。例えば、真空発生装置と真空チャンバとの間の接続部内に又は接続部に提供される振動ダンパー、補強バー、１以上の空気圧要素、音響シールド、及び撮像荷電粒子ビーム顕微鏡の走査型偏向器に結合することができる振動センサが記載されている。本明細書に記載の実施形態によれば、大面積基板を検査するためのシステムに、本明細書に記載されるような振動減衰要素、振動低減要素、振動検出要素、又は振動補償要素のうちの少なくとも１つを含めることができる。
【００７１】
図５Ａは、本明細書で説明されるような撮像荷電粒子ビーム顕微鏡（例えば、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡及び／又は第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡）を示す。荷電粒子ビーム装置５００は、（例えば、第１のチャンバ２１、第２のチャンバ２２、及び第３のチャンバ２３）を提供する電子ビームカラム２０を含む。ガンチャンバとも呼ばれることができる第１のチャンバは、エミッタ３１及びサプレッサ３２を有する電子ビーム源３０を含む。
【００７２】
エミッタ３１は、エミッタに電位を供給するための電源５３１に接続されている。エミッタに供給される電位は、電子ビームが、例えば、２０ｋｅＶ以上のエネルギーに加速されるようなものとすることができる。したがって、例えば、カラム及び上部電極５６２を兼ねるビーム案内管が、図５Ａの符号３で示される接地電位にある場合には、エミッタは、−２０ｋＶ又はより高い負電圧にバイアスすることができる。あるいはまた、カラム及び／又はビーム案内管が接地電位とは異なる電位にバイアスされる場合に、エミッタは、別の電位にバイアスすることができ、エミッタとカラム（又はビーム案内管）との間の電位差は、−２０ｋＶとすることができる。また、他の電位差（例えば、−１０ｋＶ〜−４０ｋＶ）を提供することもできる。
【００７３】
図５に示される装置では、電子ビーム源３０によって電子ビーム（図示せず）を生成することができる。ビームは、ビームを成形する（すなわち、ビームの一部を遮断する）ように寸法決めされたビーム制限アパーチャ５５０に位置合わせさせることができる。その後、ビームはビームセパレータ５８０を通過することができ、ビームセパレータ５８０は、信号電子ビーム（すなわち、信号電子）から一次電子ビームを分離する。一次電子ビームは、対物レンズによって基板１６０上に集束させることができる。基板１６０は、基板支持体１１０上の基板位置に位置決めされる。電子ビームを基板１６０に衝突させると、信号電子（例えば、二次電子及び／又は後方散乱電子）又はＸ線が、基板１６０から放出され、検出器５９８によって検出することができる。
【００７４】
図５Ａに示される例示的な実施形態では、集光レンズ５２０とビーム成形又はビーム制限アパーチャ５５０が提供される。２段偏向システム５４０は、集光レンズとビーム制限アパーチャ５５０（例えば、ビームをアパーチャに位置合わせするためのビーム成形アパーチャ）との間に提供される。電子は、エキストラクター又はアノードによってカラム内の電圧まで加速することができる。エキストラクターは、例えば、集光レンズ５２０の上部電極によって、又は更なる電極（図示せず）によって提供することができる。
【００７５】
図５に示されるように、対物レンズは、ポールピース６４、６３を有し、一次電子ビームを基板１６０上に集束させるコイル６２を有する磁気レンズコンポーネント５６０を有する。基板１６０は、基板支持体１１０上に配置することができる。図５Ａに示される対物レンズは、上部ポールピース６３、下部ポールピース６４、及びコイル６２を含み、対物レンズの磁気レンズコンポーネント６０を形成する。また、上部電極５６２と下部電極５３０は、対物レンズの静電レンズコンポーネントを構成する。
【００７６】
また、図５Ａに示される実施形態では、走査型偏向器アセンブリ５７０が提供される。走査型偏向器アセンブリ５７０は、例えば、高いピクセルレート用に構成された磁気走査型偏向器アセンブリ（しかしながら、好ましくは静電走査型偏向器アセンブリ）とすることができる。走査型偏向器アセンブリ５７０は、図５Ａに示されるように、１段のアセンブリとすることができる。あるいはまた、２段又は更には３段の偏向器アセンブリを提供することもできる。各段は、光軸２に沿った異なる位置に提供される。
【００７７】
下部電極５３０は、電圧源（図示せず）に接続されている。図５Ａに示される実施形態は、下部ポールピース６４の下方に下部電極５３０を示す。対物レンズのイマージョンレンズコンポーネント（すなわち、減速電解レンズコンポーネント）の減速電極である下部電極は、典型的には、２ｋｅＶ以下（例えば、５００Ｖ又は１ｋｅＶ）の基板上の荷電粒子の入射エネルギーを提供する電位にある。
【００７８】
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態によれば、一次荷電粒子ビームの減速は、試料の近傍（例えば、対物レンズの中又は後ろ、又はそれらの組み合わせ）で提供することができる。減速は、下部電極５３０（すなわち、減速電解レンズ）によってそれぞれ提供することができる。減速は、例えば、対物レンズの静電レンズコンポーネントによって提供される。例えば、追加的又は代替的に、遅延バイアス電圧を試料及び／又は基板支持体に印加して、本明細書に記載の実施形態に係る減速電解レンズコンポーネントを提供することができる。対物レンズは、（例えば、軸方向ギャップ又は半径方向ギャップを有する）静電・磁気複合レンズとすることができるか、又は対物レンズは、静電減速電界レンズとすることができる。
【００７９】
２ｋｅＶ以下の入射エネルギー（特に、１ｋｅＶ以下の入射エネルギー）を有する利点は、基板に衝突する一次電子ビームが、高エネルギー電子ビームに比べてより強い信号を生成することである。基板上に堆積された層（例えば、ＬＴＰＳ層）は薄く、高エネルギー電子は基板内深くに（すなわち、層の下まで）浸透するので、少数の電子のみが、堆積された層に関する情報を含む検出器信号を生成することができる。対照的に、低エネルギーの電子（例えば、２ｋｅＶ以下の入射エネルギーを有する電子）は、基板の浅い領域にのみ浸透し、こうして堆積された層に関するより多くの情報を提供する。したがって、本明細書に記載の実施形態によって提供されるように、基板の表面エッチングが行われない場合でも、（例えば、粒界の）改善された画像を提供することができる。
【００８０】
高分解能の用途のためには、例えば、２ｋｅＶ以下（例えば、１ｋｅＶ以下）の入射エネルギーを提供し、カラム内に高い荷電粒子ビームエネルギー（例えば、１０ｋｅＶ以上（例えば、３０ｋｅＶ以上）のビームエネルギー）を有することが有用である。実施形態は、試料の前（例えば、対物レンズ内及び／又は対物レンズと試料との間）に５倍以上（例えば、１０倍以上）の減速を含むことができる。他の用途では、例えば、カラム内のビームエネルギーが２ｋｅＶを超えない場合に、２ｋｅＶ以下の低い入射エネルギーを減速なしに提供することができる。
【００８１】
ビームセパレータ５８０は、一次電子と信号電子とを分離するように構成されている。ビームセパレータは、ウィーンフィルタとすることができる、及び／又は少なくとも１つの磁気偏向器とすることができ、信号電子は光軸２から離れて偏向される。信号電子は、その後、ビームベンダ５９２（例えば、半球形のビームベンダ）とレンズ５９４によって検出器５９８へと導かれる。フィルタ５９６のような更なる要素を提供することもできる。更に別の変形形態によれば、検出器は、試料における開始角度に応じて信号電子を検出するように構成されたセグメント化された検出器とすることができる。
【００８２】
更に別の実施形態によれば、本明細書に記載の実施形態に係る撮像荷電粒子ビーム顕微鏡はまた、Ｘ線検出器（例えば、ＥＤＸ（エネルギー分散型Ｘ線分析）測定用の検出器）を含むことができる。Ｘ線検出器は、電子ビームによる照射に応答して基板から放出されたＸ線の特性エネルギーを分析可能にすることができ、基板の化学組成を分析できる。例えば、Ｘ線測定又はいくつかの他の用途では、静電減速レンズコンポーネントは、より高い荷電粒子ビーム入射エネルギー（例えば、５ｋｅＶ〜１５ｋｅＶ）を有するように操作することができる。
【００８３】
第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡及び第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡は、撮像荷電粒子ビーム顕微鏡タイプの荷電粒子ビーム装置（例えば、図５Ａに示される荷電粒子ビーム装置５００など）とすることができる。
【００８４】
図５Ｂ及び図５Ｃは、荷電粒子ビーム装置５００の一部の更なるオプションの実施形態を示す。図５Ａ及び図５Ｂには、所定の傾斜したビーム入射角の下で基板に衝突するように一次荷電粒子ビームを傾斜させるためのオプションが示されている。本明細書で説明される実施形態によれば、本明細書に記載されるような撮像荷電粒子ビーム顕微鏡は、１以上の傾斜ビームを用いて撮像するために利用することができる。したがって、３Ｄ撮像、段差の撮像、トレンチの撮像、穴、及び／又は突起の撮像を改善することができる。
【００８５】
図５Ｂでは、荷電粒子ビーム源（図示せず）は、荷電粒子ビームを放出して、光軸２に沿って対物レンズ５６０に向かって移動し、対物レンズ５６０は、ビームを基板１６０の表面上に集束させる。プレレンズ偏向ユニット（レンズ前偏向ユニット）５１０は、ビームを光軸２から偏向させる２つの偏向コイルを含むことができる。２段に照らして、ビームは偏向されて、見かけ上、荷電粒子ビーム源の見かけの位置と一致する点から出現させることができる。プレレンズ偏向ユニット５１０は、荷電粒子源と対物レンズ５６０との間に配置されている。対物レンズのフィールド内部には、インレンズ偏向ユニット（レンズ内偏向ユニット）５１２が提供され、それぞれのフィールドが重なることができる。インレンズ偏向ユニット５１２は、２つの偏向コイルを含む２段ユニットとすることができる。図５Ｂの概略図は、コイルの１つが上方に位置し、１つのコイルが対物レンズ５６０の主平面の下に位置する配置を示しているが、他の配置（特に、インレンズ偏向ユニットのフィールドと対物レンズとの間に重なりを提供する配置）もまた可能である。
【００８６】
インレンズ偏向ユニット５１２は、ビームを方向転換して、ビームは対物レンズの中心（すなわち、集束作用の中心）を光軸で横切ることができる。方向転換は、ビームが光軸２と交差しない方向と実質的に反対の方向から荷電粒子ビームが基板の表面に当たるようなものである。インレンズ偏向ユニット５１２と対物レンズ５６０の複合作用は、一次荷電粒子ビームを光軸に戻して、一次荷電粒子ビームは所定の傾斜ビーム入射角度の下で試料に当たる。
【００８７】
図５Ｃでは、荷電粒子ビーム源（図示せず）は、荷電粒子ビームを放出し、荷電粒子ビームは光軸２に沿って対物レンズ５６０に向かって移動し、対物レンズ５６０はビームを基板１６０の表面上に集束させる。偏向ユニット５１０は、ビームを光軸から遠ざけて偏向させる２つの偏向器を含む。２段に照らして、ビームは偏向されて、見かけ上、荷電粒子ビーム源の見かけの位置と一致する点から出現させることができる。プレレンズ偏向ユニット５１０は、荷電粒子源と対物レンズ５６０との間に配置されることができる。プレレンズ偏向ユニット５１０の上には、交差した電界及び磁界を生成するウィーンフィルタ５１３を配置することができる。対物レンズ５６０を通る荷電粒子ビームの軸外経路は、第１の色収差を引き起こす。ウィーンフィルタ５１３のエネルギー分散効果は、第１の色収差と同じ種類の第２の色収差を導入する。ウィーンフィルタの電界Ｅと磁界Ｂの強さを適切に選ぶことで、第１の色収差と同じ大きさで反対の向きを有するように第２の色収差を調整することができる。事実上、第２の色収差は、基板表面の平面内の第１の色収差を実質的に補償する。一次荷電粒子ビームは、対物レンズ５６０を通って軸外に移動し、対物レンズの集束作用によって傾けられる。
【００８８】
図５Ｂ及び図５Ｃは、２つの偏向コイルを含む偏向ユニットを示しているが、他の偏向ユニット（例えば、単一の偏向器のみからなる偏向ユニット）を使用することもできる。更に、磁気偏向用コイルを使用する代わりに、静電偏向器又は複合磁気静電偏向器を使用することもできる。追加的又は代替的に適用することができる更に別の実施形態によれば、ビームの傾斜は、カラム（すなわち、基板に対して光軸２）を機械的に傾斜させることによって導入されてもよい。しかしながら、カラム内に所望のビーム経路を提供することによって荷電粒子ビームを傾斜させることは、機械的な移動と比較して、ビーム角度間のより速い切り替えを提供し、振動の導入を低減する。荷電粒子ビームを傾斜させることにより、３Ｄ撮像、段差、トレンチ、穴、又は突起の撮像に有益となる可能性のある更なる撮像オプションが可能になる。例えば、クリティカルディメンショニング（ＣＤ）は、ビームの傾斜を有利に利用することができる。
【００８９】
いくつかの実施形態によれば、基板（特に、ディスプレイ製造用基板）を検査するための装置が提供される。本装置は、本明細書で説明されるように、真空チャンバを含む。本装置は、本明細書で説明されるように、真空チャンバ内に配置された基板支持体を更に含む。本装置は、本明細書で説明されるように、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡と第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡とを更に含む。第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡は、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡から少なくとも３０ｃｍの距離だけ離れている。
【００９０】
図６ａ〜図６ｂは、本明細書に記載の実施形態に係る、基板を検査するための方法を示す。図６ａ〜図６ｂに示される例示的な実施形態では、本方法は、本明細書に記載の他の実施形態で説明したような大面積基板を検査するための装置１００を使用して実施される。
【００９１】
図６ａは、真空チャンバ１２０内の基板支持体１１０上に配置された基板１６０を示す。基板１６０は、ｘ方向１５０に沿った基板幅８１０を有する。更に図示されるように、第１の荷電粒子ビーム６１０が、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１３０によって真空チャンバ１２０内で生成される。これは、図１０のボックス９０２に対応する。第１の荷電粒子ビーム６１０は、基板１６０を検査するために基板１６０上に向けられ、第１の荷電粒子ビーム６１０は、第１のビーム位置６１１で基板１６０に衝突する。「第１のビーム位置」の用語は、本明細書で使用される場合、基板上への第１荷電粒子ビームの衝突時の第１荷電粒子ビームの位置を含むことができる。第１の荷電粒子ビーム６１０は、基板上の第１の検査対象物（図示せず、例えば、第１の欠陥）を検査するために基板１６０に衝突することができる。
【００９２】
図６ａに更に示されるように、第１の荷電粒子ビーム６１０は、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１３０から第１の光軸１３１に沿って基板１６０に進み、基板１６０に衝突する第１の荷電粒子ビーム６１０は基板１６０に直角である。あるいはまた、基板１６０に衝突する第１の荷電粒子ビーム６１０はまた、（例えば、図５Ｂ及び５Ｃに関して説明したように）基板１６０に対して傾斜させてもよい。例えば、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡のカラムを傾斜させることによって、又は（例えば、荷電粒子ビームを偏向させるための偏向システムによって）カラム内でビームを傾斜させることによって、傾斜を導入することができる。
【００９３】
基板１６０上に第１の荷電粒子ビーム６１０を衝突させると、二次粒子及び／又は後方散乱粒子が生成される可能性がある。二次粒子及び／又は後方散乱粒子は、上記のように、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１３０に含まれる検出器によって検出することができる。検出器によって集められ、二次粒子及び／又は後方散乱粒子から得られたデータは、基板１６０に関する情報を提供することができ、及び／又は基板１６０の一部を画像化（撮像）するために使用することができる。
【００９４】
図６ｂでは、基板支持体１１０によって保持された基板１６０は、図６ａに示される基板１６０に比べてｘ方向に沿って移動している。図６ｂの破線６９０は、基板１６０の移動前の基板１６０の位置（すなわち、図６ａに示される基板１６０の位置）を示す。図６ｂに示される基板１６０は、ｘ方向１５０に沿って距離６５０にわたって移動している．ｘ方向１５０に沿った基板支持体１１０の移動は、移動ユニット４１０によって提供される。基板１６０が移動する距離６５０は、例えば、ＧＥＮ６基板に対して、最大でも９００ｍｍとすることができる。代替的又は追加的に、距離６５０は、基板幅８１０の５０％〜７０％の範囲内にあってもよい。
【００９５】
図６ｂに更に示されるように、第２の荷電粒子ビーム６２０は、第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１４０によって真空チャンバ１２０内で生成される。第２の荷電粒子ビーム６２０は、基板１６０を検査するために基板１６０上に向けられ、第２の荷電粒子ビーム６２０は、第２のビーム位置６２１で基板１６０に衝突する。これは、図１０のボックス９０４に対応する。「第１のビーム位置」の用語と同様に、「第２のビーム位置」という表現は、第２の荷電粒子ビームが基板に衝突したときの第２の荷電粒子ビームの位置を含むことができる。第２の荷電粒子ビーム６２０は、基板上の第２の検査対象物（図示せず、例えば、第２の欠陥）を検査するために基板１６０に衝突させることができる。
【００９６】
図６ｂに示される実施形態では、第２の荷電粒子ビーム６２０は、第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１４０から第２の光軸１４１に沿って基板１６０に進む。あるいはまた、基板１６０に衝突する第２の荷電粒子ビーム６２０はまた、（例えば、図５Ｂ及び図５Ｃに関して説明したように）基板１６０に対して傾斜させてもよい。例えば、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡のカラムを傾斜させることによって、又は（例えば、荷電粒子ビームを偏向させるための偏向システムによって）カラム内でビームを傾斜させることによって、傾斜を導入することができる。
【００９７】
第２のビーム位置６２１は、第１のビーム位置６１１からビーム距離６３０だけ離れている。図６ａ〜図６ｂに示される例示的な実施形態では、第１の荷電粒子ビーム６１０は、第１の荷電粒子ビーム６１０が基板１６０に衝突するときに第１の光軸１３１に沿って進み、第２の荷電粒子ビーム６２０は、第２の荷電粒子ビーム６２０が基板１６０に衝突するときに第２の光軸１４１に沿って進むので、ビーム距離６３０は、第１の光軸１３１と第２の光軸１４１との間の距離に一致する。別の一実施形態では、ビーム距離６３０はまた、（例えば、第１の荷電粒子ビーム６１０及び／又は第２の荷電粒子ビーム６２０が基板１６０に対して傾斜している場合には、）第１の光軸１３１と第２の光軸１４１との間の距離とは異なる可能性がある。
【００９８】
図６ａを参照した第１の荷電粒子ビーム６１０の上記説明と同様に、第２の荷電粒子ビーム６２０が基板１６０に衝突すると、二次粒子及び／又は後方散乱粒子が生成される可能性がある。二次粒子及び／又は後方散乱粒子は、第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１４０に含まれる検出器によって検出することができる。基板１６０は、第２の荷電粒子ビーム６２０が基板１６０に衝突した位置に、例えば、第２の欠陥を含む場合、第２の欠陥に関する情報は、二次粒子及び／又は後方散乱粒子を検出することによって得ることができる。
【００９９】
更なる一実施形態によれば、基板（特に、ディスプレイ製造用の基板）を検査するための方法が提供される。本方法は、真空チャンバ内に基板を提供する工程を含む。基板は、本明細書で説明されるように、真空チャンバ内に配置された可動の基板支持体に提供されることができる。真空条件を真空チャンバ内に提供することができ、真空チャンバは、１０−１ｍｂａｒ以下の圧力を有することができる。本方法は、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡を用いて第１の荷電粒子ビームを生成する工程を更に含む。第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡は、上記のような第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡とすることができる。基板は、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡の下方に提供することができる。基板と第１の荷電粒子ビーム顕微鏡との間の作動距離は２０ｍｍ以下とすることができる。典型的には、作動距離は、下部ポールピースと基板との間の距離によって画定されるだろう。第１の荷電粒子ビームは、第１のビーム位置で基板に衝突する。上記のように、「第１のビーム位置」の用語は、本明細書で使用される場合、基板上への第１の荷電粒子ビームの衝突時の第１の荷電粒子ビームの位置を含むことができる。第１の荷電粒子ビームは、第１の領域を検査するために基板の第１の領域に衝突することができる。本方法は、真空チャンバ内で基板を移動距離だけ移動させる工程を更に含むことができる。移動距離は、例えば、図６ｂに示される距離６５０を指すことができる。基板は、基板に平行な方向に、又は第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡及び／又は第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡によって検査される基板の表面に平行な方向に移動させることができる。基板は、本明細書で説明されるように、第１の方向に沿って移動されてもよい。本方法は、第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡を用いて第２の荷電粒子ビームを生成する工程を更に含む。第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡は、上記のような第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡（例えば、ＳＥＭ）とすることができる。移動した基板は、第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡の下に配置することができる。基板と第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡との間の作動距離は、２０ｍｍ以下とすることができる。
【０１００】
第１の荷電粒子ビーム及び第２の荷電粒子ビームは、異なる時点で生成されてもよく、第１の荷電粒子ビーム及び第２の荷電粒子ビームによって基板は異なる時点で検査されてもよい。あるいはまた、第１の荷電粒子ビームと第２の荷電粒子ビームとを並行して生成してもよく、第１の荷電粒子ビームと第２の荷電粒子ビームによって基板は同じ時点に検査されてもよい。したがって、実施形態に係る第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡及び第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡の構成を利用して、チャンバ寸法を減少させることに加えて、スループットを増加させ、したがって検査装置の分解能を向上させることもできる。
【０１０１】
第２の荷電粒子ビームは、第２のビーム位置で基板に衝突する。そこでは、第１のビーム位置は、第１の方向に沿って第２のビーム位置から少なくとも３０ｃｍの第２の距離だけ離れている。上記のように、「第２のビーム位置」の用語は、本明細書で使用される場合、基板上への第２の荷電粒子ビームの衝突時の第２の荷電粒子ビームの位置を含むことができる。第２の荷電粒子ビームは、第２の領域を検査するために基板の第２の領域に衝突することができ、第２の領域は第１の領域から離れている。したがって、第１の荷電粒子ビーム及び第２の荷電粒子ビームは、基板の異なる部分を検査することができる。第１の領域と第２の領域との間の距離は、３０ｃｍ〜１８０ｃｍの範囲内にあることができ、これは検査システムが設計される大面積基板のサイズに依存することができる。
【０１０２】
第１の荷電粒子ビーム及び第２の荷電粒子ビームは、基板に対して直角に又は基板に対してある角度で基板に衝突することができ、その角度は９０度未満であってもよい。試料に当たる第１の荷電粒子ビーム又は第２の荷電粒子ビームの入射エネルギーは、０ｋｅＶ〜２ｋｅＶ（更により具体的には、１００ｅＶ〜１ｋｅＶ）の範囲にあることができる。
【０１０３】
図７ａ〜図７ｄは、本明細書に記載の実施形態に係る、真空チャンバ内に第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡及び第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡を含む撮像荷電粒子ビーム顕微鏡の異なる構成の例を示す。図７ａに示される第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１３０及び第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１４０の構成は、上記の実施形態と同様である。特に、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１３０及び第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１４０は、ｘ方向１５０に沿って配置される。図示のように、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１３０及び第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１４０は、ｙ方向１５２に対して同じｙ座標７１０に配置されている。
【０１０４】
図７ｂは、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１３０が第１のｙ座標７２０で真空チャンバ１２０内に配置され、第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡が第１のｙ座標とは異なる第２のｙ座標７２１に配置されている装置１００を示している。図７ｂに示される実施形態では、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１３０と第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡との間のｘ方向１５０に沿った距離１３５は、第１の投影軸７２２と第２の投影軸７２３との間の距離である。第１の投影軸７２２は、ｙ方向１５２に沿って第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１３０の中心７２４を通って延び、第２の投影軸７２３は、ｙ方向に沿って第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１４０の中心７２５を通って延びる。数学的に言えば、ｘ方向１５０に沿った第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１３０と第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１４０との間の距離１３５は、２つの点ＡとＢとの間の距離であり、Ａは中心７２４のｘ方向１５０への正射影であり、Ｂは中心７２５のｘ方向１５０への正射影である。
【０１０５】
図７ｃは、装置１００が第３の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡７５０を更に含み、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１３０、第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１４０、及び第３の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡７５０が、ｘ方向１５０に沿って配置された一実施形態を示している。図示されるように、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１３０、第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１４０、及び第３の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡７５０は、ｙ方向１５２に対して同じｙ座標７３０に配置されている。第３の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡７５０は、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１３０からｘ方向１５０に沿って距離７６１だけ離れており、第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１４０からｘ方向に沿って距離７６２だけ離れている。例示的な実施形態では、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１３０、第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１４０、及び第３の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡７５０は、対称的に直線的に配置されており、距離７６１は距離７６２に等しい。２つの撮像荷電粒子ビーム顕微鏡を有する装置と比較して、図７ｃに示されるような第３の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡７５０を含むことによって、基板上の欠陥の検査のために、基板がｘ方向１５０に沿って移動する距離を更に低減可能にすることができる。したがって、図７ｃに示される真空チャンバ１２０の内側幅１２１は、２つの撮像荷電粒子ビーム顕微鏡を含む真空チャンバ（例えば、図７ａに示される真空チャンバ１２０など）と比較してより小さい。
【０１０６】
図７ｄは、装置１００が第４の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡７６０を更に含む一実施形態を示す。第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１３０、第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１４０、第３の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡７５０、及び第４の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡７６０は、正方形としてアレイ状に対称的に配置されている。そこでは、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１３０及び第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１４０は、第１のｙ座標７４１でアレイの第１の行として配置される。第３の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡７５０及び第４の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡７６０は、第２のｙ座標７４０でアレイの第２の行として配置される。第３の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡７５０は、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１３０からｙ方向１５２に沿って距離７８１だけ離れており、第４の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡７６０からｘ方向に沿って距離７８２だけ離れている。第４の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡７６０は、第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１４０からｙ方向に沿って距離７８３だけ更に離れている。距離１３５、距離７８１、距離７８２、及び距離７８３は等距離である。２つの撮像荷電粒子ビーム顕微鏡を有する装置と比較して、図７ｄに示されるような４つの撮像荷電粒子ビーム顕微鏡の構成は、基板上の欠陥を検査するために、基板がｙ方向１５２に沿って移動する距離を低減可能にすることができる。したがって、ｙ方向に沿った真空チャンバ１２０の寸法７７０は、２つの撮像荷電粒子ビーム顕微鏡を含む真空チャンバ（例えば、図７ａに示される真空チャンバ１２０など）と比較して低減させることができる。
【０１０７】
本明細書で説明されるように、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡と第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡との間の第１の方向に沿った距離は、特に、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１３０及び第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１４０が第１の方向に沿って配置されている場合には、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡と第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡との間の絶対距離とすることができる。例えば、図７ａに示される装置１００において、ｘ方向に沿った距離１３５は、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１３０と第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１４０との間の絶対距離であり、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１３０と第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１４０は、ｘ方向１５０に沿って配置されている。
【０１０８】
あるいはまた、特に、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡及び第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡が第１の方向に沿って配置されていない場合、第１の方向に沿った距離は、第１の方向に沿った投影距離とすることができる。投影距離は、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡と第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡との間の絶対距離よりも小さいかもしれない。例えば、図７ｂに示される装置１００において、第１の方向に沿った距離は、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１３０と第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１４０との間の投影距離１３５を指すことができ、第１の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１３０と第２の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡１４０は、ｘ方向１５０に沿って配置されていない。
【０１０９】
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、装置は、基板支持体によって支持された基板を検査するように構成された１以上の更なる撮像荷電粒子ビーム顕微鏡（特に、第３及び／又は第４の撮像荷電粒子ビーム顕微鏡）を含むことができる。
【０１１０】
上記はいくつかの実施形態を対象としているが、他の及び更なる実施形態は本発明の基本的範囲を逸脱することなく創作することができ、その範囲は以下の特許請求の範囲に基づいて定められる。
【図１】
0006604704.tif 000002
【図２】
0006604704.tif 000003
【図３】
0006604704.tif 000004
【図４】
0006604704.tif 000005
【図５Ａ】
0006604704.tif 000006
【図５Ｂ】
0006604704.tif 000007
【図５Ｃ】
0006604704.tif 000008
【図６ａ】
0006604704.tif 000009
【図６ｂ】
0006604704.tif 000010
【図７ａ】
0006604704.tif 000011
【図７ｂ】
0006604704.tif 000012
【図７ｃ】
0006604704.tif 000013
【図７ｄ】
0006604704.tif 000014
【図８ａ】
0006604704.tif 000015
【図８ｂ】
0006604704.tif 000016
【図８ｃ】
0006604704.tif 000017
【図９ａ】
0006604704.tif 000018
【図９ｂ】
0006604704.tif 000019
【図９ｃ】
0006604704.tif 000020
【図１０】
0006604704.tif 000021