(57)【要約】  改良された荷電粒子ビーム検査装置、より詳細には、急速帯電欠陥を検出するための改良されたスキャン機構を含む、ウェーハを検査するための粒子ビーム装置が開示される。改良された荷電粒子ビーム検査装置は、荷電粒子をウェーハのエリアに送達してエリアをスキャンする荷電粒子ビーム源を含むことがある。改良された荷電粒子ビーム装置は、エリアの複数の画像を期間中に生成するための回路を含むコントローラを更に含むことがあり、これらの複数の画像は、急速帯電欠陥を検出するために比較される。【選択図】図８Ａ
2021536659.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハを検査するための荷電粒子ビームシステムであって、
前記ウェーハの表面に荷電粒子を期間中に送達し、
前記ウェーハのエリアであって、前記エリアが複数の画素行を含む、前記エリアをスキャンする
ための回路を含む荷電粒子ビーム源と、
前記エリアの１組のＮ個の画像であって、Ｎが整数である、前記１組のＮ個の画像を前記期間中に生成し、
前記１組のＮ個の画像を比較して、前記ウェーハの前記エリア内に高抵抗構造をもたらす欠陥を検出する
ための回路を含むコントローラと
を含む、荷電粒子ビームシステム。
【請求項２】
前記荷電粒子ビーム源が、
前記複数の行のうちの第１の行をＮ回スキャンし、
前記第１の行のスキャン完了後に、前記複数の行のうちの第２の行をＮ回スキャンする
ための回路を含み、且つ
前記コントローラが、
前記第１の行のスキャンに基づいて第１の組のＮ個のデータを生成し、
前記第２の行のスキャンに基づいて第２の組のＮ個のデータを生成し、
前記第１の組のＮ個のデータ及び前記第２の組のＮ個のデータのうちの対応するデータに基づいて前記１組のＮ個の画像を生成する
ための回路を含む、
請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記荷電粒子ビーム源が、
前記第１の行を毎回交互方向にＮ回スキャンし、
前記第２の行を毎回交互方向にＮ回スキャンする
ための回路を含む、
請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記荷電粒子ビーム源が、
前記複数の行のうちの第１の行内の第１の画素をＮ回スキャンし、
前記第１の行内の前記第１の画素のスキャン完了後に、前記複数の行のうちの前記第１の行内の第２の画素をＮ回スキャンする
ための回路を含み、且つ
前記コントローラが、
前記第１の画素のスキャンに基づいて第１の組のＮ個のデータを生成し、
前記第２の画素のスキャンに基づいて第２の組のＮ個のデータを生成し、
前記第１の組のＮ個のデータ及び前記第２の組のＮ個のデータのうちの対応するデータに基づいて前記１組のＮ個の画像を生成する
ための回路を含む、
請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記コントローラが、
前記第１の組のＮ個のデータ及び前記第２のＮ個のデータを記憶し、
前記第１の組のＮ個のデータ及び前記第２の組のＮ個のデータのうちの前記対応するデータを取り出して、前記１組のＮ個の画像を生成する
ための回路を含む、
請求項２に記載のシステム。
【請求項６】
前記コントローラが、前記第１の組のＮ個のデータのうちの第１のデータと前記第２の組のＮ個のデータのうちの第１のデータとを集合させることと前記第１の組のＮ個のデータのうちの第２のデータと前記第２の組のＮ個のデータのうちの第２のデータとを集合させることとにより前記１組のＮ個の画像を生成するための回路を更に含む、請求項２に記載のシステム。
【請求項７】
前記１組のＮ個の画像が、電圧コントラストレベルを示す情報を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記コントローラが、前記１組のＮ個の画像の前記電圧コントラストレベル間の差を検出して前記欠陥を特定するための回路を含む、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記欠陥が、前記ウェーハの前記エリア内の前記高抵抗構造における漏電に関連する電気的欠陥を含む、請求項１〜８の何れか一項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記高抵抗構造により急速帯電デバイスの形成が可能となる、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記高抵抗構造をもたらす前記欠陥が、材料の不適切な形成により生じる、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記高抵抗構造をもたらす前記欠陥が、薄いデバイス構造により生じる、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記薄いデバイス構造が、エッチングプロセス後に残存する薄い酸化物を含む、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
非一時的コンピュータ可読媒体であって、
ウェーハのエリアであって、前記エリアが複数の画素行を含む、前記エリアをスキャンすることと、
前記エリアの１組のＮ個の画像であって、Ｎが整数である、前記１組のＮ個の画像を期間中に生成することと、
前記１組のＮ個の画像を比較して、前記ウェーハの前記エリア内に高抵抗構造をもたらす欠陥を検出することと
を含む方法を、前記ウェーハの表面に荷電粒子を前記期間中に送達するための荷電粒子ビーム源を備えた、荷電粒子ビームシステムに実施させるように前記荷電粒子ビームシステムのプロセッサにより実行可能である１組の命令を記憶する、非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項１５】
前記１組の命令が、
前記複数の行のうちの第１の行をＮ回スキャンすることと、
前記第１の行のスキャン完了後に、前記複数の行のうちの第２の行をＮ回スキャンすることと、
前記第１の行のスキャンに基づいて第１の組のＮ個のデータを生成することと、
前記第２の行のスキャンに基づいて第２の組のＮ個のデータを生成することと、
前記第１の組のＮ個のデータ及び前記第２の組のＮ個のデータのうちの対応するデータに基づいて前記１組のＮ個の画像を生成することと
を前記荷電粒子ビームシステムに更に実施させるように前記荷電粒子ビームシステムの前記プロセッサにより実行可能である、請求項１４に記載のコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
[0001]  本出願は、２０１８年９月１８日に出願された米国特許出願第６２／７３３，０４０号の優先権を主張するものであり、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
[0002]  本明細書で提供する実施形態は、粒子ビーム検査装置、より詳細には、改良されたスキャン機構を含むウェーハを検査するための粒子ビーム検査装置を開示する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]  半導体集積回路（ＩＣ）チップを製造する際、製造プロセスの間にウェーハ又はマスク上にパターン欠陥又は招かれざる粒子（残留物）が不可避的に発生し、それによって歩留まりが低下する。例えば、招かれざる粒子は、ＩＣチップの一段とより高度化した性能要件を満たすために採用されてきた、重要フィーチャ寸法がより小さなパターンにとって、問題となり得る。
【０００４】
[0004]  荷電粒子ビームを用いたパターン検査ツールを使用して、欠陥又は招かれざる粒子を検出してきた。これらのツールは通常、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を採用している。ＳＥＭでは、比較的高いエネルギーを有する一次電子のビームを減速させて、比較的に低いランディングエネルギーでサンプルに入射させ、集束させてサンプル上にプローブスポットを形成する。一次電子のこの集束したプローブスポットに起因して、表面から二次電子が生成される。二次電子には、一次電子とウェーハとの相互作用から生じる、後方散乱電子、二次電子、又はオージェ電子が含まれることがある。サンプル表面にわたってプローブスポットをスキャンさせ二次電子を収集することにより、パターン検査ツールはサンプル表面の画像を取得することができる。
【発明の概要】
【０００５】
[0005]  本明細書で提供する実施形態は、ウェーハを検査するための荷電粒子ビームシステム、より詳細には、改良されたスキャン機構を含むウェーハを検査するための荷電粒子ビームシステムを開示する。
【０００６】
[0006]  いくつかの実施形態では、ウェーハを検査するための荷電粒子ビームシステムは、荷電粒子ビーム源とコントローラとを含む。荷電粒子ビーム源は、ウェーハの表面に荷電粒子を期間中に送達するための回路を含む。荷電粒子ビーム源内の回路はまた、ウェーハのエリアをスキャンし、そのエリアは複数の画素行を含む。コントローラは、エリアの１組のＮ個の画像を期間中に生成するための回路を含む。Ｎは整数であってもよい。コントローラは、１組のＮ個の画像を比較して、ウェーハのエリア内に高抵抗構造をもたらす欠陥を検出するための回路を含む。
【０００７】
[0007]  いくつかの実施形態では、ウェーハを検査する方法が提供される。この方法は、ウェーハの表面に荷電粒子を期間中に送達するための荷電粒子ビーム源を備えた荷電粒子ビームシステムを使用する。この方法は、ウェーハのエリアであって、そのエリアが複数の画素行を含む、エリアをスキャンすることを含む。この方法はまた、エリアの１組のＮ個の画像であって、Ｎが整数である、１組のＮ個の画像を期間中に生成することを含む。この方法は、１組のＮ個の画像を比較して、ウェーハのエリア内に高抵抗構造をもたらす欠陥を検出することを更に含む。
【０００８】
[0008]  いくつかの実施形態では、荷電粒子ビームシステムのプロセッサによって実行可能である１組の命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体が提供される。命令は、ウェーハの表面に荷電粒子を期間中に送達するための荷電粒子ビーム源を備えた、荷電粒子ビームシステムに方法を実施させる。この方法は、ウェーハのエリアであって、そのエリアが複数の画素行を含む、エリアをスキャンすることを含む。この方法はまた、エリアの１組のＮ個の画像であって、Ｎが整数である、１組のＮ個の画像を期間中に生成することを含む。この方法は、１組のＮ個の画像を比較して、ウェーハのエリア内に高抵抗構造をもたらす欠陥を検出することを更に含む。
【０００９】
[0009]  本発明の他の利点が、添付の図面と併せて解釈される以下の説明から明らかになるであろう。添付の図面には、図示及び例示の目的で、本発明の特定の実施形態が記載されている。
【００１０】
[0010]  本開示の上記の及び他の態様が、添付の図面と併せて解釈される例示的な実施形態の説明により、一層明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】[0011]本開示の実施形態と一致した、例示的な荷電粒子ビーム検査システムを示す概略図である。
【図２】[0012]本開示の実施形態と一致した、例示的な電子ビームツールを示す概略図である。
【図３】[0013]一次電子の着地エネルギーに対する二次電子の収率を示す例示的なグラフである。
【図４】[0014]ウェーハの電圧コントラスト応答を図示する概略図である。
【図５Ａ】[0015]本開示の実施形態と一致した、期間中の例示的な電圧コントラスト画像の図である。
【図５Ｂ】[0015]本開示の実施形態と一致した、期間中の例示的な電圧コントラスト画像の図である。
【図６Ａ】[0016]本開示の実施形態と一致した、期間中の表面電位変化に関連する例示的な電圧コントラスト画像の図である。
【図６Ｂ】[0016]本開示の実施形態と一致した、期間中の表面電位変化に関連する例示的な電圧コントラスト画像の図である。
【図６Ｃ】[0016]本開示の実施形態と一致した、期間中の表面電位変化に関連する例示的な電圧コントラスト画像の図である。
【図７】[0017]従来のスキャンシーケンスの図である。
【図８Ａ】[0018]本開示の実施形態と一致した、例示的なスキャンシーケンスの図である。
【図８Ｂ】[0018]本開示の実施形態と一致した、例示的なスキャンシーケンスの図である。
【図９Ａ】[0019]本開示の実施形態と一致した、例示的なスキャンシーケンスの図である。
【図９Ｂ】[0019]本開示の実施形態と一致した、例示的なスキャンシーケンスの図である。
【図９Ｃ】[0019]本開示の実施形態と一致した、例示的なスキャンシーケンスの図である。
【図９Ｄ】[0019]本開示の実施形態と一致した、例示的なスキャンシーケンスの図である。
【図１０Ａ】[0020]本開示の実施形態と一致した、例示的なスキャンシーケンスの図である。
【図１０Ｂ】[0020]本開示の実施形態と一致した、例示的なスキャンシーケンスの図である。
【図１１】[0021]本開示の実施形態と一致した、時間依存欠陥を検出するための例示的な方法を図示するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
[0022]  ここで、例示的な実施形態を詳細に参照する。これらの実施形態の例が、添付の図面に示されている。以下の説明は添付の図面を参照し、異なる図面中の同じ番号は、特に断りの無い限り、同じ又は同様の要素を表す。例示的な実施形態の以下の説明文中に記載される実装は、本発明と一致する全ての実装を表すものではない。その代わり、それらは、添付の特許請求の範囲に列挙されるような本発明に関連する態様と一致する装置及び方法の単なる例にすぎない。
【００１３】
[0023]  デバイスの物理的大きさの小型化と同時に、ＩＣチップ上のトランジスタ、キャパシタ、ダイオードなどの回路コンポーネントの実装密度を大幅に増加させることにより、電子デバイスの向上した演算能力を達成することができる。例えば、親指の爪の大きさである、スマートフォンのＩＣチップは、２０億個を超えるトランジスタを含むことがあり、各トランジスタの大きさは、人間の髪の毛の１／１０００よりも小さい。したがって、当然ながら、半導体ＩＣの製造は、数百にのぼる個別ステップを含む、複雑で時間がかかるプロセスである。たった１つのステップでの誤差が、最終製品の機能に大きな影響を及ぼす可能性がある。たった１つの「キラー欠陥」がデバイス障害の原因となる可能性がある。製造プロセスの目標は、プロセスの全体的歩留まりを向上させることである。例えば、７５％の歩留まりを得るための５０ステップのプロセスの場合、各個別のステップは９９．４％よりも高い歩留まりを有さなければならず、個別ステップの歩留まりが９５％の場合、プロセス全体の歩留まりは７％まで低下する。
【００１４】
[0024]  ＩＣチップ製造設備では高いプロセス歩留まりが望ましいが、１時間当たりのウェーハ処理枚数として定義される、高いウェーハスループットを維持することも不可欠である。高いプロセス歩留まり及び高いウェーハスループットは、特に欠陥を観察するためにオペレータの介入が必要な場合、欠陥の存在により影響を受ける可能性がある。したがって、高歩留まり及び低コストを維持するためには、検査ツール（ＳＥＭなど）によりミクロ及びナノサイズの欠陥を高スループットで検出及び特定することが不可欠である。
【００１５】
[0025]  ＳＥＭは、電子の集束ビームを用いてウェーハの表面をスキャンする。電子はウェーハと相互作用し、二次電子を生成する。電子ビームを用いてウェーハをスキャンすることにより、且つ検出器を用いて二次電子を捕捉することにより、ＳＥＭは、検査されるウェーハのエリアの下の内部デバイス構造を示すウェーハの画像を生成する。従来のＳＥＭ検査ツールは、ウェーハのエリアの単一の画像を取得し、取得した画像と欠陥のない対応するデバイス構造を表す基準画像とを比較する。画像の比較により検出された差は、ウェーハにおける欠陥を示し得る。
【００１６】
[0026]  しかしながら、このような従来の検査技術、例えば、任意の時点で単一の画像のみを撮像する検査技術は、欠陥のある薄い構造の電気的特性が経時変化するので、薄いデバイス構造における欠陥を特定するのに有用でないことがある。例えば、検査中のウェーハに欠陥が実際に存在したとしても、薄い構造のそのような時間依存挙動のために、時には、取得される単一の画像が適切なタイミングで撮像され、基準画像との差を示すことがあるが、それ以外の時では、取得した画像に差が全く見られないことがある。それゆえ、従来のＳＥＭ検査ツールは、薄いデバイス構造における欠陥を確実に特定することができない。
【００１７】
[0027]  最新のＳＥＭのいくつかは、ウェーハの同じエリアから複数の画像を取得する。これらの最新のＳＥＭは、同じ場所の複数の画像（これらの画像は異なる時間にサンプリングされた）を比較することにより、ウェーハのエリア内の薄いデバイスの欠陥により生じる電気的特性の変化を検出することがある。
【００１８】
[0028]  しかしながら、これらの最新のＳＥＭでさえ、高抵抗デバイス構造にしばしば存在する超高速時間依存欠陥を捕捉できないことがある。これらの最新のＳＥＭでさえ直面し得る重大な問題は、これらのＳＥＭで使用される従来の電子スキャン機構が、超高速時間依存欠陥を特定するのに必要な高速で複数の画像を取得するのに十分なほど高速でないことである。
【００１９】
[0029]  本開示の一態様は、ＳＥＭが超高速時間依存欠陥を確実に検出できるように、複数の画像を超高速で連続的に生成できる改良されたスキャン機構を含む。例えば、改良されたスキャン機構は、行毎又は画素毎のスキャンを採用し、それにより、いくつかの実施形態では画像サンプリング速度を実質的に増加させる。
【００２０】
[0030]  図面における構成要素の相対的な寸法は、理解しやすいように誇張されていることがある。以下の図面の説明では、同じ又は同様の参照番号は、同じ又は同様の構成要素又はエンティティを指しており、個々の実施形態に関して異なる点のみが説明されている。本明細書で使用する場合、特段の断りが無い限り、「又は」という用語は、実行不可能である場合を除いて、全ての可能な組み合わせを包含する。例えば、データベースがＡ又はＢを含むことがあると記載されている場合、特段の断りが無い限り又は実行不可能で無い限り、データベースはＡ、又はＢ、又はＡ及びＢを含むことがある。第２の例として、データベースがＡ、Ｂ、又はＣを含むことがあると記載されている場合、特段の断りが無い限り又は実行不可能で無い限り、データベースはＡ、又はＢ、又はＣ、又はＡ及びＢ、又はＡ及びＣ、又はＢ及びＣ、又はＡ及びＢ及びＣを含むことがある。
【００２１】
[0031]  ここで図１を参照すると、図１は本開示の実施形態と一致した、例示的な荷電粒子ビーム検査システム１００を示す概略図である。図１に示すように、荷電粒子ビーム検査システム１００は、メインチャンバ１０、装填ロックチャンバ２０、電子ビームツール４０、及び機器フロントエンドモジュール（ＥＦＥＭ）３０を含む。電子ビームツール４０は、メインチャンバ１０内部に配置されている。説明及び図面は電子ビームに関係しているが、実施形態は、本開示を特定の荷電粒子に制限するために使用されるのではないことが、理解されよう。
【００２２】
[0032]  ＥＦＥＭ３０は、第１の装填ポート３０ａ及び第２の装填ポート３０ｂを含む。ＥＦＥＭ３０は、追加の装填ポートを含むことがある。第１の装填ポート３０ａ及び第２の装填ポート３０ｂは、例えば、検査されるべきウェーハ（例えば、半導体ウェーハ、又は他の材料で作られたウェーハ）又はサンプル（ウェーハ及びサンプルは、以降ではまとめて「ウェーハ」と呼ばれる）を収容するウェーハＦＯＵＰ（front opening unified pod）を受け取ることがある。ＥＦＥＭ３０内の１つ又は複数のロボットアーム（図示せず）が、ウェーハを装填ロックチャンバ２０に運ぶ。
【００２３】
[0033]  装填ロックチャンバ２０は、装填ロック真空ポンプシステム（図示せず）に接続されることがあり、このポンプシステムは、大気圧よりも低い第１の圧力に達するように、装填ロックチャンバ２０内のガス分子を除去する。第１の圧力に達した後、１つ又は複数のロボットアーム（図示せず）がウェーハを装填ロックチャンバ２０からメインチャンバ１０に運ぶ。メインチャンバ１０は、メインチャンバ真空ポンプシステム（図示せず）に接続され、このポンプシステムは、第１の圧力よりも低い第２の圧力に達するように、メインチャンバ１０内のガス分子を除去する。第２の圧力に達した後、ウェーハは電子ビームツール４０による検査にかけられる。実施形態によっては、電子ビームツール４０は、シングルビーム電子検査ツールを含むことがある。他の実施形態では、電子ビームツール４０は、マルチビーム電子検査ツールを含むことがある。
【００２４】
[0034]  コントローラ５０は、電子ビームツール４０に電子的に接続されている。コントローラ５０は、荷電粒子ビーム検査システム１００の様々な制御を行うように構成されたコンピュータであり得る。図１では、コントローラ５０は、メインチャンバ１０、装填ロックチャンバ２０、及びＥＦＥＭ３０を含む構造の外部にあるものとして示されているが、コントローラ５０はこの構造の一部とすることもできることが理解されよう。本開示は、電子ビーム検査ツールを収容するメインチャンバ１０の例を提供しているが、最も広い意味での本開示の態様は、電子ビーム検査ツールを収容するチャンバに限定されないことに、留意されたい。むしろ、前述の原理は、第２の圧力下で動作する他のツールにも適用され得ることが理解されよう。
【００２５】
[0035]  ここで図２を参照すると、図２は本開示の実施形態と一致した、電子ビームツール４０と画像処理システム２５０とを含む、例示的な撮像システム２００を図示する概略図である。
【００２６】
[0036]  図２に示すように、電子ビームツール４０は、電動ステージ２０１と、検査すべきウェーハ２０３を保持するために電動ステージ２０１によって支持されたウェーハホルダ２０２とを含むことがある。電子ビームツール４０は、複合対物レンズ２０４と、電子検出器２０６（電子センサ表面を含む）と、対物アパーチャ２０８と、集光レンズ２１０と、ビーム制限アパーチャ２１２と、銃アパーチャ２１４と、アノード２１６と、カソード２１８とを更に含むことがあり、これらの１つ又は複数は、電子ビームツール４０の光軸２１７と位置合わせされることがある。いくつかの実施形態では、検出器２０６は、軸２１７から外れて配置されることがある。
【００２７】
[0037]  複合対物レンズ２０４は、いくつかの実施形態では、ポールピース２０４ａと、制御電極２０４ｂと、偏向器又は１組の偏向器２０４ｃと、励起コイル２０４ｄとを含み得る、変更スイング対物レンズ遅延液浸レンズ（ＳＯＲＩＬ）を含むことがある。電子ビームツール４０は、追加的に、ウェーハ上の材料を特徴付けるためにエネルギー分散型Ｘ線スペクトロメータ（ＥＤＳ）検出器（図示せず）を含むことがある。
【００２８】
[0038]  一次電子ビーム２２０は、アノード２１６とカソード２１８との間に電圧を印加することによりカソード２１８から放出されることがある。一次電子ビーム２２０は、銃アパーチャ２１４及びビーム制限アパーチャ２１２を通過することがあり、銃アパーチャ２１４とビーム制限アパーチャ２１２の両方は、ビーム制限アパーチャ２１２の下にある、集光レンズ２１０に入射する電子ビームの電流を決定することがある。集光レンズ２１０は、複合対物レンズ２０４に入射する前に電子ビームの電流を設定するために、一次電子ビーム２２０が対物アパーチャ２０８に入射する前に一次電子ビーム２２０を集束させることがある。
【００２９】
[0039]  複合対物レンズ２０４は、検査のために一次電子ビーム２２０をウェーハ２０３上に集束させることがあり、ウェーハ２０３の表面上にプローブスポット２２２を形成することができる。偏向器２０４ｃは、ウェーハ２０３上のプローブスポット２２２をスキャンするために、一次電子ビーム２２０を偏向させることがある。例えば、スキャンプロセスでは、偏向器２０４ｃは、ウェーハ２０３の異なる部分の画像再構成のためのデータを提供するために、ウェーハ２０３の上面の異なる場所に異なる時点で一次電子ビーム２２０を順次偏向させるように制御されることがある。その上、いくつかの実施形態では、偏向器２０４ｃはまた、特定の場所におけるウェーハ構造の立体画像再構成のためのデータを提供するために、異なる時点でその場所におけるウェーハ２０３の異なる側面に一次電子ビーム２２０を偏向させるように制御されることがある。更に、いくつかの実施形態では、アノード２１６及びカソード２１８は、複数の一次電子ビーム２２０を生成するように構成されることがあり、且つ電子ビームツール４０は、ウェーハ２０３の異なる部分／側面に複数の一次電子ビーム２２０を同時に投射するための複数の偏向器２０４ｃを含むことがある。
【００３０】
[0040]  励起コイル２０４ｄに電流が印加されたときに、軸対称（すなわち、光軸２１７に対して対称）の磁界が、ウェーハ表面エリアに生成されることがある。一次電子ビーム２２０によりスキャンされるウェーハ２０３の一部は、磁界に浸されることがある。いくつかの実施形態では、ウェーハ表面付近に軸対称遅延電界を発生させるために、ウェーハ２０３、ポールピース２０４ａ、及び制御電極２０４ｂに異なる電圧が印加されることがある。電界は、ビームの電子がウェーハ２０３と衝突する前にウェーハの表面付近で衝突する一次電子ビーム２２０のエネルギーを低減することがある。ポールピース２０４ａから電気的に絶縁された制御電極２０４ｂは、ウェーハのマイクロアーク放電を防止し且つウェーハ表面での適切なビーム集束を確実にするために、軸対称磁界と共にウェーハ上の軸対称電界を制御し得る。
【００３１】
[0041]  一次電子ビーム２２０を受け取ると、二次電子ビーム２３０がウェーハ２０３の一部から放出されることがある。二次電子ビーム２３０は、一次電子とウェーハ２０３との相互作用から生じる、後方散乱電子、二次電子、又はオージェ電子を含むことがある。二次電子ビーム２３０は、電子検出器２０６のセンサ表面に受け取られることがある。いくつかの実施形態では、電子検出器２０６は、二次電子ビーム２３０の強度を表す信号（例えば、電圧、電流など）を生成することがあり、電子検出器２０６と通信する画像処理システム２５０に信号を提供することがある。二次電子ビーム２３０の強度は、ウェーハ２０３の外部構造又は内部構造に応じて異なることがあり、したがって、ウェーハ２０３が欠陥を含むかどうかを示し得る。その上、上述したように、異なる強度の二次電子ビーム２３０を生成するために、一次電子ビーム２２０が、ウェーハ２０３の上面の異なる場所に、又は特定の場所におけるウェーハ２０３の異なる側面に投射されることがある。それゆえ、二次電子ビーム２３０の強度をウェーハ２０３のエリアにマッピングすることにより、画像処理システム２５０は、ウェーハ２０３の内部構造及び／又は外部構造の特性を反映する画像を再構成することがある。
【００３２】
[0042]  いくつかの実施形態では、撮像システム２００はまた、画像取得器２６０と、ストレージ２７０と、コントローラ５０とを含む画像処理システム２５０を含むことがある。画像取得器２６０は、１つ又は複数のプロセッサを含むことがある。例えば、画像取得器２６０は、コンピュータ、サーバ、メインフレームホスト、端末、個人用コンピュータ、任意の種類の携帯コンピュータ装置など、又はそれらの組み合わせを含むことがある。画像取得器２６０は、導電体、光ファイバーケーブル、携帯型記憶媒体、ＩＲ、Bluetooth、インターネット、無線ネットワーク、無線通信、又はそれらの組み合わせなどの、媒体を介して、電子ビームツール４０の検出器２０６に通信可能に結合されることがある。いくつかの実施形態では、画像取得器２６０は、検出器２０６から信号を受け取ることがあり、画像を構築することがある。画像取得器２６０は、このようにウェーハ２０３の画像を取得することができる。画像取得器２６０は、輪郭線を生成すること、インジケータを取得画像に重ね合わせることなど、様々な後処理機能も実施することがある。画像取得器２６０は、取得画像の輝度及びコントラストなどの調節を実施するように構成されることがある。いくつかの実施形態では、ストレージ２７０は、ハードディスク、フラッシュドライブ、クラウドストレージ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、他の種類のコンピュータ可読メモリなどの記憶媒体であり得る。ストレージ２７０は、画像取得器２６０に結合されることがあり、スキャンされた生の画像データを元画像として保存し、且つ処理後の画像を保存するために使用されることがある。画像取得器２６０及びストレージ２７０は、コントローラ５０に接続されることがある。いくつかの実施形態では、画像取得器２６０、ストレージ２７０、及びコントローラ５０は、１つの制御ユニットとして一体化されることがある。
【００３３】
[0043]  いくつかの実施形態では、画像取得器２６０は、検出器２０６から受け取った撮像信号に基づいて、サンプルの１つ又は複数の画像を取得することがある。撮像信号は、荷電粒子撮像を実施するためのスキャン動作に対応していることがある。取得画像は、複数の撮像エリアを含む単一の画像であり得る。この単一の画像は、ストレージ２７０内に記憶されることがある。この単一の画像は、複数の領域に分割することができる元画像であり得る。これらの領域の各々は、ウェーハ２０３のフィーチャを包含する１つの撮像エリアを含むことがある。取得画像は、期間中に複数回サンプリングされた、ウェーハ２０３の単一の撮像エリアの複数の画像を含むことがある。この複数の画像は、ストレージ２７０内に記憶されることがある。いくつかの実施形態では、画像処理システム２５０は、ウェーハ２０３の同じ場所の複数の画像を用いて画像処理ステップを実行するように構成されることがある。
【００３４】
[0044]  いくつかの実施形態では、画像処理システム２５０は、検出された二次電子の分布を取得するための測定回路（例えば、アナログ／デジタル変換器）を含むことがある。検出時間ウィンドウ中に収集された電子の分布データを、ウェーハ表面に入射する一次電子ビーム２２０の対応するスキャンパスデータと組み合わせて使用して、検査中のウェーハ構造の画像を再構成することができる。再構成された画像を使用して、ウェーハ２０３の内部構造又は外部構造の様々なフィーチャを明らかにすることができ、それによって、再構成された画像を使用して、ウェーハ内に存在する可能性がある欠陥を明らかにすることができる。
【００３５】
[0045]  更に、図２は電子ビームツール４０が単一の一次電子ビームを使用することを示しているが、電子ビームツール４０はまた、複数の一次電子ビームを使用する複数のビーム検査ツールであり得ることが理解されよう。本開示は、電子ビームツール４０で使用される一次電子ビームの数を制限するものではない。
【００３６】
[0046]  ここで図３を参照すると、図３は、一次電子の着地エネルギーに対する二次電子の収率を示す例示的なグラフである。グラフは、一次電子ビーム（図２の一次電子ビーム２２０など）の着地エネルギーと二次電子ビーム（図２の二次電子ビーム２３０など）の収率との関係を図示している。収率は、一次電子の衝突に応答してどれだけの数の二次電子が生成されるかを示す。例えば、１．０を超える収率は、ウェーハに着地した一次電子の量よりも多量の二次電子が生成され得ることを示す。同様に、１．０よりも低い収率は、一次電子の衝突に応答してより少量の二次電子が生成され得ることを示す。
【００３７】
[0047]  図３のグラフに示すように、一次電子の着地エネルギーがＥ１〜Ｅ２の範囲内にある場合、表面に着地した電子よりも多くの電子がウェーハの表面から離れることがあり、それゆえ、ウェーハの表面に正電位をもたらす。いくつかの実施形態では、欠陥検査は、「正モード」と呼ばれる、前述の着地エネルギーの範囲で実施されることがある。図４に関して更に詳細に説明するように、多くの正電位を有するデバイス構造は、検出器（図２の検出器２０６など）がより少量の二次電子を受け取り得るので、より暗い電圧コントラスト画像を生成することがある。
【００３８】
[0048]  着地エネルギーがＥ１よりも低いか又はＥ２よりも高い場合、より少量の電子が表面から離れることがあり、それにより、表面に負電位をもたらす。いくつかの実施形態では、欠陥検査は、「負モード」と呼ばれる、この着地エネルギーの範囲で実施されることがある。より多くの負の表面電位を有するデバイス構造は、ウェーハのより明るい電圧コントラスト画像を生成することがある。
【００３９】
[0049]  いくつかの実施形態では、一次電子ビームの着地エネルギーは、電子銃とウェーハとの間の全バイアスにより制御されることがある。
【００４０】
[0050]  ここで、ウェーハのデバイス構造の電圧コントラスト応答を図示する概略図である、図４を参照する。いくつかの実施形態では、ウェーハにおける物理的及び電気的欠陥は、荷電粒子検査システムの電圧コントラスト法を使用して検出することができる。電圧コントラスト画像を使用して欠陥を検出するために、通常、検査を行う前に検査すべきエリアに荷電粒子が印加される、予備帯電と呼ばれるプロセスが採用される。
【００４１】
[0051]  いくつかの実施形態では、電子ビームツールを使用して、一次電子ビームによる照明に対するウェーハの電圧コントラスト応答に基づいて、ウェーハ（図２のウェーハ２０３など）の内部構造又は外部構造における欠陥を検出することがある。いくつかの実施形態では、ウェーハは、基板４１０の上に現像される試験デバイス４２０を含むことがある。いくつかの実施形態では、試験デバイス４２０は、絶縁材料４５０により分離された複数のデバイス構造４３０及び４４０を含むことがある。例えば、デバイス構造４３０は、基板４１０に接続される。対照的に、デバイス構造４４０は、デバイス構造４４０と基板４１０との間に薄い絶縁体構造４７０（例えば、薄い酸化物）を形成する絶縁材料４５０により分離される。
【００４２】
[0052]  電子ビームツール（図２の電子ビームツール４０など）が、一次電子（図２の一次電子ビーム２２０など）を用いて試験デバイス４２０の表面をスキャンしたときに、二次電子（図２の二次電子ビーム２３０など）が表面から生成されることがある。図２で前述したように、（収率が１．０よりも高くなるように）一次電子の着地エネルギーがＥ１〜Ｅ２の範囲内にある場合、表面に着地した電子よりも多くの電子がウェーハの表面から離れることがあり、それにより、ウェーハの表面に正電位をもたらす。
【００４３】
[0053]  図４は、ウェーハの表面に正電位がどのように蓄積され得るかを図示している。例えば、（例えば、予備帯電段階で）電子ビームが試験デバイス４２０をスキャンした後、デバイス構造４４０は、基板内の電気的接地に接続されていないのでより多くの正電荷を保持し、それにより、デバイス構造４４０の表面に正電位をもたらすことがある。対照的に、同じ着地エネルギーを有する（したがって、同じ収率をもたらす）一次電子が印加されているが、デバイス構造４３０は、蓄積された正電荷が、基板４１０との接続部を介して供給される余分な電子により中和され得るので、より少ない正電荷を保持することがある。
【００４４】
[0054]  画像処理システム（図２の画像処理システム２５０など）は、対応するデバイス構造４３０及び４４０の電圧コントラスト画像４３５及び４４５をそれぞれ生成することがある。例えば、デバイス構造４３０は、接地に短絡され、蓄積された正電荷を保持しないことがある。そのように、一次電子ビームが検査段階でウェーハの表面に着地したときに、デバイス構造４３０は、より多くの二次電子を反発することがあり、それにより、電圧コントラスト画像により明るい領域をもたらす。対照的に、デバイス構造４４０は、基板又は他の任意の接地への接続部を有さず、それゆえ、蓄積された正電荷を保持することがあり、これにより、デバイス構造４４０が、検査段階でより少ない二次電子を反発することがあり、それにより、電圧コントラスト画像により暗い領域をもたらす。
【００４５】
[0055]  従来の欠陥検査ツールは、予備帯電段階で電子を使用してウェーハの表面に電位を蓄積する。予備帯電後、検査ツールは、ウェーハ内の複数のダイの画像を取得する。全てのダイが同一のデバイス構造を有し得るので、複数のダイからのこれらの画像の電圧コントラスト差を比較することにより、欠陥を検出することができる。例えば、１つの画像の電圧コントラストレベルが他の画像よりも低いか又は高い場合、不整合が存在する欠陥を有すると対応するダイを判定することができる。従来の検査技術は、予備帯電段階で蓄積された表面電位が、検査段階全体を通じて保持され、電子ビームツールの検出閾値を超えたままであることを前提としている。
【００４６】
[0056]  しかしながら、半導体プロセス技術ノードが（例えば、１０ｎｍ、７ｎｍ以下に）縮小すると、蓄積された表面電位のレベルが電気絶縁破壊又はトンネリングの影響により検査段階で変化し、それにより、薄いデバイスの欠陥を検出することができない。絶縁体構造４７０などの、高抵抗の薄いデバイス構造（例えば、薄い酸化物）に十分に高い電圧が印加されたときに、漏れ電流が高抵抗構造を通って流れることがあり、それにより、構造が完全な絶縁体として機能することを妨げる。この漏れ電流は、回路の機能に影響を及ぼし、欠陥をもたらすことがある。同様の漏れ電流作用が、不適切に形成された材料又は高抵抗金属層、例えば、タングステン（Ｗ）プラグと電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）のソース又はドレインエリアとの間のケイ化コバルト（例えば、ＣｏＳｉ、ＣｏＳｉ２、Ｃｏ２Ｓｉ、Ｃｏ３Ｓｉなど）を有する構造でも起こることがある。
【００４７】
[0057]  図４では、絶縁体構造４７０は、そのような絶縁破壊作用の影響を受けやすい薄い欠陥を表すことがある。例えば、デバイス構造４３０と４４０の両方が基板４１０に接触して全く同じように機能するように設計されているとしても、製造誤差のために、デバイス構造４４０に絶縁体構造４７０が不完全に形成されていることがある。欠陥のあるエッチングプロセスは、電気的に接続されるべきであった２つの構造の（例えば、デバイス構造４４０と基板４１０との）間に望ましくない電気的遮断（例えば、開回路）をもたらす薄い酸化物を残すことがある。
【００４８】
[0058]  そのような場合、絶縁体構造４７０が十分に厚い（例えば、１０ｎｍよりも厚い）のであれば、デバイス構造４４０に蓄積された正電荷が絶縁体構造４７０から漏れず、それゆえ、従来の欠陥検査ツールが、検査段階で１つのサンプル画像を取得して画像を基準画像と比較することにより、欠陥を検出できることがある。結果として、４３５と４４５との電圧コントラスト差が、検出されることがあり、それにより、デバイス構造４４０における欠陥（例えば、絶縁体構造４７０）を示す。
【００４９】
[0059]  しかしながら、絶縁体構造４７０が薄くなる（例えば、１０ｎｍよりも薄くなる）につれて、デバイス構造４４０に蓄積された正の表面電位レベルが、上述の漏れ電流に起因して経時的に低下し得る可能性が高くなる。デバイス構造４４０が正電荷を失うと、電圧コントラストレベルも、より暗いレベル（例えば、画像４４５）からより明るいレベル（例えば、画像４４６）に経時変化することがあり、最終的に、電圧コントラストレベルが検出器の閾値よりも低くなる（例えば、画像４４７）ので検査ツールが何も検出できないことがある。結果として、検査段階が開始し、検査ツールが電圧コントラスト画像のサンプリングを開始するときまでに、デバイス構造４４０に蓄積された正電位が、薄い絶縁体構造４７０を通る漏れ電流に起因して全て消失することがあり、それにより、デバイス構造４３０と４４０との間に表面電位の差をもたらす。そのような場合、従来の欠陥検査ツールは、正電荷が全て消失した後に検査ツールが画像をサンプリングする場合には薄いデバイスの欠陥を確実に検出できないことがある。例えば、検査ツールは、（デバイス構造４３０からの）電圧コントラスト画像４３５と（デバイス構造４４０からの）電圧コントラスト画像４４７との差を全く検出できないことがある。
【００５０】
[0060]  それゆえ、上述の蓄積された表面電位の時間依存変化の影響を受けやすい薄いデバイスの欠陥を検出するために、検査ツールは、表面電位を徐々に増加させながらウェーハの複数の画像を１つ又は複数の期間中にサンプリングすることがあり、その結果、時間依存変化が、複数の画像のシーケンスにより捕捉されることがある。追加的に、いくつかの実施形態では、検査ツールは、予備帯電段階で低エネルギーの一次電子を使用して、かかる絶縁破壊作用を誘発せずにウェーハを徐々に帯電させることがある。他の実施形態では、検査ツールは、予備帯電の進行中に電圧コントラスト画像をサンプリングして生成することがあり、その結果、予備帯電段階でさえ過渡的な電圧コントラスト変化を捕捉することができる。
【００５１】
[0061]  前述の説明では、対応するフィーチャが明るく見える短絡状態の存在と、対応するフィーチャが暗く見える開回路状態の存在を説明した。しかしながら、試験構造の実際の処理又は電子ビームツールの設定に応じて、明るい及び暗い外観が変化し、更には反転することがあることが当業者に理解されよう。
【００５２】
[0062]  ここで、本開示の実施形態と一致した、期間中の例示的な電圧コントラスト画像の図である、図５Ａを参照する。いくつかの実施形態では、欠陥検査プロセスは、予備帯電段階５０１と検査段階５０３とを含むことがある。予備帯電段階５０１で、撮像システム（図２の撮像システム２００など）は、電子を使用してウェーハの表面に電位を蓄積する。上で説明したように、薄いデバイスの欠陥を検出するために、撮像システムは、低エネルギー電子を使用して、予備帯電の進行中に絶縁破壊又はトンネリングを誘発せずに表面電位を徐々に蓄積することがある。検査段階５０３で、いくつかの実施形態では、撮像システムは、ウェーハ（図２のウェーハ２０３など）の場所エリアの複数の画像を期間中にサンプリングすることがある。同じ場所であるが異なる時間からの複数の電圧コントラスト画像を比較することにより、システムは、薄いデバイスの欠陥に起因するデバイス絶縁破壊又はトンネリング作用を示す、表面電位の経時変化を検出することがある。
【００５３】
[0063]  例えば、図５Ａに示すように、予備帯電段階５０１の開始時には、表面電位は、電圧コントラスト画像５１０及び５１２に示すように、検出可能な電圧コントラスト領域を示すのに十分高くないことがある。予備帯電段階の終了時に、暗い電圧コントラスト（ＤＶＣ）領域５６０ａ、５６２ａ、及び５６４ａが（例えば、時間Ｔｐｒｅ３の時点で）現れ始めることがある。
【００５４】
[0064]  いくつかの実施形態では、予備帯電段階５０１で、電子ビームツール（図２の電子ビームツール４０など）は、上で説明したように、予備帯電段階で（例えば、電圧コントラスト画像のサンプリングが始まる前に）従来のシステムよりも低エネルギーの一次電子を使用してデバイス絶縁破壊を回避することがある。
【００５５】
[0065]  他の実施形態では、電子ビームツールは、予備帯電段階５０１を省いて、検査段階５０３で検査プロセスを開始し、薄いデバイス構造の欠陥を検出することがある。そのような実施形態では、電子ビームツールは、検査プロセスが開始されると直ぐに画像のサンプリングを開始することがある。ウェーハの表面での電位の予備帯電が生じないので、画像生成のための一次ビームスキャンを使用して、画像を連続的にサンプリングしながら、ウェーハの表面に電荷を徐々に蓄積することがある。
【００５６】
[0066]  予備帯電が完了した後、電子ビームツールは、ウェーハのエリアからの画像を期間中に複数回サンプリングし始めることがある。例えば、図５Ａに示すように、複数の画像５３０、５３２、５３４、５３６、及び５３８は、それぞれ、時間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、及びＴ５における検査段階でサンプリングされる。
【００５７】
[0067]  時間Ｔ１において、画像５３０は、３つのＤＶＣ領域５６０ａ、５６２ａ、及び５６４ａが存在することを示している。ＤＶＣ領域５６０ｂ、５６２ｂ、及び５６４ｂは、３つのデバイス構造（図４のデバイス構造４４０など）に蓄積された表面電位を表すことがある。時間Ｔ２及びＴ３において、画像５３２及び５３４は、ＤＶＣ領域５６０ｂ、５６２ｂ、及び５６４ｂが再び検出されることを示し、このことは、蓄積された正電荷がデバイス構造に残り、時間Ｔ１から変わらないことを示し得る。
【００５８】
[0068]  時間Ｔ４において、画像５３６は、ＤＶＣ領域５６０ｂ及び５６４ｂがまだ存在する一方でＤＶＣ領域５６２ｂが消失することを示している。この画像５３６は、ＤＶＣ領域５６２ｂに対応するデバイス構造が、漏れ電流に起因して、蓄積された正電荷を失うことがあり、それにより、表面電位が検出できないレベルまで低下すること（例えば、絶縁破壊作用）をもたらすことを示し得る。薄い構造（例えば、図４の絶縁体構造４７０）に高電圧が印加されたときに、構造が絶縁材料で作製されていたとしても、漏れ電流が薄い構造を通って流れることがある。デバイス構造が薄いほど、漏れ電流の割合が高くなる。例えば、デバイスの絶縁破壊は、デバイス構造の厚さが例えば１０ｎｍ未満である場合に、より頻繁に起こることがある。それゆえ、ＤＶＣ領域５６２ｂの対応するデバイス構造において蓄積された正電荷は、薄いデバイス構造の欠陥によるデバイス絶縁破壊のために中和されていることがある。
【００５９】
[0069]  いくつかの実施形態では、薄いデバイス構造の欠陥は、表面電位へのこの過渡的な影響を検出することにより特定されることがある。例えば、電子ビームツールは、同じ場所の複数の画像、例えば、画像５３０、５３２、５３４、５３６、及び５３８を比較し、期間中のＤＶＣ領域の変化を検出して、薄いデバイス構造の欠陥を特定することがある。いくつかの実施形態では、同じ場所であるが異なる時間からの複数の電圧コントラスト画像を比較することにより、システムは、薄いデバイスの欠陥に起因するデバイス絶縁破壊を示す、表面電位の経時変化を検出することがある。例えば、図５Ｂに示すように、（時間Ｔ３においてサンプリングされた）電圧コントラスト画像５３４及び（時間Ｔ４においてサンプリングされた）５３６は、ＤＶＣ領域５６２ｂが時間Ｔ３とＴ４との間に消失したことを示し、それにより、対応するデバイス構造が薄いデバイス構造の欠陥を含み得ることを示し得る。
【００６０】
[0070]  図５Ａは、５つの画像を用いる例を図示しているが、薄いデバイス構造の欠陥を検出するために２つ以上の画像が使用され得ることが理解されよう。更に、図５Ａ及び図５Ｂに示す画像は、暗い電圧コントラストを使用する検出機構を図示しているが、電子ビームツールが負モードで動作するときに明るい電圧コントラストも使用され得ることが理解されるよう。
【００６１】
[0071]  いくつかの実施形態では、電子ビームツールが正モード（例えば、Ｅ１＜着地エネルギー＜Ｅ２）で動作するので、正の表面電位が蓄積されることがある。他の実施形態では、電子ビームツールが負モード（例えば、着地エネルギー＜Ｅ１又は着地エネルギー＞Ｅ２）で動作するので、負電位が蓄積されることがある。
【００６２】
[0072]  ここで、本開示の実施形態と一致した、期間中の表面電位変化に関連する例示的な電圧コントラスト画像の図である、図６Ａ、図６Ｂ、図及び６Ｃを参照する。
【００６３】
[0073]  図６Ａは、低速帯電デバイス構造における欠陥の時間的特性を図示している。検査期間中に、電子ビームツール（図２の電子ビームツール４０など）は、電子ビームを用いてウェーハを連続的にスキャンすることがある。この連続的なスキャンは、デバイス構造（図４のデバイス構造４４０など）における正電荷の蓄積をもたらすことがある。低速帯電デバイス構造の場合、この電荷蓄積はゆっくりと進行するので、表面電位が、図６Ａに示すように、長期間にわたってゆっくりと増加する。例えば、図６Ａでは、表面電位は、時間ゼロから時間Ｔ４まで徐々に増加し、第１の絶縁破壊は、時間Ｔｂｒｅａｋ１まで起こらない。時間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、及びＴ４における表面電位レベルは、検出器（図２の電子検出器２０６など）の閾値電圧６１５よりも高いので、３つのＤＶＣ領域６４０、６４２、及び６４４が、（それぞれ時間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、及びＴ４においてサンプリングされた）電圧コントラスト画像６３０、６３２、６３４、及び６３６に現れることがある。しかしながら、時間Ｔｂｒｅａｋ１における絶縁破壊後に、表面電位は、時間Ｔ５においてほぼゼロに（したがって、閾値電圧６１５よりも低く）低下し、それにより、（時間Ｔ５においてサンプリングされた）電圧コントラスト画像６３８ではＤＶＣ領域６４２が消失する。結果として、電子ビームツールは、画像６３８と画像６３０、６３２、６３４、及び６３６とを比較することにより欠陥を特定することがある。
【００６４】
[0074]  図６Ｂは、別の低速帯電デバイス構造の時間的特性を図示している。図６Ｂの表面電位は、図６Ａよりも急速に増加するので、絶縁破壊がより素早く起こる。しかしながら、連続する絶縁破壊間の時間（例えば、Ｔｂｒｅａｋ１〜Ｔｂｒｅａｋ２）は、サンプリング周期（例えば、Ｔ１〜Ｔ２）よりも長いので、複数の画像を比較したときに欠陥を依然として確実に検出することができる。例えば、画像６５０、６５４、及び６５８は、表面電位レベルが閾値６１５よりも高いときに、Ｔ１、Ｔ３、及びＴ５においてサンプリングされるので、３つのＤＶＣ領域６６０、６６２、及び６６４を示している。画像６５２及び６５６は、Ｔｂｒｅａｋ１及びＴｂｒｅａｋ２における絶縁破壊後に表面電位が閾値６１５よりも低下したときに、Ｔ２及びＴ４においてサンプリングされるので、ＤＶＣ領域６６２を示していない。それゆえ、電子ビームツールは、画像６５２及び６５６と画像６５０、６５４、及び６５８と比較することにより欠陥を特定できることがある。
【００６５】
[0075]  対照的に、図６Ｃは、超急速帯電デバイス構造における欠陥の時間的特性を図示している。図６Ｃのグラフに示すように、このデバイス構造では表面電荷が非常に急速に蓄積することがあり、よって、絶縁破壊がより更に頻繁に起こることがある。連続する絶縁破壊間の周期（例えば、Ｔｂｒｅａｋ１〜Ｔｂｒｅａｋ２）は、サンプリング周期（例えば、Ｔ１〜Ｔ２）よりも短くなる。この急速な絶縁破壊挙動は、急速帯電デバイス構造の欠陥を電子ビームツールが確実に検出するのを妨ぐ。例えば、図６Ｃでは、表面電位レベルが検出器閾値６１５よりも低いときに、絶縁破壊直後に５つの画像６７０、６７２、６７４、６７６、及び６７８の全てがサンプリングされる。よって、これらの５つの画像に２つのＤＶＣ領域６８０及び６８４のみが現れることがある。それゆえ、電子ビームツールは、急速帯電デバイス構造の欠陥を特定できないことがある。
【００６６】
[0076]  急速帯電デバイス構造における欠陥の検出信頼性を向上させる１つの方法は、画像サンプリングレートを上げる（例えば、画像間のサンプリング周期を短くする）ことである。しかしながら、従来の電子ビームツールは、多くの場合、図７に図示するような従来のスキャンシーケンスの機構に起因して、サンプリングレートの上昇に伴って制限される。
【００６７】
[0077]  ここで図７を参照し、図７は従来のスキャンシーケンスの図である。従来の電子ビームツールは、多くの場合、ウェーハサンプルにわたって電子ビームをラスタースキャンすることにより画像を生成する。図７は、５×５画素の画像を生成するためのラスタースキャンの例示的なシーケンスを示している。ラスタースキャンでは、電子ビームは一定の速度で左から右に（例えば、画素７１１から画素７１５に）水平方向に移動し、ウェーハを横切って画素（例えば、画素７１１、７１２、７１３、７１４、及び７１５）の行（又はライン）をスキャンする。電子ビームは、スキャンされている行の最後の画素（例えば、画素７１５）に達した時点で、次の行のスキャンが開始し得る、次の行の第１の画素（例えば、７２１）まで迅速に戻る。これらのステップは、最後の行（例えば、画素７５１、７５２、７５３、７５４、及び７５５の行）がスキャンされるまで繰り返されることがある。最後の行がスキャンされた時点で、電子ビームは、第１の行の第１の画素（例えば、画素７１１）に戻って、別の画像を生成するためにそのエリアのスキャンを再び開始することがある。或いは、電子ビームは、ウェーハの異なるエリアのスキャンが開始し得る、異なる場所に再配置されることがある。
【００６８】
[0078]  実際にスキャンせずに電子ビームをある位置から別の位置に迅速に移動させるステップは、後戻りと呼ばれる。例えば、図７は、後戻り７７１、７７２、７７３、７７４、及び７７５を図示している。電子ビームをある行内の最後の画素から次の行内の第１の画素まで移動させること（例えば、後戻り７７１、７７２、７７３、又は７７４）は、水平方向後戻りと呼ばれる。電子ビームを最後の行から第１の行に移動させること（例えば、後戻り７７５）は、上下方向後戻りと呼ばれる。後戻りに必要な余分な時間は、ラインオーバーヘッドと呼ばれる。
【００６９】
[0079]  ラスタースキャンでは、画像が順次生成される（すなわち、第１の画像スキャンが完了するまで第２の画像スキャンが開始しないことがある）。したがって、複数の画像を連続してサンプリングする速度は、エリア全体をスキャンするのに必要な時間により決定されることがある。例えば、図７のエリア全体（５×５画素のエリア）をスキャンするのに必要な最小時間は、２５画素全てをスキャンする必要があるので、２５ｔｐ＋４ｔｈｒ＋ｔｖｒとして表されることがあり、ここで、ｔｐは１画素をスキャンするのに必要な時間を表し、ｔｈｒは各水平方向後戻りのラインオーバーヘッドを表す。
【００７０】
[0080]  それゆえ、良くても、従来のラスタースキャンを使用する電子ビームツールは、２５ｔｐ＋４ｔｈｒ＋ｔｖｒ毎に画像を生成するように制限されることがある。例えば、画素７１１をスキャンした後、電子ビームは、残りの２４画素全てがスキャンされるまで（これは２５ｔｐ＋４ｔｈｒ＋ｔｖｒ後である）、画素７１１に再び戻ることができないことがある。このことは、同じ画素に対する２つの連続する画像のスキャン間の時間差が２５ｔｐ＋４ｔｈｒ＋ｔｖｒであることを意味する。図６Ｃで説明したように、急速帯電デバイス構造の絶縁破壊が２５ｔｐ＋４ｔｈｒ＋ｔｖｒよりも頻繁に起こる場合、従来の電子ビームツールは、急速帯電構造の欠陥を確実に検出できないことがある。
【００７１】
[0081]  ここで、本開示の実施形態と一致した、例示的なスキャンシーケンスの図である、図８Ａ及び図８Ｂを参照する。いくつかの実施形態では、電子ビームツール（図２の電子ビームツール４０など）が次の行に移動する前に各行を複数回スキャンし得る場合、画像がより頻繁に生成されることがある。例えば、図８Ａに示すように、電子ビームは、第１の行（例えば、画素８１１、８１２、８１３、８１４、及び８１５を有する行）を３回（例えば、スキャン８６１、８７１、及び８８１）スキャンし、次いで、画素８２１に移動して次の行をスキャンすることがある。
【００７２】
[0082]  ５つの行全てのスキャンをそれぞれ３回完了した後、画像処理システム（図２の画像処理システム２５０など）は、各スキャン中に生成されたスキャンデータを再集合させることにより、図８Ｂに示すように、３つの画像を再構成することがある。例えば、画像８６０は、行の第１のスキャン（８６１、８６２、８６３、８６４、及び８６５）の各々からのスキャンデータを含むことがある。画像８７０は、行の第２のスキャン（８７１、８７２、８７３、８７４、及び８７５）の各々からのスキャンデータを含むことがある。画像８８０は、行の第３のスキャン（８８１、８８２、８８３、８８４、及び８８５）の各々からのスキャンデータを含むことがある。
【００７３】
[0083]  スキャンは行毎に実行されるので、そのような実施形態では、電子ビームが、図７に示す従来のラスタースキャンよりもはるかに素早く同じ画素に戻ることができることがある。例えば、スキャン８６１により画素８１１をスキャンした後、電子ビームは、画素８１１に戻り、スキャン８７１により、５ｔｐ＋ｔｈｒ直後に、画像データを再び生成できることがある。それゆえ、画像８６０内の第１の画素及び画像８７０内の第１の画素などの、連続する画像内の同じ画素間の時間間隔は、そのような実施形態でのｔｐ及びｔｈｒが従来のラスタースキャンと同じままであることを前提として、図７に示す従来のラスタースキャンでの２５ｔｐ＋４ｔｈｒ＋ｔｖｒよりもはるかに短い、５ｔｐ＋ｔｈｒであり得る。結果として、そのような実施形態を使用する電子ビームツールは、急速帯電デバイス構造における時間依存欠陥をより良好に検出できることがある。
【００７４】
[0084]  ここで、本開示の実施形態と一致した、例示的なスキャンシーケンスの図である図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃ、及び図９Ｄを参照する。いくつかの実施形態では、電子ビームツールは、双方向スキャンを実施することがある。例えば、図９Ａに示すように、電子ビームは、第１の行（例えば、画素９１１、９１２、９１３、９１４、及び９１５を有する行）を交互方向に（例えば、スキャン方向を毎回変更する）４回スキャンすることがある。そのような実施形態では、各スキャン（及び対応する時間ｔｈｒ）間の水平方向後戻りステップが排除されることがあり、それにより、検査システムの全体的スループットを向上させる。
【００７５】
[0085]  追加的に、いくつかの実施形態では、双方向スキャンは、一次電子ビームのスキャンを通じて正電荷が蓄積する画素間の均衡を改善することがある。電子ビームはスキャン中の現在の画素とスキャン方向の次の画素とに影響を及ぼすことが多いので、画素間に不均衡が生じる。したがって、一方向スキャンは、スキャンの方向に向かって不均衡な帯電を生じさせることがある。いくつかの実施形態では、双方向スキャンは、各行内の画素間の全体的な均衡を改善することがある。
【００７６】
[0086]  画像再構成は、図８Ｂで上述したのと同様の方法で実施されることがある。５つの行全てのスキャンを完了した後、いくつかの実施形態では、画像処理システム（図２の画像処理システム２５０など）は、各行のスキャン中に生成されたスキャンデータを再集合させることにより、図９Ｂに示すように、４つの画像（各画像が４回のスキャンのうちの１回のスキャンに対応する）を再構成することがある。
【００７７】
[0087]  図９Ｃは、双方向スキャンシーケンスの別の実施形態を示している。いくつかの実施形態では、電子ビームは、第１の行を交互方向に３回スキャンすることがある。第１の行のスキャンが画素９１５において完了したときに、水平方向に画素９２１（第２のラインの第１の画素）まで戻るのではなく、第２の行の第１のスキャンは、画素９２５から画素９２１に反対方向に進むことがある。
【００７８】
[0088]  画像再構成は、同様に実施されることがある。５つの行全てのスキャンを完了した後、いくつかの実施形態では、画像処理システムは、図９Ｄに示すように３つの画像を再構成することがある。
【００７９】
[0089]  ここで、本開示の実施形態と一致した、例示的なスキャンシーケンスの図である図１０Ａ及び図１０Ｂを参照する。いくつかの実施形態では、スキャンが画素毎に実施される場合、電子ビームツールのサンプリング速度が更に向上することがある（すなわち、電子ビームは、次の画素に移動する前に各画素を複数回スキャンすることがある）。例えば、図９Ａに示すように、電子ビームは、次の画素（例えば、画素１０１２）に移動する前に、第１の画素（例えば、画素１０１１）を３回スキャンすることがある。第１の行内の全ての画素（例えば、画素１０１１、１０１２、１０１３、１０１４、及び１０１５）のスキャンが完了した後に、電子ビームは、水平方向に次の行まで戻ることがある。
【００８０】
[0090]  画像再構成は、図８Ｂで上述したのと同様の方法で実施されることがある。それぞれ３回スキャンされる５つの行の各画素を含む全ての画素のスキャンを完了した後、いくつかの実施形態では、画像処理システム（図２の画像処理システム２５０など）は、各画素のスキャン中に生成されたスキャンデータを再集合させることにより、図１０Ｂに示すように、３つの画像を再構成することがある。例えば、画像１０６０は、画素の第１のスキャンの各々からのスキャンデータを含むことがある。画像１０７０は、画素の第２のスキャンの各々からのスキャンデータを含むことがある。画像１０８０は、画素の第３のスキャンの各々からのスキャンデータを含むことがある。
【００８１】
[0091]  そのような実施形態では、電子ビームは、図７に示す従来のラスタースキャンよりもはるかに素早く同じ画素に戻ることができることがある。例えば、次の画素のスキャン前に同じ画素が複数回スキャンされるので、画素１０１１をスキャンした後、電子ビームは、画素１０１１に戻り、ｔｐ直後に画像データを再び生成できることがある。それゆえ、画像１０６０内の第１の画素及び画像１０７０内の第１の画素などの、連続する画像内の同じ画素間の時間間隔は、そのような実施形態でのｔｐが従来のラスタースキャンと同じままであることを前提として、図７に示す従来のラスタースキャンでの２５ｔｐ＋４ｔｈｒ＋ｔｖｒよりもはるかに短い、ｔｐであり得る。結果として、そのような実施形態を使用する電子ビームツールは、超急速帯電デバイス構造における時間依存欠陥を検出できることがある。
【００８２】
[0092]  ここで、本開示の実施形態と一致した、時間依存欠陥を検出するための例示的な方法を図示するフローチャートである、図１１を参照する。この方法は、電子ビームツール（図２の電子ビームツール４０など）及び画像処理システム（図２の画像処理システム２５０など）により実施されることがある。
【００８３】
[0093]  ステップ１１１０では、電子ビームツールは、電子ビーム（図２の一次電子ビーム２２０など）をウェーハに送達して、ウェーハのエリアをスキャンする。電子ビームツールが、一次電子を用いてウェーハの表面をスキャンするときに、二次電子（図２の二次電子ビーム２３０など）が表面から生成されることがある。検査期間中に、電子ビームツールは、電子ビームを用いてウェーハを連続的にスキャンすることがある。この連続的なスキャンは、デバイス構造（図４のデバイス構造４４０など）における正電荷の蓄積をもたらすことがある。低速帯電デバイス構造の場合、表面電位は、長期間にわたってゆっくりと増加することがあり、欠陥は、複数の画像（図６Ａの画像６３０、６３２、６３４、６３６、及び６３８など）をサンプリングし比較することにより検出されることがある。しかしながら、急速帯電デバイス構造の場合、表面電位は、はるかに素早く変化することがあり、その結果、絶縁破壊がより更に頻繁に起こる。複数の画像が取得され得るとしても、それらの複数の画像（図６Ｃの画像６７０、６７２、６７４、６７６、及び６７８など）は、表面電位レベルが検出器閾値（図６Ｃの閾値６１５など）よりも低いときにサンプリングされることがある。それゆえ、電子ビームツールは、急速帯電デバイス構造の欠陥を特定できないことがある。
【００８４】
[0094]  急速帯電デバイス構造における欠陥の検出信頼性を向上させる１つの方法は、画像サンプリングレートを上げる（すなわち、サンプリング周期を短くする）ことである。しかしながら、従来の電子ビームツールは、従来のラスタースキャンシーケンスの連続性のために、サンプリングレートの上昇に伴って制限される（すなわち、第２の画像スキャンは、第１の画像スキャンが完了するまで開始できない）。
【００８５】
[0095]  いくつかの実施形態では、電子ビームツールが水平方向に次の行まで戻る前に各行を複数回スキャンする場合、画像がより頻繁に生成されることがある。
【００８６】
[0096]  ステップ１１２０では、電子ビームツールは、次の行に移動する前に第１の行をＮ回スキャンする。いくつかの実施形態では、ツールは、図８Ａ、図９Ａ及び図９Ｃに示すように、行を繰り返しＮ回スキャンすることがある。いくつかの実施形態では、ツールは、行内の次の画素をＮ回スキャンする前に、図１０Ａに示すように、画素を繰り返しＮ回スキャンすることがある。
【００８７】
[0097]  ステップ１１３０では、第１の行のスキャンを完了した後、電子ビームツールは、電子ビームを次の行に移動させ、第２の行をＮ回スキャンする。ステップ１１２０及び１１３０は、全ての行がスキャンされるまで繰り返される。いくつかの実施形態では、図８Ａに示すように、次の行の第１の画素に電子ビームを再配置するために水平方向後戻りが必要となることがある。他の実施形態では、水平方向後戻りは、図９Ａ及び９Ｃに示すように、双方向スキャンを利用することによって省略されることがある。
【００８８】
[0098]  ステップ１１４０では、全ての行のスキャンを完了した後、画像処理システム（図２の画像処理システム２５０など）は、ウェーハをスキャンする間に収集されたデータを処理し、対応するデータを再集合させて１組のＮ個の画像を再構成し、ここでＮは任意の整数である。
【００８９】
[0099]  例えば、図８Ｂに示すように、５つの行全てのスキャンをそれぞれ３回完了した後、画像処理システムは、スキャン中に収集されたデータを使用して３つの画像を再構成する。例えば、図８Ｂの画像８６０は、行の第１のスキャン（８６１、８６２、８６３、８６４、及び８６５）の各々からのスキャンデータを含む。図８Ｂの画像８７０は、行の第２のスキャン（８７１、８７２、８７３、８７４、及び８７５）の各々からのスキャンデータを含む。図８Ｂの画像８８０は、行の第３のスキャン（８８１、８８２、８８３、８８４、及び８８５）の各々からのスキャンデータを含む。
【００９０】
[00100]  図８Ａ及び図８Ｂに関して上述した方法を使用して、電子ビームツールは、複数の画像内の同じ画素間のより短い時間間隔で複数の画像を生成することができる。例えば、スキャン８６１により画素８１１をスキャンした後、電子ビームは、画素８１１に戻り、スキャン８７１により、５ｔｐ＋ｔｈｒ直後に、画像データを再び生成できることがあり、ここで、ｔｐは１画素をスキャンするのに必要な時間を表し、ｔｈｒは各水平方向後戻りのラインオーバーヘッドを表し、ｔｖｒは上下方向後戻りのラインオーバーヘッドを表す。それゆえ、画像８６０内の第１の画素及び画像８７０内の第１の画素などの、連続する画像内の同じ画素間の時間間隔は、そのような実施形態でのｔｐ及びｔｈｒが従来の電子ビームツールでのｔｐ及びｔｈｒと同じままであることを前提として、従来の電子ビームツールに必要な２５ｔｐ＋４ｔｈｒ＋ｔｖｒよりもはるかに短い、５ｔｐ＋ｔｈｒであり得る。
【００９１】
[00101]  実施形態については、以下の条項を使用して更に説明することができる。
条項１．
ウェーハを検査するための荷電粒子ビームシステムであって、
ウェーハの表面に荷電粒子を期間中に送達し、
ウェーハのエリアであって、エリアが複数の画素行を含む、エリアをスキャンする
ための回路を含む荷電粒子ビーム源と、
エリアの１組のＮ個の画像であって、Ｎが整数である、１組のＮ個の画像を期間中に生成し、
１組のＮ個の画像を比較して、ウェーハのエリア内に高抵抗構造をもたらす欠陥を検出する
ための回路を含むコントローラと
を含む、荷電粒子ビームシステム。
条項２．
荷電粒子ビーム源が、
複数の行のうちの第１の行をＮ回スキャンし、
第１の行のスキャン完了後に、複数の行のうちの第２の行をＮ回スキャンする
ための回路を含み、且つ
コントローラが、
第１の行のスキャンに基づいて第１の組のＮ個のデータを生成し、
第２の行のスキャンに基づいて第２の組のＮ個のデータを生成し、
第１の組のＮ個のデータ及び第２の組のＮ個のデータのうちの対応するデータに基づいて１組のＮ個の画像を生成する
ための回路を含む、
条項１に記載のシステム。
条項３．
荷電粒子ビーム源が、
第１の行を毎回交互方向にＮ回スキャンし、
第２の行を毎回交互方向にＮ回スキャンする
ための回路を含む、
条項２に記載のシステム。
条項４．
荷電粒子ビーム源が、
複数の行のうちの第１の行内の第１の画素をＮ回スキャンし、
第１の行内の第１の画素のスキャン完了後に、複数の行のうちの第１の行内の第２の画素をＮ回スキャンする
ための回路を含み、且つ
コントローラが、
第１の画素のスキャンに基づいて第１の組のＮ個のデータを生成し、
第２の画素のスキャンに基づいて第２の組のＮ個のデータを生成し、
第１の組のＮ個のデータ及び第２の組のＮ個のデータのうちの対応するデータに基づいて１組のＮ個の画像を生成する
ための回路を含む、
条項１に記載のシステム。
条項５．
コントローラが、
第１の組のＮ個のデータ及び第２の組のＮ個のデータを記憶し、
第１の組のＮ個のデータ及び第２の組のＮ個のデータのうちの対応するデータを取り出して、１組のＮ個の画像を生成する
ための回路を含む、
条項２〜４の何れか一項に記載のシステム。
条項６．
コントローラが、第１の組のＮ個のデータのうちの第１のデータと第２の組のＮ個のデータのうちの第１のデータとを集合させることと第１の組のＮ個のデータのうちの第２のデータと第２の組のＮ個のデータのうちの第２のデータとを集合させることとにより１組のＮ個の画像を生成するための回路を更に含む、条項２〜５の何れか一項に記載のシステム。
条項７．
１組のＮ個の画像が、電圧コントラストレベルを示す情報を含む、条項１〜６の何れか一項に記載のシステム。
条項８．
コントローラが、１組のＮ個の画像の電圧コントラストレベル間の差を検出して欠陥を特定するための回路を含む、条項７に記載のシステム。
条項９．
欠陥が、ウェーハのエリア内の高抵抗構造における漏電に関連する電気的欠陥を含む、条項１〜８の何れか一項に記載のシステム。
条項１０．
高抵抗構造により急速帯電デバイスの形成が可能となる、条項９に記載のシステム。
条項１１．
高抵抗構造をもたらす欠陥が、材料の不適切な形成により生じる、条項１〜１０の何れか一項に記載のシステム。
条項１２．
高抵抗構造をもたらす欠陥が、薄いデバイス構造により生じる、条項１〜１０の何れか一項に記載のシステム。
条項１３．
薄いデバイス構造が、エッチングプロセス後に残存する薄い酸化物を含む、条項１２に記載のシステム。
条項１４．
ウェーハの表面に荷電粒子を期間中に送達するための荷電粒子ビーム源を備えた荷電粒子ビームシステムを使用してウェーハを検査する方法であって、
ウェーハのエリアであって、エリアが複数の画素行を含む、エリアをスキャンすることと、
エリアの１組のＮ個の画像であって、Ｎが整数である、１組のＮ個の画像を期間中に生成することと、
１組のＮ個の画像を比較して、ウェーハのエリア内に高抵抗構造をもたらす欠陥を検出することと
を含む、方法。
条項１５．
複数の行のうちの第１の行をＮ回スキャンすることと、
第１の行のスキャン完了後に、複数の行のうちの第２の行をＮ回スキャンすることと、
第１の行のスキャンに基づいて第１の組のＮ個のデータを生成することと、
第２の行のスキャンに基づいて第２の組のＮ個のデータを生成することと、
第１の組のＮ個のデータ及び第２の組のＮ個のデータのうちの対応するデータに基づいて１組のＮ個の画像を生成することと
を更に含む、条項１４に記載の方法。
条項１６．
第１の行をＮ回スキャンすることが、第１の行を毎回交互方向にＮ回スキャンすることを含み、且つ
第２の行をＮ回スキャンすることが、第２の行を毎回交互方向にＮ回スキャンすることを含む、
条項１５に記載の方法。
条項１７．
複数の行のうちの第１の行内の第１の画素をＮ回スキャンすることと、
第１の行内の第１の画素のスキャン完了後に、複数の行のうちの第１の行内の第２の画素をＮ回スキャンすることと、
第１の画素のスキャンに基づいて第１の組のＮ個のデータを生成することと、
第２の画素のスキャンに基づいて第２の組のＮ個のデータを生成することと、
第１の組のＮ個のデータ及び第２の組のＮ個のデータのうちの対応するデータに基づいて１組のＮ個の画像を生成することと
を更に含む、条項１４に記載の方法。
条項１８．
第１の組のＮ個のデータ及び第２の組のＮ個のデータを記憶することと、
第１の組のＮ個のデータ及び第２の組のＮ個のデータのうちの対応するデータを取り出して、１組のＮ個の画像を生成することと
を更に含む、条項１５〜１７の何れか一項に記載の方法。
条項１９．
第１の組のＮ個のデータのうちの第１のデータと第２の組のＮ個のデータのうちの第１のデータとを集合させることと第１の組のＮ個のデータのうちの第２のデータと第２の組のＮ個のデータのうちの第２のデータとを集合させることとにより１組のＮ個の画像を生成することを更に含む、条項１５〜１８の何れか一項に記載の方法。
条項２０．
１組のＮ個の画像が、電圧コントラストレベルを示す情報を含む、条項１４〜１９の何れか一項に記載の方法。
条項２１．
１組のＮ個の画像の電圧コントラストレベル間の差を検出して欠陥を特定することを更に含む、条項２０に記載の方法。
条項２２．
非一時的コンピュータ可読媒体であって、
ウェーハのエリアであって、エリアが複数の画素行を含む、エリアをスキャンすることと、
エリアの１組のＮ個の画像であって、Ｎが整数である、１組のＮ個の画像を期間中に生成することと、
１組のＮ個の画像を比較して、ウェーハのエリア内に高抵抗構造をもたらす欠陥を検出することと
を含む方法を、ウェーハの表面に荷電粒子を期間中に送達するための荷電粒子ビーム源を備えた、荷電粒子ビームシステムに実施させるように荷電粒子ビームシステムのプロセッサにより実行可能である１組の命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体。
条項２３．
１組の命令が、
複数の行のうちの第１の行をＮ回スキャンすることと、
第１の行のスキャン完了後に、複数の行のうちの第２の行をＮ回スキャンすることと、
第１の行のスキャンに基づいて第１の組のＮ個のデータを生成することと、
第２の行のスキャンに基づいて第２の組のＮ個のデータを生成することと、
第１の組のＮ個のデータ及び第２の組のＮ個のデータのうちの対応するデータに基づいて１組のＮ個の画像を生成することと
を荷電粒子ビームシステムに更に実施させるように荷電粒子ビームシステムのプロセッサにより実行可能である、条項２２に記載のコンピュータ可読媒体。
条項２４．
１組の命令が、
第１の行を毎回交互方向にＮ回スキャンすることと、
第２の行を毎回交互方向にＮ回スキャンすることと
を荷電粒子ビームシステムに更に実施させるように荷電粒子ビームシステムのプロセッサにより実行可能である、条項２３に記載のコンピュータ可読媒体。
条項２５．
１組の命令が、
複数の行のうちの第１の行内の第１の画素をＮ回スキャンすることと、
第１の行内の第１の画素のスキャン完了後に、複数の行のうちの第１の行内の第２の画素をＮ回スキャンすることと、
第１の画素のスキャンに基づいて第１の組のＮ個のデータを生成することと、
第２の画素のスキャンに基づいて第２の組のＮ個のデータを生成することと、
第１の組のＮ個のデータ及び第２の組のＮ個のデータのうちの対応するデータに基づいて１組のＮ個の画像を生成することと
を荷電粒子ビームシステムに更に実施させるように荷電粒子ビームシステムのプロセッサにより実行可能である、条項２２に記載のコンピュータ可読媒体。
条項２６．
１組の命令が、
第１の組のＮ個のデータ及び第２の組のＮ個のデータを記憶することと、
第１の組のＮ個のデータ及び第２の組のＮ個のデータのうちの対応するデータを取り出して、１組のＮ個の画像を生成することと
を荷電粒子ビームシステムに更に実施させるように荷電粒子ビームシステムのプロセッサにより実行可能である、条項２３〜２５の何れか一項に記載のコンピュータ可読媒体。
条項２７．
１組の命令が、第１の組のＮ個のデータのうちの第１のデータと第２の組のＮ個のデータのうちの第１のデータとを集合させることと第１の組のＮ個のデータのうちの第２のデータと第２の組のＮ個のデータのうちの第２のデータとを集合させることとにより１組のＮ個の画像を生成することを、荷電粒子ビームシステムに更に実施させるように荷電粒子ビームシステムのプロセッサにより実行可能である、条項２３〜２６の何れか一項に記載のコンピュータ可読媒体。
条項２８．
１組の命令が、荷電粒子ビームシステムにさせるように荷電粒子ビームシステムのプロセッサにより実行可能であり、１組のＮ個の画像が、電圧コントラストレベルを示す情報を含む、条項２２〜２７の何れか一項に記載のコンピュータ可読媒体。
条項２９．
１組の命令が、１組のＮ個の画像の電圧コントラストレベル間の差を検出して欠陥を特定することを荷電粒子ビームシステムに更に実施させるように荷電粒子ビームシステムのプロセッサにより実行可能である、条項２８に記載のコンピュータ可読媒体。
【００９２】
[00102]  画像処理システムは、ソフトウェアを使用して上述の機能を制御することがあることが理解されよう。例えば、電子ビームツールは、ウェーハをスキャンする電子ビームの移動又はウェーハに対するステージの移動を制御することがある。画像処理システムは、ウェーハをスキャンする間に収集されたデータからウェーハの画像を再構成することがある。更に、画像処理システムは、画像処理アルゴリズムを実行して、再構成された画像の輝度及びコントラストを調節することがある。ソフトウェアは、非一時的なコンピュータ可読媒体に記憶されることがある。非一時的な媒体の一般的な形態としては、例えば、フロッピーディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、ソリッドステートドライブ、磁気テープ、又は他の任意の磁気データ記録媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、他の任意の光学データ記録媒体、穴のパターンを有する任意の物理的媒体、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、及びＥＰＲＯＭ、クラウドストレージ、ＦＬＡＳＨ−ＥＰＲＯＭ若しくは他の任意のフラッシュメモリ、ＮＶＲＡＭ、キャッシュ、レジスタ、他の任意のメモリチップ若しくはカートリッジ、及び前述のもののネットワーク化されたもの、が挙げられる。
【００９３】
[00103]  開示される実施形態について、好ましい実施形態に関係して説明してきたが、以降で特許請求される主題の趣旨及び範囲から逸脱することなく、他の修正及び変更を加えることができることを、理解されたい。
【図１】
2021536659.tif 000003
【図２】
2021536659.tif 000004
【図３】
2021536659.tif 000005
【図４】
2021536659.tif 000006
【図５Ａ】
2021536659.tif 000007
【図５Ｂ】
2021536659.tif 000008
【図６Ａ】
2021536659.tif 000009
【図６Ｂ】
2021536659.tif 000010
【図６Ｃ】
2021536659.tif 000011
【図７】
2021536659.tif 000012
【図８Ａ】
2021536659.tif 000013
【図８Ｂ】
2021536659.tif 000014
【図９Ａ】
2021536659.tif 000015
【図９Ｂ】
2021536659.tif 000016
【図９Ｃ】
2021536659.tif 000017
【図９Ｄ】
2021536659.tif 000018
【図１０Ａ】
2021536659.tif 000019
【図１０Ｂ】
2021536659.tif 000020
【図１１】
2021536659.tif 000021
【国際調査報告】
2021536659.tif 000022
2021536659.tif 000023
2021536659.tif 000024