(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体サンプルを検査する方法であって、
検査ツール上で、１個又は複数個の半導体サンプルに備わる様々な注目層向けの複数個の様々な波長域を、それら様々な注目層が当該様々な注目層の内部又は付近に存するアブソーバ型素材を含んでいるか否かに基づき選択するステップと、
検査ツール上で、上記様々な波長域に存する少なくとも１本の入射ビームを上記様々な注目層へと差し向け、それに応じ上記様々な注目層それぞれに係る複数の出力信号又は画像を取得するステップと、
上記様々な注目層それぞれからの上記出力信号又は画像を解析することでそれら様々な注目層における欠陥を検出するステップと、
を有し、上記アブソーバ型素材がＳｉＮまたはＳｉＯ２である、方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法であって、上記様々な波長域を選択するステップが、
ＳｉＮの吸収エッジ波長より下側にある短波長域を、上記様々な注目層のうち第１のもの、即ちその内部又は付近に存するＳｉＮを有していないかそれより下方に存するＳｉＮを有している第１注目層に関し、選択するステップと、
上記吸収エッジ波長より上側にある長波長域を上記様々な注目層のうち第２のもの、即ちそれより上方に存するＳｉＮを有している第２注目層に関し、選択するステップと、
を有する方法。
【請求項３】
請求項２記載の方法であって、上記様々な波長域を選択するステップが、更に、
上記様々な注目層のうち第３のもの、即ちその内部に存するＳｉＮを有している第３注目層につき狭隘短波長域を選択するステップを、有する方法。
【請求項４】
請求項３記載の方法であって、
上記短波長域が２２０ｎｍ以下にあり、
上記長波長域が２３０ｎｍ以上にあり、
上記狭隘短波長域が約２３０ｎｍ・２５０ｎｍ間にある方法。
【請求項５】
請求項３記載の方法であって、上記様々な波長域を選択するステップが、それを以て上記サンプルが製造されたデザインデータベースにて指定されたところに従い、上記様々な注目層それぞれの内部又は付近に存するＳｉＮがあるか否かを判別するステップを、有する方法。
【請求項６】
請求項３記載の方法であって、上記様々な波長域を選択するステップが、それを以て上記サンプルが製造されたデザインデータベースを利用せず、層のリスト及び素材タイプを以て指定されたところに従い、上記様々な注目層それぞれの内部又は付近に存するＳｉＮがあるか否かを判別するステップを、有する方法。
【請求項７】
請求項３記載の方法であって、更に、上記少なくとも１本の入射ビームに水平又は垂直偏光を適用するステップを有する方法。
【請求項８】
請求項３記載の方法であって、更に、上記少なくとも１本の入射ビーム向けに様々なアパーチャセッティングを選択することで上記様々な注目層のうち少なくとも幾つかについて特定の入射角を実現するステップを、有する方法。
【請求項９】
請求項１記載の方法であって、上記様々な波長域のうち、垂直スタック構造を有する特定の注目層向けのそれの少なくとも幾つかが、上記垂直スタック構造の表面上にある欠陥及び内奥にある欠陥の双方を検出するための長波長域と、上記垂直スタック構造の表面上にある欠陥を検出するための短波長域と、を含む方法。
【請求項１０】
半導体サンプルを検査する検査システムであって、
それら様々な注目層が、当該様々な注目層にてある注目層の内部又は付近に存するアブソーバ型素材を含んでいるか否かに基づき、様々な注目層向けの複数個の様々な波長域にて、入射ビームを生成し１個又は複数個の半導体サンプルへと差し向ける照明光学系モジュールと、
上記入射ビームに応じ上記様々な注目層から反射又は散乱されてくる出射ビームを集める集光光学系モジュールと、
コントローラと、
を備え、上記コントローラが、
１個又は複数個の半導体サンプルに備わる様々な注目層向けの複数個の様々な波長域を、それら様々な注目層が当該様々な注目層の内部又は付近に存するアブソーバ型素材を含んでいるか否かに基づき選択する動作と、
上記様々な波長域に存する少なくとも１本の入射ビームを上記様々な注目層へと差し向け、それに応じ上記様々な注目層それぞれに係る複数の出力信号又は画像を取得する動作と、
上記様々な注目層それぞれからの上記出力信号又は画像を解析することでそれら様々な注目層における欠陥を検出する動作と、
を実行するよう構成され、上記アブソーバ型素材がＳｉＮまたはＳｉＯ２である、システム。
【請求項１１】
請求項１０記載のシステムであって、上記様々な波長域を選択する動作が、
ＳｉＮの吸収エッジ波長より下側にある短波長域を、上記様々な注目層のうち第１のもの、即ちその内部又は付近に存するＳｉＮを有していないかそれより下方に存するＳｉＮを有している第１注目層に関し、選択する動作と、
上記吸収エッジ波長より上側にある長波長域を上記様々な注目層のうち第２のもの、即ちそれより上方に存するＳｉＮを有している第２注目層に関し、選択する動作と、
を含むシステム。
【請求項１２】
請求項１１記載のシステムであって、上記様々な波長域を選択する動作が、更に、
上記様々な注目層のうち第３の集合を構成する個々の層、即ちその内部に存するＳｉＮを有している第３注目層それぞれにつき狭隘短波長域を選択する動作を、含むシステム。
【請求項１３】
請求項１２記載のシステムであって、
上記短波長域が２２０ｎｍ以下にあり、
上記長波長域が２３０ｎｍ以上にあり、
上記狭隘短波長域が約２３０ｎｍ・２５０ｎｍ間にあるシステム。
【請求項１４】
請求項１２記載のシステムであって、上記様々な波長域を選択する動作が、それを以て上記サンプルが製造されたデザインデータベースにて指定されたところに従い、上記様々な注目層それぞれの内部又は付近に存するＳｉＮがあるか否かを判別する動作を、含むシステム。
【請求項１５】
請求項１２記載のシステムであって、上記様々な波長域を選択する動作が、それを以て上記サンプルが製造されたデザインデータベースを利用せず、層のリスト及び素材タイプを以て指定されたところに従い、上記様々な注目層それぞれの内部又は付近に存するＳｉＮがあるか否かを判別する動作を、含むシステム。
【請求項１６】
請求項１２記載のシステムであって、上記コントローラが、更に、上記少なくとも１本の入射ビームに水平又は垂直偏光を適用するよう構成されているシステム。
【請求項１７】
請求項１２記載のシステムであって、上記コントローラが、更に、上記少なくとも１本の入射ビーム向けに様々なアパーチャセッティングを選択することで上記様々な注目層のうち少なくとも幾つかについて特定の入射角を実現するよう構成されているシステム。
【請求項１８】
請求項１０記載のシステムであって、上記様々な波長域のうち、垂直スタック構造を有する特定の注目層向けのそれの少なくとも幾つかが、上記垂直スタック構造の表面上にある欠陥及び内奥にある欠陥の双方を検出するための長波長域と、上記垂直スタック構造の表面上にある欠陥を検出するための短波長域と、を含むシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は総じてウェハ検査システムの分野に関する。より具体的には、本発明は短波長を使用した欠陥検出に関する。
【背景技術】
【０００２】
関連出願の相互参照
本願は２０１４年１２月２日付米国仮出願第６２／０８６５９６号に基づく優先権主張を伴うものであり、この参照によりその出願の全容をあらゆる企図で本願に繰り入れることにする。
【０００３】
一般に、半導体製造業には、基板例えばシリコン上に積層及びパターニングされた半導体素材を使用し集積回路を製造する高度に複雑な技術がつきものである。回路集積化の規模の大きさ及び半導体デバイスの小型化が原因で、製造されるデバイスが欠陥に対しますます敏感になってきている。即ち、以前にも増し小さな欠陥がデバイス不具合を引き起こすようになっている。デバイスは、一般に、エンドユーザや顧客への発送まで無欠陥でなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第９０７５０２７号明細書
【特許文献２】米国特許第７３５１９８０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
半導体産業では、半導体ウェハ上の欠陥を検出するため様々な検査システムが使用されている。しかしながら、改良された半導体ウェハ検査システム及び技術への絶えなき需要が存在している。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下、本発明のある種の実施形態に関する基礎的理解をもたらすべく本件開示の簡略な概要を示すことにする。この概要は本件開示の範囲概観ではなく、且つ本発明の根幹／重要要素を特定し又は本発明の技術的範囲を定めるものではない。その目的は一つ、後掲のより詳細な説明に対する序章として、本願記載の幾つかの概念を単純な形態にて提示することにある。
【０００７】
ある実施形態では半導体サンプルを検査する方法が開示される。検査ツール上で、１個又は複数個の半導体サンプルに備わる様々な注目層向けに、複数個の様々な波長域を、それら様々な注目層が当該様々な注目層の内部又は付近に存するアブソーバ型素材を含んでいるか否かに基づき選択する。検査ツール上で、上記様々な波長域に存する少なくとも１本の入射ビームを上記様々な注目層へと差し向け、それに応じ上記様々な注目層それぞれについて出力信号又は画像を取得する。上記様々な注目層それぞれからの出力信号又は画像を解析することでそれら様々な注目層における欠陥を検出する。
【０００８】
ある具体的実現形態におけるアブソーバ型素材はＳｉＮである。ある態様では、上記様々な波長域を選択するステップが、（ｉ）ＳｉＮの吸収エッジ波長より下側にある短波長域を、上記様々な注目層のうち第１のもの、即ちその内部又は付近に存するＳｉＮを有していないかそれより下方に存するＳｉＮを有している第１注目層に関し、選択するステップと、（ｉｉ）上記吸収エッジ波長より上側にある長波長域を、上記様々な注目層のうち第２のもの、即ちそれより上方に存するＳｉＮを有している第２注目層に関し、選択するステップを有する。更なる態様では、上記様々な波長域を選択するステップが、更に、上記様々な注目層のうち第３のもの、即ちその内部に存するＳｉＮを有している第３注目層につき狭隘短波長域を選択するステップを、有する。更なる態様では、上記短波長域が２２０ｎｍ以下にあり、上記長波長域が２３０ｎｍ以上にあり、上記狭隘短波長域が約２３０ｎｍ・２５０ｎｍ間にある。
【０００９】
他の実施形態では、上記様々な波長域を選択するステップが、それを以て上記サンプルが製造されたデザインデータベースにて指定されたところに従い、上記様々な注目層それぞれの内部又は付近に存するＳｉＮがあるか否かを判別するステップを、有する。他の態様では、上記様々な波長域を選択するステップが、それを以て上記サンプルが製造されたデザインデータベースを利用せず、層のリスト及び素材タイプを以て指定されたところに従い、上記様々な注目層それぞれの内部又は付近に存するＳｉＮがあるか否かを判別するステップを、有する。他の実現形態では、上記少なくとも１本の入射ビームに水平又は垂直偏光を適用する。他の例では、上記少なくとも１本の入射ビーム向けに様々なアパーチャセッティングを選択することで上記様々な注目層のうち少なくとも幾つかについて特定の入射角を実現する。ある代替実施形態では、上記様々な波長域のうち、垂直スタック構造を有する特定の注目層向けのそれの少なくとも幾つかが、上記垂直スタック構造の表面上にある欠陥及び内奥にある欠陥の双方を検出するための長波長域と、上記垂直スタック構造の表面上にある欠陥を検出するための短波長域と、を含む。
【００１０】
本発明のある代替実施形態は半導体サンプルを検査する検査システムに関する。本システムは、それら様々な注目層が当該様々な注目層にてある注目層の内部又は付近に存するアブソーバ型素材を含んでいるか否かに基づき、様々な注目層向けの複数個の様々な波長域にて入射ビームを生成し１個又は複数個の半導体サンプルへと差し向ける照明光学系モジュールを、備える。本システムは、更に、上記入射ビームに応じ上記様々な注目層から反射又は散乱されてくる出射ビームを集める集光光学系モジュールと、上述の方法のうち一種類又は複数種類を実行するよう構成されたコントローラと、を備える。
【００１１】
本発明の上掲の態様及びその他の態様について、以下、図面を参照して更に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】波長の関数たる信号強度のグラフである。
【図１Ｂ】ＳｉＮ素材での信号伝搬強度を示すグラフである。
【図１Ｃ】ＳｉＮ素材存在時における欠陥に係る信号強度を示すグラフである。
【図２】本発明の一実施形態に係る検査プロセスを示すフローチャートである。
【図３】本発明の具体的実現形態に係る検査システム例の図式的表現図である。
【図４】本発明の代替的実現形態に係る検査装置の別例の図式的表現図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下の記述では、本発明の一貫理解を提供すべく多数の具体的細部を説明する。本発明はそうした具体的細部のうち一部又は全部を欠いて実施することが可能である。他方、本発明を不必要に曖昧化させないよう、周知の部材又はプロセス動作については詳細に説明していない。本発明をこうした具体的実施形態との関連で記述していくが、本発明がそれら実施形態に限定される趣旨ではないことは理解頂けよう。
【００１４】
一般に、ウェハ検査中に三個の条件を最適化することで、ウェハ構造内欠陥から得られる信号対雑音比（ＳＮＲ）を最良にすることができる。特定のウェハ部位にある欠陥エリアから検出された信号を、それに対応する参照エリア即ち欠陥が存していないエリアと比較すればよい。まず、その欠陥から応答信号又は光を受け取るには、その欠陥部位に光又は電磁界（ｅ場）が到達しなければならない。入射光が欠陥に到達する蓋然性はその欠陥エリアを取り巻く素材の素材特性の関数である。欠陥が不透明素材の周囲又は下方にあるとその欠陥に到達可能な光量が厳しく制約されうるのに対し、透明素材であればその欠陥に光がより到達しやすくなる。そのｎ，ｋ素材特性（即ち屈折率ｎ及び消衰係数ｋ）に大きな変化があれば、欠陥検出のためより効率的に比較又は解析可能な強めの信号検出結果がもたらされる傾向となろう。一般に、信号は複素関数で表した屈折率ｎ＋ｉｋの自乗の関数である。そのため、生成される信号がｎ又はｋの変化の影響を受けうる。そして、検査時解析のため、その欠陥の周りで改変を受けた局所ｅ場のうち少なくとも一部分を、概ねそのウェハの上面へと伝搬させ、次いでそのウェハ検査ツールの集光光学系の入射瞳によって集める必要がある。欠陥近辺に不透明素材及び透明素材が存していると、その影響がこの集光プロセスに及ぶこととなろう。
【００１５】
欠陥検出に悪影響を及ぼしうる因子は幾つかある。例えば、欠陥の付近又は周囲にＳｉＮが存しているとその影響が信号検出結果に及びかねないし、これはときとして込み入った形態となる。ウェハ製造プロセスにおけるプロセス変動もまた不要ノイズとして作用しうるものであり、これは、そうしたノイズ源が計測され欠陥信号が逸失されることが一般に望ましくないからである。こうしたプロセス変動はその程度の多少こそあれ製造プロセスのあらゆる工程で発生するので、それに関わるノイズ源があらゆるウェハ層の検査に現れる。
【００１６】
欠陥の下方に不透明素材層が存していれば、その不透明層より下方からのノイズ源を低減又は排除することができる。従って、場合にもよるが、検査対象ウェハ構造内に吸収素材が存することが望ましいとされることがあり得、これはその供試構造がどこにあるかによって左右される。ＳｉＮは２３０ｎｍ未満の波長で不透明になり始めるので、ＳｉＮが存することは、２３０ｎｍ未満の短波長を使用しての検査におけるウェハプロセス変動ノイズの制限に役立ちうる。
【００１７】
ウェハ検査におけるもう一つの全般的因子は、多くの注目層又は欠陥で、波長が短めだと強めの信号がもたらされる傾向があることである。この効果は、ウェハ上にある粒子の信号がｓ６／波長４に比例しているため短波長だと一般に強めの信号が生じる、とするレイリー及びミー散乱の理論に由来している。即ち、短波長なら一般に高感度な検査が可能となる。一般に、吸収型素材が存在しているときに生じうるような大きいｎ，ｋ素材特性変化が全く存在していない限り、総じて、短めの波長なら大きめの欠陥信号強度を得ることができる。図１Ａは波長の関数たる信号強度のグラフである。従って、検査エリアが吸収素材存在状態でないときについては短めの波長を使用することができる。
【００１８】
しかしながら、場合によっては、アブソーバ（吸光材）型素材に係る特定の素材特性変化により、短波長と大信号強度との間の関係に打ち勝つことができる。一般的なアブソーバ素材の一つはＳｉＮである。ＳｉＮは、しばしば、半導体製造プロセス中でハードマスク、スペーサ又はメモリ（電荷）保存媒体として使用される。ＳｉＮには、約２３０ｎｍ長の波長に対しては透明であり、このしきい値を下回る波長では徐々に不透明になるため波長短縮につれ吸収が増大する、という光学特性がある。図１ＢはＳｉＮ素材での信号伝搬強度を示すグラフである。図示の通り、ＳｉＮ（又はその他の種類の吸収素材）は短波長例えば約２３０ｎｍ未満にて吸収性（即ち不透明又は弱透過性）になる。従って、ＳｉＮが検査時の注目層である場合、強い信号検出結果を得るべく長波長を使用するのが望ましい。
【００１９】
ＳｉＮ素材が欠陥又は注目層の付近に存していると、そうしたＳｉＮの存在が、図１Ｃに示す如く欠陥信号強度に影響を及ぼすこととなろう。図示の通り、信号は約２４５ｎｍでピークに達する。ただ、ＳｉＮ（又はその他のアブソーバ素材）存在時の欠陥に係る信号は、具体的な周囲素材特性及び構造並びにその欠陥の素材特性及び構造によって左右される別の波長で、ピークに達することとなりうる。他種周囲素材例えば酸化物に係る欠陥信号はまた別のピーク位置を呈することとなりうる。
【００２０】
従って、場合にもよるが、ＳｉＮが関わっているなら検査波長を２３０ｎｍ超（又は信号ピーク波長域内）にすることが望ましかろう（他種素材なら他の波長域）。インスペクタを広帯域スペクトラムのものにし、ＳｉＮに起因する約２３０ｎｍの吸収エッジより上側及び下側の波長を当該広帯域スペクトラムに含めることが、存している素材に依存する信号検出結果を強める上で望ましい。同様に、ＳｉＮの存在は検査で検出されるノイズに影響を及ぼしうるので、波長を２３０ｎｍの吸収エッジより上側及び下側にすることで、信号対雑音比向上の面で最大限の柔軟性がもたらされるようにすることができる。他の吸収エッジを使用すれば、他種素材即ちＳｉＮ以外の素材が存在しているときの波長選択に対して影響を及ぼすことができる。以下の実施形態はＳｉＮの存否との関連で記述されているが、それらの技術は容易に改変することができ、また他の種類のアブソーバ素材に容易に適用することができる。本発明の実施形態を適用可能なアブソーバ素材の代替例としては、セレン化銅インジウムガリウム（ＣＩＧＳ）、ＣｄＴｅ、アモルファスシリコン、ＳｉＯ２等々があろう。
【００２１】
大まかにいうと、それら様々な注目層がアブソーバ型素材例えばＳｉＮを含んでいてそのアブソーバ素材が当該様々な注目層の内部又は付近に存しているか否かに基づき、様々なサンプル注目層向けの様々な波長域が、検査ツール上で選択される。その検査ツール上では、１個又は複数個のサンプルに備わる様々な注目層へとそれら様々な波長域が差し向けられ、それに応じ当該様々な注目層それぞれから出力信号又は画像が集められる。次いで、それら様々な注目層それぞれから集められた出力信号又は画像を解析することで、当該様々な注目層における欠陥を検出することができる。
【００２２】
図２は、本発明の一実施形態に係る検査プロセス２００を示すフローチャートである。まず、動作２０２では、関連する注目層を有するウェハが検査用に準備されよう。その注目層が例えばＳｉＮで構成されているものがよい。他のウェハ又は同じウェハ上の別の注目層としては、ＳｉＮが注目層の付近にあるだけで実際にはその注目層内に存していないものがあろう。その具体例としては、注目しているターゲット又は構造がＳｉＮ以外の素材で形成されているが、その注目ターゲット又は構造の近隣又は付近に少なくとも幾ばくかのＳｉＮを含む構造が配されているものがあろう。他には、含有するＳｉＮが注目層の下方に存する供試ウェハでもよい。他のウェハとしては、その注目層がＳｉＮ素材又は構造を含まないものやＳｉＮ素材又は構造の付近に存していないものがあろう。一般に、本検査技術２００は、製造プロセス中の様々な工程を実行した後、別々の又は同一の注目層を有する様々なウェハに関し、或いは同じウェハ上にある別々の又は同一の注目層を対象に、反復することが可能である。
【００２３】
総じて、相異なるＳｉＮ特性（或いはその他のアブソーバ素材特性）を有し又はそれを欠いている様々な注目層向けに、様々な波長域が使用されることとなろう。例えば、本願中で更に説明する通り、様々な注目層向けに検査ツールにて様々な波長及びアパーチャコンビネーションを選択することができる。
【００２４】
図示例では、動作２０４にて、注目層の内部又は付近にＳｉＮが存しているか否かが判別されよう。実施形態によっては、デザインデータベースにマーキングすることでどの層がＳｉＮを含むかが指定され、マーキングされたデザインデータベースが検査システムに提供されることとなろう。例えば、そのデザインを構成している検査対象層それぞれを基準にしたＳｉＮの所在を、そのデザインデータベースで指定することが可能である。また、各層で使用される素材を特定するＧＤＳ２デザインファイルをレビューすることでＳｉＮの存在を提示又は判別し、それを受け、どの層がＳｉＮを含むのか、並びにそれらのＳｉＮ層が各注目層の上方にあるのか下方にあるのか又はその注目層を包含しているのかを、判別することが可能である。他の実施形態では、ＳｉＮを含む個所（例．ウェハを構成する層スタックを基準として提示される個所）のリストが、デザインデータベースを提示することなく検査システムに提示されよう。
【００２５】
ＳｉＮが注目層の内部又は付近に存していない場合、動作２０５にて、注目層内部の欠陥を検出すべく短波長域にて入射光が生成され、それにより強い信号検出結果が得られることとなろう。例えば、約２３０ｎｍ以下の波長を用い、ＳｉＮを含んでいない注目エリアからの信号を検出することが可能である。図１Ａに示すように、この２３０ｎｍ以下域であれば、長波長と比較して、ＳｉＮが存していない欠陥につき比較的強い信号がもたらされよう。但し、他の短波長域（例．約１９０ｎｍ未満、約２００ｎｍ未満、約２１０ｎｍ未満又は約２２０ｎｍ未満）も使用可能である。検査ツールで利用可能な波長にもよるが、更に短い波長域も使用可能である。
【００２６】
逆にＳｉＮが存している場合、動作２０６にて、注目層の下方にＳｉＮが存するか否かが判定されよう。注目層の下方にＳｉＮが存している場合、動作２０５にて、大信号強度の応答を得ることで欠陥を検出すべく、またＳｉＮの下方からの他のノイズ源の低減をＳｉＮが短波長で不透明であることにより実現すべく、短波長域にて入射光が生成されよう。その波長は（図１Ｂに示す如く）例えば約２３０ｎｍ、２２０ｎｍ、２１０ｎｍ、２００ｎｍ又は１９０ｎｍ未満に設定される。
【００２７】
ＳｉＮが注目層の下方に存していない場合、それを受け、動作２０７にて、注目層の上方又は注目層の内部にＳｉＮが位置しているか否かが判定されよう。注目層の内部にＳｉＮが存している場合（或いはその注目層がＳｉＮで構成されている場合）、動作２０８にて、注目層内部の欠陥を検出すべく狭隘短波長域にて入射光が生成され、強い信号検出結果が得られることとなろう。例えば、ＳｉＮに関し図１Ｃに示す通り、約２３０ｎｍ・２５０ｎｍ間に存するようその波長域が選択される。注目層の上方にＳｉＮが存している場合、動作２１０にて、ＳｉＮより下方に存する欠陥に関し強めの信号検出結果を得るべく長波長にて入射光が生成されよう。選択される波長は、例えば、それを上回ると図１Ｂに示す如くＳｉＮが透明になる約２３０又は２４０ｎｍを超える波長である。
【００２８】
ＳｉＮが欠陥より下方に存している場合、光は概ね吸収されるのでほとんど反射されることがなく、欠陥個所では電界が弱まることとなろう。また、ＳｉＮが欠陥の近隣又は上方に存している場合、ウェハの表面に入射した光がＳｉＮによって吸収されるので、この配置でもやはり欠陥個所にて電界が弱まる傾向となろう。従って、欠陥個所付近に幾ばくかであれＳｉＮがあれば、総じて、ＳｉＮが吸収される波長の信号が弱まることとなる。
【００２９】
また、半導体スタック構造例えば垂直ＮＡＮＤ（ＶＮＡＮＤ）その他の３Ｄ構造内の様々なレベルを検査するため、様々な波長域を選択することが可能である。例えば、短波長域（例．赤色可視光域、紫外域及び／又は深紫外域）の入射光を使用することで、３Ｄ構造の表面上にある欠陥を検出することができる。長波長域（例．青色可視光域、赤外域及び／又は近赤外域）の入射光を使用することで、垂直スタックの表面上にある欠陥及び内奥にある欠陥の双方を検出することができる。具体例の一つは長波長が約７００〜９５０ｎｍ間にあり短波長が約１９０〜４５０ｎｍ間にあるものである。それら第１及び第２波長域を使用し検出された欠陥を比較することで、表面上の欠陥を除外し、その３Ｄ構造の内奥にある欠陥のみを求めることができる。
【００３０】
また、長波長域にも短波長域にも偏光セッティングを適用することができる。例えば、選択されている波長域向けに水平又は垂直偏光を選択することができる。偏光セッティングは任意の好適な検査パラメタ、例えば欠陥型、サンプル組成、波長域又はサブバンド選択結果等々に基づき適用することができる。
【００３１】
また、短波長域及び／又は長波長域にアパーチャセッティングを適用することができる。例えば、ある特定の組合せの入射角（ＡＯＩ）を達成しうるアパーチャセッティングを、任意の好適な検査パラメタ、例えば欠陥型、サンプル組成、検査対象サンプル構造の種類、偏光セッティング、波長域又はサブバンド選択結果等々に基づき選択することができる。
【００３２】
図２に戻り、動作２１２では、注目層の複数個所から反射及び／又は散乱されてくる出射光が検出されよう。動作２１２では、この出射光を使用し、ディジタル化された信号又は画像が生成されよう。例えば、照明ビームを基準にして各ウェハをスキャンすることで、そのウェハのスワス部分丸ごとに関し画像を得ることができる。個々の個所から信号又は画像を得るには、ビームカラムに対しウェハを動かすか、ウェハに対しビームカラムを動かすか、或いはビームカラム及びウェハを互いに他に対し動かせばよい。その結果得られる画像スワスを画像パッチに分解し、それら画像パッチをパラレル又はシリアルに個別解析すればよい。単一の波長を選択しその波長でウェハの全パッチを検査するのが典型的だが、これに代わる手法として、そのパッチの具体的なＳｉＮ特性に依存するような波長セッティングを選択し、その波長セッティングで個々のパッチ又はパッチ群を検査する手法もありうる。また、集められた光に偏光及びアパーチャセッティングを適用してもよい。
【００３３】
動作２１４では、それを受け出力信号又は画像を解析することで、どの位置に欠陥があるのかが判別されよう。生成されている信号又は画像の解析は任意の好適な技術を利用し任意の好適な形態で行える。例を以ていえば、ダイトゥダイ、セルトゥセル又はダイトゥデータベース技術を利用しサンプルを検査することができる。即ち、別の無欠陥な画像エリアたる参照画像エリアを、他のダイやセルから得るか又はデザインデータベースに基づき模擬導出し、その参照画像エリアと異なりうる供試エリアイメージング結果に関し、欠陥を検出すればよい。供試・参照画像エリア間の違いが所定のしきい値を上回る場合に欠陥にフラグを付せばよく、またそのしきい値はサンプル上の様々なパターンタイプ又は個所に係る所望感度レベルに応じ変化させるとよい。
【００３４】
ある実施形態では、（供試ウェハ及びレティクルを製造するのに使用された）デザインデータベースを使用し、イメージング対象エリアの参照光学画像が生成される。大略、こうした参照画像は、レティクル製造プロセス及びフォトリソグラフィプロセスを模してウェハパターンを模擬導出することでレンダリングされる。また、検査ツールの物理的構成及び光学特性（例．波長域、照明及び光学レンズ構成、収差効果等々）を模すことでも、ウェハパターン画像を模擬導出することができる。他の実施形態では、同じダイ又はセルの実同一エリアを検査ツールによりイメージングしたものが参照エリアとして使用され、同じダイ又はセルの対応する供試エリアと比較されることとなろう。短波長にすることで分解能及びコントラストが向上するので、ダイトゥデータベースレンダリング画像及びツール画像に係る比較プロセスがより秀逸になる。
【００３５】
サンプル上の欠陥を修復することもサンプルを廃棄することも可能である。そうした欠陥の源を判別できたなら、次のサンプルを製造するプロセスを調整することで欠陥を抑えることができる。例えば、ある種の欠陥シグネチャをウェハ製造時のある種のプロセス条件又は問題と関連付けておき、その欠陥シグネチャがウェハ上に見当たらないときにその条件又は問題を調整又は補正すればよい。
【００３６】
ある種の実施形態によれば、短波長の使用及び柔軟な帯域選択を通じ、次世代デザインルール（ＤＲ）向けウェハ欠陥検出を実現し、ひいては欠陥信号、検査スループット、欠陥特性検出能及び不快性低減能を改善することができる。広波長域型検査ツールなら、セットアップした上で、様々な波長域で様々なウェハｚ面（例．３Ｄスタック構造内のそれ）を検査することができる。この柔軟なセットアップにより、ほとんど完全な検査カバレージが可能となろう。また、検出された情報に含まれる付加的な情報並びに様々なツールセッティングを、欠陥分類及び／又は不快性抑圧に使用することができる。
【００３７】
任意且つ好適な検査システムを、アブソーバ型素材例えばＳｉＮの存在時・不存在時双方で諸種素材を検査しうるよう構成することが可能である。ある種のインスペクタツール実施形態によれば、柔軟な波長選択を通じ広大な範囲のウェハ素材特性をカバーすることができる。加えて、この検査ツールは、短波長が生成されるよう動作させることが可能であり、また柔軟な偏光選択を通じ最良な信号が得られるようにすることが可能である。本検査システムは、また、１回のスキャンでより多くの情報が収集され検査スループット、欠陥分類能、不快性抑圧能が向上するよう動作させることができる。例えば、約２３０ｎｍ（又はより小さい値）未満の波長域を選択することで、ＳｉＮ素材が存していないとき又はそのウェハ層構造の下方に存しているときに、背後的なノイズ源をブロックし欠陥を検出することができる。本システムは、本願記載のあらゆる波長域で、またＳｉＮではない別種のアブソーバ型素材や３Ｄスタック構造に適した他の波長域で、光を生成するよう動作させることが可能である。
【００３８】
大略、本発明の技術の実現形態に係る有用な検査ツールは、様々な波長で入射光ビームを生成する少なくとも１個の光源を有し、アブソーバ型素材，非アブソーバ型素材双方を含め様々なタイプの素材の欠陥を検出可能で、且つ恐らくは垂直半導体スタックの表面上及び／又は様々な深度に所在する欠陥を検出可能なものとすることができる。また、そうした検査には、注目エリアに入射ビームを差し向ける照明光学系、入射ビームに応じ注目エリアから輻射される出射ビームを差し向ける集光光学系、出射ビームを検出しその出射ビーム検出結果から画像又は信号を生成するセンサ、並びに本願で更に説明する如く検査ツールの構成部材を制御し且つ様々な素材の内部又はスタックの表面上及び様々な深度にある欠陥の検出を可能とするコントローラが、組み入れられよう。
【００３９】
一実施形態に係る検査ツールは、長波長（２３０ｎｍ〜９５０ｎｍ超）及び短波長（１９０〜２３０ｎｍ）にて光を生成する照明モジュール及びその光を集める集光モジュールを有する。ある具体的実施形態では、その検査ツールによって、近ＵＶ〜近赤外（ＮＩＲ）又はＩＲ域並びに深紫外（ＤＵＶ）〜近ＵＶ域という、２個の波長域で光が生成及び集光される。これらの波長域はそれへの限定を意図するものではないので、他の波長域を本発明の諸実施形態向けに考慮又は適用してもよい。例えば、より短い波長（例．１９０ｎｍ未満）を使用してもよい。ＳｉＮは１９０ｎｍ未満にて更に吸収性になり続けるので、より短波長なら背後的なノイズが引き続き低減されよう。デザインルールが狭小になると層厚も小さくなる傾向があるので、背後的なノイズを低く保つにはその素材における吸収を多めにする必要がある。この１９０ｎｍ域下限は、広帯域実現形態におけるこの最短波長しかサポートできない光学系向けに選択されうる。また、このインスペクタツールによれば、並列及び垂直ｅ場に適した偏光オプションと、長波長光路，短波長光路それぞれに係る波長域に亘り適用される一組のサブバンド波長フィルタとが、提供されうる。
【００４０】
短波長及び長波長を（独立又は同時に）使用することにより、（ｉ）アブソーバ素材例えばＳｉＮが存していないときに欠陥を捕捉すること、（ｉｉ）注目層より下方にアブソーバ素材が存しているときに欠陥を捕捉すること、（ｉｉｉ）注目層の内部にアブソーバ素材が存しているときに欠陥を捕捉すること、（ｉｖ）注目層の上方にアブソーバ素材が存しているときに欠陥を捕捉すること、（ｖ）短波長で垂直スタック構造の表面欠陥を捕捉すること、（ｖｉ）長波長を使用することで垂直スタックにおける表面欠陥，埋没欠陥双方を捕捉すること、並びに（ｖｉｉ）短波長欠陥レポートと長波長欠陥レポートとの違いを使用することで垂直スタックにおける埋没欠陥のみを捕捉することができる。
【００４１】
図３は、本発明の具体的実現形態に係る検査システム例３００の図式的表現図である。図示の通り、本システム３００は、照明光３０５を生成する広帯域光源（例．照明器３０４）を有している。光源の例としては、レーザ駆動光源、ハイパワープラズマ光源、トランスイルミネーション光源（例．ハロゲンランプやＸｅランプ）、フィルタ付きランプ、ＬＥＤ光源等々がある。本検査システムは、広帯域光源に加え、任意好適個数及び種類の付加的光源を有するものとすることができる。
【００４２】
その光源からの入射ビームは、大略、ビームをサンプルに向け中継する（例．整形する、合焦させ又は焦点ずれを調整する、波長でフィルタリング／選択する、偏光状態でフィルタリング／選択する、リサイズする、拡大する、歪みを低減する等々）よう振る舞う任意個数及び種類のレンズを通過するようすることができる。
【００４３】
照明器３０４は、短波長域ビーム及び長波長域ビームを含め入射ビームを生成する任意且つ好適な光学素子を有するものとすることができる。例えば、照明器３０４を、照明光路内に個別的且つ選択的に挿入される（又は回動される）可選択帯域通過フィルタを有するフィルタホイール３０１を備え、それらにより照明ビームの波長が変更されるものにすることができる。
【００４４】
短波長域の上限は、ＳｉＮなら約２３０ｎｍ未満（或いは約２００ｎｍ、２１０ｎｍ又は２２０ｎｍ未満）、他の種類のアブソーバ型素材なら吸収エッジ波長未満とされよう。長波長は約２１０、２２０又は２３０ｎｍ超とされよう。短波長の下限値はオプション的であり、そのインスペクタシステムの性質及びコストによって左右される。総じて、各検査波長域はまた、その照明及び集光瞳アパーチャ形状の最適化具合、入射及び集光光路の偏光、倍率、画素サイズ又はそれらの任意の組合せに基づき選択することができる。
【００４５】
この照明器は、また、入射ビームのスペクトラムを子細に規定するのに使用しうる１個又は複数個の付加的なスペクトラルフィルタ（例．３０３）を、有するものとすることができる。例えば、個々のスペクトラルフィルタを、捕捉対象と見なされている欠陥に係る感度が最適化されるようにも使用することができる。また、別体の偏光フィルタ３０６を入射ビーム光路に選択的に配置し、特定の波長域に係る検査感度を更に最適化することができる。例えば、肉厚スタックの垂直トレンチ内に浸透しうるよう水平偏光（並びに長波長）を選択することができる。また、偏光フィルタを、ある垂直偏光セッティングを有するものにすることができる。
【００４６】
また、瞳リレー（図示せず）を使用し入射光を再結像させ、対物レンズ３３２に位置するシステム瞳上に合焦させることができる。５０−５０ビームスプリッタ３２８を用いその対物レンズ３３２に光を送ることができる。また、この５０−５０ビームスプリッタ３２８は、サンプルから反射又は散乱されてくる光を集光光学系へと送れるよう構成することができる。（対物レンズに位置する）システム瞳に対し共役な瞳を入射ビーム光路にて使用することが可能である。個々の瞳又はアパーチャをある特定の形状にして光路の諸部分を隠し、当該特定の波長域に係る信号を強めることができる。
【００４７】
対物レンズ３３２は、欠陥検出に使用される波長全てを対象に最適化するのが望ましい。例えば、対物レンズ３３２にレンズ被覆等の組成物や色収差補正用の構成を具備させる。代替的な実施形態にあっては、対物レンズ３３２が、全反射性対物系若しくは屈折性対物系又はそれらを組み合わせた（カタディオプトリックな）構成とされよう。
【００４８】
サンプルでの反射又は散乱によってもたらされた出射ビームは、次いでもう一つのダイクロイックビームスプリッタ３３７、例えばオートフォーカスシステム３３５の働きで対物レンズ３３２にオートフォーカスを挿入することができるよう工夫されたそれによって受光されよう。このオートフォーカスビームの波長は、幾通りかある検査帯から離隔した波長にするとよい。オートフォーカス用波長は、短波長域，長波長域のいずれかに係る検査波帯内とならない限り変更可能であり、必ずしも検査帯と検査帯の狭間に存している必要はない。構成要素のコスト及び入手容易性によってオートフォーカス挿入の位置が左右されうる。
【００４９】
ある実施形態では、オートフォーカス波長が長波長域・短波長域間の波長とされる。或いは、オートフォーカス波長を、長波長域，短波長域双方を上回る波長にしてもよい。オートフォーカス波長帯を４０ｎｍ以下にすることで、ウェハ素材応答による焦平面の変化を抑えるようにしてもよい。例えばオートフォーカスシステム３３５にてＬＥＤ光源を使用することができる。ダイクロイックビームスプリッタ３３７は、オートフォーカス波帯を反射させ且つオートフォーカス波帯の上下の光全てを透過させるように配置するとよい。また、５０−５０ビームスプリッタ３２８は、オートフォーカス光が高効率で通過するよう（例．被覆の使用により）構成することができる。この要素によって、オートフォーカスの光効率がほぼ４倍に改善されうる。
【００５０】
オートフォーカス波長が長波長域，短波長域双方に比べかなり上にある場合、そのオートフォーカスビームは、検査用イメージングシステムよりも様々な熱誘起性の焦点変化の影響を受けることとなろう。本システムには、環境（温度、圧力）、レンズ昇温等々による焦点変化に関するフィードバックをもたらす機構を組み込むことができる。例を以ていえば、オートフォーカスシステム３３５に、温度センサ及び圧力センサ、並びにウェハチャックの側面に実装された焦平面変化評価用の校正ウェハ、なる形態を採るフィードバック機構を組み込むとよい。このオートフォーカスシステム３３５では、フィードバックに基づき（例えばレンズを動かすことで可調エアギャップを形成することにより）１個又は複数個のレンズ素子を調整し、それにより焦点補正を導入することができる。また、この補正の頻度もそのフィードバックに基づき定めることができる。
【００５１】
出射ビームは、任意好適個数及び種類の集光光学系例えば瞳リレー（レンズ群３４０）並びにミラー３３８、偏光器３０７、アパーチャ３０９と、出射ビームをズームしセンサ３５４上に合焦させる光学素子３１０及び３１２とにより、差し向け整形することができる。例を以ていえば、そのセンサ３５４は、ＣＣＤ（電荷結合デバイス）又はＴＤＩ（時間遅延積分）検出器、光電子増倍管（ＰＭＴ）その他のセンサなる形態とすることができる。
【００５２】
瞳リレー３４０は、集光光路に個別のアパーチャ（３０９）を挿入し各波長域に係る検査感度を最適化することを目的に、（対物レンズ３３２に存する）システム瞳の像を形成するよう、構成することができる。サンプル上で様々な入射角を実現すべく様々なアパーチャセッティングを選択することが可能である。同じく検査感度を最適化することを目的にして照明又は集光光路に偏光フィルタ（３０６又は３０７）を配置してもよい。
【００５３】
長波長帯通過は約２３０ｎｍ・９５０ｎｍ間、短波長は約２３０ｎｍ未満にするとよい。サブバンドスペクトラルフィルタ（図示せず）を使用することによって、長波長光路にある埋没欠陥或いは短波長光路にある表面欠陥例えば粒子に関し、検査感度を最適化することができる。
【００５４】
もう一つのシステム実施形態では２個同時短及び長波長光路が提供される。この同時波長システムを使用することで、３Ｄ垂直スタック構造における欠陥の所在を特定しつつ吸収型素材の存否を調べることができる。子細に上述した通り、短波長域の入射光（例．赤色可視、紫外及び／又は深紫外域）を使用することで３Ｄスタック構造の表面上にある欠陥を検出することができ、その一方で長波長域（例．青色可視、赤外及び／又は近赤外域）の入射光を使用することで垂直スタックの表面上にある欠陥及び垂直スタックの内奥にある欠陥の双方を検出することができる。ＳｉＮやポリＳｉを含む個所について更なるスペクトル的な選択を使用することができる。
【００５５】
図４は、本発明の具体的実現形態に係る検査装置例の図式的表現図である。本システムの構成要素は、図３を参照して説明した構成要素に類するものとしうる。相異なる二波長の照明ビームを生成するシステムの例については、この参照を以てその全容があらゆる目的で本願に繰り入れられる２０１５年７月７日付特許文献１（発明者：Ｓｔｅｖｅｎ  Ｒ．  Ｌａｎｇｅ）に更なる記載がある。特許文献１には、２個同時照明及び集光波長光路を使用するシステムも記載されている。
【００５６】
図４に示すように、本システム４００は、ミラー４０２及びコンデンサレンズ４０６を介し光パイプ４０８内に差し向けられ合焦される広帯域光源（例．Ｘｅアークランプ４０４）を有している。この光パイプは概ねホモジニアス光源である。そのホモジニアス光は、次いで、受け取った光を平行光化するレンズ４１０によって受光されよう。
【００５７】
本システム４００は、また、短波長帯光路沿いに送られる短波長ビーム、並びに長波長帯光路沿いに送られる長波長ビームへと、入射ビームを分岐させる光学素子を有している。本システム４００には、入射光を二種類の可選択波長帯光路に向かい分岐させるダイクロイックビームススプリッタ４１１を組み込むことができる。図示システムでは、第１波長光路に第１スペクトラルフィルタ４２０及び第１偏光器４２２が備わっており、その偏光器４２２の付近に第１照明瞳４１８が位置している。第２波長光路には第２スペクトラルフィルタ４１４及び第２偏光器４１２が備わっており、その偏光器４１２の付近に第２照明瞳４１６が位置している。
【００５８】
ダイクロイックビームスプリッタ又はフィルタ４１１は任意の好適な要領で実現することができる。例えば、その光の波長に応じ光を選択的に反射又は透過させるダイクロイック光学被覆を伴うダイクロイックプリズムを本システム４００にて利用し、入射ビームを２個の別々な波長光路へと分岐させることができる。
【００５９】
各光路スペクトラム内の各スペクトラルフィルタを使用することで、各ビームのスペクトラムを子細に画定することができる。例えば、各スペクトラルフィルタを使用し、捕捉しようとしている欠陥又は子細に上述されているアブソーバ素材の存否に関して、各光路の感度を最適化することもできる。また、別体の偏光フィルタを各スペクトラル光路内に配置し、各波長域に係る検査感度を更に最適化することが可能である。例えば、（長波長に加え）水平偏光を長波長域向けに選択するとよい。
【００６０】
光源からの各入射ビームは、また、ビームをサンプルへと中継する（例．整形する、合焦させ又は焦点ずれを調整する、波長でフィルタリング／選択する、偏光状態でフィルタリング／選択する、リサイズする、拡大する、歪みを低減する等々）よう働く複数個のレンズに通されうる。図示実施形態では、２個ある波長別光路からの入射ビームが照明光路光学素子例えばミラーによって差し向けられ、ダイクロイックビームスプリッタ４２４により受光されており、またそのダイクロイックビームスプリッタ４２４が、それら２個の波長帯光路からの入射ビームを再結合させうるよう構成されている。再結合された入射ビームは、次いで、任意の照明光学系例えば瞳リレー４２６、５０−５０ビームスプリッタ４２８及び対物レンズ４３２によりサンプル４３４上へと差し向けられよう。
【００６１】
瞳リレー４２６を使用することで、その結合光を再結像させ対物レンズ４３２に存するシステム瞳上に各瞳を合焦させることができる。５０−５０ビームスプリッタ４２８を使用することで、その光を対物レンズ４３２に送ることができる。また、５０−５０ビームスプリッタ４２８は、サンプルから反射又は散乱されてくる光を集光光学系に送るよう配置することができる。
【００６２】
対物レンズ４３２は、欠陥検出用に使用される波長全てについて最適化されていることが望ましい。例えば、対物レンズ４３２を、レンズ被覆等の組成物及び色収差補正用の構成を有するものにする。代替的な実施形態にあっては、対物レンズ４３２が、全反射性対物系若しくは屈折性対物系又はそれらを組み合わせた（カタディオプトリックな）構成とされよう。
【００６３】
サンプルからの反射又は散乱によってもたらされた出射ビームは、次いでもう一つのダイクロイックビームスプリッタ４３７、例えば対物レンズ４３２にオートフォーカスを挿入しうるよう配置されたそれによって受光されよう。そのオートフォーカスビームの波長は、二通りの検査帯から離隔した波長にするとよい。オートフォーカス用波長は、上述のした短，長いずれかの波長域に係る検査波帯内に存する波長とならない限りで変更可能である。
【００６４】
ダイクロイックビームスプリッタ４３７は、オートフォーカス波帯を反射させ且つオートフォーカス波帯の上下の光全てを透過させるように配置するとよい。また、５０−５０ビームスプリッタ４２８は、オートフォーカス光が高効率で通過するよう（例．被覆の使用により）構成することができる。
【００６５】
また、ダイクロイックビームスプリッタ４３７は、反射又は散乱された出射ビームがもう一つの出射用ダイクロイックビームスプリッタ４３８、即ちイメージング用波長帯に類する長波長帯光路及び短波長帯光路へと出射ビームを分岐させるダイクロイックビームスプリッタ４３８へと伝搬されるよう、配置することができる。
【００６６】
第１出射ビームは、任意好適個数及び種類の集光光学系例えば瞳リレー及び拡大レンズ４４０、瞳４４２付近にある偏光器４４６、ズームレンズ４４８、並びに方向４５２に沿い個別に動かしうるトロンボーンミラー４５０ａ及び４５０ｂにより、差し向け整形することができる。第１出射ビームは第１検出器４５４ａによって受光される。同様に、第２出射ビームは、任意好適個数及び種類の集光光学系例えば瞳リレー及び拡大レンズ４５６、瞳４５８付近にある偏光器４６０、ズームレンズ４６０、並びに方向４６２に沿い個別に動かしうるトロンボーンミラー４５０ｃ及び４５０ｄにより、差し向け整形することができる。第２出射ビームは第２検出器４５４ｂにより受光される。
【００６７】
具体的システム実施形態の如何によらず、各光学素子は、その光学素子の光路における光の具体的波長域向けに最適化するとよい。例えば、短波長光路に存する光学素子をその短波長域向けに最適化する一方、長波長域光路に存する光学素子をその長波長域向けに最適化する。同様に、短波長域の光と長波長域の光の組合せに係る光路に存する光学素子は、当該組合せに係る波長域向けに最適化する。最適化の例は波長依存性収差の低減であり、これは例えばガラスの種類、配置、形状及び被覆（例．抗反射被覆、強反射被覆）を選択して対応する波長域に係る収差を低減することによって行うことができる。例えば、短波長域及び長波長域による拡散により引き起こされる効果が低減されるようレンズを配置する。他の実施形態にあっては全ての光学素子が反射性とされる。反射型の検査システム及び装置の例については、この参照を以てその全容が本願に繰り入れられる２００８年４月１日付特許文献２に更なる記載がある。
【００６８】
検査ツールの光学的レイアウトは、図３又は図４をもとに上述されたそれと異なるものにすることができる。例えば、システム顕微鏡の対物レンズは、選択されている特定の波長帯又はサブバンドに関し透過性被覆が最適化され且つ各波帯に亘る収差が低減される限り、多々ある潜在的なレイアウトのいずれにもすることができる。光源としては、個々の光路に相応しい様々なものを使用することができる。例えば、長波長光路向けにＸｅ光源を使用し短波長光路向けにＨｇＸｅ又はＨｇランプを使用するとよい。また、ＬＥＤ又はスペックルバスタレーザダイオード複数個も各光路用光源の候補である。ズームは、レンズのみ方式、光学トロンボーンを伴う全固定レンズ又はそれらの任意の組合せによって、様々な倍率域が含まれるよう修正することができる。
【００６９】
ある種の検査システム実施形態は半導体構造検査用に構成されうる。本発明の検査装置を使用し検査又はイメージングすることが可能な他種の構造としては、ソーラパネル構造、光ディスク等々がある。
【００７０】
本システムは、また、コントローラ又はコンピュータシステム（例．３９０又は４９０）を有するものとすることができる。例えば、各検出器によって捕捉された信号をコントローラ３９０によって処理すること、アナログディジタルコンバータを有する信号処理デバイスをそのコントローラ３９０に組み込むこと、各センサからのアナログ信号がそのアナログディジタルコンバータによって処理用のディジタル信号に変換されるようにすることが可能である。このコントローラは、感知された光ビームの強度、位相及び／又はその他の特性を解析しうるよう構成することができる。このコントローラは、本願にて子細に記載した如く、最終的な検査画像及びその他の検査特性を表示させうるユーザインタフェースが（例．コンピュータスクリーン上で）提供されるよう、（例．プログラミングされた命令で）構成設定することができる。このコントローラは、更に、波長、偏光又はアパーチャ構成を変化させる入力、検出結果データ又は画像を表示させる入力、検査ツールレシピをセットアップするための入力等、ユーザ入力をもたらす１個又は複数個の入力デバイス（例．キーボード、マウス、ジョイスティック）が備わるものとすることができる。
【００７１】
本発明の技術はハードウェア及び／又はソフトウェアの任意且つ好適な組合せで実現することができる。コントローラは、典型的には、入出力ポートに結合された１個又は複数個のプロセッサ、並びに相応なバスその他の通信機構を介する１個又は複数個のメモリを有する。
【００７２】
コントローラはソフトウェア及びハードウェアの任意且つ好適な組合せとしうるものであり、その検査システムに備わる種々の構成部材を制御しうるよう一般には構成される。例えば、コントローラにより照明光源の選択的起動、照明又は出射アパーチャセッティング、波長帯、焦点ずれセッティング、偏光セッティング等々を制御することができる。コントローラは、また、各検出器によって生成された画像又は信号を受け取り、もたらされたその画像又は信号を解析することによって、サンプル上に欠陥が存するか否かを判別する、サンプル上に存する欠陥の特性を調べる等、そのサンプルの特性を調べるように構成することができる。コントローラは、例えば、本発明の方法実施形態を構成する命令が実現されるようプログラミングされた、プロセッサ、メモリ及びコンピュータペリフェラルを有するものとすることができる。
【００７３】
そうした情報及びプログラム命令は然るべく構成されたコンピュータシステム上で利用・実行可能であるので、そうしたシステムには、コンピュータ可読媒体上に格納可能で本願記載の種々の動作を実行するためのプログラム命令／コンピュータコードが組み込まれることとなる。マシン可読媒体の例としては、これに限られるものではないが、磁気媒体例えばハードディスク、フロッピーディスク及び磁気テープ、光媒体例えばＣＤ−ＲＯＭディスク、光磁気媒体例えば光ディスク、プログラム命令を格納及び実行するのに相応しく構成されているハードウェアデバイス例えばリードオンリメモリデバイス（ＲＯＭ）及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）がある。プログラム命令の例としては、マシン語コード例えばコンパイラによって生成されたそれの他、インタプリタを使用しコンピュータで実行可能な上位言語コードを含むファイルがある。
【００７４】
図３に示すように、サンプル３３４はまた検査システム３００のステージ３１４上に載置することができ、その検査システム３００は更に、ステージ（及びサンプル）を入射ビームに対し動かせる位置決め機構３０８を有するものとすることができる。例えば、１個又は複数個のモータ機構を、それぞれ、スクリュードライブ及びステッパモータ、位置フィードバック付きリニアドライブ、或いはバンドアクチュエータ及びステッパモータで形成すればよい。当該１個又は複数個の位置決め機構３０８は、検査システムの他の構成部材例えば照明又は集光ミラー、アパーチャ、波長フィルタ、偏光器等々を動かせるよう構成することもできる。
【００７５】
注記すべきことに、検査システムに関する上掲の説明及び図示は本システムの具体的構成部材に関する限定として認識されるべきではなく、本システムは他の様々な形態で実施することができる。例えば、熟慮したところによれば、本検査又は計測ツールは任意且つ好適な諸特徴を有するものとすることができ、またその諸特徴は、欠陥検出用及び／又はレティクル又はウェハの外観の重要側面の解像用に構成されている任意個数の従来型イメージング又は度量衡学ツールから取り入れることができる。例を以ていえば、検査又は計測ツールを、明視野イメージング顕微鏡、暗視野イメージング顕微鏡、フルスカイイメージング顕微鏡、位相差顕微鏡、偏光差顕微鏡及びコヒーレンスプローブ顕微鏡向けに適合させればよい。これもまた熟慮したところによれば、ターゲットの像を捕捉するのに一種類又は複数種類のイメージング方法を使用することができる。それらの方法には、例えばシングルグラブ法、ダブルグラブ法、シングルグラブコヒーレンスプローブ顕微鏡（ＣＰＭ）法及びダブルグラブＣＰＭ法がある。非イメージング的な光学的手法、例えばスキャタロメトリもまた、こうした検査装置又は度量衡学的装置の構成部分として熟慮されえよう。
【００７６】
サンプルに入射ビームを差し向けそのサンプルに発する出射ビームを検出器に差し向けるのには、任意且つ好適なレンズ配置を使用することができる。本システムの照明及び集光用光学素子は反射性でも透過性でもよい。出射ビームがサンプルから反射又は散乱されてくるのでもサンプルを透過してくるのでもよい。同様に、出射ビームを受け取り受け取った出射ビームの特性（例．強度）に基づき画像又は信号を提供するのには、任意且つ好適な検出器タイプ又は個数の検出素子を使用することができる。
【００７７】
将来のウェハ欠陥検査ではＤＲの狭小化に伴い欠陥信号が顕著に弱まる。これは、波長を短くして欠陥信号を強くしたいという全般的動向が存するということであるので、短波長、高分解能且つ小検出画素にするのが望ましい。しかしながら、そうした短波長型検査装置は、合焦深度が小さい、焦点変化に対する熱的感度が高い、スループットが低い等々の短所を有するものとなりかねない。ある種のシステム実施形態によれば、焦点を追跡及び補正する手段、システムパラメタを調整してＳ／Ｎを最適化する手段等々が提供される。加えて、この構成によれば、１回のスキャンでより多くの情報を得ることができるため検査の費用対比効果を高めることができる。また、１回のスキャンで複数の情報が捕捉されるので、欠陥特性検出用の後処理、信号増強及びノイズ／不快性低減を効果的に実行することができる。
【００７８】
理解明瞭化のためある程度の詳細に亘り上掲の発明を説明してきたが、明らかな通り、別項の特許請求の範囲に係る技術的範囲内で、ある種の変更及び修正を施すことが可能である。注記すべきことに、本発明のプロセス、システム及び装置を実現しうる代替的な手法は多々ある。例えば、欠陥検出特性データは、伝搬された出射ビームや反射された出射ビームやそれらの組合せに係る出射ビームから得ることができる。従って、上掲の諸実施形態は例示的且つ非限定的なものとして考慮されるべきであり、本発明は本願で示した詳細を以て限定されるべきではない。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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