(57)【要約】  暗視野（ＤＦ）および微分干渉コントラスト（ＤＩＣ）の同時の検査のための検査装置は、１つの照明源と、試料を固定するように構成された１つの試料ステージを含む。検査装置は、第１のセンサと、第２のセンサと、光学サブシステムを含む。光学サブシステムは、対物レンズと、対物レンズを介して、１つ以上の照明源からの照明を試料の表面に方向付けるように配置された１つ以上の光学素子を含む。対物レンズは、試料の表面から信号を収集するように構成され、収集信号は、試料からの散乱に基づく信号および／または位相に基づく信号を含む。検査装置は、ＤＦ信号とＤＩＣ信号をそれぞれＤＦ経路とＤＩＣ経路に沿って方向付けることによって収集信号をＤＦ信号とＤＩＣ信号に空間的に分離するように配置された１つ以上の分離光学素子を含む。
2017531162.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
暗視野および微分干渉コントラストの同時の検査のための装置であって、
１つ以上の照明源と、
試料を固定するように構成された試料ステージと、
第１のセンサと、
第２のセンサと、
光学サブシステムを備え、前記光学サブシステムが、
対物レンズと、
前記対物レンズを介して、前記１つ以上の照明源からの照明を試料の表面に方向付けるように配置された１つ以上の光学素子とを備え、
前記対物レンズは、前記試料の表面から収集信号を収集するように構成され、前記収集信号は、前記試料からの散乱に基づく信号と位相に基づく信号のうち少なくとも１つを含み、
さらに、暗視野信号を暗視野経路に沿って前記第１のセンサに方向付け、微分干渉コントラスト信号を微分干渉コントラスト経路に沿って前記第２のセンサに方向付けることによって、収集信号を暗視野信号と微分干渉コントラスト信号に空間的に分離するように配置された１つ以上の分離光学素子を備えている、装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置であって、
前記第１のセンサと前記第２のセンサに通信可能に連結されたコントローラをさらに備え、前記コントローラが、
前記第１のセンサから、前記試料に関連する暗視野信号の１つ以上の測定値を受信し、
前記第２のセンサから、前記試料に関連する微分干渉コントラスト信号の１つ以上の測定値を受信するように構成される、装置。
【請求項３】
請求項２に記載の装置であって、前記コントローラはさらに、前記試料の１つ以上の部分を特徴付けるために、受信した暗視野信号と受信した微分干渉コントラスト信号での同時のデータ融合プロセスを実行するように構成される装置。
【請求項４】
請求項２に記載の装置であって、前記コントローラはさらに、前記試料の１つ以上の部分を特徴付けるために、受信した暗視野信号または受信した微分干渉コントラスト信号の少なくとも１つでの独立したデータ融合プロセスを実行するように構成される装置。
【請求項５】
請求項１に記載の装置であって、前記光学サブシステムの１つ以上の分離光学素子は、
前記暗視野信号を前記微分コントラスト信号から分離するように構成された少なくとも１つの鏡面仕上げ瞳マスクを備えている、装置。
【請求項６】
請求項５に記載の装置であって、前記光学サブシステムの１つ以上の分離光学素子は、
選択されたＮＡ閾値を上回るＮＡを有する照明を暗視野経路に沿って反射するように構成された少なくとも１つの鏡面仕上げ瞳マスクを備え、前記鏡面仕上げ瞳マスクはさらに、選択されたＮＡ閾値未満のＮＡを有する照明を、微分干渉経路に沿って透過するように構成されている、装置。
【請求項７】
請求項５に記載の装置であって、前記光学サブシステムの１つ以上の分離光学素子は、
選択されたＮＡ閾値未満のＮＡを有する照明を暗視野経路に沿って反射するように構成された少なくとも１つの鏡面仕上げ瞳マスクを備え、前記鏡面仕上げ瞳マスクはさらに、選択されたＮＡ閾値を上回るＮＡを有する照明を、微分干渉コントラスト経路に沿って透過するように構成されている、装置。
【請求項８】
請求項１に記載の装置であって、前記光学サブシステムの前記１つ以上の分離光学素子は、
収集信号を、前記暗視野経路に沿って前記第１のセンサに方向付けられる第１の部分と、前記微分干渉コントラスト経路に沿って前記第２のセンサに方向付けられる第２の部分とに分離するように構成されたビームスプリッタを備えている、装置。
【請求項９】
請求項１に記載の装置であって、前記１つ以上の照明源は１つ以上のレーザを含む装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の装置であって、前記第１のセンサは一次元センサを含む装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の装置であって、前記第２のセンサは二次元センサを含む装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の装置であって、前記装置はウェーハ検査ツールとして構成される装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の装置であって、前記装置は生体試料用の顕微鏡として構成される装置。
【請求項１４】
暗視野および微分干渉コントラストの同時の検査のための装置であって、
１つ以上の照明源と、
試料を固定するように構成された試料ステージと、
光学サブシステムを備え、前記光学サブシステムが、
対物レンズと、
選択されたＮＡ閾値未満のＮＡを有する照明を透過させるように構成された鏡面仕上げ瞳マスクと、
前記鏡面仕上げ瞳マスクを介して、選択されたＮＡ閾値未満のＮＡを有する照明を方向付けるように配置された１つ以上の光学素子とを備え、
前記１つ以上の光学素子はさらに、前記鏡面仕上げ瞳マスクを介して透過された照明を、前記対物レンズを通過させて前記試料の表面に方向付けるように構成され、
前記対物レンズは、前記試料の表面から収集信号を収集するように構成され、前記収集信号は、前記試料からの散乱信号と位相信号のうち少なくとも１つを含み、
前記鏡面仕上げ瞳マスクはさらに、選択されたＮＡ閾値を上回るＮＡを有する収集された照明の部分を暗視野経路に沿って第１のセンサに反射し、選択されたＮＡ閾値未満のＮＡを有する、収集された照明の一部を、微分干渉コントラスト経路に沿って第２のセンサに透過させることによって、前記収集信号を暗視野信号と微分干渉コントラスト信号に空間的に分離するように構成されている装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の装置であって、前記１つ以上の照明源は１つ以上のレーザを含む装置。
【請求項１６】
請求項１４に記載の装置であって、前記第１のセンサは一次元センサを含む装置。
【請求項１７】
請求項１４に記載の装置であって、前記第２のセンサは二次元センサを含む装置。
【請求項１８】
請求項１４に記載の装置であって、前記装置はウェーハ検査ツールとして構成される装置。
【請求項１９】
請求項１４に記載の装置であって、前記装置は生体試料用の顕微鏡として構成される装置。
【請求項２０】
暗視野および微分干渉コントラストの同時の検査のための装置であって、
１つ以上の照明源と、
試料を固定するように構成された試料ステージと、
光学サブシステムを備え、前記光学サブシステムが、
対物レンズと、
前記対物レンズを介して、照明を試料の表面に方向付けるように配置された１つ以上の光学素子とを備え、前記対物レンズは、前記試料の表面からの収集信号を収集するように構成され、前記収集信号は、前記試料からの散乱信号と位相信号のうち少なくとも１つを含み、
さらに、収集された照明の第１の部分を暗視野経路に沿って方向付けるように構成されたビームスプリッタを備え、前記ビームスプリッタはさらに、収集された照明の第２の部分を微分干渉コントラスト経路に沿って透過するように構成され、
さらに、前記暗視野経路に沿って配置され、選択されたＮＡ閾値未満のＮＡを有する照明を遮断するように構成された瞳ブロックと、
微分コントラスト干渉経路に沿って配置され、選択されたＮＡ閾値を上回るＮＡを有する照明を遮断するように構成された瞳マスクとを備え、
前記暗視野経路の瞳ブロックによって透過された照明を収集するように構成された第１のセンサと、
微分干渉コントラスト経路の瞳マスクによって透過された照明を収集するように構成された第２のセンサを備える装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載の装置であって、前記１つ以上の照明源は１つ以上のレーザを含む装置。
【請求項２２】
請求項２０に記載の装置であって、前記第１のセンサは一次元センサを含む装置。
【請求項２３】
請求項２０に記載の装置であって、前記第２のセンサは二次元センサを含む装置。
【請求項２４】
請求項２０に記載の装置であって、前記装置はウェーハ検査ツールとして構成される装置。
【請求項２５】
請求項２０に記載の装置であって、前記装置は生体試料用の顕微鏡として構成される装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に欠陥の検出と分類に関し、より具体的には、同時の暗視野検査と微分干渉コントラストの検査に関する。
【背景技術】
【０００２】
関連出願への相互参照
本出願は、その全体を本明細書に参照により組み込む、２０１４年７月２２日に出願された、「暗視野および位相コントラストの同時検査のための装置および方法」というタイトルの、Ｃｈｕａｎｙｏｎｇ  Ｈｕａｎｇ、Ｑｉｎｇ  Ｌｉ、Ｄｏｎａｌｄ  ＰｅｔｔｉｂｏｎｅおよびＢｕｚｚ  Ｇｒａｖｅｓを発明者とした米国特許仮出願第６２／０２７，３９３号の利益を、米国特許法第１１９条（ｅ）に基づき主張する。
【０００３】
半導体デバイス製造プロセスへの許容差が狭くなり続けるにつれ、改良された半導体ウェーハ検査ツールへの要求が増加し続けている。ウェーハ検査に適した検査ツールのタイプは、試料（例えば半導体ウェーハ）からの散乱情報を利用する暗視野（ＤＦ）検査ツールと、試料からの位相情報を利用する微分干渉コントラスト検査ツールを含む。一般に、ＤＦとＤＩＣ情報の両方を追求する場合、所与の検査ツールまたは顕微鏡は、光学コンポーネント、光学的レイアウトおよび検出信号における差および／または非互換性により、ＤＦモードまたはＤＩＣモードのいずれかで独立して動作する。ＤＦ信号とＤＩＣ信号を別個に検出するために、異なる光学的レイアウトを別個に行うことは可能であるが、それは時間がかかり、時として、動いている試料（例えば生体細胞）の観察中に２つの分離した信号を合成することは不可能である。半導体製造産業において、検査機器が１つ以上の欠陥を迅速に位置特定して分類できることは重要である。結果として、ＤＦおよびＤＩＣ検査を別々のオペレーションで実行することは、ウェーハ検査プロセスの価値を低減する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００９／００５９２１５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、従来技術において特定された欠陥を是正するシステムおよび方法を提供すれば有益であろう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一つの例示的な実施形態により、暗視野および微分干渉コントラストの同時の検査のための装置が開示される。一つの例示的な実施形態において、装置は１つ以上の照明源を含む。別の例示的な実施形態において、装置は試料を固定するように構成された試料ステージを含む。別の例示的な実施形態において、装置は第１のセンサと第２のセンサを含む。別の例示的な実施形態において、装置は光学サブシステムを含み、光学サブシステムは、対物レンズと、対物レンズを介して１つ以上の照明源からの照明を試料の表面に方向付けるように配置された１つ以上の光学素子を備え、対物レンズは、試料の表面から収集信号を収集するように構成され、収集信号は、試料からの散乱に基づく信号と位相に基づく信号のうち少なくとも１つを含み、さらに、暗視野信号を暗視野経路に沿って第１のセンサに方向付け、微分干渉コントラスト信号を微分干渉コントラスト経路に沿って第２のセンサに方向付けることによって収集信号を暗視野信号と微分干渉コントラスト信号に空間的に分離するように配置された１つ以上の分離光学素子を備える。
【０００７】
本開示の付加的な例示的な実施形態により、暗視野および微分干渉コントラストの同時の検査のための装置が開示される。一つの例示的な実施形態において、装置は１つ以上の照明源と、試料を固定するように構成された試料ステージと、光学サブシステムを含む。別の例示的な実施形態において、光学サブシステムは、対物レンズと、選択されたＮＡ閾値未満のＮＡを有する照明を透過するように構成された鏡面仕上げ瞳マスクと、選択されたＮＡ閾値未満のＮＡを有する照明を、鏡面仕上げ瞳マスクを介して方向付けるように配置された１つ以上の光学素子を含む。別の例示的な実施形態において、１つ以上の光学素子はさらに、鏡面仕上げ瞳マスクを介して透過された照明を、対物レンズを介して試料の表面に方向付けるように構成される。別の例示的な実施形態において、対物レンズは、試料の表面からの信号を収集するように構成される。別の例示的な実施形態において、収集信号は、試料からの散乱信号と位相信号のうち少なくとも１つを含む。別の例示的な実施形態において、鏡面仕上げ瞳マスクはさらに、選択されたＮＡ閾値を上回るＮＡを有する収集された照明の部分を暗視野経路に沿って第１のセンサに反射し、選択されたＮＡ閾値未満のＮＡを有する収集された照明の一部を、微分干渉コントラスト経路に沿って第２のセンサに透過することによって、収集信号を暗視野信号と微分干渉コントラスト信号に空間的に分離するように構成される。
【０００８】
本開示の付加的な例示的な実施形態により、暗視野および微分干渉コントラストの同時の検査のための装置が開示される。一つの例示的な実施形態において、装置は１つ以上の照明源と、試料を固定するように構成された試料ステージと、光学サブシステムを含む。別の例示的な実施形態において、装置は、対物レンズと、対物レンズを介して照明を試料の表面に方向付けるように構成された１つ以上の光学素子を含み、対物レンズは、試料の表面から収集信号を収集するように構成され、収集信号は、試料からの散乱信号と位相信号のうち少なくとも１つを含み、装置はさらに、収集された照明の第１の部分を暗視野経路に沿って方向付けるように構成されたビームスプリッタを含み、ビームスプリッタはさらに、収集された照明の第２の部分を微分干渉コントラスト経路に沿って透過するように構成され、装置はさらに、暗視野経路に沿って配置され、選択されたＮＡ閾値未満のＮＡを有する照明を遮断するように構成された瞳ブロックと、微分コントラスト干渉経路に沿って配置され、選択されたＮＡ閾値を上回るＮＡを有する照明を遮断するように構成された瞳マスクを含む。別の例示的な実施形態において、装置は、暗視野経路の瞳ブロックによって透過された照明を収集するように構成された第１のセンサを含む。別の例示的な実施形態において、装置は、微分干渉コントラスト経路の瞳マスクによって透過された照明を収集するように構成された第２のセンサを含む。
【０００９】
上記の一般的な説明と以下の詳細な説明は両方とも、例示的および説明的に過ぎず、特許請求の範囲に記載される本発明を必ずしも限定しないことを理解すべきである。本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付の図面は、一般的な説明とともに本発明の実施形態を例示し、本発明の原理を説明する働きをする。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本開示の様々な利点は、以下の添付の図面を参照すれば、当業者により一層よく理解されよう。
【００１１】
【図１Ａ】本開示の一実施形態による暗視野および微分干渉コントラストの同時の検査のためのシステムの概念図である。
【図１Ｂ】本開示の一実施形態による暗視野および微分干渉コントラストの同時の検査のためのシステムの簡略模式図である。
【図１Ｃ】本開示の一実施形態による暗視野および微分干渉コントラストの同時の検査のためのシステムで使用される鏡面瞳マスクの簡略模式図である。
【図１Ｄ】本開示の一実施形態による暗視野および微分干渉コントラストの同時の検査のためのシステムの簡略模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
ここで、添付の図面に示される、開示の主題を詳細に参照する。
【００１３】
ここで概括的に図１Ａから１Ｄまでを参照すると、本開示による、暗視野（ＤＦ）および微分干渉コントラスト（ＤＩＣ）の同時の検査のためのシステムおよび方法が説明される。１９９８年８月２５日にＶａｅｚ−Ｉｒａｖａｎｉに対して発行された、その全体を本明細書に参照により組み込む米国特許第５，７９８，８２９号明細書は、単一のレーザを用いた試料からのＤＦ信号とＤＩＣ信号の別々の測定を開示している。２００８年３月１８日にＺｈａｏに対して発行された、その全体を本明細書に参照により組み込む米国特許第７，３４５，７５４号明細書は、ＤＦ検査を実行するための明視野（ＢＦ）検査システムの使用を開示している。
【００１４】
散乱に基づくＤＦ信号と位相に基づくＤＩＣ信号の同時の分析は、所与の試料の欠陥（または別の特徴）の検出と分類を充分に増強し得る。ＤＦ信号とＤＩＣ信号は異なる試料と欠陥の特徴に感応することが多いため、これらの信号を融合すると、試料１０３（および関連する欠陥または特徴）の全体的な理解を増強できる。
【００１５】
本開示の実施形態は、検査ツールにおける散乱に基づく暗視野（ＤＦ）モードと位相に基づく微分干渉コントラスト（ＤＩＣ）モードの同時の動作を対象とする。そのような構成は、試料からの散乱に基づく情報と位相に基づく情報の同時の取得に備える。本開示の実施形態は、ＤＦモードとＤＩＣモードの成分を合成して試料の欠陥（例えばポイント欠陥、スタッキング欠陥等）を検出し分類するように働く。本開示の実施形態のいくつかは、試料を、単一の対物レンズを介して、選択されたＮＡの照明で照明するのに適した１つ以上の光学コンポーネント（例えば、低ＮＡパスの瞳マスク、高ＮＡパスの瞳マスク等）を含む光学サブシステムを対象とする。本開示の付加的な実施形態は、試料からの散乱に基づくＤＦ信号と位相に基づくＤＩＣ信号の両方を単一の対物レンズで収集するように働く。付加的な実施形態において、光学サブシステムはＤＦ信号をＤＩＣ信号から分離する。例えば、光学サブシステムは、収集された照明の接近領域をＤＦ信号として反射するように構成されてもよい。例えば、高ＮＡ光（すなわち、選択されたＮＡ閾値を上回るＮＡを有する光）は、試料の照明中に、低ＮＡ光（すなわち、選択されたＮＡ閾値未満のＮＡを有する光）が試料に通された場合にＤＦ経路に沿って反射され得る。別の例において、試料の照明中に高ＮＡ光が試料に通された場合に、低ＮＡ光がＤＦ経路に沿って反射され得る。加えて、光の残りの部分（すなわち、ＤＦ経路に沿ってＤＦ信号として反射されない光）はＤＩＣ経路に沿ってＤＩＣ信号として通される。
【００１６】
本開示の実施形態は、取得したＤＦデータとＤＩＣデータを同時に融合することにより欠陥を検出および／または分類するために、データ融合手順を実行してもよい。本開示の付加的な実施形態は、ＤＦデータとＤＩＣデータを別個に分析することにより試料の特徴付けを実行してもよい。
【００１７】
図１Ａは、本開示の一実施形態による、ＤＦおよびＤＩＣの同時の検査のためのシステム１００の概念図を示す。一実施形態において、システム１００は、１つの照明源１０２を含む。照明源１０２は、当技術分野で知られるＤＦおよび／またはＤＩＣに基づく検査の、任意の照明源を含んでもよい。例えば、照明源１０２は狭帯域照明源を含んでもよいがそれに限定されない。例えば、照明源１０２はレーザ（例えばダイオードレーザ）を含んでもよいがそれに限定されない。一実施形態において、照明源１０２はディザーダイオードレーザを含んでもよいがそれに限定されない。
【００１８】
一実施形態において、システム１００は１つ以上の試料１０３（例えば１つ以上の半導体ウェーハ）を固定するための試料ステージ１０５を含む。試料ステージは、当技術分野で知られる任意の検査の試料ステージを含んでもよい。例えば、試料ステージ１０５は、回転式試料ステージ、線形試料ステージ、または回転式試料ステージと線形試料ステージの組み合わせを含んでもよいがそれらに限定されない。
【００１９】
一実施形態において、システム１００は光学サブシステム１０４を含む。光学サブシステム１０４は、照明源１０２からの照明を試料１０３に方向付け、試料１０３から散乱に基づくＤＦ信号と位相に基づくＤＩＣ信号を収集し、ＤＦ信号とＤＩＣ信号を分離し、および／またはＤＦ信号とＤＩＣ信号をそれぞれＤＦ経路およびＤＩＣ経路１１１、１１３に方向付けるのに必要な、任意の個数とタイプの光学コンポーネントを含んでもよい。
【００２０】
一実施形態において、光学サブシステム１０４は、照明源１０２からの照明を試料１０３の表面に方向付けるおよび／または照明源１０２からの照明を調整するための１つ以上の光学素子１０６を含む。例えば、光学サブシステム１０４の１つ以上の光学素子１０６は、１つ以上のビームスプリッタ、１つ以上のレンズ、１つ以上の瞳マスク、１つ以上の鏡、１つ以上のフィルタまたは１つ以上の偏光子を含んでもよいがそれらに限定されない。
【００２１】
別の実施形態において、光学サブシステム１０４の１つ以上の光学素子１０６は、照明源１０２からの照明を、対物レンズ１０８を介して試料１０３に方向付けるように配置される。別の実施形態において、対物レンズ１０８は、試料１０３からのＤＦ信号とＤＩＣ信号の両方を収集するように配置される。これに関連して、試料１０３から散乱された光は、対物レンズ１０８によってＤＦ信号として収集されるのに対し、イメージング光または小せん断反射光が対物レンズ１０８によってＤＩＣ信号として収集される。ＤＩＣ信号は位相情報を含み、それによりＤＩＣ信号の成分は下流の光学コンポーネント（例えばウォラストンプリズム−図１Ｂ参照、暗視野フィルタ等）で互いに干渉する可能性があり、位相情報がその後抽出される（例えば二次元センサ１１４を介して抽出される）。
【００２２】
別の実施形態において、光学サブシステム１０４の１つ以上の光学素子１０６は、試料１０３が対物レンズの外側の照明経路に沿って照明されるように配置されてもよい。例えば、光学サブシステム１０４は、試料１０３上に斜めの入射光を提供するように配置されてもよい。
【００２３】
別の実施形態において、光学サブシステム１０４は、散乱に基づくＤＦ信号を位相に基づくＤＩＣ信号から空間的に分離するように配置された１つ以上の分離光学素子１１０を含む。これに関連して、１つ以上の分離光学素子１１０は、ＤＦ信号を、ＤＦ経路１１１に沿って、本明細書で「ＤＦセンサ」とも呼ばれる第１のセンサ１１２に方向付けてもよい。さらに、１つ以上の分離光学素子１１０は、ＤＩＣ信号を、ＤＩＣ経路１１３に沿って、本明細書で「ＤＩＣセンサ」とも呼ばれる第２のセンサ１１４に方向付けてもよい。
【００２４】
１つ以上の分離光学素子１１０は、ＤＦ信号とＤＩＣ信号を異なる光学経路に沿って分離するための任意の個数とタイプの光学コンポーネントを含んでもよい。一実施形態において、本明細書において図１Ｂでさらに論じられるように、１つ以上の分離光学素子１１０は、選択された閾値未満のＮＡを有する照明を通過または透過させ（例えばＤＩＣ経路１１３に沿って）、選択された閾値を上回るＮＡを有する照明を（例えばＤＦ経路に沿って）反射する反射型瞳マスクまたは「瞳ピックオフミラー」を含んでもよい。さらに、１つ以上の分離素子１１０は、１つ以上の分離素子１１０によってＤＦ経路１１１に沿って反射された照明が、ＮＡに基づいて試料１０３に通過するように選択された照明に接近するように構成されてもよいことに留意すべきである。例えば、１つ以上の分離素子１１０は、高ＮＡ照明をＤＦ経路１１１に沿って反射させながら、低ＮＡ照明を試料１０３に通過または透過させてもよい（そして次に低ＮＡ位相に基づくＤＩＣ信号をＤＩＣ経路１１３に沿って通す）。別の例として、１つ以上の分離素子１１０は、高ＮＡ照明を試料１０３に透過させながら、低ＮＡ照明をＤＦ経路１１１に沿って反射させてもよい（そして次に高ＮＡ位相に基づくＤＩＣ信号をＤＩＣ経路１１３に沿って通す）。
【００２５】
別の実施形態において、本明細書において図１Ｄにさらに論じるように、１つ以上の分離光学素子１１０は、ＤＩＣ信号をＤＩＣ経路１１３に沿って透過させながら、ＤＦ信号をＤＦ経路１１１に沿って方向付けるように構成されたビームスプリッタを含んでもよい。この実施形態については、本明細書でより詳細に論じる。
【００２６】
第１のセンサ１１２および／または第２のセンサ１１４は、当技術分野で知られる光学検査の任意の光学センサを含んでもよいことに留意すべきである。例えば、第１のセンサ１１２および／または第２のセンサ１１４は、１つ以上のＣＣＤセンサ、１つ以上のＴＤＩ−ＣＣＤセンサ、１つ以上のＰＭＴセンサ、１つ以上のカメラ等を含んでもよいがそれらに限定されない。ＤＩＣセンサ１１４は、当技術分野で知られる任意の二次元センサを含んでもよいことにも留意すべきである。
【００２７】
一実施形態において、コントローラ１１６は１つ以上のプロセッサ（図示せず）と、１つの非一時的記憶媒体（すなわちメモリ媒体）を含む。これに関連して、コントローラ１１６の記憶媒体（または任意のその他の記憶媒体）は、コントローラ１１６の１つ以上のプロセッサに、本開示によって説明される種々のステップのうちいずれかを実行させるように構成されたプログラム命令を内蔵する。本開示の目的において、「プロセッサ」という用語は、メモリ媒体からの命令を実行する、処理能力を有する任意のプロセッサまたは論理素子（複数）を包含するように広範に定義され得る。この意味で、コントローラ１１６の１つ以上のプロセッサは、ソフトウェアアルゴリズムおよび／または命令を実行するように構成された任意のマイクロプロセッサ型デバイスを含んでもよい。一実施形態において、１つ以上のプロセッサは、本開示を通して説明される演算／データ処理ステップを実行するように構成されたプログラムを実行するように構成されたデスクトップコンピュータまたはその他のコンピュータシステム（例えばネットワークコンピュータ）を含んでもよい。本開示を通して説明されるステップは、単一のコンピュータシステム、多数のコンピュータシステム、またはマルチコアプロセッサによって実行されてもよいことを認識すべきである。さらに、表示デバイスまたはユーザインタフェースデバイス（図示せず）等の、システム１００の別のサブシステムは、上述のステップの少なくとも一部を実行するのに適したプロセッサまたは論理素子を含んでもよい。したがって、上記の説明は、本開示に対する限定と解釈されるべきではなく、寧ろ例示に過ぎないと解釈されるべきである。
【００２８】
図１Ｂは、本開示の一実施形態によるシステム１００の簡略模式図を示す。図１Ｂに描かれた光学サブシステム１０４は、試料１０３から収集されたＤＦ信号とＤＩＣ信号を分離するように配置された鏡面仕上げ瞳マスク１３４を含む。一実施形態において、図１Ｃに描かれた鏡面仕上げ瞳マスク１３４またはピックオフミラーは、鏡面仕上げアニュラス１３５と、試料１０３から収集された高ＮＡ照明（すなわち、選択された閾値を上回るＮＡを有する照明）をＤＦ経路１１１に沿ってＤＦセンサ１１２のほうに反射させながら、照明源１０２からの低ＮＡ照明（すなわち、選択された閾値未満のＮＡを有する照明）を試料１０３に通過させるように構成された開口部１３７を含む。別の実施形態において、図示していないが、鏡面仕上げ瞳マスク１３４またはピックオフミラーは、試料１０３から収集された低ＮＡ照明をＤＦ経路１１１に沿ってＤＦセンサ１１２のほうに反射させながら、照明源１０２からの高ＮＡ照明を試料１０３に通過させるように働く。これに関連して、鏡面瞳マスク１３４の照明は、鏡面瞳マスク１３４の開口部を介して試料１０３に通過する照明に接近している。
【００２９】
瞳マスク１３４に加えて、図１Ｂの光学サブシステム１０４は、照明源１０２からの照明および／または試料１０３から収集された、散乱または反射された照明を、方向付け、調整および／または選択する任意の個数およびタイプの光学コンポーネントを含んでもよい。
【００３０】
対象の照明は、対物レンズ１０８に入って試料１０３を照明する前に、種々の光学素子によって処理されてもよく、その光学素子は、１つ以上の偏光子、１つ以上の波長板、１つ以上のビーム形状コンポーネント、１つ以上のフィルタ、１つ以上の折り畳み式鏡等であるがそれらに限定されない。例えば、図１Ｂに示すように、照明源１０２からの照明は、ＯＤ１２０（例えば３位置の）を通って、偏光子１２２および波長板１２４（例えば１／４波長板）を通って透過されてもよい。次に、ビームスプリッタ１２６は、照明源１０２からの照明の一部を照明経路に沿って方向付けながら、照明の一部を、鏡面仕上げ瞳マスク１３４を介して通過させてもよい（上記のように）。照明の選択された部分が鏡面仕上げ瞳マスク１３４を通過した後で、無限焦点レンズ１２８は選択された照明を、フィルタ１３０（例えば、４０５ｎｍフィルタ）を通して透過してもよい。次に、反射鏡１３２が、フィルタリングされた照明を、対物レンズ１０８を通って、試料ステージ１０５上に配置された試料１０３に方向付けてもよい。一実施形態において、反射鏡１３２は、試料から収集された望ましくない波長または一組の波長を、付加的な経路（例えばビームダンプへの付加的な経路）に沿って透過させながら、収集信号の光の選択された波長を、特徴付けのための下流のコンポーネントに反射するためのダイクロイックミラーを含む。
【００３１】
別の実施形態において、対物レンズ１０８は、試料１０３から散乱された照明を収集してＤＦ信号を形成する。次にＤＦ信号は、ミラー１３２によって反射されて、フィルタ１３０と無限焦点レンズ１２８を介して光学経路に沿って戻る方向に方向付けられる。次に、収集された照明は再び鏡面仕上げ瞳マスク１３４に衝突し、それは、試料からの収集信号をＤＦ成分とＤＩＣ成分に分割するように働く。これは、選択されたＮＡ型（例えば低ＮＡまたは高ＮＡ）の照明をＤＦ経路１１１に沿って反射し、残りの照明（例えば高ＮＡまたは低ＮＡ）をＤＩＣ経路１１３に透過することによって実行される。例えば、低ＮＡ照明が試料１０３に通された場合、鏡面仕上げ位相マスク１３４は高ＮＡ照明をＤＦ経路１１１に反射し（また、低ＮＡ照明をＤＩＣ経路１１３に透過し）てもよい。別の例として、高ＮＡ照明が試料１０３に通された場合、鏡面仕上げ位相マスク１３４は低ＮＡ照明をＤＦ経路１１１に反射し（また、高ＮＡ照明をＤＩＣ経路１１３に透過し）てもよい。次に、鏡面仕上げ瞳マスク１３４を介してＤＦ経路１１１に沿って方向付けられた照明は、レンズ１５０（例えばチューブレンズ）を介してＤＦセンサ１１２（例えば、大型粒子監視に適した一次元センサ）に集束されてもよい。
【００３２】
ＤＦ信号の収集と同時に、位相情報を含んだイメージングおよび／または小せん断反射照明が対物レンズ１０８によって収集され、鏡面瞳マスク１３４の開口を通過する。次に、ＤＩＣ信号の成分信号がプリズム１３８（例えばウォラストンプリズム）またはフィルタのところで互いに干渉する。一実施形態において、システム１００はＤＩＣ信号を集束するための１つ以上のレンズ１３６を含む。別の実施形態において、分析器１４０（例えば切り替え可能な分析器）が、偏光信号におけるノイズ貢献を抑制するために用いられてもよい。次に、ノイズの抑制に続いて、信号は、ＤＩＣ信号から位相情報を抽出するのに適したＤＩＣセンサ１１４（例えば二次元センサ）にレンズ１４２（例えばチューブレンズ）を介して集束されてもよい。
【００３３】
別の実施形態において、コントローラ１１６は、ＤＦセンサ１１２から測定されたＤＦ信号を取得し、ＤＩＣセンサ１１４から測定されたＤＩＣ信号を取得してもよい。別の実施形態において、コントローラ１１６はデータ融合プロセスを実行してもよく、それにより、ＤＦセンサ１１２から測定されたＤＦ信号は、ＤＩＣセンサ１１４から測定されたＤＩＣ信号と融合または合成される。これに関して、コントローラ１１６は、ＤＦ信号の１つ以上の部分をＤＩＣ信号の１つ以上の部分と／に合成および／または比較して、試料１０３の１つ以上の特徴（または欠陥）を特徴付けてもよい。別の実施形態において、コントローラ１１６は、ユーザインタフェース（図示せず）を介してユーザに、ＤＦ信号とＤＩＣ信号に関連するイメージデータを表示してもよい。これに関して、ユーザ（またはコントローラ１１６によって実行されるアルゴリズム）は次に、散乱情報を含むＤＦ信号と、位相情報を含むＤＩＣ信号を同時に分析してもよい。
【００３４】
散乱に基づくＤＦ信号と位相に基づくＤＩＣ信号の同時の分析は、試料１０３の欠陥（およびその他の特徴）の検出と分類を充分に増強し得ることに再び注目すべきである。ＤＦ信号とＤＩＣ信号は、異なる試料と欠陥の特徴に感応することが多いため、これらの信号を融合すると、試料１０３（および関連する欠陥または特徴）の全体的な理解を増強できる。例えば、スタッキング欠陥の場合、ＤＦに基づく検査プロセスはスタッキング欠陥をポイント欠陥として誤って特徴付けるか、または欠陥を全く検出し損なう。対照的に、ＤＩＣセンサ１１４によって測定されたＤＩＣ信号は、利用される照明の波長よりも数波長しか高くない欠陥の検出を提供する。照明源１０２が、２００−５００ｎｍ範囲（例えば４０５ｎｍ）の照明を提供する場合、ＤＩＣセンサ１１４は、０．５μｍ程度に短い特徴に感応する可能性がある。この意味で、ＤＩＣに基づく検査は、トポグラフィの検査より勝っており、スタッキング欠陥の場合に現れるような試料１０３上のシャープなエッジの欠陥の良好な識別を提供する。しかしながら、ＤＦに基づく検査は、ポイント欠陥の高品質検出を提供する。ＤＦ信号とＤＩＣ信号の組み合わせおよび／または比較によって、コントローラ１１６は所与のセットの欠陥をより容易に且つより正確に検出し特徴付けることができる。例えば、コントローラ１１６は、ＤＦに基づく特徴とＤＩＣに基づく特徴を相関するために、試料１０３の同じ領域から得られたＤＦ信号とＤＩＣ信号を比較して、コントローラ１１６（またはユーザ）が、所与の領域に現れる１つ以上の欠陥をより正確に特徴付けられるようにする。
【００３５】
別の実施形態において、コントローラ１１６はＤＦセンサ１１２からのＤＦ信号と、ＤＩＣセンサ１１４からのＤＩＣ信号を個別に分析してもよい。これに関連して、システム１００がＤＦ信号とＤＩＣ信号の検出の光学アーキテクチャを統合するのに対し、コントローラ１１６は、ＤＦ信号とＤＩＣ信号を互いに別個に分析するように働く。
【００３６】
本開示を概ね、鏡面仕上げ瞳マスク１３４を介したＤＦ信号とＤＩＣ信号の分離について論じてきたが、本明細書において、そのような構成は本開示への限定ではなく、例示の目的で提供されているに過ぎないことに留意すべきである。ＤＦ信号とＤＩＣ信号を分離するのに適した任意の光学アーキテクチャが、本開示の文脈で実行され得ることに留意すべきである。
【００３７】
図１Ｄは、本開示の別の実施形態によるシステム１００の簡略模式図を示す。本明細書において、図１Ａ−１Ｃの文脈において説明された種々の構成要素および実施形態は、別途明記しない限り図１Ｄまで拡張されると解釈されるべきであることに留意すべきである。
【００３８】
図１Ｄに描かれた光学サブシステム１０４は、試料１０３から収集されたＤＦ信号とＤＩＣ信号を分離するように配置された一対の瞳構造１５８、１５９を含む。一実施形態において、光学サブシステム１０４は、収集された照明の第２の部分をＤＩＣ経路１１３に沿って透過しながら、収集された照明の第１の部分をＤＦ経路１１１に沿って反射させるように構成されたビームスプリッタ１５４を含む。この配置は限定するものではなく、単に例示として解釈されるべきであることに留意すべきである。例えば、ビームスプリッタ１５４は、収集された照明の１つの部分をＤＦ経路１１１に沿って透過しながら、収集された照明の１つの部分をＤＩＣ経路１１３に沿って反射させるように配置されてもよい。
【００３９】
一実施形態において、第１の瞳構造１５８は、選択されたＮＡ閾値未満のＮＡを有する、ＤＦ経路１１１に沿って伝播される照明を遮断するように働く瞳ブロックを含む。さらに、第２の瞳構造１５９は、選択されたＮＡ閾値を上回るＮＡを有する、ＤＩＣ経路１１３に沿って伝播される照明を遮断するように働く瞳マスクを含んでもよい。これに関連して、瞳ブロック１５８と瞳マスク１５９は互いに接近しており、それにより、一方の構造が、他方の構造によって遮断されるＮＡ型の光を透過する。本明細書において、上記の瞳ブロック１５８／瞳マスク構成１５９は限定的でなく、例示のため提供されているに過ぎないことに留意すべきである。例えば、ＤＦ経路１１１が瞳マスクを含み、ＤＩＣ経路１１３が瞳ブロックを含んでもよい。これに関連して、ＤＦ経路１１１の瞳マスクは、ＤＦ経路１１１に沿って伝播される、選択されたＮＡ閾値を上回るＮＡを有する照明を遮断するように働き、ＤＩＣ経路の瞳ブロックは、ＤＩＣ経路１１３に沿って伝播される、選択されたＮＡ閾値未満のＮＡを有する照明を遮断する。別の実施形態において、光学サブシステム１０４は、上側のＮＡ範囲を制限する対応する瞳構造がＤＩＣ経路１１３内にない状態で、瞳ブロック１５８のみを用いてＤＦ信号とＤＩＣ信号の分離を実行してもよい。
【００４０】
図１Ｄの光学サブシステム１０４は、瞳マスク１３４に加えて、照明源１０２からの照明、および／または試料１０３から収集された散乱または反射された照明を、方向付け、調整および／または選択するための任意の個数およびタイプの光学コンポーネントを含んでもよい。
【００４１】
対象の照明は、対物レンズ１０８に入って試料１０３を照明する前に種々の光学素子によって処理されてもよく、その光学素子は、１つ以上の偏光子、１つ以上の波長板、１つ以上のビーム形状コンポーネント、１つ以上のフィルタおよび１つ以上の折り畳み式鏡等であるがそれらに限定されない。例えば、図１Ｄに示すように、照明源１０２からの照明は、ＯＤ１２０（例えば３位置の）を通って、偏光子１２２および波長板１２４（例えば１／４波長板）を通って透過されてもよい。次に、ビームスプリッタ１２６は、照明源１０３からの照明の一部を、照明経路に沿って、対物レンズ１０８を通って試料１０３に方向付けてもよい。
【００４２】
別の実施形態において、対物レンズ１０８は、試料１０３から散乱された照明を収集してＤＦ信号を形成する。次にＤＦ信号は、ミラー１３２によって反射されて、フィルタ１３０と無限焦点レンズ１２８を介して光学経路に沿って戻る方向に方向付けられる。次に、収集された照明は再びビームスプリッタ１５４に衝突し、それは、収集信号を、ＤＦ経路１１１に沿って方向付けられる第１の部分と、ＤＩＣ経路１１３に沿って方向付けられる第２の部分に分割するように働く。本明細書で前述したように、瞳構造１５８、１５９は、選択されたＮＡ閾値未満および選択されたＮＡ閾値を上回る照明をそれぞれ遮断（または透過）するように働く。ＤＦ経路１１１の場合、低ＮＡ光が瞳ブロック１５８によって遮断された後で、残りの高ＮＡ光はレンズ１５０（例えばチューブレンズ）を介してＤＦセンサ１１２（例えば、大型粒子監視に適した一次元センサ）に集束される。ＤＩＣ経路１１３の場合、高ＮＡ光が瞳マスク１５９によって遮断された後で、残りの低ＮＡ光はレンズ１５０（例えばチューブレンズ）を介してＤＩＣセンサ１１４（例えば二次元センサ）に集束される。
【００４３】
本開示は、図１Ａ−１Ｄに描かれる特定の構成とアーキテクチャに限定されず、本明細書において、ＤＦ信号がＤＩＣ信号から分離され得るいくつかの方式があることが認識される。
【００４４】
いくつかの実施形態において、本明細書に記載される検査システムは、「スタンドアローン」型ツール、または、プロセスツールに物理的に連結されないツールとして構成されてもよい。別の実施形態において、そのような検査システムは、有線および／または無線部分を含み得る伝導媒体によってプロセスツール（図示せず）に連結されてもよい。プロセスツールは、リソグラフィツール、エッチングツール、成膜ツール、研磨ツール、めっきツール、洗浄ツール、またはイオン注入ツール等の当技術分野で知られる任意のプロセスツールを含んでもよい。本明細書に記載されたシステムによって実行される検査の結果は、フィードバック制御技法、フィードフォワード制御技法、および／または現場での制御技法を用いてプロセスまたはプロセスツールのパラメータを変更するために用いられてもよい。プロセスまたはプロセスツールのパラメータは、手動で変えられても自動で変えられてもよい。
【００４５】
本明細書に記載された主題は他の構成要素内に含まれた、または他の構成要素に接続された別の構成要素を説明する場合がある。そのような描かれたアーキテクチャは単に例示的なものであり、同じ機能性を達成する多くの別のアーキテクチャが実装され得ることを理解すべきである。概念的な意味で、同じ機能性を達成する構成要素の任意の構成は、望まれる機能性が達成されるように有効に「関連する」。したがって、特定の機能性を達成するために本明細書において組み合わされる任意の２つの構成要素は、アーキテクチャまたは媒介構成要素に拘わらず所望の機能が達成されるように互いに「関連する」と見なされる。同様に、そのように関連付けられた任意の２つの構成要素は、所望の機能性を達成するために互いに「接続」または「連結」されていると見なされ、そのように関連する任意の２つの構成要素は、所望の機能性を達成するために互いに「連結可能」であるとも見なされる。「連結可能」の特定の例は、物理的に嵌合可能および／または物理的に相互作用する構成要素および／または無線相互作用可能および／または無線相互作用する構成要素および／または論理的に相互作用する、および／または論理的に相互作用可能な構成要素を含むがそれらに限定されない。
【００４６】
本開示およびその付随する利点は、上記の説明によって理解されるはずであり、また、開示される主題から逸脱せずに、あるいはその重大な利点すべてを犠牲にせずに、構成要素の形状、構成および配置に様々な変更をなしてもよいことは明白である。説明された形式は例示に過ぎず、そのような変更を包含することは、以下の特許請求の範囲の意図である。さらに、本発明は添付の特許請求の範囲によって定義されることを理解すべきである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【国際調査報告】
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