(57)【要約】  荷電粒子の検出のためのシステム及び方法が提供される。検出システムは、複数の電子感知素子（２４４）から受け取った電子強度データに基づいて一組の強度勾配を生成するように構成された、信号処理回路（５０２）を含む。検出システムは、一組の強度勾配に基づいて、ビームスポットの少なくとも１つの境界を決定し、この少なくとも１つの境界に基づいて、複数の電子感知素子のうちの第１の組の電子感知素子が、そのビームスポットの内部にあると決定するように構成された、ビームスポット処理モジュール（５０６）を更に含む。ビームスポット処理モジュールは、第１の組の電子感知素子から受け取った電子強度データに基づいて、ビームスポットの強度値を決定し、この強度値に基づいてウェーハの画像を生成するようにも更に構成されることがある。【選択図】      図５Ａ
2020506509.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出システムであって、
複数の電子感知素子から受け取った電子強度データに基づいて一組の強度勾配を生成する信号処理回路と、
ビームスポット処理モジュールであって、
前記一組の強度勾配に基づいて、ビームスポットの少なくとも１つの境界を決定し、
前記少なくとも１つの境界に基づいて、前記複数の電子感知素子のうちの第１の組の電子感知素子が、前記ビームスポットの内部にあると決定するビームスポット処理モジュールと、を含む、検出システム。
【請求項２】
検出システムであって、
ビームスポット処理モジュールであって、
複数の電子感知素子から一組の強度信号を取得し、
前記一組の強度信号に基づいて、ビームスポットの少なくとも１つの境界を決定し、
前記少なくとも１つの境界に基づいて、前記複数の電子感知素子のうちの第１の組の電子感知素子が、前記ビームスポットの内部にあると決定するビームスポット処理モジュール、を含む、検出システム。
【請求項３】
前記ビームスポット処理モジュールは更に、
前記第１の組の電子感知素子から受け取った電子強度データに基づいて、前記ビームスポットの強度値を決定する、請求項１に記載の検出システム。
【請求項４】
前記ビームスポット処理モジュールは、前記強度値に基づいてウェーハの画像を生成するように更に構成される、請求項３に記載の検出システム。
【請求項５】
前記信号処理回路は、前記一組の強度勾配を生成する強度勾配決定回路を含む、請求項１に記載の検出システム。
【請求項６】
前記強度勾配決定回路は、
前記複数の電子感知素子のうちの隣接する電子感知素子からの電子強度データの比較に基づいて、一組の比較決定結果を生成する一組の比較器を含み、前記一組の強度勾配は、前記生成された一組の比較決定結果に基づいて決定される、請求項５に記載の検出システム。
【請求項７】
前記ビームスポット処理モジュールは、ビームスポットの前記少なくとも１つの境界を決定するビームスポット境界決定モジュールを含む、請求項１に記載の検出システム。
【請求項８】
前記複数の電子感知素子はセンサ表面を形成し、ビームスポットの前記少なくとも１つの境界の前記決定は、前記ビームスポット境界決定モジュールが、更に、
前記一組の比較決定結果を、前記センサ表面上の一組の位置と関連付け、
前記一組の比較決定結果の所定のパターンに基づいて、前記一組の位置の中から第１の位置を決定し、
前記第１の位置は、前記少なくとも１つの境界の一部であると決定することを含む、請求項７に記載の検出システム。
【請求項９】
前記所定のパターンは、前記センサ表面上の第１の領域内部の第１の組の同一比較決定結果と、前記センサ表面上の第２の領域内部の第２の組の切り換わる比較決定結果とを含み、前記ビームスポット境界決定モジュールは、前記第１の位置を前記第１の領域と前記第２の領域との間の位置として決定する、請求項８に記載の検出システム。
【請求項１０】
前記ビームスポット処理モジュールは、前記ビームスポットの前記強度値を決定するビームスポット強度決定モジュールを更に含む、請求項１に記載の検出システム。
【請求項１１】
前記ビームスポットの前記強度値の決定は、前記ビームスポット強度決定モジュールが、更に、
前記少なくとも１つの境界に基づいて、前記複数の電子感知素子のうちの第２の組の電子感知素子が、前記ビームスポットの外側にあると決定し、
前記第２の組の電子感知素子から受け取った電子強度データに基づいて、ノイズ成分を決定し、
前記第１の組の電子感知素子の前記電子強度データから決定された前記強度値と前記ノイズ成分との組み合わせに基づいて、補償された強度値を決定することを含み、
前記ビームスポット処理モジュールは、前記補償された強度値に基づいて前記ウェーハの前記画像を生成する、請求項１０に記載の検出システム。
【請求項１２】
前記ビームスポットの強度値の前記決定は、前記ビームスポット強度決定モジュールが、更に、
１つ又は複数の電子感知素子と前記少なくとも１つの境界との間の距離に基づいて、前記第２の組の電子感知素子から前記１つ又は複数の電子感知素子を選択し、
前記選択された１つ又は複数の電子感知素子から受け取った電子強度データに基づいて、ノイズ成分を決定することを含む、請求項１１に記載の検出システム。
【請求項１３】
前記ビームスポット処理モジュールは、前記強度値に基づいて前記ウェーハの前記画像を生成する画像再構成モジュールを更に含む、請求項１に記載の検出システム。
【請求項１４】
検出システムであって、
複数の電子感知素子から受け取った電子強度データに基づいて一組の強度勾配を生成する信号処理回路と、
ビームスポット処理モジュールであって、
前記一組の強度勾配に基づいて、第１のビームスポットの第１の境界及び第２のビームスポットの第２の境界を決定し、
前記第１の境界に基づいて、前記複数の電子感知素子のうちの第１の組の電子感知素子が、前記第１のビームスポットの内部にあると決定し、
前記第２の境界に基づいて、前記複数の電子感知素子のうちの第２の組の電子感知素子が、前記第２のビームスポットの内部にあると決定し、
前記第１及び第２の境界に基づいて、前記第１のビームスポットと前記第２のビームスポットとの間の重複領域を決定するビームスポット処理モジュールと、を含む検出システム。
【請求項１５】
検出システムであって、
ビームスポット処理モジュールであって、
複数の電子感知素子から一組の強度信号を取得し、
前記一組の強度信号に基づいて、第１のビームスポットの第１の境界及び第２のビームスポットの第２の境界を決定し、
前記第１の境界に基づいて、前記複数の電子感知素子のうちの第１の組の電子感知素子が、前記第１のビームスポットの内部にあると決定し、
前記第２の境界に基づいて、前記複数の電子感知素子のうちの第２の組の電子感知素子が、前記第２のビームスポットの内部にあると決定し、
前記第１及び第２の境界に基づいて、前記第１のビームスポットと前記第２のビームスポットとの間の重複領域を決定するビームスポット処理モジュール、を含む検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
[001]  本出願は、「High Speed Electron Detection Method」と題された２０１７年２月７日に出願された米国仮特許出願第６２／４５５，６７４号、及び「Method and Apparatus for Charged Particle Detection」と題された２０１７年１０月２５日に出願された米国仮特許出願第６２／５７７，１２９号に基づいており、これらの出願の優先権を主張するものであり、これら両方の出願の開示内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
[002]  本開示は一般的に、荷電粒子ビームの分野に関し、より具体的には、荷電粒子検出のための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
[003]  集積回路（ＩＣ）の製造プロセスでは、未完成の又は完成した回路部品を検査して、それらが設計通りに製造され、欠陥がないことを保証する。光学顕微鏡を利用した検査システムは、通常、数百ナノメートルに至る分解能を有し、この分解能は、光の波長によって制限される。ＩＣ部品の物理的サイズが１００ナノメートル未満、更には１０ナノメートル未満に至るまで縮小し続けているので、光学顕微鏡を利用したものよりも高い分解能を実現する検査システムが必要である。
【０００４】
[004]  走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）又は透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）などの、１ナノメートル未満に至る分解能を可能にする荷電粒子（例えば、電子）ビーム顕微鏡は、１００ナノメートル未満のフィーチャサイズを有するＩＣ部品を検査するための実用的なツールとして機能する。ＳＥＭを用いて、単一の一次電子ビームの電子、又は複数の一次電子ビームの電子を、検査中のウェーハの所定の走査位置に集束させることができる。一次電子はウェーハと相互作用し、後方散乱されるか、又はウェーハに二次電子を放出させることがある。後方散乱された電子及び二次電子を含む電子ビームの強度は、ウェーハの内部構造及び／又は外部構造の特性に基づいて、変化することがある。
【０００５】
[005]  後方散乱された電子及び二次電子を含む電子ビームは、電子検出器の表面上の所定の位置に１つ又は複数のビームスポットを形成することができる。電子検出器は、検出された電子ビームの強度を表す電気信号（例えば、電流、電圧、等）を生成することができる。この電気信号を、測定回路（例えば、アナログ−デジタル変換器）を用いて測定して、検出された電子の分布を取得することができる。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１つ又は複数の一次電子ビームの対応する走査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、ウェーハの内部構造及び／又は外部構造の様々な特徴を明らかにすることができ、また、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。
【０００６】
[006]  画像再構成の忠実性は、画像がどの位厳密にウェーハ構造を表しているかを決定する。忠実性は、一次電子又はウェーハによって放出される二次電子とは関連しないノイズ信号によって、低下することがある。ノイズ信号には様々な潜在的な発生源がある。例えば、電子検出器は、電子を受け取っているいないに関わらず、暗電流を生成することがある。暗電流は、検出された電子に実際に見合った電流に追加され、それによって、画像再構成に誤差データを持ち込むことがある。更に、電子検出器は、動作不良のせいで、電流を全く生成しないか、又は受け取った電子の数を反映していない電流量を生成することがある。更に、複数の一次電子ビームがウェーハを走査し、複数の電子ビームが検査中のウェーハによって放出される場合には、電子光学サブシステム内の収差及び分散の影響に起因して、ウェーハから放出された隣接するビームからの電子が、電子検出器の表面の同じ場所に到達することがある。結果として、隣接する電子ビームによって形成されるビームスポット同士が部分的に重なり合い、クロストークがもたらされることがある。これらの全ては、ノイズ成分として電子検出器の出力信号に追加されることがある。結果として、電子検出器の出力信号は、検査中の特定のウェーハ構造とは相互関係のないノイズ成分を含むことがあり、その結果、これらの出力信号に基づく画像再構成の忠実性が低下することがある。
【発明の概要】
【０００７】
[007]  本開示の実施形態は、荷電粒子検出のためのシステム及び方法を提供する。一実施形態では、検出システムが提供される。検出システムは、複数の電子感知素子から受け取った電子強度データに基づいて一組の強度勾配を生成するように構成された、信号処理回路を含む。検出システムは、一組の強度勾配に基づいて、ビームスポットの少なくとも１つの境界を決定し、この少なくとも１つの境界に基づいて、複数の電子感知素子のうちの第１の組の電子感知素子が、そのビームスポットの内部にあると決定するように構成された、ビームスポット処理モジュールを更に含む。
【０００８】
[008]  別の実施形態では、検出システムが提供される。検出システムは、ビームスポット処理モジュールを含む。ビームスポット処理モジュールは、複数の電子感知素子のうちの隣接する電子感知素子間の強度信号における勾配に基づいて生成される一組の強度勾配を取得するように構成される。ビームスポット処理モジュールは、一組の強度勾配に基づいて、ビームスポットの少なくとも１つの境界を決定するようにも構成される。ビームスポット処理モジュールは、この少なくとも１つの境界に基づいて、複数の電子感知素子のうちの第１の組の電子感知素子が、そのビームスポットの内部にあると決定するように更に構成される。
【０００９】
[009]  別の実施形態では、検出システムが提供される。検出システムは、複数の電子感知素子から受け取った電子強度データに基づいて一組の強度勾配を生成するように構成された、信号処理回路を含む。検出システムは、一組の強度勾配に基づいて、第１のビームスポットの第１の境界及び第２のビームスポットの第２の境界を決定するように構成された、ビームスポット処理モジュールを更に含む。ビームスポット処理モジュールは、第１の境界に基づいて、複数の電子感知素子のうちの第１の組の電子感知素子が第１のビームスポット内部にあると決定し、第２の境界に基づいて、複数の電子感知素子のうちの第２の組の電子感知素子が第２のビームスポット内部にあると決定するようにも構成される。ビームスポット処理モジュールは、第１及び第２の境界に基づいて、第１のビームスポットと第２のビームスポットとの間の重複領域を決定するように、更に構成される。
【００１０】
[010]  別の実施形態では、検出システムが提供される。検出システムは、ビームスポット処理モジュールを含み、このビームスポット処理モジュールは、複数の電子感知素子のうちの隣接する電子感知素子間の強度信号における勾配に基づいて生成される一組の強度勾配を取得するように構成される。ビームスポット処理モジュールは、一組の強度勾配に基づいて、第１のビームスポットの第１の境界及び第２のビームスポットの第２の境界を決定するようにも構成される。ビームスポット処理モジュールは、第１の境界に基づいて、複数の電子感知素子のうちの第１の組の電子感知素子が第１のビームスポット内部にあると決定し、第２の境界に基づいて、複数の電子感知素子のうちの第２の組の電子感知素子が第２のビームスポット内部にあると決定するように更に構成される。ビームスポット処理モジュールは、第１及び第２の境界に基づいて、第１のビームスポットと第２のビームスポットとの間の重複領域を決定するようにも構成される。
【００１１】
[011]  別の実施形態では、電子検出システムが提供される。電子検出システムは、ウェーハから、二次電子又は後方散乱電子を含む少なくとも１つの電子ビームを受け取るように構成された、複数の電子感知素子を含む。電子検出システムは、処理システムも含む。処理システムは、複数の電子感知素子の各々から受け取った電子強度データに基づいて、一組の強度勾配を決定するように構成された、強度勾配決定回路を含む。処理システムは、一組の強度勾配に基づいて、少なくとも１つの受け取った電子ビームのうちの１つのビームスポットの少なくとも１つの境界を決定し、この少なくとも１つの境界に基づいて、複数の電子感知素子のうちの第１の組の電子感知素子が、そのビームスポットの内部にあると決定するように構成された、ビームスポット境界決定モジュールも含む。処理システムは、第１の組の電子感知素子から受け取った電子強度データに基づいて、ビームスポットの強度値を決定するように構成された、ビームスポット強度決定モジュールを更に含む。処理システムは、強度値に基づいてウェーハの画像を生成するように構成された画像再構成モジュールも含む。
【００１２】
[012]  別の実施形態では、方法が提供される。この方法は、複数の電子感知素子の各々から受け取った電子強度データに基づいて、一組の強度勾配を決定することを含む。この方法は、一組の強度勾配に基づいて、ビームスポットの少なくとも１つの境界を決定することを更に含む。
【００１３】
[013]  別の実施形態では、方法が提供される。この方法は、複数の電子感知素子の各々から受け取った電子強度データに基づいて、一組の強度勾配を決定することを含む。この方法は、一組の強度勾配に基づいて、第１のビームスポットの第１の境界及び第２のビームスポットの第２の境界を決定することを更に含む。この方法は、第１の境界に基づいて、複数の電子感知素子のうちの第１の組の電子感知素子が第１のビームスポット内部にあると決定すること、及び、第２の境界に基づいて、複数の電子感知素子のうちの第２の組の電子感知素子が第２のビームスポット内部にあると決定することも含む。この方法は、第１及び第２の境界に基づいて、第１のビームスポットと第２のビームスポットとの間の重複領域を決定することを更に含む。
【００１４】
[014]  別の実施形態では、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体が提供される。この記憶媒体は、コンピュータ装置に方法を実行させるために１つ又は複数のプロセッサを含むコンピュータ装置によって実行可能な命令を記憶する。この方法は、複数の電子感知素子の各々から受け取った電子強度データに基づいて、一組の強度勾配を決定すること、及びその一組の強度勾配に基づいて、ビームスポットの少なくとも１つの境界を決定することを含む。
【００１５】
[015]  別の実施形態では、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体が提供される。この記憶媒体は、コンピュータ装置に方法を実行させるために１つ又は複数のプロセッサを含むコンピュータ装置によって実行可能な命令を記憶する。この方法は、複数の電子感知素子の各々から受け取った電子強度データに基づいて、一組の強度勾配を決定することを含む。この方法は、一組の強度勾配に基づいて、第１のビームスポットの第１の境界及び第２のビームスポットの第２の境界を決定することを更に含む。この方法は、第１の境界に基づいて、複数の電子感知素子のうちの第１の組の電子感知素子が第１のビームスポット内部にあると決定すること、及び、第２の境界に基づいて、複数の電子感知素子のうちの第２の組の電子感知素子が第２のビームスポット内部にあると決定することも含む。この方法は、第１及び第２の境界に基づいて、第１のビームスポットと第２のビームスポットとの間の重複領域を決定することを更に含む。
【００１６】
[016]  開示する実施形態の追加の目的及び利点が、以降の説明において部分的に記載され、その説明から部分的に明らかになるか、又は、実施形態を実施することによって学ばれることがある。開示する実施形態の目的及び利点は、特許請求の範囲に記載される要素及び組み合わせによって実現され、達成されることがある。
【００１７】
[017]  前述の一般的な説明及び以降の詳細な説明の両方とも、例示的であり説明のためのみのものであり、特許請求されるような、開示する実施形態を限定するものではないことを、理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】[018]本開示の実施形態と一致した、例示的な電子ビーム検査（ＥＢＩ）システムを示す概略図である。
【図２】[019]本開示の実施形態と一致した、図１の例示的な電子ビーム検査システムの一部であり得る例示的な電子ビームツールを示す概略図である。
【図３Ａ】[020]本開示の実施形態と一致した、電子ビームスポットの強度を決定する例示的な方法を示す図である。
【図３Ｂ】[020]本開示の実施形態と一致した、電子ビームスポットの強度を決定する例示的な方法を示す図である。
【図３Ｃ】[020]本開示の実施形態と一致した、電子ビームスポットの強度を決定する例示的な方法を示す図である。
【図３Ｄ】[020]本開示の実施形態と一致した、電子ビームスポットの強度を決定する例示的な方法を示す図である。
【図４Ａ】[021]本開示の実施形態と一致した、電子ビームスポットの決定された強度からノイズ成分を低減する例示的な方法を示す図である。
【図４Ｂ】[021]本開示の実施形態と一致した、電子ビームスポットの決定された強度からノイズ成分を低減する例示的な方法を示す図である。
【図４Ｃ】[021]本開示の実施形態と一致した、電子ビームスポットの決定された強度からノイズ成分を低減する例示的な方法を示す図である。
【図５Ａ】[022]本開示の実施形態と一致した、電子検出器出力を処理するための例示的なシステムを示す概略図である。
【図５Ｂ】[022]本開示の実施形態と一致した、電子検出器出力を処理するための例示的なシステムを示す概略図である。
【図５Ｃ】[022]本開示の実施形態と一致した、電子検出器出力を処理するための例示的なシステムを示す概略図である。
【図６】[023]本開示の実施形態と一致した、ウェーハを検査するための例示的な方法を示す流れ図である。
【図７】[024]本開示の実施形態と一致した、ウェーハを検査するための例示的な方法を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
[025]  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。
【００２０】
[026]  本開示の実施形態は、電子検出器、並びに電子検出器に結合された前処理回路、信号処理回路、及び後処理回路を有する電子ビームツールを提供する。電子検出器は、後方散乱された一次電子及びウェーハから放出される二次電子を受け取るように構成することができる。受け取られた電子は、検出器の表面上に１つ又は複数のビームスポットを形成する。この表面は、電子を受け取るのに応答して電気信号を生成するように構成された、複数の電子感知素子を含むことができる。前処理回路及び信号処理回路は、生成された電気信号の大きさに関連した示度を生成するように構成することができる。後処理回路は、生成された示度に基づいて、どの電子感知素子がビームスポットの一次境界内部にあるのかを決定し、決定された一次境界に基づいて、ビームスポットの強度を表す値を生成するように構成することができる。そのような機構を用いて、開示する実施形態は、どの電子感知素子がビームスポットの一次境界の外側にあるのかを決定し、それらの感知素子の出力に基づいて、ノイズ信号を推定することができる。後処理回路は、ビームスポットの強度データを生成するときに、推定されたノイズ信号を補償することもできる。結果として、ウェーハ画像再構成の忠実性及びスピードの両方を改善することができる。
【００２１】
[027]  後処理回路は、ビームスポットの二次境界を決定するように構成することもできる。入射電子ビーム中の電子は、異なる生成プロセスに起因して、異なる特性、例えば異なるエネルギーを有することがある。異なる特性を有する電子の分布又は密度は、電子ビーム内部の異なる場所において変化することがあり、これは、検出された電子ビームスポット内に対応する強度パターンを形成する。決定された一次及び二次境界を使用して、対応する電子感知素子の出力信号をグループ化することができる。グループは、その幾何学的配置が、対応する電子ビームスポットのパターンと一致するように、形成することができる。例として、二次ビーム境界内部の電子感知素子によって検出された電子ビームスポットの部分は、ほぼ完全に後方散乱された電子で構成されることがあり、一次ビーム境界と二次ビーム境界との間の電子感知素子によって検出された電子ビームスポットの部分は、ほぼ完全に二次電子で構成されることがある。従って、形成されたグループは、検出されたビーム全体の強度情報、並びに、電子ビームの後方散乱部分及び二次電子部分に対応する強度情報を生成することができる。従って、開示する実施形態は、検出された電子ビームスポット、及び、その結果として調査中の試料の追加の特性、についての追加情報を提供することができる。
【００２２】
[028]  複数の検出された電子ビームを含むシステムの場合、隣接するビームからの信号のクロストークが、電子光学サブシステムにおける収差及び分散の影響によって、引き起こされる。各ビーム内の電子は、電子検出器の感知面へ進む途中で分散し、隣接する電子ビームスポット間で重複を引き起こすことがある。決定されたビーム境界に基づく電子感知素子からの出力信号のグループ化は、隣接する検出されたビーム間のクロストークを検出するために使用することができる。後処理回路は、複数のビームスポットの強度データを生成するときに、決定されたクロストーク信号を補償することもできる。結果として、ウェーハ画像再構成の忠実性及びスピードの両方を改善することができる。実施形態によっては、クロストークを低減するために使用される電子光学サブシステム内部の開口部が取り除かれることがある。これにより、電子ビームツールの設計、製造、及び維持保守を簡略化することができる。更に、電子光学サブシステム内部の開口部は、検出された電子ビームの著しい強度低下を引き起こし、信号対雑音比を低減することがある。開示する実施形態によってもたらされるクロストークの決定及び補償を使用して、信号対雑音比とクロストークとの間のバランスをリアルタイムで調節することができる。信号対雑音比とクロストークとの間のバランスをリアルタイムで調節する能力により、電子ビームツールの柔軟性及び性能を大幅に改善することができる。
【００２３】
[029]  更に、開示する実施形態は、信号処理回路を含んで、ビーム境界の決定及びビーム強度の決定をリアルタイムで行うことができる。これは、ビーム境界決定機能及びビーム強度決定機能を実行するために後処理アルゴリズムを使用するシステムと比べて、より高速の動作を可能にすることができる。高速リアルタイム動作は、電子光学サブシステムがどのようにリアルタイムで動作しているかについての情報を提供することができ、何らかの動作の逸脱（例えば、各ビームの形状及び特定位置、電子ビームグリッドの幾何学的形成、部品の製造及び組立の不備に起因するビームの一部又は全部の予期せぬ動き、長期間動作中のドリフト）を検出し対処することができる。更に、従来のシステムでは偏向防止システムを使用して、二次電子ビームの動きを打ち消す。偏向防止システムを一次電子ビーム偏向器と同期させることは、技術的に難しい。開示する実施形態は、ビームスポットの動きをリアルタイムで追跡することができ、従って実施形態によっては、偏向防止システムは取り除かれることがある。
【００２４】
[030]  更に、開示する実施形態におけるビーム強度の決定は、多数の電子感知素子に対応する信号をグループ化することによって、行うことができる。電子感知素子表面の汚染、又は予期しない出来事（例えば、電子光学サブシステムが収容されている真空チャンバ内の激しいアーク放電）によって引き起こされる電子感知素子の損傷、又は製造プロセス中に持ち込まれた欠陥から生じる電子感知素子の動作不良、に起因して、あるグループの電子感知素子のうちの１つ又は幾つかが適切に動作しない場合、このグループは、動作していない電子感知素子をグループから除外することにより、依然としてビーム強度決定機能を達成することができる。これにより、検出システムの信頼性及び故障耐性を改善することができる。
【００２５】
[031]  実施形態によっては、信号処理回路及び後処理回路は、電子感知素子に対応する電子信号を走査し、検出器表面上に形成された１つ又は複数の電子ビームスポットの画像を生成するように構成することもできる。走査速度は、ビーム強度を決定するのに使用されたグループの更新レートよりも低いフレームレートでこの画像を生成するように、設定することができる。しかしながら、この画像は、検出器表面上の電子ビームスポット強度分布についての詳細な情報を提供することができ、電子光学系システムの設計、最適化、及び性能評価の実施に役立つ。更に、生成された画像及び決定されたビーム境界を使用して、システムの長期間動作中のドリフトに起因して引き起こされる１つ又は複数の検出された電子ビームの形状又は特定位置の偏差を検出することができ、また、これらの影響を補償することができる。
【００２６】
[032]  ここで、例示的な実施形態を詳細に参照する。これらの実施形態は、添付の図面に示されている。以下の実施形態は、電子ビームを利用するという文脈で説明されているが、本開示はそのように限定はされない。他のタイプの荷電粒子ビームも、同様に適用することができる。
【００２７】
[033]  ここで図１を参照する。図１は、本開示の実施形態と一致した、例示的な電子ビーム検査（ＥＢＩ）システム１００を示す。図１に示すように、ＥＢＩシステム１００は、メインチャンバ１０１、装填／ロックチャンバ１０２、電子ビームツール１０４、及び機器フロントエンドモジュール（ＥＦＥＭ）１０６を含む。電子ビームツール１０４は、メインチャンバ１０１内部に配置されている。ＥＦＥＭ１０６は、第１の装填ポート１０６ａ及び第２の装填ポート１０６ｂを含む。ＥＦＥＭ１０６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１０６ａ及び第２の装填ポート１０６ｂは、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）又は試料（ウェーハ及び試料は、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。
【００２８】
[034]  ＥＦＥＭ１０６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１０２に運ぶ。装填／ロックチャンバ１０２は、装填／ロック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、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１０２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１０２からメインチャンバ１０１に運ぶ。メインチャンバ１０１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１０１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１０４による検査にかけられる。
【００２９】
[035]  ここで図２を参照する。図２は、電子ビームツール１０４（本明細書では装置１０４とも呼ばれる）を示しており、このツール１０４は、電子源２０２、銃開口部２０４、集光レンズ２０６、電子源２０２から放出される一次電子ビーム２１０、放射源変換ユニット２１２、一次電子ビーム２１０の複数のビームレット２１４、２１６、及び２１８、一次投影光学系２２０、ウェーハステージ（図２には図示せず）、複数の二次電子ビーム２３６、２３８、及び２４０、二次光学系２４２、並びに電子検出デバイス２４４を含む。一次投影光学系２２０は、ビームセパレータ２２２、偏向走査ユニット２２６、及び対物レンズ２２８を含むことができる。電子検出デバイス２４４は、検出素子２４６、２４８、及び２５０を含むことができる。
【００３０】
[036]  電子源２０２、銃開口部２０４、集光レンズ２０６、放射源変換ユニット２１２、ビームセパレータ２２２、偏向走査ユニット２２６、及び対物レンズ２２８は、装置１０４の一次光軸２６０と位置合わせすることができる。二次光学系２４２及び電子検出デバイス２４４は、装置１０４の二次光軸２５２と位置合わせすることができる。
【００３１】
[037]  電子源２０２は、カソード、抽出器又はアノードを含むことができ、一次電子は、カソードから放出され、抽出され又は加速されて、（仮想の又は現実の）クロスオーバー２０８を伴う一次電子ビーム２１０を形成することができる。一次電子ビーム２１０は、クロスオーバー２０８から放出されるものとして視覚化することができる。銃開口部２０４は、一次電子ビーム２１０の周辺電子を遮断して、クーロン効果を低減することができる。クーロン効果は、プローブスポット２７０、２７２、及び２７４のサイズの増加を引き起こすことがある。
【００３２】
[038]  放射源変換ユニット２１２は、画像形成素子のアレイ（図２には図示せず）及びビーム制限開口部のアレイ（図２には図示せず）を含むことができる。画像形成素子のアレイは、超小型偏向器及び超小型レンズのアレイを含むことができる。画像形成素子のアレイは、一次電子ビーム２１０の複数のビームレット２１４、２１６、及び２１８を伴う、クロスオーバー２０８の（仮想の又は現実の）複数の平行な像を形成することができる。ビーム制限開口部のアレイは、複数のビームレット２１４、２１６、及び２１８を制限することができる。
【００３３】
[039]  集光レンズ２０６は、一次電子ビーム２１０を集束させることができる。放射源変換ユニット２１２の下流のビームレット２１４、２１６、及び２１８の電流は、集光レンズ２０６の集束力を調節することにより、又は、ビーム制限開口部のアレイ内部の対応するビーム制限開口部の半径サイズを変更することにより、変化させることができる。対物レンズ２２８は、検査用のウェーハ２３０上にビームレット２１４、２１６、及び２１８を集束させることができ、ウェーハ２３０の表面上に複数のプローブスポット２７０、２７２、及び２７４を形成することができる。
【００３４】
[040]  ビームセパレータ２２２は、静電双極子場及び磁気双極子場を生成する静電偏向器を含むウィーンフィルタ型のビームセパレータとすることができる。実施形態によっては、それらが適用される場合、ビームレット２１４、２１６、及び２１８の電子に静電双極子場によって作用する力は、磁気双極子場によって電子に作用する力と、大きさが等しく、方向が反対になることがある。従って、ビームレット２１４、２１６、及び２１８は、偏向角ゼロでビームセパレータ２２２をまっすぐに通過することができる。しかしながら、ビームセパレータ２２２によって生成されるビームレット２１４、２１６、及び２１８の全分散は、ゼロではないことがある。ビームセパレータ２２２の分散平面２２４について、図２は、公称エネルギーＶ０及びエネルギーの広がりΔＶを有するビームレット２１４の、エネルギーＶ０に対応するビームレット部分２６２への分散を示し、ビームレット部分２６４はエネルギーＶ０＋ΔＶ／２に対応し、ビームレット部分２６６は、エネルギーＶ０−ΔＶ／２に対応する。二次電子ビーム２３６、２３８、及び２４０の電子にビームセパレータ２２２によって作用する力の全体は、ゼロではないことがある。従って、ビームセパレータ２２２は、ビームレット２１４、２１６、及び２１８から二次電子ビーム２３６、２３８、及び２４０を分離し、二次電子ビーム２３６、２３８、及び２４０を二次光学系２４２に向けることができる。
【００３５】
[041]  偏向走査ユニット２２６は、ビームレット２１４、２１６、及び２１８を偏向させて、ウェーハ２３０の表面領域に渡って、プローブスポット２７０、２７２、２７４を走査することができる。プローブスポット２７０、２７２、及び２７４におけるビームレット２１４、２１６、及び２１８の入射に応答して、二次電子ビーム２３６、２３８、及び２４０がウェーハ２３０から放出されることがある。二次電子ビーム２３６、２３８、及び２４０は、二次電子（エネルギー≦５０ｅＶ）及び後方散乱電子（５０ｅＶとビームレット２１４、２１６、及び２１８のランディングエネルギーとの間のエネルギー）を含むエネルギーの分布を伴う電子を含むことがある。二次光学系２４２は、二次電子ビーム２３６、２３８、及び２４０を、電子検出デバイス２４４の検出素子２４６、２４８、及び２５０に集束させることができる。検出素子２４６、２４８、及び２５０は、対応する二次電子ビーム２３６、２３８、及び２４０を検出し、ウェーハ２３０の表面領域の画像を再構成するのに使用される対応する信号を生成することができる。
【００３６】
[042]  ここで図３Ａを参照する。図３Ａは、電子検出デバイス２４４のセンサ表面３００の例示的な構造を示す。センサ表面３００は、４つの領域３０２Ａ〜Ｄ（２×２の矩形グリッド）に分割することができ、各領域３０２は、ウェーハ上の特定の場所から放出される対応するビームスポット３０４を受け取ることができる。全てのビームスポット３０４Ａ〜Ｄは、理想的な円形の形状をしており、特定位置のオフセットはない。４つの領域が表示されているが、任意の複数の領域を使用することができることを理解されたい。
【００３７】
[043]  各センサ領域は、電子感知素子３０６のアレイを含むことができる。電子感知素子は、例えば、ＰＩＮダイオード、電子増倍管（ＥＭＴ）等を含むことがある。更に、図３Ａは、各領域３０２が、自前の感知素子３０６を有する所定の領域として互いから分離されていることを示しているが、これらの所定の領域は、例えば図４Ａの表面センサ４００のように、存在しないことがあることを理解されたい。例えば、各領域が８１個の感知素子（９×９グリッドの感知素子）を有する４つの所定の領域を有する代わりに、センサ表面は、依然として４つのビームスポットを感知することができる、１８×１８グリッドの感知素子を１つ有することがある。
【００３８】
[044]  電子感知素子３０６は、センサ領域内で受け取った電子に見合った電流信号を生成することができる。前処理回路は、生成された電流信号を電圧信号（受け取られた電子ビームスポットの強度を表す）に変換することができる。前処理回路は、例えば、高速トランスインピーダンス増幅器を含むことがある。処理システムは、例えば、センサ領域内部に配置された電子感知素子によって生成された電圧を合計することによって電子ビームスポットの強度信号を生成し、その強度信号をウェーハに入射する一次電子ビームの走査パスデータと相関づけ、その相関に基づいてウェーハの画像を構築することができる。
【００３９】
[045]  実施形態によっては、処理システムは、電子感知素子３０６の幾つかによって生成された電圧を選択的に合計して、ビームスポットの強度値を生成することができる。この選択は、どの電子感知素子がビームスポット内部に配置されているかの判断に基づいていることがある。
【００４０】
[046]  実施形態によっては、処理システムは、ビームスポットの境界を特定することにより、どの電子感知素子がビームスポットの外側に配置されており、どの電子感知素子がビームスポットの内部に配置されているのかを特定することができる。例えば、図３Ｂを参照すると、処理システムは、ビームスポット３０４Ａ〜Ｂに対して、一次境界３１２Ａ〜Ｂ及び二次境界３１４Ａ〜Ｂを特定することができる。一次境界３１２は、ビームスポットの強度を決定するために電圧出力を含めるべき電子感知素子３０６の組を囲むように構成することができる。従って、複数の電子感知素子のうちのある電子感知素子の組がビームスポットの内部にあると決定することができる。
【００４１】
[047]  二次境界３１４は、ビームスポットの中心部分を囲むように構成することができ、ビームスポットの特定の幾何学情報を提供するために使用することができる。幾何学情報には、例えば、ビームスポットの形状、ビームスポットの１つ又は複数の特定位置等が含まれることがある。ここで、特定位置とは、中心などの、ビームスポット内部の所定の位置を指すことがある。以下でより詳細に考察するように、処理システムは、二次境界３１４に基づいて一次境界３１２を決定することもある。
【００４２】
[048]  更に、特定位置の情報に基づいて、処理システムは、例えば、製造又は組立プロセス中に持ち込まれた電子光学コンポーネント若しくはシステム内部の不完全さに起因する、ビームスポット３０４の位置のドリフト、及び／又はシステムの長期間動作中のドリフトを追跡することもできる。処理システムは、境界の決定と、強度決定の際に含めるべき電子感知素子の組とを更新して、強度決定の精度へのドリフトの影響を緩和することができる。更に、処理システムは、電子ビームスポットのシフトを追跡できるので、電子ビームの偏向を追跡し補償するために使用される偏向防止部品を、二次光学系から削除することができる。これにより、電子ビームツール１０４の設計、製造、及び維持保守を簡略化することができる。
【００４３】
[049]  一次又は二次境界３１２及び３１４によって囲まれる電子感知素子の各組を形成するために使用される電子感知素子３０６の選択は、全体的な画像信号強度及び信号対雑音比に関係する各ビームスポットの指定された電子収集率、隣接する電子ビームの信号クロストーク、並びに各電子ビームスポットの対応する形状及び特定位置、によって決定されることがある。各組の形成は、各対応するビームスポットの形状及び特定位置の変化をリアルタイムで追跡し補償する必要があるのかどうかに応じて、静的とすることも、又は動的に変化させることもできる。ビーム位置及び形状をリアルタイムで取得する能力を提供することにより、電子光学系（例えば、一次投影光学系２２０）の動作を継続的に監視することができる。更に、ビームの位置決め及び形状に関して収集された情報により、システムの組み立て及び維持保守のプロセス中の電子光学系の調節を容易にすることができ、それによって、電子光学系と電子検出デバイスとの間のリアルタイム自動整列が可能になる。従って、図３Ｂはビームスポット３０４Ｂが好ましい円形の形状から逸脱した形状を有することを示すが、電子光学系におけるドリフト又は電子光学系内の部品の不完全さに起因する、位置、形状、及びグリッド情報などのこれらのタイプの逸脱は、リアルタイムで補償することができる。
【００４４】
[050]  実施形態によっては、一次及び二次境界の決定は、隣接する電子感知素子に渡る強度勾配の所定のパターンの検出に基づくことがある。ここで図３Ｃを参照する。図３Ｃは、一次境界３１２を決定するために使用される所定のパターンの例を示す。図３Ｃは、強度マップ３３０及び強度グラフ３４０を示す。強度マップ３３０は、ビームスポット（例えば、図３Ａのビームスポット３０４）の強度分布を示しており、各正方形は１つの電子感知素子によって受け取られた電子の強度を表し、より濃い色は比較的に高い強度を表している。処理システムは、所定の閾値よりも明るい色、例えば白色によって表される電子感知素子は、ビームスポットの外側にあり、所定の閾値よりも濃い色、例えば灰色によって表される電子感知素子は、ビームスポットの内部にあることを、決定することができる。これらの決定に基づき、処理システムは、白色によって表される電子感知素子の出力を除外することができる。
【００４５】
[051]  更に、強度グラフ３４０は、強度マップ３３０における軸３４５に沿った電子の強度の変化を示す。図３Ｃに示すように、強度グラフ３４０は、異なる位置において異なる強度を示す。例えば、ビームスポットの中心付近（３５０とラベル付けされる）では、ビームスポットの境界付近（３５５とラベル付けされる）よりも強度がより高い。強度の差は、電子源２０２の先端サイズ、電子光学系の収差、及び電子の分散を含む、様々な要因のせいであることがある。更に、実施形態によっては、強度は、散乱電子のサンプルトポグラフィ、後方散乱電子の材料、試料表面の帯電条件、ランディングエネルギー等によって決定されることがある。
【００４６】
[052]  強度勾配は、隣接する電子感知素子間の電子強度出力の比較に基づいて、生成することができる。例えば、電子検出デバイス２４４のセンサ表面の対応する電子感知素子と結合された信号調節回路の出力は、隣接する電子感知素子間の出力電圧（これは受け取った電子の強度を表す）を比較するように構成された電圧比較器の組に接続されることがある。電圧比較器の組は、決定結果の組を生成することができる。処理システムは、決定結果に基づいて強度勾配を追跡し、一次境界３１２の一部として強度勾配が変化するセンサ表面上の位置を決定することができる。例えば、図３Ｃを戻って参照すると、電圧決定結果グラフ３６０は、強度グラフ３４０で示した強度変化に対応する電圧比較器決定結果の分布を示す。この決定結果は、隣接する電子感知素子間の出力電圧の比較結果を表すことができ、−１は左側の電子感知素子の出力電圧が右側の電子感知素子の出力電圧よりも高いことを表し、＋１は反対を表す。
【００４７】
[053]  比較結果は、ビームスポットの境界及びビームスポットの内部における強度勾配の特徴的なパターンを反映することができる。例えば、図３Ｃに示すように、強度３５５に対応する電圧比較器決定結果３６４は、＋１と−１との間でより多くの切り換わりを示すことがあり、これは、隣接する電子感知素子によって受け取られた電子の電流強度に対応する、処理システムからの電子強度出力の信号レベルの差が、ノイズレベルよりも低いことに起因していることがある。その結果として、比較器決定結果３６４（ビームスポットの境界に相当する）は、ランダムノイズの影響を受けやすくなることがあり、どちらにも切り換わることがある。他方、強度３５０に対応する比較器決定結果３６２は、電子強度出力の信号レベル差がノイズレベルよりも高いおかげで、隣接する電子感知素子の組に渡って、より安定していることがある。比較器出力の切り換わりのパターンに基づいて、処理システムは、電圧決定結果グラフ３６０中の比較器決定結果を、強度勾配３６２及び３６４に対応する２つの組にグループ化することができる。比較器決定結果のこの２つの組を生じさせる電子感知素子の位置に基づいて、処理システムは、強度勾配３６２と３６４との間の遷移が起こるセンサ表面の位置を特定することができ、これは、位置「Ａ」と印された位置であり得る。次いで、処理システムは、特定された位置を一次境界３１２の一部として決定することができる。処理システムは、電子素子の各行及び各列について、電圧比較器決定結果に対して同様の処理を行って、一次境界３１２を構成するセンサ表面上の一組の位置を決定することができる。
【００４８】
[054]  処理システムはまた、電圧比較器決定結果の他の所定のパターンを検出することにより、二次境界３１４を決定することもできる。ここで図３Ｄを参照する。図３Ｄは、二次境界３１４を決定するために使用される所定のパターンの例を示す。図３Ｄは、図３Ｃの強度マップ３３０、強度マップ３３０の軸３６５に沿った電子の強度の変化を示す強度グラフ３８０、及び強度マップ３３０の軸３７０に沿った電子の強度の変化を示す強度グラフ３８５、を示している。軸３６５及び３７０は、センサ表面上の電子感知素子の隣接する行に沿っていることがある。
【００４９】
[055]  図３Ｄはまた、強度グラフ３８０に対応する電圧決定結果グラフ３９０と、強度グラフ３８５に対応する電圧決定結果グラフ３９５とを示す。電圧決定結果グラフ３９０及び３９５は両方とも、それぞれ軸３６５及び３７０に沿った隣接する電子感知素子間の出力電圧の比較結果を表す。各電圧決定結果グラフは、軸３６５及び３７０の各々に沿った特定の地点における比較器決定結果の切り換わりを示しており、これは、強度勾配の極性の変化を示していることがある。例えば、軸３６５に沿って、強度の増加があり、その後、位置Ｂにおけるビームスポットの中心の周りの平坦な強度領域に達し、その後、強度は減少する。これに応じて、強度グラフ３８０に沿って、軸３６５の強度の増加に関連した強度の増加３８１、軸３６５の位置Ｂにおける平坦な領域に関連した平坦な強度３８２、及び、軸３６５の強度の減少に関連した強度の減少３８３、がある。
【００５０】
[056]  対応する電圧決定結果グラフ３９０を参照すると、比較器決定結果３９１に対応する出力電圧＋１は、強度グラフ３８０からの強度の増加３８１を反映しており、比較器決定結果３９３に対応する出力電圧−１は、強度グラフ３８０からの強度の減少３８３を反映している。強度３８２に対応する電圧比較器決定結果３９２は、＋１と−１との間でより多くの切り換わりを示すことがあり、これは、隣接する電子感知素子によって受け取られた電子の電流強度に対応する、処理システムからの電子強度出力の信号レベルの差が、ノイズレベルよりも低いことに起因していることがある。その結果として、比較器決定結果３９２は、ランダムノイズの影響を受けやすくなることがあり、どちらにも切り換わることがある。
【００５１】
[057]  他方、軸３７０に沿って、強度勾配の比較的に鋭い遷移があり、軸３７０の中央における位置（「Ｃ」で印す）において、切り換わりが発生する。隣接する行（及び列）の間の切り換わり位置の差に基づいて、処理システムは、二次境界３１４を構成するセンサ表面上の一組の位置を決定することができる。例えば、処理システムは、位置Ｂ及びＣが二次境界３１４の一部であると決定することができる。
【００５２】
[058]  実施形態によっては、処理システムは、境界情報を使用してノイズ信号の影響を補償することにより、画像再構成の忠実性を改善することもある。上述のように、画像再構成の忠実性はノイズ信号によって劣化することがあり、ノイズ信号は、電子検出デバイス２４４によって生成され、且つ、散乱された一次電子又はウェーハによって放出された二次電子によっては引き起こされない。これらのノイズ信号は、例えば、電子を受け取ることなく生成されることがある暗電流を含むことがある。これらのノイズ信号は、ビームスポットの内部に位置する電子感知素子、並びにビームスポットの外側に位置する電子感知素子に現れることがある。ノイズ信号はランダムなノイズ信号であることがあり、これは、電子感知素子の各々において独立しており、又は、ノイズ信号は系統だったノイズ信号であることがあり、これは、検出器の特定の領域又は全体の各感知素子において同様のパターン及び同じか又は異なる振幅を有する。本開示の実施形態では、処理システムは、一次境界３１２の外側に位置すると決定された電子感知素子の出力から受け取った信号を除外することができる。これにより、一次境界３１２の外側の電子感知素子からのランダムなノイズ信号を除去することにより、画像再構成の忠実性を改善することができる。更に、実施形態によっては、処理システムは、一次境界３１２の外側にあると判断された電子感知素子の出力からノイズ信号を表す値を取得することができる。一次境界３１２内部に位置する電子感知素子の出力から強度値を生成した後で、処理システムは、その強度値から、ノイズ信号成分を表す値を引くことができる。強度値内に存在する系統だったノイズ信号成分を除去又は低減することにより、画像再構成の忠実性を改善することができる。
【００５３】
[059]  ここで、図４Ａを参照する。図４Ａは、センサ表面上に形成された４つのビームスポットに対応する強度マップの組４００を示す。強度マップに関連する電圧比較器決定結果に基づいて、処理システムは各ビームスポットについて一次境界３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃ、及び３１２ｄを取得することができる。処理システムは、一次境界３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃ、及び３１２ｄの各々によって囲まれている電子感知素子の出力を合計して、各ビームスポットの強度値を取得することができる。更に、これらの一次境界に基づいて、処理システムは、これらの一次境界の外側にある、例えば４０２ａ、４０２ｂ、４０２ｃ、４０２ｄ、及び４０２ｅを含む電子感知素子の組を特定することもできる。
【００５４】
[060]  処理システムは、一次境界の外側の電子感知素子（又は、使用されていない電子感知素子）（例えば、電子感知素子４０２ａ）の出力を、検出器近傍の干渉源に起因するノイズ信号の代表として取得することができる。実施形態によっては、処理システムは、これらの出力を平均してノイズ信号を表す値を取得し、その値を各ビームスポットの強度から引くことができる。実施形態によっては、処理システムは、位置に基づいてビームスポットの一次境界の外側にある使用されていない電子感知素子を関連づけ、１つ又は複数の関連付けられた使用されていない電子感知素子からのノイズ信号に基づいて、ビームスポットに対して減算を行うことができる。例示的な例として、図４Ａに示す例では、処理システムは一次境界３１２ｃによって囲まれたビームスポットから電子感知素子４０２ｂ、４０２ｃ、及び４０２ｅ（電子感知素子４０２ａ及び４０２ｄは含まない）のノイズ信号を選択的に引いて、ノイズ成分を除去し、そのビームスポットの補償強度値を生成することができる。
【００５５】
[061]  処理システムは、境界情報を使用して、クロストークによって引き起こされるノイズ信号を軽減又は除去することもできる。上述のように、クロストークは、収差及び分散に起因して、隣接する電子ビームによって形成されたビームスポットの部分的重複を伴って発生することがある。実施形態によっては、処理システムは、隣接するビームスポットの一次境界３１２（例えば、図４Ｂに示すような）に基づいて、部分的重複の発生を検出することができる。更に、実施形態によっては、処理システムは、部分的重複の発生を検出する際に、隣接するビームスポットの二次境界３１４を含むこともできる。検出に基づいて、処理システムは、電子感知素子のうちの幾つかが、ビームスポットが重複する領域に位置していると決定し、ビームスポットの強度値を決定するときに、それらの電子感知素子からの出力を除外することができる。従って、分散に起因する隣接するビームスポット間の重複を低減又は削除するための、電子光学サブシステム内の異常補正ハードウェアの必要性を緩和するか、更には取り除くことさえできる。結果として、電子ビームツール１０４の複雑さを低減することができ、これによりツールの性能及び信頼性を改善することができる。更に、電子光学サブシステム内の異常補正ハードウェアは、検出された電子ビームの著しい強度低下を引き起こし、信号対雑音比を低減することがある。処理システムによってもたらされるクロストークの決定及び軽減を使用して、信号対雑音比とクロストークとの間のバランスをリアルタイムで調節することができる。信号対雑音比とクロストークとの間のバランスをリアルタイムで調節する能力により、電子ビームツールの柔軟性及び性能を大幅に改善することができる。
【００５６】
[062]  ここで図４Ｂを参照する。図４Ｂは、２つの部分的に重複したビームスポットに対応する強度マップ４１０を示す。この例では、処理システムは、左側のビームスポットについては一次境界３１２ｅ（実線で表される）を、右側のビームスポットについては一次境界３１２ｆ（点線で表される）を決定する。処理システムはまた、左側のビームスポットについては二次境界３１４ｅ（実線で表される）を、右側のビームスポットについては二次境界３１４ｆ（点線で表される）を決定する。
【００５７】
[063]  処理システムが２つのビームスポット間の部分的重複を検出するには、様々な方法がある。例えば、処理システムは、左側のビームスポットの一次境界３１２ｅと二次境界３１４ｅとの間の距離４１２、及び左側のビームスポットの二次境界３１４ｅと右側のビームスポットの一次境界３１４ｆとの間の距離４１４を決定することができる。距離４１４が距離４１２より短いという判断に基づいて、処理システムは右側のビームスポットの一次境界３１２ｆの一部が、左側のビームスポットの一次境界３１２ｅに侵入していると判断することができる。侵入の判断に基づいて、処理システムは、２つのビームスポットが部分的に重複していると決定することができる。
【００５８】
[064]  別の例では、処理システムは、二次境界３１４ｅ及び３１４ｆに基づいて、２つのビームスポットの中心間の距離４１６を決定することができる。距離４１６が所定の閾値未満に該当するという判断に基づいて、処理システムは、２つのビームスポットが部分的に重複すると決定することができる。この閾値は、例えば、一次境界３１２ｅと左側のビームスポットの中心との間の距離、一次境界３１２ｆと右側のビームスポットの中心との間の距離、両方の組み合わせ、等に基づいて、例えば、ビームスポットの推定半径に基づいて、決定されることがある。次いで、処理システムは、重複が発生する領域４２０を決定し、両方のビームスポットの強度値の決定から、領域４２０内部に位置する電子感知素子の出力を除外することができる。
【００５９】
[065]  領域４２０内部に位置する電子感知素子の出力を除外することにより、クロストークに起因するノイズを低減することができる一方で、この除外は、ビームスポットについて生成される強度値も低減する。その結果、同一のウェーハ構造から放出されたビームスポットが、異なる強度値を有することがある。この差は、強度値を用いたウェーハ構造の表現に、歪みをもたらすことがある。実施形態によっては、歪みの影響を軽減するために、処理システムは、センサ表面上の全てのビームスポットの一次境界を縮小するための倍率を決定することができ、この倍率は、更新された一次境界３１２ｅｅ（一次境界３１２ｅから縮尺調整される）及び更新された一次境界３１２ｆｆ（一次境界３１２ｆから縮尺調整される）が、領域４２０においてもはや重複しないように、決定される。
【００６０】
[066]  縮小率は、様々な考慮事項に基づいて決定されることがある。例えば、縮小率は、距離４１２と４１６との間の比率に基づくことがある。更に、上述のように、ビームスポットの強度値の生成からより多くの電子感知素子の出力を除外することにより、生成される強度値が減少することになる。この減少により、（例えば、暗電流、干渉源等からの）ノイズ成分に比べて強度値が低減され、信号対雑音比が低くなることがある。信号対雑音比が低下すると、ビームスポットから生成される強度分布が、ノイズ信号の影響をさらに受けやすくなることがあり、これにより、画像再構成の忠実性が低下することがある。従って、縮小率は、結果として得られる信号対雑音比が所定の閾値以上になるように、決定することができる。そのような構成を用いると、全てのビームスポットの強度値を、同じ倍率で縮尺調整して歪みを回避することができ、同時に、クロストークノイズ信号も除去又は低減することができる。更に、同じ電子検出デバイス２４４を、異なる数の検出ビームスポットを含む電子ビームツールで利用することができる。処理システムは、ビームスポットの境界を更新して、異なるビームスポットを検出することができる。
【００６１】
[067]  実施形態によっては、処理システムは、境界情報を使用して、何らかの他のノイズ源の影響を軽減することもできる。例えば、図４Ｃに示すように、処理システムは、電子感知素子４３５によって出力された低強度に基づいて、電子感知素子４３５が動作不良をおこしており、この素子は一次境界３１２ｇの内部に位置することを決定することがある。この決定に基づいて、処理システムは、一次境界３１２ｇによって囲まれたビームスポットに対する強度値の生成から、電子感知素子４３５の出力を除外することができる。
【００６２】
[068]  ここで、図５Ａを参照する。図５Ａは、本開示の実施形態に従って、電子検出器出力を処理するための例示的な処理システム５００を示す。処理システム５００は、図２の電子ビームツール１０４の一部であるか、又は電子ビームツール１０４と結合されていることがある。処理システム５００は、電子検出デバイス２４４の複数の電子感知素子から生成された電気信号を受け取り、１つ又は複数の検出された電子ビームスポットの各々に対して強度値を決定し、強度値に基づいてウェーハの画像を再構成することができる。図５Ａに示すように、システム５００は、（図２の）電子検出デバイス２４４、前処理回路５０１、信号処理回路５０２、電子強度決定回路５０３、ビームスポット画像化回路５０４、及びビームスポット処理モジュール５０６を含むことができる。ビームスポット処理モジュール５０６は更に、ビームスポット境界決定モジュール５０８、強度閾値モジュール５０９、ビームスポット強度決定モジュール５１０、画像再構成モジュール５１２、及びビームスポット画像化モジュール５１５を含むことができる。
【００６３】
[069]  一般的に、「モジュール」という語は、本明細書で使用する場合、他の部品（例えば、集積回路の一部）と共に使用するように設計されたパッケージ化された機能的なハードウェアユニット、及び／又は、関連する機能のうちの特定の機能を実行する（コンピュータ可読媒体に記憶された）プログラムの一部、であり得る。モジュールは、エントリポイント及び出口ポイントを有することがあり、例えば、Java、Lua、C又はC++などのプログラミング言語で記述されていることがある。ソフトウェアモジュールは、コンパイルして実行可能プログラムにリンクさせる、ダイナミックリンクライブラリにインストールする、又は例えばBASIC、Perl、若しくはPythonなどのインタプリタ型プログラミング言語で記述することができる。ソフトウェアモジュールは、他のモジュール又はそれら自体から呼び出し可能であり、及び／又は、イベントの検出若しくは割込みに応答して呼び出すことができることを、理解されたい。コンピュータ機器上で実行されるように構成されたソフトウェアモジュールは、コンピュータ可読媒体、例えばコンパクトディスク、デジタルビデオディスク、フラッシュドライブ、磁気ディスク、若しくは任意の他の非一時的媒体などで、又はデジタルダウンロードとして提供されることがある（且つ、実行の前にインストール、解凍、又は復号化を必要とする、圧縮形式又はインストール可能な形式で元々は記憶されることがある）。そのようなソフトウェアコードは、コンピュータ機器により実行するために、実行中のコンピュータ機器のメモリデバイス上に、部分的に又は完全に記憶されることがある。ソフトウェア命令は、ファームウェア、例えば消去可能プログラム可能読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）などに組み込むことができる。ハードウェアモジュールは、ゲート及びフリップフロップなどの接続された論理ユニットから構成することができ、及び／又は、プログラマブル・ゲート・アレイ若しくはプロセッサなどのプログラム可能ユニットから構成することができることを、更に理解されたい。本明細書で説明するモジュール又はコンピュータ機器の機能は、ソフトウェアモジュールとして実装されることが好ましいが、ハードウェア又はファームウェアで表されることもある。一般的に、本明細書で説明するモジュールとは、物理的な構成若しくはストレージに関わらず、他のモジュールと組み合わせることができるか又はサブモジュールに分割することができる論理モジュールを指す。
【００６４】
[070]  前処理回路５０１は、電子検出デバイス２４４の電子感知素子の出力を処理して、各電子感知素子によって受け取った電子の強度を表す強度信号を生成することができる。ここで図５Ｂを参照する。図５Ｂは、前処理回路５０１、信号処理回路５０２、電子強度決定回路５０３、及びビーム画像化回路５０４の例示的な構成要素を示す。図５Ｂに示すように、前処理回路５０１は、電子検出デバイス２４４の対応する電子感知素子５２０ａ、５２０ｂ、…、５２０ｃと結合した、信号調節回路５０１ａ、５０１ｂ、…、５０１ｃを含むことができる。信号調節回路５０１ａ、５０１ｂ、…、５０１ｃの各々は、例えば、電子感知素子５２０ａ、５２０ｂ、…、５２０ｃの各々による出力を増幅しフィルタリングするように構成された、増幅器、増幅器入力保護回路、等を含むことがある。次いで、前処理回路５０１は、増幅されフィルタリングされた電圧を強度信号として信号処理回路５０２に送信することができる。
【００６５】
[071]  ここで図５Ｃを参照する。図５Ｃは、信号処理回路５０２の例示的な構成要素を示す。図５Ｃに示すように、信号処理回路５０２は、信号閾値回路５０５、強度勾配決定回路５０７、基準電圧生成回路５０２ｇ、信号スイッチマトリックス５０２ｈ、ピーク検出回路（図５Ｃには図示せず）、及びアナログ−デジタル変換器（図５Ｃには図示せず）を含むことができる。
【００６６】
[072]  実施形態によっては、信号閾値回路５０５は、電圧比較器５０２ｄ、５０２ｅ、及び５０２ｆを含むことがある。電圧比較器５０２ｄ、５０２ｅ、及び５０２ｆは、信号調節回路５０１ａ、５０１ｂ、及び５０１ｃからの信号の瞬時信号電圧を基準電圧生成回路５０２ｇからの電圧と比較するように構成されることがある。電圧比較器５０２ｄ、５０２ｅ、及び５０２ｆの出力は、強度閾値モジュール５０９に転送されることがある。基準電圧生成回路５０２ｇによって生成される基準電圧は、所定の強度閾値であり得る。所定の強度閾値を下回る前処理された強度信号は、ビーム信号出力のない電子感知素子に起因していることがあり、ノイズ信号レベルを推定するために使用されることがある。
【００６７】
[073]  他の実施形態では、電圧比較器を使用する代わりに、信号閾値回路５０５が１ビットよりも大きなビット分解能を有するアナログ−デジタル変換器を含むことがあり、それによって、信号レベルの振幅に関してより詳細な情報を提供することができるようになる。例えば、信号レベルが所定の強度閾値よりも高いか低いかを単に示す代わりに、信号閾値回路５０５の出力は、信号レベルが閾値よりも高く又は低くなっている量の範囲を示すことができる。
【００６８】
[074]  実施形態によっては、強度勾配決定回路５０７は、電圧比較器５０２ａ、５０２ｂ、及び５０２ｃを含むことがある。電圧比較器５０２ａ、５０２ｂ、及び５０２ｃは、隣接する電子感知素子によって出力された強度信号を比較するように構成されることがある。比較器は、（例えば、電圧決定結果グラフ３６０、３９０、及び３９５で示したような）比較器決定結果の組を生成して、強度勾配の変化の示度を提供することができる。例えば、図５Ｂ及び図５Ｃを参照すると、比較器５０２ａは、隣接する電子感知素子５２０ａ及び５２０ｂから生成された信号に対応する５０１ａ及び５０１ｂからの前処理された強度信号を比較するように構成される。比較器５０２ｂは、隣接する電子感知素子５２０ｂ及び５２０ｃから生成された信号に対応する５０１ｂ及び５０１ｃからの前処理された強度信号を比較するように構成される。更に、比較器５０２ｃは、隣接する電子感知素子５２０ａ及び５２０ｃから生成された信号に対応する５０１ａ及び５０１ｃからの前処理された強度信号を比較するように構成される。強度勾配決定回路５０７は、比較器決定結果、並びに比較器決定結果に対応する電子感知素子の位置（これは、２次元座標として表すことができる）を、ビームスポット処理モジュール５０６のビームスポット境界決定モジュール５０８に転送することができる。
【００６９】
[075]  他の実施形態では、電圧比較器を使用する代わりに、強度勾配決定回路５０７は、１ビットよりも大きなビット分解能を有するアナログ−デジタル変換器を含むことがある。そのようなアナログ−デジタル変換器を使用することにより、強度勾配決定回路５０７は、より高い分解能で勾配を提供することができる。
【００７０】
[076]  ビームスポット境界決定モジュール５０８は、比較器決定結果及び比較器決定結果に関連した位置情報を処理し、ビームスポットの一次境界３１２及び二次境界３１４を決定することができる。境界の決定は、例えば、図３Ｃ及び図３Ｄに関して上述したように、比較器決定結果における所定のパターンを検出することに基づくことがある。ビームスポット境界決定モジュール５０８はまた、例えば、図４Ｂに関して上述したように、隣接するビームスポット間の部分的重複の検出に基づいて、決定された境界を更新することもある。
【００７１】
[077]  実施形態によっては、信号処理回路５０２は、強度勾配決定回路５０７を含まないことがある。ビームスポット境界決定モジュール５０８は、ビームスポット画像化モジュール５１５からの入力に基づいて、一次及び二次ビーム境界（例えば、一次境界３１２及び二次境界３１４）を決定することができる。ビームスポット境界決定モジュール５０８は、画像処理アルゴリズムを含んで、ビームスポット画像化モジュール５１５によって提供されるビームスポット画像に基づいて、一次及び二次ビーム境界を決定することができる。更に、ビームスポット境界決定モジュール５０８は、画像処理アルゴリズムを含んで、ビームスポット画像化モジュール５１５によって提供されるビームスポット画像に基づいて、隣接するビームスポット間の部分重複（例えば、図４Ｂの領域４２０）を決定することができる。ビームスポット境界決定モジュール５０８は、一次境界３１２及び二次境界３１４を表す位置（２次元座標として表される）の組を、信号スイッチマトリックス５０２ｈに提供することができる。
【００７２】
[078]  信号スイッチマトリックス５０２ｈは、信号調節回路５０１ａ、５０１ｂ、及び５０１ｃから受け取った前処理された強度信号をグループ化することができる。このグループ化は、電子感知素子のグループに対応した電子信号のグループが形成されるように、ビームスポット境界決定モジュール５０８から送られたビームスポット境界情報に従って、行われることがある。信号スイッチマトリックス５０２ｈは、電子感知素子５２０ａ、５２０ｂ、及び５２０ｃに対応した前処理された強度信号のいずれを電子強度決定回路５０３に転送するべきかを選択するように構成されたマルチプレクサの組を含むことができる。例えば、信号スイッチマトリックス５０２ｈは、電子感知素子が一次境界の外側に位置するという判断に基づいて、電子感知素子５２０ａ、５２０ｂ、及び５２０ｃに対応する出力のうちの１つ又は複数を除外することができる。電子信号の各グループは、電子強度決定回路５０３に送信されることがある。電子強度決定回路５０３は、電子ビームの対応する部分の全体的な強度を表す電子信号を生成することができる。
【００７３】
[079]  実施形態によっては、信号スイッチマトリックス５０２ｈはまた、信号調節回路５０１ａ〜５０１ｃからの前処理された強度信号からの信号を走査し、走査した信号をビームスポット画像化回路５０４に転送するように構成されることがある。信号スイッチマトリックス５０２ｈは、受け取った入力のいずれをビームスポット画像化回路５０４に転送するかを選択することにより、走査プロセスを実施することができる。走査速度は、ビームスポット処理モジュール５０６によって制御することができる。例えば、電子感知素子に対応する前処理された信号を、順次走査する（一度に１つずつ）ことがあり、又は、複数の電子感知素子に対応する前処理された信号を同時に走査することがある（例えば、センサ表面３００の各行の１つの電子感知素子に対応する信号を、同時に走査することがある）。更に、走査領域は、ビームスポット処理モジュール５０６によって制御することもできる。例えば、図３Ａを参照すると、スイッチマトリックス５０２ｈは、センサ領域３０２Ａの電子感知素子に対応する前処理された信号のみを走査し、センサ領域３０２Ｄの電子感知素子に対応する前処理された信号は走査しないように構成されることがある。
【００７４】
[080]  実施形態によっては、信号処理回路５０２のピーク検出回路は、信号調節回路５０１ａ、５０１ｂ、及び５０１ｃの各々からの信号の最小及び最大の電圧レベルを決定するように構成されることがある。更に、信号処理回路５０２のアナログ−デジタル変換器は、ピーク信号をデジタル化し、デジタル化した信号をビームスポット処理モジュール５０６に転送するように構成されることがあり、ビームスポット処理モジュール５０６は、バス（図示せず）を介して外部コンポーネント（例えば、コントローラ又はデータレポジトリ）と通信することができる。
【００７５】
[081]  再び図５Ｂを参照すると、電子強度決定回路５０３は、加算増幅器５２１ａ、５２１ｂ、…、５２１ｃ、後信号調節回路５２２ａ、５２２ｂ、…、５２２ｃ、及びアナログ−デジタル変換器５２３ａ、５２３ｂ、…、５２３ｃを含むことができる。加算増幅器５２１ａ、５２１ｂ、…、５２１ｃは、信号スイッチマトリックス５０２ｈから送信されたグループ化された電子信号を受け取るように構成されることがある。加算増幅器５２１ａ、５２１ｂ、…、５２１ｃは、信号調節回路５０１ａ、５０１ｂ、…、５０１ｃの一部又は全部の出力を加算し、電子ビームの対応する部分の全体的強度を表す加算信号を提供するように構成されることがある。後信号調節回路５２２ａ、５２２ｂ、…、５２２ｃは、可変利得増幅器（ＶＧＡ）及びオフセット電圧生成回路を含むことがある。可変利得増幅器は、加算増幅器５２１ａ、５２１ｂ、…、５２１ｃから出力された加算信号を増幅することができる。可変利得増幅器は、再構成されたウェーハ画像のコントラストを修正し、画像チャネルのダイナミックレンジを拡張することができる。オフセット電圧生成回路は、ＶＧＡからの増幅された信号にオフセット電圧を追加して、再構成されたウェーハ画像の輝度を調節するように構成されることがある。後信号調節回路５２２ａ、５２２ｂ、…、５２２ｃの増幅器利得及びオフセット電圧は、ビームスポット処理モジュール５０６によって制御することができる。アナログ−デジタル変換器５２３ａ、５２３ｂ、…、５２３ｃは、後信号調節回路５２２ａ、５２２ｂ、…、５２２ｃによって提供されるアナログ信号を、デジタル信号の組に変換し、そのデジタル信号をビームスポット強度決定モジュール５１０に提供するように構成されることがある。デジタル信号は、ビームスポットの一部の強度の合計に相当することがある。実施形態によっては、電子強度決定回路５０３は、追加の加算増幅器、オフセット補正回路、可変利得増幅器、及びアナログ−デジタル変換回路を含んで、一次境界の外側にあると判断された電子感知素子からノイズ測定値を生成し、そのノイズ測定値をビームスポット強度決定モジュール５１０に提供することがある。
【００７６】
[082]  ビームスポット強度決定モジュール５１０は、電子強度決定回路５０３からデジタル値を受け取り、追加の後処理を行うことがある。この後処理は、例えば、デジタル値の更なる加算を含んで、ビームスポットの強度値を生成することがある。電子強度決定回路５０３はまた、ノイズの影響を軽減するための後処理を行う、例えば、動作不良をおこしている電子感知素子から出力された強度を検出し除外する、隣接するビームスポット間の重複領域に位置する電子感知素子から出力された強度を検出し除外する、等をすることがある。ビームスポット強度決定モジュール５１０はまた、ノイズの影響を軽減するための他の後処理、例えば、強度データからノイズ測定値を引くことなどを行うこともある。ビームスポット境界決定モジュール５０８は、（例えば、二次境界に基づいて）ビームスポットの特定位置を決定し、ビームスポットの特定位置の情報、並びにビームスポット強度決定モジュール５１０からの強度値を、画像再構成モジュール５１２に提供することがある。
【００７７】
[083]  画像再構成モジュール５１２は、ある時間ウィンドウの間に収集された強度値を、その時間ウィンドウ中の１つ又は複数の一次電子ビームの走査パスデータと組み合わせることにより、ウェーハの画像を再構成することができる。これに応じて、調査中のウェーハの画像を取得することができる。
【００７８】
[084]  図５Ｂに示すように、ビームスポット画像化回路５０４は、バッファ増幅器５３１ａ、…、５３１ｂ、後信号調節回路５３２ａ、…、５３２ｂ、及びアナログ−デジタル変換器５３３ａ、…、５３３ｂを含むことができる。バッファ増幅器５３１ａ、…、５３１ｂは、信号スイッチマトリックス５０２ｈから送信された走査電子信号を、後信号調節回路５３２ａ、…、５３２ｂに転送するように構成されることがある。後信号調節回路５３２ａ、…、５３２ｂは、可変利得増幅器（ＶＧＡ）及びオフセット電圧生成回路を含むことがある。可変利得増幅器は、バッファ増幅器５３１ａ、…、５３１ｂからの出力信号を増幅することができる。可変利得増幅器は、再構成されたビームスポット画像のコントラストを修正することができる。オフセット電圧生成回路は、ＶＧＡからの増幅された信号にオフセット電圧を追加して、再構成されたビームスポット画像の輝度を調節するように構成されることがある。後信号調節回路５３２ａ、…、５３２ｂの増幅器利得及びオフセット設定は、ビームスポット処理モジュール５０６によって制御することができる。アナログ−デジタル変換器５３３ａ、…、５３３ｂは、後信号調節回路５３２ａ、…、５３２ｂによって提供されるアナログ信号を、デジタル信号の組に変換し、そのデジタル信号をビームスポット画像化モジュール５１５に提供するように構成されることがある。
【００７９】
[085]  図６は、ウェーハを検査するための例示的な方法６００を表す流れ図である。例示した手順は、ステップを削除するか、又は追加のステップを更に含むように変更できることが、容易に理解されるであろう。方法６００は、例えば、図５Ａのシステム５００と共に図１の電子ビームツール１０４によって、実行することができる。
【００８０】
[086]  開始後、ステップ６０２で、一次電子ビーム（例えば、ビームレット２１４、２１６、又は２１８）がウェーハ（例えば、ウェーハ２３０）上に投射される。一次電子ビームは、電子源２０２によって放出されることがある。次いで、一次電子ビームは、銃開口部２０４、集光レンズ２０６、及び放射源変換ユニット２１２によって導かれて、一次電子ビームの複数のビームレットを形成する。一次電子ビームの１つ又は複数のビームレットは、一次投影光学系２２０に提供され、一次投影光学系２２０は、１つ又は複数のビームレットをウェーハ２３０に集束させることができ、且つ、二次電子又は後方散乱電子を電子検出器に向けることができる。
【００８１】
[087]  ステップ６０４では、電子検出器（例えば、電子検出デバイス２４４）は、ウェーハによって放出又は散乱された二次電子又は後方散乱電子を含む１つ又は複数の電子ビーム（例えば、電子ビーム２３６、２３８、及び２４０）を検出することができる。検出器は、所定の期間内に電子感知素子が受け取った電子の数に基づいて信号を生成するように構成された、複数の電子感知素子を含むことがある。
【００８２】
[088]  ステップ６０６では、ビームスポット境界決定モジュール５０８は、ステップ６０４で検出された電子ビームによって形成されたビームスポットの境界を決定することができる。境界の決定は、信号処理回路５０２によって提供されるビームスポットの強度勾配情報に基づくことがある。
【００８３】
[089]  ステップ６０８では、ビームスポット境界決定モジュール５０８は、決定された境界に基づいて、その境界の内部に位置する第１の組の電子感知素子、及びその境界の外側に位置する第２の組の電子感知素子を決定することができる。この決定は、電子検出デバイス２４４のセンサ表面上の電子感知素子の組の位置、及び境界の位置情報に基づくことがある。
【００８４】
[090]  ステップ６１０では、電子強度決定回路５０３は、第１の組の電子感知素子からの出力に基づいてビームスポットの強度値を決定することができる。例えば、システムは、第１の組の電子感知素子からの出力を加算し、輝度補正を行い、コントラスト調節を行い、結果として得られるアナログの加算信号をデジタル信号に変換することがある。
【００８５】
[091]  ステップ６１２では、電子強度決定回路５０３は、第２の組の電子感知素子からの出力に基づいてノイズ成分を決定することもできる。例えば、システムは、検出器の付近に位置する干渉源によって引き起こされるノイズ信号の測定値として、ビームスポットの境界の外側にあるが境界から所定の距離以内にある電子感知素子の出力を取得することがある。
【００８６】
[092]  ステップ６１４では、ビームスポット強度決定モジュール５１０は、ノイズ補償を行うために、強度値からノイズ成分を引くことがあり、それらは両方とも、電子強度決定回路５０３によって提供されることがある。実施形態によっては、電子強度決定回路５０３は、図４Ｂを参照して上述したように、ステップ６０６で決定したビームスポット境界を使用して、隣接するビームスポット間のクロストークを除去することがある。ビームスポット強度決定モジュール５１０は、ステップ６１４でノイズ補償を行うために、強度値からクロストーク成分を引くことがあり、それらは両方とも、電子強度決定回路５０３によって提供されることがある。
【００８７】
[093]  補償された電子強度情報に基づいて、画像再構成モジュール５１２は、ステップ６１６で、ウェーハの画像を再構成することができる。画像再構成モジュール５１２は、ある時間ウィンドウの間にビームスポット強度決定モジュール５１０によって提供された強度値を、その時間ウィンドウ中の１つ又は複数の一次電子ビームの走査パスデータと共に組み合わせることにより、ウェーハの画像を再構成することができる。
【００８８】
[094]  図７は、複数のビームを用いてウェーハを検査するための例示的な方法７００を表す流れ図である。例示した手順は、ステップを削除するか、又は追加のステップを更に含むように変更できることが、容易に理解されるであろう。方法７００は、例えば、図５Ａのシステム５００と共に図１の電子ビームツール１０４によって、実行することができる。
【００８９】
[095]  開始後、ステップ７０２で、一次電子ビームの２つ以上のビームレット（例えば、ビームレット２１４、２１６、及び／又は２１８）がウェーハ（例えば、ウェーハ２３０）上に投射される。一次電子ビームは、電子源２０２によって放出されることがある。次いで、一次電子ビームは、銃開口部２０４、集光レンズ２０６、及び放射源変換ユニット２１２によって導かれて、一次電子ビームの複数のビームレットを形成する。一次電子ビームの２つ以上のビームレットは、一次投影光学系２２０に提供され、一次投影光学系２２０は、その２つ以上のビームレットをウェーハ２３０に集束させることができ、且つ、二次電子又は後方散乱電子を電子検出器に向けることができる。
【００９０】
[096]  ステップ７０４では、電子検出器（例えば、電子検出デバイス２４４）は、ウェーハによって放出又は散乱された二次電子又は後方散乱電子を含む複数の電子ビーム（例えば、二次電子ビーム２３６、２３８、及び２４０）を検出することができる。検出器は、所定の期間内に電子感知素子が受け取った電子の数に基づいて信号を生成するように構成された、複数の電子感知素子を含むことがある。
【００９１】
[097]  ステップ７０６では、ビームスポット境界決定モジュール５０８は、ステップ７０４で検出された電子ビームによって形成された、第１のビームスポットの第１の境界及び第２のビームスポットの第２の境界を決定することができる。境界の決定は、信号処理回路５０２によって提供されるビームスポットの強度勾配情報に基づくことがある。
【００９２】
[098]  ステップ７０８では、ビームスポット境界決定モジュール５０８は、決定された境界に基づいて、第１の境界の内部に位置する第１の組の電子感知素子、及び第２の境界の内部に位置する第２の組の電子感知素子を決定することができる。この決定は、電子検出デバイス２４４のセンサ表面上の電子感知素子の組の位置、及び境界の位置情報に基づくことがある。
【００９３】
[099]  ステップ７１０では、ビームスポット処理モジュール５０６はまた、第１及び第２のビームスポットに共通の電子感知素子に基づいて、第１のビームスポットと第２のビームスポットとの間の重複領域を決定することができる。ビームスポット処理モジュール５０６は、図４Ｂを参照して上述したように、例えば、重複領域４２０を検出することができる。実施形態によっては、ビームスポット処理モジュール５０６は、第１のビームスポットの中心を囲む第３の境界、第３の境界と第１の境界との間の第１の距離、及び第３の境界と第２の境界との間の第２の距離、を決定することがある。ビームスポット処理モジュール５０６は、例えば、図４Ｂを参照して第１の距離４１２及び第２の距離４１４を決定することができる。実施形態によっては、ビームスポット処理モジュール５０６は、第３及び第４の境界に基づいて、２つのビームスポットの中心間の距離を決定することがある。例えば、ビームスポット処理モジュールは、図４Ｂを参照して上述したように、２つのビームスポットの中心間の距離４１６を決定することがある。ビームスポット処理モジュール５０６は更に、決定された中心間の距離が所定の閾値を下回る場合には、重複領域を決定することがある。例えば、図４Ｂを参照すると、ビームスポット処理モジュール５０６は、距離４１６が所定の閾値を下回ることに基づいて、重複領域４２０を決定することがある。
【００９４】
[0100]  ビームスポット処理モジュール５０６は、ビームスポットの境界を縮小することにより、重複領域の影響を軽減することができる。ビームスポット処理モジュール５０６は、決定された重複領域に基づいて、ステップ７１２で、更新された第１の境界及び更新された第２の境界を決定することができる。ビームスポット処理モジュール５０６は、例えば、図４Ｂを参照して、更新された第１の境界３１２ｅｅ及び更新された第２の境界３１２ｆｆを決定することができる。縮小率は、様々な考慮事項に基づいて決定されることがある。実施形態によっては、縮小率は、ステップ７１０で決定された、第１の距離と中心間の第２の距離との比率に基づくことがある。更に、決定された重複領域内の電子感知素子からの出力を除外することにより、ビームスポットの決定された強度値が減少することがある。この減少により、（例えば、暗電流、干渉源等からの）ノイズ成分に比べて強度値が低減され、信号対雑音比が低くなることがある。信号対雑音比が低下すると、ビームスポットから生成される強度分布が、ノイズ信号の影響をさらに受けやすくなることがあり、これにより、画像再構成の忠実性が低下することがある。従って、実施形態によっては、縮小率は、結果として得られる信号対雑音比が所定の閾値以上になるように、決定されることもある。
【００９５】
[0101]  ステップ７１４では、ビームスポット処理モジュール５０６は、更新された境界に基づいて、ビームスポットの強度値を決定することができる。これにより、図４Ｂを参照して上述したように、隣接するビームスポット間のクロストークを低減又は除去することができる。
【００９６】
[0102]  ステップ７１６では、ビームスポット処理モジュール５０６は、決定されたビームスポットの強度値に基づいて、ウェーハの画像を再構成することができる。ビームスポット処理モジュール５０６は、更新された第１及び第２の境界内部の電子感知素子によって提供された強度値を組み合わせることにより、ウェーハの画像を再構成することができる。
【００９７】
[0103]  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．
検出システムであって、
複数の電子感知素子から受け取った電子強度データに基づいて一組の強度勾配を生成するように構成された信号処理回路と、
ビームスポット処理モジュールであって、
一組の強度勾配に基づいて、ビームスポットの少なくとも１つの境界を決定し、
少なくとも１つの境界に基づいて、複数の電子感知素子のうちの第１の組の電子感知素子が、ビームスポットの内部にあると決定する、ように構成される、ビームスポット処理モジュールと、を含む、検出システム。
【００９８】
条項２．
検出システムであって、
ビームスポット処理モジュールであって、
複数の電子感知素子から一組の強度信号を取得し、
一組の強度信号に基づいて、ビームスポットの少なくとも１つの境界を決定し、
少なくとも１つの境界に基づいて、複数の電子感知素子のうちの第１の組の電子感知素子が、ビームスポットの内部にあると決定する、ように構成される、ビームスポット処理モジュールと、を含む、検出システム。
【００９９】
条項３．
ビームスポット処理モジュールは更に、
第１の組の電子感知素子から受け取った電子強度データに基づいて、ビームスポットの強度値を決定するように構成される、条項１又は２に記載の検出システム。
【０１００】
条項４．
ビームスポット処理モジュールは、強度値に基づいてウェーハの画像を生成するように更に構成される、条項３に記載の検出システム。
【０１０１】
条項５．
信号処理回路は、一組の強度勾配を生成するように構成された強度勾配決定回路を含む、条項１、３、及び４の何れか一項に記載の検出システム。
【０１０２】
条項６．
強度勾配決定回路は、
複数の電子感知素子のうちの隣接する電子感知素子からの電子強度データの比較に基づいて、一組の比較決定結果を生成するように構成された一組の比較器を含み、一組の強度勾配は、生成された一組の比較決定結果に基づいて決定される、条項５に記載の検出システム。
【０１０３】
条項７．
ビームスポット処理モジュールは、ビームスポットの少なくとも１つの境界を決定するように構成されたビームスポット境界決定モジュールを含む、条項１〜６の何れか一項に記載の検出システム。
【０１０４】
条項８．
複数の電子感知素子はセンサ表面を形成し、ビームスポットの少なくとも１つの境界の決定は、ビームスポット境界決定モジュールが、
一組の比較決定結果を、センサ表面上の一組の位置と関連付け、
一組の比較決定結果の所定のパターンに基づいて、一組の位置の中から第１の位置を決定し、
第１の位置は、少なくとも１つの境界の一部であると決定する、ように更に構成されることを含む、条項７に記載の検出システム。
【０１０５】
条項９．
所定のパターンは、センサ表面上の第１の領域内部の第１の組の同一比較決定結果と、センサ表面上の第２の領域内部の第２の組の切り換わる比較決定結果とを含み、ビームスポット境界決定モジュールは、第１の位置を第１の領域と第２の領域との間の位置として決定するように構成される、条項８に記載の検出システム。
【０１０６】
条項１０．
ビームスポット処理モジュールは、ビームスポットの強度値を決定するように構成されたビームスポット強度決定モジュールを更に含む、条項１〜９の何れか一項に記載の検出システム。
【０１０７】
条項１１．
ビームスポットの強度値の決定は、ビームスポット強度決定モジュールが、
少なくとも１つの境界に基づいて、複数の電子感知素子のうちの第２の組の電子感知素子が、ビームスポットの外側にあると決定し、
第２の組の電子感知素子から受け取った電子強度データに基づいて、ノイズ成分を決定し、
第１の組の電子感知素子の電子強度データから決定された強度値とノイズ成分との組み合わせに基づいて、補償された強度値を決定する、ように更に構成されることを含み、
ビームスポット処理モジュールは、補償された強度値に基づいてウェーハの画像を生成するように構成される、条項１０に記載の検出システム。
【０１０８】
条項１２．
ビームスポットの強度値の決定は、ビームスポット強度決定モジュールが、
１つ又は複数の電子感知素子と少なくとも１つの境界との間の距離に基づいて、第２の組の電子感知素子から１つ又は複数の電子感知素子を選択し、
選択された１つ又は複数の電子感知素子から受け取った電子強度データに基づいて、ノイズ成分を決定する、ように更に構成されることを含む、条項１１に記載の検出システム。
【０１０９】
条項１３．
ビームスポット処理モジュールは、強度値に基づいてウェーハの画像を生成するように構成された画像再構成モジュールを更に含む、条項１〜１２の何れか一項に記載の検出システム。
【０１１０】
条項１４．
検出システムであって、
複数の電子感知素子から受け取られる電子強度データに基づいて一組の強度勾配を生成するように構成された信号処理回路と、
ビームスポット処理モジュールであって、
一組の強度勾配に基づいて、第１のビームスポットの第１の境界及び第２のビームスポットの第２の境界を決定し、
第１の境界に基づいて、複数の電子感知素子のうちの第１の組の電子感知素子が、第１のビームスポットの内部にあると決定し、
第２の境界に基づいて、複数の電子感知素子のうちの第２の組の電子感知素子が、第２のビームスポットの内部にあると決定し、
第１及び第２の境界に基づいて、第１のビームスポットと第２のビームスポットとの間の重複領域を決定する、ように構成されたビームスポット処理モジュールと、を含む検出システム。
【０１１１】
条項１５．
検出システムであって、
ビームスポット処理モジュールであって、
複数の電子感知素子から一組の強度信号を取得し、
一組の強度信号に基づいて、第１のビームスポットの第１の境界及び第２のビームスポットの第２の境界を決定し、
第１の境界に基づいて、複数の電子感知素子のうちの第１の組の電子感知素子が、第１のビームスポットの内部にあると決定し、
第２の境界に基づいて、複数の電子感知素子のうちの第２の組の電子感知素子が、第２のビームスポットの内部にあると決定し、
第１及び第２の境界に基づいて、第１のビームスポットと第２のビームスポットとの間の重複領域を決定する、ように構成されたビームスポット処理モジュールと、を含む検出システム。
【０１１２】
条項１６．
ビームスポット処理モジュールは、第１及び第２の境界を決定するように構成されたビームスポット境界決定モジュールを含む、条項１４又は１５に記載の検出システム。
【０１１３】
条項１７．
第１のビームスポット及び第２のビームスポットのうちの少なくとも１つの強度値の決定は、ビームスポット処理モジュールが、
複数の電子感知素子のうちの第３の組の電子感知素子が、重複領域の内部にあると決定し、
第３の組の電子感知素子から受け取った電子強度データを除外して、第１のビームスポットの第１の強度値及び第２のビームスポットの第２の強度値を決定する、ように更に構成されることを含む、条項１４〜１６の何れか一項に記載の検出システム。
【０１１４】
条項１８．
ビームスポット処理モジュールは、第１の強度値及び第２の強度値を決定するように構成されたビームスポット強度決定モジュールを更に含む、条項１７に記載の検出システム。
【０１１５】
条項１９．
ビームスポット処理モジュールは、重複領域に基づいて、更新された第１の境界及び更新された第２の境界のうちの少なくとも１つを決定するように更に構成され、
ビームスポット処理モジュールは、更新された第１の境界及び更新された第２の境界のうちの少なくとも１つに基づいて、第１のビームスポットの第１の強度値又は第２のビームスポットの第２の強度値を決定するように構成される、条項１４〜１８の何れか一項に記載の検出システム。
【０１１６】
条項２０．
重複領域に基づく更新された第１の境界及び更新された第２の境界のうちの少なくとも１つの決定は、ビームスポット処理モジュールが、
第１のビームスポットの中心を囲む第３の境界を決定し、
第３の境界と第１の境界との間の第１の距離を決定し、
第３の境界と第２の境界との間の第２の距離を決定し、
第１の距離及び第２の距離に基づいて、倍率を決定し、
倍率に基づいて、更新された第１の境界及び更新された第２の境界のうちの少なくとも１つを決定する、ように更に構成されることを含む、条項１９に記載の検出システム。
【０１１７】
条項２１．
倍率は、所定の信号対雑音比閾値に基づいて決定される、条項２０に記載の検出システム。
【０１１８】
条項２２．
ビームスポットの強度値の決定は、ビームスポット強度決定モジュールが、
第１の組の電子感知素子のうちの１つ又は複数の電子感知素子から受け取った電子強度データに基づいて、１つ又は複数の電子感知素子が動作不良をおこしていると決定し、
１つ又は複数の電子感知素子から受け取った電子強度データを除外して、ビームスポットの強度値を決定する、ように更に構成されることを含む、条項１７〜２１の何れか一項に記載の検出システム。
【０１１９】
条項２３．
第１の組の電子感知素子から受け取った電子強度データの合計を生成し、
合計を表すデジタル信号を生成する、ように構成された電子強度決定回路を更に含み、
ビームスポット強度決定モジュールは、デジタル信号に基づいて、ビームスポットの強度値を決定するように構成される、条項１４〜２２の何れか一項に記載の検出システム。
【０１２０】
条項２４．
電子強度決定回路は、
信号スイッチマトリックスによって選択された電子強度データに基づいて、合計を表す加算信号を出力するように構成された加算増幅器であって、信号スイッチマトリックスは、少なくとも１つの境界に基づいて第１の組の電子感知素子の電子強度データを選択するように構成される、加算増幅器と、
後信号調節回路であって、
加算増幅器からの加算信号を増幅するように構成された可変利得増幅器、及び
可変利得増幅器からの増幅信号にオフセット電圧を追加するように構成されたオフセット電圧生成回路、を含む後信号調節回路と、
後信号調節回路からの信号に基づいてデジタル信号を生成するように構成されたアナログ−デジタル変換器と、を更に含む、条項２３に記載の検出システム。
【０１２１】
条項２５．
強度値に基づくウェーハの画像の生成は、画像再構成モジュールが、
ビームスポット強度決定モジュールから、複数のビームスポットの強度値を取得し、
ビームスポット境界決定モジュールから、複数のビームスポットの特定位置を取得し、
特定位置を、ウェーハ上又は内部の複数の走査位置にマッピングし、
強度値及び走査位置に基づいて、ウェーハの画像を構成する、ように更に構成されることを含む、条項１〜２４の何れか一項に記載の検出システム。
【０１２２】
条項２６．
信号スイッチマトリックスによって走査された１つ又は複数の電子感知素子から電子強度データを表す信号を受け取り、
信号の振幅を表すデジタル信号を生成し、
デジタル信号をビームスポット画像化モジュールに提供する、ように構成されたビームスポット画像化回路を更に含み、ビームスポット画像化モジュールはビームスポットの画像を生成するように構成される、条項１〜２５の何れか一項に記載の検出システム。
【０１２３】
条項２７．
複数の電子感知素子の各々から受け取った電子強度データを前処理するように構成された信号調節回路の組を更に含み、
強度勾配決定回路は、前処理された電子強度データに基づいて、一組の強度勾配を決定するように構成され、
ビームスポット強度決定モジュールは、前処理された電子強度データに基づいて、ビームスポットの強度値を決定するように構成される、条項１〜２６の何れか一項に記載の検出システム。
【０１２４】
条項２８．
電子検出システムであって、
ウェーハからの後方散乱電子又は二次電子を含む少なくとも１つの電子ビームを受け取るように構成された、複数の電子感知素子、及び
処理システムであって、
複数の電子感知素子の各々から受け取った電子強度データに基づいて、一組の強度勾配を決定するように構成された、強度勾配決定回路と、
ビームスポット境界決定モジュールであって、
一組の強度勾配に基づいて、少なくとも１つの二次電子ビームのうちの１つのビームスポットの少なくとも１つの境界を決定し、
少なくとも１つの境界に基づいて、複数の電子感知素子のうちの第１の組の電子感知素子が、ビームスポットの内部にあると決定する、ように構成されたビームスポット境界決定モジュールと、
第１の組の電子感知素子から受け取った電子強度データに基づいて、ビームスポットの強度値を決定するように構成された、ビームスポット強度決定モジュールと、
強度値に基づいてウェーハの画像を生成するように構成された画像再構成モジュールと、を含む、処理システムを含む電子検出システム。
【０１２５】
条項２９．
強度勾配決定回路は、複数の電子感知素子の隣接する一対の電子感知素子から受け取った電子強度データを比較するように構成された一組の比較器を含み、
一組の強度勾配は、一組の比較器による一組の比較決定結果に基づいて決定される、条項２８に記載の電子検出システム。
【０１２６】
条項３０．
複数の電子感知素子はセンサ表面を形成し、ビームスポットの少なくとも１つの境界の決定は、ビームスポット境界決定モジュールが、
一組の比較決定結果を、センサ表面上の一組の位置と関連付け、
一組の比較決定結果の所定のパターンに基づいて、一組の位置の中から第１の位置を決定し、
第１の位置は、少なくとも１つの境界の一部であると決定する、ように構成されることを含む、条項２９に記載の電子検出システム。
【０１２７】
条項３１．
所定のパターンは、センサ表面上の第１の領域内部の第１の組の同一比較決定結果と、センサ表面上の第２の領域内部の第２の組の切り換わる比較決定結果とを含み、ビームスポット境界決定モジュールは、第１の位置を第１の領域と第２の領域との間の位置として決定するように構成される、条項３０に記載の電子検出システム。
【０１２８】
条項３２．
ビームスポットの強度値の決定は、ビームスポット強度決定モジュールが、
少なくとも１つの境界に基づいて、複数の電子感知素子のうちの第２の組の電子感知素子が、ビームスポットの外側にあると決定し、
第２の組の電子感知素子から受け取った電子強度データに基づいて、ノイズ成分を決定し、
第１の組の電子感知素子の電子強度データから決定された強度値とノイズ成分との組み合わせに基づいて、補償された強度値を決定する、ように更に構成されることを含み、
画像再構成モジュールは、補償された強度値に基づいてウェーハの画像を生成するように構成される、条項２８〜３１の何れか一項に記載の電子検出システム。
【０１２９】
条項３３．
ビームスポットの強度値の決定は、ビームスポット強度決定モジュールが、
１つ又は複数の電子感知素子と少なくとも１つの境界との間の距離に基づいて、第２の組の電子感知素子から１つ又は複数の電子感知素子を選択し、
選択された１つ又は複数の電子感知素子から受け取った電子強度データに基づいて、ノイズ成分を決定する、ように更に構成されることを含む、条項３２に記載の電子検出システム。
【０１３０】
条項３４．
ビームスポットの少なくとも１つの境界の決定は、ビームスポット境界決定モジュールが、
一組の強度勾配に基づいて、第１のビームスポットの第１の境界及び第２のビームスポットの第２の境界を決定し、
第１及び第２の境界に基づいて、第１のビームスポットと第２のビームスポットとの間の重複領域を決定する、ように構成されることを含む、条項２８〜３３の何れか一項に記載の電子検出システム。
【０１３１】
条項３５．
ビームスポットの強度値の決定は、ビームスポット強度決定モジュールが、
複数の電子感知素子のうちの第３の組の電子感知素子が、重複領域の内部にあると決定し、
第３の組の電子感知素子から受け取った電子強度データを除外して、第１のビームスポットの第１の強度値及び第２のビームスポットの第２の強度値を決定する、ように更に構成されることを含む、条項３４に記載の電子検出システム。
【０１３２】
条項３６．
ビームスポット境界決定モジュールは、重複領域に基づいて、更新された第１の境界及び更新された第２の境界を決定するように更に構成され、
ビームスポット強度決定モジュールは、更新された第１の境界及び更新された第２の境界にそれぞれ基づいて、第１のビームスポットの第１の強度値及び第２のビームスポットの第２の強度値を決定するように構成される、条項３４又は３５に記載の電子検出システム。
【０１３３】
条項３７．
重複領域に基づく更新された第１の境界及び更新された第２の境界の決定は、ビームスポット境界決定モジュールが、
第１のビームスポットの中心を囲む第３の境界を決定し、
第３の境界と第１の境界との間の第１の距離を決定し、
第３の境界と第２の境界との間の第２の距離を決定し、
第１の距離及び第２の距離に基づいて、倍率を決定し、
倍率に基づいて、更新された第１の境界及び更新された第２の境界を決定する、ように更に構成されることを含む、条項３６に記載の電子検出システム。
【０１３４】
条項３８．
倍率は、所定の信号対雑音比閾値に基づいても決定される、条項３７に記載の電子検出システム。
【０１３５】
条項３９．
ビームスポットの強度値の決定は、ビームスポット強度決定モジュールが、
第１の組の電子感知素子のうちの１つ又は複数の電子感知素子から受け取った電子強度データに基づいて、１つ又は複数の電子感知素子が動作不良をおこしていると決定し、
１つ又は複数の電子感知素子から受け取った電子強度データを除外して、ビームスポットの強度値を決定する、ように更に構成されることを含む、条項２８〜３８の何れか一項に記載の電子検出システム。
【０１３６】
条項４０．
第１の組の電子感知素子から受け取った電子強度データの合計を生成し、
合計を表すデジタル信号を生成する、ように構成された電子強度決定回路を更に含み、
ビームスポット強度決定モジュールは、デジタル信号に基づいて、ビームスポットの強度値を決定するように構成される、条項２８〜３９の何れか一項に記載の電子検出システム。
【０１３７】
条項４１．
電子強度決定回路は、
信号スイッチマトリックスによって選択された電子強度データに基づいて、合計を表す加算信号を出力するように構成された加算増幅器であって、信号スイッチマトリックスは、少なくとも１つの境界に基づいて第１の組の電子感知素子の電子強度データを選択するように構成される、加算増幅器と、
後信号調節回路であって、
加算増幅器からの加算信号を増幅するように構成された可変利得増幅器、及び
可変利得増幅器からの増幅信号にオフセット電圧を追加するように構成されたオフセット電圧生成回路、を含む後信号調節回路と、
後信号調節回路からの信号に基づいてデジタル信号を生成するように構成されたアナログ−デジタル変換器と、を含む、条項４０に記載の電子検出システム。
【０１３８】
条項４２．
強度値に基づくウェーハの画像の生成は、画像再構成モジュールが、
ビームスポット強度決定モジュールから、複数のビームスポットの強度値を取得し、
ビームスポット境界決定モジュールから、複数のビームスポットの特定位置を取得し、
特定位置を、ウェーハ上又は内部の複数の走査位置にマッピングし、
強度値及び走査位置に基づいて、ウェーハの画像を構成する、ように構成されることを含む、条項２８〜４１の何れか一項に記載の電子検出システム。
【０１３９】
条項４３．
処理システムは、
信号スイッチマトリックスによって走査された１つ又は複数の電子感知素子から電子強度データを表す信号を受け取り、
信号の増幅を表すデジタル信号を生成し、
デジタル信号をビームスポット画像化モジュールに提供する、ように構成されたビームスポット画像化回路を更に含み、ビームスポット画像化モジュールはビームスポットの画像を生成するように構成される、条項２８〜４２の何れか一項に記載の電子検出システム。
【０１４０】
条項４４．
複数の電子感知素子の各々から受け取った電子強度データを前処理するように構成された信号調節回路の組を更に含み、
強度勾配決定回路は、前処理された電子強度データに基づいて、一組の強度勾配を決定するように構成され、
ビームスポット強度決定モジュールは、前処理された電子強度データに基づいて、ビームスポットの強度値を決定するように構成される、条項２８〜４３の何れか一項に記載の電子検出システム。
【０１４１】
条項４５．
複数の電子感知素子の各々から受け取った電子強度データに基づいて、一組の強度勾配を決定することと、
一組の強度勾配に基づいて、ビームスポットの少なくとも１つの境界を決定することと、を含む、方法。
【０１４２】
条項４６．
少なくとも１つの境界に基づいて、複数の電子感知素子のうちの第１の組の電子感知素子が、ビームスポットの内部にあると決定すること、を更に含む、条項４５に記載の方法。
【０１４３】
条項４７．
第１の組の電子感知素子から受け取った電子強度データに基づいて、ビームスポットの強度値を決定すること、を更に含む、条項４６に記載の方法。
【０１４４】
条項４８．
強度値に基づいてウェーハの画像を生成すること、を更に含む、条項４７に記載の方法。
【０１４５】
条項４９．
信号レベル差決定デバイスの組によって、複数の電子感知素子のうちの隣接する電子感知素子からの電子強度データの比較に基づいて、一組の比較決定結果を生成することを更に含み、一組の強度勾配は、生成された一組の比較決定結果に基づいて決定される、条項４５〜４８の何れか一項に記載の方法。
【０１４６】
条項５０．
信号レベル差決定デバイスは電圧比較器を含む、条項４９に記載の方法。
【０１４７】
条項５１．
複数の電子感知素子はセンサ表面を形成し、ビームスポットの少なくとも１つの境界を決定することは、
一組の比較決定結果を、センサ表面上の一組の位置と関連付けることと、
一組の比較決定結果の所定のパターンに基づいて、一組の位置の中から第１の位置を決定することと、
第１の位置は、少なくとも１つの境界の一部であると決定することと、を含む、条項４９又は５０に記載の方法。
【０１４８】
条項５２．
所定のパターンは、センサ表面上の第１の領域内部の第１の組の同一比較決定結果と、センサ表面上の第２の領域内部の第２の組の切り換わる比較決定結果とを含み、第１の位置は、第１の領域と第２の領域との間の位置として決定される、条項５１に記載の方法。
【０１４９】
条項５３．
ビームスポットの強度値を決定することは、
少なくとも１つの境界に基づいて、複数の電子感知素子のうちの第２の組の電子感知素子が、ビームスポットの外側にあると決定することと、
第２の組の電子感知素子から受け取った電子強度データに基づいて、ノイズ成分を決定することと、
第１の組の電子感知素子の電子強度データから決定された強度値とノイズ成分との組み合わせに基づいて、補償された強度値を決定することと、を更に含み、
ウェーハの画像は、補償された強度値に基づいて生成される、条項４７〜５２の何れか一項に記載の方法。
【０１５０】
条項５４．
ビームスポットの強度値を決定することは、
１つ又は複数の電子感知素子と少なくとも１つの境界との間の距離に基づいて、第２の組の電子感知素子から１つ又は複数の電子感知素子を選択することと、
選択された１つ又は複数の電子感知素子から受け取った電子強度データに基づいて、ノイズ成分を決定することと、を含む、条項５３に記載の方法。
【０１５１】
条項５５．
複数の電子感知素子の各々から受け取った電子強度データに基づいて、一組の強度勾配を決定することと、
一組の強度勾配に基づいて、第１のビームスポットの第１の境界及び第２のビームスポットの第２の境界を決定することと、
第１の境界に基づいて、複数の電子感知素子のうちの第１の組の電子感知素子が、第１のビームスポットの内部にあると決定することと、
第２の境界に基づいて、複数の電子感知素子のうちの第２の組の電子感知素子が、第２のビームスポットの内部にあると決定することと、
第１及び第２の境界に基づいて、第１のビームスポットと第２のビームスポットとの間の重複領域を決定することと、を含む、方法。
【０１５２】
条項５６．
第１のビームスポット及び第２のビームスポットのうちの少なくとも１つの強度値を決定することを更に含み、強度値の決定は、
複数の電子感知素子のうちの第３の組の電子感知素子が、重複領域の内部にあると決定することと、
第３の組の電子感知素子から受け取った電子強度データを除外して、第１のビームスポットの第１の強度値及び第２のビームスポットの第２の強度値を決定することと、を更に含む、条項５５に記載の方法。
【０１５３】
条項５７．
重複領域に基づいて、更新された第１の境界及び更新された第２の境界を決定することと、
更新された第１の境界及び更新された第２の境界にそれぞれ基づいて、第１のビームスポットの第１の強度値及び第２のビームスポットの第２の強度値を決定することと、を更に含む、条項５５又は５６に記載の方法。
【０１５４】
条項５８．
重複領域に基づいて、更新された第１の境界及び更新された第２の境界を決定することは、
第１のビームスポットの中心を囲む第３の境界を決定することと、
第３の境界と第１の境界との間の第１の距離を決定することと、
第３の境界と第２の境界との間の第２の距離を決定することと、
第１の距離及び第２の距離に基づいて、倍率を決定することと、
倍率に基づいて、更新された第１の境界及び更新された第２の境界を決定することと、を含む、条項５７に記載の方法。
【０１５５】
条項５９．
倍率は、所定の信号対雑音比閾値に基づいても決定される、条項５８に記載の方法。
【０１５６】
条項６０．
ビームスポットの強度値を決定することは、
第１の組の電子感知素子のうちの１つ又は複数の電子感知素子から受け取った電子強度データに基づいて、１つ又は複数の電子感知素子が動作不良をおこしていると決定することと、
１つ又は複数の電子感知素子から受け取った電子強度データを除外して、ビームスポットの強度値を決定することと、を含む、条項４７〜５９の何れか一項に記載の方法。
【０１５７】
条項６１．
第１の組の電子感知素子から受け取った電子強度データの合計を生成することと、
合計を表すデジタル信号を生成することと、を更に含み、
ビームスポットの強度値は、デジタル信号に基づいて決定される、条項４７〜６０の何れか一項に記載の方法。
【０１５８】
条項６２．
強度値に基づいてウェーハの画像を生成することは、
複数のビームスポットの強度値を取得することと、
複数のビームスポットの特定位置を取得することと、
特定位置を、ウェーハ上又は内部の複数の走査位置にマッピングすることと、
強度値及び走査位置に基づいて、ウェーハの画像を構成することと、を含む、条項４８〜６１の何れか一項に記載の方法。
【０１５９】
条項６３．
方法は、
１つ又は複数の電子感知素子から走査された電子強度データを表す信号を受け取ることと、
受け取った信号を増幅することと、
増幅信号を表すデジタル信号を生成することと、
デジタル信号に基づいて、ビームスポットの画像を生成することと、を更に含む、条項６２に記載の方法。
【０１６０】
条項６４．
信号調節回路の組を用いて、複数の電子感知素子の各々から受け取った電子強度データを前処理することを更に含み、
一組の強度勾配は、前処理された電子強度データに基づいて決定され、
ビームスポットの強度値は、前処理された電子強度データに基づいて決定される、条項４５〜６３の何れか一項に記載の方法。
【０１６１】
条項６５．
コンピュータ装置に方法を実行させるための１つ又は複数のプロセッサを含むコンピュータ装置によって実行可能な命令を記憶する非一時的なコンピュータ可読記憶媒体であって、方法は、
複数の電子感知素子から一組の強度信号を決定することと、
一組の強度信号に基づいて、ビームスポットの少なくとも１つの境界を決定することと、を含む、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
【０１６２】
条項６６．
方法は、
少なくとも１つの境界に基づいて、複数の電子感知素子のうちの第１の組の電子感知素子が、ビームスポットの内部にあると決定すること、を更に含む、条項６５に記載の媒体。
【０１６３】
条項６７．
方法は、
第１の組の電子感知素子から受け取った電子強度データに基づいて、ビームスポットの強度値を決定すること、を更に含む、条項６６に記載の媒体。
【０１６４】
条項６８．
方法は、
強度値に基づいてウェーハの画像を生成すること、を更に含む、条項６７に記載の媒体。
【０１６５】
条項６９．
方法は、
信号レベル差決定デバイスの組によって、複数の電子感知素子のうちの一対の隣接する電子感知素子からの電子強度データの比較に基づいて、一組の比較決定結果を生成することを更に含み、一組の強度勾配は、生成された一組の比較決定結果に基づいて決定される、条項６５〜６８の何れか一項に記載の媒体。
【０１６６】
条項７０．
信号レベル差決定デバイスは電圧比較器を含む、条項６９に記載の媒体。
【０１６７】
条項７１．
複数の電子感知素子はセンサ表面を形成し、ビームスポットの少なくとも１つの境界を決定することは、
一組の比較決定結果を、センサ表面上の一組の位置と関連付けることと、
一組の比較決定結果の所定のパターンに基づいて、一組の位置の中から第１の位置を決定することと、
第１の位置は、少なくとも１つの境界の一部であると決定することと、を含む、条項６９又は７０に記載の媒体。
【０１６８】
条項７２．
所定のパターンは、センサ表面上の第１の領域内部の第１の組の同一比較決定結果と、センサ表面上の第２の領域内部の第２の組の切り換わる比較決定結果とを含み、ビームスポット処理モジュールは、第１の位置を第１の領域と第２の領域との間の位置として決定するように構成される、条項７１に記載の媒体。
【０１６９】
条項７３．
ビームスポットの強度値を決定することは、
少なくとも１つの境界に基づいて、複数の電子感知素子のうちの第２の組の電子感知素子が、ビームスポットの外側にあると決定することと、
第２の組の電子感知素子から受け取った電子強度データに基づいて、ノイズ成分を決定することと、
第１の組の電子感知素子の電子強度データから決定された強度値とノイズ成分との組み合わせに基づいて、補償された強度値を決定することと、を含み、
ウェーハの画像は、補償された強度値に基づいて生成される、条項６７〜７２の何れか一項に記載の媒体。
【０１７０】
条項７４．
ビームスポットの強度値を決定することは、
１つ又は複数の電子感知素子と少なくとも１つの境界との間の距離に基づいて、第２の組の電子感知素子から１つ又は複数の電子感知素子を選択することと、
選択された１つ又は複数の電子感知素子から受け取った電子強度データに基づいて、ノイズ成分を決定することと、を含む、条項７３に記載の媒体。
【０１７１】
条項７５．
コンピュータ装置に方法を実行させるための１つ又は複数のプロセッサを含むコンピュータ装置によって実行可能な命令を記憶する非一時的なコンピュータ可読記憶媒体であって、方法は、
複数の電子感知素子の各々から受け取った電子強度データに基づいて、一組の強度勾配を決定することと、
一組の強度勾配に基づいて、第１のビームスポットの第１の境界及び第２のビームスポットの第２の境界を決定することと、
第１の境界に基づいて、複数の電子感知素子のうちの第１の組の電子感知素子が、第１のビームスポットの内部にあると決定することと、
第２の境界に基づいて、複数の電子感知素子のうちの第２の組の電子感知素子が、第２のビームスポットの内部にあると決定することと、
第１及び第２の境界に基づいて、第１のビームスポットと第２のビームスポットとの間の重複領域を決定することと、を含む、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
【０１７２】
条項７６．
第１のビームスポット及び第２のビームスポットの片方又は両方の強度値の決定は、
複数の電子感知素子のうちの第３の組の電子感知素子が、重複領域の内部にあると決定することと、
第３の組の電子感知素子から受け取った電子強度データを除外して、第１のビームスポットの第１の強度値及び第２のビームスポットの第２の強度値を決定することと、を含む、条項７５に記載の媒体。
【０１７３】
条項７７．
方法は、
重複領域に基づいて、更新された第１の境界及び更新された第２の境界を決定することと、
更新された第１の境界及び更新された第２の境界にそれぞれ基づいて、第１のビームスポットの第１の強度値及び第２のビームスポットの第２の強度値を決定することと、を更に含む、条項７５又は７６に記載の媒体。
【０１７４】
条項７８．
重複領域に基づいて、更新された第１の境界及び更新された第２の境界を決定することは、
第１のビームスポットの中心を囲む第３の境界を決定することと、
第３の境界と第１の境界との間の第１の距離を決定することと、
第３の境界と第２の境界との間の第２の距離を決定することと、
第１の距離及び第２の距離に基づいて、倍率を決定することと、
倍率に基づいて、更新された第１の境界及び更新された第２の境界を決定することと、を含む、条項７７に記載の媒体。
【０１７５】
条項７９．
倍率は、所定の信号対雑音比閾値に基づいても決定される、条項７８に記載の媒体。
【０１７６】
条項８０．
ビームスポットの強度値を決定することは、
第１の組の電子感知素子のうちの１つ又は複数の電子感知素子から受け取った電子強度データに基づいて、１つ又は複数の電子感知素子が動作不良をおこしていると決定することと、
１つ又は複数の電子感知素子から受け取った電子強度データを除外して、ビームスポットの強度値を決定することと、を含む、条項６７〜７９の何れか一項に記載の媒体。
【０１７７】
条項８１．
方法は、
第１の組の電子感知素子から受け取った電子強度データの合計を生成することと、
合計を表すデジタル信号を生成することと、を更に含み、
ビームスポットの強度値は、デジタル信号に基づいて決定される、条項６７〜８０の何れか一項に記載の媒体。
【０１７８】
条項８２．
強度値に基づいてウェーハの画像を生成することは、
複数のビームスポットの強度値を取得することと、
複数のビームスポットの特定位置を取得することと、
特定位置を、ウェーハ上又は内部の複数の走査位置にマッピングすることと、
強度値及び走査位置に基づいて、ウェーハの画像を構成することと、を含む、条項６８〜８１の何れか一項に記載の媒体。
【０１７９】
条項８３．
方法は、
１つ又は複数の電子感知素子から走査された電子強度データを表す信号を受け取ることと、
受け取った信号を増幅することと、
増幅信号を表すデジタル信号を生成することと、
デジタル信号に基づいて、ビームスポットの画像を生成することと、を更に含む、条項８２に記載の媒体。
【０１８０】
条項８４．
方法は、信号調節回路の組を用いて、複数の電子感知素子の各々から受け取った電子強度データを前処理することを更に含み、
一組の強度勾配は、前処理された電子強度データに基づいて決定され、
ビームスポットの強度値は、前処理された電子強度データに基づいて決定される、条項６５〜８３の何れか一項に記載の媒体。
【０１８１】
条項８５．
複数の荷電粒子ビームを受け取るための検出器であって、
複数の荷電粒子ビームの感知に基づいて一組の強度信号を生成するように構成された複数の感知素子を有する受光面と、
一組の強度信号に基づいて、ビームスポットの少なくとも１つの境界を決定し、且つ、複数の感知素子のうちの第１の組の感知素子がビームスポットの内部にあると決定するように構成された処理システムと、を含む検出器。
【０１８２】
[0104]  本発明は、で説明し、添付の図面に図示した通りの正確な構成に限定されるものではなく、また、本発明の範囲から逸脱することなく様々な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。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるべきであることが意図されている。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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