JP2016520216A

JP2016520216A - 評価システムおよび基板を評価する方法

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Publication number: JP2016520216A
Application number: JP2016514525A
Authority: JP
Inventors: ヨラムウジール; ロンナフタリ; オフェルアダン; ハイムフェルドマン; オフェルシュネユア; ロンバーオア; ドロンコーングト
Original assignee: アプライドマテリアルズイスラエルリミテッド
Priority date: 2013-05-23
Filing date: 2014-05-22
Publication date: 2016-07-11
Also published as: WO2014188379A1; KR20160013931A; CN105339799A; US9835563B2; US20160077016A1

Abstract

原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を含む空間センサと固浸レンズとを含むことができる評価システムを提供することができる。ＡＦＭは、固浸レンズと基板との間の空間関係を示す空間関係情報を生成するように配置される。コントローラは、空間関係情報を受け取り、少なくとも１つの位置補正要素へ補正信号を送って固浸レンズと基板との間に所望の空間関係を導入するように配置される。【選択図】図１

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１３年５月２３日出願の米国仮特許出願第６１／８２６，９４５号の優先権を主張するものである。この出願の内容は、参照によって本明細書に組み込まれている。

評価システムは、ますます小さくなる欠陥を検出することが必要とされる。追加または別法として、評価システムは、ますます小さくなる構造要素を測定または検出することが必要とされる。今日では、さらに小さい欠陥およびさらに小さい構造要素を検出するために、極紫外評価システムおよび遠紫外評価システムが必要とされる。
改善された分解能による基板の撮像および評価には、固浸（ソリッドイマージョン）レンズが使用される。これは、たとえば、米国特許第７，５２６，１５８号、第７，２２１，５０２号、第７，１４９，０３６号、第７，３５９，１１５号、第７，４１４，８００号、および第７，４８０，０５１号、米国特許出願公開第２０１１／０２１６３１２号および第２０１２／００９２６５５号、ならびにTechnical Note/Nanolens (Solid Immersion Lens)、Hamamatsu (http://www.hamamatsu.com/resources/pdf/sys/e_nanolens.pdf)に記載されている。

ナノメートルスケールの分解能の評価システムを提供することが、ますます必要とされている。

本発明の様々な実施形態によれば、複数の空間センサと、固浸レンズと、支持構造と、少なくとも１つの位置補正要素と、コントローラとを含むことができる評価システムを提供することができる。支持構造は、空間センサ、固浸レンズ、および少なくとも１つの位置補正要素に接続される。各空間センサは、固浸レンズと基板との間の空間関係を示す空間関係情報を生成するように配置される。コントローラは、空間関係情報を受け取り、少なくとも１つの位置補正要素へ補正信号を送って固浸レンズと基板との間に所望の空間関係を導入するように配置される。複数の空間センサは、複数の原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を含む。
各ＡＦＭは、カンチレバーと、先端部と、カンチレバーホルダと、カンチレバーを照らすように配置することができるカンチレバー照明器と、カンチレバーから偏向された光を感知するように配置することができる検出器とを含むことができる。
複数のＡＦＭは、同一直線上にない少なくとも３つのＡＦＭを含むことができる。
複数のＡＦＭは、同一直線上にない少なくとも４つのＡＦＭを含むことができる。
各ＡＦＭは、カンチレバーを発振する発振器を含むことができる。
先端部は、１０ナノメートルを超過することができる。
先端部は、５０ナノメートルを超過することができる。
先端部は、１００ナノメートルを超過することができる。
ＡＦＭは、基板の粗い走査を実行するように配置することができる。
ＡＦＭは、基板に接触しないで基板を走査するように配置することができる。
ＡＦＭは、基板に接触しながら基板を走査するように配置することができる。
評価システムは、複数のＡＦＭモジュールを較正する較正ステーションを含むことができる。

支持構造は、固浸レンズを基板から１００ナノメートル未満の距離のところに配置するように配置することができる。
支持構造は、固浸レンズを基板から５０ナノメートル未満の距離のところに配置するように配置することができる。
評価システムは、複数の空間センサの少なくとも１つを固浸レンズに対して上昇させるように配置された位置補正要素を含むことができる。
評価システムは、支持構造と基板との間に運動を導入するように配置された機械的運動モジュールを含むことができる。
機械的運動モジュールは、支持構造と基板との間に少なくとも５０ミリメートル／秒の運動を導入するように配置することができる。
少なくとも１つの空間センサは、静電容量センサとすることができる。

本発明の一実施形態によれば、基板を評価する方法を提供することができ、この方法は、固浸レンズによって基板を走査しながら、固浸レンズと基板との間で所望の空間関係を維持することを試みるステップを含むことができ、所望の空間関係を維持することを試みるステップは、複数の原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を含むことができる複数の空間センサによって、固浸レンズと基板との間の空間関係を示す空間関係情報を生成することと、コントローラによって空間関係情報を受け取り、少なくとも１つの位置補正要素へ補正信号を送って固浸レンズと基板との間に所望の空間関係を導入することを試みることとを含むことができ、支持構造は、複数の空間センサ、固浸レンズ、および少なくとも１つの位置補正要素に接続される。
各ＡＦＭは、カンチレバーと、先端部と、カンチレバーホルダと、カンチレバーを照らすように配置することができるカンチレバー照明器と、カンチレバーから偏向された光を感知するように配置することができる検出器とを含むことができる。
いずれかの図のいずれかの構成要素の任意の組合せを提供することができる。
いずれかの上記システムの任意の組合せを提供することができる。
本発明に関する主題は、本明細書の終結部分において具体的に指摘し、明白に主張する。しかし本発明は、組織と動作方法の両方に関して、その目的、特徴、および利点とともに、以下の詳細な説明を添付の図面とともに参照することによって、最もよく理解することができる。

本発明の一実施形態による評価システムを示す図である。本発明の様々な実施形態による検査ヘッドを示す図である。本発明の様々な実施形態による検査ヘッドを示す図である。本発明の一実施形態による基板の走査中の異なる時点におけるカンチレバー、先端部、およびカンチレバーホルダを示す図である。本発明の一実施形態によるカンチレバー、先端部、および基板を示す図である。本発明の一実施形態による評価システムの較正ステーションおよび検査ヘッドを示す図である。本発明の一実施形態による方法を示す図である。本発明の一実施形態による評価システムを示す図である。本発明の一実施形態による評価システムを示す図である。本発明の一実施形態による評価システムを示す図である。本発明の一実施形態による評価システムを示す図である。

説明を簡単かつ明瞭にするため、これらの図に示す要素は、必ずしも原寸に比例して描かれていないことが理解されよう。たとえば、見やすいように、いくつかの要素の寸法は、他の要素に比べて強調されることがある。さらに、適当と見なされる場合、これらの図の間で、一致または類似する要素を示すとき、参照番号が繰り返されることがある。
以下の詳細な説明では、本発明の徹底的な理解を提供するために、多数の特有の詳細について述べる。しかし、本発明は、これらの特有の詳細がなくても実施できることが、当業者には理解されよう。他の例では、本発明を曖昧にしないために、よく知られている方法、手順、および構成要素は詳細には記載されていない。
本発明に関する主題は、本明細書の終結部分において具体的に指摘し、明白に主張する。しかし本発明は、組織と動作方法の両方に関して、その目的、特徴、および利点とともに、以下の詳細な説明を添付の図面とともに参照することによって、最もよく理解することができる。
説明を簡単かつ明瞭にするため、これらの図に示す要素は、必ずしも原寸に比例して描かれていないことが理解されよう。たとえば、見やすいように、いくつかの要素の寸法は、他の要素に比べて強調されることがある。さらに、適当と見なされる場合、これらの図の間で、一致または類似する要素を示すとき、参照番号が繰り返されることがある。
本発明の図示の実施形態は、大部分において、当業者には知られている電子構成要素およびモジュールを使用して実施することができるため、本発明の基礎的な概念の理解および認識のため、ならびに本発明の教示からの混乱または逸脱を避けるため、上記のように必要と見なされる程度以上に詳細について説明しない。
様々な構成要素に同じ参照番号を割り当てることで、これらの構成要素が互いに類似していることを示すことができる。

基板との所望の空間関係（またはほぼ所望の空間関係）で維持される固浸レンズを含み、したがって固浸レンズが最適またはほぼ最適に動作することを可能にする評価システムを提供することができる。
本発明の一実施形態によれば、固浸レンズは、固浸レンズと基板との間の実際の空間関係に関する非常に正確な空間関係情報を提供する原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を使用することによって、実質上所望の空間関係で維持することができる。
本発明の他の実施形態によれば、固浸レンズと基板との間の実際の空間関係に関する非常に正確な空間関係情報を提供するために、他の技法および構成要素、または２つ以上の技法の組合せが使用される。

原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）は、非常に高い分解能を有するタイプの走査型プローブ顕微鏡であり、光回折限界の１０００倍を上回る数分の１ナノメートル程度の分解能を有することが実証されている（www.wikipedia.org）。
ＡＦＭは、物質をナノスケールで撮像、測定、および操作する最先端機器の１つである。高さ情報は、機械プローブ（カンチレバー）で表面を走査することによって集められる。
（電子）コマンドを受けて極めて小さいが正確かつ精密な運動を容易にする圧電要素により、非常に精密な走査が可能になる。いくつかの変形形態では、導電性のカンチレバーを使用して、電位を走査することもできる。より新しくより高度な形態では、カンチレバー先端部に電流を流して、下にある表面の導電性または輸送を調べることもできるが、一貫したデータを報告している研究グループがほとんどないため、これははるかに困難である。
ＡＦＭはカンチレバーを含み、カンチレバー端部には、飼料表面を走査するために使用される鋭い先端部（プローブ）を有する。カンチレバーは、典型的には、ケイ素または窒化ケイ素から作られ、先端部の曲率半径は数ナノメートル程度である。先端部が基板表面に近接するとき、フックの法則により、先端部と基板との間の力によってカンチレバーの撓みが生じる。

状況に応じて、ＡＦＭによって測定される力には、機械的接触力、ファンデルワールス力、毛細管力、化学結合、静電力、磁力、溶媒和力などが含まれる。特殊なタイプのプローブの使用によって、力とともに追加の数量も同時に測定することができる（走査型熱顕微鏡、走査型ジュール膨張顕微鏡、光熱顕微分光などを参照されたい）。
典型的には、カンチレバーの撓みは、カンチレバーの頂面からフォトダイオードのアレイ内へ反射されるレーザスポットを使用して測定される。使用される他の方法には、光学干渉、容量感知、または圧電抵抗ＡＦＭカンチレバーが含まれる。これらのカンチレバーは、歪みゲージとして作用する圧電抵抗要素によって作製される。ホイートストンブリッジを使用して、撓みによるＡＦＭカンチレバー内の歪みを測定することができる。
ＡＦＭに対する一次動作モードは、静的モードおよび動的モードである。静的モードと動的モードの両方で先端部から基板までの距離情報を得ることが、当技術分野では知られている。
静的モードでは、カンチレバーは、基板の表面全体にわたって「ドラッグ」され、基板の特徴（たとえば、表面の輪郭、表面上の特徴の高さなど）が、カンチレバーの撓みを使用して直接測定される。
動的モードでは、カンチレバーは、カンチレバーの基本共振周波数または高調波付近で、外部から発振される。発振振幅、位相、および共振周波数は、先端部と基板の相互作用力によって修正される。外部基準発振に対する発振のこうした変化は、基板の特徴に関する情報を提供する。したがって、先端部から基板の距離は、発振振幅、位相、および共振周波数の１つまたは複数に反映させることができる。たとえば、発振の振幅は、先端部が基板に近付くにつれて減少する。各（ｘ、ｙ）データ点で先端部と基板の距離を測定することで、走査ソフトウェアは、基板表面のトポグラフィ画像を構築することが可能である。

評価システム
図１は、本発明の一実施形態による評価システム８および基板１００を示す。
評価システム８は、１つまたは複数の原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を含むことができる。図１に示す実施形態では、２つのＡＦＭ４０および１４０が示されており、ならびに固浸レンズ２０と、支持構造５０と、コントローラ６０と、光学系２２と、光源およびセンサモジュール２４と、少なくとも１つの位置補正要素（図１には、２つの位置補正要素３０および１３０が示されている）とが示されている。位置補正要素は、圧電モータとすることができる。
各ＡＦＭ（４０、１４０）は、カンチレバー（４３、１４３）と、先端部（４４、１４４）と、カンチレバーホルダ（４６、１４６）と、カンチレバー（４３、１４３）を照らすように配置されたカンチレバー照明器（４１、１４１）と、カンチレバー（４３、１４３）から偏向された光を感知するように配置された検出器（４２、１４２）とを含む。

図１はまた、動的モード中にカンチレバー（４３、１４３）を発振する発振器（４５、１４５）を含むものとして、ＡＦＭを示す。発振器（４５、１４５）は、カンチレバーホルダ（４５、１４５）に接触するものとして示されている。
支持構造５０は、複数のＡＦＭ４０および１４０、固浸レンズ２０、ならびに位置補正要素３０および１３０に接続される。
位置補正要素３０および１３０は、支持構造５０と固定の構造要素７０および１７０との間を連結する。固定の構造要素７０および１７０に対する支持構造５０の位置は、位置補正要素３０および１３０によって変化することができ、それによって固浸レンズ２０と基板１００との間の空間関係を変化させることができる。
ＡＦＭ４０および１４０は、固浸レンズ２０と基板１００との間の空間関係を示す空間関係情報を生成するように配置される。
本発明の一実施形態によれば、空間情報は、単一または複数の点で固浸レンズ２０と基板１００との間の距離を画定することができる。
３つ以上の異なる位置からの３つ以上の距離測定を取得することで、固浸レンズ２０および基板１００の配向に関する情報を提供することができる。

本発明の別の実施形態によれば、空間情報は、固浸レンズ２０と基板１００との間の様々な傾斜を画定することができる。これらの傾斜は、図２の架空の軸１１および１２などの平行でない軸に沿って画定することができる。これらの傾斜は、検査ヘッド（ＡＦＭと固浸レンズの組合せ）の走査軸に沿って計算することができ、走査軸（架空の軸１１および１２など）に沿って検査ヘッドの配向および／または距離の変化を補償し、基板と検査ヘッドとの間で所望の空間関係を維持するために使用することができる。
位置補正要素（３０および１３０）の数および位置は、ＡＦＭ（４０、１４０）の数および位置に対応することができるが、これは必ずしもそうであるとは限らない。位置補正要素をＡＦＭより多くし、または位置補正要素をＡＦＭより少なくすることもできる。ＡＦＭは、位置補正要素と実質上同じ位置に配置することができるが、これは必ずしもそうであるとは限らない。

図１を再び参照すると、コントローラ６０は、空間関係情報を受け取り、少なくとも１つの位置補正要素（３０、１３０）へ補正信号を送って固浸レンズと基板との間に所望の空間関係を導入するように配置される。位置補正要素（３０、１３０）の各々は、１つまたは複数の軸に沿って支持構造５０を動かすこと、回転を実行することなどができる。
ＡＦＭの数は、２つ、３つ、４つ、５つ、およびさらにそれ以上を超過することができる。これらのＡＦＭの少なくともいくつかは、同一直線上にない形で配置することができる。

図２Ａは、固浸レンズ２０と、支持構造５０と、４つのＡＦＭ４０、１４０、２４０、および３４０とを含む本発明の一実施形態による検査ヘッド１１Ａを示す。
図２Ｂは、３つのＡＦＭ４０、１４０、および２４０と、支持構造５０と、固浸レンズ２０とを含む本発明の一実施形態による検査ヘッド１１Ｂを示す。
任意の評価システムのＡＦＭは、支持構造５０および／または固浸レンズ２０に対して対称または非対称に配置することができる。
図３は、本発明の一実施形態による基板１００を走査する間の異なる時点（ｔ１〜ｔ８）におけるカンチレバー４３、先端部４４、およびカンチレバーホルダ４５を示す。
図３は、紙面に対して平行な走査軸に沿って基板１００を走査する間のカンチレバーの発振を示す。図３は、カンチレバー発振の最も低い点を表す４つの時点（ｔ１、ｔ３、ｔ５、ｔ７）では、先端部が基板に非常に近接しており（基板に接触することがあり、または基板に接触しないことがある）、カンチレバー発振の最も高い点を表す他の時点（ｔ２、ｔ４、ｔ６、ｔ８）では、先端部が基板１００から大きく離れていることを示す。異なる時点では、カンチレバーは異なる高さを感知する。
図４は、本発明の一実施形態によるカンチレバー４３、先端部４４、および基板１００を示す。
本発明の一実施形態によれば、先端部４４は、基板１００の湾曲と比較すると比較的幅が広く、先端部４４が基板１００の表面を走査するとき、先端部４４は、表面の形状に対する平均化動作を事実上実行することができる（先端部の寸法のため）。先端部４４の幅（Ｄ４４’）は、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、および１００ナノメートルとすることができ、またはこれを超過することができる。

図５は、本発明の一実施形態による評価システムの較正ステーション２００および検査ヘッド１１Ｃを示す。
較正ステーション２００は、所定の高さＨ２２２のボイド２１１を有し、上面２０１の端部に側壁２０２および２０３を有することができる。ボイドは、固浸レンズ２０がボイドの上に位置決めされる間に検査ヘッド１１ＣのＡＦＭ４０、１４０のカンチレバーの先端部が上面２０１に接触するような形状および寸法である。
ボイド２１１の下に近接センサ２１０が位置決めされ、近接センサ２１０は、ボイド２１１の底部と固浸レンズ２０との間の距離Ｄ１２２３を測定することができる。

ＡＦＭ４０、１４０は各々、距離の読取りを提供し、これらの距離の読取り値は、Ｄ１とＨとの間の差を判定するために使用される。
近接センサは、ＡＦＭより正確であり、または少なくともＡＦＭと同じ精度であることが想定される。ＡＦＭ４０および１４０の高さ測定（Ｄ１とＨとの間の差を測定）を近接センサ２１０の近接の読取り（Ｄ１を測定）と比較することによって、較正ステーション２００のボイド２１１の高さＨ２２２を考慮すると、ＡＦＭの読取り値と、固浸レンズ２０と検査された基板表面との間の距離（高さ）との間のマッピングが提供される。

較正ステーション２００は、評価ステーションの一部とすることができ、または別個のステーションとすることができる。
固浸レンズ２０とボイド２１１との間の相対角度は、近接センサ２１０およびＡＦＭの測定に影響を与えることができる。この相対角度を測定することができる。相対角度の評価の一例を、図５に示す。ビーム源２３０およびセンサ２４０は、ボイド２１１の下（または固浸レンズ２０の位置の下）に位置決めされており、直角でない入射角度の放射によって固浸レンズ２０を照らし（ビーム源２３０による）、固浸レンズ２０から反射された放射を検出する（センサ２４０による）ことによって、固浸レンズ２０の傾斜（相対角度）を推定することが可能である。

図６は、本発明の一実施形態による方法３００を示す。
方法３００は、基板を評価するステップ３１０を含むことができる。ステップ３１０は、固浸レンズによって基板を走査しながら、固浸レンズと基板との間で所望の空間関係を維持することを試みることを含むことができる。
ステップ３１０、特に所望の空間関係を維持することを試みることは、
１．複数の空間センサ（１つまたは複数のＡＦＭを含むことができる）によって、固浸レンズと基板との間の空間関係を示すことができる空間関係情報を生成すること（３１２）と、
２．コントローラによって空間関係情報を受け取り、少なくとも１つの位置補正要素へ補正信号を送って固浸レンズと基板との間に所望の空間関係を導入することを試みること（３１４）と、
３．補正信号に応答して少なくとも１つの位置補正要素によって固浸レンズと基板との間の空間関係を変化させること（３１６）とを含むことができる。
ステップ３１０は、図１に示す評価システムによって実行することができる。

２ステージシステム
図７は、本発明の一実施形態による評価システム９および基板１００を示す。
評価システムは、図７に示すように、複数のＡＦＭ、固浸レンズ、および支持構造（集合的に物体に近い要素と呼ぶ）の運動に伴う予期されるジッタを低減させるため、２つの機械ステージを含むことができる。
図７の評価システム９は、単一のＸＹステージではなくＸＹステージ１０および第２のＸＹステージ１２などの２つの機械ステージを有することによって、図１の評価システム８とは異なる。
本発明の様々な実施形態によれば、物体に近い要素は、ＸＹステージ１０および第２のＸＹステージ１２を使用することによって動かされる。ＸＹステージ１０は、第２のＸＹステージ１２より重く、第２のＸＹステージ１２を支持する。
ＸＹステージ１０は、第１の走査パターンを追跡することができ、走査線に沿って動くときに停止しない（本発明の一実施形態による）。特に、ＸＹステージ１０は、欠陥が疑われるものが撮像されたときは停止しない。
第１の走査線に沿った運動は、一定の速度とすることができるが、これは必ずしもそうであるとは限らず、この運動は、第２のＸＹステージ１２によって導入される加速および減速に対して通常は穏やかな加速および減速を含むことができる。

本発明の一実施形態によれば、第２のＸＹステージ１２は、第１のステージと比較してより小さい寸法および重量のものとすることができる（たとえば「ナノステージ」または「マイクロステージ」）。第２のＸＹステージ１２は、（ＸＹステージ１０の運動に対して）比較的小さい視野に沿って動くことができ、この視野は、数ミリメートルまたは数センチメートルに沿って及ぶことができる。したがって、物体に近い要素のより正確でジッタの少ない運動を提供することができる。
ＸＹステージ１０と第２のＸＹステージ１２はどちらも、物体に近い要素をＸＹ平面内で動かすことができる。また、ＸＹステージ１０と第２のＸＹステージ１２はどちらも、物体に近い要素をＺ方向に動かすＺステージを含むことができる（図７には図示せず）。

本発明は、ＸＹステージ１０および第２のＸＹステージ１２のタイプによって限定されるものではない。第２のＸＹステージ１２は、磁気浮上（マグレブまたは磁気浮遊）を使用することができ、それによって磁場以外の支持なしで物体（浮遊している）を支持することができる。Wikipediaは、重力および任意の他の加速の影響を打ち消すために、磁気圧力が使用されることを示している。
第２のＸＹステージ１２は、撓みベアリングを含むことができ、マイクロステージとすることができ、マイクロステージは、すべて参照により本明細書に組み込まれている、「Large range dual-axis micro-stage driven by electrostatic comb-drive actuators」、Mohammad Olfatnia、Leqing Cui、Pankaj Chopra、およびShorya Awtar著、IOP PUBLISHING JOURNAL OF MICROMECHANICS AND MICROENGINEERING page 23 (2013)、または「ＦｕｌｌｙｒｅｌｅａｓｅｄＭＥＭｓＸＹＺｆｌｅｘｕｒｅｓｔａｇｅｗｉｔｈｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｃａｐａｃｉｔｉｖｅｆｅｅｄｂａｃｋ」という名称の米国特許第６８０６９９１号に記載のように、静電コーム駆動式アクチュエータを含むことができる。
第２のＸＹステージ１２は、物体に近い要素の運動を平滑にすることが予期される。

空間感知の選択肢
本発明は、固浸レンズと表面の関係を感知するために使用される技法の種類および構成要素のタイプによって限定されるものではない。表面に対する固浸レンズの高さ（または他の空間関係）は、空間検出器を使用して監視することができ、空間検出器は、ＡＦＭとは異なり、ＡＦＭと他のセンサの組合せを使用して実行することができる。
ＡＦＭとは異なる空間センサの第１の例は、静電容量センサである。静電容量センサは、（ａ）静電容量センサと基板との間の空間の差、および（ｂ）基板の感知領域が作られる材料などの追加の要因に応答することができる（たとえば、静電容量センサが導体の上または絶縁体の上にあるとき、異なる読取りを予期することができる）。
高さを感知するが他の要因は感知しない（または少なくとも実質上感知しない）測定を提供するために、較正プロセスを実行することができる。たとえば、較正プロセス中、静電容量センサは、固定の空間関係で基板を走査することができる。固定の空間関係の測定は、読取りに影響することがある追加の要因を補償するために使用することができる基準測定として使用される。
図８は、本発明の一実施形態による評価システム１３および基板１００を示す。
図８の評価システム１３は、ＡＦＭ４０および１４０とは異なる空間センサ５２および１５２を有することによって、図１の評価システム８とは異なる。２つのそのようなセンサ５２および１５２を図８に示す。しかし、本発明は、２つの空間センサ５２および１５２に限定されるものではない。空間センサの各々は、静電容量センサまたは別の空間センサとすることができる。各空間センサは、自動焦点システムの一部とすることができる。

本発明は、１つまたは複数のＡＦＭおよび１つまたは複数の静電容量センサもしくは別の空間センサを用いることによって実施することができる。
本発明の一実施形態によれば、検査ヘッドによって保持される固浸レンズが基板を走査している間に、固浸レンズと基板との間の空間関係（たとえば、高さ）が連続して測定される。本発明の他の実施形態によれば、空間関係センサ（ＡＦＭなど）は、空間測定を実行することが予期されていないときに上昇させることができる。空間センサは、基板の走査中に発振させることができる。
図９は、本発明の一実施形態による基板１００および評価システムの一部分１４を示す。
一部分１４は、ＡＦＭ４０および１４０などの複数のＡＦＭと、固浸レンズ２０と、第１の支持構造５０と、第２の支持構造５１と、圧電モータ３０および１３０などの第１の位置補正要素と、第２の位置補正要素３１および１３１とを含む。
第１の位置補正要素３０および１３０は、第１の支持構造５０に接続され、第１の支持構造５０と固定の構造要素７０および１７０との間を連結する。第１の位置補正要素３０および１３０は、固定の構造要素７０および１７０に対する第１の支持構造５０の位置を変化させることができ、それによって固浸レンズ２０と基板１００との間の空間関係を変化させることができる。

第２の位置補正要素３１および１３１は、第２の支持構造５１に接続され、第２の支持構造５１と固定の構造要素７０および１７０との間を連結する。第２の位置補正要素３１および１３１は、固定の構造要素７０および１７０に対する第２の支持構造５１の位置を変化させることができ、それによってＡＦＭ４０および１４０と基板１００との間の空間関係を変化させることができる。特に、ＡＦＭ４０および１４０は、高さ測定を実行していないとき、たとえば１つの欠陥の近傍から別の欠陥へ動いているとき、基板１００に接触しないように、基板１００に対して上昇させることができる。
ＡＦＭ４０および１４０からの各ＡＦＭは、他のＡＦＭから独立して動くことができる。
図１０は、本発明の一実施形態による基板１００および評価システムの一部分１５を示す。
図１０の一部分１５は、ＡＦＭ４０および１４０と、ＡＦＭ４０および１４０とは異なる追加の空間センサ５２および１５２とを含むことによって、図９の一部分１４とは異なる。
追加の空間センサ５２および１５２は、ＡＦＭが上昇されている間に高さ推定に使用することができるが、これは必ずしもそうであるとは限らない。たとえば、ＡＦＭ４０および１４０は、欠陥が疑われるものの近傍に到達したとき、または走査されるべき新しい領域に到達したときに下降させることができる。
高さ測定は、専用の高さセンサを使用することなく、基板から反射または散乱された光信号を処理することによって感知することができる。
上記では、本発明について、本発明の実施形態の特有の例を参照しながら説明した。しかし、添付の特許請求の範囲に記載の本発明のより広い精神および範囲から逸脱することなく、本明細書に様々な修正および変更を加えることができることが明らかである。

さらに、「アサート」または「設定」および「ネゲート」（または「ディアサート」もしくは「クリア」）という用語は、本明細書で、信号、状態ビット、または類似の装置がそれぞれ論理的に真または論理的に偽の状態になったことを指すときに使用される。論理的に真の状態が論理レベル１である場合、論理的に偽の状態は論理レベル０である。また、論理的に真の状態が論理レベル０である場合、論理的に偽の状態は論理レベル１である。

論理ブロック間の境界は単なる例示であり、代替実施形態では、論理ブロックもしくはモジュール要素を一体化することができ、または様々な論理ブロックもしくはモジュール要素に機能上の代替の分解を課すことができることが、当業者には理解されよう。したがって、本明細書に示すアーキテクチャは単なる例示であり、実際には、同じ機能性を実現する多くの他のアーキテクチャを実施することができることを理解されたい。

同じ機能性を実現するための構成要素のあらゆる配置が、所望の機能性が実現されるように効果的に「関連付け」られる。したがって、特定の機能性を実現するために本明細書で組み合わされた任意の２つの構成要素は、アーキテクチャまたは中間の構成要素にかかわらず、所望の機能性が実現されるように互いに「関連付け」られていると見なすことができる。同様に、関連付けられた任意の２つの構成要素を、所望の機能性を実現するように互いに「動作可能に接続」または「動作可能に結合」されていると見なすこともできる。
さらに、前述の動作間の境界が単なる例示であることが、当業者には理解されよう。複数の動作を組み合わせて単一の動作にすることができ、単一の動作を追加の動作に分散させることができ、時間的に少なくとも部分的に重複して動作を実行することができる。さらに、代替実施形態は、特定の動作の複数の例を含むことができ、様々な他の実施形態では、動作の順序を変えることができる。

またたとえば、一実施形態では、図示の例を、単一の集積回路上または同じデバイス内に位置する回路として実施することができる。別法として、これらの例は、互いに適当に相互接続された任意の数の別個の集積回路または別個のデバイスとして実施することができる。
またたとえば、これらの例またはその一部分は、物理回路または物理回路に変換可能な論理表現のソフトまたはコード表現として、任意の適当なタイプのハードウェア記述言語などで実施することができる。
しかし、他の修正形態、変形形態、および代替形態も可能である。したがって、本明細書および図面は、限定的ではなく例示的と見なされるべきである。

特許請求の範囲では、括弧間に配置されたあらゆる参照符号は、特許請求の範囲を限定すると解釈されるものではない。「含む、備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という単語は、特許請求の範囲に記載のもの以外の他の要素またはステップの存在を除外するものではない。さらに、「ａ」または「ａｎ」という用語は、本明細書では、１つまたは１つ以上と定義される。また、特許請求の範囲において「少なくとも１つ」および「１つまたは複数」などの導入句を使用するとき、不定冠詞「ａ」または「ａｎ」によって別の請求要素を導入することで、そのように導入された請求要素を含有する何らかの特定の請求項が、同じ請求項に「１つまたは複数」または「少なくとも１つ」という導入句および「ａ」または「ａｎ」などの不定冠詞が含まれるときでも、そのような要素を１つだけ含有する発明に限定されることを示唆すると解釈されるべきではない。同じことが、定冠詞の使用にも当てはまる。別途記載のない限り、「第１」および「第２」などの用語は、そのような用語が説明する要素間を任意に区別するために使用される。したがって、これらの用語は、そのような要素の時間的またはその他の優先順位を示すことを必ずしも意図するものではない。相互に異なる請求項で特定の方策が記載されていることだけで、これらの方策の組合せを有利に使用することができないことを示すものではない。

本発明の特定の特徴について本明細書に図示および記載したが、多くの修正、置換え、変更、および均等物が当業者には想到されよう。したがって、添付の特許請求の範囲は、本発明の真の精神の範囲内に入るすべてのそのような修正および変更を包含することが意図されることを理解されたい。

Claims

固浸レンズと、
複数の空間センサであって、前記複数の空間センサ内の各空間センサが、前記固浸レンズと基板との間の空間関係を示す空間関係情報を生成するように配置され、前記複数の空間センサが、複数の原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を備える、複数の空間センサと、
少なくとも１つの位置補正要素と、
前記空間関係情報を受け取り、前記少なくとも１つの位置補正要素へ補正信号を送って前記固浸レンズと前記基板との間に所望の空間関係を導入するように配置されたコントローラと、
前記空間センサ、前記固浸レンズ、および前記少なくとも１つの位置補正要素に結合された支持構造と
を備える、評価システム。
各ＡＦＭが、カンチレバーと、先端部と、カンチレバーホルダと、前記カンチレバーを照らすように配置されたカンチレバー照明器と、前記カンチレバーから偏向された光を感知するように配置された検出器とを備える、請求項１に記載の評価システム。
前記複数のＡＦＭが、同一直線上にない少なくとも３つのＡＦＭを備える、請求項１に記載の評価システム。
前記複数のＡＦＭが、同一直線上にない少なくとも４つのＡＦＭを備える、請求項１に記載の評価システム。
各ＡＦＭが、前記カンチレバーを発振する発振器を備える、請求項１に記載の評価システム。
各ＡＦＭが、１０ナノメートルを超過する先端部を備える、請求項１に記載の評価システム。
各ＡＦＭが、５０ナノメートルを超過する先端部を備える、請求項１に記載の評価システム。
各ＡＦＭが、１００ナノメートルを超過する先端部を備える、請求項１に記載の評価システム。
前記ＡＦＭが、前記基板の粗い走査を実行するように配置される、請求項１に記載の評価システム。
前記ＡＦＭが、前記基板に接触しないで前記基板を走査するように配置される、請求項１に記載の評価システム。
前記ＡＦＭが、前記基板に接触しながら前記基板を走査するように配置される、請求項１に記載の評価システム。
前記複数のＡＦＭモジュールを較正する較正ステーションをさらに備える、請求項１に記載の評価システム。
前記支持構造が、前記固浸レンズを前記基板から１００ナノメートル未満の距離のところに配置するように配置される、請求項１に記載の評価システム。
前記支持構造が、前記固浸レンズを前記基板から５０ナノメートル未満の距離のところに配置するように配置される、請求項１に記載の評価システム。
前記複数の空間センサの少なくとも１つを前記固浸レンズに対して上昇させるように配置された位置補正要素を備える、請求項１に記載の評価システム。
前記支持構造と前記基板との間に運動を導入するように配置された機械的運動モジュールをさらに備える、請求項１に記載の評価システム。
前記機械的運動モジュールが、前記支持構造と前記基板との間に少なくとも５０ミリメートル／秒の運動を導入するように配置される、請求項１に記載の評価システム。
少なくとも１つの空間センサが静電容量センサである、請求項１に記載の評価システム。
基板を評価する方法であって、
固浸レンズによって基板を走査しながら、前記固浸レンズと前記基板との間で所望の空間関係を維持することを試みるステップを含み、前記ステップが、
複数の原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を備える複数の空間センサによって、前記固浸レンズと前記基板との間の空間関係を示す空間関係情報を生成することと、
コントローラによって前記空間関係情報を受け取り、少なくとも１つの位置補正要素へ補正信号を送って前記固浸レンズと前記基板との間に前記所望の空間関係を導入することを試みることとによって行われ、
前記複数の空間センサ、前記固浸レンズ、および前記少なくとも１つの位置補正要素に支持構造が接続される、方法。
各ＡＦＭが、カンチレバーと、先端部と、カンチレバーホルダと、前記カンチレバーを照らすように配置されたカンチレバー照明器と、前記カンチレバーから偏向された光を感知するように配置された検出器とを備える、請求項１９に記載の方法。