JP2018530146A - レーザ暗視野システムにおけるスペックル抑圧方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、Vaibhav Gaind et al.を発明者とする2015年7月10日付先行米国暫定特許出願第62/190729号に基づく利益を主張する出願であるので、この参照を以てその目的を問わず当該米国暫定特許出願の全容を本願に繰り入れることにする。
以下の記述で具体的細部が多々説明されているのは、本発明につき全般的理解を頂くためである。本発明を実施するに当たりそれら具体的細部の一部又は全部を省いてもかまわない。その他、周知の処理動作について詳細な記述がされていないのは、本発明を不必要に曖昧化させないためである。本発明を具体的諸実施形態との関係で記述するけれども、ご理解頂けるように、本発明をそれら実施形態に限定する意図はない。
旧来式の半導体サンプル検査用レーザシステムでは0次ガウシアンビーム(zero-order Gaussian beam)が利用される傾向がある;これは、ビームプロファイルを極力タイトにし極小構造の検査を行えるようにするためである。こうしたコヒーレントシステムを暗視野アプリケーションで用いると、欠陥による散乱効果とほとんどそっくりだが面粗部又はライン粗部による散乱効果、いわゆる“スペックル(speckle)効果”が生じる。そうなると面粗部又はライン粗部から欠陥を弁別することが難しい。例えば、欠陥の強度がスペックルノイズの強度以下であるためしきい値による欠陥特定法が功を奏さないことがある。
本発明のある種の実施形態では、非0次ガウシアンビーム(nonzero-order Gaussian beam)を利用しサンプルが撮像される。まず、単純なガウシアンビームについて記述することにする。図1Aに、ガウシアンビームの幅と、そのビーム沿いの距離zとの関係を示す。この図に示すパラメタのうち、w0はビームウェスト、bは焦点深度、zRはレイリー範囲、Θは総拡がり角である。波長λが与えられている場合、ガウシアンビームの形状はビームウェストw0のみで決定づけられる;ビームウェストw0はそのビームの焦点(z=0)、即ちビーム幅w(z)が最小(即ち軸上(z=0)での強度が最大)の点におけるビームサイズの尺度である。このパラメタをもとに、他のガウシアンビーム記述パラメタを定めることができる。例えばZRを
zR=πw0 2/λ
と定義することができる。
θ≒λ/(πw0)
により与えられる。
Θ=2θ
により与えられる。
zR=πw0 2/λ
と定義される。
Claims (20)
- 半導体サンプル上の欠陥を検出するシステムであって、
非0次ガウシアン照明ビーム(nonzero-order Gaussian illumination beam)をサンプル上の複数個所に差し向ける照明モジュールと、
上記非0次ガウシアン照明ビームに応じた上記サンプルからの散乱光を検出し、そのサンプル上の各個所毎に複数個の出力画像又は信号を生成する集光モジュールと、
プロセッサシステムであり、
1本又は複数本の上記非0次ガウシアン照明ビームの点拡がり関数(point spread function)と略マッチするフィルタリング済画像又は信号部分が保存されるよう上記出力画像又は信号を処理すること、並びに
上記サンプル上の欠陥を検出すべく上記フィルタリング済画像又は信号部分を分析すること、
により、欠陥を検出するプロセッサシステムと、
を備えるシステム。 - 請求項1のシステムであって、上記照明モジュールが、
0次ガウシアン照明ビーム(zero-order Gaussian illumination beam)を生成する光源と、
上記0次ガウシアン照明ビームを改変することで非0次ガウシアン照明ビームを作成する非0次ガウシアン生成器と、
上記非0次ガウシアン照明ビームを上記サンプルに差し向ける1個又は複数個の光学素子と、
を備えるシステム。 - 請求項2のシステムであって、上記0次ガウシアン照明ビームが0次ラゲールガウシアン(Laguerre Gaussian)照明ビームであり、上記非0次ガウシアン照明ビームが非0次ラゲールガウシアン照明ビームであるシステム。
- 請求項2のシステムであって、上記非0次ガウシアン生成器が螺旋位相プレート(spiral phase plate)であるシステム。
- 請求項2のシステムであって、上記非0次ガウシアン生成器が回折格子又はホログラム(diffraction grating or hologram)であるシステム。
- 請求項2のシステムであって、上記非0次ガウシアン生成器が空間光変調器(spatial light modulator)又はqプレート(q-plate)であるシステム。
- 請求項2のシステムであって、上記集光モジュールが、上記非0次ガウシアン照明ビームに応じた上記サンプルからの散乱光を集光するよう配置された1個又は複数個の検出器を有するシステム。
- 請求項7のシステムであって、上記非0次ガウシアン照明ビームの点拡がり関数とマッチするカーネル画像を上記出力画像に畳み込むことで上記フィルタリング済出力画像を取得するシステム。
- 請求項7のシステムであって、上記非0次ガウシアン照明ビームの点拡がり関数とマッチする画像を欠陥として特定するようトレーニングが施されているクラシファイアを用い、上記出力画像を分類することによって、上記フィルタリング済出力画像を取得するシステム。
- 請求項1のシステムであって、上記集光モジュールが、暗視野モードにて上記散乱光を集光するよう配置されているシステム。
- 半導体サンプル上の欠陥を検出する方法であって、
上記サンプルの複数位置を非0次ガウシアン照明ビームで以て照明するステップと、
上記非0次ガウシアン照明ビームに応じた上記サンプルからの散乱光を検出するよう配置されている1個又は複数個の検出器から出力画像又は信号を取得するステップと、
上記非0次ガウシアン照明ビームの点拡がり関数と略マッチするフィルタリング済画像又は信号部分が保存されるよう上記出力画像又は信号をフィルタリングするステップと、
上記サンプル上の欠陥を検出すべく上記フィルタリング済画像又は信号部分を分析するステップと、
を有する方法。 - 請求項11の方法であって、上記サンプルの複数位置を非0次ガウシアン照明ビームで以て照明するステップが、
0次ガウシアン照明ビームを生成するステップと、
上記0次ガウシアンビームから非0次ガウシアン照明ビームを作成するステップと、
上記非0次ガウシアン照明ビームを上記サンプル上の複数位置に差し向けるステップと、
を有する方法。 - 請求項12の方法であって、上記0次ガウシアン照明ビームが0次ラゲールガウシアン照明ビームであり、上記非0次ガウシアン照明ビームが非0次ラゲールガウシアン照明ビームである方法。
- 請求項12の方法であって、上記非0次ガウシアン照明ビームを螺旋位相プレートによって作成する方法。
- 請求項12の方法であって、上記非0次ガウシアン照明ビームを回折格子又はホログラムによって作成する方法。
- 請求項12の方法であって、上記非0次ガウシアン照明ビームを空間光変調器又はqプレートによって作成する方法。
- 請求項12の方法であって、上記1個又は複数個の検出器を、上記非0次ガウシアン照明ビームに応じた上記サンプルからの散乱光を集光するよう配置する方法。
- 請求項17の方法であって、上記非0次ガウシアン照明ビームの点拡がり関数とマッチするカーネル画像を上記出力画像に畳み込むことで上記フィルタリング済出力画像を取得する方法。
- 請求項17の方法であって、上記非0次ガウシアン照明ビームの点拡がり関数とマッチする画像を欠陥として特定するようトレーニングが施されているクラシファイアを用い、上記出力画像を分類することによって、上記フィルタリング済出力画像又は信号部分を取得する方法。
- 請求項11の方法であって、暗視野モードでの散乱光の集光を踏まえ上記出力画像又は信号を取得する方法。
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