JP2023054305A - 検査システムにおける輻射誘起性偽カウントを低減するシステム - Google Patents

Abstract

【課題】輻射誘起性偽カウント緩和型検査システムを開示する。【解決手段】サンプルを照明するよう構成された照明源１０１と、そのサンプルからの照明を検出するよう構成された照明センサ及び粒子輻射を検出するよう構成された１個又は複数個の輻射センサを有する検出器アセンブリ１２０と、その検出器に可通信結合された制御回路１２６とを備える。その制御回路１２６を、輻射センサから受け取った１個又は複数個の輻射信号に基づき輻射検出事象の集合を特定するステップと、照明センサから受け取った照明信号に基づき結像事象の集合を特定するステップと、当該輻射検出事象集合を当該結像事象集合と比較することで一致事象集合、即ち同時的な結像及び輻射検出事象で構成される一致事象の集合を生成するステップと、結像事象集合から一致事象集合を排除することで識別済欠陥サイトの集合を生成するステップと、を実行するよう構成する。【選択図】図１

Description

本件開示は総じて検査システムにおけるノイズ低減の分野に関し、具体的にはウェハ検査システムにおける粒子輻射関連ノイズの低減に関する。

（関連出願への相互参照）
本願は、下に列挙する出願（「関連出願」）に関連し且つその最先、利用可能且つ有効な出願日の利益を主張する（例．暫定特許出願以外については最先且つ利用可能な優先日を主張し、或いは「関連出願」のあらゆる親、その親、更にその親等々に当たる出願に係る暫定特許出願については米国特許法第１１９条（ｅ）の規定に基づく利益を主張する）出願である。

（関連出願）
米国特許商標庁での立法外規定に基づき、本願は、この参照を以てその全容が本願に繰り入れられ「検査システムにおける輻射誘起性偽カウント低減」(Radiation-Induced False Count Reduction in Inspection Systems)と題しＸｉｍａｎ Ｊｉａｎｇ、Ａｎａｔｏｌｙ Ｒｏｍａｎｏｖｓｋｙ、Ｃｈｒｉｓｔｉａｎ Ｗｏｌｔｅｒｓ及びＳｔｅｐｈｅｎ Ｂｉｅｌｌａｋを発明者とする２０１５年５月１４日付米国仮特許出願第６２／１６１４５４号の通常（非仮）特許出願を構成する。

フォールスポジティブ或いは偽カウントはどういった検査状況でも望まれはしない。検査システムにおける偽カウントは様々な源泉から生まれうる。その例としては、システム内検出器にまつわる電子ノイズや、注目サンプル以外の源泉からの光子又は輻射粒子にまつわる外部ノイズがある。検査システムとのからみで偽カウントが生じるのは、サンプルに関連していない信号が１個又は複数個の検出器によって検出され、誤ってそのサンプルの特性に関連付けられたときである。検査システムの偽カウント率に影響しうる輻射源の例としては、検査システム付近における痕跡レベルの放射性同位体の崩壊や、大気中で生成される高エネルギ宇宙輻射副産物がある。そうした輻射源からは、α粒子、β粒子、中性子、ミューオン、γ線等をはじめとする輻射粒子及び／又は光子が供給されうる。例えばミューオンは、主に、宇宙輻射と大気との相互作用の副産物として発生する。輻射粒子は、検査システムの至近にある物質での非弾性散乱を通じても発生しうる。

米国特許出願公開第２０１３／０２６４４８１号

検査システムにおける複数画素検出器の利用の進展により、高変換利得で低ノイズな読み出し用電子回路がもたらされてはいる。とはいえ、粒子輻射例えばミューオン、γ粒子、α粒子等々の検出に対する敏感化もこの進展によりもたらされている。そのため、従来手法における上掲の難点を正す方法及びシステムが望まれている。

本件開示の１個又は複数個の例証的実施形態に従い輻射誘起性偽カウント緩和型検査システムを開示する。ある例証的実施形態に係る検査システムは、サンプルを照明するよう構成された照明源を有する。また、ある例証的実施形態に係る検査システムは検出器アセンブリを有する。ある例証的実施形態では、その検出器アセンブリが、サンプルからの照明を検出するよう構成された照明センサを備える。また、ある例証的実施形態では、その検出器アセンブリが、粒子輻射を検出するよう構成された１個又は複数個の輻射センサを備える。更に、ある例証的実施形態に係る検査システムは、照明センサ及び１個又は複数個の輻射センサに可通信結合された１個又は複数個のコントローラを有する。ある例証的実施形態では、その１個又は複数個のコントローラが、照明センサから受け取った照明信号に基づき照明検出事象の集合を識別するよう構成される。また、ある例証的実施形態では、その１個又は複数個のコントローラが、１個又は複数個の輻射センサから受け取った１個又は複数個の輻射信号に基づき輻射検出事象の集合を識別するよう構成される。更に、ある例証的実施形態では、その１個又は複数個のコントローラが、輻射検出事象集合を照明検出事象集合と比較することで一致事象の集合を識別するよう構成される。この場合の一致事象集合は、輻射検出事象及び照明検出事象の同時生起に相当するものである。また、ある例証的実施形態では、その１個又は複数個のコントローラが、照明検出事象集合から一致事象集合を排除することでサンプル上の識別済フィーチャの集合を生成するよう構成される。

本件開示の１個又は複数個の例証的実施形態に従い輻射誘起性偽カウント緩和型検査システムを開示する。ある例証的実施形態に係る検査システムは、サンプルを照明するよう構成された照明源を有する。また、ある例証的実施形態に係る検査システムは検出器アセンブリを有する。ある例証的実施形態では、その検出器アセンブリが、サンプルからの照明を検出するよう構成された照明センサを有する。また、ある例証的実施形態では、その検出器アセンブリが、粒子輻射を検出するよう構成された１個又は複数個の輻射センサを有する。更に、ある例証的実施形態に係る検査システムは、照明センサ及び１個又は複数個の輻射センサに可通信結合された１個又は複数個のコントローラを有する。ある例証的実施形態では、その１個又は複数個のコントローラが、１個又は複数個の輻射センサから受け取った１個又は複数個の輻射信号に基づき輻射検出事象の集合を識別するよう構成される。また、ある例証的実施形態では、１個又は複数個のコントローラが、輻射検出事象集合に係る輻射検出事象タイムスタンプの集合を生成するよう構成される。更に、ある例証的実施形態では、その１個又は複数個のコントローラが、照明センサから受け取った照明信号に基づき照明検出事象の集合を識別するよう構成される。また、ある例証的実施形態では、その１個又は複数個のコントローラが、上記結像事象集合に係る照明検出事象タイムスタンプの集合を生成するよう構成される。更に、ある例証的実施形態では、その１個又は複数個のコントローラが、照明検出事象タイムスタンプ集合を輻射検出事象タイムスタンプ集合と比較することで一致事象の集合を生成するよう構成される。この場合の一致事象集合は、タイムスタンプがマッチングしている照明検出事象及び輻射検出事象で構成されるものである。また、ある例証的実施形態では、その１個又は複数個のコントローラが、上記照明検出事象集合から一致事象集合を排除することでサンプル上の識別済フィーチャの集合を生成するよう構成される。

本件開示のある例証的実施形態に従い、検査システム内の検出器上での輻射誘起性偽カウントを低減する方法を開示する。ある例証的実施形態に係る方法は、サンプルの少なくとも一部分を照明ビームで以て照明するステップを有する。また、ある例証的実施形態に係る方法は、１個又は複数個の輻射センサから受け取った１個又は複数個の輻射信号に基づき輻射検出事象の集合を識別するステップを有する。更に、ある例証的実施形態に係る方法は、輻射検出事象集合に係る輻射検出事象タイムスタンプの集合を生成するステップを有する。また、ある例証的実施形態に係る方法は、照明センサから受け取った照明信号に基づき照明検出事象の集合を識別するステップを有する。更に、ある例証的実施形態に係る方法は、上記結像事象集合に係る照明検出事象タイムスタンプの集合を生成するステップを有する。また、ある例証的実施形態に係る方法は、照明検出事象タイムスタンプ集合を輻射検出事象タイムスタンプ集合と比較することで一致事象の集合を生成するステップを有する。この場合における一致事象集合は、タイムスタンプがマッチングしている照明検出事象及び輻射検出事象で構成されるものである。更に、ある例証的実施形態に係る方法は、照明検出事象集合から一致事象集合を排除することでサンプル上の識別済欠陥サイトの集合を生成するステップを有する。

本件開示の１個又は複数個の実施形態に係る輻射誘起性偽カウント緩和型検査システムを示す模式図である。 本件開示の１個又は複数個の実施形態に係り、照明センサ及び輻射センサ上に入射する輻射ビームを示す模式図である。 本件開示の１個又は複数個の実施形態に係り、サンプルからの結像照明に関わっていない立体角からの輻射を阻止する輻射シールド配置を示す模式図である。 本件開示の１個又は複数個の実施形態に係り、鉛直な照明センサに対する単一の輻射センサの近接配置を示す模式図である。 本件開示の１個又は複数個の実施形態に係り、鉛直な照明センサに対する２個の輻射センサの近接配置、特に照明センサを貫通するビーム輻射経路を全て捉えるための配置を示す模式図である。 本件開示の１個又は複数個の実施形態に係り、鉛直な照明センサに対する単一の湾曲型輻射センサの近接配置、特に照明センサを貫通するビーム輻射経路を全て捉えるための配置を示す模式図である。 本件開示の１個又は複数個の実施形態に係り、水平な照明センサに対する単一の輻射センサの近接配置を示す模式図である。 本件開示の１個又は複数個の実施形態に係り、照明センサ、輻射センサ、サンプル検査回路、タイミング分析回路及び後処理回路間の結合を示す簡易フロー図である。 本件開示の１個又は複数個の実施形態に係り、検査システム内の検出器上での輻射誘起性偽カウントを低減する方法を示すフロー図である。

以下、添付図面に示す被開示主題について詳細に説明する。本件開示について具体的に図示及び記述するためある特定の実施形態及びその具体的諸特徴を参照することにする。本願記載の諸実施形態については限定ではなく例証と採られたい。本件技術分野に習熟した者（いわゆる当業者）には、本件開示の神髄及び技術的範囲から離隔することなく形態及び細部に様々な変更及び修正を施せることを、容易にご理解頂けるはずである。

図１～図５を通じ、本件開示の１個又は複数個の実施形態に従い検査システムにおける偽カウントを低減するシステム及び方法を示す。本件開示の諸実施形態は、高エネルギ粒子（例．ミューオン）によって生成される偽カウントが少ない偽カウント緩和能付検査システムを目指している。更なる諸実施形態では、更なる輻射源（例．α粒子、β粒子、中性子、ミューオン及びγ線）によって生成される偽カウントが少ない偽カウント緩和能付ウェハ検査システムを目指している。本件開示の目的を踏まえ、語「輻射のビーム」及び「輻射ビーム」を、所定の経路に沿い伝搬する輻射粒子及び／又は光子の形態を採った輻射エネルギとして定義する。更に、本件開示の目的を踏まえ、語「粒子輻射」をサンプル以外の源泉に係る輻射が含まれるよう定義し、例えばα粒子、β粒子、中性子、ミューオン、γ線等をこれに含めることにする。

ご認識頂けるように、検査システムとのからみでの偽カウントは、注目サンプルに関わりのない背景輻射の検出によって発生しうる。これもご認識頂けるように、電磁波照明例えば紫外（ＵＶ）波長又は可視波長の検出向けに構成された半導体式検出器の多くは背景輻射にも敏感であり、例えば輻射束、検出器のデザイン及び検出器の動作条件を含め複数の要因がその感度に関係してくる。一例としては、輻射源に対する電荷結合デバイス（ＣＣＤ）の感度は、部分的に、自デバイスの電荷電圧変換利得、即ち事象の検出に応じた電子の生成により誘起される電圧を表す利得の関数である。この場合、ＣＣＤの変換利得を高くすると、所望の信号及び背景ノイズ信号の双方を孕む事象（例．輻射検出事象）を含め、あらゆる照明検出事象に対するそのデバイスの感度が高まる。

用途によっては、照明信号に対するウェハ検査システムの分解能及び感度を最大化するため、検出器を高感度で動作させることが望まれる。一例としては、未パターニングウェハ検査システム内の検出器を高感度で動作させることで、欠陥領域に係る照明信号と非欠陥領域に係る照明信号との間の僅かな差異を検出できよう。しかしながら、検出器を高感度で動作させると、それに対応して、サンプルに関わりのない輻射源からのノイズの影響が強まり偽カウントにつながる。

図１に、本件開示の１個又は複数個の実施形態に係る輻射誘起性偽カウント緩和能付検査システム１００を示す。ある実施形態に係るシステム１００は、照明ビーム１０２を生成するよう構成された照明源１０１を有する。照明源１０１は、例えば紫外（ＵＶ）、極端紫外（ＥＵＶ）、深紫外（ＤＵＶ）、真空紫外（ＶＵＶ）、可視又は赤外（ＩＲ）波長の光をはじめ、指定波長又は指定波長域を含有する照明ビーム１０２を生成するよう構成される。例えば、約１００ｎｍ～４５０ｎｍの域内で照明発光可能な任意の源泉を照明源１０１に組み込むとよい。例えば狭帯域光源（例．レーザ光源）、広帯域光源（例．レーザ維持プラズマ（ＬＳＰ）光源、放電ランプ等）等を、照明源に組み込んでもよい。一例としては、その出射波長が２６６ｎｍのＵＶレーザ（例．エキシマレーザ等）を照明源とすることができる。

ある実施形態に係るシステム１００は、照明ビーム１０２の少なくとも一部分をサンプル１０６に差し向けるための照明路１０３を有する。照明路１０３には、照明源１０１の出力からサンプル１０６の表面へと照明ビーム１０２を送給するのに適した任意個数、任意種類の光学素子を組み込むことができる。例えば、照明路１０３に、１個又は複数個のレンズ１０４、１個又は複数個のビームスプリッタ１１２、１個又は複数個の平行光化素子（図示せず）、１個又は複数個のフィルタ（図示せず）、１個又は複数個の偏光素子（図示せず）、１個又は複数個の集束素子１１０等を組み込み、照明源１０１により発せられた照明をそれらにより指向、集束その他、処理させることができる。

また、ある実施形態に係るシステム１００は、サンプル１０６を堅持及び位置決めするのに適したステージアセンブリ１０８を有する。ステージアセンブリ１０８は、本件技術分野で既知な任意のサンプルステージアーキテクチャを有するものとすることができる。一例としては、ステージアセンブリ１０８にリニアステージを組み込むことができる。別例としては、ステージアセンブリ１０８に回動ステージを組み込むことができる。サンプル１０６はウェハ、例えば未パターニング半導体ウェハ等を有するものとすることができる。

ある実施形態に係るシステム１００は、サンプル１０６から検出器アセンブリ１２０へと照明を差し向けるよう構成された結像路１１３を有する。ある実施形態では、結像路１１３が対物レンズ１１０を有する。また、ある実施形態では結像路１１３がマルチレンズ結像システムを有する。一例としては、マルチレンズ結像システムを、サンプルから結像照明１１４を集光するよう構成された対物レンズ１１０と、検出器アセンブリ１２０上にそのサンプルの像を発生させるよう構成された１個又は複数個のレンズ１１６とを、有するものとすることができる。この形態によれば、対物レンズ１１０によって、サンプル上に照明ビーム１０２を集束させるのと同時にそのサンプルから結像照明１１４を集光することができる。ある実施形態では、照明路１０３の少なくとも一部分を結像路１１３に重ね合わせるためビームスプリッタ１１２が配置される。注記すべきことに、このビームスプリッタ１１２は限定を意図したものではなく、本件開示の全実施形態で存在必須なわけではない。また、ある実施形態では照明路１０３及び結像路１１３が非共線的とされ、相独立な光学素子を有する。

ある実施形態では、検出器アセンブリ１２０が、１個又は複数個のコントローラ１２６に可通信結合された１個又は複数個の検出器を有する。ある実施形態では、検出器アセンブリ１２０が、サンプル１０６から散乱又は反射されてくる照明１１４を検出するのに適した照明センサ１２２を有する。また、ある実施形態では、検出器アセンブリが更に、サンプル１０６以外の源泉からの輻射（例．ミューオン、α粒子、β粒子及び／又はγ線）を検出するのに適した１個又は複数個の輻射センサ１２４を有する。この形態によれば、１個又は複数個の輻射センサ１２４により検出されるのと同時に照明センサ１２２上で検出された輻射検出事象を、ノイズとして無視することができる。

図２Ａ及び図２Ｂに、本件開示の１個又は複数個の実施形態に係り照明センサ１２２及びそれに近接した輻射センサ１２４を有する検出器アセンブリ１２０を示す。ある実施形態では１個又は複数個の輻射シールド１１８が照明センサ１２２の周りに配置され、輻射（例．輻射ビーム２０２及び２０４）が吸収又は方向転換されるよう、ひいてはその輻射がセンサ１２２に到達しないようその輻射シールドが構成される。この１個又は複数個の輻射シールドは、背景輻射が照明センサ１２２に達するのを妨げるのに適していて本件技術分野にて既知な任意の素材で形成することができる。一例としては、輻射シールド１１８を一種類又は複数種類の重元素で形成することができる。例えば、必須ではないが鉛、タングステン、アンチモン、スズ及びビスマスのうち少なくとも一種類で輻射シールド１１８を形成するとよい。注記すべきことに、この１個又は複数個の輻射シールドの厚みを素材特性に従い調整することで、輻射が照明センサ１２２に達することを阻止することができる。更に、１個又は複数個の輻射シールド１１８を検出器アセンブリ１２０内構造部材又は機能部材として構成することができる。例えば、照明センサ１２２が安定化又は位置決めされるよう１個又は複数個の輻射シールド１１８を構成することができる。また、ある実施形態では、照明センサ１２２を本システム１００の他部材に取り付ける実装パッケージ（例．セラミクス製実装パッケージ）内に１個又は複数個の輻射シールド１１８が組み込まれる。更に、ある実施形態では、輻射シールド１１８が照明センサ１２２用ヒートシンクとしても構成される。

ある実施形態では、１個又は複数個の輻射シールド１１８が、結像照明１１４に関わりのない立体角のいずれからの輻射も阻止しうるよう配置される。図２Ｂに示すように、ある実施形態では、１個又は複数個の結像レンズ１２８により照明センサ１２２上にサンプル１０６の像が生成される。結像線１１４ａ、１１４ｂ及び１１４ｃはこの結像システムの視野全体を基点として結像照明を表しており、そのうちの線１１４ａ及び１１４ｃが、結像照明１１４に係る照明センサ１２２の立体角をカバーする線を表している。ある実施形態では、１個又は複数個の輻射シールド１１８が、照明センサ１２２を巡り回転対称形態で配置される。この形態により例えば輻射ビーム２０２が阻止される。また、ある実施形態では、１個又は複数個の輻射シールドを照明センサ１２２の背後に配置することで、その照明センサ１２２から見てサンプル１０６とは逆の側から入射してくる輻射ビーム（例．輻射ビーム２０４）が阻止される。

注記すべきことに、輻射源の中には、輻射シールド１１８が存在していても照明センサ１２２と相互作用しうるものがある。一例としては、結像照明１１４に係る立体角内にその経路がある輻射ビームが、照明センサ１２２と相互作用する可能性がある。別例としては、ミューオン、γ線等の高エネルギ輻射源が１個又は複数個の輻射シールド１１８を貫き伝搬し、照明センサ１２２と相互作用する可能性がある。ある実施形態では、１個又は複数個の輻射センサ１２４が照明センサ１２２に対し近接配置され、照明センサ１２２と相互作用する輻射ビーム（例．輻射ビーム２０６）がそれにより検出される。

注記すべきことに、輻射センサ１２４は、粒子輻射を検出しうるよう構成されており本件技術分野で既知な任意種類のセンサを１個又は複数個有するもの、例えばシンチレーションセンサ、半導体デバイス、線量計等を有するものとすることができる。更に注記すべきことに、照明センサ１２２は、照明を検出しうるよう構成されており本件技術分野で既知な任意種類のセンサを１個又は複数個有するものとすることができる。一例としては、照明センサ１２２を、ＣＣＤデバイス、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）デバイス等をはじめとする複数画素センサを有するものとすることができる。別例としては、照明センサ１２２を、光電子増倍管（ＰＭＴ）センサ、フォトダイオード、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）センサ等をはじめとする単一画素センサを有するものとすることができる。

ある実施形態では、輻射センサ１２４が、光電子増倍管（ＰＭＴ）１２４ｂに結合されたシンチレーション素材１２４ａを有するシンチレーションセンサとして構成される。この形態では、１個又は複数個の輻射検出事象の検出に応じシンチレーション素材１２４ａによって放出された１個又は複数個の光子が、ＰＭＴ１２４ｂによって検出される。また、ある実施形態では、シンチレーション素材１２４ａが、そのシンチレーション素材１２４ａによって放出された光子のうち少なくとも一部のものが内部全反射を媒介にＰＭＴ１２４ｂへと案内されるよう導波路として構成されている。

熟慮頂くべきことに、照明センサ１２２の照明検出事象と近くの輻射センサ１２４の輻射検出事象との間の相対タイミングを用いることで、輻射誘起性偽カウントの存在を判別することができる。ある実施形態では、１個又は複数個の輻射センサ１２４が照明センサ１２２に近接配置され、更にサンプル１０６からの照明が阻止されるよう配置される。照明センサ１２２及びそのそばにある輻射センサ１２４の双方と相互作用する輻射ビーム２０６により両センサ上で事象がトリガされることがあるが、サンプルからの照明が輻射センサに達しないのでそうした事象を偽カウントとして識別することができる。同様にして、照明センサ１２２上での検出事象のうち、１個又は複数個の輻射センサ１２４上での相応な輻射検出事象に関連付けられていないものを、有効として識別することができる。更に、輻射センサ１２４と相互作用するが照明センサ１２２とは相互作用しない輻射ビーム２０８は無視することができる。とはいえ、輻射ビーム２０８が輻射センサ１２４上に入射するのと同時に、サンプルからの照明に係る照明事象が照明センサ１２２上に入射することがありうる。この場合、有効な信号が無効と解されることになるので、そうした事象のことを偽一致事象と呼ぶことができる。注記すべきことに、偽一致事象の生起率は、１個又は複数個の輻射センサ１２４のサイズ、照明センサ１２２に対する１個又は複数個の輻射センサ１２４の位置等に依存しうる。

ある実施形態では、１個又は複数個の輻射センサ１２４が、照明センサ１２２を基準にして、その立体角を通りその照明センサ１２２上に輻射ビームが入射する立体角全てがカバーされるよう配置される。このようにすることで、照明センサ１２２上に入射しその照明センサにより検出される輻射ビームに係る偽カウントを、緩和することができる。注記すべきことに、照明センサ１２２の近くにある１個又は複数個の輻射センサ１２４の相対サイズ及び位置によって、照明センサ１２２を貫通した輻射ビームを１個又は複数個の輻射センサ１２４で検出できる度合が、決まることとなろう。仮に、照明センサ１２２上の全点について立体角が半球相当の２π以上であるなら、照明センサ１２２上にどの角度から入射する輻射ビームも１個又は複数個の輻射センサ１２４により検出することができる。

照明センサ１２２上のある一点から測った１個又は複数個の輻射センサ１２４の立体角は、照明センサ１２２の能動領域に比した１個又は複数個の輻射センサ１２４の能動領域のサイズを大きくすることによって、拡げることができる。照明センサ上のある一点から測った１個又は複数個の輻射センサ１２４の立体角を拡げうる他の方法としては、センサの個数を増やし照明センサ１２２と１個又は複数個の輻射センサ１２４との間の距離を縮める方法等がある。

更に注記すべきことに、宇宙線の副産物（例．ミューオン）に係る高エネルギ輻射の輻射束は均一ではなく、ゼニス（天頂）付近で最大となる。従って、宇宙線副産物に係る高エネルギ輻射の入射を減らすには、ゼニスに直交する平面に沿った照明センサ１２２の断面積を狭めればよい。更に注記すべきことに、照明センサ１２２の画素寸法を小さくすることによっても、そうした高エネルギ輻射の入射ひいては偽カウント率を抑えることができる。しかしながら、センサ画素ボリュームは装置性能特性例えば分解能、平均伝達関数、フルウェルポテンシャル、ダイナミックレンジ、速度及びコストにも影響するので、画素ボリュームの縮小による偽カウント率の低減はこれらの要因との兼ね合いになりうる。

図３Ａ～図３Ｄは、照明センサ１２２に対する１個又は複数個の輻射センサ１２４の配置について４個の非限定的実施形態を示す簡易模式図である。図３Ａには、本件開示の１個又は複数個の実施形態に従い、照明センサの能動領域より広い能動領域を有する単一の輻射センサ１２４を配置することが、示されている。照明センサ１２２が鉛直配置されているのでゼニスからの高エネルギ輻射の入射を抑えることができる。図３Ｂには、本件開示の１個又は複数個の実施形態に従い照明センサ１２２の周りに複数個の輻射センサ１２４を配置することが示されている。図３Ｃには、本件開示の１個又は複数個の実施形態に従い照明センサ１２２に近接配置された湾曲型輻射センサ１２４が示されている。注記すべきことに、照明センサ１２２を通り抜けた輻射ビームを１個又は複数個の輻射センサ１２４が捕捉する能力は、その輻射センサ１２４のサイズ、輻射センサ１２４・照明センサ１２２間分離度等をはじめとする複数の要因に依存する。例えば、照明センサ１２２内を通る経路３０２で表されている輻射ビームは、図３Ｂ及び図３Ｃに示す実施形態では１個又は複数個の輻射センサ１２４により捕捉されるが図３Ａに示す実施形態では捕捉されない。注記すべきことに、１個又は複数個の輻射センサ１２４はゼニスに対し任意角度で配置することができる。図３Ｄは、本件開示の１個又は複数個の実施形態に従い方向設定された水平配置センサ１２２及びその近くにある水平配置輻射センサ１２４を示す簡易模式図である。

ある実施形態に係るシステム１００は、照明センサ１２２及びその近くにある輻射センサ１２４に可通信結合されたコントローラ１２６を有する。ある実施形態では、そのコントローラ１２６が１個又は複数個のプロセッサ１２５を有する。また、ある実施形態では、その１個又は複数個のプロセッサ１２５が、記憶媒体１２７又はメモリ内に保持されている一組のプログラム命令を実行するよう構成される。

コントローラ１２６に備わる１個又は複数個のプロセッサ１２５は、本件技術分野で既知な任意の処理要素を有するものとすることができる。その意味で、この１個又は複数個のプロセッサ１２５は、アルゴリズム及び／又は命令を実行するよう構成された任意のマイクロプロセッサ型デバイスを有するものとすることができる。ある実施形態によれば、１個又は複数個のプロセッサ１２５を、デスクトップコンピュータ、メインフレームコンピュータシステム、ワークステーション、イメージコンピュータ、並列プロセッサ或いは他の任意のコンピュータシステム（例．ネットワーク接続されたコンピュータ）で構成すること、また本システム１００を本件開示中で記載の如く動作させるべく構成されたプログラムを実行するようそのコンピュータシステムを構成することができる。更にご認識頂くべきことに、語「プロセッサ」は、非一時的記憶媒体１２７からのプログラム命令を実行する処理要素を１個又は複数個有する任意のデバイスが包括されるよう、広く定義することができる。従って、上掲の記述は本発明への限定として解されるべきではなく、単なる例証として解されるべきである。

記憶媒体１２７は、連携先の１個又は複数個のプロセッサ１２５により実行可能なプログラム命令を格納するのに適し本件技術分野で既知な、任意の格納媒体を有するものとすることができる。一例としては、非一時的記憶媒体を有する記憶媒体１２７があろう。別例としては、例えばリードオンリメモリ、ランダムアクセスメモリ、磁気又は光記憶デバイス（例．ディスク）、磁気テープ、固体ドライブ等を有する記憶媒体１２７があろう。更に注記すべきことに、メモリ１２７を１個又は複数個のプロセッサ１２５と共に共通のコントローラハウジング内に収容することができる。また、ある実施形態によれば、コントローラ１２６の１個又は複数個のプロセッサ１２５の物理的所在に対しリモートなところにメモリ１２７を配置することができる。例えば、ネットワーク（例．インターネット、イントラネット等）を介しアクセス可能なリモートメモリ（例．サーバ）に、コントローラ１２６に備わる１個又は複数個のプロセッサ１２５がアクセスするようにしてもよい。

ある実施形態では、サンプル１０６の少なくとも一部分を照明ビーム１０２で以て照明するよう照明源１０１が構成される。また、ある実施形態では、照明センサ１２２及び１個又は複数個の輻射センサ１２４を１個又は複数個のコントローラ１２６に可通信結合することで、その１個又は複数個のコントローラ１２６が、照明センサ１２２からの照明信号及び１個又は複数個の輻射センサ１２４からの輻射信号を受け取りうるよう構成される。また、ある実施形態では、１個又は複数個のコントローラ１２６が、照明信号に基づき照明検出事象の集合を識別するよう構成される。更に、ある実施形態では、１個又は複数個の輻射信号に基づき輻射検出事象の集合を識別するよう１個又は複数個のコントローラが構成される。また、ある実施形態では、照明検出事象集合と輻射検出事象集合の比較を踏まえ、同時的な照明検出事象及び輻射検出事象で構成される一致事象の集合を生成するよう、１個又は複数個のコントローラ１２６が構成される。更に、ある実施形態では、照明検出事象集合から一致事象集合を排除することでサンプル上の識別済フィーチャの集合を生成するよう１個又は複数個のコントローラ１２６が構成される。注記すべきことに、サンプル上の識別済フィーチャ集合にはそのサンプル上の欠陥サイト等を含めることができる。また、ある実施形態では、本願記載の諸ステップのうち１個又は複数個の出力が格納されるようメモリ１２７が構成される。

照明検出事象の集合及び／又は輻射検出事象の集合の特定は、しきい値判別技術等をはじめ本件技術分野で既知な任意の方法を用い実行することができる。一例としては、ある所定値を上回る輻射の検出に応じ輻射検出事象が生起するしきい値判別技術に基づき輻射検出事象の集合を形成することができる。注記すべきことに、輻射センサのしきい値を調整することで、いずれもサンプル種別、サンプル品質、局所輻射環境等に依存しうるところの、偽カウント拒絶事象に対する偽一致事象の比率を、最適化することができる。

ご認識頂くべきことに、本件開示中で記述されている諸ステップは、単一のコントローラ１２６でも或いは複数個のコントローラ１２６でも実行可能である。更に注記すべきことに、１個又は複数個のコントローラ１２６を共通のハウジング内に収容しても複数個のハウジング内に収容してもよい。この要領で、任意のコントローラ又はその任意な組合せを、完成済検査システム１００への組み込みに適したモジュールとして個別パッケージングすることができる。一例としては、照明センサから受け取った照明信号に基づき照明検出事象の集合を識別するステップを実行するよう、第１コントローラを構成することができる。更に、１個又は複数個の輻射センサから受け取った１個又は複数個の輻射信号に基づき輻射検出事象の集合を識別するステップと、輻射検出事象集合を照明検出事象集合と比較することで一致事象の集合を生成するステップと、照明検出事象集合から一致事象集合を排除することでサンプル上の識別済フィーチャの集合を生成するステップとを実行するよう、もう１個又は複数個のコントローラを構成することができる。

別例としては、１個又は複数個の輻射センサから受け取った１個又は複数個の輻射信号に基づき輻射検出事象の集合を識別するステップを実行するよう、第１コントローラを構成することができる。照明検出事象の集合を識別するステップと、輻射検出事象集合を照明検出事象集合と比較することで一致事象の集合を生成するステップと、照明検出事象集合から一致事象集合を排除することでサンプル上の識別済フィーチャの集合を生成するステップとを実行するよう、もう１個又は複数個のコントローラを構成することができる。ある実施形態では、第１コントローラが、１個又は複数個の輻射センサから受け取った１個又は複数個の輻射信号に基づき輻射検出事象集合を識別するステップを実行するよう構成される。１個又は複数個のフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を有し照明センサ１２２に装着される第２コントローラが、照明検出事象集合を識別するステップと、輻射検出事象集合を照明検出事象集合と比較することで一致事象集合を生成するステップと、照明検出事象集合から一致事象集合を排除することでサンプル上の識別済フィーチャの集合を生成するステップと、を実行するよう構成される。注記すべきことに、１個又は複数個のＦＰＧＡを有する１個又は複数個のコントローラを照明センサ１２２に係る電子回路内に組み込み、照明信号の前処理を実行するようにしてもよい。このように、輻射検出事象集合を前処理アルゴリズムへの入力とすることで、その前処理アルゴリズムの出力を、輻射誘起性偽カウントについての補正込みのサンプル上識別済フィーチャ集合とすることができる。

注記すべきことに、照明センサ１２２により計測された照明検出事象及び／又は１個又は複数個の輻射センサ１２４により計測された輻射検出事象にタイムスタンプを関連付け、背景輻射により生成された照明センサ１２２内偽カウントの識別に役立てることができる。ある実施形態では、サンプル１０６の少なくとも一部分が照明ビーム１０２で以て照明されるよう照明源１０１が構成される。また、ある実施形態では、照明センサ１２２及び１個又は複数個の輻射センサ１２４を有する検出器アセンブリ１２０に、コントローラ１２６が可通信結合される。更に、ある実施形態では、コントローラ１２６が、１個又は複数個の輻射センサ１２４からの１個又は複数個の輻射信号に基づき輻射検出事象の集合を識別するよう、更にはその輻射検出事象集合に係る輻射タイムスタンプの集合を生成するよう構成される。また、ある実施形態では、コントローラ１２６が、照明センサ１２２から受け取った照明信号に基づき照明検出事象の集合を識別するよう、更にはこの結像事象集合に係る照明検出事象タイムスタンプの集合を生成するよう構成される。更に、ある実施形態では、コントローラ１２６が、照明検出事象タイムスタンプ集合を上記輻射検出事象タイムスタンプ集合と比較することでそれら検出及び輻射タイムスタンプに基づく一致事象の集合を生成するよう構成される。また、ある実施形態では、コントローラ１２６が、その一致タイムスタンプ集合を排除することでサンプル１０６上の識別済フィーチャの集合、特にサンプル１０６上の識別済欠陥サイトに係るものを生成するよう構成される。

注記すべきことに、照明センサ１２２による照明検出事象は、その近くにある輻射センサ１２４により同時的な輻射検出事象が検出されている場合、偽カウントと見なすことができる。しかしながら、照明センサ１２２による照明検出事象と輻射センサによる輻射検出事象との間には、それら２センサ間の輻射ビーム伝搬時間にまつわる非ゼロの時間差があろう。加えて、例えばコントローラ１２６のクロック速度、照明センサ１２２の読み出し速度、輻射センサ１２４の読み出し速度等をはじめとする諸要因により、検出事象間の厳密な時間差を検出する能力が更に制限されうる。照明センサ１２２による照明検出事象と輻射センサ１２４による輻射検出事象とを同時であると見なせるのは、例えば、それら２事象間の時間差を本システム１００により識別できない場合等である。注記すべきことに、この同時検出条件は限定を意図するものではない。例えば、同時事象の検出に係る時間分解能を調整することで本システム１００の感度を調整することができる。一例としては、同時事象の検出に係る時間分解能が数十μ秒あれば、許容可能な偽カウント緩和率を実現するのに十分であろう。

注記すべきことに、輻射誘起性偽カウントの緩和がシステム１００によって実時間実行される必要はない。図４に、本件開示の実施形態のうち、タイミングベースでの輻射誘起性偽カウント緩和が検査システム内で後処理として適用されるものを示す。ある実施形態では、サンプル１０６を検査するよう構成されているサンプル検査コントローラ４０２へと、サンプル１０６からの照明を検出して照明信号を送るよう照明センサ１２２が構成される。サンプル検査コントローラ４０２は、例えば撮像、欠陥検出等をはじめ本件技術分野で既知な任意種類のサンプル検査を実行するよう、構成することができる。また、ある実施形態では、照明センサ１２２及び１個又は複数個の輻射センサ１２４にタイミング分析コントローラ４０４が可通信結合される。更に、ある実施形態では、そのタイミング分析コントローラ４０４が、１個又は複数個の輻射センサ１２４から１個又は複数個の輻射信号を受け取るよう構成される。また、ある実施形態では、そのタイミング分析コントローラ４０４が更に、サンプル１０６に関係のない輻射の検出に係る輻射検出事象を識別し、その輻射検出事象に係るタイミング情報を後処理回路４０６に送るよう構成される。また、ある実施形態では、そのタイミング分析コントローラが更に、照明センサ１２２から同期信号を受け取り照明センサからの入力に係る輻射検出事象を補正するよう構成される。その同期信号には照明捕捉の開始及び終了時刻等を含めることができる。ある実施形態では、後処理コントローラ４０６が、輻射検出事象に係るタイミング情報をサンプル検査コントローラ４０２の出力に関連付けることで、照明センサ１２２により検出された輻射誘起性事象に係る偽カウントを除去する。また、ある実施形態では、タイミングコントローラ４０４により輻射検出事象のリストがビニング用に後処理回路４０６に供給される。注記すべきことに、コントローラ４０２、４０４及び４０６により実行される諸ステップを、それらに代え単一のコントローラ１２６により或いはコントローラの任意の組合せにより実行してもよい。更に注記すべきことに、任意のコントローラ又はその任意な組合せを共通のハウジング内に収容してもよいし、或いは複数個のハウジング内に収容してもよい。この形態によれば、タイミングベースの輻射誘起性偽カウント緩和サブシステムをモジュール化及びパッケージングし、既存の検査システムプラットフォームに組み込むことができる。従って、上掲の記述は限定ではなく例証として解されるべきである。

注記すべきことに、サンプル検査コントローラ４０２、タイミング分析コントローラ４０４及び後処理コントローラ４０６に係る個別的コントローラ群を利用することで、タイミングベースの輻射誘起性偽カウント緩和システムのモジュール化が可能になるので、既存のウェハ検査システムに係るハードウェア及び／又はソフトウェアにその緩和システムを統合するのが容易である。このように、輻射誘起性偽カウント緩和システムを付加することにより、本件技術分野で既知な任意の検査システムを改善することができる。更に注記すべきことに、本願中で上述の通り、１個又は複数個の輻射シールド１１８を組み込むことや、照明センサ１２２を鉛直にすることや、照明センサ１２２の画素ボリュームを減らすことにより、検査システムにおける輻射誘起性偽カウントの更なる低減を達成することができる。

注記すべきことに、輻射誘起性偽カウント緩和システムを有していても検出器アセンブリ（例．１２０）で偽カウントが発生することがある。ある実施形態によれば、コントローラ１２６に２個以上の検出器アセンブリ１２０を可通信結合し、その検出器アセンブリ１２０を用いることで、検査システムにおける輻射誘起性偽カウントを更に低減することができる。ある実施形態では、各検出器アセンブリが照明センサ１２２を有する。また、ある実施形態では、各検出器アセンブリが、照明センサ１２２に近接した１個又は複数個の輻射センサ１２４を有する。検出器アセンブリのうち１個に係る偽カウントが別の検出器アセンブリでも生起することはほとんどあり得ない。複数個の検出器アセンブリを利用することによって、システム１００内偽カウントの総数を更に低減することができる。ある実施形態では、複数通りの立体角で散乱及び／又は反射されてくる照明を検出しうる向きに複数個の検出器アセンブリが向けられる。注記すべきことに、１個又は複数個の検出器アセンブリ１２０により検出される複数通りの立体角での期待照明パターンに基づき多数の偽一致事象を除去しつつ既知種別の欠陥を捉えることが可能な指標又はフィルタを、開発・展開することが可能である。

図５は、本件開示のある実施形態に従い検査システム内の検出器上での輻射誘起性偽カウントを低減する方法を示すフロー図である。ある実施形態に係る方法は、照明ビームで以てサンプルの少なくとも一部分を照明するステップ５０２を有する。また、ある実施形態に係る方法は、照明センサから受け取った照明信号に基づき結像事象の集合を識別するステップ５０４を有する。更に、ある実施形態に係る方法は、結像事象集合に係る結像事象タイムスタンプの集合を生成するステップ５０６を有する。また、ある実施形態に係る方法は、１個又は複数個の輻射センサから受け取った１個又は複数個の輻射信号に基づき輻射検出事象の集合を識別するステップ５０８を有する。更に、ある実施形態に係る方法は、輻射事象集合に係る輻射検出事象タイムスタンプの集合を生成するステップ５１０を有する。また、ある実施形態に係る方法は、結像検出事象タイムスタンプ集合を輻射検出事象タイムスタンプ集合と比較することで一致事象の集合を生成するステップ５１２を有する。この形態における一致事象集合は、タイムスタンプがマッチングしている照明検出事象及び輻射検出事象で構成されるものである。更に、ある実施形態に係る方法は、結像事象集合から一致事象集合を排除することでサンプル上の識別済欠陥サイトの集合を生成するステップ５１４を有する。

注記すべきことに、上述され且つ図１～図５に示されているシステム１００の構成要素群は専ら例証のため提示されているので、限定事項として解されるべきではない。推認できる通り、本発明の技術範囲内で様々な等価的又は付加的構成を利用することができる。一例としては、ビームブロック、輻射シールド１１８等をはじめとする付加的要素を本システム１００に組み込むことで、フォールスポジティブを発生させかねない不要信号が照明センサ１２２や１個又は複数個の輻射センサ１２４に到達することを、妨げることができる。例えば、十分な熱的及び／又は電気的特性を有する１個又は複数個の輻射シールド１１８をセンサパッケージ（例．セラミクス製センサパッケージ）に直に接合して空間的条件及び／又はコストを軽減することができる。

本願記載のいずれの方法も、それら方法実施形態の１個又は複数個のステップでの結果が格納媒体に格納される方法にすることができる。それら結果は、本願記載の任意の結果を含むものとすること及び本件技術分野で既知な任意の要領で格納することができる。その格納媒体には、本願記載の任意の格納媒体や、本件技術分野で既知で好適な他の任意の格納媒体を含めることができる。結果を格納し終えた後に、格納媒体内にあるそれら結果にアクセスし、それらを本願記載の任意の方法又はシステム実施形態で用いること、ユーザ向け表示に備えフォーマットすること、他のソフトウェアモジュール、方法又はシステムで用いること等々ができる。更に、それら結果の格納は「永久的」でも「半永久的」でも一時的でも或いはある程度の期間に亘るそれでもよい。例えば、格納媒体をランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）とし、それら結果がその格納媒体内で必ずしも無限には保持されないようにしてもよい。

信ずるところによれば、本件開示及びそれに付随する長所の多くは上掲の記述により理解されるであろうし、被開示主題から離隔することなく又はその必須な長所を全て犠牲にすることなく諸部材の形態、構成及び配置に様々な変形を施せることが、明らかであろう。記述されている形態は単なる例示であり、後掲の特許請求の範囲ではそうした変形を包括及び包含することが意図されている。更に、本件開示が別記請求項により定義されることをご理解頂けよう。

Claims (10)

1. 輻射誘起性偽カウント緩和型検査システムであって、
   サンプルからの照明を検出するように方向付けられた１つ又は複数の照明センサに通信可能に結合され、サンプル検査を実行するサンプル検査コントローラと、
   前記照明センサ、及び前記照明センサに近接して位置決めされ、粒子輻射を検出するように構成された１つ又は複数の輻射センサに通信可能に結合されたタイミング分析コントローラと、
   前記サンプル検査コントローラと前記タイミング分析コントローラに通信可能に結合された後処理回路と、
   を備え、
   前記タイミング分析コントローラは、
   前記１つ又は複数の輻射センサから１つ又は複数の輻射信号を受け取り、
   前記サンプルに関係のない輻射の検出に係る輻射検出事象を識別し、その輻射検出事象に係るタイミング情報を前記後処理回路に送り、
   前記後処理回路は、
   前記輻射検出事象に係るタイミング情報を前記サンプル検査コントローラの出力に関連付けることで、前記照明センサにより検出された輻射誘起性事象に係る偽カウントを除去する、
   輻射誘起性偽カウント緩和型検査システム。
2. 請求項１に記載の輻射誘起性偽カウント緩和型検査システムであって、
   前記タイミング分析コントローラは、前記照明センサから同期信号を受け取り前記照明センサからの入力に係る輻射検出事象を補正する、
   輻射誘起性偽カウント緩和型検査システム。
3. 請求項２に記載の輻射誘起性偽カウント緩和型検査システムであって、
   前記同期信号には、照明捕捉の開始時刻及び終了時刻が含まれる、
   輻射誘起性偽カウント緩和型検査システム。
4. 請求項１に記載のシステムであって、前記１つ又は複数の照明センサが、
   １つ又は複数の単一画素センサ及び１つ又は複数の複数画素センサのうち少なくとも一方を備えるシステム。
5. 請求項４に記載のシステムであって、前記１つ又は複数の単一画素センサが、
   １つ又は複数の光電子増倍管（ＰＭＴ）、１つ又は複数のフォトダイオード及び１つ又は複数のアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）デバイスのうち少なくとも１個を備えるシステム。
6. 請求項４に記載のシステムであって、前記１つ又は複数の複数画素センサが、
   １つ又は複数の電荷結合デバイス（ＣＣＤ）及び１つ又は複数の相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）デバイスのうち少なくとも一方を備えるシステム。
7. 請求項１に記載のシステムであって、前記１つ又は複数の輻射センサが、前記照明センサの能動領域より広い能動領域を有するよう構成されているシステム。
8. 請求項１に記載のシステムであって、前記照明センサのセンサ面が鉛直方向に平行となるように配置されているシステム。
9. 請求項１に記載のシステムであって、ミューオン、α粒子、β粒子及びγ輻射のうち少なくとも１個を検出するよう前記１つ又は複数の輻射センサが構成されているシステム。
10. 請求項１に記載のシステムであって、前記１つ又は複数の輻射センサが１つ又は複数のシンチレーションセンサを含むシステム。

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