JP5112650B2 - チャックに対する光ビームの位置のドリフトを決定する方法およびシステム - Google Patents

Description

本発明は、一般に、チャックに対する光ビームの位置のドリフトを決定する方法およびシステムに関する。ある実施態様は、検査中に試験体が配置されるチャックに対する光ビームの位置のドリフトを決定することを含む方法に関する。

以下の記述と例は、このセクションに含まれたということによって、従来の技術であると見なされるべきではない。

論理デバイスやメモリなどの半導体デバイスの製造は、通常、半導体デバイスの様々なフィーチャや複数のレベルを形成するために、いくつかの半導体製造プロセスを使用して半導体ウェハなどの試験体を処理することを含む。たとえば、リソグラフィは、半導体ウェハの上に構成されたレジストにパターンを転写することを通常含む半導体製造プロセスである。半導体製造プロセスのさらなる例には、化学機械研磨、エッチング、堆積、イオン注入があるが、これに限定されるものではない。複数の半導体デバイスが、半導体ウェハ上の構成されて製造され、次いで、個々の半導体デバイスに分離される。

ウェハ上の欠陥を検出するために、検査プロセスが、半導体製造プロセス中の様々な時間に使用される。検査は、常に、集積回路などの半導体デバイスを製造する重要な一部である。しかし、半導体デバイスの寸法が減少するにつれて、検査は、許容可能な半導体デバイスを首尾よく製造するために、さらにより重要になる。たとえば、半導体デバイスの寸法が減少するにつれて、サイズの小さい欠陥の検出が必要になる。比較的小さい欠陥でも、半導体デバイスにおいて望ましくない異常を生じることがあるからである。

ウェハ上の欠陥位置の決定は、欠陥に関する追加の情報を生成するために、欠陥が突き止められたウェハ上の位置を探す、欠陥レビューなどのプロセスを容易にするためにも重要である。したがって、決定された欠陥位置が不正確である場合、レビュー中に欠陥を探さなければならず、これにより、レビュー・プロセスのスループットが低下する。さらに、不正確な欠陥位置により、他の欠陥が不正確な位置に偶然位置する場合にレビューの精度と有用性が低下し、それにより検査やレビューの結果を混乱させることになる。明らかに、欠陥のサイズが減少するにつれて、欠陥位置の許容可能な誤差も小さくなる。たとえば、不正確な欠陥位置に基づいて欠陥を見つける難しさは、欠陥のサイズが減少するにつれて増大する。不正確な欠陥位置は、欠陥の修復または除去、欠陥の分析など、欠陥位置情報に基づいて実施されるあらゆるプロセスに明らかに影響を与える。

欠陥検出と欠陥位置決定の精度を上げる１つの方法は、ウェハを検査する前に検査システムを正確に較正するものである。たとえば、検査システムの較正中、検査中に試験体が配置されるチャックの中心からのｘ方向とｙ方向での光ビームのずれを測定することが可能である。次いで、測定されたずれは、検査中に獲得される位置情報を補正するために使用される。したがって、いくつかの較正プロセスは、チャックに対する光ビームのドリフトを補償する。しかし、較正プロセスは、通常、頻繁には実施されないので（たとえば、頻繁な較正はスループットを低下させるので）、較正間の光ビームの位置のあらゆるドリフトが測定されるわけではない。代わりに、チャックに対する入射光ビームの位置は、較正間で比較的安定であると想定される。したがって、較正間の光ビームの位置のあらゆるドリフトが、ウェハ上の欠陥位置の報告されたｘ座標とｙ座標について誤差を生成する。

傾斜入射光ビームを使用するいくつかの検査システムが、ウェハに対する光ビームの位置のある変化を補償するように構成される。ウェハに対する光ビームの位置の変化は、検査中に測定することができる。そのような変化を測定することは重要である。高さの変化により、傾斜入射光ビームの位置がウェハの上において変化することがあるからである。したがって、高さの変化による傾斜入射ビームの位置変化を補償することができるシステムが、傾斜入射ビーム位置のドリフトの少なくとも一部について重要な補正を実現した。しかし、高さの変化は、径方向位置の補正の２倍を必要とする横方向ビーム・ドリフトと同じ信号を生成するので、上述の傾斜入射ビームのｘ−ｙ位置のドリフトの補償は、ビームの横方向ドリフトの一部しか補償しない。その結果、傾斜入射ビームの位置のドリフトによって導入される誤差の半分は、補正されない。

明らかに、垂直入射光ビームの位置は、高さの変化により変化しない。しかし、垂直入射ビームの位置は、たとえば、システムの光学機器のドリフトや、検査中に試験体が配置されるチャックのドリフトに応じて、変化する。しかし、上述のシステムは、較正間の垂直入射ビームの位置のいずれのドリフトも補償しない。したがって、垂直入射ビームの位置は、上述の高さの変化による位置の不正確さからは悪影響を受けないが、重大な誤差が、垂直入射ビームを使用する検査中に生成される位置情報に含まれる可能性がある。システムの光学機器とチャックにおけるそのようなドリフトは、傾斜入射ビームでの検査中に生成される位置情報にも影響を与え、そのような不正確さは、上述のシステムによって補償されない。
米国特許第６５３８７３０号 米国特許第６２０１６０１号 米国特許第６２７１９１６号

したがって、チャックに対する光ビームの位置のすべての可能な変化を補償することができ、かつ検査のスループットを大きく低下させずに、比較的頻繁に実施することができる、検査中に試験体が配置されるチャックに対するｘ方向および／またはｙ方向での光ビームの位置のドリフトを決定する方法およびシステムを開発することが有利である。

チャックに対する光ビームの位置のドリフトを決定するシステムと方法の様々な実施態様の以下の記述は、添付の請求項の主題を限定すると決して解釈されるべきではない。

一実施態様は、検査中に試験体が配置されるチャックに対する光ビームの位置のドリフトを決定する方法に関する。方法は、光ビームで表面を照明することを含む。表面は、その表面の照明中にチャックに対して所定の位置を有する。方法は、表面の照明に応答して信号を生成することをも含む。さらに、方法は、信号を使用してチャックに対する光ビームの位置のドリフトを決定することを含む。

一実施態様では、ドリフトは、ｘ方向またはｙ方向でのチャックに対する光ビームの位置のドリフトを含む。異なる実施態様では、ドリフトは、ｘ方向とｙ方向でのチャックに対する光ビームの位置のドリフトを含む。

一実施態様では、表面は基準面を含む。１つのそのような実施態様では、基準は、少なくとも１つのパターンとされたフィーチャ、すなわちパターン化フィーチャを含む。追加のそのような実施態様では、基準は、ｙ方向への横延長部、および横延長部に沿ってほぼ同じ特性を有する少なくとも１つのパターン化フィーチャを含む。他のそのような実施態様では、基準は、第１パターン化フィーチャと第２パターン化フィーチャを含む。そのような実施態様では、第１パターン化フィーチャは、ｙ方向で横方向に延び、第２パターン化フィーチャは、ｙ方向に対してある角度の方向において横方向に延びる。異なるそのような実施態様では、基準は、３次元の形状を有する反射器を含む。他の実施態様では、表面は、検出器の表面を含む。他の実施態様では、表面は、検出器の前に配置されたマスクの表面を含む。

他の実施態様では、方法は、光ビームとチャックを含む検査システムの較正の間に実施される。一実施態様では、光ビームは、傾斜入射ビームとすることが可能である。異なる実施態様では、光ビームは、垂直入射ビームとすることが可能である。

一実施態様では、方法は、ドリフトに基づいてチャックに対する光ビームの位置を変更することを含む。他の実施態様では、方法は、ドリフトに基づいて検査中に試験体上で検出される欠陥の位置を決定することを含む。上述の方法の実施態様のそれぞれは、本明細書において記述されるあらゆる他のステップを含むことが可能である。

他の実施態様は、試験体を検査し、検査中に試験体が配置されるチャックに対する光ビームの位置のドリフトを決定するように構成されるシステムに関する。システムは、光ビームで基準を照明するように構成される照明サブシステムを含む。基準は、照明中にチャックに対して所定の位置を有する。システムは、基準の照明に応答して信号を生成するように構成される検出器をも含む。さらに、システムは、チャックに対する光ビームの位置のドリフトを決定するために信号を使用するように構成されたプロセッサを含む。

一実施態様では、ドリフトは、ｘ方向またはｙ方向でのチャックに対する光ビームの位置のドリフトを含む。異なる実施態様では、ドリフトは、ｘ方向およびｙ方向でのチャックに対する光ビームの位置のドリフトを含む。

一実施態様では、基準は、少なくとも１つのパターン化フィーチャを含む。追加の実施態様では、基準は、ｙ方向への横延長部、および横延長部に沿ってほぼ同じ特性を有する少なくとも１つのパターン化フィーチャを含む。他の実施態様では、基準は、第１パターン化フィーチャと第２パターン化フィーチャを含む。１つのそのような実施態様では、第１パターン化フィーチャは、ｙ方向で横方向に延び、第２パターン化フィーチャは、ｙ方向に、ある角度の方向において横方向に延びる。異なる実施態様では、基準は、３次元の形状を有する反射器を含む。

いくつかの実施態様では、プロセッサは、システムによって試験体上で検出された欠陥の位置を決定するために、ドリフトを使用するようにも構成される。他の実施態様では、プロセッサは、チャックに対して光ビームの位置を変更するために、ドリフトを使用するように構成される。上述のシステムの実施態様のそれぞれは、本明細書において記述されるように、さらに構成されることも可能である。

追加の実施態様は、試験体を検査し、検査中に試験体が配置されるチャックに対する光ビームの位置のドリフトを決定するように構成される異なるシステムに関する。このシステムは、光ビームで検出器を照明するように構成される照明サブシステムを含む。検出器は、照明中にチャックに対して所定の位置を有する。検出器は、照明中に光ビームの位置に応答して信号を生成するように構成される。さらに、システムは、チャックに対する光ビームの位置のドリフトを決定するために、信号を使用するように構成されたプロセッサを含む。

一実施態様では、ドリフトは、ｘ方向またはｙ方向でのチャックに対する光ビームの位置のドリフトを含む。異なる実施態様では、ドリフトは、ｘ方向、ｙ方向でのチャックに対する光ビームの位置のドリフトを含む。

いくつかの実施態様では、検出器は、検査に使用されるように構成されない。追加の実施態様では、システムは、信号が光ビームによるマスクの照明にさらに応答するように、照明サブシステムと検出器との間に配置されたマスクをも含む。１つのそのような実施態様では、検出器はフォトダイオードを含む。上述のシステムの実施態様のそれぞれは、本明細書において記述されるようにさらに構成される。

本発明の他の利点は、好ましい実施態様の以下の詳細な記述の利益として、また添付の図面を参照したとき、当業者には明らかになる可能性がある。

本発明は、様々な修正および代替形態が可能であるが、その具体的な実施態様が、図面において例として示されており、本明細書において詳細に記述されているる。図面は、原寸に比例していない可能性がある。しかし、図面と詳細な記述は、開示される特定の形態に本発明を限定することを意図するものではなく、対照的に、添付の請求項によって確定される本発明の精神と範囲内にあるすべての修正、均等物、代替物を網羅することを意図するものであることを理解されたい。

本明細書において使用される際に、「試験体」という用語は、一般に、ウェハまたは問題の欠陥がある可能性がある他のあらゆる試験体を指す。「試験体」と「ウェハ」という用語は、本明細書では交換可能に使用されるが、ウェハに関して記述される実施態様は、上述のように、あらゆる他の試験体について構成および／または使用されることが可能であることを理解されたい。

本明細書において使用される際に、「ウェハ」という用語は、一般に、半導体または非半導体の材料で形成される基板を指す。そのような半導体または非半導体の材料の例には、単結晶シリコン、ヒ化ガリウム、リン化インジウムがあるが、これに限定されるものではない。そのような基板は、半導体製造設備において一般的に見られる、および／または処理される。

ウェハの上には１つまたは複数の層が形成される。たとえば、そのような層は、レジスト、誘電体材料、導電材料を含むが、それに限定されない。多くの異なるタイプのそのような層が、当技術分野において知られており、本明細書において使用されるウェハという用語は、すべてのタイプのそのような層が形成されるウェハを含むことを意図する。ウェハの上に形成された１つまたは複数の層がパターニングされることがある。たとえば、ウェハは、反復可能なパターンのフィーチャを有するそれぞれが複数のダイを含むことがある。材料のそのような層を形成し、処理することにより、最終的に、完成半導体デバイスを得ることができる。したがって、ウェハは、完成半導体デバイスのすべての層が形成されてはいない基板だけでなく、完成半導体デバイスのすべての層が形成されている基板をも含む。

ウェハは、集積回路の少なくとも一部分、薄膜ヘッド・ダイ、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイス、平坦パネル・ディスプレイ、磁気ヘッド、磁気や光学の記憶媒体、フォトニクスやレーザなどの光電子デバイスを含む他の構成要素、導波路、ウェハの上で処理された他の受動構成要素、印刷ヘッド、ウェハの上で処理されたバイオチップをさらに含む。

ここで図面を参照すると、図１〜５は、原寸に比例して描かれていないことに留意されたい。具体的には、図の要素のいくつかの縮尺は、要素の特性を強調するために、大きく誇張されている。また、図１〜５は、同じ縮尺で描かれていないことにも留意されたい。同様に構成されることが可能である２つ以上の図に示される要素は、同じ参照符号を使用して示されている。

試験体を検査するように構成されるシステムの１つの実施形態が図１に示されている。図１に示されるシステムは、非パターン形成ウェハ検査のために構成され、ＫＬＡ−テンコール（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ）［カルフォルニア州サン・ホゼ在］から市販されているＳＰ１^TB1システムに基づく。この検査システムは、本明細書において完全に述べられているかのように参照によって組み込まれているバエズ（Ｖａｅｚ）−イラバニ（Ｉｒａｖａｎｉ）らへの米国特許第６５３８７３０号により詳細に記述されている。図１に示されるシステムは、パターン形成ウェハや非パターン形成ウェハの検査のために、この特許で記述されるようにさらに構成されてもよい。明瞭化のために、システムの区画のいくつかと詳細は、図１や本明細書において呈示される対応する記述から省略されている。さらに、米国特許第６５３８７３０号は、やはり本明細書において完全に述べられているかのように参照によって組み込まれているバエズ−イラバニらの米国特許第６２０１６０１号とマルクサ（Ｍａｒｘｅｒ）らの第６２７１９１６号に関する。図１に示されるシステムは、これらの特許において記載されているようにさらに構成されてもよい。

図１に示されるシステムは照明サブシステムを含む。照明サブシステムは、光１０を生成するように構成されている。たとえば、照明サブシステムは、光１０を生成するように構成される光源１２を含むことが可能である。照明サブシステムは、傾斜入射角度において光１０をウェハ１４に向けるように構成されている。照明サブシステムは、折畳みミラー、ビーム分割器、偏光構成要素、フィルタ、レンズなど、光１０の経路に配置されるいくつかの光学構成要素（図示せず）を含む。入射角度は、たとえば、光の特性と試験体の特性に応じて変更することが可能である。１つの適切な入射角度は、ウェハの上面に対する垂線から約７０°とすることが可能である。

照明サブシステムは光源１６をも含む。光源１６は、光１８を生成するように構成され、光１８は、ほぼ垂直の入射角度で照明サブシステムによってウェハ１４に向けられる。照明サブシステムは、光１８の経路に配置されるいくつかの光学構成要素（図示せず）を含む。これらの光学構成要素は、上記で記述された光学構成要素のいずれかを含むことが可能である。

光源１２、１６は、レーザなど、当技術分野において既知の任意の適切な光源を含む。異なる実施形態では、システムは、傾斜と垂直の両方の照明用の光を供給するために使用される単一光源（図示せず）とすることが可能である。たとえば、多波長レーザなどの単一光源が、ビーム分割器（図示せず）に結合される。ビーム分割器は、異なる波長を有する別々のビームにレーザからの光を分割するように構成され、異なる波長の一方は、垂直照明に、他方は、傾斜照明に使用される。照明サブシステムは、当技術分野において既知の単一光源とビーム倍増管とのあらゆる他の適切な組合わせを含むことが可能である。上記の組合わせのいずれかにおいて、光１０は、光１８の特性とは異なる波長および／または偏光などの１つまたは複数の特性を有してもよい。代替として、光１０は、光１８とほぼ同じ特性を有することも可能である。

ウェハ１４は、チャック２０に担持されている。らせん経路で移動するウェハの上の領域またはスポットを光１０、１８が照明するように、チャック２０は回転または併進させられる。たとえば、このシステムでは、ステージがｘ方向の運動を提供する。スピンドルがステージに取り付けられ、回転を提供する。チャックは、スピンドルの上に取り付けられ、ウェハを担持する。代替として、光１０、１８を、ウェハ全体をらせん経路または他のタイプの走査経路を追跡するように、当業者には既知の任意の方式でウェハの上を移動させるようにしてもよい。チャック２０は、本明細書において記述されるようにさらに構成することも可能である。

ウェハを照明することにより、光がウェハから散乱される。さらに、傾斜入射光と垂直入射光の両方がウェハから散乱される。図１に示されるシステムは、試験体から散乱された光を収集し、散乱光に応答して信号を生成するように構成される検出サブシステムを含む。信号は、本明細書においてさらに記述されるように、試験体上の欠陥を検出するために使用することができる。

検出サブシステムは、レンズ収集器２２、ミラー２４、ビーム分割器２６、検出器２８、３０を含み、検出器は、検出サブシステムの「狭い」チャネルを形成する。すなわち、ウェハの表面に対する垂線に比較的近い方向に沿ってウェハの上の照明領域から散乱された光が、レンズ収集器２２によって収集されて集束される。このようにして、レンズ収集器２２は、比較的「狭い」散乱角度でウェハから散乱された光を収集する。レンズ収集器２２は収集された光をミラー２４に向け、ミラー２４は光をビーム分割器２６に向ける。ビーム分割器２６は、光の一部分を検出器２８に向け、光の他の部分を検出器３０に向けるように構成されている。一方の検出器は、垂直入射ビームによる照明により比較的狭い角度で散乱された光を検出するために使用され、他方の検出器は、傾斜入射ビームによる照明により比較的狭い角度で散乱された光を検出するために使用される。検出器２８、３０は、当技術分野において既知の任意の適切な検出器（たとえば、光電子倍増管（ＰＭＴ））を含む。さらに、検出器２８、３０は、同じ構成、または異なる構成とすることが可能である。検出サブシステムの狭いチャネルは、当技術分野で既知のあらゆる他の光学構成要素（図示せず）を含む。たとえば、１つまたは複数の偏光構成要素が、収集光の経路に配置されることがある。さらに、空間フィルタが、垂直入射ビームの正反射が検出器２８および３０に到達するのを防止するために、検出サブシステムの狭いチャネル部分に含まれてもよい。

検出サブシステムは、楕円ミラー３２、ビーム分割器３４、検出器３６、３８を含み、これらの検出器は検出サブシステムの「広いチャネル」を形成する。すなわち、ウェハの表面に対する垂線から比較的遠い方向に沿ってウェハ上の照明領域から散乱された光が、楕円ミラー３２によって収集され、集束される。このようにして、楕円ミラー３２は、比較的「広い」散乱角度でウェハから散乱された光を収集する。楕円ミラー３２は、収集された光をビーム分割器３４に向ける。ビーム分割器３４は、光の一部分を検出器３６に向け、光の他の部分を検出器３８に向けるように構成される。一方の検出器が、垂直入射ビームによる照明により比較的広い角度で散乱された光を検出するために使用され、他方の検出器が、傾斜入射ビームによる照明により比較的広い角度で散乱された光を検出するために使用される。検出器３６、３８は、当技術分野において既知の任意の適切な検出器（たとえば、ＰＭＴ）を含むことが可能である。さらに、検出器３６、３８は、同じ構成、または異なる構成とすることが可能である。検出サブシステムの広いチャネル部分は、当技術分野で既知のあらゆる他の光学構成要素（図示せず）を含むことが可能である。たとえば、１つまたは複数の偏光構成要素を収集光の経路に配置してもよい。

検出器２８、３０、３６、３８は、散乱光に応答して信号を生成するように構成される。プロセッサ４０が、図１において点線によって示されるように、伝送媒体によって検出器２８、３０、３６、３８に結合される。伝送媒体は、当技術分野において既知の任意の適切な伝送媒体を含む。さらに、アナログ・デジタル変換器など、１つまたは複数の追加の構成要素（図示せず）が検出器とプロセッサとの間に挿入されることがある。このようにして、検出器によって生成された信号をプロセッサに送ることができる。プロセッサは、ウェハの上の欠陥を検出するために、信号を使用するように構成されている。プロセッサは、信号を使用して欠陥を検出する当技術分野において既知の任意のアルゴリズムまたは方法を使用するように構成することも可能である。

図１に示されるシステムは、ウェハの表面に対して傾斜入射ビームを位置決めするように構成される１つまたは複数の構成要素（図示せず）を含む。このようにして、プロセッサは、検査中に生成される位置情報を補正するために、これらのビーム配置構成要素からの情報を使用することができる。しかし、上述のように、これらの構成要素は、高さの変化に対して傾斜入射ビームの位置の誤差を決定するように構成されるので、チャックに対する傾斜入射ビームの位置の誤差は部分的にのみ補正される。さらに、そのようなシステムは、チャックに対する垂直入射ビームの位置について測定または補正を含まない。代わりに、垂直入射ビームと傾斜入射ビームのｘ−ｙ較正後、チャックに対するビームの位置は、安定であるとする。

しかし、図１に示されるシステムを修正して、検査中に試験体が配置されるチャックに対する光ビームの位置のドリフトをシステムが決定するように構成させてもい。したがって、修正されたシステムは、ウェハ上の欠陥のｘ位置および／またはｙ位置をより正確に決定することができる。欠陥位置の補正の一部分は、チャックを回転させるためにスピンドルが配置されるチャックの中心など、チャックの上の所定の位置に対する入射ビーム・スポットのドリフトを決定することに依拠する。本明細書において記述されるシステムの実施形態は、較正の間に入射ビームの位置のドリフトを測定することによって検出位置のこの部分のｘ補正および／またはｙ補正を改善する。

１つのそのような実施形態では、図１に示されるシステムは、チャックに対して所定の位置を有する基準（図１には示されていない）を含むように構成することも可能である。基準は、本明細書においてさらに記述されるように、チャックに対する光ビームの位置のドリフトを決定するために使用することができる。図２は、そのような基準の一実施形態を示す。この実施形態では、基準４２は、少なくとも１つのパターン化フィーチャ４４を含む。基準は、本明細書においてさらに記述されるように、チャックに対する光ビームの位置のドリフトを決定するために、少なくとも１つのフィーチャから散乱される光を使用することができるように、少なくとも１つのパターン化フィーチャを含む。さらに、１つのパターン化フィーチャが、一方向での光ビームの位置のドリフトを決定して補正するのに十分であるが、基準は、ｘ方向とｙ方向のドリフトを決定して補正するために、ならびに／あるいはドリフト測定についてより優れた精度を提供するために（たとえば、平均により）、２つ以上のパターン化フィーチャを含むことが可能である。

基準は、３つのパターン化フィーチャを含むように図２に示されているが、基準は、３つより少ないまたは多いパターン化フィーチャを含むことが可能であることを理解されたい。さらに、基準のフィーチャは、比較的「一様」であるように図２に示されているが、基準のフィーチャは、図２に示されているように一様である必要はないことを理解されたい。

図２に示されているように、パターン化フィーチャ４４は、材料４６に形成されたトレンチを含む。一例では、材料４６は、黒色陽極処理アルミニウムであり、トレンチは、黒色陽極処理アルミニウムに形成されたほぼ線形でほぼ平行なスクラッチであり、ブランク・アルミニウムを露出させる。他の例では、材料４６は、１片のベア・シリコン・ウェハであり、トレンチは、高電力レーザでシリコン・ウェハの表面の中に切り込まれた溝である。しかし、そのようなパターン化フィーチャは、当技術分野で既知の任意の適切なプロセスを使用して当技術分野で既知の任意の適切な材料で形成することが可能である。さらに、パターン化フィーチャは、照明されるとき、特徴的な光散乱を生じさせる任意の形状を有することが可能である。パターン化フィーチャと材料は、異なる材料で形成されることも可能である。たとえば、パターン化フィーチャは、１片のシリコン・ウェハ上に形成された１組のラインを含むことが可能である。ラインは、導電材料、誘電体材料、またはフォトレジストなど、シリコン以外の材料で形成することが可能である。

図２に示されるように、基準４２のパターン化フィーチャは、ｙ方向に横延長部を有する。このようにして、パターン化フィーチャは、ステージ進行方向（ｘ方向）に垂直に位置合わせされる。１つのそのような実施形態では、パターン化フィーチャは、ｙ方向への横延長部に沿ってほぼ同じ特性を有する。フィーチャの横延長部に沿ってほぼ同じであるパターン化フィーチャの特性は、フィーチャから散乱された光に影響を与える可能性がある任意の特性を含むことが可能であり、本明細書においてさらに記述されるように、チャックに対する光ビームの位置のドリフトを決定するために使用される。異なる実施形態では、パターン化フィーチャは、横延長部に沿って異なる特性を有することが可能である。そのような実施形態では、横延長部に沿ったパターン化フィーチャの特性は、基準を使用する前に特徴付けることが可能である。このようにして、特性の任意の変化を、光散乱信号を補正するために使用することが可能であり、信号は、チャックに対する光ビームの位置のドリフトを決定するために使用される。したがって、パターン化フィーチャの特性が変化しても、光ビームの位置の決定されたドリフトについて誤差を生じない。

図２に示されるように、基準４２のパターン化フィーチャ４４は、システムの光ビーム４８によって照明される。パターン化フィーチャは、１つのパターン化フィーチャ４４が一度に光ビーム４８によって照明されるように構成される。すなわち、パターン化フィーチャのサイズと間隔は、１つのパターン化フィーチャが一度に入射ビームによって照明されるように、システムの入射ビームのスポット・サイズに基づいて選択することが可能である。一例では、パターン化フィーチャの幅は、光ビームが基準の上を移動する方向でのスポット・サイズの寸法の約半分以下とすることが可能である。たとえば、光ビームが基準の上を移動する方向のスポット・サイズの寸法が約６０ミクロンである場合、パターン化フィーチャの幅は、約２０ミクロンまたは約３０ミクロンとすることが可能である。さらに、パターン化フィーチャ間の間隔（基準が２つ以上のパターン化フィーチャを含む場合）は、フィーチャ１つのみが一度にビームによって照明されるように、ビーム幅より大きいことが可能である。このようにして、最も簡単な使用の場合、ビーム直径よりはるかに小さいサイズを有する１つのフィーチャを照明することが可能である。パターン化フィーチャのサイズと間隔は、システムの他の特性（たとえば、分解能、画素サイズなど）に加えて、光ビームのスポット・サイズに応じて変化することが可能である。したがって、基準のパターン化フィーチャの適切な構成は、使用されるシステムの特性に応じて変更されることが好ましい。さらに、光ビーム４８は、基準の上にほぼ楕円形のスポットを有するように示されているが、光ビームは、当技術分野で既知の適切な形状（たとえば、円）を有することが可能であることを理解されたい。

このようにして、基準を照明することによって生成される光散乱信号には、パターン化フィーチャから散乱される光を含む。パターン化フィーチャは、基準内において所定の位置を有し、かつ本明細書においてさらに記述されるように、基準は、照明中にチャックに対して所定の位置を有するので、光ビーム４８による照明のためにパターン化フィーチャから散乱された光に対応する信号を使用して、チャックに対する光ビームの位置のドリフトを決定することができる。

光ビームによって照明されるパターン化フィーチャは、上部縁と底部縁など、パターン化フィーチャのすべての光散乱アーティファクトを含むことがある。しかし、いくつかの実施形態では、光ビームによって照明されるパターン化フィーチャは、１つのパターン化フィーチャの一部分のみを含むことが可能である。たとえば、照明されるパターン化フィーチャは、１つのパターン化フィーチャの１つの上部縁のみを含むことが可能である。すなわち、チャックに対する光ビームの位置のドリフトに応答してデータを獲得するために照明されるパターン化フィーチャは、測定可能な方式で基準から散乱された光に影響を与える１つのパターン化フィーチャの任意の１つのアーティファクトを含む可能性がある。

図２においてさらに示されるように、基準４２は、いくつかの実施形態では、２つのパターン化フィーチャを含むことが可能である。材料４６に形成されるパターン化フィーチャ４４は、パターン化フィーチャの１つである。上述のように、パターン化フィーチャ４４は、ｙ方向で横方向に延びる。材料５２において形成されるパターン化フィーチャ５０は、パターン化フィーチャの第２である。パターン化フィーチャ５０と材料５２は、上述のパターン化フィーチャと材料の例のいずれかを含むことが可能である。さらに、パターン化フィーチャ４４、５０は、同様に構成されることが可能である。材料４６、５２も、同様に構成されることが可能である。

図２に示されるように、パターン化フィーチャ５０は、ｙ方向に対してある角度の方向で横方向に延びる。一実施形態では、パターン化フィーチャ５０が延びる方向は、ｙ方向から約４５°とすることが可能である。しかし、パターン化フィーチャ５０が延びる方向は、ｙ方向から０°より大きい角度と９０°以下の角度との間とすることが可能である。このようにして、第１パターン化フィーチャから散乱された光は、一方向でのチャックに対するビーム位置のドリフトを決定するために使用することが可能であり、第１パターン化フィーチャから散乱された光と第２パターン化フィーチャから散乱された光との差は、本明細書においてさらに記述されるように、他の方向でのチャックに対するビーム位置のドリフトを決定するために使用することが可能である。

他の実施形態では、基準は、３次元の形状を有する反射器を含むことが可能である。図３は、そのような基準のいくつかの実施形態を示す。図３に示されるように、基準５４は、部分的な球形を有する反射器である。基準５６も部分的な球形を有する反射器である。基準５４、５６は、異なる曲率を有する。そのような反射器は、基準から反射された光を拡大することが有利である可能性もある。図３においてさらに示されるように、基準５８は、ほぼ円錐の形状を有する反射器である。基準として使用することができる２つの異なる形状の反射器が図３に示されているが、反射器に対する入射光ビームの位置に応じて異なる角度に光を反射する任意の形状を有する反射器を、基準として使用することが可能であることを理解されたい。反射器の適切な形状は、入射角度や収集角度など、システムの特性に応じて変更することも可能である。さらに、図３に示される基準のそれぞれは、アルミニウムなどの任意の適切な反射材料で形成することが可能である。さらに、そのような反射基準に適切な材料は、波長、偏光など、光ビームの特性に基づいて選択することが可能である。

図３に示されるように、基準のそれぞれは、基板６０に結合することが可能である。基板は、たとえば、本明細書においてさらに記述されるように、シリコン・ウェハの一部、または基準をチャックに結合するのを容易にする他の材料を含むことが可能である。代わりに、基準のそれぞれは、チャックに直接結合される、またはチャックに結合されたデバイス（たとえば、回転チャックのスピンドル）に結合されてもよい。さらに、システムに含まれる基準は、３次元の形状を有する１つの反射器のみを含むことが可能である。代替として、基準は、２つ以上の反射器を含むことが可能であり、それぞれ、異なる３次元の形状または同じ３次元の形状を有するが、異なる特性を有する（たとえば、曲率、高さなど）。

したがって、上述のように、基準は、基準を照明する光ビームを散乱または反射するように構成される。しかし、他の実施形態では、基準を、光ビームが、伝送された光の応答を創出するために基準を経て伝送されるように構成することが可能であり、応答は、ｘ方向および／またはｙ方向でのチャックに対する光ビームの位置のドリフトを決定するために、本明細書において記述されるように使用することができる。伝送された光に基づくビーム位置ドリフト測定に使用される基準と検出器の位置は、散乱光または反射光に基づくビーム位置ドリフト測定に使用されるものとは異なる。しかし、伝送に基づく基準と検出器の位置は、本明細書において全般的にさらに記述されるように、システムと基準の特性に基づいて決定することができる。

図４は、上述のような基準が、図１に示されるシステムのチャックに結合される異なる方式を示す。図４に示されるように、試験体１４が、検査中にチャック２０の上に配置される。図４にさらに示されるように、試験体１４は、チャック２０より小さい面積を有する。チャック２０は、試験体１４の面積より大きい面積を有するように構成されることが多く、それにより、チャックの上の試験体の位置が変化する場合でも、試験体は、チャックによって完全に担持することができる。チャック２０は、通常、試験体の半径より数ミリメートル大きい半径を有する。したがって、本明細書において記述される基準はサイズが比較的小さいので、基準は、検査中に試験体が配置される領域内で、チャック２０の縁６２の付近に配置される。たとえば、図４に示されるように、基準は、縁６２と試験体１４の外縁との間で、チャック２０上の位置６４に配置することが可能である。接着剤、機械デバイス、または当技術分野で既知の任意の他の適切な結合機構を使用して、基準をチャックに結合することが可能である。

異なる実施形態では、基準は、チャック２０の領域の外部にある位置６６に配置することが可能である。この実施形態では、基準を、サポート６６に結合することが可能であり、サポートは、当技術分野で既知の任意の結合機構を使用してチャックに結合する、または結合しないことも可能である。このようにして、サポートとそのサポートの上に位置する基準は、チャックと共に回転する、または回転しないこともある。サポート６８は、基準の寸法以上の寸法を有することが可能である。さらに、サポート６８は、基準を適切に支持するには十分であるが、システム内においてチャックの運動を妨害しない領域を有する。たとえば、サポートは、チャックと共に移動する場合、サポートとシステムのすべての他の構成要素との間で適切なクリアランスを可能にする寸法を有する。

他の実施形態では、基準を、検査中に試験体が配置されるチャックの領域内に配置することが可能である。たとえば、基準は、検査中にチャックの中心から間隔をおいて位置し、かつ試験体の下にある位置７０に配置される。他の例では、基準を、チャックのほぼ中央の位置７２に配置する。このようにして、基準は、スピンドル７４に添付することが可能であり、スピンドルは、検査中にチャックを回転させるために、チャックに結合されている。

基準は、検査中に試験体の位置を基準が局所的に変化しないように、位置７０、７２に配置される。たとえば、基準は、基準の上面がチャックの上面とほぼ同一平面上にあるように、チャックの中に「沈む」ことが可能である。他の例では、基準は、試験体の検査中にチャックの中に沈むことが可能であり、基準がシステムの物体面にほぼ位置するように、ビーム位置ドリフトの測定中にチャックの上面より上の高さに移動することが可能である。このようにして、基準は、光ビームの焦点にほぼ位置することになる。基準のそのような移動は、当技術分野で既知の任意の適切なデバイスと制御装置を使用して実施することが可能である。

他の実施形態では、基準は、チャックに結合された他のデバイス（図示せず）に添付することが可能である。たとえば、いくつかのチャックが、較正デバイスを保持するために使用される１つまたは複数のホルダに結合されてもよい。たとえば、ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒから市販されているＳＰ１とＳＰ２検査システムは、「オートカル」ピンのホルダを含み、これは、次にチャックに取り付けられ、利得など、システムの検出器の特性を較正するために使用される。そのようなホルダまたは同様に構成されたホルダは、基準をチャックに取り付けるために使用することができる。

基準をチャックに対して配置することができるいくつかの異なる位置が図４に示されているが、基準は、チャックに対して任意の位置を有することが可能であることを理解されたい。さらに、チャックに対する基準の位置は、チャックの動きにより変化しない。代わりに、基準が回転する、および／または併進する、もしくはそうでない場合はチャックと共に動くことが可能である。さらに、基準の位置は、ビーム位置のドリフト測定が実施されているか否かに応じて変更することが可能である。たとえば、システムは、チャックに対する基準の位置が比較的再現可能である限り、位置の内外に基準をフリップさせるように構成させることができる。上記の例のいずれにおいても、基準は、少なくとも基準の照明中、チャックに対して所定の位置を有する。

システムは、光ビームで基準を照明するように構成される照明サブシステムをも含む。照明サブシステムは、検査に使用される照明サブシステムを含むことが好ましく、それにより、ｘ方向および／またはｙ方向でのチャックに対する光ビームの位置のドリフトは、基準を使用して決定することができる。基準を照明する光ビームは、検査に使用される光ビームのいずれかとすることが可能である。たとえば、図１のシステムでは、基準を照明する光ビームは、入射ビーム１８に垂直な傾斜入射ビーム１０とすることが可能である。さらに、２つ以上のそのような光ビームは、基準を順次または同時に照明することが可能である。このようにして、２つ以上の光ビームの位置のドリフトは、順次または同時に決定することが可能である。

図４に示されるように、基準は、照明サブシステムによって垂直には照明されないチャックに対する位置に配置することが可能である。具体的には、位置６４、６６は、試験体が垂直に配置されない領域に配置される。したがって、システムは、位置６４、６６を照明するように構成されない。しかし、チャックに対する光ビームのｘ位置および／またはｙ位置のドリフトの測定中に、基準が配置されるこれらおよびあらゆる他の位置を照明サブシステムが照明することができるように、システムの照明制御サブシステムおよび／またはソフトウエアに対して、比較的簡単な変更を加えることが可能である。照明制御サブシステムおよび／またはソフトウエアに対する適切な変更は、当業者には明らかであり、基準の位置に依存する。

システムは、基準の照明に応答して信号を生成するように構成される検出器をも含む。一実施形態では、検出器は、試験体の検査を実施するために使用されるシステムの検出器の１つを含む。たとえば、図１の実施形態では、基準の照明に応答して信号を生成するために使用される検出器は、検出器２８、３０、３６、または３８を含む。さらに、システムが、図１に示されるように２つ以上の検出器を含む場合、２つ以上の検出器が、基準の照明に応答して信号を生成することが可能であり、２つ以上の検出器からの信号は、ｘ方向および／またはｙ方向のチャックに対する光ビームの位置のドリフトを決定するために、本明細書においてさらに記述されるように使用される。しかし、システムが２つ以上の検出器を含む場合でも、検出器の唯１つからの信号が、本明細書において記述されるビーム位置ドリフト測定に十分であることを理解されたい。

他の実施形態では、システムは、検査に使用されない追加の検出器を含むことも可能である。代わりに、追加の検出器は、ｘ方向および／またはｙ方向でのチャックに対する光ビームの位置のドリフトを決定するためにのみ使用することもある。一実施形態では、図１に示されるように、システムは、検出器７６を含む。基準の照明中、基準から収集された光の経路に位置するビーム分割器７８が、光を検出器７６に向ける。ビーム分割器７８は、楕円ミラー３２によって収集された光の一部のみを検出器７６に向けるので、ビーム分割器７８は、試験体の検査中に図１に示されるように配置されるが、検出器３６、３８に伝送された収集光の減少が大きくはない可能性があるからである。しかし、他の実施形態では、光ビーム位置ドリフトの検査または測定が実施されているか否かに応じて、収集された光の経路の内外にビーム分割器７８を移動させることが可能である。ビーム分割器７８は、当技術分野で既知の任意のデバイスや制御装置を使用して、収集された光の経路の内外に移動させられる。

検出器７６は、本明細書において記述されるようにさらに構成されてもよく、基準の構成に応じて変更することが可能である。たとえば、基準がパターン化フィーチャを含む実施形態では、検出器は、ＰＭＴ、または基準の照明中に散乱応答を検出することができるあらゆる他の検出器を含むことが可能である。基準が３次元の形状を有する反射器である場合、検出器は、基準の照明中に光が基準から反射される角度の変化を検出するように構成されることが好ましい。そのような検出器は、たとえば、カッド・セル検出器、電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラ、時間遅延積分（ＴＤＩ）カメラ、フォトダイオードのアレイ、リン・スクリーン、または当技術分野で既知のあらゆる他の適切な位置感応検出器を含むことが可能である。

図１に示されるように、検出器７６は、検出器２８、３０、３６、３８と同様に、点線によって示される伝送媒体によってプロセッサ４０に結合される。伝送媒体は、当技術分野で既知の任意の適切な伝送媒体を含むことが可能である。プロセッサ４０は、チャックに対するｘ方向および／またはｙ方向での光ビームの位置のドリフトを決定するために、基準の照明に応答する検出器の少なくとも１つによって生成される信号を使用するように構成される。具体的には、ｘ方向および／またはｙ方向での光ビームの位置のドリフトは、チャックの上の所定の位置（たとえば、スピンドルの中心）に対して決定することができる。

たとえば、光ビーム位置のドリフトが、検出器によって測定される散乱パターン応答の見かけのシフトとして検出される。１つのそのような例では、光ビームが基準を照明するとき、散乱パターンは、上述の検出器によって記録され、一方、各データ・サンプルのチャック位置も記録される。チャックの位置は、当技術分野で既知の任意のデバイスまたは方法を使用して記録することが可能である。このようにして、プロセッサは、チャックに対する光ビームの位置のドリフトを決定するために、検出器によって測定された散乱応答の位置情報と記録されたチャック位置を使用することができる。たとえば、プロセッサは、光ビーム位置ドリフトを抽出するために、測定された散乱パターンを測定ごとにチャックの位置と比較することが可能である。

上述のように、パターン化フィーチャは、１つのパターン化フィーチャを一度に照明することができるように構成されることが好ましい。したがって、散乱応答は、パターン化フィーチャのビーム・プロファイルと散乱パワーとのたたみ込みである。さらに、光ビームの移動により、チャックに対する光ビームの位置のドリフトのほとんどが生じる可能性があるが、本明細書において記述されるシステムは、光ビーム位置の相対シフトがビームのドリフトまたはチャックの機械的ドリフト（たとえば、スピンドル）によって生じているかに関係なく、チャック上の位置（たとえば、スピンドルの中心）に関する光ビームの位置のあらゆる相対シフトを測定および補正するために使用することができる。

さらに、ステージの相対運動に対して垂直、および０°と９０°との間の角度にある基準のパターン化フィーチャの構成により、進行方向に平行と垂直なビーム・ドリフトの測定が可能になる。たとえば、上記でさらに記述されているように、基準の少なくとも１つのパターン化フィーチャが、ステージの進行方向（たとえば、ｘ方向）に対して垂直に位置合わせされることが可能である。したがって、基準のこれらのフィーチャの照明中に測定される散乱応答は、ステージの進行方向の光ビーム位置ドリフトを決定するために使用することができ、進行方向は、光ビーム位置の最大ドリフトを観測することが可能である方向である。さらに、上述のように、基準の少なくとも１つのパターン化フィーチャが、ステージ進行方向に対してある角度に向けられてもよい。したがって、垂直パターン化フィーチャと傾斜パターン化フィーチャとの見かけのパターン・シフトの差は、ステージ進行方向に垂直な方向（たとえば、ｙ方向）での光ビーム位置のドリフトを決定するために使用することができる。

上記でさらに記述されているように、パターン化フィーチャは、横延長部にわたってほぼ一様な特性を有しており、それにより、この方向でのパターン化フィーチャの特性は、散乱応答の形状を変化させず、散乱応答は、パターン化フィーチャに垂直な方向においてビーム・ドリフトとして出現する。しかし、上述のように、パターン化フィーチャは、特性の変化が既知である限り、横延長部に沿ってほぼ一様な特性を有さななくてもよい。このようにして、プロセッサは、ｘ方向および／またはｙ方向でチャックに対する光ビームの位置のドリフトを決定する前に、測定された散乱応答を変化させるために、これらの既知の変化を使用することが可能である。代替として、ビーム・ドリフトが、異なる時間で測定された散乱応答間の差として決定される場合、パターン化フィーチャの特性の変化による散乱応答の変化は、消去されることが可能であり、それにより、特性の変化による光ビーム位置ドリフト測定のあらゆる誤差が排除される。

上述のように、図１に示されるシステムは、傾斜入射ビームと垂直入射ビームで試験体を照明するように構成される。そのようなシステムでは、ｘ方向および／またはｙ方向でのチャックに対する傾斜入射ビームと垂直入射ビームの位置のドリフトは、順次または同時に検出することが可能である。たとえば、１つのビームのみが、ビーム位置ドリフトの順次測定について一度に基準を照明するために使用されてもよい。他の例では、検出器を、同じ時間に基準から両方の光ビームの散乱を検出して、光ビームのそれぞれの光散乱について異なる信号を生成するように構成してもよい。このようにして、２つ以上の光ビームの位置のドリフトを、同時に測定することが可能となる。

さらに、上記でさらに記述されているように、ウェハ上の傾斜入射ビームの位置のドリフトは、高さの変化に応じて変化できる。したがって、傾斜入射ビームでの試験体の検査中、ビームの位置は、高さの変化による試験体上の傾斜入射ビームの位置のドリフトを補正するために、ビーム配置構成要素で監視する。上記でさらに記述されているように、高さの変化によるビーム位置のそのような補正は、ビーム位置ドリフトの一部のみを補正することができる。したがって、そのようなビーム配置構成要素は、ビーム位置ドリフトによって導入される誤差の残りの半分を補正するために、本明細書において記述されるビーム配置ドリフト測定構成要素と組み合わせて使用することが可能である。このようにして、本明細書において記述されるシステムは、高さの変化、光学機器のドリフト、チャックの位置のドリフトによって生じる可能性があるウェハとチャックに対する光ビームの位置のすべての変化を補正するために使用することができる。

システムは、選択された時間に光ビームが基準を照明し、一方、基準から散乱または反射された光をシステムの検出器が検出するように、構成させることが可能である。たとえば、基準の照明が、システムのｘｙ較正と同時にまず実施される。その後、新しく測定された散乱パターンをｘｙ較正において報告された散乱パターンに相互相関させることによって、光ビーム位置ドリフトを測定することができる。次いで、ビーム位置ドリフトは、ｘ方向および／またはｙ方向でのチャックに対する光ビームの位置を決定するために、較正中に決定されたビーム位置のずれと組み合わせることができる。ビーム位置ドリフトは、システムによって実施される各検査の前に、または他の選択可能な間隔において、測定することができる。

いくつかの実施形態では、システムによって試験体上で検出される欠陥の位置を決定するために、プロセッサも、光ビームの位置の決定されたドリフトを使用するように構成される。このようにして、プロセッサは、検査に使用された光ビームの位置のドリフトに基づいて、欠陥の位置を補正するように構成することが可能である。他の実施形態では、プロセッサは、チャックに対する光ビームの位置を変更するために、光ビームの位置のドリフトを使用するように構成される。このようにして、プロセッサは、検査が実施される前に、チャックに対する光ビームの位置を補正するように構成することが可能である。

したがって、本明細書において記述されるシステムの実施形態は、試験体を検査するように構成される他のシステムに対して、いくつかの利点を有する。たとえば、欠陥検査システムの主な目的の１つは、顕微鏡で欠陥をレビューできるようにするために、検出された欠陥の数だけでなく、各欠陥のｘ座標とｙ座標をも提供することである。さらにより小さい欠陥に対する感度が必要であるので、ｘ座標とｙ座標のより良好な精度に対する要求も増大する。しかし、光ビーム位置ドリフトは、レビューに使用される各検査の前にｘ較正とｙ較正が必要とされる程度まで、ｘ欠陥座標とｙ欠陥座標の精度に悪影響を与えることがある。さらに、多くの使用者が、検査システムの欠陥によって獲得される任意のデータを使用して欠陥レビューを実施することができることを期待する。したがって、各検査において検出された欠陥のレビューを可能にするために、ｘ較正とｙ較正が頻繁に必要とされることにより、欠陥検査システムのスループットと値が明らかに大きく低減される。

しかし、本明細書において記述されるシステムは、欠陥位置のｘ座標とｙ座標の精度を向上させるために、較正間におけるウェハ検査システムの入射光ビームの位置のドリフトの測定を提供する。さらに、本明細書において記述されるシステムは、比較的迅速にｘ方向および／またはｙ方向でのチャックに対する光ビーム位置のドリフトを測定および／または補正することができるので、光ビーム位置のドリフトを頻繁に測定および／または補正することにより、システムのスループットと値は大きく低減されない。さらに、本明細書において記述されるシステムは、ドリフトの原因に関係なく（たとえば、光学機器のドリフト、チャック位置のドリフト、高さの変化など）、入射光ビーム位置のドリフトを測定するために使用することができるので、本明細書において記述されるシステムは、入射光ビームのドリフトの一部のみを補償する他のシステムよりはるかに正確な検出欠陥のｘ座標とｙ座標を提供することができる。

本明細書において記述されるシステムは、非パターン形成試験体検査システムにおいて１つまたは複数の光ビームの位置のドリフトを測定および／または補正するために使用することができることも有利である。たとえば、パターン形成レクチルまたはパターン形成ウェハなど、パターン形成試験体を検査するように構成されるいくつかの検査システムでは、検査システムは、パターンまたは位置合わせマークに関して検査中に獲得されたデータに関する位置情報を決定するために、試験体自体の上に形成されたパターンまたは位置合わせマークを使用することが可能である。しかし、非パターン形成試験体は、そのようなパターンまたは位置合わせマークを有さないので、これらのシステムは、非パターン形成試験体検査について光ビームの位置のドリフトまたは欠陥位置情報を補正するために使用することができない。さらに、これらのシステムは、パターンまたは位置合わせマークに対する光ビームの位置のドリフトを決定するのに有用である可能性があるが、パターンまたは位置合わせマークの実際の位置は、パターンまたは位置合わせマークを形成するために使用されるプロセスの位置合わせ誤差に応じていくらか変化する可能性があるので、これらのシステムは、チャックに対する光ビームのドリフトを決定するのには不適切である。試験体上のパターンまたは位置合わせマークを使用するそのようなドリフト測定の誤差は、チャック上のウェハの実際の位置の変化によって生じる可能性もある。したがって本明細書において記述されるシステムは、他の現在使用されているシステムとは異なる光ビーム位置ドリフト測定の機能を提供する。

本明細書において記述されるシステムによって決定されたほぼ正確な欠陥位置は、試験体に関するプロセスを実施するために、欠陥の位置に依拠するあらゆる他のプロセスにおいて使用することができるので有利である。たとえば、本明細書において記述されるように生成された欠陥位置情報は、個々の欠陥が検査によって決定された欠陥位置に基づいて特定され、修復される修復プロセスにおいて使用することができる。追加の例では、本明細書において記述されるように決定された欠陥位置情報は、個々の欠陥が決定位置に基づいて特定されて除去されるクリーニング・プロセスなどの欠陥除去プロセスにおいて使用することができる。他の例では、本明細書において記述されるように決定された欠陥位置情報は、個々の欠陥が、分析（たとえば、組成分析）を個々の欠陥について実施することができるように、欠陥位置情報に基づいて特定される分析プロセスにおいて使用することができる。いずれの場合でも、欠陥位置情報は、本明細書において記述されるシステムから（たとえば、プロセッサ４０によって）、そのようなプロセスを実施するために使用されるシステムに送ることが可能である。これらのシステムは、プロセスを実施するために、検査データを使用することができる。

他の実施形態は、試験体を検査し、検査中に試験体が配置されるチャックに対する光ビームの位置のドリフトを決定するように構成される異なるシステムに関する。このシステムは、光ビームで検出器を照明するように構成される照明サブシステムを含む。検出器は、照明中にチャックに対して所定の位置を有する。照明サブシステムとチャックは、上述のように構成することが可能である。検出器は、照明中に光ビームの位置に応答して信号を生成するように構成される。すなわち、検出器は、位置感応検出器を含むことが可能である。また、システムは、ｘ方向および／またはｙ方向でのチャックに対する光ビームの位置のドリフトを決定するために、信号を使用するように構成されるプロセッサを含む。プロセッサは、本明細書において記述されるように構成されることも可能である。

したがって、このシステムは、このシステムが上述の基準を含まないことを除いて、上述のシステムの実施形態とほぼ同様である。代わりに、このシステムでは、検出器は、ｘ方向および／またはｙ方向でのチャックに対する光ビームの位置を直接測定する。たとえば、検出器は、検出器の感光領域上における光ビームの位置のドリフトに応答する信号を生成するように構成される。さらに、検出器は、検出器に対する光ビームの位置のドリフトを使用して、ｘ方向および／またはｙ方向でのチャックに対する光ビームの位置のドリフトを決定することができるように、チャックに対して所定の位置を有することが好ましい。１つのそのような実施形態では、検出器は、フォトダイオードなど、感光要素の２次元アレイを含むことが可能である。したがって、光ビームが入射するダイオードの位置を記録して、検出器に対する光ビームの位置のドリフトを決定するために使用することができる。

光ビームの位置のドリフトを直接測定するために使用することができる検出器の一例が上記において提供されているが、検出器は、入射する光ビームの位置を測定することができる任意の位置感応検出器を含むことが可能であることを理解されたい。そのような検出器の追加の例には、たとえば、ＣＣＤカメラ、ＴＤＩカメラ、カッド・セル検出器、リン・スクリーン、当技術分野で既知のあらゆる他の位置感応検出器がある。さらに、そのような実施形態では、検査に使用されるように構成されない検出器を使用することが好ましい可能性がある。たとえば、検査に使用される検出器は、検出器に対するビームの位置を測定するのには一般に不適切である位置に配置することが可能である。したがって、そのようなシステムでは、図１に示される追加の検出器７９が、検出器に対する光ビームの位置のドリフトを測定し、したがってｘ方向および／またはｙ方向でのチャックに対する光ビームの位置のドリフトを決定するために使用できる。検出器７９について１つの位置が図１に示されているが、検出器は、上述の基準の位置のいずれかに配置することが可能であることを理解されたい。

したがって、上述の実施形態では、検出器は、検出器に対する光ビームの位置を直接測定することによって、チャックに対する光ビームの位置を直接測定するために使用することが可能である。しかし、他の実施形態では、システムは、検出器によって生成される信号が、光ビームによるマスクの照明に応答するように、照明サブシステムと検出器との間に配置されたマスクを含むことが可能である。そのような実施形態では、検出器は、位置不感応検出器を含む。マスクの１つのそのような実施形態が、図１に示されている。具体的には、マスク８０が、照明サブシステムと検出器７９との間に配置される。このようにして、検出器によって生成された信号は、マスクの照明に応答する。

マスク８０の１つの実施形態が、図５に断面において示されている。図５に示されるように、マスク８０は、材料８４に形成された少なくとも１つのスリット８２を含む。スリット８２は、光を伝送するように構成され、一方、材料８４は、光が材料を経てほぼ伝送されないように（または、スリットより少なくとも著しく少ない光が、材料を経て伝送されるように）選択される。このようにして、上述のパターン化フィーチャを含む基準を照明することによって生成される散乱応答と同様に、マスク８０の照明中、応答が、検出器７９によって測定される。しかし、検出器は、マスクを経て伝送された光を測定する。このようにして、マスクは、伝送基準として本質的に機能することが可能である。マスクのフィーチャは、基準のパターン化フィーチャに関して上述のように構成されることが可能である。たとえば、マスクは、２つのスリットを含むことが可能であり（１つのスリットが十分である可能性があるが）（図示せず）、一方のスリットは、ステージ進行方向に対して垂直の方向に構成され、他方のスリットは、ステージ進行方向に対してある角度の方向に構成される。他の例では、スリットは、スリットの横延長部に沿ってほぼ同じ特性を有することが可能である。さらに、マスクのフィーチャは、比較的「一様」であるように図５に示されているが、マスクのフィーチャは、図５に示されるように一様である必要はないことを理解されたい。

マスクは、少なくとも１つのスリットを含むことが好ましい。しかし、図５に示されるように、マスクは、２つ以上のスリットを含むことが可能である。さらに、マスクは、スリットを含むように図５に示されているが、マスクは、マスクを照明する光ビームの位置に応じて変化する伝送光応答を生じる任意のフィーチャを含むことが可能であることを理解されたい。したがって、マスクの照明中に測定される応答は、上記でさらに記述されているように、ｘ方向および／またはｙ方向でのチャックに対する光ビームの位置のドリフトを決定するために使用することが可能である。

１つのそのような実施形態では、マスク８０によって伝送された光を、比較的大きなフォトダイオード（たとえば、数ミリメートル以上の大きさの寸法を有するフォトダイオード）などの検出器によって検出することが可能である。さらに、検出器が検査に使用されないことも可能である。検査に使用されないビーム位置ドリフト測定のために検出器を使用することは、検出器をウェハの検査に使用される検出器とは独立にセット・アップすることができ、実際のウェハ検査測定に対するビーム位置ドリフト測定のあらゆる影響を回避することができるという点で、有利である。上述のシステムの実施形態（基準を含まない）は、本明細書において記述される他のシステムと同じ利点を有する。

実施形態は、ウェハ検査システムの一構成に関して上述されているが、チャックの構成、検出器の構成、照明の構成に関係なく、当技術分野で既知の任意の検査システムが、本明細書において記述されるように修正または構成されることが可能であることを理解されたい。さらに、本明細書において記述されるシステムは、他のタイプの検査システムについてより正確な欠陥位置決定を提供するために、ウェハ検査システム以外の検査システム（たとえば、レチクル検査システム）に関して実施することが可能である。さらに、本明細書において記述されるシステムは、試験体上の位置の関数としてより正確に測定するように、ウェハまたは他の試験体について測定を実施するように構成される計測システムなど、検査システム以外のシステムについて実施することが可能である。さらに、本明細書において記述されるシステム構成は、長期的な光ビーム位置ドリフトを追跡するために、任意の装置において使用することが可能である。

追加の実施形態は、検査中に試験体が配置されるチャックに対する光ビームの位置のドリフトを決定する方法に関する。そのような方法の１つの実施形態が、図６に示されている。図６に示されているステップの多くは、方法の実施には必須ではない。具体的には、１つまたは複数のステップが、図６に示される方法から省略される、またはその方法に追加することが可能であり、方法は、この実施形態の範囲内において依然として実施することができる。さらに、図６に示されるステップの多くは、本明細書において特に断りがない限り、図６に示される順序で実施される必要はない。

方法は、表面を光ビームで照明することを含む。表面は、ステップ８６に示されているように、照明中にチャックに対して所定の位置を有する。表面は基準面を含む。基準は、本明細書において記述されているように構成されている。代替として、表面は、検出器の表面を含むことが可能である。他の代替では、表面は、検出器の前に配置されたマスクの表面を含む。

光ビームは、傾斜入射ビームを含む。代替として、光ビームは垂直入射ビームを含む。さらに、２つの異なる光ビームが、順次または同時に表面を照明することも可能である。チャックは、上述のように構成されることが可能である。さらに、表面の照明を、上述のように実施することが可能である。

方法は、ステップ８８に示されるように、表面の照明に応答して信号を生成することも含む。信号の生成を、本明細書において記述されるように実施することが可能である。信号は、本明細書において記述される検出器の実施形態のいずれかを使用して生成される。さらに、方法は、ステップ９０に示されるように、信号を使用してチャックに対する光ビームの位置のドリフトを決定することを含む。光ビームの位置のドリフトの決定は、本明細書において記述されるように実施される。ドリフトは、ｘ方向および／またはｙ方向でのチャックに対する光ビームの位置のドリフトを含む。

いくつかの実施形態では、方法は、ステップ９２に示されるように、ドリフトに基づいてチャックに対する光ビームの位置を変更することを含む。光ビームの位置は、本明細書において記述されるように、ドリフトに基づいて変更することが可能である。追加の実施形態では、方法は、ステップ９４に示されるように、ドリフトに基づいて検査中に試験体上で検出される欠陥の位置を決定することを含む。検出器の位置は、本明細書において記述されるように決定される。さらに、検査は、本明細書において記述されるように実施される。

いくつかの実施形態では、方法を、較正ステップの間に実施することが可能であり、較正ステップは、光ビームとチャックを含む検査システムの較正を含む。このようにして、表面は、較正中だけでなく、後においても再度測定することが可能であり、ビーム位置ドリフト測定は、本明細書において記述されているように、後の測定と較正測定との比較から決定することが可能である。このようにして、光ビームの位置のドリフトを決定する本明細書において記述される方法は、較正よりはるかに頻繁に実施することが可能である。さらに、方法は、比較的迅速に実施することが可能であるので、方法が実施される検査システムのスループットを大きく低減しない。さらに、方法をそのように頻繁に実施することにより、はるかにより正確な欠陥の位置を決定することが可能になり、これは、少なくとも本明細書において述べられる理由により有利である。上述の方法の実施形態のそれぞれは、本明細書において記述されるあらゆる他のステップを含むことが可能である。

本発明の様々な態様のさらなる修正および代替実施形態が、本記述を考慮すると、当業者には明らかであろう。たとえば、チャックに対する光ビームの位置のドリフトを決定する方法とシステムが提供される。したがって、本記述は、単なる例示であり、本発明を実施する一般的な方式を当業者に教示することを目的とすると解釈されるべきである。本明細書において示され、かつ記述された形態は、現在好ましい実施形態として見なされるべきであることを理解されたい。本発明の本記述の利益を有した後には当業者にはすべて明らかであるように、本明細書において示され、記述された要素および材料について代用を使用することが可能であり、部分およびプロセスは、反対にすることが可能であり、本発明のある特徴は、独立に使用することが可能である。以下の請求項において記述される本発明の精神および範囲から逸脱せずに、本発明において記述される要素について変更を実施することが可能である。

試験体を検査し、検査中に試験体が配置されるチャックに対する光ビームの位置のドリフトを決定するように構成されるシステムの一実施形態の断面図を示す概略図である。 基準の一実施形態の上面図を示す概略図である。 基準の異なる実施形態の断面図を示す概略図である。 チャックの上面図およびチャックに対する基準の所定の位置の異なる実施形態を示す概略図である。 照明サブシステムと検出器との間に配置することができるマスクの一実施形態の断面図を示す概略図である。 検査中に試験体が配置されるチャックに対する光ビームの位置のドリフトを決定する方法の一実施形態を示すフロー・チャートである。

符号の説明

１０ 光、１２ 光源、１４ ウェハ 試験体、１６ 光源、１８ 光、２０ チャック、２２ レンズ収集器、２４ ミラー、２６ ビーム分割器、２８ 検出器、３０ 検出器、３２ 楕円ミラー、３４ ビーム分割器、３６ 検出器、３８ 検出器、４０ プロセッサ、４２ 基準、４４ パターン化フィーチャ、４６ 材料、４８ 光ビーム、５０ パターン化フィーチャ、５２ 材料、５４、５６、５８ 基準、６０ 基板、６２ 縁

Claims (13)

1. 試験体の検査中に試験体が配置されるチャックに対する光ビームの位置のドリフトを決定する方法であって、
   照明中に前記チャックに対して所定の位置を有する表面を前記光ビームで照明することと、
   前記照明に応答して信号を生成することと、
   前記信号を使用して前記チャックに対する前記光ビームの前記位置の前記ドリフトを決定することを含み、
   前記表面が基準を備え、前記基準が第１パターン化フィーチャと第２パターン化フィーチャを備え、前記第１パターン化フィーチャがｙ方向で横方向に延び、前記第２パターン化フィーチャがｙ方向に対して０°より大きく９０°より小さい角度の方向で横方向に延び、
   前記第１パターン化フィーチャから散乱された光と前記第２パターン化フィーチャから散乱された光との差は、チャックに対する光ビームの位置のドリフトを決定するために使用することが可能である
   ことを特徴とする方法。
2. 前記ドリフトが、ｘ方向またはｙ方向での前記チャックに対する前記光ビームの前記位置のドリフトを含む請求項１に記載の方法。
3. 前記ドリフトが、ｘ方向とｙ方向での前記チャックに対する前記光ビームの前記位置のドリフトを含む請求項１に記載の方法。
4. 前記光ビームと前記チャックを備える検査システムの較正の間に方法を実施することをさらに含む請求項１に記載の方法。
5. 前記光ビームが傾斜入射ビームを備える請求項１に記載の方法。
6. 前記光ビームが垂直入射ビームを備える請求項１に記載の方法。
7. 前記ドリフトに基づいて前記チャックに対する前記光ビームの前記位置を変更することをさらに含む請求項１に記載の方法。
8. 前記ドリフトに基づいて前記検査中に前記試験体上で検出された欠陥の位置を決定することをさらに含む請求項１に記載の方法。
9. 試験体を検査するように、また前記試験体の検査中に前記試験体が配置されるチャックに対する光ビームの位置のドリフトを決定するように構成されるシステムにおいて、
   照明中に前記チャックに対して所定の位置を有する表面を前記光ビームで照明するように構成される照明サブシステムと、
   前記照明に応答して信号を生成するように構成される検出器と、
   前記チャックに対する前記光ビームの前記位置の前記ドリフトを決定するために、前記信号を使用するように構成されるプロセッサとを備え、
   前記表面が基準を備え、前記基準が、第１パターン化フィーチャと第２パターン化フィーチャを備え、前記第１パターン化フィーチャがｙ方向で横方向に延び、前記第２パターン化フィーチャがｙ方向に対して０°より大きく９０°より小さい角度の方向で横方向に延び、
   前記第１パターン化フィーチャから散乱された光と前記第２パターン化フィーチャから散乱された光との差は、前記チャックに対する光ビームの位置のドリフトを決定するために使用することが可能である
   ことを特徴とするシステム。
10. 前記ドリフトが、ｘ方向またはｙ方向での前記光ビームの前記位置のドリフトを含む請求項９に記載のシステム。
11. 前記ドリフトが、ｘ方向とｙ方向での前記光ビームの前記位置のドリフトを含む請求項９に記載のシステム。
12. 前記プロセッサが、システムによって前記試験体上で検出された欠陥の位置を決定するために、前記ドリフトを使用するようにさらに構成される請求項９に記載のシステム。
13. 前記プロセッサが、前記チャックに対する前記光ビームの前記位置を変更するために、前記ドリフトを使用するようにさらに構成される請求項９に記載のシステム。

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