KR102329054B1 - 접지되지 않은 샘플들의 하전 입자 빔 검사 - Google Patents
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Abstract
본 명세서에서, 하전 입자들의 제 1 빔으로 샘플의 구역의 사전-충전을 시작하는 단계; 구역의 사전-충전을 시작하는 것보다 늦은 시간에, 하전 입자들의 제 2 빔으로 구역의 이미징을 시작하는 단계를 포함하고, 구역은 전기적으로 접지되지 않는 방법이 개시된다. 구역의 이미지로부터, 결함들이 식별될 수 있다.
Description
본 출원은 2016년 12월 19일에 출원된 미국 가출원 62/436,095; 2017년 2월 22일에 출원된 미국 가출원 62/461,974; 및 2017년 9월 29일에 출원된 미국 가출원 62/566,189의 우선권을 주장하며, 세 출원은 모두 본 명세서에서 그 전문이 인용참조된다.
본 발명은 디바이스 제조 공정[예를 들어, 집적 회로(IC)의 제조] 및 그 안에서 사용되는 패터닝 디바이스들에 의해 패터닝되는 기판들과 같은 샘플들을 검사(예를 들어, 관찰, 측정, 및 이미징)하기 위한 방법들 및 장치들에 관한 것이다.
디바이스 제조 공정은 기판 상에 원하는 패턴들을 적용시키는 것을 포함할 수 있다. 대안적으로 마스크, 레티클 또는 템플릿(template)이라고 칭해지는 패터닝 디바이스가 원하는 패턴들을 생성하는 데 사용될 수 있다. 이 패턴들은 기판(예를 들어, 실리콘 웨이퍼) 상의 (예를 들어, 다이의 부분, 하나 또는 수 개의 다이를 포함하는) 타겟부 상으로 전사(transfer)될 수 있다.
패턴의 전사는 포토리소그래피에 의해 이루어질 수 있으며, 이때 패턴은 기판 상에 제공된 방사선-감응재(레지스트) 층 상으로 이미징된다. 단일 기판이 연속하여 패터닝되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 수 있다. 이 전사를 위해 리소그래피 장치가 사용될 수 있다. 리소그래피 장치의 한가지 타입은 스테퍼라고 하며, 이때 각각의 타겟부는 한 번에 타겟부 상으로 전체 패턴을 노광함으로써 조사(irradiate)된다. 리소그래피 장치의 또 다른 타입은 스캐너라고 하며, 이때 각각의 타겟부는 방사선 빔을 통해 주어진 방향으로 패턴을 스캐닝하는 한편, 이 방향과 평행하게 또는 역-평행하게(anti-parallel) 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 조사된다.
또한, 기판 상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써 패터닝 디바이스로부터 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다. 임프린팅 기술의 일 예시는 나노임프린트 리소그래피(NIL)라고 한다. NIL에서, 패턴을 갖는 템플릿이 기판에 대해 가압되어, 패턴을 기판으로 전사한다. 일 예시에서, 기판은 그 위에 코팅된 레지스트 층을 가질 수 있으며, 기판에 대해 템플릿을 가압하는 것이 레지스트의 변형을 야기한다. 레지스트는 템플릿이 제거되기 전에 (예를 들어, 냉각 또는 UV 광의 조명에 의해) 경화될 수 있다. 레지스트가 경화되고 템플릿이 제거된 후, 레지스트 층은 템플릿의 패턴들을 갖는다. 레지스트 내의 패턴들을 기판에 전사하기 위해, 패턴 전사 공정[예를 들어, 반응성 이온 에칭(reactive ion etching)]이 사용될 수 있다.
디바이스 제조 공정(예를 들어, 노광, 레지스트-처리, 에칭, 현상, 베이킹, 임프린팅 등)의 1 이상의 단계를 모니터링하기 위해, 디바이스 제조 공정 또는 그 안에서 사용되는 패터닝 디바이스에 의해 패터닝되는 기판과 같은 샘플이 검사될 수 있고, 이때 샘플의 1 이상의 파라미터가 측정될 수 있다. 1 이상의 파라미터는, 예를 들어 기판 또는 패터닝 디바이스 상의 패턴들의 에지들과 패턴들의 의도된 디자인의 대응하는 에지들 사이의 거리들인 에지 배치 오차(EPE)들을 포함할 수 있다. 또한, 검사는 패턴 결함들(예를 들어, 실패한 연결 또는 실패한 분리) 및 뜻하지 않은 입자들을 발견할 수 있다.
디바이스 제조 공정에서 사용되는 기판들 및 패터닝 디바이스들의 검사는 수율을 개선하는 데 도움을 줄 수 있다. 검사로부터 얻어지는 정보는 결함들을 식별하거나, 디바이스 제조 공정을 조정하는 데 사용될 수 있다.
본 명세서에서, 하전 입자들의 제 1 빔으로 샘플의 구역의 사전-충전(pre-charging)을 시작하는 단계; 상기 구역의 사전-충전을 시작하는 것보다 늦은 시간에, 하전 입자들의 제 2 빔으로 상기 구역의 이미징을 시작하는 단계를 포함하는 방법이 개시되며, 상기 구역은 전기적으로 접지되지 않는다.
일 실시예에 따르면, 샘플은 나노임프린트 리소그래피 템플릿이다.
일 실시예에 따르면, 상기 구역은 블랙 보더(black border)에 의해 샘플의 다른 구역들로부터 전기적으로 격리된다.
일 실시예에 따르면, 샘플은 극자외 리소그래피에 적절한 패터닝 디바이스이다.
일 실시예에 따르면, 하전 입자들의 제 1 빔 및 하전 입자들의 제 2 빔은 동일하다.
일 실시예에 따르면, 구역에 의해 포함되는 각각의 FOV의 사전-충전 시작과 그 FOV의 이미징 시작 사이의 시간적 간격은 일정하다.
일 실시예에 따르면, 구역에 의해 포함되는 FOV의 사전-충전은 시간적으로 연속적이지 않다.
일 실시예에 따르면, 구역에 의해 포함되는 FOV의 이미징은 시간적으로 연속적이지 않다.
일 실시예에 따르면, 제 1 빔 및 샘플의 상호작용들을 나타내는 신호들은 구역의 사전-충전 동안 기록되지 않는다.
일 실시예에 따르면, 제 2 빔 및 샘플의 상호작용들을 나타내는 신호들은 구역의 이미징 동안 기록된다.
일 실시예에 따르면, 상기 방법은 신호들에 기초하여 구역의 이미지를 형성하는 단계를 더 포함한다.
일 실시예에 따르면, 구역 내의 여하한의 FOV가 이미징되기 전에 구역 전체가 사전-충전된다.
일 실시예에 따르면, 구역 내의 FOV 열(a column of FOVs)의 모든 FOV들은 그 열의 여하한의 FOV가 이미징되기 전에 사전-충전된다.
일 실시예에 따르면, 구역에서 사전-충전되는 FOV들 각각은 구역 내의 FOV들 중 다른 하나가 사전-충전되기 전에 이미징된다.
본 명세서에서, 명령어들이 기록되어 있는 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품이 개시되며, 명령어들은 컴퓨터에 의해 실행될 때 앞선 방법들 중 어느 하나를 구현한다.
도 1은 하전 입자 빔 검사를 수행할 수 있는 장치를 개략적으로 나타내는 도면;
도 2는 EUV 리소그래피에 적절한 패터닝 디바이스의 개략적인 단면도;
도 3a는 기판 상의 타겟부를 둘러싸는 주변 구역의 과다노광(over-exposure)을 개략적으로 나타내는 도면;
도 3b는 패터닝 디바이스의 활성 구역(active region)을 둘러싸는 보더 구역에서의 블랙 보더에 의한 도 3a의 과다노광의 제거 또는 감소를 개략적으로 나타내는 도면;
도 4a는 NIL 템플릿의 개략적인 단면도;
도 4b는 NIL 템플릿이 레지스트 층을 갖는 기판에 대해 가압되고 레지스트의 변형을 야기할 수 있음을 개략적으로 나타내는 도면;
도 4c는 NIL 템플릿의 패턴들이 레지스트 내에 남겨짐을 개략적으로 나타내는 도면;
도 5는 샘플의 하전 입자 빔 검사를 위한 방법의 개략적인 흐름도;
도 6a는 FOV의 사전-충전을 개략적으로 나타내는 도면;
도 6b는 도 6a의 FOV의 이미징을 개략적으로 나타내는 도면;
도 7a는 샘플의 하전 입자 빔 검사를 위한 방법의 개략적인 흐름도;
도 7b는 도 7a의 방법을 이용하는 일 예시를 개략적으로 나타내는 도면;
도 8a는 샘플의 하전 입자 빔 검사를 위한 방법의 개략적인 흐름도;
도 8b는 도 8a의 방법을 이용하는 일 예시를 개략적으로 나타내는 도면;
도 9a는 샘플의 하전 입자 빔 검사를 위한 방법의 개략적인 흐름도; 및
도 9b는 도 9a의 방법을 이용하는 일 예시를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 EUV 리소그래피에 적절한 패터닝 디바이스의 개략적인 단면도;
도 3a는 기판 상의 타겟부를 둘러싸는 주변 구역의 과다노광(over-exposure)을 개략적으로 나타내는 도면;
도 3b는 패터닝 디바이스의 활성 구역(active region)을 둘러싸는 보더 구역에서의 블랙 보더에 의한 도 3a의 과다노광의 제거 또는 감소를 개략적으로 나타내는 도면;
도 4a는 NIL 템플릿의 개략적인 단면도;
도 4b는 NIL 템플릿이 레지스트 층을 갖는 기판에 대해 가압되고 레지스트의 변형을 야기할 수 있음을 개략적으로 나타내는 도면;
도 4c는 NIL 템플릿의 패턴들이 레지스트 내에 남겨짐을 개략적으로 나타내는 도면;
도 5는 샘플의 하전 입자 빔 검사를 위한 방법의 개략적인 흐름도;
도 6a는 FOV의 사전-충전을 개략적으로 나타내는 도면;
도 6b는 도 6a의 FOV의 이미징을 개략적으로 나타내는 도면;
도 7a는 샘플의 하전 입자 빔 검사를 위한 방법의 개략적인 흐름도;
도 7b는 도 7a의 방법을 이용하는 일 예시를 개략적으로 나타내는 도면;
도 8a는 샘플의 하전 입자 빔 검사를 위한 방법의 개략적인 흐름도;
도 8b는 도 8a의 방법을 이용하는 일 예시를 개략적으로 나타내는 도면;
도 9a는 샘플의 하전 입자 빔 검사를 위한 방법의 개략적인 흐름도; 및
도 9b는 도 9a의 방법을 이용하는 일 예시를 개략적으로 나타내는 도면이다.
샘플(예를 들어, 기판 및 패터닝 디바이스)을 검사하기 위한 다양한 기술들이 존재한다. 검사 기술들 중 한 종류는, 광빔이 기판 또는 패터닝 디바이스로 지향되고 광빔 및 샘플의 상호작용(예를 들어, 산란, 반사, 회절)을 나타내는 신호가 기록되는 광학 검사이다. 또 다른 종류의 검사 기술은, 하전 입자들(예를 들어, 전자들)의 빔이 샘플로 지향되고 하전 입자들 및 샘플의 상호작용(예를 들어, 이차 방출 및 후방-산란 방출)을 나타내는 신호가 기록되는 하전 입자 빔 검사이다.
도 1은 하전 입자 빔 검사를 수행할 수 있는 장치(100)를 개략적으로 나타낸다. 장치(100)는 자유 공간에서 하전 입자들을 생성할 수 있는 소스(10), 빔 추출 전극(beam extraction electrode: 11), 집광 렌즈(12), 빔 블랭킹 디플렉터(beam blanking deflector: 13), 어퍼처(aperture: 14), 스캐닝 디플렉터(15), 및 대물 렌즈(16)와 같은, 하전 입자들의 빔을 생성하고 제어하도록 구성되는 구성요소들을 포함할 수 있다. 장치(100)는 E×B 하전 입자 우회 디바이스(17), 신호 검출기(21)와 같은, 하전 입자들의 빔 및 샘플의 상호작용을 나타내는 신호를 검출하도록 구성되는 구성요소들을 포함할 수 있다. 또한, 장치(100)는 신호를 처리하거나 다른 구성요소들을 제어하도록 구성되는 프로세서와 같은 구성요소들을 포함할 수 있다.
검사 프로세스의 일 예시에서, 하전 입자 빔(18)이 스테이지(30) 상에 위치된 샘플(9)(예를 들어, 웨이퍼 또는 마스크)로 지향된다. 빔(18)과 샘플(9)의 상호작용을 나타내는 신호(20)가 E×B 하전 입자 우회 디바이스(17)에 의해 신호 검출기(21)로 안내된다. 프로세서는 스테이지(30)가 이동하게 하거나, 빔(18)이 스캐닝하게 할 수 있다.
하전 입자 빔 검사는 광학 검사에서 사용되는 광보다 하전 입자 빔 검사에서 사용되는 하전 입자들의 더 짧은 파장들로 인해 광학 검사보다 높은 분해능을 가질 수 있다. 디바이스 제조 공정이 발달함에 따라 기판 및 패터닝 디바이스 상의 패턴 치수들이 점점 작아지기 때문에, 하전 입자 빔 검사가 더 널리 사용되게 된다.
하전 입자 빔 검사에서는, 구역이 이미징되기 전에 전하들이 샘플의 구역에 적용될 수 있다. 이미징에 앞서 전하들을 적용시키는 공정은 사전-충전이라고 할 수 있다. 사전-충전은 구역 내의 불균일한 전하 분포의 이미징에 대한 악영향을 감소시킬 수 있거나, 구역 내의 피처들 사이에서 전하들과의 상호작용의 불일치(disparity)를 이용함으로써 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.
하전 입자들의 빔이 구역 전체를 가로질러 샘플 상에서 빔에 의해 생성되는 스폿을 스캐닝함으로써 구역을 사전-충전하는 데 사용될 수 있다. 또한, 동일한 빔이 구역을 이미징하는 데 사용될 수도 있다. 사전-충전 및 이미징 모두에 동일한 하전 입자 빔을 사용하는 것이 사전-충전의 정밀한 제어를 허용한다. 사전-충전에 적절한 구성의 하전 입자 빔은 이미징에 적절한 상이한 구성의 동일한 빔이 구역을 가로질러 스캐닝되기 전에 상기 구역을 가로질러 스캐닝될 수 있다.
하전 입자 빔 검사를 거쳐야 하는 일부 샘플들은 전기적으로 접지되기에 적절하지 않을 수 있다. 일 예시는 극자외(EUV) 리소그래피를 위한 패터닝 디바이스이다. 도 2는 EUV 리소그래피에 적절한 패터닝 디바이스(200)의 단면도를 개략적으로 나타낸다. 패터닝 디바이스(200)는 기판(230), 기판(230) 상의 반사 다층(reflective multilayer: 240), 및 반사 다층(240) 상의 흡수체 패턴(absorber pattern: 220)들을 갖는다. 기판(230)은 패터닝 디바이스(200)에 대한 기계적 무결성(mechanical integrity)을 제공하도록 구성된다. 반사 다층(240)은 입사 EUV 광을 반사시키도록 구성된다. 반사 다층(240)은 (예를 들어, 13.5 nm의 파장을 갖는) EUV 광에 대해 상이한 굴절률들의 교번 층들(예를 들어, Mo 및 Si)을 가지며, 층간 간섭에 의해 EUV 광을 반사시킨다. 흡수체 패턴(220)들은 디바이스 제조 공정에 의해 형성될 구조체들의 디자인을 나타낸다. 흡수체 패턴(220)들은 반사 다층(240)에 의한 입사 EUV 광의 반사를 감소시키거나 제거한다. 기판(230)은 일반적으로 석영과 같은 전기적 절연 재료이다. 그러므로, 패터닝 디바이스(200)는 기판(230)을 통해 전기적으로 접지되지 않을 수 있다. 전극(290)들의 존재가 패터닝 디바이스(200)의 오염 가능성을 증가시킬 수 있음에도 불구하고, 1 이상의 전극(290)을 반사 다층(240)의 에지에 연결함으로써 패터닝 디바이스(200)를 전기적으로 접지시키는 것이 가능할 수 있다.
몇몇 상황들에서, 패터닝 디바이스(200)는 반사 다층(240)에 연결되는 전극에 의해서도 전기적으로 접지될 수 없다. 예를 들어, 반사 다층(240)이 1 이상의 소위 "블랙 보더"에 의해 서로 전기적으로 연결되지 않는 다수 부분들로 분할되는 경우, 전극(290)들을 반사 다층(240)의 에지에 연결하는 것이 패터닝 디바이스(200)를 전기적으로 접지시키지 않을 것이다.
EUV에 적절한 패터닝 디바이스 상의 "블랙 보더"는 패터닝 디바이스를 사용하여 노광되는 기판 상의 타겟부를 둘러싸는 주변 구역의 과다-노광을 감소시키거나 제거하도록 구성된다. 도 3a는 이러한 과다-노광을 개략적으로 나타낸다. EUV 리소그래피를 위한 패터닝 디바이스(200)는 다수의 흡수체 패턴들(220)을 포함하는 활성 구역(251)을 갖는다. 여하한의 흡수체 패턴(220)들 없이 약 2 내지 3 mm 폭의 보더 구역(252)이 활성 구역(251)을 둘러싼다. 흡수체 패턴(220)들에 의해 표현되는 디자인은 다중 노광들에 의해 기판(300) 상의 다수 타겟부들[예를 들어, 타겟부들(353 및 354)]로 전사될 수 있다. 하지만, 각각의 노광 시 패터닝 디바이스(200)로부터 반사되는 EUV 광(291)은 보더 구역(252)으로부터 반사되는 부분을 포함한다. 보더 구역(252)으로부터 반사되는 부분은 타겟부를 둘러싸는 주변 구역(예를 들어, 355 및 356)을 노광한다. 타겟부들이 서로 가까운 경우, 근처의 타겟부들을 둘러싸는 주변 구역들은 오버랩(overlap)(예를 들어, 359)을 가질 수 있다. 오버랩은 여러 번 노광되며, 이에 따라 과다-노광될 수 있다. 과다-노광은 오버랩에 인접한 타겟부들에 악영향을 줄 수 있다.
도 3b는 패터닝 디바이스(200)의 활성 구역(251)을 둘러싸는 보더 구역(252)에서의 블랙 보더(260)에 의한 이러한 과다-노광의 제거 또는 감소를 개략적으로 나타낸다. 블랙 보더(260)는 반사 다층(240)으로 연장되고 재료로 채워지는 트렌치(trench)일 수 있다. 블랙 보더(260)는 반사 다층(240)보다 훨씬 더 낮은 EUV 광 반사율을 갖는다. 블랙 보더(260)가 존재하는 경우, 각각의 노광 시 패터닝 디바이스(200)로부터 반사되는 EUV 광(291)은 보더 구역(252)으로부터 반사되는 부분을 포함하지 않거나, 도 3a의 시나리오에서보다 훨씬 더 작은, 보더 구역(252)으로부터 반사되는 부분을 포함한다. 그러므로, 블랙 보더(260)가 존재하는 경우, 각각의 타겟부를 둘러싸는 주변 구역은 노광되지 않거나, 아주 적은 노광을 수용한다. 이에 따라, 근처의 타겟부들을 둘러싸는 주변 구역들의 오버랩의 과다-노광이 제거되거나 감소된다. 하지만, 블랙 보더(260)는 반사 다층(240)을 서로 전기적으로 연결되지 않는 다수 부분들로 분할하여, 반사 다층(240)의 에지에 연결되는 전극에 의한 패터닝 디바이스(200)의 전기적 접지를 막는다.
하전 입자 빔 검사를 거쳐야 하지만 전기적으로 접지되기에 적절하지 않을 수 있는 샘플의 또 다른 예시는 NIL을 위한 템플릿이다. 도 4a는 NIL 템플릿(400)의 단면도를 개략적으로 나타낸다. NIL 템플릿(400)은 그 안에 패턴들이 형성되어 있는 석영 기판이다. 석영이 전기적으로 절연성이기 때문에, NIL 템플릿(400)은 전기적으로 접지될 수 없다. 일 예시에서, 도 4b에 나타낸 바와 같이, NIL 템플릿(400)은 그 위에 레지스트(460)의 층을 갖는 기판(450)에 대해 가압되고, 레지스트(460)의 변형을 야기할 수 있다. 도 4c에 나타낸 바와 같이, NIL 템플릿(400)이 여전히 기판(450)에 대해 가압된 상태에서 레지스트(460)가 경화된 후, NIL 템플릿(400)은 제거되고 NIL 템플릿(400)의 패턴들은 레지스트(460) 내에 남겨진다.
도 5는 샘플의 하전 입자 빔 검사를 위한 방법의 흐름도를 개략적으로 나타낸다. 샘플의 예시들은 EUV 리소그래피에 적절한 패터닝 디바이스와 같은 패터닝 디바이스 또는 NIL에 적절한 템플릿을 포함할 수 있다. 단계(5010)에서, 샘플의 구역의 사전-충전이 시작되고, 이때 상기 구역은 전기적으로 접지되지 않는다(예를 들어, 블랙 보더에 의해 샘플의 다른 구역들로부터 전기적으로 격리되는 구역). 단계(5020)에서, 구역의 사전-충전을 시작하는 것보다 늦은 시간에, 하전 입자들의 빔으로의 구역의 이미징이 시작된다. 상기 구역의 사전-충전은 동일한 하전 입자 빔을 사용할 수 있다. 일 실시예에서, 구역에 의해 포함되는 각각의 시야(field of view: FOV)의 사전-충전을 시작하는 것과 그 FOV의 이미징을 시작하는 것 사이의 시간적 간격은 일정하다. FOV는 절대적 기준 프레임과 관련하여 샘플의 (벡터인) 속도를 변화시키지 않고 하전 입자 빔이 샘플에 도달할 수 있는 범위이다. 속도의 크기는 0이거나(즉, 샘플이 정지 상태임), 0이 아닐 수 있다. 일 실시예에서, 구역을 사전-충전하는 데 사용되는 하전 입자 빔과 샘플의 상호작용들을 나타내는 신호들이 구역의 사전-충전 동안 기록되지 않는다. 일 실시예에서, 구역을 이미징하는 데 사용되는 하전 입자 빔과 샘플의 상호작용들을 나타내는 신호들이 구역의 이미징 동안 기록되고; 기록된 신호에 기초하여 구역의 이미지가 형성될 수 있다.
도 6a는 FOV(600)의 사전-충전을 개략적으로 나타낸다. 편의상, 2 개의 방향(x 및 y)이 FOV(600)에 대해 고정된 기준 프레임에서 정의된다. x 및 y 방향들은 서로 수직이다. 하전 입자들의 빔이 FOV(600) 내에 스폿(610)을 생성한다. x 방향에서의 FOV의 치수는 L이다. y 방향에서의 스폿(610)의 치수는 W이다. 스폿(610)은 FOV(600) 전체에 걸쳐 스캐닝할 수 있다. 예를 들어, 스폿(610)은 스폿(610)이 FOV(600) 전체를 스캐닝할 때까지, x 방향으로 L 거리만큼, 그 후 y 방향으로 W 거리만큼, 그 후 -x 방향으로 L 거리만큼, 그 후 y 방향으로 W 거리만큼 반복적으로 스캐닝할 수 있다. 스폿(610)의 스캐닝은 시간적으로 연속적이지 않을 수 있으며; 즉 FOV(600)의 사전-충전이 시간적으로 연속적이지 않다. 일 실시예에서, FOV(600)에 걸친 스폿(610)의 스캐닝 동안[즉, FOV(600)의 사전-충전 동안], 스폿(610)을 생성하는 빔과 샘플의 상호작용들을 나타내는 신호들은 기록되지 않는다.
도 6b는 FOV(600)의 이미징을 개략적으로 나타낸다. 하전 입자들의 빔이 프로브 스폿(probe spot: 620)을 생성한다. 프로브 스폿(620)을 생성하는 빔은 스폿(610)을 생성하는 빔과 동일하거나 동일하지 않을 수 있다. y 방향에서의 프로브 스폿(620)의 치수는 V이고, 이는 W와 동일할 수 있다. 프로브 스폿(620)은 FOV(600) 전체에 걸쳐 스캐닝할 수 있다. 프로브 스폿(620)은 스폿(610)이 FOV(600)를 스캐닝하기 시작한 후에 FOV(600)를 스캐닝하기 시작한다. 프로브 스폿(620)은 스폿(610)이 FOV(600)의 전체 스캐닝을 끝내기 전에 FOV(600)의 스캐닝을 시작할 수 있다. 예를 들어, 프로브 스폿(620)은 프로브 스폿(620)이 FOV(600) 전체를 스캐닝할 때까지, x 방향으로 L 거리만큼, 그 후 y 방향으로 V 거리만큼, 그 후 -x 방향으로 L 거리만큼, 그 후 y 방향으로 V 거리만큼 반복적으로 스캐닝할 수 있다. 프로브 스폿(620)의 스캐닝은 시간적으로 연속적이지 않을 수 있으며; 즉 FOV(600)의 이미징이 시간적으로 연속적이지 않다. FOV(600)에 걸친 프로브 스폿(620)의 스캐닝 동안[즉, FOV(600)의 이미징 동안], 프로브 스폿(620)을 생성하는 빔과 샘플의 상호작용들을 나타내는 신호들이 기록된다. 기록된 신호들에 기초하여 FOV(600)의 이미지가 형성될 수 있다. 이미지는 인간의 눈으로 쉽게 인지할 수 있는 형태가 아닐 수 있다. 대신에, 이미지는 기록된 신호들의 공간적 분포를 나타내는 데이터의 컴파일(compilation)일 수 있다.
FOV(600)의 사전-충전 또는 이미징 동안, 샘플은 절대적 기준 프레임에 대해 이동하거나 이동하지 않을 수 있다. 예를 들어, 샘플이 FOV(600)의 사전-충전 또는 이미징 동안 이동하는 경우, 스폿(610) 또는 프로브 스폿(620)은 샘플의 이동을 따를 수 있고, 동시에 스폿(610)이 FOV(600) 전체를 스캐닝할 때까지, x 방향으로 L 거리만큼, 그 후 y 방향으로 W 거리만큼, 그 후 -x 방향으로 L 거리만큼, 그 후 y 방향으로 W 거리만큼 반복적으로 스캐닝할 수 있다. 즉, 절대적 기준 프레임에 대한 스폿(610)의 이동은 샘플의 이동과, x 방향으로 L 거리, y 방향으로 W 거리, -x 방향으로 L 거리, 및 y 방향으로 W 거리만큼의 반복된 스캐닝의 합이다. 이러한 타입의 스캐닝은 "연속 스캔"이라고 할 수 있으며, 그 세부내용은 본 명세서에서 그 전문이 인용참조되는 미국 특허 8063363에서 찾아볼 수 있다. 연속 스캔은 FOV를 상당히 확대할 수 있다.
도 7a는 샘플의 하전 입자 빔 검사를 위한 방법의 흐름도를 개략적으로 나타낸다. 샘플의 예시들은 EUV 리소그래피에 적절한 패터닝 디바이스와 같은 패터닝 디바이스 또는 NIL에 적절한 템플릿을 포함할 수 있다. 단계(7010)에서, 샘플의 구역의 FOV가 사전-충전되고, 이때 상기 구역은 전기적으로 접지되지 않는다. 단계(7020)에서, 구역 내의 모든 FOV가 사전-충전되었는지가 결정된다. 구역 내의 모든 FOV가 아직 사전-충전되지 않은 것에 응답하여, 흐름은 단계(7010)로 되돌아가고, 이때 구역 내의 또 다른 FOV가 사전-충전된다. 구역 내의 모든 FOV가 사전-충전된 것에 응답하여, 흐름은 단계(7030)로 진행하고, 이때 구역 내의 FOV가 이미징된다. 단계(7040)에서, 구역 내의 모든 FOV가 이미징되었는지가 결정된다. 구역 내의 모든 FOV가 아직 이미징되지 않은 것에 응답하여, 흐름은 단계(7030)로 되돌아가고, 이때 구역 내의 또 다른 FOV가 이미징된다. 구역 내의 모든 FOV가 이미징된 것에 응답하여, 흐름이 종료된다.
도 7b는 도 7a의 방법을 사용하여, (문자 "I"로 표시된 바와 같이) FOV(710)들 중 어느 하나를 이미징하기 전에, (문자 "P"로 표시된 바와 같이) 구역(700)의 모든 FOV(710)들을 사전-충전하는 것을 개략적으로 나타낸다. 구역(700) 전체는 한 번에 하나의 FOV가 사전-충전되고, 한 번에 하나의 FOV가 이미징될 수 있다. 구역(700) 내의 FOV들이 사전-충전되는 순서는 구역(700) 내의 FOV들이 이미징되는 순서와 동일할 수 있다.
도 8a는 샘플의 하전 입자 빔 검사를 위한 방법의 흐름도를 개략적으로 나타낸다. 샘플의 예시들은 EUV 리소그래피에 적절한 패터닝 디바이스와 같은 패터닝 디바이스 또는 NIL에 적절한 템플릿을 포함할 수 있다. 단계(8010)에서, 샘플의 구역 내의 FOV 열에 있는 FOV가 사전-충전되고, 이때 상기 구역은 전기적으로 접지되지 않는다. 단계(8020)에서, 상기 열에 있는 모든 FOV가 사전-충전되었는지가 결정된다. 열에 있는 모든 FOV가 아직 사전-충전되지 않은 것에 응답하여, 흐름은 단계(8010)로 되돌아가고, 이때 열에 있는 또 다른 FOV가 사전-충전된다. 열에 있는 모든 FOV가 사전-충전된 것에 응답하여, 흐름은 단계(8030)로 진행하고, 이때 열에 있는 FOV가 이미징된다. 단계(8040)에서, 열에 있는 모든 FOV가 이미징되었는지가 결정된다. 열에 있는 모든 FOV가 아직 이미징되지 않은 것에 응답하여, 흐름은 단계(8030)로 되돌아가고, 이때 열에 있는 또 다른 FOV가 이미징된다. 열에 있는 모든 FOV가 이미징된 것에 응답하여, 흐름은 단계(8050)로 진행하고, 이때 구역 내의 모든 FOV가 이미징되었는지가 결정된다. 구역 내의 모든 FOV가 아직 이미징되지 않은 것에 응답하여, 흐름은 단계(8010)로 되돌아가고, 이때 구역 내의 또 다른 FOV 열에 있는 FOV가 사전-충전된다. 구역 내의 모든 FOV가 이미징된 것에 응답하여, 흐름이 종료된다.
도 8b는 도 8a의 방법을 사용하여, (문자 "I"로 표시된 바와 같이) FOV 열에 있는 FOV들 중 어느 하나를 이미징하기 전에, (문자 "P"로 표시된 바와 같이) 구역(800) 내의 상기 FOV 열(예를 들어, 810 및 820)에 있는 모든 FOV들을 사전-충전하는 것을 개략적으로 나타낸다. FOV 열은 한 번에 하나의 FOV가 사전-충전되고, 한 번에 하나의 FOV가 이미징될 수 있다. FOV들이 사전-충전되는 순서는 FOV들이 이미징되는 순서와 동일할 수 있다.
도 9a는 샘플의 하전 입자 빔 검사를 위한 방법의 흐름도를 개략적으로 나타낸다. 샘플의 예시들은 EUV 리소그래피에 적절한 패터닝 디바이스와 같은 패터닝 디바이스 또는 NIL에 적절한 템플릿을 포함할 수 있다. 단계(9010)에서, 샘플의 구역 내의 FOV가 사전-충전되고, 이때 상기 구역은 전기적으로 접지되지 않는다. 단계(9020)에서, 그 FOV가 이미징된다. 단계(9030)에서, 구역 내의 모든 FOV가 이미징되었는지가 결정된다. 구역 내의 모든 FOV가 아직 이미징되지 않은 것에 응답하여, 흐름은 단계(9010)로 되돌아가고, 이때 구역 내의 또 다른 FOV가 사전-충전된다. 구역 내의 모든 FOV가 이미징된 것에 응답하여, 흐름이 종료된다.
도 9b는 도 9a의 방법을 사용하여, 구역(900) 내의 FOV들 중 또 다른 FOV[예를 들어, FOV(920)]가 사전-충전되기 전에, 구역(900) 내의 (문자 "P"로 표시된 바와 같이) 사전-충전되는 FOV들 각각[예를 들어, FOV(910)]이 (문자 "I"로 표시된 바와 같이) 이미징되는 것을 개략적으로 나타낸다. FOV들이 사전-충전되는 순서는 FOV들이 이미징되는 순서와 동일할 수 있다.
연속 스캔은 구역의 사전-충전, 구역의 이미징, 또는 둘 모두를 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 연속 스캔은 샘플이 EUV 리소그래피를 위한 패터닝 디바이스인 경우에 적절할 수 있다. EUV 리소그래피를 위한 패터닝 디바이스의 활성 구역은 반사 다층의 전기 전도로 인해 등전위일 수 있다. 상기 구역은, 예를 들어 미국 특허 8063363의 방법들을 따라 연속 스캔을 사용하여 사전-충전되거나 이미징될 수 있다. 샘플이 완전히 전기적으로 절연성인 경우(예를 들어, NIL 템플릿), 격리된 구역들을 하나씩 사전-충전 및 이미징하는 것이 적절할 수 있다.
본 명세서에 개시된 개념들은 유리 위의 크롬과 같은 패터닝 디바이스 또는 실리콘 웨이퍼와 같은 샘플에 대한 검사에 사용되지만, 개시된 개념들은 여하한 타입의 샘플들, 예를 들어 실리콘 웨이퍼 이외의 샘플들의 검사와 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
상기 서술내용은 예시를 위한 것이지, 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 당업자라면 아래에 설명되는 청구항들의 범위를 벗어나지 않고 서술된 바와 같이 변형예가 행해질 수도 있음을 이해할 것이다.
Claims (15)
- 하전 입자들의 제 1 빔으로 샘플의 구역의 사전-충전(pre-charging)을 시작하는 단계;
상기 구역의 사전-충전을 시작하는 것보다 늦은 시간에, 하전 입자들의 제 2 빔으로 상기 구역의 이미징(imaging)을 시작하는 단계
를 포함하고,
상기 하전 입자들의 제 1 빔 및 상기 하전 입자들의 제 2 빔은 동일하고,
상기 구역은 블랙 보더(black border)에 의해 상기 샘플의 다른 구역들로부터 전기적으로 격리되고, 상기 블랙 보더는 상기 샘플의 반사 다층으로 연장되는 트렌치인 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 샘플은 나노임프린트 리소그래피 템플릿(nanoimprint lithography template)인 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 구역은 전기적으로 접지되지 않는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 샘플은 극자외 리소그래피에 적절한 패터닝 디바이스인 방법. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 구역에 의해 포함되는 각각의 FOV의 사전-충전의 시작과 상기 FOV의 이미징의 시작 사이의 시간적 간격(temporal spacing)은 일정한 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 구역에 의해 포함되는 FOV의 사전-충전은 시간적으로 연속적이지 않은 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 구역에 의해 포함되는 FOV의 이미징은 시간적으로 연속적이지 않은 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 구역의 사전-충전 동안, 상기 제 1 빔 및 상기 샘플의 상호작용들을 나타내는 신호들이 기록되지 않는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 구역의 이미징 동안, 상기 제 2 빔 및 상기 샘플의 상호작용들을 나타내는 신호들이 기록되는 방법. - 제 10 항에 있어서,
상기 신호들에 기초하여 상기 구역의 이미지를 형성하는 단계를 더 포함하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 구역 내의 여하한의 FOV가 이미징되기 전에 구역 전체가 사전-충전되는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 구역 내의 FOV 열(a column of FOVs)에 있는 모든 FOV들이, 상기 열에 있는 여하한의 FOV가 이미징되기 전에 사전-충전되는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 구역에서 사전-충전되는 FOV들 각각은 상기 구역 내의 FOV들 중 또 다른 하나가 사전-충전되기 전에 이미징되는 방법. - 명령어들이 기록되어 있는 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램에 있어서,
상기 명령어들은 컴퓨터에 의해 실행될 때 제 1 항 내지 제 4 항 및 제 6 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 구현하는 컴퓨터 프로그램.
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