KR102468155B1 - 하전 입자 검출 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

하전 입자 검출을 위한 시스템 및 방법이 제공된다. 검출 시스템은 복수의 전자 감지 요소(244)로부터 수신된 전자 세기 데이터에 기초하여 세기 구배 세트를 생성하도록 구성된 신호 처리 회로(502)를 포함하고 있다. 검출 시스템은, 세기 구배 세트에 기초하여 빔 스폿의 적어도 하나의 경계부를 결정하도록; 그리고 적어도 하나의 경계부에 기초하여 복수의 전자 감지 요소의 제1 세트의 전자 감지 요소가 빔 스폿 내에 있다는 것을 결정하도록 구성된 빔 스폿 처리 모듈(506)을 더 포함하고 있다. 빔 스폿 처리 모듈은 또한 제1 세트의 전자 감지 요소로부터 수신된 전자 세기 데이터에 기초하여 빔 스폿의 세기 값을 결정하도록 그리고 세기 값에 기초하여 웨이퍼의 이미지를 생성하도록 구성될 수 있다.

Description

하전 입자 검출 방법 및 장치{Charged particle detecting method and apparatus thereof}
본 출원은 2017년 2월 7일에 출원되고 발명의 명칭이 "High Speed Electron Detection Method"인 미국 예비출원 제62/455,674호 및 2017년 10월 25일에 출원되고 발명의 명칭이 "Method and Apparatus for Charged Particle Detection"인 미국 예비출원 제62/577,129호를 기반으로 하고, 이 출원들의 우선권을 주장하며, 양 출원의 내용은 전체적으로 본 명세서에서 인용 참조된다.
본 발명은 일반적으로 하전 입자 빔의 분야에 관한 것으로서, 특히 하전 입자 검출을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
집적 회로(IC)의 제조 공정에서, 완성되지 않은 또는 완성된 회로 구성 요소가 검사되어 구성 요소들이 설계에 따라 제조되고 결함이 없다는 것을 보장한다. 광학 현미경을 이용하는 검사 시스템은 전형적으로 수백 나노미터까지의 해상도를 갖고 있으며 가지며; 해상도는 광의 파장에 의해 제한된다. IC 구성 요소의 물리적 크기가 100 나노미터 이하 또는 심지어 10 나노미터 이하까지 계속 감소함에 따라, 광학 현미경을 사용하는 것보다 높은 해상도를 가질 수 있는 검사 시스템이 필요하다.
나노미터 미만까지의 해상도를 갖는 주사 전자 현미경(SEM) 또는 투과 전자 현미경(TEM)과 같은 하전 입자 (예를 들어, 전자) 빔 현미경은 100 나노미터 이하의 피처 크기를 갖는 IC 구성 요소를 검사하기 위한 실용적인 툴의 역할을 한다. SEM을 사용하면, 단일 일차 전자 빔(electron beam)의 전자 또는 복수의 일차 전자 빔의 전자는 검사 중인 웨이퍼의 설정 스캔 위치에 집속될 수 있다. 일차 전자는 웨이퍼와 상호 작용하며 후방 산란될 수 있거나 웨이퍼가 이차 전자를 방출하게 할 수 있다. 후방 산란 전자 및 이차 전자를 포함하는 전자 빔의 세기는 웨이퍼의 내부 및/또는 외부 구조의 특성에 기초하여 변할 수 있다.
후방 산란 전자 및 이차 전자를 포함하는 전자 빔은 전자 검출기의 표면 상의 설정 위치에서 하나 이상의 빔 스폿(beam spot)을 형성할 수 있다. 전자 검출기는 검출된 전자 빔의 세기를 나타내는 전기 신호 (예를 들어, 전류, 전압 등)를 생성할 수 있다. 전기 신호는 측정 회로 (예를 들어, 아날로그-디지털 변환기)로 측정되어 검출된 전자의 분포를 얻을 수 있다. 웨이퍼 표면에 입사하는 하나 이상의 일차 전자 빔의 대응하는 스캔 경로 데이터와 조합하여, 검출 시간 창(window) 동안 수집된 전자 분포 데이터는 검사중인 웨이퍼 구조의 이미지를 재구성하기 위해 사용될 수 있다. 재구성된 이미지는 웨이퍼의 내부 및/또는 외부 구조의 다양한 피처(feature)를 드러내기 위해 사용될 수 있으며, 웨이퍼 내에 존재할 수 있는 임의의 결함을 드러내기 위해 사용될 수 있다
이미지 재구성의 충실도는 이미지가 웨이퍼 구조를 얼마나 가깝게 나타내는지를 결정한다. 충실도는 웨이퍼에 의해 방출된 일차 전자 또는 이차 전자와 관련되지 않은 노이즈 신호에 의해 저하될 수 있다. 다양한 잠재적인 노이즈 신호의 소스가 있다. 예를 들어, 전자 검출기는 임의의 전자를 받아들이거나 받아들이지 않고 암전류(dark current)를 생성할 수 있다. 검출된 전자에 실제로 비례하는 전류에 암전류가 부가될 수 있으며, 이에 의하여 오류 데이터가 이미지 재구성에 도입된다. 더욱이, 전자 검출기는 또한 오작동으로 인해 전류를 생성하지 않을 수 있거나 받아들여진 전자의 수를 반영하지 않는 전류량을 생성할 수 있다. 또한, 웨이퍼를 스캐닝하는 복수의 일차 전자 빔이 있고 검사 중인 웨이퍼에 의해 복수의 전자 빔이 방출되는 경우, 전자 광학 서브-시스템에서의 수차 및 분산의 영향으로 인하여 웨이퍼로부터 방출된 인접 빔들로부터의 전자들은 전자 검출기 표면의 동일한 위치에 도달할 수 있다. 결과적으로, 인접한 전자 빔들에 의해 형성된 빔 스폿들은 부분적으로 중첩되어 크로스토크(crosstalk)로 이어질 수 있다. 이들 모두는 노이즈 성분으로서 전자 검출기의 출력 신호에 추가될 수 있다. 결과적으로, 전자 검출기의 출력 신호는 검사 중인 특정 웨이퍼 구조와 관련이 없는 노이즈 성분을 포함할 수 있으며, 결과적으로 이 출력 신호에 기초한 이미지 재구성의 충실도는 저하될 수 있다.
본 방법의 실시예는 하전 입자 검출을 위한 시스템 및 방법을 제공하고 있다. 일 실시예에서, 검출 시스템이 제공된다. 검출 시스템은 복수의 전자 감지 요소로부터 수신된 전자 세기 데이터에 기초하여 세기 구배 세트를 생성하도록 구성된 신호 처리 회로를 포함하고 있다. 검출 시스템은 빔 스폿 처리 모듈을 더 포함하고 있으며, 이 빔 스폿 처리 모듈은 세기 구배 세트에 기초하여 빔 스폿의 적어도 하나의 경계부를 결정하도록; 그리고 적어도 하나의 경계부에 기초하여 복수의 전자 감지 요소 중 제1 세트의 전자 감지 요소가 빔 스폿 내에 있다는 것을 결정하도록 구성되어 있다.
다른 실시예에서, 검출 시스템이 제공된다. 검출 시스템은 빔 스폿 처리 모듈을 포함하고 있다. 빔 스폿 처리 모듈은 복수의 전자 감지 요소 중 인접한 전자 감지 요소들 사이의 세기 신호의 구배에 기초하여 생성된 세기 구배 세트를 획득하도록 구성되어 있다. 빔 스폿 처리 모듈은 또한 세기 구배 세트에 기초하여 빔 스폿의 적어도 하나의 경계부를 결정하도록 구성되어 있다. 빔 스폿 처리 모듈은 적어도 하나의 경계부 기초하여, 복수의 전자 감지 요소 중 제1 세트의 전자 감지 요소가 빔 스폿 내에 있다는 것을 결정하도록 더 구성되어 있다.
다른 실시예에서, 검출 시스템이 제공된다. 검출 시스템은 복수의 전자 감지 요소로부터 수신된 전자 세기 데이터에 기초하여 세기 구배 세트를 생성하도록 구성된 신호 처리 회로를 포함하고 있다. 검출 시스템은 세기 구배 세트에 기초하여 제1 빔 스폿의 제1 경계부와 제2 빔 스폿의 제2 경계부를 결정하도록 구성된 빔 스폿 처리 모듈을 더 포함하고 있다. 빔 스폿 처리 모듈은 또한 제1 경계부에 기초하여 복수의 전자 감지 요소 중 제1 세트의 전자 감지 요소가 제1 빔 스폿 내에 있다는 것을 결정하도록 그리고 제2 경계부에 기초하여 복수의 전자 감지 요소 중 제2 세트의 전자 감지 요소가 제2 빔 스폿 내에 있다는 것을 결정하도록 구성되어 있다. 빔 스폿 처리 모듈은 제1 및 제2 경계부에 기초하여 제1 빔 스폿과 제2 빔 스폿 사이의 중첩 영역을 결정하도록 더 구성되어 있다.
다른 실시예에서, 검출 시스템이 제공된다. 검출 시스템은 복수의 전자 감지 요소 중 인접한 전자 감지 요소들 사이의 세기 신호의 구배에 기초하여 생성된 세기 구배 세트를 획득하도록 구성된 빔 스폿 처리 모듈을 포함하고 있다. 빔 스폿 처리 모듈은 또한 세기 구배 세트에 기초하여 제1 빔 스폿의 제1 경계부와 제2 빔 스폿의 제2 경계부를 결정하도록 구성되어 있다. 빔 스폿 처리 모듈은 제1 경계부에 기초하여, 복수의 전자 감지 요소 중 제1 세트의 전자 감지 요소가 제1 빔 스폿 내에 있다는 것을 결정하도록 그리고 제2 경계부에 기초하여, 복수의 전자 감지 요소 중 제2 세트의 전자 감지 요소가 제2 빔 스폿 내에 있다는 것을 결정하도록 더 구성되어 있다. 　빔 스폿 처리 모듈은 또한 제1 및 제2 경계부에 기초하여 제1 빔 스폿과 제2 빔 스폿 사이의 중첩 영역을 결정하도록 구성되어 있다.
다른 실시예에서, 전자 검출 시스템이 제공된다. 전자 검출 시스템은 웨이퍼로부터, 이차 또는 후방 산란 전자를 포함하는 적어도 하나의 전자 빔을 받아들이도록 구성된 복수의 전자 감지 요소를 포함하고 있다. 전자 검출 시스템은 또한 처리 시스템을 포함하고 있다. 처리 시스템은 복수의 전자 감지 요소 각각으로부터 수신된 전자 세기 데이터에 기초하여 세기 구배 세트를 결정하도록 구성된 세기 구배 결정 회로를 포함하고 있다. 처리 시스템은 또한 세기 구배 세트에 기초하여 적어도 하나의 받아들여진 전자 빔 중 하나의 빔 스폿의 적어도 하나의 경계부를 결정하도록 그리고 하나의 경계부에 기초하여 복수의 전자 감지 요소 중 제1 세트의 전자 감지 요소가 빔 스폿 내에 있다는 것을 결정하도록 구성된 빔 스폿 경계부 결정 모듈을 포함하고 있다. 처리 시스템은 제1 세트의 전자 감지 요소로부터 수신된 전자 세기 데이터에 기초하여 빔 스폿의 세기 값을 결정하도록 구성된 빔 스폿 세기 결정 모듈을 더 포함하고 있다. 처리 시스템은 또한 세기 값에 기초하여 웨이퍼의 이미지를 생성하도록 구성된 이미지 재구성 모듈을 포함하고 있다.
다른 실시예에서, 방법이 제공된다. 본 방법은 복수의 전자 감지 요소 각각으로부터 수신된 전자 세기 데이터에 기초하여 세기 구배 세트를 결정하는 것을 포함하고 있다. 본 방법은 세기 구배 세트에 기초하여 빔 스폿의 적어도 하나의 경계부를 결정하는 단계를 더 포함하고 있다.
다른 실시예에서, 방법이 제공된다. 본 방법은 복수의 전자 감지 요소 각각으로부터 수신된 전자 세기 데이터에 기초하여 세기 구배 세트를 결정하는 것을 포함하고 있다. 본 방법은 세기 구배 세트에 기초하여 제1 빔 스폿의 제1 경계부 및 제2 빔 스폿의 제2 경계부를 결정하는 것을 더 포함하고 있다. 본 방법은 또한 제1 경계부에 기초하여 복수의 전자 감지 요소 중 제1 세트의 전자 감지 요소가 제1 빔 스폿 내에 있다는 것을 결정하는 것 및 제2 경계부에 기초하여 복수의 전자 감지 요소 중 제2 세트의 전자 감지 요소가 제2 빔 스폿 내에 있다는 것을 결정하는 것을 포함하고 있다. 본 방법은 제1 및 제2 경계부에 기초하여 제1 빔 스폿과 제2 빔 스폿 사이의 중첩 영역을 결정하는 것을 더 포함하고 있다.
다른 실시예에서, 비 일시적 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체가 제공된다. 저장 매체는 컴퓨팅 디바이스로 하여금 방법을 수행하게 하는 하나 이상의 프로세서를 포함하는 컴퓨팅 디바이스에 의해 실행 가능한 명령을 저장한다. 본 방법은 복수의 전자 감지 요소 각각으로부터 수신된 전자 세기 데이터에 기초하여 세기 구배 세트를 결정하는 것과 세기 구배 세트에 기초하여 빔 스폿의 하나 이상의 경계부를 결정하는 것을 포함하고 있다.
다른 실시예에서, 비 일시적 컴퓨터 독출 가능한 저장 매체가 제공된다. 저장 매체는 컴퓨팅 디바이스로 하여금 방법을 수행하게 하는 하나 이상의 프로세서를 포함하는 컴퓨팅 디바이스에 의해 실행 가능한 명령을 저장한다. 본 방법은 복수의 전자 감지 요소 각각으로부터 수신된 전자 세기 데이터에 기초하여 세기 구배 세트를 결정하는 것을 포함하고 있다. 본 방법은 세기 구배 세트에 기초하여, 제1 빔 스폿의 제1 경계부와 제2 빔 스폿의 제2 경계부를 결정하는 것을 더 포함하고 있다. 본 방법은 또한 제1 경계부에 기초하여 복수의 전자 감지 요소 중 제1 세트의 전자 감지 요소가 제1 빔 스폿 내에 있다는 것을 결정하는 것 및 제2 경계부에 기초하여 복수의 전자 감지 요소 중 제2 세트의 전자 감지 요소가 제2 빔 스폿 내에 있다는 것을 결정하는 것을 포함하고 있다. 본 방법은 제1 및 제2 경계부에 기초하여 제1 빔 스폿과 제2 빔 스폿 사이의 중첩 영역을 결정하는 것을 더 포함하고 있다.
개시된 실시예의 부가적인 목적 및 장점은 다음의 설명에서 부분적으로 제시될 것이며, 부분적으로는 설명으로부터 명백해질 것이거나, 또는 실시예의 실시에 의하여 학습될 수 있다. 개시된 실시예의 목적 및 장점은 청구 범위에 제시된 요소 및 조합에 의해 실현되고 달성될 수 있다.
전술한 일반적인 설명과 하기의 상세한 설명 모두는 단지 예시적이고 설명적인 것이며 청구된 바와 같이, 개시된 실시예를 제한하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예와 일치하는 예시적인 전자 빔 검사(EBI) 시스템을 도시하는 개략적인 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예와 일치하는, 도 1의 예시적인 전자 빔 검사 시스템의 일부일 수 있는 예시적인 전자 빔 툴을 도시하는 개략적인 도면이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시예와 일치하는, 전자 빔 스폿의 세기를 결정하는 예시적인 방법을 도시하는 도면이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 실시예와 일치하는, 결정된 전자 빔 스폿의 세기로부터 노이즈 성분을 감소시키는 예시적인 방법을 도시하는 도면이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시예와 일치하는, 전자 검출기 출력을 처리하기 위한 예시적인 시스템을 도시하는 개략적인 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예와 일치하는, 웨이퍼를 검사하기 위한 예시적인 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시예와 일치하는, 웨이퍼를 검사하기 위한 예시적인 방법을 도시하는 흐름도이다.
이제 예가 첨부된 도면에 도시된 실시예에 대한 참조가 상세하게 이루어질 것이다. 이하의 설명은 달리 표현되지 않는 한 상이한 도면에서 동일한 번호가 동일하거나 유사한 요소를 나타내는 첨부 도면을 참조한다. 예시적인 실시예의 다음의 설명에서 제시된 구현은 본 발명과 일치하는 모든 구현을 나타내지는 않는다. 대신, 이들은 첨부된 청구 범위에 나열된 바와 같은 발명과 관련된 양태와 일치하는 장치 및 방법의 예일 뿐이다.
본 발명의 실시예는 전자 검출기뿐만 아니라 전자 검출기와 결합된 전처리 회로, 신호 처리 회로 및 후처리 회로를 갖는 전자 빔 툴(too)을 제공한다. 전자 검출기는 웨이퍼에서 방출된 후방 산란 일차 전자를 받아들이도록 구성될 수 있다. 받아들여진 전자는 검출기의 표면 상에 하나 이상의 빔 스폿을 형성한다. 표면은 전자를 받아들인 것에 응답하여 전기 신호를 생성하도록 구성된 복수의 전자 감지 요소를 포함할 수 있다. 전처리 회로와 신호 처리 회로는 생성된 전기 신호의 크기와 관련된 표시를 생성하도록 구성될 수 있다. 후처리 회로는 생성된 표시에 기초하여 전자 감지 요소 중 어느 것이 빔 스폿의 일차 경계부(boundary) 내에 있는지를 결정하도록 그리고 결정된 일차 경계부에 기초하여 빔 스폿의 세기를 나타내는 값을 생성하도록 구성될 수 있다. 이러한 배열체로, 개시된 실시예는 전자 감지 요소 중 어느 것이 빔 스폿의 일차 경계부 밖에 있는지를 결정할 수 있으며 또한 이 감지 요소의 출력에 기초하여 노이즈 신호를 추정할 수 있다. 후처리 회로는 또한 빔 스폿의 세기 데이터를 생성할 때, 추정된 노이즈 신호를 보상할 수 있다. 결과적으로 웨이퍼 이미지 재구성의 충실도와 속도 모두가 향상될 수 있다.
후처리 회로는 또한 빔 스폿의 이차 경계부를 결정하도록 구성될 수 있다. 입사 전자 빔 내의 전자들은 상이한 생성 공정으로 인하여 상이한 특성, 예를 들어 에너지를 가질 수 있다. 상이한 특성을 갖는 전자의 분포 또는 집중도(concentration)는 검출된 전자 빔 스폿에서 대응하는 세기 패턴을 형성하는 전자 빔 내의 상이한 위치에서 변할 수 있다. 　결정된 일차 및 이차 경계부는 대응하는 전자 감지 요소의 출력 신호를 그룹화(group)하는데 사용될 수 있다. 그룹은 그의 기하학적 배열이 대응하는 전자 빔 스폿의 패턴과 일치하도록 형성될 수 있다. 예로서, 이차 빔 경계부 내에서 전자 감지 요소에 의해 검출된 전자 빔 스폿의 일부분은 거의 전부 후방 산란 전자로 구성될 수 있으며, 일차 빔 경계부와 이차 빔 경계부 사이에서 전자 감지 요소에 의해 검출된 전자 빔 스폿의 일부분은 거의 전부 이차 전자로 구성될 수 있다. 따라서, 형성된 그룹은 전체 검출된 빔의 세기 정보 그리고 또한 전자 빔의 후방 산란 및 이차 전자 부분에 대응하는 세기 정보를 산출할 수 있다. 따라서, 개시된 실시예는 검출된 전자 빔 스폿에 관한 부가적인 정보 및 결과적으로 조사 중인 샘플의 부가적인 특성을 제공할 수 있다.
복수의 검출된 전자 빔을 포함하는 시스템에 대하여, 인접한 빔들로부터의 신호에서의 크로스토크(crosstalk)는 전자 광학 서브시스템에서의 수차 및 분산의 영향에 의해 야기된다. 각 빔 내의 전자는 전자 검출기의 감지 표면으로 가는 중에 분산되어 인접한 전자 빔 스폿들 사이에서의 오버랩을 야기할 수 있다. 결정된 빔 경계부에 기초한 전자 감지 요소로부터의 출력 신호의 그룹화는 인접한 검출된 빔들 사이의 크로스토크를 검출하기 위하여 사용될 수 있다. 후처리 회로는 또한 복수의 빔 스폿의 세기 데이터를 생성할 때, 결정된 크로스토크 신호를 보상할 수 있다. 결과적으로 웨이퍼 이미지 재구성의 충실도와 속도가 모두 향상될 수 있다. 일부 실시예에서, 크로스토크를 감소시키기 위해 사용되는, 전자 광학 서브-시스템 내의 개구가 제거될 수 있다. 이는 전자 빔 툴의 설계, 제조 및 유지 보수를 단순화할 수 있다. 또한, 전자 광학 서브-시스템 내의 개구는 검출된 전자 빔의 상당한 세기 감소를 야기할 수 있으며 또한 신호 대 노이즈비를 감소시킬 수 있다. 개시된 실시예에 의해 제공되는 크로스토크 결정 및 보상은 신호 대 노이즈비와 크로스토크 간의 균형을 실시간으로 조정하기 위해 사용될 수 있다. 신호 대 노이즈비와 크로스토크 간의 균형을 실시간으로 조정하는 능력은 전자 빔 툴의 융통성과 성능을 크게 향상시킬 수 있다.
또한, 개시된 실시예는 신호 처리 회로를 포함하여 빔 경계부 결정 및 빔 세기 결정을 실시간으로 수행할 수 있다. 이는 후처리 알고리즘을 사용하는 시스템과 비교하여 더 빠른 속도 성능이 빔 경계부 결정 및 빔 세기 결정 기능을 수행하는 것을 가능하게 할 수 있다. 고속 실시간 성능은 전자 광학 서브-시스템이 어떻게 실시간으로 수행되고 있는지에 관한 정보를 제공할 수 있으며 임의의 성능 편차 (예를 들어, 각 빔의 형상 및 장소(locus), 전자 빔 그리드의 기하학적 형성, 구성 요소 제조와 조립의 불완전성으로 인한 모든 빔 또는 일부 빔의 예기치 않은 이동, 장시간의 작동 중의 드리프트(drift))가 감지되고 해결될 수 있다. 편향 방지 시스템은 이차 전자 빔의 이동을 상쇄시키기 위해 일반적인 시스템에서 사용되고 있다. 변형 방지 시스템을 일차 전자 빔 편향기와 동기화하는 것은 기술적으로 어렵다. 개시된 실시예는 빔 스폿의 이동을 실시간으로 추적할 수 있으며, 따라서 일부 실시예에서, 편향 방지 시스템이 제거될 수 있다.
또한, 개시된 실시예에서의 빔 세기 결정은 많은 수의 전자 감지 요소에 대응하는 신호를 그룹화함으로써 수행될 수 있다. 전자 감지 요소 표면의 오염, 또는 예기치 않은 사고 (예를 들어, 전자 광학 서브-시스템이 수용되어 있는 진공 챔버 내에서의 심한 아크)에 의해 야기된 전자 감지 요소 손상, 또는 제조 공정에서 도입된 결함으로 발생한 전자 감지 요소의 오작동으로 인하여 그룹의 전자 감지 요소들 중 하나 또는 일부가 적절하게 작동하지 않는 경우, 작동하지 않는 전자 감지 요소를 그룹에서 배제시킴으로써 그룹은 빔 세기 결정 기능을 계속해서 달성할 수 있다. 이는 검출 시스템의 신뢰성 및 불량 허용 오차를 개선할 수 있다.
일부 실시예에서, 신호 처리 회로와 후처리 회로는 또한 전자 감지 요소에 대응하는 전자 신호를 스캔하도록 또한 검출기 표면에 부과된 하나 이상의 전자 빔 스폿의 이미지를 생성하도록 구성될 수 있다. 스캔 속도는 빔 세기를 결정하기 위해 사용된 그룹의 업데이트 속도보다 낮은 프레임 속도로 이 이미지를 생성하도록 구성될 수 있다. 그러나, 이 이미지는 검출기 표면 상의 전자 빔 스폿 세기 분포에 대한 상세한 정보를 제공할 수 있으며 또한 전자 광학 시스템의 성능 평가를 설계, 최적화 및 수행하는데 유용하다. 또한, 생성된 이미지 및 결정된 빔 경계부는 시스템의 장시간 작동 중의 드리프트로 인하여 야기된 하나 이상의 검출된 전자 빔의 형상 또는 위치(loci)의 임의의 편차를 검출하기 위해 사용될 수 있으며 또한 이러한 효과를 보상하는데 사용될 수 있다.
이제 첨부된 도면에 도시된 예시적인 실시예에 대하여 참조가 상세히 이루어질 것이다. 이하의 실시예가 전자 빔을 이용하는 맥락에서 설명되지만, 본 발명은 이렇게 제한되지 않는다. 다른 유형의 하전 입자 빔이 유사하게 적용될 수 있다.
이제, 본 발명의 실시예와 일치하는 예시적인 전자 빔 검사 (EBI) 시스템(100)을 도시하고 있는 도 1에 대한 참조가 이루어진다. 도 1에 나타나 있는 바와 같이, EBI 시스템(100)은 메인 챔버(101), 로드(load)/로크(lock) 챔버(102), 전자 빔 툴(104) 및 장비 프런트 엔드 모듈(equipment front end module; EFEM)(106)을 포함하고 있다. 전자 빔 툴(104)은 메인 챔버(101) 내에 위치되어 있다. EFEM(106)은 제1 로딩 포트(106a) 및 제2 로딩 포트(106b)를 포함하고 있다. EFEM(106)은 부가적인 로딩 포트(들)를 포함할 수 있다. 제1 로딩 포트(106a)와 제2 로딩 포트(106b)는 검사될 웨이퍼 (예를 들어, 반도체 웨이퍼 또는 다른 물질(들)로 제조된 웨이퍼) 또는 샘플 (이하, 웨이퍼와 샘플이 총괄적으로 "웨이퍼"로 지칭된다)이 들어있는 웨이퍼 정면 개구 통합형 포드(FOUP)를 받아들인다.
EFEM(106) 내의 하나 이상의 로봇 아암(보여지고 있지 않음)은 웨이퍼를 로드/록 챔버(102)로 이송한다. 로드/로크 챔버(102)는 로드/로크 챔버(102) 내의 가스 분자를 제거하여 대기압보다 낮은 제1 압력에 도달하게 하는 로드/로크 진공 펌프 시스템 (보여지고 있지 않음)에 연결되어 있다. 제1 압력에 도달한 후, 하나 이상의 로봇 아암 (보여지고 있지 않음)은 웨이퍼를 로드/로크 챔버(102)로부터 메인 챔버(101)로 이송한다. 메인 챔버(101)는 메인 챔버(101) 내의 가스 분자를 제거하여 제1 압력보다 낮은 제2 압력에 도달하게 하는 메인 챔버 진공 펌프 시스템 (나타나 있지 않음)에 연결되어 있다. 제2 압력에 도달한 후, 웨이퍼는 전자 빔 툴(104)에 의하여 검사를 받는다.
이제 도 2를 참조하면, 도 2는 전자 소스(202), 건 개구(gun opening; 204), 집광 렌즈(206), 전자 소스(202)로부터 방출된 일차 전자 빔(210), 소스 변환 유닛(212), 일차 전자 빔(210)의 복수의 빔렛(214, 216 및 218), 일차 투영 광학 시스템(220), 웨이퍼 스테이지(도 2에 나타나지 않음), 복수의 이차 전자 빔(236, 238 및 240), 이차 광학 시스템(242) 및 전자 검출 디바이스(244)를 포함하는 전자 빔 툴(104) (본 명세서에서는 또한 장치(104)로도 지칭된다)을 도시하고 있다. 일차 투영 광학 시스템(220)은 빔 분리기(222), 편향 스캐닝 유닛(226) 및 대물렌즈(228)를 포함할 수 있다. 전자 검출 디바이스(244)는 검출 요소(246, 248 및 250)를 포함할 수 있다.
전자 소스(202), 건 개구(204), 집광 렌즈(206), 소스 변환 유닛(212), 빔 분리기(222), 편향 스캐닝 유닛(226) 및 대물렌즈(228)는 장치(104)의 일차 광학 축(260)과 정렬될 수 있다. 이차 광학 시스템(242)과 전자 검출 디바이스(244)는 장치(104)의 이차 광학 축(252)과 정렬될 수 있다.
전자 소스(202)는 캐소드, 추출기(extractor) 또는 애노드를 포함할 수 있으며, 여기서 일차 전자는 캐소드로부터 방출되고 추출 또는 가속되어 크로스 오버(crossover)(가상 또는 실제)(208)를 갖는 일차 전자 빔(210)을 형성할 수 있다. 일차 전자 빔(210)은 크로스오버(208)로부터 방출되는 것으로 시각화될 수 있다. 건 개구(204)는 일차 전자 빔(210)의 외각 전자를 차단하여 쿨롱 효과(Coulomb effect)를 감소시킬 수 있다. 쿨롱 효과는 프로브 스폿(270, 272 및 274)의 크기 증가를 야기할 수 있다.
소스 변환 유닛(212)은 이미지 형성 요소의 어레이 (도 2에서는 보여지지 않음) 및 빔-제한 개구의 어레이 (도 2에서는 보여지지 않음)를 포함할 수 있다. 이미지 형성 요소의 어레이는 마이크로-편향기 또는 마이크로-렌즈의 어레이를 포함할 수 있다. 이미지 형성 요소의 어레이는 일차 전자 빔(210)의 복수의 빔렛(214, 216 및 218)으로 크로스오버(208)의 복수의 평행한 이미지 (가상 또는 실제)를 형성할 수 있다. 빔-제한 개구의 어레이는 복수의 빔렛(214, 216 및 218)을 제한할 수 있다.
집광 렌즈(206)는 일차 전자 빔(210)을 집속할 수 있다. 소스 변환 유닛(212)의 하류의 빔렛(214, 216 및 218)의 전류는 집광 렌즈(206)의 초점력(focusing power)을 조정함으로써 또는 빔-제한 개구의 어레이 내의 대응하는 빔-제한 개구의 반경 방향 크기를 변화시킴으로써 변화될 수 있다. 대물렌즈(228)는 검사를 위하여 빔렛(214, 216 및 218)을 웨이퍼(230) 상으로 집속할 수 있으며, 복수의 프로브 스폿(270, 272 및 274)을 웨이퍼(230)의 표면에 형성할 수 있다.
빔 분리기(222)는 정전기 이중극 필드(dipole field)와 자기 이중극 필드를 생성하는 정전 편향기를 포함하는 빈 필터(Wien filter) 유형의 빔 분리기일 수 있다. 일부 실시예에서, 이들이 인가되면, 빔렛(214, 216 및 218)의 전자 상에 정전기 이중극 필드에 의해 가해지는 힘은 자기 이중극 필드에 의해 전자에 가해지는 힘과는 크기가 동일하고 방향은 반대일 수 있다. 빔렛(214, 216 및 218)은 따라서 제로(0) 편향각으로 빔 분리기(222)를 일직선으로 통과할 수 있다. 그러나, 빔 분리기(222)에 의해 생성된 빔렛(214, 216 및 218)의 총 분산은 0이 아닐 수 있다. 빔 분리기(222)의 분산 평면(224)에 대해, 도 2는 에너지 Vo에 대응하는 빔렛 부분(262), 에너지 Vo+AV/2에 대응하는 빔렛 부분(264) 그리고 에너지 Vo-AV/2에 대응하는 빔렛 부분(264)으로의, 공칭 에너지(Vo)와 에너지 확산(AV)을 갖는 빔렛(214)의 분산을 보여주고 있다. 빔 분리기(222)에 의해 이차 전자 빔(236, 238 및 240)의 전자에 가해지는 전체 힘은 0이 아닐 수 있다. 따라서 빔 분리기(222)는 이차 전자 빔(236, 238 및 240)을 빔렛(214, 216 및 218)으로부터 분리할 수 있으며 이차 전자 전자 빔(236, 238 및 240)을 이차 광학 시스템(242) 쪽으로 향하게 할 수 있다.
편향 스캐닝 유닛(226)은 빔렛(214, 216 및 218)을 편향시켜 웨이퍼(230)의 표면 영역에 걸쳐 프로브 스폿(270, 272 및 274)을 스캐닝할 수 있다. 프로브 스폿(270, 272 및 274)에서의 빔렛(214, 216 및 218)의 입사에 응답하여, 이차 전자 빔(236, 238 및 240)이 웨이퍼(230)로부터 방출될 수 있다. 이차 전자 빔(236, 238 및 240)은 이차 전자(에너지<50eV)와 후방 산란 전자 (50eV와 빔렛(214, 216, 218)의 랜딩 에너지(landing energies) 사이의 에너지)를 포함하는, 에너지 분포를 갖는 전자를 포함할 수 있다. 이차 광학 시스템(242)은 이차 전자 빔(236, 238 및 240)을 전자 검출 디바이스(244)의 검출 요소(246, 248 및 250) 상으로 집속할 수 있다. 검출 요소(246, 248 및 250)는 대응하는 이차 전자 빔(236, 238 및 240)을 검출하고 웨이퍼(230)의 표면적의 이미지를 재구성하는데 사용되는 대응 신호를 생성할 수 있다.
이제 전자 검출 디바이스(244)의 센서 표면(300)의 예시적인 구조를 도시하고 있는 도 3a에 대한 참조가 이루어진다. 센서 표면(300)은 4개의 영역(302A 내지 302D (2×2 직사각형 그리드))으로 분할될 수 있으며, 각 영역(302)은 웨이퍼 상의 특정 위치로부터 방출된 대응 빔 스폿(304)을 받아들일 수 있다. 모든 빔 스폿(304A 내지 304D)은 이상적인 둥근 형상을 갖고 있으며, 위치 오프셋(loci offset)은 갖고 있지 않다. 또한, 4개의 영역이 나타나 있는 반면에, 임의의 복수의 영역이 이용될 수 있다는 것이 인식된다.
각 센서 영역은 전자 감지 요소(306)의 어레이를 포함할 수 있다. 전자 감지 요소는, 예를 들어 PIN 다이오드, 전자 멀티플라이어 튜브(electron multiplier tube; EMT) 등을 포함할 수 있다. 더욱이, 도 3a는 영역(302)들이 자신의 감지 요소(306)를 갖는 미리 한정된 영역들로서 서로 분리되어 있는 것으로 보여주고 있지만, 이 미리 한정된 영역들은 예를 들어 도 4a의 표면 센서(400)와 같이 존재하지 않을 수 있다는 점이 인식된다. 예를 들어, 81개의 감지 요소 (감지 요소의 9×9 그리드)를 각각 갖는 4개의 사전 한정된 영역을 갖는 대신에, 센서 표면은 감지 요소의 하나의 18×18 그리드를 가질 수 있으며, 그럼에도 불구하고 4개의 빔 스폿을 감지할 수 있다.
전자 감지 요소(306)는 센서 영역에서 받아들여진 전자에 비례하는 전류 신호를 생성할 수 있다. 전처리 회로는 생성된 전류 신호를 (받아들여진 전자 빔 스폿의 세기를 나타내는) 전압 신호로 변환할 수 있다. 전처리 회로는, 예를 들어 고속 트랜스임피던스 증폭기(transimpedance amplifier)를 포함할 수 있다. 처리 시스템은 예를 들어 센서 영역 내에 위치된 전자 감지 요소들에 의해 생성된 전압들을 합산함으로써 전자 빔 스폿의 세기 신호를 생성할 수 있으며, 세기 신호를 웨이퍼 상에 입사하는 일차 전자 빔의 스캔 경로 데이터와 관련시킬 수 있고, 또한 연관성에 기초하여 웨이퍼의 이미지를 구성할 수 있다.
일부 실시예에서, 처리 시스템은 일부 전자 감지 요소(306)에 의해 생성된 전압을 선택적으로 합하여 빔 스폿의 세기 값을 생성할 수 있다. 선택은 전자 감지 요소들 중 어느 것이 빔 스폿 내에 위치되어 있는지의 결정에 기초할 수 있다.
일부 실시예에서, 처리 시스템은 빔 스폿의 경계부를 식별함으로써, 전자 감지 요소들 중 어느 것이 빔 스폿 밖에 위치하고, 전자 감지 요소들 중 어느 것이 빔 스폿 내에 위치되는지를 식별할 수 있다. 예를 들어, 도 3b를 참고하면, 처리 시스템은 빔 스폿(304A 내지 304B)에 대한 일차 경계부(312A 및 312B)와 이차 경계부(314A 및 314B)를 식별할 수 있다. 일차 경계부(312)는 빔 스폿의 세기를 결정하기 위해 전압 출력이 포함되는 전자 감지 요소(306)의 세트를 둘러싸도록 구성될 수 있다. 따라서, 전자 감지 요소의 전자 감지 요소 세트가 빔 스폿 내에 있다는 결정이 이루어질 수 있다.
이차 경계부(314)는 빔 스폿의 중심 부분을 둘러싸도록 구성될 수 있으며, 또한 빔 스폿의 어떠한 기하학적 정보를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 기하학적 정보는, 예를 들어 빔 스폿의 형상, 빔 스폿의 하나 이상의 위치(loci) 등을 포함할 수 있다. 여기서, 위치는 중심과 같은 빔 스폿 내의 설정된 위치를 지칭할 수 있다. 아래에서 더 상세하게 논의될 바와 같이, 처리 시스템은 또한 이차 경계부(314)에 기초하여 일차 경계부(312)를 결정할 수 있다.
더욱이, 위치 정보에 기초하여, 처리 시스템은 또한, 예를 들어 제조 또는 조립 공정 중에 도입된 전자 광학 구성 요소 또는 시스템 내의 결함으로 인한 빔 스폿(304)의 위치의 드리프트 및/또는 시스템의 장기 작동 중의 드리프트를 추적할 수 있다. 처리 시스템은 경계부 결정, 및 세기 결정에 포함될 전자 감지 요소 세트를 업데이트하여 세기 결정의 정확도에 미치는 드리프트의 영향을 완화시킬 수 있다. 또한, 처리 시스템은 전자 빔 스폿의 임의의 이동(shift)을 추적할 수 있으며, 따라서 전자 빔 편향을 추적 및 보상하기 위해 사용되는 편향 방지 구성 요소가 이차 광학 시스템으로부터 제거될 수 있다. 이는 전자 빔 툴(104)의 설계, 제조 및 유지를 단순화할 수 있다.
일차 또는 이차 경계부(312 및 314)로 둘러싸인 전자 감지 요소의 각 세트를 형성하기 위해 사용되는 전자 감지 요소(306)의 선택은 각 빔 스폿의 지정된 전자 수집 비율에 의하여 결정될 수 있으며, 이는 전체 이미지 신호 세기와 신호 대 노이즈비, 인접하는 전자 빔들의 신호 크로스토크, 및 각 전자 빔 스폿의 대응하는 형상 및 위치와 관련되어 있다. 각 세트의 형성은 정적일 수 있거나, 또는 각 대응 빔 스폿의 형상 및 위치 변동이 실시간으로 추적 및 보상될 필요가 있는지에 따라 동적으로 변할 수 있다. 빔 위치 및 형상을 실시간으로 획득하는 능력을 제공함으로써, 전자 광학 시스템 (예를 들어, 일차 투영 광학 시스템(220))의 성능은 연속적으로 모니터링될 수 있다. 또한, 빔의 위치 및 형상에 관하여 수집된 정보는 시스템 조립 및 유지 보수 공정 중에 전자 광학 시스템 조정을 용이하게 할 수 있으며, 그에 의하여 전자 광학 시스템과 전자 검출 디바이스 간의 실시간 자동 정렬을 이루는 것을 가능하게 한다. 이에 따라, 도 3b이 바람직한 원형 형상에서 벗어난 형상을 갖는 빔 스폿(304B)을 도시하고 있는 반면에, 전자 광학 시스템의 드리프트 또는 전자 광학 시스템 내의 구성 요소의 결함으로 인한 위치, 형상 및 그리드 정보와 같은 이러한 유형의 편차는 실시간으로 보상될 수 있다.
일부 실시예에서, 일차 및 이차 경계부의 결정은 이웃하는 전자 감지 요소들을 가로지르는 설정 패턴의 세기 구배(gradient)를 검출하는 것에 기초할 수 있다. 이제 일차 경계부(312)를 결정하기 위하여 사용되는 설정 패턴의 예를 도시하고 있는 도 3c에 대한 참조가 이루어진다. 도 3c는 세기 맵(330)과 세기 그래프(340)를 도시하고 있다. 세기 맵(330)은 빔 스폿 (예를 들어, 도 3a의 빔 스폿(304))의 세기 분포를 도시하고 있으며, 각 정사각형은 하나의 전자 감지 요소에 의해 받아들여진 전자의 세기를 나타내고, 더 어두운 색상은 상대적으로 더 높은 세기를 나타낸다. 처리 시스템은 설정 임계값보다 밝은 색상, 예를 들어 백색으로 나타나 있는 전자 감지 요소가 빔 스폿 밖에 있다는 점 그리고 설정 임계값보다 어두운 색상, 예를 들의 회색으로 나타나 있는 전자 감지 요소가 빔 스폿 내에 있다는 것을 결정할 수 있다. 이 결정에 기초하여, 처리 시스템은 백색으로 나타나 있는 전자 감지 요소의 출력을 배제할 수 있다.
더욱이, 세기 그래프(340)는 세기 맵(330)에서 축(345)을 따른 전자의 세기 변화를 도시하고 있다. 도 3c에 나타나 있는 바와 같이, 세기 그래프(340)는 상이한 위치들에서의 상이한 세기들을 도시하고 있다. 예를 들어, (도면 부호 350가 붙여진) 빔 스폿의 중심 근처의 세기는 (도면 부호 355가 붙여진) 빔 스폿의 경계부 근처보다 높다. 세기의 차이는 전자 소스(202)의 팁(tip) 크기, 전자 광학 시스템의 수차 및 전자 분산을 포함하는 다양한 요인에 기인할 수 있다. 더욱이, 일부 실시예에서, 세기는 산란 전자의 샘플 토포그래피, 후방 산란 전자를 위한 물질, 샘플 표면의 하전 조건(charging condition), 랜딩 에너지 등에 의해 결정될 수 있다.
이웃하는 전자 감지 요소들 사이의 전자 세기 출력의 비교에 기초하여 세기 구배가 생성될 수 있다. 예를 들어, 전자 검출 디바이스(244)의 센서 표면의 대응하는 전자 감지 요소와 결합된 신호 조절 회로의 출력부는 이웃하는 전자 감지 요소들 사이의 (받아들여진 전자 세기를 나타내는) 출력 전압을 비교하도록 구성된 전압 비교기 세트에 연결될 수 있다. 전압 비교기 세트는 결정 세트를 생성할 수 있다. 처리 시스템은 결정에 기초하여 세기 구배를 추적할 수 있으며 세기 구배가 일차 경계부(312)의 일부로서 변화하는 센서 표면 상의 위치를 결정할 수 있다. 예를 들어, 도 3c를 다시 참조하면, 전압 결정 그래프(360)는 세기 그래프(340)에 도시된 세기 변동에 대응하는 전압 비교기 결정의 분포를 도시하고 있다. 결정은 이웃하는 전자 감지 요소들 사이의 출력 전압의 비교 결과를 나타낼 수 있으며, -1은 우측의 전자 감지 요소의 출력 전압보다 높은 좌측의 전자 감지 요소의 출력 전압을 나타내고, +1은 반대쪽을 나타내고 있다.
비교 결과는 빔 스폿의 경계부에서의 그리고 빔 스폿의 내부에서의 세기 구배의 특성 패턴을 반영할 수 있다. 예를 들어, 도 3c에서 보여지고 있는 바와 같이, 세기(355)에 대응하는 전압 비교기 결정(364)은 +1과 -1 사이에서 더 많은 토글링(toggling)을 나타낼 수 있으며, 이는 처리 시스템으로부터의 전자 세기 출력들의 신호 레벨 차이로 인하여 발생될 수 있고, 인접하는 전자 감지 요소들에 의해 수신된 전자 전류 세기들에 대응하며, 노이즈 레벨보다 낮다. 결과적으로, (빔 스폿의 경계부에 대응하는) 비교기 결정(364)은 불규칙 노이즈에 영향을 받기 쉬울 수 있으며, 어느 쪽이든 토글할 수 있다. 한편, 노이즈 레벨보다 높은 전자 세기 출력의 신호 레벨 차이로 인하여, 세기(350)에 대응하는 비교기 결정(362)은 이웃하는 전자 감지 요소들 세트에 걸쳐 더 안정적일 수 있다. 비교기 출력의 토글링 패턴에 기초하여, 처리 시스템은 전압 결정 그래프(360)에서의 비교기 결정을 세기 구배(362 및 364)에 대응하는 2개의 세트로 그룹화할 수 있다. 2개 세트의 비교기 결정을 야기하는 전자 감지 요소의 위치에 기초하여, 처리 시스템은 세기 구배(362 및 364) 사이에서 전이(transition)가 발생하는 센서 표면 상의 위치를 식별할 수 있으며, 이는 위치 "A"로 표기된 위치일 수 있다. 처리 시스템은 그후 식별된 위치를 일차 경계부(312)의 일부로서 결정할 수 있다. 처리 시스템은 일차 경계부(312)를 구성하는 센서 표면 상의 위치 세트를 결정하기 위해 전자 요소의 각 행 및 열에 대한 전압 비교기 결정에 관하여 유사한 처리를 수행할 수 있다.
처리 시스템은 또한 전압 비교기 결정에서 다른 설정 패턴을 검출함으로써 이차 경계부(314)를 결정할 수 있다. 이제 이차 경계부(314)를 결정하기 위해 사용되는 설정 패턴의 예를 도시하고 있는 도 3d에 대한 참조가 이루어진다. 도 3d는 도 3c의 세기 맵(330), 세기 맵(330)에서 축(365)을 따른 전자의 세기 변화를 도시하는 세기 그래프(380) 및 세기 맵(330)에서 축(370)을 따른 전자의 세기 변화를 도시하는 세기 그래프(385)를 도시하고 있다. 축(365 및 370)은 또한 센서 표면 상의 전자 감지 요소들의 인접한 열들을 따라 있을 수 있다.
도 3d는 또한 세기 그래프(380)에 대응하는 전압 결정 그래프(390) 및 세기 그래프(385)에 대응하는 전압 결정 그래프(395)를 도시하고 있다. 전압 결정 그래프(390 및 395) 모두는 축(365 및 370)을 각각 따르는 이웃하는 전자 감지 요소들 사이의 출력 전압의 비교 결과를 나타내고 있다. 각 전압 결정 그래프는 또한 축(365 및 370) 각각을 따른 어떠한 지점에서의 비교기 결정의 토글링(toggling)을 나타내고 있으며, 이는 세기 구배의 극성의 변화를 표시할 수 있다. 예를 들어, 축(365)을 따라, 위치(B)에서 빔 스폿의 중심 주위의 균일한(flat) 세기 영역에 도달하기 전에 증가하는 세기가 있으며, 그후 세기는 감소한다. 상응하게, 세기 그래프(380)를 따라서, 축(365)의 증가하는 세기와 관련된 증가하는 세기(381), 축(365)의 위치(B)에서의 균일한 영역과 관련된 균일한 세기(382), 및 축(365)의 감소하는 세기와 관련된 감소하는 세기(383)가 존재한다.
대응하는 전압 결정 그래프(390)를 참조하면, 비교기 결정(391)에 대응하는 출력 전압 +1은 세기 그래프(380)로부터의 증가하는 세기(381)를 반영하며, 비교기 결정(393)에 대응하는 출력 전압 -1은 세기 그래프(380)로부터의 감소하는 세기(383)를 반영한다. 세기(382)에 대응하는 전압 비교기 결정(392)은 +1과 -1 사이에서 더 많은 토글링을 나타낼 수 있으며, 이는 인접한 전자 감지 요소들에 의해 수신된 전자 전류 세기에 대응하는, 처리 시스템으로부터의 전자 세기 출력의 신호 레벨 차이로 인한 것일 수 있고, 노이즈 레벨보다 낮다. 결과적으로, 비교기 결정(392)들은 불규칙 노이즈에 영향을 받기 쉬울 수 있으며, 어느 쪽이든 토글할 수 있다.
한편, 축(370)을 따라서 세기 구배의 비교적 급격한 전이가 있으며, 축(370)의 중간에서 위치 ("C"로 표시됨)에서 토글링이 발생한다. 인접한 행 (및 열) 사이의 토글링 위치의 차이에 기초하여, 처리 시스템은 이차 경계부(314)를 구성하는 센서 표면 상의 위치 세트를 결정할 수 있다. 예를 들어, 처리 시스템은 위치 B 및 C가 이차 경계부(314)의 일부라는 점을 결정할 수 있다.
일부 실시예에서, 처리 시스템은 또한 경계부 정보를 사용하여 노이즈 신호의 효과를 보상함으로써 이미지 재구성의 충실도를 향상시킬 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 이미지 재구성의 충실도는 전자 검출 디바이스(244)에 의해 생성된 또한 웨이퍼에 의해 방출된 산란 일차 전자 또는 이차 전자에 의해 야기되지 않는 노이즈 신호에 의해 저하될 수 있다. 이 노이즈 신호는, 예를 들어 임의의 전자를 수신하지 않고 생성될 수 있는 암전류(dark current)를 포함할 수 있다. 이 노이즈 신호는 빔 스폿 내에 위치된 전자 감지 요소에서뿐만 아니라 빔 스폿 밖에 위치된 전자 감지 요소에서도 나타날 수 있다. 노이즈 신호는 전자 감지 요소들 각각에 독립적인 불규칙 노이즈 신호일 수 있거나, 노이즈 신호는 검출기의 어떠한 영역 또는 전체의 각 감지 요소에서의 유사한 패턴 및 동일 또는 상이한 진폭을 갖는 전신 노이즈 신호일 수 있다. 본 발명의 실시예로, 처리 시스템은 일차 경계부(312) 밖에 위치된 것으로 결정된 전자 감지 요소의 출력으로부터 수신된 신호를 배제할 수 있다. 이는 일차 경계부(312) 밖의 전자 감지 요소로부터의 무작위 노이즈 신호를 제거함으로써 이미지 재구성의 충실도를 향상시킬 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 처리 시스템은 일차 경계부(312) 밖에 있는 것으로 결정된 전자 감지 요소의 출력으로부터의 노이즈 신호를 나타내는 값을 얻을 수 있다. 일차 경계부(312) 내에 위치된 전자 감지 요소의 출력으로부터 세기 값을 생성한 후, 처리 시스템은 세기 값에서 노이즈 신호 성분을 나타내는 값을 뺄 수 있다. 세기 값에 존재하는 전신 노이즈(systemic noise) 신호 성분을 제거 또는 감소시킴으로써, 이미지 재구성의 충실도가 향상될 수 있다.
이제 센서 표면 상에 형성된 4개의 빔 스폿에 대응하는 일련의 세기 맵(400)을 도시하고 있는 도 4a에 대한 참조가 이루어진다. 세기 맵과 관련된 전압 비교기 결정에 기초하여, 처리 시스템은 빔 스폿 각각에 대한 일차 경계부(312a, 312b, 312c 및 312d)를 얻을 수 있다. 처리 시스템은 일차 경계부(312a, 312b, 312c 및 312d) 각각으로 둘러싸여 있는 전자 감지 요소의 출력을 합산하여 빔 스폿 각각에 대한 세기 값을 얻을 수 있다. 더욱이, 이 일차 경계부에 기초하여, 처리 시스템은 또한, 예를 들어 이 일차 경계부 밖에 있는 402a, 402b, 402c, 402d 및 402e를 포함하는 전자 감지 요소 세트를 식별할 수 있다.
처리 시스템은 검출기 근처의 간섭 소스로 인한 노이즈 신호의 표현으로서 일차 경계부 밖의 전자 감지 요소(예를 들어, 전자 감지 요소(402a)) (또는 가동되지 않는 전자 감지 요소)의 출력을 얻을 수 있다. 일부 실시예에서, 처리 시스템은 이 출력을 평균을 내어 노이즈 신호를 나타내는 값을 획득할 수 있으며, 각 빔 스폿의 세기 값에서 이 값을 뺄 수 있다. 일부 실시예에서, 처리 시스템은 또한 그 위치에 기초하여 빔 스폿의 일차 경계부 밖의 가동되지 않는 전자 감지 요소들을 연관시킬 수 있으며 하나 이상의 연관된 가동되지 않는 전자 감지 요소로부터의 노이즈 신호에 기초하여 빔 스폿에 대한 삭감(subtraction)을 수행할 수 있다. 예시적인 예로서, 도 4a에 보여지고 있는 예에서, 처리 시스템은 일차 경계부(312c)로 둘러싸인 빔 스폿으로부터 전자 감지 요소(402b, 402c 및 402e)의 노이즈 신호 (그러나, 전자 감지 요소(402a 및 402d)의 노이즈 신호는 아님)를 빼서 노이즈 성분을 제거하고 그 빔 스폿에 대한 보상된 세기 값을 생성할 수 있다.
처리 시스템은 또한 경계부 정보를 사용하여 크로스토크에 의해 야기되는 노이즈 신호를 완화시키거나 제거할 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 수차 및 분산으로 인하여 인접한 전자 빔들에 의해 형성된 빔 스폿들의 부분 중첩으로 크로스토크가 발생할 수 있다. 일부 실시예에서, 처리 시스템은 이웃하는 빔 스폿들의 (예를 들어 도 4b에 보여지고 있는 바와 같이) 일차 경계부(312)에 기초하여 부분 중첩의 발생을 검출할 수 있다. 그뿐만 아니라, 일부 실시예에서, 처리 시스템은 또한 부분 중첩의 발생을 검출함에 있어서 이웃하는 빔 스폿들의 이차 경계부(314)를 포함할 수 있다. 검출에 기초하여, 처리 시스템은 일부 전자 감지 요소가 빔 스폿이 중첩되는 영역 내에 위치되어 있다는 것을 결정할 수 있으며 빔 스폿의 세기 값을 결정할 때 이 전자 감지 요소로부터의 출력을 배제할 수 있다. 따라서, 분산으로 인한 인접한 빔 스폿들 간의 중첩을 감소 또는 제거하기 위해 전자 광학 서브-시스템 내의 비정상적인 보정 하드웨어의 필요성이 완화되거나 심지어 제거될 수 있다. 결과적으로, 전자 빔 툴(104)의 복잡성이 감소될 수 있으며, 이는 툴의 성능 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 전자 광학 서브-시스템 내의 비정상적인 보정 하드웨어는 검출된 전자 빔의 상당한 세기 감소를 야기할 수 있으며 신호 대 노이즈비를 감소시킬 수 있다. 처리 시스템에 의하여 제공되는 크로스토크 결정 및 완화는 신호 대 노이즈비와 크로스토크 간의 균형을 실시간으로 조정하기 위해 사용될 수 있다. 신호 대 노이즈비와 크로스토크 간의 균형을 실시간으로 조정하는 능력은 전자 빔 툴의 유연성과 성능을 크게 향상시킬 수 있다.
이제, 부분적으로 중첩하는 2개의 빔 스폿에 대응하는 세기 맵(410)을 도시하고 있는 도 4b에 대한 참조가 이루어진다. 이 예에서, 처리 시스템은 좌측의 빔 스폿에 대한 (실선으로 표시되는) 일차 경계부(312e)와 우측의 빔 스폿에 대한 (점선으로 표시되는) 일차 경계부(312f)를 결정한다. 처리 시스템은 또한 좌측의 빔 스폿에 대한 (실선으로 표시되는) 이차 경계부(314e)와 우측의 빔 스폿에 대한 (점선으로 표시되는) 이차 경계부(314f)를 결정한다.
처리 시스템이 2개의 빔 스폿 사이의 부분 중첩을 검출하는 다양한 방법이 있다. 예를 들어, 처리 시스템은 좌측 빔 스폿의 일차 경계부(312e)와 이차 경계부(314e) 사이의 거리(412) 및 좌측 빔 스폿의 이차 경계부(314e)와 우측 빔 스폿의 일차 경계부(314f) 사이의 거리(414)를 결정할 수 있다. 거리(414)가 거리(412)보다 짧다는 결정에 기초하여, 처리 시스템은 우측 빔 스폿의 일차 경계부(312f)의 일부가 좌측 빔 스폿의 일차 경계부(312e)를 잠식한다는 것을 결정할 수 있다. 잠식의 결정에 기초하여, 처리 시스템은 2개의 빔 스폿이 부분적으로 중첩된다는 것을 결정할 수 있다.
다른 예로서, 처리 시스템은 이차 경계부(314e 및 314f)에 기초하여 2개의 빔 스폿의 중심 간의 거리(416)를 결정할 수 있다. 거리(416)가 설정 임계값 아래로 떨어진다는 결정에 기초하여, 처리 시스템은 2개의 빔 스폿이 부분적으로 중첩한다는 것을 결정할 수 있다. 예를 들어, 임계값은 예를 들어, 일차 경계부(312e)와 좌측 빔 스폿의 중심 간의 거리, 일차 경계부(312f)와 우측 빔 스폿의 중심 간의 거리, 양 거리의 조합 등에 기초한 빔 스폿의 추정 반경에 기초하여 결정될 수 있다. 처리 시스템은 그후 중첩이 발생하는 영역(420)을 결정할 수 있으며, 영역(420) 내에 위치된 전자 감지 요소의 출력을 양 빔 스폿에 대한 세기 값 결정에서 배제할 수 있다.
영역(420) 내에 위치된 전자 감지 요소의 출력을 제외하는 것은 크로스토크로 인한 노이즈를 줄일 수 있는 반면에, 제외는 또한 빔 스폿에 대해 생성된 세기 값을 감소시킨다. 결과적으로, 동일한 웨이퍼 구조로부터 방출된 빔 스폿은 상이한 세기 값을 가질 수 있다. 이 차이는 세기 값을 갖는 웨이퍼 구조의 표현에 있어서 왜곡으로 이어질 수 있다. 일부 실시예에서, 왜곡의 영향을 경감하기 위하여, 처리 시스템은 센서 표면 상의 모든 빔 스폿의 일차 경계부를 수축시키기 위하여 스케일링 계수를 결정할 수 있으며, 스케일링 계수는 (일차 경계부(312e)로부터 크기가 조정된(scaled)) 업데이트된 일차 경계부(312ee)와 (일차 경계부(312f)로부터의 크기가 조정된) 업데이트된 일차 경계부(312ff)가 더 이상 영역(420)에서 중첩되지 않도록 결정된다.
수축률(shrinking factor)은 다양한 고려 사항에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 수축률은 거리(412 및 416)들 간의 비율에 기초할 수 있다. 　더욱이, 위에서 논의된 바와 같이, 빔 스폿의 세기 값의 생성으로부터 더 많은 전자 감지 요소의 출력을 배제함으로써, 생성된 세기 값이 감소될 것이다. 이 감소는 노이즈 성분 (예를 들어, 암전류, 간섭 소스 등)에 대해 세기 값을 감소시켜 더 낮은 신호 대 노이즈비로 이어질 수 있다. 감소된 신호 대 노이즈비로, 빔 스폿으로부터 발생된 세기 분포는 노이즈 신호에 더 영향을 받기 쉬울 수 있으며, 이는 이미지 재구성의 충실도를 저하시킬 수 있다. 따라서, 수축률은 또한 결과적인 신호 대 노이즈비가 설정 임계값과 동일하거나 이를 초과하도록 결정될 수 있다. 이러한 구성으로, 모든 빔 스폿의 세기 값이 동일한 스케일링 계수(scaling factor)로 스케일링되어 왜곡을 방지할 수 있으면서, 크로스토크 노이즈 신호 또한 제거되거나 감소될 수 있다. 또한, 동일한 전자 검출 디바이스(244)가 상이한 수의 검출된 빔 스폿을 포함하고 있는 전자 빔 툴 내에서 사용될 수 있다. 처리 시스템은 빔 스폿 경계부들을 업데이트하여 상이한 빔 스폿들을 검출할 수 있다.
일부 실시예에서, 처리 시스템은 또한 경계부 정보를 사용하여 일부 다른 노이즈 소스의 영향을 완화시킬 수 있다. 예를 들어, 도 4c에서 보여지고 있는 바와 같이, 처리 시스템은 전자 감지 요소(435)에 의해 출력된 저 세기에 기초하여 전자 감지 요소(435)가 오작동한다는 것과 요소가 일차 경계부(312g) 내에 위치되어 있다는 것을 결정할 수 있다. 이 결정에 기초하여, 처리 시스템은 전자 감지 요소(435)의 출력을 일차 경계부(312g)로 둘러싸인 빔 스폿에 대한 세기 값 생성으로부터 배제시킬 수 있다.
이제 본 발명의 실시예에 따른, 전자 검출기 출력을 처리하기 위한 예시적인 처리 시스템(500)을 도시하고 있는 도 5a에 대한 참조가 이루어진다. 처리 시스템(500)은 도 2의 전자 빔 툴(104)의 일부일 수 있거나, 이와 결합될 수 있다. 처리 시스템(500)은 전자 검출 디바이스(244)의 복수의 전자 감지 요소로부터 생성된 전기 신호를 수신할 수 있으며, 하나 이상의 검출된 전자 빔 스폿 각각에 대한 세기 값을 결정할 수 있고, 또한 세기 값에 기초하여 웨이퍼의 이미지를 재구성할 수 있다. 도 5a에 보여지고 있는 바와 같이, 시스템(500)은 (도 2의) 전자 검출 디바이스(244), 전처리 회로(501), 신호 처리 회로(502), 전자 세기 결정 회로(503), 빔 스폿 이미징 회로(504) 및 그리고 빔 스폿 처리 모듈(506)을 포함할 수 있다. 빔 스폿 처리 모듈(506)은 빔 스폿 경계부 결정 모듈(508), 세기 임계 모듈(509), 빔 스폿 세기 결정 모듈(510), 이미지 재구성 모듈(512) 및 빔 스폿 이미징 모듈(515)을 더 포함할 수 있다.
일반적으로, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 단어 "모듈"은 다른 구성 요소 (예를 들어, 집적 회로의 부분들) 및/또는 관련된 기능들 중 특정 기능을 수행하는 (컴퓨터 독출 가능한 매체에 저장된) 프로그램의 일부와 함께 사용하기 위하여 설계된 패키지화된 기능적 하드웨어 유닛일 수 있다. 모듈은 진입점 및 출구점을 가질 수 있으며, 예를 들어 Java, Lua, C 또는 C++와 같은 프로그래밍 언어로 작성될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 실행 가능한 프로그램으로 컴파일되고 링크되거나, 동적 링크 라이브러리에 설치되거나, 또는 예를 들어 BASIC, Perl 또는 Python 과 같은 해석형 프로그래밍 언어로 작성될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 다른 모듈들 또는 자체로부터 호출 가능할 수 있으며, 및/또는 검출된 이벤트 또는 인터럽트에 응답하여 작동될 수 있다는 점이 인식될 것이다. 연산 디바이스에서의 실행을 위해 구성된 소프트웨어 모듈은 콤팩트 디스크, 디지털 비디오 디스크, 플래시 드라이브, 자기 디스크 또는 임의의 다른 비-일시적 매체와 같은 컴퓨터 판독 가능한 매체 상에, 또는 디지털 다운로드로서 제공될 수 있다 (또한, 원래는 실행 전에 설치, 압축 해제 또는 암호 해독을 필요로 하는 압축된 또는 설치 가능한 형태로 저장될 수 있다). 이러한 소프트웨어 코드는 연산 디바이스에 의한 실행을 위해, 실행하는 연산 디바이스의 메모리 디바이스 상에 부분적으로 또는 전체적으로 저장될 수 있다. 소프트웨어 명령어는 소거 가능한 프로그램 가능한 독출 전용 메모리(EPROM)와 같은 펌웨어에 내장될 수 있다. 하드웨어 모듈은 게이트 및 플립-플롭과 같은 연결된 논리 유닛으로 구성될 수 있으며, 및/또는 프로그램 가능한 게이트 어레이 또는 프로세서와 같은 프로그램 가능한 유닛으로 구성될 수 있다는 것이 더 인식될 것이다. 본 명세서에서 설명되는 모듈 또는 연산 디바이스 기능은 바람직하게는 소프트웨어 모듈로서 구현되지만, 하드웨어 또는 펌웨어로 표현될 수 있다. 일반적으로, 본 명세서에서 설명된 모듈은 그의 물리적 구성이나 저장에도 불구하고 다른 모듈과 결합될 수 있거나 서브-모듈들로 분리될 수 있는 논리 모듈을 지칭한다.
전처리 회로(501)는 전자 검출 디바이스(244)의 전자 감지 요소의 출력을 처리하여 전자 감지 요소들 각각에 의해 수신된 전자의 세기를 나타내는 세기 신호를 생성할 수 있다. 이제 전처리 회로(501), 신호 처리 회로(502), 전자 세기 결정 회로(503) 및 빔 이미징 회로(504)의 예시적인 구성 요소를 도시하고 있는 도 5b에 대한 참조가 이루어진다. 도 5b에 보여지고 있는 바와 같이, 전처리 회로(501)는 전자 검출 디바이스(244)의 대응하는 전자 감지 요소(520a, 520b, ... 520c)와 결합되어 있는 신호 조절 회로(501a, 501b, ... 501c)를 포함할 수 있다. 신호 조절 회로(501a, 501b, ... 501c) 각각은, 예를 들어 전자 감지 요소(520a, 520b, ... 520c) 각각에 의하여 출력을 증폭하고 필터링하도록 구성된 증폭기, 증폭기 입력 보호 회로 등을 포함할 수 있다. 전처리 회로(501)는 그후 증폭되고 필터링된 전압을 세기 신호로서 신호 처리 회로(502)에 전송할 수 있다.
이제, 신호 처리 회로(502)의 예시적인 구성 요소를 도시하고 있는 도 5c에 대한 참조가 이루어진다. 도 5c에 도시된 바와 같이, 신호 처리 회로(502)는 신호 임계 회로(505), 세기 구배 결정 회로(507), 기준 전압 생성 회로(502g), 신호 스위치 매트릭스(502h), 피크 검출 회로 (도 5c에 나타나 있지 않음), 및 아날로그-디지털 변환기(도 5c에 나타나 있지 않음)을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 신호 임계 회로(505)는 전압 비교기(502d, 502e 및 502f)를 포함할 수 있다. 전압 비교기(502d, 502e 및 502f)는 신호 조절 회로(501a, 501b, 501c)로부터의 신호의 순간 신호 전압을 기준 전압 생성 회로(502g)로부터의 전압과 비교하도록 구성될 수 있다. 전압 비교기(502d, 502e 및 502f)의 출력은 세기 임계 모듈(509)로 전달될 수 있다. 기준 전압 생성 회로(502g)에 의해 생성된 기준 전압은 설정 세기 임계값일 수 있다. 설정 세기 임계값 미만의 임의의 전처리된 세기 신호는 빔 신호 출력이 없는 전자 감지 요소에 기인할 수 있으며 노이즈 신호 레벨을 추정하기 위해 사용될 수 있다.
다른 실시예에서, 전압 비교기를 사용하는 대신에, 신호 임계 회로(505)는 1 비트보다 큰 비트 해상도를 갖는 아날로그-디지털 변환기를 포함할 수 있으며, 그에 의하여 신호 레벨의 진폭에 관한 보다 상세한 정보를 제공할 수 있게 한다. 예를 들어, 단지 신호 레벨이 설정 세기 임계값보다 높은지 또는 낮은지를 나타내는 대신에, 신호 임계 회로(505)의 출력은 신호 레벨이 임계값보다 높은 또는 낮은 양의 범위를 나타낼 수 있다.
일부 실시예에서, 세기 구배 결정 회로(507)는 전압 비교기(502a, 502b 및 502c)를 포함할 수 있다. 전압 비교기(502a, 502b 및 502c)는 이웃하는 전자 감지 요소에 의해 출력된 세기 신호를 비교하도록 구성될 수 있다. 비교기는 (예를 들어, 전압 결정 그래프(360, 390, 395)에 도시된 바와 같이) 비교기 결정 세트를 생성하여 세기 구배의 변화의 표시를 제공할 수 있다. 예를 들어, 도 5b 및 도 5c를 참조하면, 비교기(502a)는 이웃하는 전자 감지 요소(520a 및 520b)로부터 생성된 신호에 대응하는 501a 및 501b로부터의 전처리된 세기 신호를 비교하도록 구성되어 있다. 비교기(502b)는 이웃하는 전자 감지 요소(520b 및 520c)로부터 생성된 신호에 대응하는 501b 및 501c로부터의 전처리된 세기 신호를 비교하도록 구성되어 있다. 또한, 비교기(502c)는 이웃하는 전자 감지 요소(520a 및 520c)로부터의 생성된 신호에 대응하는 501a 및 501c로부터의 전처리된 세기 신호를 비교하도록 구성되어 있다. 세기 구배 결정 회로(507)는 비교기 결정뿐만 아니라 비교기 결정에 대응하는 전자 감지 요소의 (이차원 좌표로 나타날 수 있는) 위치를 빔 스폿 처리 모듈(506)의 빔 스폿 경계부 결정 모듈(508)에 전달할 수 있다.
다른 실시예에서, 전압 비교기를 사용하는 대신에, 세기 구배 결정 회로(507)는 1 비트보다 큰 비트 해상도를 갖는 아날로그-디지털 변환기를 포함할 수 있다. 이러한 아날로그-디지털 변환기를 사용함으로써, 세기 구배 결정 회로(507)는 더 높은 해상도를 갖는 구배를 제공할 수 있다.
빔 스폿 경계부 결정 모듈(508)은 비교기 결정 및 비교기 결정과 관련된 위치 정보를 처리하고 빔 스폿에 대한 일차 경계부(312) 및 이차 경계부(314)를 결정할 수 있다. 경계부의 결정은, 예를 들어 도 3c 및 도 3d에 관하여 위에서 설명된 바와 같이 비교기 결정 내에서 설정 패턴을 검출하는 것에 기초할 수 있다. 도 4b에 관하여 위에서 설명된 바와 같이, 빔 스폿 경계부 결정 모듈(508)은 또한, 예를 들어 이웃하는 빔 스폿들 간의 부분적인 중첩의 검출에 기초하여, 결정된 경계부를 업데이트할 수 있다.
일부 실시예에서, 신호 처리 회로(502)는 세기 구비 결정 회로(507)를 포함하지 않을 수 있다. 빔 스폿 경계부 결정 모듈(508)은 빔 스폿 이미징 모듈(515)로부터의 입력에 기초하여 일차 및 이차 빔 경계부 (예를 들어, 일차 경계부(312)와 이차 경계부(314))를 결정할 수 있다. 빔 스폿 경계부 결정 모듈(508)은 이미지 처리 알고리즘을 포함하여 빔 스폿 이미징 모듈(515)에 의해 제공되는 빔 스폿 이미지에 기초하여 일차 및 이차 빔 경계부를 결정할 수 있다. 또한, 빔 스폿 경계부 결정 모듈(508)은 이미지 처리 알고리즘을 포함하여 빔 스폿 이미징 모듈(515)에 의해 제공되는 빔 스폿 이미지에 기초하여 이웃하는 빔 스폿들 사이의 부분적인 중첩(예를 들어, 도 4b의 영역(420))을 결정할 수 있다. 빔 스폿 경계부 결정 모듈(508)은 일차 경계부(312)와 이차 경계부(314)를 나타내는 (이차원 좌표로서 나타나는) 위치 세트를 신호 스위치 매트릭스(502h)로 제공할 수 있다.
신호 스위치 매트릭스(502h)는 신호 조절 회로(501a, 501b 및 501c)로부터 수신된 전처리된 세기 신호를 그룹화할 수 있다. 전자 감지 요소의 그룹에 대응하는 전자 신호의 그룹이 형성되도록 그룹화는 빔 스폿 경계부 결정 모듈(508)로부터 전송된 빔 스폿 경계부 정보에 따라 수행될 수 있다. 신호 스위치 매트릭스(502h)는 전자 감지 요소(520a, 520b, 520c)에 대응하는 전처리된 세기 신호들 중 어느 것이 전자 세기 결정 회로(503)로 전달될지를 선택하도록 구성되어 있는 일련의 멀티플렉서(multiplexors)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 신호 스위치 매트릭스(502h)는 전자 감지 요소가 일차 경계부 밖에 위치되어 있다는 결정에 기초하여 전자 감지 요소(520a, 520b 및 520c)에 대응하는 하나 이상의 출력을 배제시킬 수 있다. 전자 신호의 각 그룹은 전자 세기 결정 회로(503)로 전송될 수 있다. 전자 세기 결정 회로(503)는 전자 빔의 대응 부분의 전체 세기를 나타내는 전자 신호를 생성할 수 있다.
일부 실시예에서, 신호 스위치 매트릭스(502h)는 또한 신호 조절 회로(501a 내지 501c)로부터의 전처리된 세기 신호로부터 신호를 스캔하도록 또한 스캔된 신호를 빔 스폿 이미징 회로(504)로 전달하도록 구성될 수 있다. 신호 스위치 매트릭스(502h)는 수신된 입력들 중 어느 것이 빔 스폿 이미징 회로(504)로 전달되는지 선택함으로써 스캐닝 공정을 구현할 수 있다. 스캐닝 속도는 빔 스폿 처리 모듈(506)에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 전자 감지 요소에 대응하는 전처리된 신호들은 (한 번에 하나씩) 순차적으로 스캔될 수 있거나, 또는 복수의 전자 감지 요소에 대응하는 전처리된 신호들은 동시에 스캔될 수 있다 (예를 들어, 센서 표면(300)의 각 열의 하나의 전자 감지 요소에 대응하는 신호들은 동시에 스캔될 수 있다). 더욱이, 스캔된 영역은 또한 빔 스폿 처리 모듈(506)에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 도 3a를 참조하면, 스위치 매트릭스(502h)는 센서 영역(302A)의 전자 감지 요소에 대응하는 전처리된 신호만을 스캔하고 센서 영역(302D)의 전자 감지 요소에 대응하는 전처리된 신호를 스캔하지 않도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 신호 처리 회로(502)의 피크 검출 회로는 각 신호 조절 회로(501a, 501b 및 501c)로부터의 신호의 최소 및 최대 전압 레벨을 결정하도록 구성될 수 있다. 또한, 신호 처리 회로(502)의 아날로그-디지털 변환기는 피크 신호를 디지털화하고 디지털화된 신호를 빔 스폿 처리 모듈(506)에 전달하도록 구성될 수 있으며, 이 빔 스폿 처리 모듈은 (보여지지 않는) 버스를 통해 외부 구성 요소 (예를 들어, 컨트롤러 또는 데이터 저장소)와 통신할 수 있다.
다시 도 5b를 참조하면, 전자 세기 결정 회로(503)는 가산 증폭기(521a, 521b, ... 521c), 후신호 조절 회로(522a, 522b, ... 522c) 및 아날로그-디지털 변환기(523a, 523b, ... 523c)를 포함할 수 있다. 가산 증폭기(521a, 521b, ... 521c)는 신호 스위치 매트릭스(502h)로부터 전송된 그룹화된 전자 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 가산 증폭기(521a, 521b, ... 521c)는 일부 또는 모든 신호 조절 회로(501a, 501b, ... 501c)의 출력을 합하고 전자 빔의 대응 부분의 전체 세기를 나타내는 합산 신호를 제공하도록 구성될 수 있다. 　후신호 조절 회로(522a, 522b, ... 522c)는 가변 이득 증폭기(VGA)와 오프셋 전압 생성 회로를 포함할 수 있다. 가변 이득 증폭기는 가산 증폭기(521a, 521b, ... 521c)로부터 출력된 합산 신호를 증폭할 수 있다. 가변 이득 증폭기는 재구성된 웨이퍼 이미지의 콘트라스트를 변경할 수 있으며 이미지 채널의 동적 범위를 증가시킬 수 있다. 오프셋 전압 생성 회로는 가변 이득 증폭기로부터의 증폭된 신호에 오프셋 전압을 부가하도록 구성되어 재구성된 웨이퍼 이미지의 밝기를 조정할 수 있다. 후신호 조절 회로(522a, 522b, ... 522c)의 증폭기 이득 및 오프셋 전압은 빔 스폿 처리 모듈(506)에 의하여 제어될 수 있다. 아날로그-디지털 변환기(523a, 523b, ... 523c)는 후신호 조절 회로(522a, 522b, ... 522c)에 의해 제공되는 아날로그 신호를 일련의 디지털 신호로 변환하고 디지털 신호를 빔 스폿 세기 결정 모듈(510)에 제공하도록 구성될 수 있다. 디지털 신호는 빔 스폿의 일부의 세기의 합에 대응할 수 있다. 일부 실시예에서, 전자 세기 결정 회로(503)는 부가적인 가산 증폭기, 오프셋 보정 회로, 가변 이득 증폭기, 및 아날로그-디지털 변환기 회로를 포함하여 일차 경계부 밖에 있는 것으로 결정된 전자 감지 요소로부터 노이즈 측정값을 생성할 수 있고 노이즈 측정값을 빔 스폿 세기 결정 모듈(510)에도 제공할 수 있다.
빔 스폿 세기 결정 모듈(510)은 전자 세기 결정 회로(503)로부터 디지털 값을 수신하고 부가적인 후처리를 수행할 수 있다. 후처리는, 예를 들어 디지털 값의 추가 합계(summation)를 포함하여 빔 스폿에 대한 세기 값을 생성할 수 있다. 전자 세기 결정 회로(503)는 또한, 전자 감지 요소에서 출력된 세기를 검출 및 배제하는 것, 이웃하는 빔 스폿들 사이의 중첩 영역에 위치된 전자 감지 요소에서 출력된 세기를 검출 및 배제하는 것 등과 같은 후처리를 수행하여 노이즈의 영향을 완화시킬 수 있다. 빔 스폿 세기 결정 모듈(510)은 또한, 세기 데이터에서 노이즈 측정값을 빼는 것과 같은 다른 후처리를 수행하여 노이즈의 영향을 완화시킬 수 있다. 빔 스폿 경계부 결정 모듈(508)은 (예를 들어, 이차 경계부에 기초하여) 빔 스폿의 위치를 결정할 수 있으며, 또한 빔 스폿 세기 결정 모듈(510)로부터의 세기 값을 뿐만 아니라 빔 스폿의 위치 정보를 이미지 재구성 모듈(512)에 제공할 수 있다.
이미지 재구성 모듈(512)은 시간 창(window) 동안 수집된 세기 값을 시간 창 동안 하나 이상의 일차 전자 빔의 스캔 경로 데이터와 조합으로써 웨이퍼의 이미지를 재구성할 수 있다. 따라서 조사 중인 웨이퍼의 이미지가 획득될 수 있다.
도 5b에 보여지고 있는 바와 같이, 빔 스폿 이미징 회로(504)는 버퍼 증폭기(531a, ... 531b), 후신호 조절 회로(532a, ... 532b) 및 아날로그-디지털 변환기(533a, ... 533b)를 포함할 수 있다. 버퍼 증폭기(531a, ... 531b)는 신호 스위치 매트릭스(502h)로부터 전송된 스캔된 전자 신호를 후신호 조절 회로(532a, ... 532b)로 전달하도록 구성될 수 있다. 후신호 조절 회로(532a, ... 532b)는 가변 이득 증폭기(VGA)와 오프셋 전압 생성 회로를 포함할 수 있다. 가변 이득 증폭기는 버퍼 증폭기(531a, ... 531b)로부터의 출력 신호를 증폭시킬 수 있다. 가변 이득 증폭기는 재구성된 빔 스폿 이미지의 콘트라스트를 변경시킬 수 있다. 오프셋 전압 생성 회로는 가변 이득 증폭기(VGA)로부터의 증폭된 신호에 오프셋 전압을 추가하도록 구성되어 재구성된 빔 스폿 이미지의 밝기를 조정할 수 있다. 후신호 조절 회로(532a, ... 532b)의 증폭기 이득 및 오프셋 설정은 빔 스폿 처리 모듈(506)에 의해 제어될 수 있다. 아날로그-디지털 변환기(533a, ... 533b)는 후신호 조절 회로(532a, ... 532b)에 의해 제공되는 아날로그 신호를 일련의 디지털 신호로 변환하고 디지털 신호를 빔 스폿 이미징 모듈(515)에 제공하도록 구성될 수 있다.
도 6은 웨이퍼를 검사하기 위한 예시적인 방법(600)을 나타내는 흐름도이다. 도시된 절차는 단계를 삭제하거나 부가적인 단계를 더 포함하도록 변경될 수 있다는 것이 쉽게 인식될 것이다. 본 방법(600)은, 예를 들어 도 5a의 시스템(500)과 함께 도 1의 전자 빔 툴(104)에 의하여 수행될 수 있다.
초기 시작 후, 단계 602에서, 일차 전자 빔 (예를 들어, 빔렛(214, 216 또는 218))은 웨이퍼 (예를 들어, 웨이퍼(230)) 상에 투영된다. 일차 전자 빔은 전자 소스(202)에 의해 방출될 수 있다. 일차 전자 빔은 그후 건 개구(204), 집광 렌즈(206) 및 소스 변환 유닛(212)에 의해 안내되어 일차 전자 빔의 복수의 빔렛을 형성한다. 일차 전자 빔의 하나 이상의 빔렛이 일차 투영 광학 시스템(220)에 제공되며, 일차 투영 광학 시스템은 하나 이상의 빔렛을 웨이퍼(230) 상으로 집속할 수 있고 이차 또는 후방 산란 전자를 전자 검출기로 향하게 할 수 있다.
단계 604에서, 전자 검출기 (예를 들어, 전자 검출 디바이스(244))는 웨이퍼에 의해 방출되거나 산란된 이차 또는 후방 산란 전자 (예를 들어, 전자 빔(236, 238 및 240))를 포함하는 하나 이상의 전자 빔을 검출할 수 있다. 검출기는 설정 주기 내에서 전자 감지 요소에 의해 받아들여진 복수의 전자에 기초하여 신호를 생성하도록 구성된 복수의 전자 감지 요소를 포함할 수 있다.
단계 606에서, 빔 스폿 경계부 결정 모듈(508)은 단계 604에서 검출된 전자 빔에 의해 형성된 빔 스폿의 경계부를 결정할 수 있다. 경계부의 결정은 신호 처리 회로(502)에 의해 제공되는 빔 스폿의 세기 구배 정보에 기초할 수 있다.
단계 608에서, 빔 스폿 경계부 결정 모듈(508)은 결정된 경계부에 기초하여, 경계부 안쪽에 위치된 제1 세트의 전자 감지 요소 및 경계부 밖에 위치된 제2 세트의 전자 감지 요소를 결정할 수 있다. 이 결정은 전자 검출 디바이스(244)의 센서 표면 상의 전자 감지 요소 세트의 위치 및 경계부의 위치 정보에 기초할 수 있다.
단계 610에서, 전자 세기 결정 회로(503)는 제1 세트의 전자 감지 요소로부터의 출력에 기초하여 빔 스폿의 세기 값을 결정할 수 있다. 예를 들어, 시스템은 제1 세트의 전자 감지 요소로부터의 출력을 합산하고, 밝기 보정을 수행하며, 콘트라스트 조정을 수행하고, 결과적인 아날로그 합산 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다.
단계 612에서, 전자 세기 결정 회로(503)는 또한 제2 세트의 전자 감지 요소로부터의 출력에 기초하여 노이즈 성분을 결정할 수 있다. 예를 들어, 시스템은 빔 스폿의 경계부 밖에 있지만 경계부로부터 설정 거리 내에 있는 전자 감지 요소의 출력을, 검출기 근처에 위치된 간섭 소스에 의해 야기되는 노이즈 신호에 대한 측정값 등으로서 획득할 수 있다.
단계 614에서, 빔 스폿 세기 결정 모듈(510)은, 둘 모두 전자 세기 결정 회로(503)에 의해 제공될 수 있는, 세기 값에서 노이즈 성분을 빼서(subtract) 노이즈 보상을 수행할 수 있다. 일부 실시예에서, 도 4b를 참고하여 설명된 바와 같이, 전자 세기 결정 회로(503)는 단계 606에서 결정된 빔 스폿 경계부를 사용하여 인접한 빔 스폿들 사이의 크로스토크를 제거할 수 있다. 단계 614에서, 빔 스폿 세기 결정 모듈(510)은, 둘 모두 전자 세기 결정 회로(503)에 의해 제공될 수 있는, 세기 값에서 크로스-토크 성분을 빼서 노이즈 보상을 수행할 수 있다.
단계 616에서, 보상된 전자 세기 정보에 기초하여, 이미지 재구성 모듈(512)은 웨이퍼의 이미지를 재구성할 수 있다. 이미지 재구성 모듈(512)은 시간 창(window) 동안 빔 스폿 세기 결정 모듈(510)에 의하여 제공되는 세기 값을 시간 창 동안 하나 이상의 일차 전자 빔의 스캔 경로 데이터와 함께 조합으로써 웨이퍼의 이미지를 재구성할 수 있다.
도 7은 다중 빔으로 웨이퍼를 검사하기 위한 예시적인 방법(700)을 나타내고 있는 흐름도이다. 도시된 절차는 단계를 삭제하거나 부가적인 단계를 더 포함하도록 변경될 수 있다는 점이 쉽게 인식될 것이다. 본 방법(700)은, 예를 들어 도 5a의 시스템(500)과 함께 도 1의 전자 빔 툴(104)에 의해 수행될 수 있다.
초기 시작 후, 단계 702에서 일차 전자 빔의 2개 이상의 빔렛 (예를 들어, 빔렛(214, 216 및/또는 218))이 웨이퍼 (예를 들어, 웨이퍼(230)) 상으로 투영된다. 일차 전자 빔은 전자 소스(202)에 의해 방출될 수 있다. 일차 전자 빔은 그후 건 개구(204), 집광 렌즈(206) 및 소스 변환 유닛(212)에 의해 안내되어 일차 전자 빔의 복수의 빔렛을 형성한다. 일차 전자 빔의 2개 이상의 빔렛이 일차 투영 광학 시스템(220)에 제공되며, 일차 투영 광학 시스템은 2개 이상의 빔렛을 웨이퍼(230) 상으로 집속할 할 수 있고 이차 또는 후방 산란 전자를 전자 검출기로 향하게 할 수 있다.
단계 704에서, 전자 검출기 (예를 들어, 전자 검출 디바이스(244))는 웨이퍼에 의해 방출되거나 산란된 이차 또는 후방 산란 전자 (예를 들어, 이차 전자 빔(236, 238 및 240))를 포함하는 복수의 전자 빔을 검출할 수 있다. 검출기는 설정 주기 내에서 전자 감지 요소에 의해 받아들여진 복수의 전자에 기초하여 신호를 생성하도록 구성된 복수의 전자 감지 요소를 포함할 수 있다.
단계 706에서, 빔 스폿 경계부 결정 모듈(508)은 단계 704에서 검출된 전자 빔에 의해 형성된, 제1 빔 스폿의 제1 경계부 및 제2 빔 스폿의 제2 경계부를 결정할 수 있다. 경계부의 결정은 신호 처리 회로(502)에 의해 제공되는 빔 스폿의 세기 구배 정보에 기초할 수 있다.
단계 708에서, 빔 스폿 경계부 결정 모듈(508)은 결정된 경계부에 기초하여, 제1 경계부 안쪽에 위치된 제1 세트의 전자 감지 요소 및 제2 경계부 안쪽에 위치된 제2 세트의 전자 감지 요소를 결정할 수 있다. 이 결정은 전자 검출 디바이스(244)의 센서 표면 상의 전자 감지 요소 세트의 위치 및 경계부의 위치 정보에 기초할 수 있다.
단계 710에서, 빔 스폿 처리 모듈(506)은 또한 제1 및 제2 빔 스폿에 공통인 전자 감지 요소에 기초하여 제1 빔 스폿과 제2 빔 스폿 사이의 중첩 영역을 결정할 수 있다. 빔 스폿 처리 모듈(506)은 예를 들어 도 4b를 참조하여 설명된 바와 같이 중첩 영역(420)을 검출할 수 있다. 일부 실시예에서, 빔 스폿 처리 모듈(506)은 제1 빔 스폿의 중심, 제3 경계부와 제1 경계부 사이의 제1 거리 그리고 제3 경계부와 제2 경계부 사이의 제2 거리를 둘러싸고 있는 제3 경계부를 결정할 수 있다. 빔 스폿 처리 모듈(506)은, 예를 들어 도 4b를 참조하여 제1 거리(412)와 제2 거리(414)를 결정할 수 있다. 일부 실시예에서, 빔 스폿 처리 모듈(506)은 제3 및 제4 경계부에 기초하여 2개의 빔 스폿의 중심들 사이의 거리를 결정할 수 있다. 예를 들어, 도 4b를 참조하여 설명된 바와 같이, 빔 스폿 처리 모듈은 2개의 빔 스폿의 중심들 사이의 거리(416)를 결정할 수 있다. 빔 스폿 처리 모듈(506)은 중심들 사이의 결정된 거리가 설정 임계값 아래로 떨어지면 중첩 영역을 추가로 결정할 수 있다. 예를 들어, 도 4b를 참조하면, 빔 스폿 처리 모듈(506)은 거리(416)가 설정 임계값 이하인 것에 기초하여 중첩 영역(420)을 결정할 수 있다.
빔 스폿 처리 모듈(506)은 빔 스폿의 경계부를 축소함으로써 중첩 영역의 영향을 완화시킬 수 있다. 단계 712에서, 빔 스폿 처리 모듈(506)은 결정된 중첩 영역에 기초하여 업데이트된 제1 경계부와 업데이트된 제2 경계부를 결정할 수 있다. 빔 스폿 처리 모듈(506)은, 예를 들어 도 4b를 참조하여 업데이트된 제1 경계부(312ee)와 업데이트된 제2 경계부(312ff)를 결정할 수 있다. 수축률은 다양한 고려 사항에 기초하여 결정될 수 있다. 일부 실시예에서, 수축률은 단계 710에서 결정된 중심들 간의 제1 거리와 제2 거리 사이의 비율에 기초할 수 있다. 또한, 결정된 중첩 영역 내의 전자 감지 요소로부터의 출력을 배제하는 것은 빔 스폿의 결정된 세기 값을 감소시킬 수 있다. 이 감소는 (예를 들어, 암전류, 간섭 소스 등으로부터의) 노이즈 성분에 대한 세기 값을 감소시켜 낮아진 신호 대 노이즈비로 이어질 수 있다. 감소된 신호 대 노이즈로, 빔 스폿으로부터 생성된 세기 분포는 노이즈 신호에 영향을 더 받기 쉬워질 수 있으며, 이는 이미지 재구성의 충실도를 저하시킬 수 있다. 따라서, 일부 실시예에서, 수축률은 또한 결과적인 신호 대 노이즈비가 설정 임계값과 같거나 이를 초과하도록 결정될 수 있다.
단계 714에서, 빔 스폿 처리 모듈(506)은 업데이트된 경계부 근거하여 빔 스폿의 세기 값을 결정할 수 있다. 이는 도 4b를 참조하여 설명된 바와 같이, 인접한 빔 스폿들 간의 크로스토크를 감소시키거나 제거할 수 있다.
단계 716에서, 빔 스폿 처리 모듈(506)은 빔 스폿의 결정된 세기 값에 기초하여 웨이퍼의 이미지를 재구성할 수 있다. 빔 스폿 처리 모듈(506)은 업데이트된 제1 및 제2 경계부 내에서 전자 감지 요소에 의해 제공된 세기 값들을 조합함으로써 웨이퍼의 이미지를 재구성할 수 있다.
실시예는 하기 항목을 이용하여 더 설명될 수 있다.
1. 검출 시스템은
복수의 전자 감지 요소로부터 수신된 전자 세기 데이터에 기초하여 세기 구배 세트를 생성하도록 구성된 신호 처리 회로; 및
빔 스폿 처리 모듈을 포함하며,
빔 스폿 처리 모듈은,
세기 구배 세트에 기초하여, 빔 스폿의 적어도 하나의 경계부를 결정하도록; 그리고
적어도 하나의 경계부에 기초하여, 복수의 전자 감지 요소 중 제1 세트의 전자 감지 요소가 빔 스폿 내에 있다는 것을 결정하도록 구성되어 있다.
2. 검출 시스템은 빔 스폿 처리 모듈을 포함하며,
빔 스폿 처리 모듈은,
복수의 전자 감지 요소로부터 세기 신호 세트를 획득하도록;
세기 신호 세트에 기초하여, 빔 스폿의 적어도 하나의 경계부를 결정하도록; 그리고
적어도 하나의 경계부에 기초하여, 복수의 전자 감지 요소 중 제1 세트의 전자 감지 요소가 빔 스폿 내에 있다는 것을 결정하도록 구성되어 있다.
3. 항목 1 또는 2의 검출 시스템에서, 빔 스폿 처리 모듈은,
제1 세트의 전자 감지 요소로부터 수신된 전자 세기 데이터에 기초하여 빔 스폿의 세기 값을 결정하도록 더 구성되어 있다.
4. 항목 3의 검출 시스템에서, 빔 스폿 처리 모듈은 세기 값에 기초하여 웨이퍼의 이미지를 생성하도록 더 구성되어 있다.
5. 항목 1, 3 및 4 중 어느 한 항목의 검출 시스템에서, 신호 처리 회로는 세기 구배 세트를 생성하도록 구성된 세기 구배 결정 회로를 포함하고 있다.
6. 항목 5의 검출 시스템에서, 세기 구배 결정 회로는 일련의 비교기를 포함하며, 비교기는 복수의 전자 감지 요소 중 인접한 전자 감지 요소들로부터의 전자 세기 데이터의 비교에 기초하여 비교 결정 세트를 생성하도록 구성되어 있으며,
세기 구배 세트는 생성된 비교 결정 세트에 기초하여 결정된다.
7. 항목 1 내지 6 중 어느 한 항목의 검출 시스템에서, 빔 스폿 처리 모듈은 빔 스폿의 적어도 하나의 경계부를 결정하도록 구성된 빔 스폿 경계부 결정 모듈을 포함하고 있다.
8. 항목 7의 검출 시스템에서, 복수의 전자 감지 요소는 센서 표면을 형성하며; 빔 스폿의 적어도 하나의 경계부의 결정은,
비교 결정 세트를 센서 표면의 위치 세트와 연관시키도록;
비교 결정 세트의 설정 패턴에 기초하여 위치 세트 중 제1 위치를 결정하도록; 그리고
제1 위치가 적어도 하나의 경계부의 일부인 것을 결정하도록 더 구성되어 있는 빔 스폿 경계부 결정 모듈을 포함하고 있다.
9. 항목 8의 검출 시스템에서, 설정 패턴은 센서 표면의 제1 영역 내의 제1 세트의 동일한 비교 결정 및 센서 표면의 제2 영역 내의 제2 세트의 토글링 비교 결정을 포함하고 있으며, 빔 스폿 경계부 결정 모듈은 제1 위치를 제1 영역과 제2 영역 사이의 위치로서 결정하도록 구성되어 있다.
10. 항목 1 내지 9 중 어느 한 항목의 검출 시스템에서, 빔 스폿 처리 모듈은 빔 스폿의 세기 값을 결정하도록 구성된 빔 스폿 세기 결정 모듈을 더 포함하고 있다.
11. 항목 10의 검출 시스템에서, 빔 스폿의 세기 값의 결정은,
적어도 하나의 경계부에 기초하여, 복수의 전자 감지 요소 중 제2 세트의 전자 감지 요소가 빔 스폿 밖에 있다는 것을 결정하도록;
제2 세트의 전자 감지 요소로부터 수신된 전자 세기 데이터에 기초하여 노이즈 성분을 결정하도록; 그리고
제1 세트의 전자 감지 요소의 전자 세기 데이터로부터 결정된 세기 값과 노이즈 성분의 조합에 기초하여 보상된 세기 값을 결정하도록 더 구성된 빔 스폿 세기 결정 모듈을 포함하고 있으며,
빔 스폿 처리 모듈은 보상된 세기 값에 기초하여 웨이퍼의 이미지를 생성하도록 구성되어 있다.
하나 이상의 전자 감지 요소와 적어도 하나의 경계부 사이의 거리에 기초하여 제2 세트의 전자 감지 요소로부터 하나 이상의 전자 감지 요소를 선택하도록; 그리고
선택된 하나 이상의 전자 감지 요소로부터 수신된 전자 세기 데이터에 기초하여 노이즈 성분을 결정하도록 더 구성된 빔 스폿 세기 결정 모듈을 포함하고 있다.
13. 항목 1 내지 12 중 어느 한 항목의 검출 시스템에서, 빔 스폿 처리 모듈은 세기 값에 기초하여 웨이퍼의 이미지를 생성하도록 구성된 이미지 재구성 모듈을 더 포함하고 있다.
14. 검출 시스템은
복수의 전자 감지 요소로부터 수신된 전자 세기 데이터를 기초로 세기 구배 세트를 생성하도록 구성된 신호 처리 회로; 및
빔 스폿 처리 모듈을 포함하고 있으며,
빔 스폿 처리 모듈은
세기 구배 세트에 기초하여, 제1 빔 스폿의 제1 경계부와 제2 빔 스폿의 제2 경계부를 결정하도록;
제1 경계부에 기초하여, 복수의 전자 감지 요소 중 제1 세트의 전자 감지 요소가 제1 빔 스폿 내에 있다는 것을 결정하도록;
제2 경계부에 기초하여, 복수의 전자 감지 요소 중 제2 세트의 전자 감지 요소가 제2 빔 스폿 내에 있다는 것을 결정하도록; 그리고
제1 및 제2 경계부에 기초하여, 제1 빔 스폿과 제2 빔 스폿 사이의 중첩 영역을 결정하도록 구성되어 있다.
15. 검출 시스템은 빔 스폿 처리 모듈을 포함하고 있으며,
빔 스폿 처리 모듈은,
복수의 전자 감지 요소로부터 신호 세트를 획득하도록;
세기 신호 세트에 기초하여, 제1 빔 스폿의 제1 경계부와 제2 빔 스폿의 제2 경계부를 결정하도록;
제1 경계부에 기초하여, 복수의 전자 감지 요소 중 제1 세트의 전자 감지 요소가 제1 빔 스폿 내에 있다는 것을 결정하도록;
제2 경계부에 기초하여, 복수의 전자 감지 요소 중 제2 세트의 전자 감지 요소가 제2 빔 스폿 내에 있다는 것을 결정하도록; 그리고
제1 및 제2 경계부에 기초하여, 제1 빔 스폿과 제2 빔 스폿 사이의 중첩 영역을 결정하도록 구성되어 있다.
16. 항목 14 또는 15의 검출 시스템에서, 빔 스폿 처리 모듈은 제1 및 제2 경계부를 결정하도록 구성된 빔 스폿 경계부 결정 모듈을 포함하고 있다.
17. 항목 14 내지 16 중 어느 한 항목의 검출 시스템에서, 제1 빔 스폿과 제2 빔 스폿 중 적어도 하나의 세기 값의 결정은,
복수의 전자 감지 요소 중 제3 세트의 전자 감지 요소가 중첩 영역 내에 있다는 것을 결정하도록; 그리고
배제된 제3 세트의 전자 감지 요소로부터 수신된 전자 세기 데이터로 제1 빔 스폿의 제1 세기 값과 제2 빔 스폿의 제2세기 값을 결정하도록 더 구성되어 있는 빔 스폿 처리 모듈을 포함하고 있다.
18. 항목 17의 검출 시스템에서, 빔 스폿 처리 모듈은 제1 세기 값과 제2 세기 값을 결정하도록 구성된 빔 스폿 세기 결정 모듈을 더 포함하고 있다.
19. 항목 14 내지 18 중 어느 한 항목의 검출 시스템에서, 빔 스폿 처리 모듈은 중첩 영역을 기초로, 업데이트된 제1 경계부와 업데이트된 제2 경계부 중 적어도 하나를 결정하도록 더 구성되어 있으며,
빔 스폿 처리 모듈은 업데이트된 제1 경계부와 업데이트된 제2 경계부 중 적어도 하나에 기초하여, 제1 빔 스폿의 제1 세기 값 또는 제2 빔 스폿의 제2 세기 값을 결정하도록 구성되어 있다.
20. 항목 19의 검출 시스템에서, 중첩 영역에 기초한, 업데이트된 제1 경계부와 업데이트된 제2 경계부 중 적어도 하나의 결정은,
제1 빔 스폿의 중심을 둘러싸는 제3 경계부를 결정하도록;
제3 경계부와 제1 경계부 사이의 제1 거리를 결정하도록;
제3 경계부와 제2 경계부 사이의 제2 거리를 결정하도록;
제1 거리와 제2 거리를 기초하여 스케일링 계수를 결정하도록; 그리고
스케일링 계수에 기초하여 업데이트된 제1 경계부와 업데이트된 제2 경계부 중 적어도 하나를 결정하도록 더 구성된 빔 스폿 처리 모듈을 포함하고 있다.
21. 항목 20의 검출 시스템에서, 스케일링 계수는 설정된 신호 대 노이즈비 임계값에 기초하여 결정된다.
22. 항목 17 내지 21중 어느 한 항목의 검출 시스템에서, 빔 스폿의 세기 값의 결정은,
하나 이상의 전자 감지 요소로부터 수신된 전자 세기 데이터에 기초하여 제1 세트의 전자 감지 요소 중 하나 이상의 전자 감지 요소가 오작동하는 것을 결정하도록; 그리고
배제된 하나 이상의 전자 감지 요소로부터 수신된 전자 세기 데이터로 빔 스폿의 세기 값을 결정하도록 더 구성된 빔 스폿 세기 결정 모듈을 포함하고 있다.
23. 항목 14 내지 22중 어느 한 항목의 검출 시스템은,
제1 세트의 전자 감지 요소로부터 수신된 전자 세기 데이터의 합(sum)을 생성하도록; 그리고
합을 나타내는 디지털 신호를 생성하도록 구성된 전자 세기 결정 회로를 더 포함하고 있으며,
빔 스폿 세기 결정 모듈은 디지털 신호에 기초하여 빔 스폿의 세기 값을 결정하도록 구성되어 있다.
24. 항목 23의 검출 시스템에서, 전자 세기 결정 회로는,
적어도 하나의 경계부에 기초하여 제1 세트의 전자 감지 요소의 전자 세기 데이터를 선택하도록 구성된 신호 스위치 매트릭스에 의하여 선택된 전자 세기 데이터에 기초하여, 합을 나타내는 합산 신호를 출력하도록 구성된 가산 증폭기;
후신호 조절 회로; 및
후신호 조절 회로로부터의 신호에 기초하여 디지털 신호를 생성하도록 구성된 아날로그-디지털 변환기를 더 포함하고 있으며,
후신호 조절 회로는,
가산 증폭기로부터의 합산 신호를 증폭하도록 구성된 가변 이득 증폭기; 및
가변 이득 증폭기로부터의 증폭된 신호에 오프셋 전압을 부가하도록 구성된 오프셋 전압 생성회로를 포함하고 있다.
25. 항목 1 내지 24 중 어느 한 항목의 검출 시스템에서, 세기 값에 기초한 이미지의 생성은,
빔 스폿 세기 결정 모듈로부터 복수의 빔 스폿의 세기 값을 획득하도록;
빔 스폿 경계부 결정 모듈로부터 복수의 빔 스폿의 위치(loci)를 획득하도록;
이 위치를 웨이퍼 상의 또는 웨이퍼 내의 복수의 스캔된 위치에 맵핑(map)하도록; 그리고
세기 값 및 스캔된 위치에 기초하여 웨이퍼의 이미지를 구성하도록 더 구성된 이미지 재구성 모듈을 포함하고 있다.
26. 항목 1 내지 25중 어느 한 항목의 검출 시스템은
신호 스위치 매트릭스에 의하여 스캔된 하나 이상의 전자 감지 요소로부터 전자 세기 데이터를 나타내는 신호를 수신하도록;
신호의 진폭을 나타내는 디지털 신호를 생성하도록; 그리고
디지털 데이터를 빔 스폿 이미징 모듈에 제공하도록 구성된 빔 스폿 이미징 회로를 더 포함하고 있으며,
여기서 빔 스폿 이미징 모듈은 빔 스폿의 이미지를 생성하도록 구성되어 있다.
27. 항목 1 내지 26중 어느 한 항목의 검출 시스템은 복수의 전자 감지 요소 각각으로부터 수신된 전자 세기 데이터를 전처리하도록 구성되어 있는 일련의 신호 조절 회로를 더 포함하고 있으며;
세기 구배 결정 회로는 전처리된 전자 세기 데이터에 기초하여 세기 구배 세트를 결정하도록 구성되어 있고; 그리고
빔 스폿 세기 결정 모듈은 전처리된 전자 세기 데이터에 기초하여 빔 스폿의 세기 값을 결정하도록 구성되어 있다.
28. 전자 검출 시스템은,
웨이퍼로부터 후방 산란 전자 또는 이차 전자를 포함하는 적어도 하나의 전자 빔을 받아들이도록 구성된 복수의 전자 감지 요소; 및
처리 시스템을 포함하며,
처리 시스템은
복수의 전자 감지 요소 각각으로부터 수신된 전자 세기 데이터에 기초하여 세기 구배 세트를 결정하도록 구성된 세기 구배 결정 회로;
빔 스폿 경계부 결정 모듈;
제1 세트의 전자 감지 요소로부터 수신된 전자 세기 데이터에 기초하여 빔 스폿의 세기 값을 결정하도록 구성된 빔 스폿 세기 결정 모듈; 및
세기 값에 기초하여 웨이퍼의 이미지를 생성하도록 구성된 이미지 재구성 모듈을 포함하고 있으며,
빔 스폿 경계부 결정 모듈은,
세기 구배 세트에 기초하여 적어도 하나의 이차 전자 빔 중 하나의 빔 스폿의 적어도 하나의 경계부를 결정하도록, 그리고
적어도 하나의 경계부를 기초하여, 복수의 전자 감지 요소 중 제1 세트의 전자 감지 요소가 빔 스폿 내에 있다는 것을 결정하도록 구성되어 있다.
29. 항목 28의 전자 검출 시스템에서, 세기 구배 결정 회로는 복수의 전자 감지 요소 중 한 쌍의 이웃하는 전자 감지 요소로부터 수신된 전자 세기 데이터를 비교하도록 구성된 비교기 세트를 포함하고 있으며;
세기 구배 세트는 비교기 세트에 의한 비교 결정 세트에 기초하여 결정된다.
30. 항목 29의 전자 검출 시스템에서, 복수의 전자 감지 요소는 센서 표면을 형성하며; 빔 스폿의 적어도 하나의 경계부의 결정은,
비교 결정 세트를 센서 표면의 위치 세트와 연관시키도록;
비교 결정 세트의 설정 패턴에 기초하여 위치 세트 중에서 제1 위치를 결정하도록; 그리고
제1 위치가 적어도 하나의 경계부의 일부인 것을 결정하도록 구성된 빔 스폿 경계부 결정 모듈을 포함하고 있다.
31. 항목 30의 전자 검출 시스템에서, 설정 패턴은 센서 표면 상의 제1 영역 내에 제1 세트의 동일한 비교 결정들 및 센서 표면 상의 제2 영역 내에 제2 세트의 토글링(toggling) 비교 결정들을 포함하고 있으며, 빔 스폿 경계부 결정 모듈은 제1 위치를 제1 영역과 제2 영역 사이의 위치로서 결정하도록 구성되어 있다.
32. 항목 28 내지 31 중 어느 한 항목의 전자 검출 시스템에서, 빔 스폿의 세기 값의 결정은,
적어도 하나의 경계부에 기초하여, 복수의 전자 감지 요소 중 제2 세트의 전자 감지 요소가 빔 스폿 밖에 있다는 것을 결정하도록;
제2 세트의 전자 감지 요소로부터 수신된 전자 세기 데이터에 기초하여 노이즈 성분을 결정하도록; 그리고
제1 세트의 전자 감지 요소의 전자 세기 데이터로부터 결정된 세기 값과 노이즈 성분의 조합에 기초하여 보상된 세기 값을 결정하도록 더 구성된 빔 스폿 세기 결정 모듈을 포함하고 있으며,
이미지 재구성 모듈은 보상된 세기 값에 기초하여 웨이퍼의 이미지를 생성하도록 구성되어 있다.
33. 항목 32의 전자 검출 시스템에서, 빔 스폿의 세기 값의 결정은,
하나 이상의 전자 감지 요소와 적어도 하나의 경계부 사이의 거리에 기초하여 제2 세트의 전자 감지 요소로부터 하나 이상의 전자 감지 요소를 선택하도록; 그리고
선택된 하나 이상의 전자 감지 요소로부터 수신된 전자 세기 데이터에 기초하여 노이즈 성분을 결정하도록 더 구성된 빔 스폿 세기 결정 모듈을 포함하고 있다.
34. 항목 28 내지 33 중 어느 한 항목의 전자 검출 시스템에서, 빔 스폿의 적어도 하나의 경계부의 결정은,
세기 구배에 기초하여, 제1 빔 스폿의 제1 경계부와 제2 빔 스폿의 제2 경계부를 결정하도록; 그리고
제1 및 제2 경계부에 기초하여, 제1 빔 스폿과 제2 빔 스폿 사이의 중첩 영역을 결정하도록 더 구성된 빔 스폿 경계부 결정 모듈을 포함하고 있다.
35. 항목 34의 전자 검출 시스템에서, 빔 스폿의 세기 값의 결정은,
복수의 전자 감지 요소 중 제3 세트의 전자 감지 요소가 중첩 영역 내에 있다는 것을 결정하도록; 그리고
배제된 제3 세트의 전자 감지 요소로부터 수신된 전자 세기 데이터로 제1 빔 스폿의 제1 세기 값과 제2 빔 스폿의 제2세기 값을 결정하도록 더 구성되어 있는 빔 스폿 세기 결정 모듈을 포함하고 있다.
36. 항목 34 또는 35의 전자 검출 시스템에서, 빔 스폿 경계부 결정 모듈은 중첩 영역을 기초로, 업데이트된 제1 경계부와 업데이트된 제2 경계부를 결정하도록 더 구성되어 있으며,
빔 스폿 세기 결정 모듈은 업데이트된 제1 경계부와 업데이트된 제2 경계부 각각을 기초하여, 제1 빔 스폿의 제1 세기 값과 제2 빔 스폿의 제2 세기 값을 결정하도록 구성되어 있다.
37. 항목 36의 검출 시스템에서, 중첩 영역에 기초한, 업데이트된 제1 경계부와 업데이트된 제2 경계부의 결정은,
제1 빔 스폿의 중심을 둘러싸는 제3 경계부를 결정하도록;
제3 경계부와 제1 경계부 사이의 제1 거리를 결정하도록;
제3 경계부와 제2 경계부 사이의 제2 거리를 결정하도록;
제1 거리와 제2 거리를 기초하여 스케일링 계수를 결정하도록; 그리고
스케일링 계수에 기초하여 업데이트된 제1 경계부와 업데이트된 제2 경계부를 결정하도록 더 구성된 빔 스폿 경계부 결정 모듈을 포함하고 있다.
38. 항목 37의 전자 검출 시스템에서, 스케일링 계수는 또한 설정된 신호 대 노이즈비 임계값에 기초하여 결정된다.
39. 항목 28 내지 38 중 어느 한 항목의 전자 검출 시스템에서, 빔 스폿의 세기 값의 결정은,
하나 이상의 전자 감지 요소로부터 수신된 전자 세기 데이터에 기초하여 제1 세트의 전자 감지 요소 중 하나 이상의 전자 감지 요소가 오작동하는 것을 결정하도록; 그리고
배제된 하나 이상의 전자 감지 요소로부터 수신된 전자 세기 데이터로 빔 스폿의 세기 값을 결정하도록 더 구성된 빔 스폿 세기 결정 모듈을 포함하고 있다.
40. 항목 28 내지 39 중 어느 한 항목의 전자 검출 시스템은,
제1 세트의 전자 감지 요소로부터 수신된 전자 세기 데이터의 합(sum)을 생성하도록; 그리고
합을 나타내는 디지털 신호를 생성하도록 구성된 전자 세기 결정 회로를 더 포함하고 있으며,
빔 스폿 세기 결정 모듈은 디지털 신호에 기초하여 빔 스폿의 세기 값을 결정하도록 구성되어 있다.
41. 항목 40의 전자 검출 시스템에서, 전자 세기 결정 회로는,
적어도 하나의 경계부에 기초하여 제1 세트의 전자 감지 요소의 전자 세기 데이터를 선택하도록 구성된 신호 스위치 매트릭스에 의하여 선택된 전자 세기 데이터에 기초하여, 합을 나타내는 합산 신호를 출력하도록 구성된 가산 증폭기;
후신호 조절 회로; 및
후신호 조절 회로로부터의 신호에 기초하여 디지털 신호를 생성하도록 구성된 아날로그-디지털 변환기를 더 포함하고 있으며,
후신호 조절 회로는,
가산 증폭기로부터의 합산 신호를 증폭하도록 구성된 가변 이득 증폭기; 및
가변 이득 증폭기로부터의 증폭된 신호에 오프셋 전압을 부가하도록 구성된 오프셋 전압 생성회로를 포함하고 있다.
42. 항목 28 내지 41 중 어느 한 항목의 전자 검출 시스템에서, 세기 값에 기초한 이미지의 생성은
빔 스폿 세기 결정 모듈로부터 복수의 빔 스폿의 세기 값을 획득하도록;
빔 스폿 경계부 결정 모듈로부터 복수의 빔 스폿의 위치(loci)를 획득하도록;
이 위치를 웨이퍼 상의 또는 웨이퍼 내의 복수의 스캔된 위치에 맵핑(map)하도록; 그리고
세기 값 및 스캔된 위치에 기초하여 웨이퍼의 이미지를 구성하도록 더 구성된 이미지 재구성 모듈을 포함하고 있다.
43. 항목 28 내지 42 중 어느 한 항목의 전자 검출 시스템에서, 처리 시스템은,
신호 스위치 매트릭스에 의하여 스캔된 하나 이상의 전자 감지 요소로부터 전자 세기 데이터를 나타내는 신호를 수신하도록;
신호의 진폭을 나타내는 디지털 신호를 생성하도록; 그리고
디지털 신호를 빔 스폿 이미징 모듈에 제공하도록 구성된 빔 스폿 이미징 회로를 더 포함하고 있으며,
여기서 빔 스폿 이미징 모듈은 빔 스폿의 이미지를 생성하도록 구성되어 있다.
44. 항목 28 내지 43중 어느 한 항목의 전자 검출 시스템은 복수의 전자 감지 요소 각각으로부터 수신된 전자 세기 데이터를 전처리하도록 구성되어 있는 일련의 신호 조절 회로를 더 포함하고 있으며;
세기 구배 결정 회로는 전처리된 전자 세기 데이터에 기초하여 세기 구배 세트를 결정하도록 구성되어 있고; 그리고
빔 스폿 세기 결정 모듈은 전처리된 전자 세기 데이터에 기초하여 빔 스폿의 세기 값을 결정하도록 구성되어 있다.
45. 방법은,
복수의 전자 감지 요소 각각으로부터 수신된 전자 세기 데이터에 기초하여 세기 구배 세트를 결정하는 것; 및
세기 구배 세트에 기초하여, 빔 스폿의 적어도 하나의 경계부를 결정하는 것을 포함하고 있다.
46. 항목 45의 방법은, 적어도 하나의 경계부에 기초하여, 복수의 전자 감지 요소 중 제1 세트의 전자 감지 요소가 빔 스폿 내에 있다는 것을 결정하는 것을 더 포함하고 있다.
47. 항목 46의 방법은, 제1 세트의 전자 감지 요소로부터 수신된 전자 세기 데이터에 기초하여 빔 스폿의 세기 값을 결정하는 것을 포함하고 있다.
48. 항목 47의 방법은, 세기 값에 기초하여 웨이퍼의 이미지를 생성하는 것을 더 포함하고 있다.
49. 항목 45 내지 48 중 어느 한 항목의 방법은, 일련의 신호 레벨 차이 결정 디바이스에 의하여, 복수의 전자 감지 요소 중 인접하는 전자 감지 요소들로부터의 전자 세기 데이터의 비교에 기초하여 비교 결정 세트를 생성하는 것을 더 포함하며,
세기 구배 세트는 생성된 비교 결정 세트에 기초하여 결정된다.
50. 항목 49의 방법에서, 신호 레벨 차이 결정 디바이스는 전압 비교기를 포함하고 있다.
51. 항목 49 또는 50의 방법에서, 복수의 전자 감지 요소는 센서 표면을 형성하며; 빔 스폿의 적어도 하나의 경계부를 결정하는 것은,
비교 결정 세트를 센서 표면 상의 위치 세트와 관련시키는 것;
비교 결정 세트의 설정 패턴에 기초하여 위치 세트 중에서 제1 위치를 결정하는 것; 및
제1 위치를 적어도 하나의 경계부의 일부로 결정하는 것을 포함하고 있다.
52. 항목 51의 방법에서, 설정 패턴은 센서 표면 상의 제1 영역 내의 제1 세트의 동일한 비교 결정 및 센서 표면 상의 제2 영역 내의 제2 세트의 토글링(toggling) 비교 결정을 포함하고 있으며, 제1 위치는 제1 영역과 제2 영역 사이의 위치로서 결정된다.
53. 항목 47 내지 52 중 어느 한 항목의 방법에서, 빔 스폿의 세기 값을 결정하는 것은,
적어도 하나의 경계부에 기초하여, 복수의 전자 감지 요소 중 제2 세트의 전자 감지 요소가 빔 스폿 밖에 있다는 것을 결정하는 것;
제2 세트의 전자 감지 요소로부터 수신된 전자 세기 데이터에 기초하여 노이즈 성분을 결정하는 것; 및
제1 세트의 전자 감지 요소의 전자 세기 데이터로부터 결정된 세기 값과 노이즈 성분의 조합에 기초하여 보상된 세기 값을 결정하는 것을 포함하고 있으며,
웨이퍼의 이미지는 보상된 세기 값에 기초하여 생성된다.
54. 항목 53의 방법에서, 빔 스폿의 세기 값을 결정하는 것은,
하나 이상의 전자 감지 요소와 적어도 하나의 경계부 사이의 거리에 기초하여 제2 세트의 전자 감지 요소로부터 하나 이상의 전자 감지 요소를 선택하는 것; 및
선택된 하나 이상의 전자 감지 요소로부터 수신된 전자 세기 데이터에 기초하여 노이즈 성분을 결정하는 것을 포함하고 있다.
55. 방법은,
복수의 전자 감지 요소 각각으로부터 수신된 전자 세기 데이터에 기초하여 세기 구배 세트를 결정하는 것;
세기 구배 세트에 기초하여, 제1 빔 스폿의 제1 경계부와 제2 빔 스폿의 제2 경계부를 결정하는 것;
제1 경계부에 기초하여, 복수의 전자 감지 요소 중 제1 세트의 전자 감지 요소가 제1 빔 스폿 내에 있다는 것을 결정하는 것;
제2 경계부에 기초하여, 복수의 전자 감지 요소 중 제2 세트의 전자 감지 요소가 제2 빔 스폿 내에 있다는 것을 결정하는 것; 및
제1 및 제2 경계부에 기초하여, 제1 빔 스폿과 제2 빔 스폿 사이의 중첩 영역을 결정하는 것을 포함하고 있다.
56. 항목 55의 방법은 제1 빔 스폿과 제2 빔 스폿 중 적어도 하나의 세기 값을 결정하는 것을 더 포함하며, 세기 값의 결정은,
복수의 전자 감지 요소 중 제3 세트의 전자 감지 요소가 중첩 영역 내에 있다는 것을 결정하는 것; 및
배제된 제3 세트의 전자 감지 요소로부터 수신된 전자 세기 데이터로 제1 빔 스폿의 제1 세기 값과 제2 빔 스폿의 제2세기 값을 결정하는 것을 더 포함하고 있다.
57. 항목 55 또는 56의 방법은
중첩 영역에 기초하여, 업데이트된 제1 경계부와 업데이트된 제2 경계부를 결정하는 것; 및
업데이트된 제1 경계부 및 업데이트된 제2 경계부에 각각 기초하여, 제1 빔 스폿의 제1 세기 값 및 제2 빔 스폿의 제2 세기 값을 결정하는 것을 더 포함하고 있다.
58. 항목 57의 방법에서, 중첩 영역에 기초하여, 업데이트된 제1 경계부와 업데이트된 제2 경계부를 결정하는 것은,
제1 빔 스폿의 중심을 둘러싸는 제3 경계부를 결정하는 것;
제3 경계부와 제1 경계부 사이의 제1 거리를 결정하는 것;
제3 경계부와 제2 경계부 사이의 제2 거리를 결정하는 것;
제1 거리와 제2 거리를 기초하여 스케일링 계수를 결정하는 것; 및
스케일링 계수에 기초하여 업데이트된 제1 경계부와 업데이트된 제2 경계부를 결정하는 것을 포함하고 있다.
59. 항목 58의 방법에서, 스케일링 계수는 또한 설정된 신호 대 노이즈비 임계값을 기초로 결정된다.
60. 항목 47 내지 59 중 어느 한 항목의 방법에서, 빔 스폿의 세기 값을 결정하는 것은,
하나 이상의 전자 감지 요소로부터 수신된 전자 세기 데이터에 기초하여 제1 세트의 전자 감지 요소 중 하나 이상의 전자 감지 요소가 오작동하는 것을 결정하는 것; 및
배제된 하나 이상의 전자 감지 요소로부터 수신된 전자 세기 데이터로 빔 스폿의 세기 값을 결정하는 것을 포함하고 있다.
61. 항목 47 내지 60 중 어느 한 항목의 방법은,
제1 세트의 전자 감지 요소로부터 수신된 전자 세기 데이터의 합(sum)을 생성하는 것; 및
합을 나타내는 디지털 신호를 생성하는 것을 더 포함하며,
빔 스폿의 세기 값은 디지털 신호를 기초로 하여 결정된다.
62. 항목 48 내지 61 중 어느 한 항목의 방법에서, 세기 값에 기초하여 웨이퍼의 이미지를 생성하는 것은:
복수의 빔 스폿의 세기 값을 획득하는 것;
복수의 빔 스폿의 위치(loci)를 획득하는 것;
이 위치를 웨이퍼 상의 또는 내의 복수의 스캔된 위치에 매핑하는 것; 및
세기 값 및 스캔된 위치를 기초로 웨이퍼의 이미지를 구성하는 것을 포함하고 있다.
63. 항목 62의 방법은
하나 이상의 전자 감지 요소로부터, 스캔된 전자 세기 데이터를 나타내는 신호를 수신하는 것;
수신된 신호를 증폭하는 것;
증폭된 신호를 나타내는 디지털 신호를 생성하는 것; 및
디지털 신호에 기초하여 빔 스폿의 이미지를 생성하는 것을 더 포함하고 있다.
64. 항목 45 내지 63 중 어느 한 항목의 방법은 일련의 신호 조절 회로로 복수의 전자 감지 요소 각각으로부터 수신된 전자 세기 데이터를 전처리하는 것을 더 포함하고 있으며;
세기 구배 세트는 전처리된 전자 세기 데이터에 기초하여 결정되며; 그리고
빔 스폿의 세기 값은 전처리된 전자 세기 데이터에 기초하여 결정된다.
65. 컴퓨팅 디바이스에 의하여 실행 가능한 명령을 저장하는 비 일시적 컴퓨터 독출 가능한 저장 매체이며,
컴퓨팅 디바이스는 컴퓨팅 디바이스가
복수의 전자 감지 요소로부터 세기 신호 세트를 결정하는 것; 및
세기 신호 세트에 기초하여, 빔 스폿의 적어도 하나의 경계부를 결정하는 것을 포함하는 방법을 수행하게 하는 하나 이상의 프로세서를 포함하고 있다.
66. 항목 65의 매체에서, 본 방법은
적어도 하나의 경계부에 기초하여, 복수의 전자 감지 요소 중 제1 세트의 전자 감지 요소가 빔 포트 내에 있다는 것을 결정하는 것을 더 포함하고 있다.
67. 항목 66의 매체에서, 본 방법은
제1 세트의 전자 감지 요소로부터 수신된 전자 세기 데이터에 기초하여 빔 스폿의 세기 값을 결정하는 것을 더 포함하고 있다.
68. 항목 67의 매체에서, 방법은 세기 값에 기초하여 웨이퍼의 이미지를 생성하는 것을 더 포함하고 있다.
69. 항목 65 내지 68 중 어느 하나의 항목의 매체에서, 방법은 일련의 신호 레벨 차이 결정 디바이스에 의하여, 복수의 전자 감지 요소 중 한 쌍의 인접하는 전자 감지 요소로부터의 전자 세기 데이터의 비교에 기초하여 비교 결정 세트를 생성하는 것을 더 포함하며, 세기 구배 세트는 생성된 비교 결정 세트에 기초하여 결정된다.
70. 항목 69의 매체에서, 신호 레벨 차이 결정 디바이스는 전압 비교기를 포함하고 있다.
71. 항목 69 또는 70의 매체에서, 복수의 전자 감지 요소는 센서 표면을 형성하며; 빔 스폿의 적어도 하나의 경계부를 결정하는 것은,
비교 결정 세트를 센서 표면 상의 위치 세트와 관련시키는 것;
비교 결정 세트의 설정 패턴에 기초하여 위치 세트 중에서 제1 위치를 결정하는 것; 및
제1 위치를 적어도 하나의 경계부의 일부로 결정하는 것을 포함하고 있다.
72. 항목 71의 매체에서, 설정 패턴은 센서 표면 상의 제1 영역 내의 제1 세트의 동일한 비교 결정 및 센서 표면 상의 제2 영역 내의 제2 세트의 토글링(toggling) 비교 결정을 포함하고 있으며, 빔 스폿 처리 모듈은 제1 영역과 제2 영역 사이의 위치로서 제1 위치를 결정하도록 구성되어 있다.
73. 항목 67 내지 72 중 어느 한 항목의 매체에서, 빔 스폿의 세기 값을 결정하는 것은,
적어도 하나의 경계부에 기초하여, 복수의 전자 감지 요소 중 제2 세트의 전자 감지 요소가 빔 스폿 밖에 있다는 것을 결정하는 것;
제2 세트의 전자 감지 요소로부터 수신된 전자 세기 데이터에 기초하여 노이즈 성분을 결정하는 것; 및
제1 세트의 전자 감지 요소의 전자 세기 데이터로부터 결정된 세기 값과 노이즈 성분의 조합에 기초하여 보상된 세기 값을 결정하는 것을 포함하고 있으며,
웨이퍼의 이미지는 보상된 세기 값에 기초하여 생성된다.
74. 항목 73의 매체에서, 빔 스폿의 세기 값을 결정하는 것은,
하나 이상의 전자 감지 요소와 적어도 하나의 경계부 사이의 거리에 기초하여 제2 세트의 전자 감지 요소로부터 하나 이상의 전자 감지 요소를 선택하는 것; 및
선택된 하나 이상의 전자 감지 요소로부터 수신된 전자 세기 데이터에 기초하여 노이즈 성분을 결정하는 것을 포함하고 있다.
75. 컴퓨팅 디바이스에 의하여 실행 가능한 명령을 저장하는 비 일시적 컴퓨터 독출 가능한 저장 매체이며,
컴퓨팅 디바이스는 컴퓨팅 디바이스가
복수의 전자 감지 요소 각각으로부터 수신된 전자 세기 데이터에 기초하여 세기 구배 세트를 결정하는 것;
세기 구배 세트에 기초하여, 제1 빔 스폿의 제1 경계부와 제2 빔 스폿의 제2 경계부를 결정하는 것;
제1 경계부에 기초하여, 복수의 전자 감지 요소 중 제1 세트의 전자 감지 요소가 제1 빔 스폿 내에 있다는 것을 결정하는 것;
제2 경계부에 기초하여, 복수의 전자 감지 요소 중 제2 세트의 전자 감지 요소가 제2 빔 스폿 내에 있다는 것을 결정하는 것; 및
제1 및 제2 경계부에 기초하여, 제1 빔 스폿과 제2 빔 스폿 사이의 중첩 영역을 결정하는 것을 포함하는 방법을 수행하게 하는 하나 이상의 프로세서를 포함하고 있다.
76. 항목 75의 매체에서, 제1 빔 스폿과 제2 빔 스폿 중 하나 또는 모두의 세기 값의 결정은,
복수의 전자 감지 요소 중 제3 세트의 전자 감지 요소가 중첩 영역 내에 있다는 것을 결정하는 것; 및
배제된 제3 세트의 전자 감지 요소로부터 수신된 전자 세기 데이터로 제1 빔 스폿의 제1 세기 값과 제2 빔 스폿의 제2세기 값을 결정하는 것을 포함하고 있다.
77. 항목 75 또는 76의 매체에서, 방법은
중첩 영역에 기초하여, 업데이트된 제1 경계부와 업데이트된 제2 경계부를 결정하는 것; 및
업데이트된 제1 경계부 및 업데이트된 제2 경계부에 각각 기초하여, 제1 빔 스폿의 제1 세기 값 및 제2 빔 스폿의 제2 세기 값을 결정하는 것을 더 포함하고 있다.
78. 항목 77의 매체에서, 중첩 영역에 기초하여, 업데이트된 제1 경계부와 업데이트된 제2 경계부를 결정하는 것은,
제1 빔 스폿의 중심을 둘러싸는 제3 경계부를 결정하는 것;
제3 경계부와 제1 경계부 사이의 제1 거리를 결정하는 것;
제3 경계부와 제2 경계부 사이의 제2 거리를 결정하는 것;
제1 거리와 제2 거리를 기초하여 스케일링 계수를 결정하는 것; 및
스케일링 계수에 기초하여 업데이트된 제1 경계부와 업데이트된 제2 경계부를 결정하는 것을 포함하고 있다.
79. 항목 78의 매체에서, 스케일링 계수는 또한 설정된 신호 대 노이즈비 임계값을 기초로 결정된다.
80. 항목 67 내지 79 중 어느 한 항목의 매체에서, 빔 스폿의 세기 값을 결정하는 것은,
하나 이상의 전자 감지 요소로부터 수신된 전자 세기 데이터에 기초하여 제1 세트의 전자 감지 요소 중 하나 이상의 전자 감지 요소가 오작동하는 것을 결정하는 것; 및
배제된 하나 이상의 전자 감지 요소로부터 수신된 전자 세기 데이터로 빔 스폿의 세기 값을 결정하는 것을 포함하고 있다.
81. 항목 67 내지 80 중 어느 한 매체에서, 방법은
제1 세트의 전자 감지 요소로부터 수신된 전자 세기 데이터의 합(sum)을 생성하는 것; 및
합을 나타내는 디지털 신호를 생성하는 것을 더 포함하며,
빔 스폿의 세기 값은 디지털 신호를 기초로 하여 결정된다.
82. 항목 68 내지 81 중 어느 한 매체에서, 세기 값에 기초하여 웨이퍼의 이미지를 생성하는 것은
복수의 빔 스폿의 세기 값을 획득하는 것;
복수의 스폿 빔의 위치를 획득하는 것;
이 위치를 웨이퍼 상의 또는 웨이퍼 내의 복수의 스캔된 위치에 맵핑하는 것; 및
세기 값 및 스캔된 위치를 기초로 웨이퍼의 이미지를 구성하는 것을 포함하고 있다.
83. 항목 82의 매체에서, 방법은
하나 이상의 전자 감지 요소로부터, 스캔된 전자 세기 데이터를 나타내는 신호를 수신하는 것;
수신된 신호를 증폭하는 것;
증폭된 신호를 나타내는 디지털 신호를 생성하는 것; 및
디지털 신호에 기초하여 빔 스폿의 이미지를 생성하는 것을 더 포함하고 있다.
84. 항목 65 내지 83 중 어느 한 매체에서, 방법은
복수의 신호 감지 요소 각각으로부터 수신된 전자 세기 데이터를 일련의 신호 조절 회로로 처리하는 것을 더 포함하며;
세기 구배 세트는 전처리된 전자 세기 데이터에 기초하여 결정되고; 및
빔 스폿의 세기 값은 전처리된 전자 세기 데이터에 기초하여 결정된다.
85. 다수의 하전 입자 빔을 받아들이기 위한 검출기는,
다수의 하전 입자 빔의 감지에 기초하여 세기 신호 세트를 생성하도록 구성된 다수의 감지 요소를 갖는 수신 표면; 및
세기 신호 세트에 기초하여 빔 스폿의 적어도 하나의 경계부를 결정하도록 그리고 복수의 감지 요소 중 제1 세트의 감지 요소가 빔 스폿 내에 있다는 것을 결정하도록 구성된 처리 시스템을 포함하고 있다.
본 발명이 위에서 설명되고 첨부 도면에 도시된 정확한 구성에 제한되지 않는다는 점과 그 범위를 벗어나지 않고 다양한 변경 및 변형이 이루어질 수 있다는 점이 인식될 것이다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 제한되어야 한다는 것이 의도된다.

Claims (12)

  1. 검출 시스템에 있어서,
    복수의 전자 감지 요소로부터 수신된 전자 세기 데이터에 기초하여 세기 구배 세트를 생성하도록 구성된 신호 처리 회로; 및
    빔 스폿 처리 모듈을 포함하며,
    상기 빔 스폿 처리 모듈은,
    상기 세기 구배 세트에 기초하여 빔 스폿의 적어도 하나의 경계부를 결정하도록; 그리고
    상기 적어도 하나의 경계부에 기초하여, 상기 복수의 전자 감지 요소 중 제1 세트의 전자 감지 요소가 상기 빔 스폿 내에 있다는 것을 결정하도록 구성된 검출 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 빔 스폿 처리 모듈은 상기 제1 세트의 전자 감지 요소로부터 수신된 전자 세기 데이터에 기초하여 상기 빔 스폿의 세기 값을 결정하도록 더 구성된 검출 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 빔 스폿 처리 모듈은 상기 세기 값에 기초하여 웨이퍼의 이미지를 생성하도록 더 구성된 검출 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 신호 처리 회로는 상기 세기 구배 세트를 생성하도록 구성된 세기 구배 결정 회로를 포함하는 검출 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 세기 구배 결정 회로는 일련의 비교기를 포함하며,
    상기 비교기는 상기 복수의 전자 감지 요소 중 인접한 전자 감지 요소들로부터의 전자 세기 데이터의 비교에 기초하여 비교 결정 세트를 생성하도록 구성되며,
    상기 세기 구배 세트는 생성된 비교 결정 세트에 기초하여 결정되는 검출 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 빔 스폿 처리 모듈은 빔 스폿의 상기 적어도 하나의 경계부를 결정하도록 구성된 빔 스폿 경계부 결정 모듈을 포함하는 검출 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 복수의 전자 감지 요소는 센서 표면을 형성하며; 빔 스폿의 상기 적어도 하나의 경계부의 결정은
    상기 비교 결정 세트를 상기 센서 표면의 위치 세트와 연관시키도록;
    상기 비교 결정 세트의 설정 패턴에 기초하여 상기 위치 세트 중 제1 위치를 결정하도록; 그리고
    상기 제1 위치가 상기 적어도 하나의 경계부의 일부인 것을 결정하도록 더 구성되어 있는 빔 스폿 경계부 결정 모듈을 포함하는 검출 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 설정 패턴은 상기 센서 표면의 제1 영역 내의 제1 세트의 동일한 비교 결정 및 상기 센서 표면의 제2 영역 내의 제2 세트의 토글링 비교 결정을 포함하고 있으며, 상기 빔 스폿 경계부 결정 모듈은 상기 제1 위치를 상기 제1 영역과 상기 제2 영역 사이의 위치로서 결정하도록 구성된 검출 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 빔 스폿 처리 모듈은 빔 스폿의 세기 값을 결정하도록 구성된 빔 스폿 세기 결정 모듈을 더 포함하는 검출 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 빔 스폿의 세기 값의 결정은
    상기 적어도 하나의 경계부에 기초하여, 상기 복수의 전자 감지 요소 중 제2 세트의 전자 감지 요소가 상기 빔 스폿 밖에 있다는 것을 결정하도록;
    상기 제2 세트의 전자 감지 요소로부터 수신된 전자 세기 데이터에 기초하여 노이즈 성분을 결정하도록; 그리고
    상기 제1 세트의 전자 감지 요소의 전자 세기 데이터로부터 결정된 세기 값과 노이즈 성분의 조합에 기초하여 보상된 세기 값을 결정하도록 더 구성된 빔 스폿 세기 결정 모듈을 포함하며,
    빔 스폿 처리 모듈은 보상된 세기 값에 기초하여 웨이퍼의 이미지를 생성하도록 구성된 검출 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 빔 스폿의 세기 값의 결정은
    상기 하나 이상의 전자 감지 요소와 상기 적어도 하나의 경계부 사이의 거리에 기초하여 상기 제2 세트의 전자 감지 요소로부터 하나 이상의 전자 감지 요소를 선택하도록; 그리고
    상기 선택된 하나 이상의 전자 감지 요소로부터 수신된 전자 세기 데이터에 기초하여 노이즈 성분을 결정하도록 더 구성된 상기 빔 스폿 세기 결정 모듈을 포함하는 검출 시스템.
  12. 제1항에 있어서, 상기 빔 스폿 처리 모듈은 세기 값에 기초하여 웨이퍼의 이미지를 생성하도록 구성된 이미지 재구성 모듈을 더 포함하는 검출 시스템.
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