KR20120088827A - 조절가능한 빔-제한 장치에 의해 인에이블되는 고감도 및 고처리율 전자빔 검사 칼럼 - Google Patents
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Abstract
일실시형태는 기판의 결함 검사 및/또는 검토, 또는 기판 상의 특징부의 임계 치수 측정을 위한 전자빔 장치에 관한 것이다. 장치는 전자총 및 전자 칼럼을 포함한다. 전자총은 전자빔을 위한 전자를 발생하도록 구성된 전자원, 및 애퍼처 사이즈의 범위로부터 하나의 애퍼처 사이즈를 선택하고 사용하도록 구성된 조절가능한 빔-제한 애퍼처를 포함한다. 다른 실시형태는 장치에서 전자빔을 제공하는 것에 관한 것이다. 이롭게는, 개시된 장치 및 방법은 고민감도 및 고처리율을 얻기 위해서 높은 빔 전류를 유지하면서 스팟 블러를 감소시킨다.
Description
관련 출원의 교차 참조
본 출원은 그 전체가 참조에 의해 여기서 통합되는 2009년 11월 18일자로 출원된 미국 가특허 출원 제61/262,494호에 우선권을 주장한다.
기술 분야
본 발명은 전반적으로 전자빔(e-빔) 검사 장치 및 그 이용 방법에 관한 것이다.
자동화된 검사(inspection) 및 검토(review) 시스템은 반도체 및 관련 마이크로전자 산업을 위한 공정 제어 및 수율 관리에 있어서 중요하다. 그러한 시스템은 광학 및 전자빔(e-빔) 기반의 시스템을 포함한다.
반도체 소자의 제조에 있어서, 초기의 개발 및 제조 공정에서의 결함 검출은 짧아진 제품 개발 사이클에 점차적으로 중요해지고 있고, 제조 수율을 증가시킨다. 주사 전자 현미경 기술을 기반으로 한 어드밴스드 웨이퍼 검사 및 검토 시스템은 결함을 검출, 검토, 분류하고, 앞으로 그러한 결함을 방지하기 위한 제조 공정으로 근본 원인 정보를 다시 공급하는데 사용되고 있다. 관련 결함의 사이즈는 반도체 디바이스의 제조에 적용되는 설계 규칙에 직접적으로 비례한다. 관련 결함의 사이즈가 계속하여 축소됨으로써 웨이퍼 검사 및 검토 SEM의 성능 요구는 이미징 해상도 및 속도(시간당 처리되는 결함)의 관점에서 모두 증가한다.
일실시형태는 기판의 결함 검사 및/또는 검토, 또는 기판 상의 특징부의 임계 치수 측정을 위한 전자빔 장치에 관한 것이다. 장치는 전자총 및 전자 칼럼(electron column)을 포함한다. 전자총은 전자빔을 위한 전자를 발생하도록 구성된 전자원(electron source), 및 애퍼처 사이즈의 범위로부터 하나의 애퍼처 사이즈를 선택하고 사용하도록 구성된 조절가능한 빔-제한 애퍼처를 포함한다. 전자 칼럼은 타겟 영역에 전자빔을 포커싱하는 대물 렌즈, 기판을 유지하는 이동가능한 기판 홀더, 및 신호 전자(즉, 이차 전자 및/또는 후방산란 전자)를 검출하도록 구성된 검출기를 포함한다.
다른 실시형태는 장치에서 전자빔을 제공하는 것에 관한 것이다. 전자빔을 위한 전자가 전자총에서 전자원에 의해 발생된다. 애퍼처 사이즈 범위를 갖는 조절가능한 빔-제한 애퍼처가 전자총에서 제공되고, 조절가능한 빔-제한 애퍼처의 애퍼처 사이즈 범위로부터 하나의 애퍼처 사이즈가 선택된다. 전자빔이 기판의 타겟 영역에 포커싱되고, 신호 전자가 검출된다.
다른 실시형태는 전자 이미징 장치에서 전자빔을 제공하는 방법에 관한 것이다. 장치에서 사용될 빔 전류는 사용자에 의해 설정된다. 상기 사용자-설정 빔 전류를 포함하는 빔 전류의 범위는 상기 전자총 내의 조절가능한 빔-제한 애퍼처의 사이즈 선택, 및 빔-전류 선택 애퍼처의 사이즈 선택에 의해 제공된다.
이롭게는, 개시된 장치 및 방법은 고민감도 및 고처리율을 얻기 위해서 높은 빔 전류를 유지하면서 스팟 블러(spot blur)를 감소시킨다. 이것은 종래의 민감도(해상도)와 처리율(속도) 사이의 상반 관계(trade-off)에 반대되는 상승적인 결과이다.
도 1은 반도체 적용을 위한 종래의 전자빔 툴의 선택 컴포넌트를 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 반도체 적용을 위한 전자빔 툴의 선택 컴포넌트를 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 반도체 적용을 위한 전자빔 툴의 추가의 컴포넌트를 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 반도체 적용을 위한 전자빔 툴의 선택 컴포넌트를 나타내는 개략도이다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 반도체 적용을 위한 전자빔 툴의 선택 컴포넌트를 나타내는 개략도이다.
도 6은 본 발명의 실시형태에 따른 스위칭가능한 BLA 배열을 나타내는 개략도이다.
도 7은 본 발명의 실시형태에 따른 스위칭가능한 BLA 배열을 선형 이동하는 예시적인 메커니즘을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 실시형태에 따른 조정가능한 BLA를 나타내는 개략도이다.
도 9는 본 발명의 실시형태에 따른 BLA의 사이즈를 조정하는 예시적인 메커니즘을 나타낸다.
도 10은 본 발명의 실시형태에 따른 회전식 스위칭가능한 BLA를 나타내는 개략도이다.
도 11은 본 발명의 실시형태에 따른 빔 전류를 제어하기 위한 메트릭스를 나타내는 개략도이다.
도 12는 본 발명의 실시형태에 따라 얻어질 수 있는 해상도 및/또는 처리율에서의 향상을 나타내는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 반도체 적용을 위한 전자빔 툴의 선택 컴포넌트를 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 반도체 적용을 위한 전자빔 툴의 추가의 컴포넌트를 나타내는 개략도이다.
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도 6은 본 발명의 실시형태에 따른 스위칭가능한 BLA 배열을 나타내는 개략도이다.
도 7은 본 발명의 실시형태에 따른 스위칭가능한 BLA 배열을 선형 이동하는 예시적인 메커니즘을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 실시형태에 따른 조정가능한 BLA를 나타내는 개략도이다.
도 9는 본 발명의 실시형태에 따른 BLA의 사이즈를 조정하는 예시적인 메커니즘을 나타낸다.
도 10은 본 발명의 실시형태에 따른 회전식 스위칭가능한 BLA를 나타내는 개략도이다.
도 11은 본 발명의 실시형태에 따른 빔 전류를 제어하기 위한 메트릭스를 나타내는 개략도이다.
도 12는 본 발명의 실시형태에 따라 얻어질 수 있는 해상도 및/또는 처리율에서의 향상을 나타내는 그래프이다.
전자빔(e-빔) 이미징 장치는 반도체 제조에 관한 다양한 적용에 사용된다. 그들 적용은 결함을 위한 자동화된 e-빔 검사, 자동화된 결함 검토, 및 임계 치수 측정(CD-SEM)을 포함한다.
출원인은 민감도(또는 해상도)와 성능 사이의 상반 관계의 관점에서 반도체 제조에서의 적용을 위한 종래의 e-빔 툴은 상당한 결점 또는 제한을 갖는다고 판단하였다. 매우 작은 결함에 대한 e-빔 툴의 민감도는 툴의 이미징 해상도에 관련된다. 종래의 e-빔 검사(또는 결함 검토 또는 CD-SEM) 툴의 이미징 해상도를 향상시키기 위해서 매우 낮은 빔 전류가 필요하다. 유감스럽게도, 매우 낮은 빔 전류는 처리율의 관점에서 매우 낮은 성능을 초래한다. 반대로, 처리율의 관점에서 고성능을 제공하기 위해서는 높은 빔 전류가 필요하다. 그러나, 높은 빔 전류는 낮은 해상도 이미징을 초래한다.
본 출원은 반도체 적용을 위한 종래의 e-빔 툴에 대한 수정을 개시한다. 그들 수정은 고처리율의 성능 필요조건을 절충하지 않고 e-빔 툴의 궁극적인 해상도를 향상시킬 수 있다. 그것은 해상도와 성능 사이의 상반 관계에 관한 종래의 타당성을 극복하는 것이므로 그러한 결과는 예상하지 못한 것이다.
도 1은 반도체 적용을 위한 종래의 e-빔 툴의 선택 컴포넌트를 타나내는 개략도이고, 전자총(전자빔총)(102) 내의 빔-제한 애퍼처(beam-limiting aperture; BLA 또는 전자총 BLA)(105) 및 전자 칼럼(전자빔 칼럼)(110) 내의 빔-전류 선택 애퍼처(112)(beam-current selection aperture; BSA 또는 전자 칼럼 BSA)를 포함한다. 전자총(102) 및 전자 칼럼(110)은 일반적으로 전자총 및 전자 칼럼 챔버 내에 고진공을 제공하도록 그들 챔버 외부로 공기를 펌핑하기 위한 진공 시스템을 포함한다.
종래의 주사 전자 현미경에서 전자 방출체(103)는 전자총 챔버 내에 전자를 발생하고, 전자총 렌즈(104)는 전자총 챔버 내에서 전자빔을 형성하기 위해서 방출된 전자를 포커싱하도록 구성된다. BLA(105)는 애퍼처의 개구를 통하여 빔의 일부만 허용함으로써 빔을 감소시키는 고정 애퍼처이고, 개구의 중심은 애퍼처의 광학축(101)을 따른다.
전자빔[전자총(104)에 의해 형성된 후에 BLA(105)를 통과함]은 전자총(102)을 나가고, 전자 칼럼(110)(장치의 광학축을 따라 중심을 둠)으로 들어온다. 도 1에서 전자총 전류(124)는 전자총 BLA(105)와 전자 칼럼 BSA(112) 사이의 전자빔의 전류를 말한다.
전자 칼럼 BSA(112)는 웨이퍼로 계속되는 빔 전류(126)를 선택하기 위해서 복수의 선택가능한 애퍼처를 제공하도록 구성된다. 선택된 빔 전류(126)는 웨이퍼(116)에 전자 칼럼(110)의 대물 렌즈(114)에 의해 포커싱된다.
출원인은 반도체 적용을 위한 종래의 e-빔 툴에서 전자원의 각(angular) 전류 밀도(Ja) 및 빔 제한 애퍼처(BLA)는 일정값으로 고정된다. 고정 BLA 사이즈 및 고정 Ja는 일반적으로 적용이 낮은 빔 전류(beam current; BC) 적용인지 또는 높은 빔 전류 적용인지에 크게 의존한다. e-빔 검토 및 CD-SEM과 같은 낮은 BC 적용은 전형적으로 5나노암페어(nA) 미만의 빔 전류를 사용하는 반면에, e-빔 검사와 같은 높은 BC 적용은 전형적으로 100nA 초과의 빔 전류를 사용한다.
낮은 BC 적용에서는 작은 고정 BLA 및 더 낮은 고정 Ja이 일반적으로 필요한 초고해상도를 달성하기 위해 사용된다. 예를 들어, 작은 고정 BLA는 5~50미크론의 범위 내의 직경을 가질 수 있고, 더 낮은 고정 Ja는 약 1나노미터(nm)의 해상도를 달성하기 위해 0.2~1밀리암페어/스테라디안(mA/sr)의 범위 내에 있을 수 있다.
한편, 높은 BC 적용에서는 큰 고정 BLA 및 더 높은 고정 Ja가 일반적으로 필요한 고처리율을 충족시키기 위해 사용된다. 예를 들어, 큰 고정 BLA는 100~500미크론의 범위 내의 직경을 가질 수 있고, 더 큰 고정 Ja는 0.5~3mA/sr의 범위 내에 있을 수 있다.
출원인은 전자총 전류(124) 내의 전자-전자 상호작용이 웨이퍼(116) 상의 스팟 블러에 실질적으로 기여한다고 판단하였다. 출원인은 또한 고민감도 및 고처리율을 얻도록 높은 BC를 유지하면서 이 스팟 블러를 감소시키기 위해 전자총 및/또는 전자 칼럼에 구체적인 수정을 결정하였다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 의한 반도체 적용을 위한 e-빔 툴의 선택 컴포넌트를 나타낸 개략도이다. 도 2에서 보여지는 바와 같이, 조절가능한 BLA(205)는 전자총(202) 내에 배열된다.
조절가능한 BLA(205)는 e-빔 툴이 높은 BC를 유지하면서 스팟 블러를 감소시킬 수 있게 한다. BLA(205)의 사이즈를 조절함으로써 전자총(224)은 전자총 BLA(205)와 전자 칼럼 BSA(112) 사이의 전자-전자(e-e) 상호작용을 감소시키기 위해서 제어가능하게 조절될 수 있다. 그 결과, 높은 빔 전류(126)는 칼럼 BSA(112)에 의해 선택될 수 있지만, 웨이퍼 상의 스팟 블러는 전자 칼럼에서[조절가능한 BLA(205)와 전자 칼럼 BSA(112) 사이에서] 더 높은 감소된 e-e 상호작용 때문에 실질적으로 저하된다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 반도체 적용을 위한 전자빔 툴의 추가의 컴포넌트를 나타내는 개략도이다. 나타낸 바와 같이, e-빔 툴은 전자총(102) 및 전자 칼럼(110)을 포함한다.
전자총(102)에서 전자 방출체(103)는 전자원이고, 전자총 렌즈(104)는 전자빔을 형성하기 위해 방출된 전자를 포커싱한다. 상기 논의된 바와 같이, 조절가능한 BLA(205)는 전자총(202)을 나가고 전자 칼럼의 광학축(106)을 따라 전자 칼럼(110)으로 들어오는 빔의 사이즈를 제한하기 위해 사용된다.
전자 칼럼(110)에서 빔-전류 선택 애퍼처(BSA)(112)는 타겟 반도체 웨이퍼(또는 다른 타겟 기판)(116)을 조명하기 위한 소망의 빔 전류를 선택하는데 사용된다. 주사 편향기(313)는 웨이퍼(118)의 영역을 가로지르는 빔을 제어가능하게 주사(예를 들어, 래스터 주사)하도록 구성될 수 있고, 주사 컨트롤러(346)는 주사 편향기(313)에 연결되고 상기 편향을 제어하기 위해 사용될 수 있다.
대물 렌즈(114)는 웨이퍼(116)에 제어가능하게 편향된 빔을 포커싱하도록 구성된다. 이동가능한 기판 홀더(318)는 반도체 제조 공정의 부분으로서 결함의 자동화된 검사 및/또는 검토, 또는 임계 치수의 자동화된 측정을 위해 전자 칼럼(110) 아래의 웨이퍼(116)를 유지하고 웨이퍼(116)를 운송(이동)하도록 구성될 수 있다.
검출기(332)는 이차 전자[및/또는 후방신호(backsignal) 전자]를 검출하기 위해 배열되고, 검출기(332)에 연결된 데이터 처리 시스템(348)은 유용한 분석용 이미지를 형성할 수 있도록 검출된 데이터를 저장하고 처리하는데 사용된다.
장치는 시스템 컨트롤러(340)를 더 포함한다. 시스템 컨트롤러(340)는 처리기, 실행가능한 명령 및 데이터를 위한 메모리, 및 각종 기타 컴포넌트를 포함할 수 있다. 시스템 컨트롤러(340)는 주사 컨트롤러(346), 데이터 처리 시스템(348), 및 장치의 각종 기타 컴포넌트(예를 들어, 각종 렌즈를 위한 전압원 또는 전류원 등)에 통신가능하게 연결될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 반도체 적용을 위한 전자빔 툴의 선택 컴포넌트를 나타내는 개략도이다. 도 4에서 보여지는 바와 같이, 고정 BLA(404)(전자원에 더 가까움) 및 조절가능한 BLA(405)(전압원으로부터 더 멀지만, 칼럼 BSA보다 훨씬 더 가까움)는 전자총(402) 내에 배열된다.
고정 BLA(404)는 방출된 빔을 제한하고 BLA(406) 사이의 전류 감소를 초래한다. 조절가능한 BLA(405)는 전류를 더 감소시키고 감소된 전자-전자 상호작용(224)을 갖는 조절된 전자총 전류를 초래한다. 이것은 e-빔 툴이 높은 BC를 유지하면서 스팟 블러를 감소시킬 수 있게 한다. 하나의 구현에 있어서, 조절가능한 BLA(405)는 다수의 상이한 선택가능한 애퍼처 사이즈(예를 들어, 4~6개의 사이즈)를 가질 수 있다. 다른 구현에 있어서, 조절가능한 BLA(405)는 조정가능한 애퍼처 사이즈를 가질 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 반도체 적용을 위한 전자빔 툴의 선택 컴포넌트를 나타내는 개략도이다. 도 5에서 보여진 바와 같이, 고정 BLA(404)와 결합된 조절가능한 BLA 및 BSA(505) 모두는 전자총(502) 내에 배열된다.
고정 BLA(404)는 방출된 빔을 제한하고 BLA(406) 사이의 전류 감소를 초래한다. 결합된 조절가능한 BLA 및 BSA(505)는 전류를 더 감소시키고 웨이퍼(506)에 대한 빔 전류를 또한 선택한다. 다르게 말하면, 결합된 조절가능한 BLA 및 BSA(505)는 조절가능한 BLA 및 BSA 모두의 기능성을 제공한다. 하나의 구현에 있어서, 결합된 조절가능한 BLA 및 BSA(505)는 대략 10~12개의 상이한 선택가능한 애퍼처 사이즈를 가질 수 있다. 다른 구현에 있어서, 결합된 조절가능한 BLA 및 BSA(505)는 조정가능한 애퍼처 사이즈를 가질 수 있다.
도 5에 또한 나타낸 바와 같이, 이러한 실시형태에 있어서 전자 칼럼(510)은 BSA를 필요로 하지 않는다. 이것은 웨이퍼(506)에 대한 전류가 전자총(502) 내의 결합된 조절가능한 BLA 및 BSA(505)에 의해 이미 선택되었기 때문이다.
도 6은 본 발명의 실시형태에 따른 스위칭가능한 BLA 배열(602)을 나타내는 개략도이다. 이러한 실시형태에 있어서, 스위칭가능한 BLA 배열(602)은 상이한 사이즈의 개별 애퍼처(604)의 선형 배열을 포함한다. 이러한 구현에 있어서, 애퍼처(604)는 배열 내의 사이즈에 따라 배열된다. 메카니즘은 상당히 높은 전류 밀도를 유지하면서 전자-전자 상호작용이 감소될 수 있도록 소망의 애퍼처 사이즈를 선택하기 위해 선형으로 이동된다.
도 7은 본 발명의 실시형태에 따른 스위칭가능한 BLA 배열을 선형 이동하는 예시적인 메커니즘을 나타낸다. 나타낸 바와 같이, 애퍼처 로드(702)는 전자총 챔버 내의 선택가능한 애퍼처(604)의 배열에 부착될 수 있고, 벨로우(bellow)(704)는 로드의 일부가 전자총 챔버의 진공 환경 외측에 위치결정될 수 있도록 사용될 수 있다. 그 다음에, 로드의 선형 움직임(710)이 배열에서 상이한 사이즈의 애퍼처를 선택하는데 사용될 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시형태에 따른 조정가능한 BLA(802)를 나타내는 개략도이다. 이 실시형태에 있어서, 조정가능한 BLA(802)은 진공 내측에 큰 이동 거리를 갖는 BLA 위치를 옮길 필요없이 더 커지도록(806) 또는 더 작아지도록(808) 조절될 수 있도록 그 사이즈가 조정될 수 있는 애퍼처(804)를 포함한다.
도 9는 본 발명의 실시형태에 따른 BLA의 사이즈를 조정하는 예시적인 메커니즘을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 슬라이딩 가능한 전자-불투명 조각(902)이 조정가능한 애퍼처(904)를 효과적으로 생성하기 위해 사용될 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시형태에 따른 회전 움직임 스위칭가능한 BLA(1002)를 나타내는 개략도이다. 도시된 바와 같이, 복수의 선택가능한 애퍼처(1006)가 전자-불투명 디스크에서 형성될 수 있다. 선택가능한 애퍼처(1006)는 예를 들어 그들 중심이 디스크의 회전축(1004)과 동심인 원(1008) 상에 놓이도록 배열될 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시형태에 따른 빔 전류를 제어하기 위한 메트릭스를 나타내는 개략도이다. 보여진 바와 같이, BLA 사이즈의 선택에 의해 빔 전류의 대략 제어가 제공될 수 있으면서, 전자원의 각 전류 밀도(Ja)의 제어에 의해(예를 들어, 전자총 추출 전압 변경에 의함) 빔 전류의 미세 제어가 제공될 수 있다.
나타낸 예에 있어서, 빔 전류에 대한 최저 범위(범위 1)는 작은 BLA 및 낮은 Ja를 선택함으로서 선정될 수 있다. 빔 전류의 다음 범위(범위 2)는 작은 BLA 및 높은 Ja를 선택함으로써 선정될 수 있다. 일반적으로, 범위 2는 범위 1보다 높지만 두 범위 사이에 중복이 있을 수 있다. 빔 전류의 다음 범위(범위 3)는 큰 BLA 및 낮은 Ja를 선택함으로써 선정될 수 있다. 일반적으로, 범위 3는 범위 2보다 높지만 두 범위 사이에 중복이 있을 수 있다. 마지막으로, 빔 전류의 최고 범위(범위 4)는 큰 BLA 및 높은 Ja를 선택함으로써 선정될 수 있다. 일반적으로, 범위 4는 범위 3보다 높지만 두 범위 사이에 중복이 있을 수 있다. 추가적으로, 사용되는 BSA는 각 범위 내의 빔 전류를 제어하기 위해 선택될 수 있다.
도 11은 대략 제어를 위한 2개의 설정(작은 BLA 또는 큰 BLA)을 나타내지만 대략 제어는 2개 이상의 설정으로 구현될 수 있다. 추가적으로, 도 11은 미세 제어를 위한 2개의 범위(낮은 Ja 또는 높은 Ja)을 나타내지만 미세 제어는 2개 이상의 범위로 구현될 수 있다.
본 발명의 실시형태에 의하면, 사용자는 전자빔 장치에 의해 사용될 빔 전류를 설정할 수 있다. 그 다음에, 장치의 제어 전자 기기는 사용자-설정 빔 전류를 포함하는 범위를 제공하도록 BLA 사이즈 및 각 전류 밀도(Ja)를 제어가능하게 선택 또는 조절할 수 있다. 추가적으로, BSA 사이즈는 사용자-설정 빔 전류를 성취하기 위해 변경 또는 선택될 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시형태에 따라 얻어질 수 있는 해상도 및/또는 처리율에서의 향상을 나타내는 그래프이다. 그래프에서 쇄선은 고정 BLA 및 고정 Ja를 갖는 종래의 장치에 대한 빔 전류 대 스팟 사이즈를 나타낸다. 그에 비해, 그래프에서 실선은 본 발명의 실시형태에 따른 조절가능한 BLA 및 가변 Ja를 갖는 장치에 대한 빔 전류 대 스팟 사이즈를 나타낸다.
보여진 바와 같이, 실선은 일반적으로 쇄선보다 낮다. 그것은 동일한 빔 전류에서 장치에 대해 성취가능한 스팟 사이즈는 조절가능한 BLA 및 가변 Ja으로 훨씬 더 작아진다는 것을 나타낸다. 대안적으로, 이것은 동일한 스팟 사이즈에서 장치에 대해 성취가능한 빔 전류는 조절가능한 BLA 및 가변 Ja으로 훨씬 더 높아진다는 것을 나타낸다.
상술된 도식은 일정한 비율로 도시될 필요는 없고 예시하는 것으로 의도되며 특정 구현으로 제한하지 않는다. 상술된 발명은 예를 들면 자동 검사 또는 검토 시스템에서 사용되고, 생산 환경에서 웨이퍼, 광학 마스크, X-레이 마스크, 전자-빔-근접 마스크 및 스텐실 마스크 및 유사한 기판의 검사 또는 검토에 적용된다.
상기 상세한 설명에서 많은 구체적인 세부 사항이 본 발명의 실시형태의 절저한 이해를 제공하기 위해 주어진다. 그러나, 본 발명의 예시된 실시형태의 상기 상세한 설명은 개시된 정확한 형태에 철저하거나 제한되도록 의도되지 않는다. 당업자는 본 발명이 구체적인 세부 사항 중 하나 이상을 갖지 않고, 또는 다른 방법, 컴포먼트 등으로 실시될 수 있다는 것을 인지할 것이다. 예를 들어, 여기서 개시된 각종 렌즈 또는 편향기는 자기 및/또는 전기일 수 있다. 이차 및/또는 후방신호 전자의 편향은 대물렌즈 외측으로 및/또는 그것을 통과하여 발생할 수 있다. 샘플은 자기장 및/또는 전기장에서 담그거나(immerse) 담그지 않을 수 있다.
다른 경우에, 공지의 구조 또는 동작은 본 발명의 알려지지 않은 측면을 회피하기 위해 상세하게 도시되거나 설명되지 않는다. 본 발명의 구체적인 실시형태 및 예는 예시를 목적으로 여기서 설명되고, 당업자가 인지하는 바와 같이 각종 동등한 수정이 본 발명의 범위 내에서 가능하다.
이들 수정은 상기 상세한 설명을 감안하여 본 발명에 대해 이루어질 수 있다. 다음의 청구항에서 사용된 용어는 명세서 및 청구항에 개시된 구체적인 실시형태에 본 발명을 제한하는 것으로 이해되지 않아야 한다. 그 보다, 본 발명의 범위는 확립된 원칙의 청구한 해석에 따라 이해되어야 하는 다음의 청구항에 의해 결정되어야 한다.
Claims (19)
- 기판의 결함 검사 및/또는 검토, 또는 기판 상의 특징부의 임계 치수 측정을 위한 전자빔 장치로서,
전자빔을 위한 전자를 발생하도록 구성된 전자원(electron source), 및 애퍼처 사이즈의 범위로부터 하나의 애퍼처 사이즈를 선택하고 사용하도록 구성된 조절가능한 빔-제한(beam-limiting) 애퍼처를 구비한 전자총; 및
타겟 영역에 전자빔을 포커싱하는 대물 렌즈, 상기 기판을 유지하는 이동가능한 기판 홀더, 및 신호 전자를 검출하도록 구성된 검출기를 구비한 전자 칼럼(electron column)
을 포함하는 전자빔 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 조절가능한 빔-제한 애퍼처는 상기 전자총의 고진공 환경에서 있는 동안에 조절가능하도록 구성되는 것인 전자빔 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 조절가능한 빔-제한 애퍼처는 스위칭가능한 애퍼처 배열을 포함하는 것인 전자빔 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 스위칭가능한 애퍼처 배열은 복수의 애퍼처를 선형 배열로 포함하는 것인 전자빔 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 스위칭가능한 애퍼처 배열은 복수의 애퍼처를 원형 배열로 포함하는 것인 전자빔 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 조절가능한 빔-제한 애퍼처는 조정가능한 애퍼처를 포함하는 것인 전자빔 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 기판 상의 스팟에 포커싱될 빔 전류를 선택하기 위한 복수의 애퍼처로 구성되는 전자 칼럼에서의 빔-전류 선택 애퍼처를 더 포함하는 전자빔 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 전자총에서 상기 전자원과 상기 조절가능한 빔-제한 애퍼처 사이에 배열된 고정 빔-제한 애퍼처를 더 포함하는 전자빔 장치. - 제 8 항에 있어서,
상기 장치는 상기 전자총 내의 상기 조절가능한 빔-제한 애퍼처가 상기 기판에 포커싱될 빔 전류를 또한 선택하여 상기 조절가능한 빔-제한 애퍼처가 빔-전류 선택 애퍼처로서 또한 기능하도록 또한 구성되는 것인 전자빔 장치. - 제 9 항에 있어서,
상기 전기총 내의 상기 조절가능한 빔-제한 애퍼처는 적어도 10개의 상이한 애퍼처 사이즈를 포함하는 것인 전자빔 장치. - 제 8 항에 있어서,
상기 기판 상의 스팟에 포커싱될 빔 전류를 선택하기 위한 복수의 애퍼처로 구성된 전자 칼럼에서의 빔-전류 선택 애퍼처를 더 포함하는 것인 전자빔 장치. - 기판의 결함 검사 및/또는 검토, 또는 기판 상의 특징부의 임계 치수 측정을 위한 반도체 제조 툴에서 전자빔을 제공하는 방법으로서,
전자총에서 전자원에 의해 전자빔을 위한 전자를 발생하는 단계;
상기 전자총에서 애퍼처 사이즈의 범위로 조절가능한 빔-제한 애퍼처를 제공하는 단계;
상기 조절가능한 빔-제한 애퍼처의 애퍼처 사이즈 범위로부터 하나의 애퍼처 사이즈를 선택하는 단계;
상기 기판의 타겟 영역에 상기 전자빔을 포커싱하는 단계; 및
신호 전자를 검출하는 단계
를 포함하는, 전자빔을 제공하는 방법. - 제 12 항에 있어서,
상기 애퍼처 사이즈의 선택은 상기 빔-제한 애퍼처가 상기 전자총의 고진공 환경 내에 있는 동안에 수행되는 것인, 전자빔을 제공하는 방법. - 제 12 항에 있어서,
상기 애퍼처 사이즈의 선택은 상기 선택된 애퍼처의 중심이 상기 전자총에서의 광학축과 일치하도록 선형 움직임에 의해 수행되는 것인, 전자빔을 제공하는 방법. - 제 12 항에 있어서,
상기 애퍼처 사이즈의 선택은 상기 선택된 애퍼처의 중심이 상기 전자총에서의 광학축과 일치하도록 회전 움직임에 의해 수행되는 것인, 전자빔을 제공하는 방법. - 제 12 항에 있어서,
상기 애퍼처 사이즈의 선택은 상기 전자총에서 상기 빔-제한 애퍼처의 사이즈를 수축 또는 팽창함으로써 수행되는 것인, 전자빔을 제공하는 방법. - 제 12 항에 있어서,
상기 전자총에서 상기 전자원과 상기 조절가능한 빔-제한 애퍼처 사이에 배열된 고정 빔-제한 애퍼처를 제공하는 단계를 더 포함하는, 전자빔을 제공하는 방법. - 전자 이미징 장치에서 전자빔을 제공하는 자동화된 방법으로서,
전자총에서 전자원에 의해 전자빔을 위한 전자를 발생하는 단계;
사용자에 의해 상기 장치에서 사용될 빔 전류를 설정하는 단계; 및
상기 전자총에서 조절가능한 빔-제한 애퍼처의 사이즈를 선택하고, 각(angular) 빔 전류 밀도를 선택하기 위해 마이크로컨트롤러를 사용함으로써 상기 사용자-설정 빔 전류를 포함한 빔 전류의 범위를 제공하는 단계
를 포함하는, 전자빔을 제공하는 자동화된 방법. - 제 18 항에 있어서,
상기 사용자-설정 빔 전류를 상기 범위 내에서 성취하도록 빔 전류 선택 애퍼처의 사이즈를 변경하기 위해서 마이크로컨트롤러를 사용하는 단계를 더 포함하는, 전자빔을 제공하는 자동화된 방법.
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