KR20140010136A - 반도체 웨이퍼의 실시간 3차원 sem 이미지화 및 관찰을 위한 장치 및 방법 - Google Patents

반도체 웨이퍼의 실시간 3차원 sem 이미지화 및 관찰을 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

일 실시예는 기판 표면의 실시간 3차원 전자 빔 이미지화를 위한 방법에 관한 것이다. 1차 전자 빔이 기판 표면 위를 스캔하여, 전자들이 그것으로부터 방출되도록 한다. 방출된 전자들은 복수의 이미지 데이터 프레임들을 발생시키기 위해 복수의 적어도 2개의 축외 센서들을 이용하여 동시에 검출되고, 각각의 이미지 데이터 프레임은 상이한 시야각으로 기판 표면으로부터 방출되는 전자들로 인한 것이다. 복수의 이미지 데이터 프레임은 기판 표면의 3차원 표현을 발생시키기 위해 자동적으로 처리된다. 그리고 나서, 3차원 표현의 다수의 뷰들이 디스플레이된다. 다른 실시예들, 양태들 및 특징들이 또한 개시된다.

Description

반도체 웨이퍼의 실시간 3차원 SEM 이미지화 및 관찰을 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHODS FOR REAL-TIME THREE-DIMENSIONAL SEM IMAGING AND VIEWING OF SEMICONDUCTOR WAFERS}
본 발명은 전자 빔 이미지화 및 전자 빔 이미지 데이터 처리를 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
주사 전자 현미경(scanning electron microscope; SEM)은 전자 현미경의 한 종류이다. SEM에서, 표본은 전자의 집중된 빔으로 스캔되고, 전자의 집중된 빔은 빔이 표본을 치기 때문에, 2차 전자(secondary electron; SE) 및/또는 반사 전자(backscattered electron; BSE)를 생성한다. 이들은 검출되어 통상적으로 표본의 표면의 이미지로 변환된다. 이러한 이미지는 통상적으로 "법선" 뷰(normal view)(즉, 반도체 표면에 직교하는 관점으로부터의 뷰)이다.
그러나, 최근에, 중요 구조물의 구조 및 형태 및 집적 회로의 결함이 점점 중요해지고 있다. 반도체 표면 위에 수직으로 구성된 디바이스 구조물의 출현은 공정이 수행되는 방법을 이해하기 위해서 시각화될 필요가 있다. 반도체 디바이스 내의 임계 결함은 절대 관점으로부터 점점 더 감지하기 힘들어지고, 근본 원인 분석에 영향을 미치기 위해서 추가적인 맥락 관련 정보를 요구한다.
본 발명의 목적은 반도체 웨이퍼의 실시간 3차원 SEM 이미지화 및 관찰을 위한 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
일 실시예는 기판 표면의 실시간 3차원 전자 빔 이미지화를 위한 방법에 관한 것이다. 1차 전자 빔이 기판 표면 위를 스캔하여, 전자들이 그것으로부터 방출되도록 한다. 방출된 전자들은 복수의 이미지 데이터 프레임을 발생시키기 위해 복수의 적어도 2개의 축외(off-axis) 센서들을 이용하여 동시에 검출되고, 각각의 이미지 데이터 프레임은 상이한 시야각(view angle)으로 기판 표면으로부터 방출되는 전자들로 인한 것이다. 복수의 이미지 데이터 프레임은 기판 표면의 3차원 표현을 발생시키기 위해 자동적으로 처리된다. 그리고 나서, 3차원 표현의 다수의 뷰(view)들이 디스플레이된다.
다른 실시예는 기판 표면의 실시간 3차원 전자 빔 이미지화를 위해 구성된 장치에 관한 것이다. 장치는 적어도 1차 전자 빔을 발생시키기 위한 소스, 스캔 디플렉터, 검출 시스템, 및 이미지 데이터 처리 시스템을 포함한다. 스캔 디플렉터는 기판 표면 위를 1차 전자 빔이 스캔하기 위해 1차 전자 빔을 디플렉트하도록 구성되어, 전자들이 기판 표면으로부터 방출하도록 야기한다. 검출 시스템은 복수의 이미지 데이터 프레임을 발생시키기 위해 복수의 적어도 2개의 축외 센서들을 이용하여 방출된 전자들을 동시에 검출하도록 구성된다. 각각의 이미지 데이터 프레임은 상이한 시야각으로 기판 표면으로부터 방출되는 전자들로 인한 것이다. 이미지 데이터 처리 시스템은 기판 표면의 3차원 표현의 다수의 뷰들을 발생시키기 위해 복수의 이미지 데이터 프레임을 자동적으로 처리하도록 구성된다.
다른 실시예들, 양태들 및 특징들이 또한 개시된다.
본 발명에 따르면, 반도체 웨이퍼의 실시간 3차원 SEM 이미지화 및 관찰을 위한 장치 및 방법을 제공하는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 반도체 웨이퍼의 실시간 3차원 SEM 이미지화 및 관찰을 위한 방법의 흐름도이다.
도 2는 3개 이상의 시야각으로부터 이미지 데이터를 동시에 수집하도록 구성된 전자 빔 장치의 제 1 실시예의 개략적 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 검출기 분할의 개략도이다.
도 4a 및 도 4b는 3개 이상의 시야각으로부터 이미지 데이터를 동시에 수집하도록 구성된 전자 빔 장치의 제 2 실시예의 개략적 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 3개 이상의 시야각으로부터 이미지 데이터를 동시에 수집하도록 구성된 전자 빔 장치의 제 3 실시예의 개략적 도면이다.
도 6은 관심 영역의 왼쪽 눈 및 오른쪽 눈의 입체적 뷰의 예를 도시한다.
도 7a, 도 7b, 도 7c 및 도 7d는 비디오의 뷰가 관심 영역을 도시하는 뷰 경로(view path)를 따라 움직이는 경우 비디오로부터 예시적인 캡처된 프레임을 제공한다.
반도체 웨이퍼의 중요 위치에서의 주사 전자 현미경(scanning electron microscope; SEM) 이미지화 및 관찰은 일반적으로 "법선" 뷰로부터 취해진다. 그러나, 이와 같은 법선 뷰로부터, 샘플 표면의 위상적인 정보를 감지하는 것은 어렵다.
비법선(non-normal) 각도 관점으로 SEM 이미지를 획득하기 위한 이전의 기술들은 통상적으로 샘플 표면에 관해 입사 빔의 각을 변경시키도록 SEM 컬럼(column) 또는 샘플 중 어느 하나를 수동적으로 기울이는 것을 포함한다. 다른 이전 기술은 2개의 상이한 비법선 각도 뷰 포인트에서 2개의 이미지들을 순차적으로 획득하는 것을 포함한다. 제 2 이미지의 획득 이후에, 사용자는 샘플 표면의 3차원 이미지를 감지하기 위해 입체적 관찰 디바이스를 이용할 수 있다.
그러나, 이러한 이전 기술들은 (컬럼 또는 샘플 스테이지 중 어느 하나의) 기계적 움직임 및 2개 이미지들의 순차적 획득을 요구한다. 이러한 요구들은 전자 빔 검사 툴의 처리량에 부정적 영향을 미친다. 더욱이, 관찰 관점은 이미지 획득 동안에 이용되는 경사각(들)에 기초하여 제한된다.
본 명세서에 기술된 장치 및 방법은 반도체 제조 공정 동안에 중요 구조물 및 결함에 관한 실시간 3차원 토폴로지 및 맥락 관련 정보를 제공한다. 이것은 싱글 패스 시각화를 가능하게 하고, 고유전율(high-k) 유전체 금속 게이트 트랜지스터 및 다른 3차원 구조물의 결함의 더욱 완벽한 특성화를 가능하게 한다. 본 명세서에 기술된 기술들을 이용하여 반도체 샘플의 중요 관심 영역의 많은 양의 3차원 이미징을 획득하는데 요구되는 시간을 상당히 절약할 수 있다. 중요 영역의 정확한 위치 및 이미징 수집이 제공되어, 배경 패턴 및 구성 물질의 맥락에서 관심 구조의 더욱 완전한 이해를 허용하여 더욱 양호한 완벽한 감도를 달성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 반도체 웨이퍼의 실시간 3차원 SEM 이미지화 및 관찰을 위한 방법(100)의 흐름도이다. 도시된 바와 같이, 방법(100)은 타겟 기판 상의 관심 영역이 SEM 컬럼의 입사 빔 하에 배치되도록 타겟 기판을 잡고 있는 스테이지를 옮김으로써 시작할 수 있다(102). 그 이후에, 관심 영역은 입사 빔에 의해 스캔되고, 이미지 데이터가 3개 이상의 시야각으로부터 동시에 수집된다(104). 3개 이상의 화학으로부터 이미지 데이터를 동시에 수집하도록 구성된 장치의 실시예가 도 2, 도 3, 도 4a, 도 4b, 도 5a 및 도 5b에 관하여 이하에 기술된다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 도 2 및 도 3은 3개 이상의 시야각으로부터 이미지 데이터를 동시에 수집하도록 구성된 치의 제 1 실시예를 도시한다. 도 2는 전자 빔 컬럼의 횡단면도를 제공하고, 도 3은 그 컬럼과 함께 이용될 수 있는 분할된 검출기의 평면도를 제공한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 소스(201)는 전자들의 1차 빔(즉, 입사 빔)(202)을 발생시킨다. 1차 빔(202)은 빈 필터(Wien filter)(204)를 관통한다. 빈 필터(204)는 서로 교차하는 전기장 및 자기장을 발생시키도록 구성된 광학 요소이다. 스캐닝 디플렉터(206) 및 초점 전자 렌즈(207)가 이용된다. 스캐닝 디플렉터(206)는 전자 빔이 웨이퍼 또는 다른 기판 샘플(210)의 표면을 가로질러 스캔하는데 이용된다. 초점 전자 렌즈(207)는 웨이퍼 또는 다른 기판 샘플(210)의 표면 상의 빔 스폿으로 1차 빔(202)을 포커싱하는데 이용된다. 일 실시예에 따라, 초점 전자 렌즈(207)는 전기장 및/또는 자기장을 발생시킴으로써 동작할 수 있다.
1차 빔(202)의 스캔의 결과로서, 전자들이 샘플 표면으로부터 방출 또는 산란된다. 이러한 방출된 전자들은 2차 전자(SE) 및/또는 반사 전자(BSE)를 포함할 수 있다. 그리고 나서, 방출된 전자들은 웨이퍼 또는 다른 샘플(웨이퍼/샘플)(210)로부터 추출된다. 이러한 방출된 전자들은 전자기장(208)을 거쳐 최종 렌즈(대물렌즈)의 동작에 노출된다. 전자기장(208)은 1차 빔 광축으로부터 비교적 작은 거리 내로 방출된 전자들을 국한시키고, 이러한 전자들을 컬럼에서 가속화시키는 역할을 한다. 이런 식으로, 산란된 전자 빔(212)이 방출된 전자들로부터 형성된다. 빈 필터(204)는 산란된 전자 빔(212)을 1차 빔(202)의 광축으로부터 검출 축(장치의 검출 시스템에 대한 광학 축)으로 디플렉트한다. 이것은 산란된 전자 빔(212)을 1차 빔(202)으로부터 분리시킨다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 검출 시스템은 예를 들어 도 3에 더욱 상게하게 도시된, 분할된 검출기(300)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예는 이미지 처리 시스템(250)을 포함할 수 있다. 이미치 처리 시스템(250)은 프로세서(252), 데이터 스토리지(메모리를 포함함)(254), 사용자 인터페이스(256) 및 디스플레이 시스템(258)을 포함할 수 있다. 데이터 스토리지(254)는 명령어 및 데이터를 저장하도록 구성될 수 있고, 프로세서(252)는 명령어를 실행하고 데이터를 처리하도록 구성될 수 있다. 디스플레이 시스템(258)은 기판 표면의 뷰를 사용자에게 디스플레이하도록 구성될 수 있다. 사용자 인터페이스(256)는 사용자 입력(예를 들어, 디스플레이되는 시야각을 변경하는 것)을 수신하도록 구성될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 분할된 검출기(300)는 5개의 센서들 또는 검출기 세그먼트들(302, 304-1, 304-2, 304-3, 및 304-4)을 포함할 수 있다. 센터[축상(on-axis)] 세그먼트(302)는 산란된 전자 빔(212)의 센터로부터 이미지 데이터를 검출하도록 구성될 수 있다. 센터 세그먼트(302)는 검출 축 상에 놓여 있다는 점에서 축상에 있다. 센터 세그먼트(302)로부터의 이미지 데이터는 법선 뷰(즉, 0도의 편각으로 샘플 표면에 법선인 시야각)로부터의 이미지 데이터에 대응할 수 있다. 4개의 외부(축외) 세그먼트들(304-1, 304-2, 304-3, 및 304-4)이 시야각(즉, 0이 아닌 편각 및 상이한 방위각으로 샘플 표면에 비법선인 시야각)으로부터의 이미지 데이터에 대응할 수 있다. 다시 말해서, 4개의 외부 세그먼트들(304-1, 304-2, 304-3, 및 304-4) 각각은 상위한 방위각(예를 들어, 대략 90도 서로 떨어짐)으로, 동일하거나 거의 동일한 편각으로, 기판 표면으로부터 방출되는 산란된 전자들을 검출한다. 외부 세그먼트들(304-1, 304-2, 304-3, 및 304-4)은 이들이 검출 축에서 벗어나 놓여있다는 점에서 축외에 있다. 대안적인 구현예에서, 상이한 분할들이 구현될 수 있다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 도 4a 및 도 4b는 3개 이상의 시야각으로부터 이미지 데이터를 동시에 수집하도록 구성된 장치의 제 2 실시예를 나타낸다. 도 4a는 전자 빔 컬럼(400)의 하부 부분의 횡단면도를 제공하고, 도 4b는 그 컬럼과 함께 이용될 수 있는 분할된 검출기의 평면도를 제공한다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 대물렌즈(402)는 타겟 기판(404)의 표면 상으로 입사 전자 빔(401)을 포커싱하도록 구성된다. 입사 전자 빔(401)은 전자 총에 의해 발생될 수 있고, 도 2에 도시된 전자 빔 컬럼에 관하여 앞서 기술된 바와 같은 유사한 방식으로 디플렉터에 의해 주사될 수 있다. 이 실시예에서, 다수의 검출기 세그먼트들(또는 다수의 별도의 검출기들)이 빌로 더 렌즈 구성(below-the-lens configuration)으로 구성된다.
이러한 빌로 더 렌즈 구성(400)에서, 축외 또는 "사이드" 센서들 또는 검출기 세그먼트들(408-1, 408-2, 408-3, 및 408-4)이 전자 빔 컬럼의 하부에서(타겟 기판 근처) 대물렌즈(402)의 아래에 배치된다. 특정한 조건 하에서, 표면 법선에 비해 높은 편각(대략 45도 이상)으로 방출된 전자들(즉, 표면에 가까운 궤적으로 방출됨)은 이와 같은 빌로 더 렌즈 검출기에 우선적으로 도달할 것이다. 검출기들은 분리된 검출기를 형성하기 위해 서로 떨어지거나 결합될 수 있다. 이러한 전자들은 통상적으로 표면 토폴로지에 더욱 민감하기 때문에, 이와 같은 검출기들을 이용하여 형성된 이미지들은 1차 빔 광축 및 샘플/웨이퍼 표면에 대하여 배치된 검출기에 의해 정의된 방위각의 관점으로 표면의 지형을 도시한다.
도 4a의 횡단면도에서, 2개의 축외 검출기 세그먼트들(408-1 및 408-3)이 도시된다. 도 4b에 제공된 평면도는 컬럼의 전자 광축[이를 따라 입사 전자 빔(401)이 이동함]을 둘러싸는 4개의 축외 검출기 세그먼트들(408-1, 408-2, 408-3, 및 408-4)을 도시한다. 이 구현예에서, 각각의 검출기 세그먼트는 대략 90 도에 걸쳐 있는 방위각의 범위 내에서 타겟 표면으로부터 방출되는 산란된 전자들(406)을 검출할 수 있다. 따라서, 각각의 검출기 세그먼트는 상이한 시야각(방위각에서 대략 90도 떨어져 배치되고 동일한 편각을 갖음)을 제공한다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 도 5a 및 도 5b는 3개 이상의 시야각으로부터 이미지 데이터를 동시에 수집하도록 구성된 장치의 제 3 실시예를 나타낸다. 도 5a는 전자 빔 컬럼(500)의 하부 부분의 횡단면도를 제공하고, 도 5b는 그 컬럼과 함께 이용될 수 있는 분할된 검출기의 평면도를 제공한다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 대물렌즈(502)는 타겟 기판(504)의 표면 상으로 입사 전자 빔(501)을 포커싱하도록 구성된다. 입사 전자 빔(501)은 전자 총에 의해 발생될 수 있고, 도 2에 도시된 전자 빔 컬럼에 관하여 앞서 기술된 바와 같은 유사한 방식으로 디플렉터에 의해 주사될 수 있다. 이 실시예에서, 다수의 검출기 세그먼트들(또는 다수의 별도의 검출기들)이 비하인드 더 렌즈 구성(behind-the-lens configuration)으로 구성된다.
이러한 비하인드 더 렌즈 구성(500)에서, 축외 또는 "사이드" 센서들 또는 검출기 세그먼트들(508-1, 508-2, 508-3, 및 508-4)이 타겟 기판(504)으로부터 대물렌즈(502)의 대향측 상에 있다. 다시 말해서, 대물렌즈(502)는 타겟 기판(504)과 "사이드" 검출기들 또는 검출기 세그먼트들(508-1, 508-2, 508-3, 및 508-4) 사이에 있다. 이 경우에, 대물렌즈의 자기장은 방출된 전자들(표면 법선으로부터 45도보다 큰 편각으로 방출되는 전자들을 포함할 수 있음)을 국한시켜 이들을 비하인드 더 렌즈 검출기 어레이(508-1, 508-2, 508-3, 및 508-4) 쪽으로 향하게 하도록 구성된다. 빌로 더 렌즈 구성(400)과 유사하게, 이미지들은 비하인드 더 렌즈 구성(500)으로부터의 검출된 신호를 이용하여 형성될 수 있고, 타겟 기판(504)의 표면에 관한 지형 정보를 도시한다.
도 5a의 횡단면도에서, 2개의 검출기 세그먼트들(508-1 및 508-3)이 도시된다. 도 5b에 제공된 평면도는 컬럼의 축[이를 따라 입사 전자 빔(501)이 이동함]을 둘러싸는 4개의 검출기 세그먼트들(508-1, 508-2, 508-3, 및 508-4)을 도시한다. 이 구현예에서, 각각의 검출기 세그먼트는 대략 90 도에 걸쳐 있는 방위각의 범위 내에서 타겟 표면으로부터 방출되는 전자들을 검출할 수 있다. 따라서, 각각의 검출기 세그먼트는 상이한 시야각(방위각에서 대략 90도 떨어져 배치되고 동일한 편각을 갖음)을 제공한다.
앞서 기술된 제 2 실시예(400) 또는 제 3 실시예(500) 양자 모두에서, 더 적거나 더 많은 검출기 세그먼트들이 이용될 수 있다. 예를 들어, 3개의 등간격의 검출기 세그먼트들이 이용되면, 각각은 방위각에서 사실상 120도 이격된 시야각을 제공할 수 있다. 다른 예로서, 5개의 등간격의 검출기 세그먼트들이 이용되면, 각각은 방위각에서 사실상 72도 이격된 시야각을 제공할 수 있다. 또 다른 예로서, 6개의 등간격의 검출기 세그먼트들이 이용되면, 각각은 방위각에서 사실상 60도 이격된 시야각을 제공할 수 있다. 또한, 검출기 세그먼트들 또는 별도의 검출기들은 훨씬 작은 범위의 방위각으로 산란된 전자들을 수집하기 위해서 불연속적일 수 있다. 더욱이, "사이드"(비 법선 뷰) 검출기에 더하여, 종래의 검출기 구성[예컨대, 도 3의 센터 검출기(302)]이 포함되어 법선 뷰로부터 이미지 데이터를 동시에 획득할 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 전자 빔 이미지 데이터가 3개 이상의 시야각으로부터 동시에 수집된 이후에, 이미지 데이터는 관심 영역의 표면의 3차원 표현을 발생시키기 위해 자동적으로 처리된다(106). 일 실시예에서, 3차원 표현은 램버트 모델(Lambertian model)에 기초하여 구성될 수 있다. 대안적으로, 3차원 표현은 입체적 영상에 기초하여 구성될 수 있다.
자동 처리(106) 동안에 반도체 표면 상에 제조되는 집적 회로에 관한 설계 및 물질 데이터가 액세스될 수 있다(108). 그리고 나서, 3차원 표현은 설계 데이터에 정렬될 수 있다(109). 그 뒤에, 3차원 표현으로부터의 표면 높이 맵이 설계 데이터에서 층 정보를 이용하여 교정(rectify)될 수 있다(110). 대안적으로, 3차원 표현으로부터의 표면 높이 맵은 관련 기술 분야의 당업자에 의해 이해될 수 있는 바와 같이, 표준 샘플로부터의 이미지 데이터를 이용하여 보정(calibrate)될 수 있다(111).
일 실시예에 따라, 왼쪽 눈 및 오른쪽 눈의 입체적 뷰에 대응하는 이미지들이 3차원 표현을 이용하여 발생될 수 있다(112). 관심 영역의 왼쪽 눈 및 오른쪽 눈의 입체적 뷰의 예가 도 6에 도시된다. 선택적으로, 물질 데이터에 기초한 텍스처 맵(texture map)이 물질 명암을 도시하기 위해 각각의 입체적 뷰의 상부에 정렬되고 중첩될 수 있다(114). 그 이후에, 3차원(3D) 입체적 뷰가 사용자에게 디스플레이될 수 있다(116). 타겟 기판이 여전히 주사 전자 빔 하에 있는 동안 디스플레이는 실시간으로 될 수 있다. 일 구현예에서, 디스플레이는 텍스처된 3D 표현의 입체적 가시화를 위해 고글 스타일 쌍안경 3D 비디오 디스플레이를 포함할 수 있다. 3D 표현과의 상호작용은 사용자 인터페이스 디바이스를 거쳐 제공될 수 있다. 사용자 입력은 사용자 인터페이스 디바이스를 거쳐 수신될 수 있고(118), 입체적 뷰의 관점은 사용자 입력에 기초하여 조정될 수 있다(120). 예를 들어, 경사, 회전 및 줌 입력들이 입체적 뷰의 관점을 변경시키는데 이용될 수 있다.
다른 실시예에 따라, 예시적인 "공중 입체 교차(aerial flyover)" 뷰 경로가 결정될 수 있다(122). 뷰 경로는 바람직하게 다양한 각 및 거리로 관심 영역을 관찰한다. 그리고 나서, 일련의 세트의 프레임을 포함하는 비디오가 이 뷰 경로에 기초하여 발생된다(124). 비디오의 프레임들은 카메라가 관심 영역을 "입체 교차"한 것처럼, 투시도(perspective view)를 도시한다. 다시 말해서, 뷰의 각, 및/또는 경사 및/또는 줌이 매끄럽게 변경되기 때문에, 관심 영역의 비디오가 발생된다(124). 선택적으로, 물질 데이터에 기초한 텍스처 맵은 물질 명암을 도시하기 위해 각각의 프레임의 상부에 정렬되고 중첩될 수 있다(114). 비디오로부터 캡처된 4개의 예시적인 비디오 프레임들이 도 7a, 도 7b, 도 7c 및 도 7d에 제공된다. 여기서, 비디오는 도 6과 같은 관심 영역을 갖고, 캡처된 프레임은 비디오에서 시야각의 변화를 설명하기 위해 비디오에서 2초 떨어져 있다. 예시적인 비디오 프레임은 물질 명암을 도시하기 위해 텍스처 맵에 중첩된다. 비디오는 AVI 또는 유사한 파일 포맷과 같은 비디오 파일 포맷으로 출력될 수 있다(126).
다른 실시예에 따라, 3차원 표현의 배경도의 이미지가 발생될 수 있다(128). 선택적으로, 물질 데이터에 기초한 텍스처 맵은 물질 명암을 도시하기 위해 이미지의 상부에 정렬되고 중첩될 수 있다(114). 그 이후에, 배경도는 무선 접속된 태블릿 컴퓨터 또는 다른 컴퓨터 디스플레이를 통해 사용자에게 디스플레이될 수 있다(130). 타겟 기판이 여전히 주사 전자 빔 하에 있는 동안 디스플레이는 실시간으로 될 수 있다. 3D 표현과의 상호작용은 예를 들어 태블릿 컴퓨터의 동작 감지 터치 스크린 상의 동작 감지 제어부를 거쳐 제공될 수 있다. 사용자 입력은 동작 감지 제어부를 거쳐 수신될 수 있고(132), 입체적 뷰의 관점은 사용자 입력에 기초하여 조정될 수 있다(134). 예를 들어, 경사, 회전 및 줌 입력들이 디스플레이되는 관점을 변경시키는데 이용될 수 있다.
앞선 설명에서는, 본 발명의 실시예들의 완전한 이해를 제공하기 위해 수많은 특정한 세부 사항들이 제공된다. 그러나, 본 발명의 예시된 실시예들의 앞선 설명은 개시된 정확한 형태로 본 발명을 제한하거나 완전하게 하기 위한 것이 아니다. 관련 기술 분야의 당업자는 본 발명이 하나 이상의 특정한 세부 사항들 없이 실행되거나, 다른 방법, 컴포넌트 등과 함께 실행될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 다른 경우에, 잘 알려진 구조물 또는 동작들이 본 발명의 양태들을 모호하게 하는 것을 방지하기 위해서 상세하게 기술되거나 도시되지 않았다. 본 발명의 특정한 실시예들 및 예들이 설명을 목적으로 본 명세서에 기술되었지만, 다양한 등가의 수정들이 관련 기술 분야의 당업자에 의해 인식되는 바와 같이, 본 발명의 범위 내에서 가능하다.
이러한 수정은 앞서 상세하게 기술된 설명에 비추어 행해질 수 있다. 다음의 특허청구범위에서 이용되는 용어들은 상세한 설명 및 특허청구범위에 기술된 특정한 실시예들로 본 발명을 제한하도록 이해되어서는 안되다. 오히려, 본 발명의 범위는 다음의 특허청구범위에 의해 결정될 것이고, 이는 청구항 해석의 확립 원칙에 따라 이해될 것이다.

Claims (24)

  1. 기판 표면의 실시간 3차원 전자 빔 이미지화를 위한 방법에 있어서,
    1차 전자 빔이 기판 표면 위를 스캔하여 전자들이 그것으로부터 방출되도록 하는 단계;
    복수의 이미지 데이터 프레임을 발생시키기 위해 복수의 적어도 2개의 축외(off-axis) 센서들을 이용하여 상기 방출된 전자들을 동시에 검출하는 단계로서, 각각의 이미지 데이터 프레임은 상이한 시야각(view angle)으로 상기 기판 표면으로부터 방출되는 전자들로 인한 것인, 검출하는 단계;
    상기 기판 표면의 3차원 표현을 발생시키기 위해 상기 복수의 이미지 데이터 프레임을 자동적으로 처리하는 단계; 및
    상기 3차원 표현의 다수의 뷰(view)들을 디스플레이하는 단계
    를 포함하는 것인 기판 표면의 실시간 3차원 전자 빔 이미지화를 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 축외 센서들은 축외 검출기 세그먼트들(detector segments)을 포함하는 것인 기판 표면의 실시간 3차원 전자 빔 이미지화를 위한 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 축외 검출기 세그먼트들은 축상(on-axis) 검출기 세그먼트를 둘러싸는 것인 기판 표면의 실시간 3차원 전자 빔 이미지화를 위한 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 축외 센서들은 빌로 더 렌즈 구성(below-the-lens configuration)으로 배치되는 것인 기판 표면의 실시간 3차원 전자 빔 이미지화를 위한 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 축외 센서들은 비하인드 더 렌즈 구성(behind-the-lens configuration)으로 배치되는 것인 기판 표면의 실시간 3차원 전자 빔 이미지화를 위한 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 자동적으로 처리하는 단계는,
    이미지화되는 상기 기판 표면과 연관된 설계 데이터에 상기 3차원 표현을 정렬하는 단계를 포함하는 것인 기판 표면의 실시간 3차원 전자 빔 이미지화를 위한 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 자동적으로 처리하는 단계는,
    상기 설계 데이터에서 층 정보를 이용하여 상기 3차원 표현의 표면 높이 맵을 교정(rectify)하는 단계를 더 포함하는 것인 기판 표면의 실시간 3차원 전자 빔 이미지화를 위한 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    디스플레이될 상기 뷰들의 물질 명암을 도시하는 텍스처 맵(texture map)을 중첩하는 단계를 더 포함하고, 상기 텍스처 맵은 이미지화되는 상기 기판 표면과 연관된 물질 데이터에 기초하는 것인 기판 표면의 실시간 3차원 전자 빔 이미지화를 위한 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    디스플레이될 왼쪽 입체적 뷰 및 오른쪽 입체적 뷰를 발생시키는 단계
    를 더 포함하는 것인 기판 표면의 실시간 3차원 전자 빔 이미지화를 위한 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    입체 교차(flyover) 뷰 경로를 결정하는 단계; 및
    상기 입체 교차 뷰 경로에 기초하여 상기 기판 표면의 비디오를 발생시키는 단계
    를 더 포함하는 것인 기판 표면의 실시간 3차원 전자 빔 이미지화를 위한 방법.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 뷰들은 무선 접속된 태블릿 컴퓨터를 통해 디스플레이되는 것인 기판 표면의 실시간 3차원 전자 빔 이미지화를 위한 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    디스플레이되는 뷰를 변경하기 위해서 사용자 입력을 수신하는 단계; 및
    상기 사용자 입력에 따라 뷰를 조정하는 단계
    를 더 포함하는 것인 기판 표면의 실시간 3차원 전자 빔 이미지화를 위한 방법.
  13. 기판 표면의 실시간 3차원 전자 빔 이미지화를 위해 구성된 장치에 있어서,
    1차 전자 빔을 발생시키기 위한 소스;
    상기 기판 표면 위를 상기 1차 전자 빔이 스캔하기 위해 상기 1차 전자 빔을 디플렉트하여 전자들을 상기 기판 표면으로부터 방출시키도록 구성된 스캔 디플렉터;
    복수의 이미지 데이터 프레임을 발생시키기 위해 복수의 적어도 2개의 축외 센서들을 이용하여 방출된 전자들을 동시에 검출하도록 구성된 검출 시스템으로서, 각각의 이미지 데이터 프레임은 상이한 시야각으로 상기 기판 표면으로부터 방출되는 전자들로 인한 것인, 검출 시스템; 및
    상기 기판 표면의 3차원 표현의 다수의 뷰들을 발생시키기 위해 상기 복수의 이미지 데이터 프레임을 자동적으로 처리하도록 구성된 이미지 데이터 처리 시스템
    을 포함하는 것인 기판 표면의 실시간 3차원 전자 빔 이미지화를 위해 구성된 장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 축외 센서들은 축외 검출기 세그먼트들을 포함하는 것인 기판 표면의 실시간 3차원 전자 빔 이미지화를 위해 구성된 장치.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 축외 검출기 세그먼트들은 축상 검출기 세그먼트를 둘러싸는 것인 기판 표면의 실시간 3차원 전자 빔 이미지화를 위해 구성된 장치.
  16. 제 13 항에 있어서, 상기 축외 센서들은 빌로 더 렌즈 구성으로 배치되는 것인 기판 표면의 실시간 3차원 전자 빔 이미지화를 위해 구성된 장치.
  17. 제 13 항에 있어서, 상기 축외 센서들은 비하인드 더 렌즈 구성으로 배치되는 것인 기판 표면의 실시간 3차원 전자 빔 이미지화를 위해 구성된 장치.
  18. 제 13 항에 있어서, 상기 이미지 데이터 처리 시스템에 의해 수행되는 자동 처리는,
    이미지화되는 상기 기판 표면과 연관된 설계 데이터에 상기 3차원 표현을 정렬하는 것을 포함하는 것인 기판 표면의 실시간 3차원 전자 빔 이미지화를 위해 구성된 장치.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 이미지 데이터 처리 시스템에 의해 수행되는 자동 처리는,
    상기 설계 데이터에서 층 정보를 이용하여 상기 3차원 표현의 표면 높이 맵을 교정하는 것을 더 포함하는 것인 기판 표면의 실시간 3차원 전자 빔 이미지화를 위해 구성된 장치.
  20. 제 13 항에 있어서, 상기 이미지 데이터 처리 시스템에 의해 수행되는 다수의 뷰들의 발생은,
    디스플레이될 상기 뷰들의 물질 명암을 도시하는 텍스처 맵을 중첩하는 것을 포함하고, 상기 텍스처 맵은 이미지화되는 상기 기판 표면과 연관된 물질 데이터에 기초하는 것인 기판 표면의 실시간 3차원 전자 빔 이미지화를 위해 구성된 장치.
  21. 제 13 항에 있어서, 상기 이미지 데이터 처리 시스템에 의해 수행되는 다수의 뷰들의 발생은,
    디스플레이될 왼쪽 입체적 뷰 및 오른쪽 입체적 뷰를 발생시키는 것을 포함하는 것인 기판 표면의 실시간 3차원 전자 빔 이미지화를 위해 구성된 장치.
  22. 제 13 항에 있어서, 상기 이미지 데이터 처리 시스템에 의해 수행되는 다수의 뷰들의 발생은,
    입체 교차 뷰 경로를 결정하는 것과, 상기 입체 교차 뷰 경로에 기초하여 상기 기판 표면의 비디오를 발생시키는 것을 포함하는 것인 기판 표면의 실시간 3차원 전자 빔 이미지화를 위해 구성된 장치.
  23. 제 13 항에 있어서,
    상기 다수의 뷰들을 디스플레이하도록 구성된 무선 접속된 태블릿 컴퓨터
    를 더 포함하는 것인 기판 표면의 실시간 3차원 전자 빔 이미지화를 위해 구성된 장치.
  24. 제 13 항에 있어서,
    상기 이미지 데이터 처리 시스템은 또한,
    디스플레이되는 뷰를 변경하기 위해서 사용자 입력을 수신하고, 상기 사용자 입력에 따라 뷰를 조정하도록 구성되는 것인 기판 표면의 실시간 3차원 전자 빔 이미지화를 위해 구성된 장치.
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