KR20170101265A - 기판을 검사하기 위한 장치, 기판을 검사하기 위한 방법, 대면적 기판 검사 장치 및 그 동작 방법 - Google Patents

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KR20170101265A
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베른하르트 뮐러
루드비크 레들
악셀 벤젤
리디아 파리졸리
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

디스플레이 제조를 위한 대면적 기판을 검사하기 위한 장치가 설명된다. 장치는, 진공 챔버; 진공 챔버에 배열된 기판 지지부 ― 기판 지지부는 디스플레이 제조를 위한 대면적 기판을 지지하도록 구성됨 ―; 및 기판 지지부에 의해 지지된 기판을 검사하기 위해, 하전 입자 빔을 생성하도록 구성된 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경을 포함하고, 여기에서, 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경은 대물 렌즈의 지연 필드 렌즈 컴포넌트를 포함한다.

Description

기판을 검사하기 위한 장치, 기판을 검사하기 위한 방법, 대면적 기판 검사 장치 및 그 동작 방법
[0001] 본 개시내용은 기판을 검사하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 더 상세하게는, 본원에서 설명되는 실시예들은 디스플레이 제조를 위한 기판들, 한층 더 상세하게는, 디스플레이 제조를 위한 대면적 기판들을 검사하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
[0002] 다수의 애플리케이션들에서, 기판의 품질을 모니터링하기 위해 기판을 검사할 필요가 있다. 예컨대, 코팅 재료의 층들이 위에 증착된 유리 기판들이 디스플레이 시장을 위해 제조된다. 예컨대, 기판들의 프로세싱 동안에, 예컨대 기판들의 코팅 동안에 결함들이 발생할 수 있기 때문에, 결함들을 리뷰(review)하기 위한 그리고 디스플레이들의 품질을 모니터링하기 위한 기판의 검사가 필요하다.
[0003] 디스플레이들은 종종, 계속 성장되는 기판 사이즈들을 갖는 대면적 기판들 상에 제조된다. 추가로, TFT-디스플레이들과 같은 디스플레이들은 계속되는 개선을 받았다. 예컨대, LTPS(Low Temperature Poly Silicon)는 하나의 개발이고, 여기에서, 백-라이트에 대한 저 에너지 소비 및 개선된 특성들이 실현될 수 있다.
[0004] 기판의 검사는, 예컨대, 광학 시스템에 의해 수행될 수 있다. 그러나, LTPS 그레인(grain) 구조, 그레인 사이즈들, 및 그레인 에지들에서의 그레인들의 토포그래피(topography)는 광학 시스템들을 사용하여 리뷰하는 것이 특히 어렵고, 이는 그레인 사이즈가 광학 해상도 미만일 수 있고, 그에 따라, 그레인들이 광학 시스템에서 보이지 않게 될 수 있기 때문이다. 기판들의 작은 부분들의 검사가 또한, 표면 에칭과 조합되어 하전 입자 빔 디바이스들을 사용하여 수행되었다. 표면 에칭은, 예컨대 그레인 경계들의 콘트라스트를 향상시킬 수 있지만, 유리 기판의 파괴를 수반하고, 그에 따라, 기판의 작은 조각들이 전체적인 기판 대신에 검사된다. 따라서, 기판의 검사 후에, 예컨대, 최종 제품에 대한 그레인 구조들의 영향을 체크하기 위해, 기판을 계속 프로세싱하는 것이 불가능하다.
[0005] 따라서, 예컨대, 대면적 기판들 상의 디스플레이들의 품질에 대한 증가하는 요구를 고려하면, 대면적 기판들을 검사하기 위한 개선된 장치 및 방법에 대한 필요성이 존재한다.
[0006] 일 실시예에 따르면, 디스플레이 제조를 위한 대면적 기판을 검사하기 위한 장치가 제공된다. 장치는, 진공 챔버; 진공 챔버에 배열된 기판 지지부 ― 기판 지지부는 디스플레이 제조를 위한 대면적 기판을 지지하도록 구성됨 ―; 및 상기 기판 지지부에 의해 지지된 기판을 검사하기 위해, 하전 입자 빔을 생성하도록 구성된 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경을 포함하고, 여기에서, 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경은 대물 렌즈의 지연 필드 렌즈 컴포넌트(retarding field lens component)를 포함한다.
[0007] 다른 실시예에 따르면, 기판, 특히, 디스플레이 제조를 위한 대면적 기판을 검사하기 위한 장치가 제공되고, 그러한 장치는, 진공 챔버; 진공 챔버에 배열된 기판 지지부 ― 기판 지지부는 제 1 방향을 따르는 제 1 수용 영역 치수를 갖는 기판 수용 영역을 제공함 ―; 및 제 1 수용 영역 치수의 30 % 내지 70 %의, 제 1 방향을 따르는 거리를 갖는, 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경 및 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경을 포함한다.
[0008] 추가적인 실시예에 따르면, 디스플레이 제조를 위한 대면적 기판을 검사하기 위한 방법이 제공된다. 방법은, 진공 챔버에 대면적 기판을 제공하는 단계; 및 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경을 이용하여 제 1 하전 입자 빔을 생성하는 단계를 포함하고, 여기에서, 제 1 하전 입자 빔은 2 keV 또는 그 미만의 랜딩(landing) 에너지로 기판 상에 충돌한다.
[0009] 당업자에 대한 완전한 그리고 실시를 가능하게 하는 개시내용이, 첨부 도면들에 대한 참조를 포함하는 본 명세서의 나머지에서 더 상세하게 제시된다.
도 1은 본원에서 설명되는 실시예들에 따른, 기판을 검사하기 위한 장치의 측면도를 도시한다.
도 2 및 도 3은 본원에서 설명되는 실시예들에 따른, 기판을 검사하기 위한 장치의 평면도를 도시한다.
도 4는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른, 기판을 검사하기 위한 장치의 측면도를 도시하고, 여기에서, 장치는 진동들을 감소시키기 위한 컴포넌트들을 포함한다.
도 5a는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 이미징 하전 입자 빔의 측면도를 도시한다.
도 5b 및 도 5c는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 이미징 하전 입자 빔에서 하전 입자 빔을 기울이는 것의 개략도들을 도시한다.
도 6a 및 도 6b는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른, 기판을 검사하는 방법을 예시한다.
도 7a 내지 도 7d는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른, 진공 챔버에서의 이미징 하전 입자 빔들의 상이한 어레인지먼트들을 예시한다.
도 8a 내지 도 8c는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른, 기판을 검사하는 방법을 예시한다.
도 9a 내지 도 9c는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른, 단일 이미징 하전 입자 빔 현미경을 포함하는 장치를 사용하여 기판을 검사하기 위한 방법을 예시한다.
도 10은 도 6a 및 도 6b에 대하여 설명된 바와 같은 방법을 예시하는 흐름도를 도시한다.
[0010] 이제, 다양한 예시적인 실시예들이 상세히 참조될 것이고, 그러한 다양한 예시적인 실시예들의 하나 또는 그 초과의 예들이 각각의 도면에서 예시된다. 각각의 예는 설명을 통해 제공되고, 제한으로서 의도되지 않는다. 예컨대, 일 실시예의 부분으로서 예시 또는 설명되는 특징들이, 또한 추가적인 실시예를 산출하기 위해, 다른 실시예들에 대해 또는 다른 실시예들과 함께 사용될 수 있다. 본 개시내용이 그러한 변형들 및 변동들을 포함하도록 의도된다.
[0011] 도면들의 다음의 설명 내에서, 동일한 참조 번호들은 동일한 컴포넌트들을 지칭한다. 개별적인 실시예들에 대한 차이들만이 설명된다. 도면들에서 도시된 구조들은 반드시 실척대로 도시된 것은 아니고, 그보다는, 실시예들의 더 우수한 이해를 제공한다.
[0012] 본원에서 사용되는 바와 같은 "기판"이라는 용어는, 예컨대 유리 기판 또는 유리 플레이트와 같은 비가요성(inflexible) 기판들, 및 웨브 또는 포일과 같은 가요성 기판들 양자 모두를 포함한다. 기판은 코팅될 기판일 수 있고, 여기에서, 재료들의 하나 또는 그 초과의 얇은 층들이, 예컨대, 물리 기상 증착(PVD) 프로세스 또는 화학 기상 증착 프로세스(CVD)에 의해, 기판 상에 코팅 또는 증착된다.
[0013] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 몇몇 실시예들에 따르면, 본원에서 설명되는 실시예들은 대면적 기판들, 특히, 디스플레이 시장을 위한 대면적 기판들에 관한 것이다.
[0014] 몇몇 실시예들에 따르면, 대면적 기판들 또는 각각의 기판 지지부들은 적어도 1.375 m2의 사이즈를 가질 수 있다. 사이즈는 약 1.375 m2(1100 mm x 1250 mm - Gen 5) 내지 약 9 m2, 더 구체적으로는 약 2 m2 내지 약 9 m2, 또는 심지어 최대 12 m2일 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 구조들, 장치들, 및 방법들이 제공되는 기판들 또는 기판 수용 영역들은 본원에서 설명되는 바와 같은 대면적 기판들일 수 있다. 예컨대, 대면적 기판 또는 캐리어는, 약 1.375 m2 기판들(1.1 m x 1.25 m)에 대응하는 GEN 5, 약 4.39 m2 기판들(1.95 m x 2.25 m)에 대응하는 GEN 7.5, 약 5.7 m2 기판들(2.2 m x 2.5 m)에 대응하는 GEN 8.5, 또는 심지어, 약 9 m2 기판들(2.88 m x 3130 m)에 대응하는 GEN 10일 수 있다. 한층 더 큰 세대들, 예컨대 GEN 11 및 GEN 12, 및 대응하는 기판 면적들이 유사하게 구현될 수 있다.
[0015] 전체 기판을 프로세싱 또는 테스트하는 것, 즉, 유리를 파괴시키지 않으면서 프로세싱 또는 테스트하는 것은, 현재의 디스플레이 제조 기술에서 생산 및 프로세싱되는 기판들의 큰 사이즈들로 인해, 특히 어렵다. 예컨대 대면적 기판들과 같은 기판들의 사이즈들이 끊임없이 증가하고 있기 때문에, 큰 진공 챔버들이 기판들을 프로세싱 또는 테스트하기 위해 활용된다. 그러나, 큰 진공 챔버들은 더 작은 챔버들과 비교하여 원하지 않는 진동들에 대해 더 민감하다. 진공 챔버의 진동 또는 진동들은, 기판들이 예컨대 검사될 수 있는 해상도를 제한한다. 특히, 검사 시스템의 해상도 미만의 사이즈들을 갖는 기판 결함들은 보이지 않게 유지될 것이고, 그에 따라, 검출될 수 없다.
[0016] 도 1은 본원에서 설명되는 실시예들에 따른, 기판을 검사하기 위한 장치의 측면도를 도시한다. 장치(100)는 진공 챔버(120)를 포함한다. 장치(100)는 기판(160)이 위에 지지될 수 있는 기판 지지부(110)를 더 포함한다. 장치(100)는 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130)을 포함한다. 추가로, 장치는 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140)을 포함할 수 있다. 도 1에서 도시된 예에서, 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130) 및 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140)은 기판 지지부(110) 위에 배열된다.
[0017] 도 1에서 추가로 도시된 바와 같이, 기판 지지부(110)는 x-방향(150)을 따라 연장된다. 도 1의 도면 평면에서, x-방향(150)은 좌-우 방향이다. 기판(160)이 기판 지지부(110) 상에 배치된다. 기판 지지부(110)는 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130) 및 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140)에 관하여 진공 챔버(120)에서 기판(160)을 변위시키기 위해 x-방향(150)을 따라 이동가능하다. 따라서, 기판(160)의 영역이 검사를 위해 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130) 아래에, 또는 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140) 아래에 포지셔닝될 수 있다. 영역은 테스트 오브젝트(test object), 예컨대, 예를 들어 기판 상의 코팅된 층에 또는 상에 포함된 그레인 또는 결함을 갖는 테스트될 영역을 포함할 수 있다. 기판 지지부(110)는 또한, 아래에서 논의되는 바와 같이, 기판(160)이 y-방향(미도시)을 따라 이동될 수 있도록 y-방향을 따라 이동가능할 수 있다. 진공 챔버(120) 내에서 기판(160)을 보유하는 기판 지지부(110)를 적합하게 변위시킴으로써, 기판(160)의 전체 범위가 진공 챔버(120) 내부에서 검사될 수 있다.
[0018] 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130)은 x-방향(150)을 따라 거리(135)만큼 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140)으로부터 떨어져 있다. 도 1에서 예시된 실시예에서, 거리(135)는 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130)의 중심과 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140)의 중심 사이의 거리이다. 특히, 거리(135)는 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경에 의해 정의된 제 1 광축(131)과 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140)에 의해 정의된 제 2 광축(141) 사이의 x-방향(150)을 따르는 거리이다. 제 1 광축(131) 및 제 2 광축(141)은 z-방향(151)을 따라 연장된다. 도 1의 도면 평면에서, z-방향(151)은 x-방향(150)에 대해 직각인 상-하 방향이다. 제 1 광축(131)은, 예컨대, 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130)의 대물 렌즈에 의해 정의될 수 있다. 유사하게, 제 2 광축(141)은, 예컨대, 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140)의 대물 렌즈에 의해 정의될 수 있다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 또한 추가적인 실시예들에 따르면, 거리(135)는 또한, 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130)의 중심과 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140)의 중심 사이에서 정의될 수 있다. 이미징 하전 입자 빔 현미경의 중심은 실질적으로, 이미징 하전 입자 빔 현미경의 광축에 대응할 수 있다.
[0019] 도 1에서 추가로 도시된 바와 같이, 진공 챔버(120)는 x-방향(150)을 따르는 내측 폭(121)을 갖는다. 내측 폭(121)은 진공 챔버(120)의 좌측 벽(123)으로부터 진공 챔버(120)의 우측 벽(122)까지 x-방향을 따라 진공 챔버(120)를 횡단하는 경우에 획득되는 거리일 수 있다. 개시내용의 양상은, 예컨대 x-방향(150)에 대한 장치(100)의 치수들과 관련된다. 실시예들에 따르면, 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130)과 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140) 사이의 x-방향(150)을 따르는 거리(135)는 적어도 30 cm, 예컨대 적어도 40 cm일 수 있다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 추가적인 실시예들에 따르면, 진공 챔버(120)의 내측 폭(121)은 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130)과 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140) 사이의 거리(135)의 250 % 내지 450 %의 범위에 놓여 있을 수 있다.
[0020] 따라서, 본원에서 설명되는 실시예들은, 서로로부터 떨어져 있는 2개의 이미징 하전 입자 빔 현미경들을 사용하여 진공 챔버에서 기판, 특히, 대면적 기판을 검사하기 위한 장치를 제공한다. 기판은 진공 챔버에서 전체적으로 프로세싱된다. 특히, 본원에서 설명되는 실시예들은 기판을 파괴시키는 것 또는 기판의 표면을 에칭하는 것을 요구하지 않는다. 따라서, 특히, 대면적 기판들이 인-라인으로 측정될 수 있는 검사 시스템을 이용하여, 우수한 그레인 경계 콘트라스트 및 결함들의 고-해상도 이미지가 제공된다.
[0021] 기판을 검사하기 위해 단일 이미징 하전 입자 빔 현미경을 포함하는 진공 챔버들과 비교하여, 2개의 이미징 하전 입자 빔 현미경들을 갖는 것은 검사 동안에 기판이 이동하는 범위가 감소되는 이점을 제공한다. 따라서, 도 1에서 도시된 바와 같은, 예컨대 x-방향(150)을 따르는, 예컨대 진공 챔버(120)의 내측 폭(121)과 같은, 진공 챔버의 치수들이, 단일 이미징 하전 입자 빔 현미경을 갖는 장치들과 비교하여 감소될 수 있다. 예컨대, 도 1에서 도시된 구성을 참조하면, 결함(미도시)이 기판(160)의 우측 부분 상에, 예컨대, 제 2 광축(141)의 우측 상에 위치될 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140)에 의해 결함이 검사될 수 있도록, 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140) 아래에 결함을 포지셔닝하기 위해, 기판(160)이 진공 챔버(120)에서 변위될 수 있다. 반대로, 장치(100)가 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130)을 포함하지만 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140)을 포함하지 않은 경우에, 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130)에 의한 검사를 위해 결함을 포지셔닝하기 위하여, 기판이 x-방향(150)을 따라 더 먼 거리에 걸쳐 좌측을 향하여 변위될 것이다. 그러나, 도 1에서 도시된 진공 챔버(120)는 x-방향을 따라 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130) 아래에 결함을 포지셔닝하기에는 너무 좁을 것이다. 따라서, 기판(160) 상의 임의로 위치된 결함들의 검사를 허용하기 위해, x-방향을 따르는 더 큰 내측 폭을 갖는 진공 챔버가 요구될 것이다.
[0022] 본원에서 설명되는 실시예들에 의해 제공되는 바와 같이, 감소된 치수들을 갖는 진공 챔버를 갖는 것의 이점은 진공 챔버의 하나 또는 그 초과의 진동들이 그에 따라 감소될 수 있다는 것이고, 이는 진동의 레벨이 진공 챔버의 사이즈에 따라 증가되기 때문이다. 따라서, 기판의 진동 진폭이 유리하게, 마찬가지로 감소될 수 있다. 특히, 본원에서 설명되는 실시예들에서, 기판의 진동 진폭은 10 nm 또는 그 미만, 예컨대 5 nm 또는 그 미만일 수 있다.
[0023] 본원에서 설명되는 몇몇 실시예들은 진공 챔버 내에 또는 진공 챔버에 하나의 이미징 하전 입자 빔 현미경을 제공한다. 예컨대, 도 9a 내지 도 9c에서 도시된 장치(100)는 단일 이미징 하전 입자 빔 현미경(900)을 제공한다. 예컨대 10 cm 또는 그 초과의 시야(field of view)를 갖는 e-빔 테스터들과 같은, 진공 조건들 하에서 대면적 기판들을 검사하기 위해 사용되는 통상적인 하전 입자 빔 디바이스들과 비교하면, 이미징 하전 입자 빔 현미경들은 더 높은 해상도를 제공한다. 추가로, 대면적 기판의 일부의 이미지가 생성될 수 있고, 여기에서, 큰 시야를 갖는 e-빔 테스터들은 일반적으로, 대면적 기판의 일부의 이미지를 생성하지 않는다.
[0024] 본원에서 사용되는 바와 같은 이미징 하전 입자 빔 현미경은 2 keV 또는 그 미만, 상세하게는 1 keV 또는 그 미만, 예컨대 100 eV 내지 800 eV의 랜딩 에너지를 갖는 저-에너지 하전 입자 빔을 생성하도록 적응될 수 있다. 고-에너지 빔들과 비교하면, 저 에너지 빔들은 기판에 깊이 침투하지 않고, 그에 따라, 기판 상에 증착된, 예컨대 LTPS 층들과 같은 얇은 층들에 관한 더 우수한 정보를 제공할 수 있다.
[0025] 저 랜딩 에너지들로 기판의 고 해상도 검사를 제공하는 이미징 하전 입자 빔 현미경들은 기판 상의 결함들의 비-파괴 검사를 허용한다. 따라서, 본원에서 설명되는 실시예들은 기판의 기능성에 대한 결함들의 영향을 테스트하는 것을 허용한다. 예컨대, 예컨대 디스플레이 제조를 위한 기판과 같은 기판 상의 결함을 검사한 후에, 본원에서 설명되는 실시예들은 결함이 디스플레이의 기능성을 손상시키는지를 테스트하는 것을 허용한다. 즉, 결함이 "킬러(killer) 결함"인지 여부, 또는 결함의 존재 시에도 디스플레이가 기능하는지 여부가 평가될 수 있다. 따라서, 저 에너지들에 의한 비-파괴 테스팅 후에 기판이 추가로 프로세싱될 수 있기 때문에, 결함들의 킬-비율(kill-ratio) 분석이 수행될 수 있다.
[0026] 게다가, 본원에서 설명되는 바와 같은, 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경 및 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경을 갖는 몇몇 실시예들은 단일 이미징 하전 입자 빔 현미경을 갖는 실시예들과 비교하여 증가된 처리량을 제공하고, 이는 기판이 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경에 의해 그리고 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경에 의해 동시에(in parallel) 검사될 수 있기 때문이다. 예컨대, 기판 상의 제 1 결함은 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경에 의해 검사될 수 있고, 제 2 결함은 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경에 의해 검사될 수 있고, 여기에서, 제 1 결함 및 제 2 결함의 검사는 동시에 수행된다.
[0027] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 몇몇 실시예들에 따르면, 이미징 하전 입자 빔 현미경은 주사 전자 현미경(SEM)일 수 있고, 여기에서, 이미지는, 예컨대 15 nm 또는 그 미만, 또는 한층 더 낮은 매우 높은 해상도로 제공된다.
[0028] 예컨대 SEM과 같은, 본원에서 참조되는 바와 같은 이미징 하전 입자 빔 현미경은 0.5 내지 5 mm의 범위에서의 작동 거리를 가질 수 있다. 이미징 하전 입자 빔 현미경의 컬럼(column)의 하측 에지로부터 기판까지의 또는 기판 지지부까지의 거리는 6 내지 10 cm의 범위에 있을 수 있다. 이미징 하전 입자 빔 현미경의 시야는 1 mm 미만일 수 있다. 이미징 하전 입자 빔 현미경은 2 keV 또는 그 미만, 더 상세하게는 1 keV 또는 그 미만의 랜딩 에너지를 갖는, 예컨대 전자 빔들과 같은 저-에너지 하전 입자 빔들을 생성하도록 적응될 수 있다. 비교하면, e-빔들을 이용한 픽셀 테스팅을 위한 디바이스들은 10 cm 초과의 시야를 가질 수 있고, 약 10 keV의 랜딩 에너지들을 갖는 하전 입자 빔들을 생성하도록 적응될 수 있다. 추가로, e-빔들을 이용한 픽셀 테스팅을 위한 디바이스들은 기판의 이미징을 위해 구성되지 않을 수 있고, 반면에, 본원에서 설명되는 바와 같은 이미징 하전 입자 빔 현미경은 검사되고 있는 기판의 영역의 이미지를 제공한다.
[0029] 특히, 예컨대 2개의 이미징 하전 입자 빔 현미경들을 활용하는 것에 의한 감소된 진공 챔버 사이즈를 갖는 실시예들에 대해, 진공 챔버의 진동들의 감소된 레벨은 기판을 검사하기 위한 이미징 하전 입자 빔 현미경들의 사용을 용이하게 한다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 진공 챔버의 진동 진폭이 10 nm 또는 그 미만, 예컨대 5 nm 또는 그 미만일 수 있기 때문에, 고 해상도를 갖는 하전 입자 빔 디바이스들, 예컨대, 5 nm 또는 그 미만의 해상도를 갖는 이미징 하전 입자 빔 현미경들이 기판을 검사하기 위해 사용될 수 있다. 반대로, 서로에 대한 하전 입자 빔 및 기판의 진동 진폭들이 예컨대 10 nm 초과인 진공 챔버들에서, 본원에서 설명되는 바와 같은 이미징 하전 입자 빔 현미경들의 사용이 의미 있지 않을 수 있고, 이는 시스템 내의 진동들로 인해 전체 해상도가 악화될 것이기 때문이다.
[0030] 상기된 바를 고려하여, 본원에서 설명되는 실시예들은, 예컨대, 고-해상도 하전 입자 빔 디바이스들을 사용하여 기판을 검사하는 것을 용이하게 하기 위해, 서로에 관한 기판 및 이미징 하전 입자 빔 현미경(예컨대, SEM)의 진동의 감소된 레벨을 제공한다. 따라서, 기판의 개선된 이미징 및 테스팅을 위한 개선된 장치가 제공된다. 본원에서 설명되는 실시예들은, 예컨대, 임계 치수(CD) 분석 또는 결함 리뷰(DR)를 위해 사용될 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들은, 예컨대, 진공 챔버 내에 저-전압 고 해상도 e-빔 테스팅을 제공함으로써, 대면적 기판들의 고 해상도 이미징을 활용하는 것을 가능하게 하는 다양한 특징들, 양상들, 및 세부사항들을 제공한다.
[0031] 도 8a 내지 도 8c는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른, 기판(160)을 검사하는 방법을 예시한다. 장치(100)의 평면도를 제공하는 도 8a 내지 도 8c에서, x-방향(150) 뿐만 아니라 y-방향(152)이 표시된다. 도 8a 내지 도 8c의 평면도에서, x-방향(150)은 좌/우 방향이고, y-방향(152)은 상/하 방향이다.
[0032] 도 8a 내지 도 8c에서 도시된 바와 같이, 기판(160)은 x-방향(150)을 따르는 기판 폭(810)을 갖는다. 실시예들에 따르면, 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130)과 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140) 사이의 x-방향(150)을 따르는 거리(135)는 기판 폭(810)의 30 % 내지 70 %의 범위에 놓여 있을 수 있다. 도 8a 내지 도 8c에서 도시된 예시적인 장치에서, 거리(135)는 대략 기판 폭(810)의 50 %이다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 추가적인 실시예들에 따르면, 진공 챔버(120)의 내측 폭(121)은 기판 폭(810)의 130 % 내지 180 %의 범위에 놓여 있을 수 있다. 도 8a 내지 도 8c에서 예시된 예시적인 실시예에서, 내측 폭(121)은 대략 기판 폭(810)의 150 %이다.
[0033] 도 8a 내지 도 8c에서 도시된 기판(160)은 2개의 구역들, 즉, 제 1 구역(820) 및 제 2 구역(830)을 갖는 것으로 고려될 수 있고, 여기에서, 제 1 구역(820)은 제 2 구역(830)의 좌측 상에 놓여 있다. 도 8a 내지 도 8c에서 예시된 예에서, 제 1 구역(820) 및 제 2 구역(830)은 동등한 사이즈들을 갖는 직사각형들이다. 특히, 제 1 구역(820)은 x-방향을 따르는 제 1 폭(821)을 갖고, 제 2 구역(830)은 x-방향(150)을 따르는 제 2 폭(831)을 갖고, 여기에서, 제 1 폭(821)은 제 2 폭(831)과 동등하다. 따라서, 도 8a 내지 도 8c에서 도시된 예시적인 기판(160)에서, 기판 폭(810)은 제 1 폭(821)의 두배만큼 크고, 따라서 또한, 제 2 폭(831)의 두배만큼 크다. 특히, 제 1 폭(821), 제 2 폭(831), 및 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130)과 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140) 사이의 거리(135)는 동등한 크기일 수 있다.
[0034] 도 8a 내지 도 8c에서 예시된 예시적인 실시예에 대하여, 기판(160)의 제 1 구역(820)에 놓여 있는, 예컨대 결함 또는 그레인 구조를 갖는 테스트될 영역과 같은 테스트 오브젝트가 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130)에 의해 검사될 수 있는 반면에, 제 2 구역(830)에 놓여 있는, 예컨대 결함 또는 그레인 구조를 갖는 테스트될 추가적인 영역과 같은 테스트 오브젝트가 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140)에 의해 검사될 수 있는 것이 고려된다. 따라서, 기판(160)의 임의의 테스트 오브젝트 또는 테스트 영역, 즉, 기판의 전체 표면(또는 기판(160)의 전체 표면) 내의 테스트 오브젝트 또는 테스트 영역을 테스트하는 것을 가능하게 하기 위해, x-방향(150)을 따라 기판(160)이 이동되는 범위는, 예컨대, 기판 폭(810)의 약 150 %이다. 따라서, 기판(160) 상의 임의의 위치들에서의 테스트 오브젝트들의 검사는 도 8a 내지 도 8c에서 도시된 진공 챔버(120), 즉, 기판 폭(810)의 대략 150 %의 내측 폭(121)을 갖는 진공 챔버(120) 내에서 수행될 수 있다.
[0035] 도 8a 내지 도 8c는 기판(160) 상의 제 1 결함(822) 및 제 2 결함(832)을 예시적으로 도시하고, 여기에서, 제 1 결함(822)은 제 1 구역(820)에 놓여 있고, 제 2 결함(832)은 제 2 구역(830)에 놓여 있다. 특히, 도시된 바와 같이, 제 1 결함(822)은 기판(160)의 외측 좌측 에지 근처에 놓여 있고, 제 2 결함(832)은 기판(160)의 외측 우측 에지 근처에 놓여 있다.
[0036] 제 1 구역(820)에 놓여 있는 제 1 결함(822)은 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130)에 의해 검사된다. 따라서, 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130) 아래에 제 1 결함(822)을 포지셔닝하기 위해, 기판(160)이 진공 챔버(120)에서 변위된다. 도 8b는 변위된 기판(160)을 도시하고, 여기에서, 제 1 결함(822)은 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130) 바로 아래에 포지셔닝된다. 그 후에, 제 1 결함(822)은 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130)에 의해 검사될 수 있다. 제 1 결함(822)의 검사는, 아래에서 설명되는 바와 같이(예컨대, 도 6a 참조), 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130)에 의해 생성된 제 1 하전 입자 빔을 기판(160) 상으로 지향시키는 것을 포함할 수 있다.
[0037] 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130)에 의해 제 1 결함(822)이 검사된 후에, 검사를 위한 장치는 제 2 결함(832)을 검사할 수 있다. 제 2 구역(830)에 놓여 있는 제 2 결함(832)이 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140)에 의해 검사된다. 따라서, 도 8b에서 도시된 구성으로부터 시작하여, 기판(160)은 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140) 아래에 제 2 결함(832)을 포지셔닝하기 위해 변위된다. 도 8c는 변위된 기판(160)을 도시하고, 여기에서, 제 2 결함(832)은 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140) 아래에 포지셔닝된다. 따라서, 제 2 결함(832)은 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140)에 의해 검사될 수 있다. 제 2 결함(832)의 검사는, 아래에서 설명되는 바와 같이(예컨대, 도 6b 참조), 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140)에 의해 생성된 제 2 하전 입자 빔을 기판(160) 상으로 지향시키는 것을 포함할 수 있다.
[0038] 특히, 이미징 하전 입자 빔 현미경을 이용한, 디스플레이 제조를 위한 대면적 기판들의 테스팅을 위한 장치를 동작시키는 것의 상이한 실시예들에 따르면, 결함들의 좌표들이 제공된 파일이, 검사를 위한 장치에 제공될 수 있다. 예컨대, 결함들의 좌표는, 픽셀들이 e-빔으로 테스트되지만 이미지 생성은 이루어지지 않은 이전의 대면적 기판 검사로부터 기인할 수 있다. 알려진 결함들이 기판의 맵에 제공될 수 있고, 즉, 기판의 좌표들이, 예컨대 SEM을 이용한 대면적 기판 검사를 위한 시스템을 동작시키기 위해 알려진다. 그 후에, 검사를 위한 장치는 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경, 예컨대 제 1 SEM, 또는 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경, 예컨대 제 2 SEM으로 결함들을 포함하는 영역들을 이미징할 수 있다. 제 1 및 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경을 제공함으로써, 처리량이 증가될 수 있고, 그리고/또는 제 1 또는 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경 아래에 결함을 포지셔닝하기 위한 기판의 변위가 감소될 수 있다. 기판의 변위는, 제 1 및 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경 사이의 거리가 각각의 방향을 따르는 기판 수용 영역의 폭의 약 50 %인 경우에, 특히 감소될 수 있다.
[0039] 이미징 하전 입자 빔 현미경을 이용한, 디스플레이 제조를 위한 대면적 기판들의 테스팅을 위한 장치를 동작시키는 것의 또한 추가적인 선택들에 따르면, LTPS 프로세스 검사를 위한 좌표 맵이, 검사를 위한 장치에 제공될 수 있다. 예컨대, 하나 또는 그 초과의 미리 결정된 좌표들이 제공될 수 있고, 부가적으로 또는 대안적으로, 하나 또는 그 초과의 랜덤 좌표들이 제공될 수 있다. LTPS 그레인 구조가 (미리 결정된 및/또는 랜덤) 좌표들 주위에서 이미징되고, LTPS 프로세스는 이미징 하전 입자 빔 현미경을 이용한 이미징으로부터 기인하는 하나 또는 그 초과의 파라미터들에 의해 특성화될 수 있다. 추가로, 부가적으로 또는 대안적으로, 하나 또는 그 초과의 파라미터들의 균일성이, 맵에 제공될 수 있는 상이한 좌표들의 비교에 의해 평가될 수 있다.
[0040] 도 8a 내지 도 8c에서 예시된 실시예는 진공 챔버(120)에서 기판(160) 상의 임의의 위치들에 배치된, 결함들과 같은 테스트 오브젝트들을 검사하는 것을 허용하고, 여기에서, 진공 챔버는 2개의 이미징 하전 입자 빔 현미경들을 포함하고, 여기에서, 진공 챔버(120)의 내측 폭(121)은 기판 폭의 130 % 내지 180 %의 범위에 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 기판을 검사하기 위해 단일 이미징 하전 입자 빔 현미경을 포함하는 진공 챔버들과 비교하면, 2개의 이미징 하전 입자 빔 현미경들을 갖는 것은 유리하게, 적어도 x-방향을 따르는, 진공 챔버의 감소된 내측 폭을 제공한다. 도 9a 내지 도 9c는 단일 이미징 하전 입자 빔 현미경(900)을 포함하는 장치(100)의 실시예를 사용하여, 도 8a 내지 도 8c에서 도시된 바와 동일한 기판(160)이 검사되는 실시예를 예시한다. 제 1 결함(822) 및 제 2 결함(832) 양자 모두가 이미징 하전 입자 빔 현미경(900)에 의해 검사되기 때문에, 이미징 하전 입자 빔 현미경(900) 아래에 제 1 결함(822) 및 제 2 결함(832)을 포지셔닝하기 위해 x-방향(150)을 따라 기판(160)이 이동되는 거리가 도 8a 내지 도 8c와 비교하여 증가된다. 따라서, 도 9a 내지 도 9c에서 도시된 진공 챔버(120)의 내측 폭(121')은 도 8a 내지 도 8c에서 도시된 진공 챔버(120)의 내측 폭(121)보다 더 크다. 특히, 도 9a 내지 도 9c에서 도시된 진공 챔버(120)의 내측 폭(121')은, 단일 이미징 하전 입자 빔 현미경(900)을 사용한, 기판(160) 상의 임의로 국부화된 결함들의 검사를 허용하기 위해 제공되는 바에 따라, 적어도 기판 폭(810)의 대략 200 %이다. 도 8a 내지 도 8c에서 도시된 진공 챔버의 범위는 파선들(910)에 의해 도 9a 내지 도 9c에서 표시된다. 도시된 바와 같이, 도 8a 내지 도 8c에서 도시된 진공 챔버는, 도 9a 내지 도 9c에서 도시된 단일 이미징 하전 입자 빔 현미경(900)을 사용한, 제 1 결함(822) 및 제 2 결함(832)의 검사를 x-방향(150)을 따라 수행하기에는 너무 좁을 것이다. 상기된 바를 고려하여, 일 실시예에 따라, 기판, 특히, 디스플레이 제조를 위한 기판을 검사하기 위한 장치가 제공된다. 장치는 진공 챔버, 진공 챔버에 배열된 기판 지지부, 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경, 및 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경을 포함한다.
[0041] 장치는 인라인 장치, 또는 인라인 기판 프로세싱 시스템의 부분일 수 있다. 인라인 프로세싱 시스템은 기판을 프로세싱하기 위한 하나 또는 그 초과의 추가적인 장치들을 포함할 수 있고, 여기에서, 기판은 하나의 장치로부터 다음 장치로 인라인 프로세싱 시스템을 통해 운송될 수 있다. 예컨대, 인라인 프로세싱 시스템은, 인라인 프로세싱 시스템의 기판 운송 경로에 대하여, 본원에서 설명되는 진공 챔버의 하류에 배치된 추가적인 챔버를 포함할 수 있다. 기판은, 예컨대 본원에서 설명되는 바와 같은 변위 유닛에 의해, 진공 챔버로부터 기판의 추가적인 프로세싱을 위한 추가적인 챔버로 운송될 수 있다. 특히, 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 기판은 전체적으로, 즉, 기판을 파괴시키지 않으면서, 프로세싱 및 운송된다. 기판의 테스팅은 손상 없이, 예컨대 기판의 일부를 에칭하지 않으면서 이루어질 수 있고, 그러한 에칭은 파일 디바이스에서의 추가적인 사용에 대해 기판을 악화시킬 수 있다. 예컨대, 추가적인 챔버는 프로세싱 챔버, 추가적인 테스트 챔버, 증착 챔버, 및 디스플레이 어셈블링 챔버로 구성된 그룹으로부터 선택될 수 있다.
[0042] 몇몇 구현들에 따르면, 디스플레이 제조를 위한 대면적 기판들을 검사하기 위한 장치는 인-라인 장치일 수 있고, 즉, 예컨대 SEM과 같은 이미징 하전 입자 빔 현미경을 이용하여 이미징하기 위한 진공 챔버에서 기판을 로딩 및 언로딩하기 위한 로드 락을 가능하게 포함하는 장치가 다른 이전의 테스팅 또는 프로세싱 프로시저와 인라인으로, 그리고 또한 추가적인 후속 테스팅 또는 프로세싱 프로시저와 인라인으로 제공될 수 있다. 이미징을 위한 기판 상의 2 keV 또는 그 미만의 하전 입자 빔의 저 에너지들로 인해, 기판 상에 제공된 구조들이 손상되지 않는다. 따라서, 기판은 디스플레이 제조 팹에 추가적인 프로세싱을 위해 제공될 수 있다. 본원에서 이해되는 바와 같이, 테스트될 기판들의 수는 디스플레이 제조를 위한 팹에서의 기판들의 전체 양의 10 % 내지 100 %일 수 있다. 따라서, 검사를 위한 그리고 이미징 하전 입자 빔 현미경을 포함하는 장치는, 반드시 생산 라인에서의 기판들의 100 %를 테스트할 필요 없이, 인-라인 툴로서 제공될 수 있다.
[0043] 진공 챔버는, 특히, 장치가 인라인 장치인 경우에, 진공 챔버를 다른 챔버에 연결시킬 수 있는 하나 또는 그 초과의 밸브들을 포함할 수 있다. 기판이 진공 챔버 내로 가이딩된 후에, 하나 또는 그 초과의 밸브들이 폐쇄될 수 있다. 따라서, 진공 챔버에서의 대기는, 예컨대 하나 또는 그 초과의 진공 펌프들을 이용하여 기술적인 진공을 생성함으로써 제어될 수 있다. 예컨대 대기압과 비교하여 진공 챔버에서 기판을 검사하는 것의 이점은 진공 조건들이, 기판을 검사하기 위해 저-에너지 하전 입자 빔을 사용하는 것을 용이하게 한다는 것이다. 예컨대, 저-에너지 하전 입자 빔들은 2 keV 또는 그 미만, 상세하게는 1 keV 또는 그 미만, 예컨대 100 eV 내지 800 eV의 랜딩 에너지를 가질 수 있다. 고-에너지 빔들과 비교하면, 저 에너지 빔들은 기판에 깊이 침투하지 않고, 그에 따라, 예컨대 기판 상의 코팅된 층들에 관한 더 우수한 정보를 제공할 수 있다.
[0044] 기판 지지부는 기판 수용 영역을 제공한다. 본원에서 사용되는 바와 같은 "기판 수용 영역"이라는 용어는 기판을 수용하기 위해 이용가능한, 기판 지지부의 최대의 영역을 포함할 수 있다. 즉, 기판 지지부는, 기판 수용 영역 내에 기판이 피팅되도록 하기 위해, 기판 수용 영역과 동일한 공간적인 치수들을 갖는 기판을 수용하도록, 또는 기판 수용 영역과 비교하여 더 작은 하나 또는 그 초과의 공간적인 치수들을 갖는 기판을 수용하도록 적응될 수 있다. 도 2는 기판 지지부(110)가 기판 수용 영역(210)을 제공하는 장치(100)의 실시예를 예시한다. 도 2에서 예시된 예시적인 실시예에서, 기판 수용 영역(210)은 파선에 의해 표시된 바와 같이 직사각형이다. 따라서, 기판 수용 영역(210)은 도 2에서 도시된 직사각형 기판 수용 영역(210)과 동일한 길이 및 폭(또는 더 작은 길이 및 폭)을 갖는 직사각형 기판(미도시)을 수용하도록 적응될 수 있다. 예로서, 도 3은 기판 지지부(110) 상에 제공된 직사각형 기판(160)을 도시하고, 여기에서, 도 3에서 도시된 기판(160)의 사이즈는 도 2에서 도시된 기판 수용 영역(210)의 사이즈와 실질적으로 동일하다. 특히, 도 3에서 도시된 기판(160)의 길이 및 폭은 각각, 도 3에서 도시된 기판 수용 영역(210)의 길이 및 폭과 실질적으로 동일하다. 즉, 부가적으로 또는 대안적으로, 기판은, 각각 기판 수용 영역의 90 % 내지 100 %인 길이 및 폭을 갖는다.
[0045] 기판 수용 영역은 제 1 방향을 따르는 제 1 수용 영역 치수를 갖는다. 본원에서 설명되는 도면들에 대하여, 제 1 방향은 x-방향(150)을 지칭할 수 있다. 제 1 방향은 기판 지지부에 대해 평행할 수 있다. 기판 지지부는 제 1 방향을 따라 변위가능할 수 있다. 기판 수용 영역의 제 1 수용 영역 치수는 제 1 방향을 따르는 기판 수용 영역의 범위, 폭, 길이, 또는 직경을 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 제 1 수용 영역 치수는 기판 지지부에 의해 수용될 수 있는 기판의 제 1 방향을 따르는 최대의 폭을 지칭할 수 있다. 예컨대, 도 2에서 도시된 장치를 참조하면, 제 1 방향을 따르는 기판 수용 영역의 제 1 수용 영역 치수는 x-방향(150)을 따르는 기판 수용 영역(210)의 폭(220)을 지칭할 수 있다. 폭(220)은 기판 지지부(110)에 의해 수용될 수 있는 기판의 x-방향(150)을 따르는 최대의 폭에 대응할 수 있다. 예로서, 도 3에서 도시된 기판(160)은 x-방향(150)을 따르는 기판 폭(810)을 갖고, 여기에서, 기판 폭(810)은 도 2에서 도시된 기판 수용 영역(210)의 폭(220)과 본질적으로 동일하다.
[0046] 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경과 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경은 기판 수용 영역의 제 1 수용 영역 치수의 30 % 내지 70 %의 범위에서의 제 1 방향을 따르는 거리를 갖는다. 더 상세하게는, 제 1 방향을 따르는 거리는 제 1 수용 영역 치수의 40 % 내지 60 %의 범위에 놓여 있을 수 있고, 예컨대 제 1 수용 영역 치수의 약 50 %일 수 있다. 예컨대, 도 2에서 예시된 실시예를 참조하면, 제 1 방향을 따르는 거리는 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130)과 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140) 사이의 거리(135)를 지칭할 수 있다. 도 2에서 예시된 예시적인 실시예에서, 거리(135)는 기판 수용 영역(210)의 폭(220)의 대략 50 %이다.
[0047] 제 1 방향을 따르는 거리는 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경의 중심으로부터 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경의 중심까지의 거리일 수 있다. 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경은 제 1 광축을 정의할 수 있고, 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경은 제 2 광축을 정의할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 제 1 방향을 따르는 거리는 제 1 광축과 제 2 광축 사이의 거리일 수 있다. 제 1 광축은 제 2 광축에 대해 평행할 수 있다. 제 1 광축 및/또는 제 2 광축은 제 1 방향 및/또는 기판 지지부에 대해 수직일 수 있다.
[0048] 기판 지지부는 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경에 대하여 그리고/또는 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경에 대하여 진공 챔버에서 이동가능할 수 있다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따르면, 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경은, 적어도 30 cm의 거리, 더 상세하게는 적어도 40 cm의 거리, 예컨대 제 1 수용 영역 치수의 약 50 %만큼, 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경으로부터 떨어져 있다. 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경과 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경 사이의 최소의 거리, 즉, 2개의 이미징 하전 입자 빔 현미경들을 여분(redundancy)을 위해 서로의 바로 옆에, 예컨대 2개의 SEM들을 서로의 바로 옆에 단순히 이중배치(duplicating)하는 것보다 더 큰 거리를 갖는 것의 이점은 장치에 의해 검사되는 기판이 이동하는 거리가 감소된다는 것이다. 이는 진공 챔버의 감소된 사이즈를 허용하고, 그에 따라, 진공 챔버의 진동들이 유리하게, 마찬가지로 감소될 수 있다.
[0049] 진공 챔버의 감소된 사이즈의 양상은 디스플레이 제조를 위한 기판들 및/또는 대면적 기판들에 대해 특히 이익이 된다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 몇몇 실시예들에 따르면, 본 개시내용에서 설명되는 바와 같은 대면적 기판들 또는 기판 수용 영역은 적어도 1.375 m2의 사이즈를 가질 수 있다. 사이즈는 약 1.375 m2(1100 mm x 1250 mm - Gen 5) 내지 약 9 m2, 더 구체적으로는 약 2 m2 내지 약 9 m2, 또는 심지어 최대 12 m2일 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 구조들, 장치들, 및 방법들이 제공되는 기판들 또는 기판 수용 영역들은 본원에서 설명되는 바와 같은 대면적 기판들일 수 있다. 예컨대, 대면적 기판 또는 캐리어는, 약 1.375 m2 기판들(1.1 m x 1.25 m)에 대응하는 GEN 5, 약 4.39 m2 기판들(1.95 m x 2.25 m)에 대응하는 GEN 7.5, 약 5.7 m2 기판들(2.2 m x 2.5 m)에 대응하는 GEN 8.5, 또는 심지어, 약 9 m2 기판들(2.88 m x 3130 m)에 대응하는 GEN 10일 수 있다. 한층 더 큰 세대들, 예컨대 GEN 11 및 GEN 12, 및 대응하는 기판 면적들이 유사하게 구현될 수 있다. GEN 5 기판이 디스플레이 제조자마다 사이즈에서 약간의 차이를 가질 수 있지만, 기판 사이즈 세대들이 고정된 산업 표준들을 제공한다는 것이 고려되어야만 한다. 테스팅을 위한 장치의 실시예들은, 예컨대, 다수의 디스플레이 제조자들의 GEN 5 기판들이 지지부에 의해 지지가능할 수 있도록, GEN5 기판 지지부 또는 GEN 5 기판 수용 영역을 가질 수 있다. 다른 기판 사이즈 세대들에 대해서도 마찬가지이다.
[0050] 대면적 기판 사이즈들을 고려하여, 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따라, 진공 챔버는 제 1 방향을 따르는 최대의 제 1 내측 치수를 갖고, 즉, 제 1 내측 치수가 제한된다. 예컨대, 도 2에 대하여, 제 1 내측 치수는 x-방향(150)을 따르는 진공 챔버(120)의 내측 폭(121)을 지칭할 수 있다. 제 1 내측 치수는 다음 중 적어도 하나를 포함할 수 있다: 진공 챔버의 제 1 벽으로부터 진공 챔버의 제 2 벽까지 제 1 방향을 따르는 거리; 제 1 방향을 따르는 진공 챔버의 내부 부분의 치수; 제 1 방향을 따르는 진공 챔버의 폭, 길이, 또는 폭. 진공 챔버의 제 1 내측 치수는 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경과 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경 사이의 제 1 방향을 따르는 이미징 하전 입자 빔 현미경들의 거리의 250 % 내지 600 %의 범위, 더 상세하게는 260 % 내지 370 %의 범위에 놓여 있을 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 진공 챔버의 제 1 내측 치수는 기판 수용 영역의 제 1 수용 영역 치수의 130 % 내지 180 %, 더 상세하게는 제 1 수용 영역 치수의 140 % 내지 170 %, 한층 더 상세하게는 150 % 내지 160 %의 범위에 놓여 있을 수 있다.
[0051] 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경 및/또는 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경은 기판 지지부에 대해 수직인 그리고/또는 제 1 방향에 대해 수직인 방향을 따라 배열될 수 있다. 예컨대, 도 4에서 도시된 장치에서, 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130) 및 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140)은 z-방향(151)을 따라, 즉, x-방향(150) 및 y-방향(152)에 대해 수직으로 연장되고, 여기에서, x-y 평면은 기판 지지부(110)에 대해 평행하다. 대안적으로, 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경 및/또는 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경은 기판 지지부 및/또는 제 1 방향에 대하여 기울어질 수 있다. 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경 및/또는 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경은 제 1 방향과 각도를 이루는 방향을 따라 연장될 수 있고, 여기에서, 각도는 90 도와 상이하다. 특히, 각도는 60 내지 90 도, 더 상세하게는 75 내지 90 도의 범위에 놓여 있을 수 있다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 또한 추가적인 실시예들에 따르면, 이미징 하전 입자 빔 현미경 컬럼은 기판 지지부에 대해 수직으로 배열될 수 있고, 이미징 하전 입자 빔 현미경 옵틱(optic)들이, 예컨대 최대 20°의 각도만큼 하전 입자 빔을 기울이도록 구성될 수 있다. 기판의 표면 수직선에 대하여 기울어진 하전 입자 빔을 갖는 것은, 고 해상도, 즉, 10 nm 또는 그 미만의 해상도를 갖는 토포그래피 이미징 또는 심지어 3D 이미지들을 위해 활용될 수 있다. 하전 입자 빔을 기울이는 것의 추가적인 세부사항들이 도 5b 및 도 5c를 참조하여 이해될 수 있다.
[0052] 도 4는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른, 기판을 검사하기 위한 장치의 측면도를 도시한다. 장치는 변위 유닛(410)을 포함한다. 변위 유닛(410)은 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130) 아래에 그리고/또는 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140) 아래에 기판 지지부(110)를 포지셔닝하기 위해, 제 1 방향을 따라, 예컨대 x-방향(150)을 따라 기판 지지부를 변위시키도록 적응된다. 변위 유닛(410)은 x-방향(150)을 따라 앞으로 그리고 뒤로, 즉, 도 4에서 우측을 향하여 그리고 좌측을 향하여 기판 지지부(110)를 이동시키도록 적응될 수 있다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따르면, 본원에서 설명되는 장치는, 예컨대 도 4에서 도시된 변위 유닛(410)과 같은 변위 유닛을 더 포함한다. 변위 유닛은 제 1 방향을 따라 기판 지지부를 변위시키도록 적응될 수 있다. 변위 유닛(410)은, 예컨대, 기판 지지부(110)가 위에 놓인 복수의 선형 액추에이터들(미도시)을 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 변위 유닛은, 예컨대, x-방향(150)을 따라 기판 지지부(110)를 가이딩하기 위한 자기 가이딩 시스템(미도시)을 포함할 수 있다. 도 4에서 도시된 개략적인 표현에서, 변위 유닛(410)은 진공 챔버(120)에 배열된다. 대안적으로, 변위 유닛(410)의 부분은, 특히, 장치(100)가 로드 락 챔버에 커플링되거나 또는 인라인 장치인 경우에, 진공 챔버(120)의 외부로 연장될 수 있다. 진공 챔버(120)의 외부로 연장되는 변위 유닛(410)은 진공 챔버(120) 내로 그리고 밖으로 기판 지지부(110)를 운송하도록 적응될 수 있다. 예컨대, 변위 유닛(410)은 진공 챔버(120)의 우측 상에서 그리고 진공 챔버(120)의 좌측 상에서 진공 챔버(120)의 외부로 연장될 수 있다. 따라서, 기판 지지부(110)는, 예컨대, 좌측으로부터 변위 유닛(410)에 의해 진공 챔버(120) 내로 이동될 수 있고, 우측으로 변위 유닛(410)에 의해 진공 챔버(120) 밖으로 이동될 수 있다.
[0053] 변위 유닛은 진공 챔버의 제 1 단부 또는 벽에 근접한 포지션으로부터 진공 챔버의 제 2 단부 또는 벽에 근접한 포지션으로 제 1 방향을 따라 기판 지지부를 변위시키도록 적응될 수 있다. 변위 유닛은 제 1 방향을 따르는 변위 범위를 가질 수 있고, 여기에서, 변위 유닛은 변위 범위 내의 임의의 타겟 좌표로 기판 지지부를 변위시키도록 적응될 수 있다.
[0054] 도 4에서 도시된 장치는 y-방향(152)을 따라 진공 챔버(120)에서 기판 지지부(110)를 변위시키도록 적응된 추가적인 변위 유닛(미도시)을 더 포함할 수 있다. 변위 유닛(410) 및 추가적인 변위 유닛은 x-y 평면에서 기판 지지부(110)를 이동시키도록 적응된 공통 변위 시스템을 형성할 수 있다. 따라서, x-y 평면에서 기판을 보유하는 기판 지지부(110)를 적합하게 이동시킴으로써, 기판 지지부(110) 상에 배치된 기판의 임의의 영역이, 타겟 부분의 검사를 위해, 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130) 아래에 또는 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140) 아래에 포지셔닝될 수 있다. 기판 지지부는 추가적인 변위 유닛 상에 탑재될 수 있거나, 또는 변위 유닛과 추가적인 변위 유닛에 의해 형성된 공통 변위 시스템 상에 탑재될 수 있다. 추가적인 변위 유닛은 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경에 관하여 그리고/또는 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경에 관하여 기판 지지부를 변위시키도록 적응될 수 있다. 추가적인 변위 유닛은 제 1 방향을 따르는 변위 범위를 가질 수 있고, 여기에서, 변위 범위는 기판 폭 또는 기판 수용 영역의 각각의 폭의 150 % 내지 180 %의 범위에 놓여 있을 수 있다.
[0055] 몇몇 실시예들에 따르면, 제 1 방향을 따르는 변위 범위는 제 1 방향을 따르는 기판 수용 영역의 거리보다 더 클 수 있다. 이는, 몇몇 실시예들에 따라 하나 또는 그 초과의 타겟들이 또한 기판 지지부 상에 제공될 수 있다는 사실을 고려하면 유익할 수 있고, 여기에서, 하나 또는 그 초과의 타겟들은, 예컨대 SEM과 같은 이미징 하전 입자 빔 현미경의 하전 입자 빔 아래에 포지셔닝될 수 있다. 예컨대, 피치 타겟(pitch target)이 제공될 수 있고, 여기에서, 예컨대 SEM을 이용하여 타겟을 이미징함으로써 시각화될 수 있는 구조들이 정의된 피치를 갖는다. 따라서, SEM은 이미지에서의 피치가 타겟의 실제 피치에 대응하도록 교정될 수 있다. 다른 예로서, 빔의 전류를 측정하기 위해 하전 입자 빔 아래에 패러데이 컵(Faraday cup)이 제공될 수 있도록, 패러데이 컵이 기판 지지부 상에 제공될 수 있다. 또한 추가적인 예로서, 상이한 정의된 높이들의 구조들을 갖는 스텝 타겟(step target)이 제공될 수 있다. 스텝 타겟은 이미징을 위한 기판에 걸쳐 스캐닝되는 프로브의 포커스(focus) 포지션을 특성화하기 위해 활용될 수 있다.
[0056] 또한 추가로, 변위 시스템은 z-방향을 따라 기판 지지부를 변위시키기 위한, 즉, 하나 또는 그 초과의 이미징 하전 입자 빔 현미경들에 대한 기판 지지부의 거리를 변화시키기 위한 z-스테이지를 더 포함할 수 있다. z-스테이지는 이미징 하전 입자 빔 현미경을 이용하여 이미징하기 위한 정확한 작동 거리에 기판을 포지셔닝하는 것을 허용한다. 예컨대, z-스테이지는 서로의 상단 상에서 슬라이딩하는 2개의 웨지들에 의해 제공될 수 있고, 여기에서, 높이는 웨지들이 오버래핑되는 양에 의해 변화된다. 2개의 웨지들을 포함하는 z-스테이지를 이용하여 z-포지션을 변화시키는 것은 시스템에서의 진동들의 감소된 생성으로 기판의 z-포지셔닝을 허용한다.
[0057] 도 4에서 도시된 장치(100)는 진공 챔버(120)에서 진공을 생성하도록 적응된 진공 펌프(420)를 더 포함한다. 진공 펌프(420)는, 예컨대 도관과 같은 연결부(430)를 통해 진공 챔버(120)에 유체적으로 커플링되고, 여기에서, 연결부(430)는 진공 챔버와 진공 펌프(420)를 연결시킨다. 연결부(430)를 통해, 진공 펌프(420)는 진공 챔버를 진공배기시킬 수 있다. 따라서, 예컨대 10-1 mbar 또는 그 미만의 압력이 진공 챔버에 제공될 수 있다. 동작 동안에, 진공 펌프(420)는 진동할 수 있다. 진공 펌프(420) 및 진공 챔버(120)에 부착된 연결부(430)를 통해, 진공 펌프(420)의 기계적인 진동들이 진공 챔버(120)에 전달될 수 있다. 따라서, 원하지 않는 진동들이 진공 챔버(120), 및/또는 기판 지지부(110) 상에 포지셔닝된 기판(미도시)에 전달될 수 있다. 진공 펌프(420)의 진동을 약화시키기 위해, 장치(100), 더 상세하게는 연결부(430)에 진동 댐퍼(431)가 포함된다. 도시된 바와 같이, 진동 댐퍼(431)는 제 1 커플링(432)을 통해 진공 펌프(420)에 커플링되고, 제 2 커플링(433)을 통해 진공 챔버(120)에 커플링된다. 진공 펌프(420)의 기계적인 진동들은, 기계적인 진동들이 진공 챔버(120)에 전달될 수 있기 전에, 진동 댐퍼(431)에 의해 약화될 수 있다. 따라서, 진동 댐퍼(431)를 포함하지 않는 장치들과 비교하여, 감소된 양의 진동이 진공 챔버(120)에 전달된다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 몇몇 실시예들에 따르면, 디스플레이 검사를 위한 장치는 진공 생성 디바이스에 의해 생성되는, 진공 챔버의 진동들, 특히, 기계적인 진동들을 약화시키도록 적응된 진동 댐퍼를 포함할 수 있다.
[0058] 도 4에서 도시된 장치(100)는 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경 및/또는 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경에 연결된 하나 또는 그 초과의 추가적인 진공 펌프들과 같은 추가적인 진공 펌프들(미도시)을 포함할 수 있다. 임의의 그러한 추가적인 진공 펌프에 대해, 연관된 추가적인 진동 댐퍼가 장치에 포함될 수 있다. 추가적인 진공 댐퍼의 기능은 본원에서 설명되는 바와 같은 진공 댐퍼(431)의 기능과 유사하다.
[0059] 도 4에서 도시된 진공 챔버(120)는 진공 챔버(120)의 진동들을 공압식으로 감소시키도록 적응된 공압식 엘리먼트들(440) 상에 탑재된다. 도 4에서 예시된 예시적인 실시예에서, 진공 챔버(120)가 지면 위의 상승된 포지션에 있도록, 진공 챔버(120)는 레그들(441) 상에 탑재된다. 도시된 바와 같이, 진공 챔버(120)의 각각의 레그는 공압식 엘리먼트를 포함한다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 공압식 엘리먼트는 진공 챔버에 도입되는 진동들을 공압식으로 약화시키도록 적응될 수 있다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 또한 추가적인 실시예들에 따르면, 공압식 엘리먼트들에 대해 부가적으로 또는 대안적으로, 폴리머 엘리먼트들 또는 고무 엘리먼트들이 또한, 예컨대, 하나 또는 그 초과의 폴리머 엘리먼트들, 또는 하나 또는 그 초과의 고무 엘리먼트들 상에 진공 챔버(120) 또는 레그들(441)을 지지함으로써, 진동 감소를 위해 활용될 수 있다.
[0060] 본원에서 설명되는 바와 같은 공압식 엘리먼트는 가압된 공기 또는 가압된 가스를 포함하는 컴파트먼트를 포함할 수 있다. 예컨대 지면의 진동들과 같은 외부 진동들이 레그들(441)에 전달될 수 있다. 외부 진동들이 진공 챔버(120)에 전달될 수 있기 전에, 외부 진동들은 공압식 엘리먼트들(440)에 의해, 특히, 가압된 공기 또는 가스에 의해 흡수될 수 있다. 따라서, 공압식 엘리먼트들(440)은 외부 진동들로부터 진공 챔버(120)를 격리시킬 수 있거나, 또는, 적어도, 진공 챔버(120)에 전달되는 외부 진동의 양을 감소시킬 수 있다.
[0061] 도 4의 측면도에서, 2개의 레그들(441) 및 2개의 연관된 공압식 엘리먼트들(440)이 도시된다. 장치(100)는 도 4의 측면도에서 보이지 않을 수 있는 추가적인 레그들 및/또는 추가적인 공압식 엘리먼트들을 가질 수 있다. 예컨대, 장치(100)는 4개의 레그들 상에 탑재될 수 있고, 4개의 공압식 엘리먼트들을 가질 수 있고, 여기에서, 각각의 레그는 공압식 엘리먼트 상에 탑재된다.
[0062] 도 4는 추가로, 진공 챔버(120)의 진동을 측정하도록 적응된 진동 센서(450)를 도시한다. 예컨대, 진동 센서는 진공 챔버(120)의 진동들의 진폭들 및/또는 주파수들을 측정하도록 적응될 수 있다. 진동 센서(450)는 추가로, 하나 또는 그 초과의 방향들에서 진동들을 측정하도록 적응될 수 있다. 진동 센서(450)는 광학 빔을 생성하도록 적응된 광학 소스(미도시)를 포함할 수 있다. 광학 빔은 진공 챔버(120) 상으로, 예컨대 진공 챔버(120)의 벽 상으로 지향될 수 있고, 여기에서, 광학 빔의 적어도 일부가 진공 챔버로부터 반사될 수 있다. 진동 센서(450)는 진공 챔버(120)로부터 반사된 후에 광학 빔을 검출하기 위한 검출기(미도시)를 더 포함할 수 있다. 따라서, 진공 챔버(120)의 진동에 관한 정보가 진동 센서(450)에 의해 수집될 수 있다. 진동 센서는 간섭계(interferometer)일 수 있다.
[0063] 몇몇 실시예들에 따르면, 진동 센서는 이미징 하전 입자 빔 현미경과 기판 지지부 사이의 상대적인 포지션에 영향을 미치는 진동들을 측정하도록 구성된다. 도 4에서 도시된 바와 같이, 이러한 측정은 진공 챔버에서 생성되는 비교적 큰 진폭들을 고려하여 진공 챔버에서 실시될 수 있다. 또한 추가적인 또는 부가적인 구현들에 따르면, 예컨대 간섭계 또는 피에조(piezo) 진동 센서와 같은 진동 센서는 이미징 하전 입자 빔 현미경의 상대적인 포지션(및 포지션 변동)을 측정하기 위해 기판 지지부에 탑재될 수 있거나, 또는 기판 지지부의 상대적인 포지션(및 포지션 변동)을 측정하기 위해 이미징 하전 입자 빔 현미경에 탑재될 수 있다. 간섭계는 이미징 하전 입자 빔 현미경에 탑재된 제 1 미러, 및 기판 지지부 상에 탑재된 제 2 미러를 포함할 수 있다. 2개의 미러들에 대한 측정들은 이미징 하전 입자 빔 현미경, 예컨대 SEM과 기판 지지부, 즉, 스테이지의 상대적인 이동을 계산하기 위해 사용될 수 있다. 간섭은 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경에 관한 기판의 진동에 관한 정보를 제공할 수 있다. 상대적인 이동(진동)을 표시하는 신호는, 상대적인 이동을 보상하기 위해, 이미징 하전 입자 빔 현미경에 포함된 스캐닝 편향기의 제어기에서 사용될 수 있다.
[0064] 다른 실시예들에 따르면, 진동 센서는 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경 및/또는 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경에 탑재될 수 있고, 여기에서, 진동 센서는 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경 및/또는 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경의 진동들을 측정하도록 적응될 수 있다. 예컨대, 진동 센서는 피에조 진동 센서, 가속 센서 등일 수 있다.
[0065] 진공 챔버(120)의 진동들 및/또는 기판 지지부와 이미징 하전 입자 빔 현미경 사이의 상대적인 포지션에 관하여 진동 센서(450)에 의해 수집된 데이터는 제어 유닛(미도시)에 전달될 수 있다. 진동 센서(450)에 의해 수집된 데이터를 사용하여, 제어 유닛은 장치(100)를 제어할 수 있다. 특히, 진동 센서(450)에 의해 수집된 데이터를 사용하여, 제어 유닛은, 예컨대, 진공 챔버 범위의 진동이 미리 결정된 제한을 초과하는 것을 진동 센서(450)가 표시하는 경우에, 기판의 검사를 일시적으로 중단시키기 위해, 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130), 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140), 변위 유닛(410), 또는 장치(100)에 포함된 다른 컴포넌트들을 제어할 수 있다. 또한 추가로, 부가적으로 또는 대안적으로, 상대적인 포지션의 측정은 상대적인 포지션의 측정으로부터 기인하는 적절한 정정 인자로 이미지들을 정정하기 위해 사용될 수 있다.
[0066] 도 4에서 도시된 장치(100)는 음향 진동들 및/또는 잡음으로부터 진공 챔버(120)를 차폐하도록 적응된 음향 차폐부를 더 포함할 수 있다.
[0067] 도 4에서 도시된 장치는 진공 챔버(120)에 배열된 보강 바(reinforcement bar)들(470)을 추가로 도시한다. 도 4에서 도시된 예시적인 실시예에서, 2개의 보강 바들(470)이 도시되고, 여기에서, 보강 바들(470)은 z-방향(151)을 따라 연장될 수 있다. 다른 실시예들에 따르면, 장치(100)는 추가적인 보강 바들 또는 다른 보강 구조들, 특히, 3개, 4개, 6개, 8개, 또는 그 초과의 보강 바들을 포함할 수 있다. 보강 바들(470)은, 탄소 강, 미네랄 캐스팅(mineral casting), 또는 진공 챔버에 이미 도입되었을 수 있는, 진동들을 약화시키기 위한 우수한 약화 특성들을 갖는 임의의 다른 재료로 구성된 그룹으로부터 선택되는 하나 또는 그 초과의 재료들로 제조될 수 있는 강성 바들, 빔들, 또는 컬럼들일 수 있다. 보강 바들(470)은 진공 챔버(120)의 진동을 감소시키기 위해 진공 챔버(120)를 구조적으로 보강하도록 적응된다. 또한 추가로, 보강 바들은 부가적으로 또는 대안적으로, 진공 챔버의 외부에 또는 외부 상에 또한 제공될 수 있다. 보강 바들은 진공 챔버의 강도(stiffness)를 증가시키기 위해 활용될 수 있다. 따라서, 진공 챔버에서 생성되는 진동들은 진공 챔버의 증가된 강도 상에서 더 작은 진동 진폭을 발생시킨다.
[0068] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 진공 챔버에서의 또는 진공 챔버의 진동 생성을 차폐하거나 또는 감소시키기 위한 다양한 엘리먼트들이 도입될 수 있다. 다른 실시예들에 따르면, 부가적으로 또는 대안적으로, 이미 도입되었을 수 있는, 진동을 약화시키기 위한 엘리먼트들이 제공될 수 있다. 도 4를 참조하여 위에서 설명된 예시적인 실시예에 관하여, 장치(100)는, 예컨대 보강 바들(470), 음향 차폐부, 공압식 엘리먼트들(440), 및 진동 댐퍼(431)와 같은, 진공 챔버의 진동을 감소시키기 위한 수개의 컴포넌트들의 조합을 포함한다. 진공 챔버의 진동을 약화시키고 그리고/또는 진동 생성을 감소시키는 효과를 달성하기 위해, 전술한 컴포넌트들 중 하나 또는 그 초과가 동일한 장치(100)에 포함될 수 있다. 진동을 감소시키는 효과는 또한, 컴포넌트들의 전술한 조합으로부터의 임의의 단일 컴포넌트, 또는 더 일반적으로, 컴포넌트들의 전술한 조합의 임의의 서브세트를 장치(100) 내에 포함시킴으로써 제공될 수 있다.
[0069] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 또한 추가적인 실시예들에 따르면, 장치, 그리고 특히, 디스플레이들을 검사하기 위한 장치의 진공 챔버는, 주철, 미네랄 캐스팅, 또는 우수한 약화 특성들을 갖는 다른 재료로 구성된 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 재료를 포함하는 하나 또는 그 초과의 재료들을 더 포함할 수 있거나, 또는 그러한 하나 또는 그 초과의 재료들로 제조될 수 있다.
[0070] 본 개시내용에서 설명되는 바와 같이, 진동들을 약화시키거나, 진동들을 감소시키거나, 진동들을 감지하거나, 또는 진동들을 보상하기 위한 다양한 엘리먼트들이 존재한다. 예컨대, 진공 생성 디바이스와 진공 챔버 사이의 연결부 내에 또는 그러한 연결부에 제공되는 진동 댐퍼, 보강 바들, 하나 또는 그 초과의 공압식 엘리먼트들, 음향 차폐부, 및 이미징 하전 입자 빔 현미경의 스캐닝 편향기에 커플링될 수 있는 진동 센서가 설명된다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 본원에서 설명되는 바와 같은, 진동 약화 엘리먼트, 진동 감소 엘리먼트, 진동 감지 엘리먼트, 또는 진동 보상 엘리먼트 중 적어도 하나가 대면적 기판의 테스팅을 위한 시스템에 포함될 수 있다.
[0071] 도 5a는 본원에서 설명되는 바와 같은, 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경 및/또는 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경과 같은 이미징 하전 입자 빔 현미경을 도시한다. 하전 입자 빔 디바이스(500)는, 예컨대 제 1 챔버(21), 제 2 챔버(22), 및 제 3 챔버(23)를 제공하는 전자 빔 컬럼(20)을 포함한다. 건 챔버(gun chamber)라고 또한 지칭될 수 있는 제 1 챔버는 방출기(31) 및 억제기(32)를 갖는 전자 빔 소스(30)를 포함한다.
[0072] 방출기(31)는 방출기에 전위를 제공하기 위한 전력 공급부(531)에 연결된다. 방출기에 제공되는 전위는 전자 빔이 예컨대 20 keV 또는 그 초과의 에너지로 가속되도록 할 수 있다. 따라서, 방출기는, 예컨대, 상측 전극(562)을 또한 제공하는 빔 가이딩 튜브 및 컬럼이 도 5a에서 참조 번호들(3)에 의해 표시된 접지 전위 상에 있는 경우에, -20 kV 또는 그 초과의 음의 전압들의 전위로 바이어싱될 수 있다. 대안적으로, 방출기는, 컬럼 및/또는 빔 가이딩 튜브가 접지 전위와 상이한 전위로 바이어싱되는 경우에, 다른 전위로 바이어싱될 수 있고, 여기에서, 방출기와 컬럼(또는 빔 가이딩 튜브) 사이의 전위 차이는 -20 kV일 수 있다. 또한, 다른 전위 차이들, 예컨대 -10 kV 내지 -40 kV가 제공될 수 있다.
[0073] 도 5에서 도시된 디바이스를 이용하여, 전자 빔 소스(30)에 의해 전자 빔(미도시)이 생성될 수 있다. 빔은 빔을 정형(shape)하도록 치수설정된, 즉, 빔의 일부를 차단하는 빔 제한 구멍(550)에 대해 정렬될 수 있다. 그 후에, 빔은 신호 전자 빔으로부터, 즉, 신호 전자들로부터 일차(primary) 전자 빔을 분리시키는 빔 분리기(580)를 통과할 수 있다. 일차 전자 빔은 대물 렌즈에 의해 기판(160) 상에 포커싱될 수 있다. 기판(160)은 기판 지지부(110) 상의 기판 포지션 상에 포지셔닝된다. 기판(160) 상으로의 전자 빔의 충돌 시에, 신호 전자들, 예컨대 이차 및/또는 후방산란된 전자들 또는 x-선들이 기판(160)으로부터 방출되고, 이는 검출기(598)에 의해 검출될 수 있다.
[0074] 도 5a에서 예시된 예시적인 실시예에서, 집광 렌즈(520) 및 빔 정형 또는 빔 제한 구멍(550)이 제공된다. 2-스테이지 편향 시스템(540)이, 구멍에 대한 빔의 정렬을 위해, 빔 제한 구멍(550), 예컨대 빔 정형 구멍과 집광 렌즈 사이에 제공된다. 전자들은 추출기에 의해 또는 애노드에 의해 컬럼에서의 전압으로 가속될 수 있다. 추출기는, 예컨대, 집광 렌즈(520)의 상측 전극에 의해 또는 추가적인 전극(미도시)에 의해 제공될 수 있다.
[0075] 도 5a에서 도시된 바와 같이, 대물 렌즈는, 기판(160) 상에 일차 전자 빔을 포커싱하는, 코일(62)을 갖고 극편들(64 및 63)을 갖는 자기 렌즈 컴포넌트(561)를 갖는다. 기판(160)은 기판 지지부(110) 상에 포지셔닝될 수 있다. 도 5a에서 도시된 대물 렌즈는, 대물 렌즈의 자기 렌즈 컴포넌트(60)를 형성하는, 상측 극편(63), 하측 극편(64), 및 코일(62)을 포함한다. 추가로, 상측 전극(562) 및 하측 전극(530)은 대물 렌즈의 정전 렌즈 컴포넌트를 형성한다.
[0076] 추가로, 도 5a에서 예시된 실시예에서, 스캐닝 편향기 어셈블리(570)가 제공된다. 스캐닝 편향기 어셈블리(570)는, 예컨대, 고 픽셀 레이트들을 위해 구성된, 자기, 그러나 바람직하게는, 정전 스캐닝 편향기 어셈블리일 수 있다. 도 5a에서 도시된 바와 같이, 스캐닝 편향기 어셈블리(570)는 단일 스테이지 어셈블리일 수 있다. 대안적으로, 2-스테이지 또는 심지어 3-스테이지 편향기 어셈블리가 또한 제공될 수 있다. 각각의 스테이지는 광축(2)을 따라 상이한 포지션에 제공된다.
[0077] 하측 전극(530)은 전압 공급부(미도시)에 연결된다. 도 5a에서 예시된 실시예는 하측 극편(64) 아래에 하측 전극(530)을 도시한다. 대물 렌즈의 침지 렌즈 컴포넌트, 즉, 지연 필드 렌즈 컴포넌트의 감속 전극인 하측 전극은 전형적으로, 2 keV 또는 그 미만, 예컨대 500 V 또는 1 keV의 기판 상의 하전 입자들의 랜딩 에너지를 제공하기 위한 전위에 있다.
[0078] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 몇몇 실시예들에 따르면, 일차 하전 입자 빔의 감속이, 예컨대, 대물 렌즈에서 또는 대물 렌즈 뒤에서, 또는 이들의 조합에서, 시료(specimen)의 부근에 제공될 수 있다. 감속은, 각각, 하측 전극(530), 즉, 지연 필드 렌즈에 의해 제공될 수 있다. 감속은, 예컨대, 대물 렌즈의 정전 렌즈 컴포넌트에 의해 제공될 수 있다. 예컨대, 부가적으로 또는 대안적으로, 본원에서 설명되는 실시예들에 따라 지연 필드 렌즈 컴포넌트를 제공하기 위해, 기판 지지부 및/또는 시료에 지연 바이어스 전압이 인가될 수 있다. 대물 렌즈는, 예컨대 축방향 갭 또는 방사상 갭을 갖는 정전-자기 복합 렌즈일 수 있거나, 또는 대물 렌즈는 정전 지연 필드 렌즈일 수 있다.
[0079] 2 keV 또는 그 미만의 랜딩 에너지, 특히, 1 keV 또는 그 미만의 랜딩 에너지를 갖는 것의 이점은 기판 상에 충돌하는 일차 전자 빔이 고-에너지 전자 빔들과 비교하여 더 강한 신호를 생성한다는 것이다. 기판 상에 증착된, 예컨대 LTPS 층들과 같은 층들이 얇기 때문에, 그리고 고-에너지 전자들이 기판 내로, 즉, 층 아래로 깊이 침투하기 때문에, 소수의 전자들만이, 증착된 층에 관한 정보를 포함하는 검출기 신호를 생성할 수 있다. 반대로, 2 keV 또는 그 미만의 랜딩 에너지를 갖는 전자들과 같은 저-에너지 전자들은 기판의 얕은 구역 내에만 침투하고, 그에 따라, 증착된 층에 관한 더 많은 정보를 제공한다. 따라서, 예컨대 그레인 경계들의 개선된 이미지가, 본원에서 설명되는 실시예들에 의해 제공되는 바와 같이, 기판의 표면 에칭이 수행되지 않는 경우에도 제공될 수 있다.
[0080] 고 해상도 애플리케이션들에 대해, 예컨대 2 keV 또는 그 미만, 예를 들어 1 keV 또는 그 미만의 랜딩 에너지를 제공하고, 컬럼에서 고 하전 입자 빔 에너지, 예컨대, 10 keV 또는 그 초과, 예를 들어 30 keV 또는 그 초과의 빔 에너지를 갖는 것이 유익하다. 실시예들은 시료 전에, 예컨대, 대물 렌즈 내에 그리고/또는 대물 렌즈와 시료 사이에 5 또는 그 초과의 인자, 예컨대 10 또는 그 초과의 인자의 감속을 포함할 수 있다. 다른 애플리케이션들에 대해, 2 keV 또는 그 미만의 저 랜딩 에너지가 또한, 예컨대, 컬럼 내의 빔 에너지가 2 keV를 초과하지 않는 경우에, 감속 없이 제공될 수 있다.
[0081] 빔 분리기(580)는 일차 및 신호 전자들을 분리시키도록 적응된다. 빔 분리기는, 신호 전자들이 광축(2)으로부터 편향되도록, 적어도 하나의 자기 편향기일 수 있고, 그리고/또는 빈 필터(Wien filter)일 수 있다. 그 후에, 신호 전자들은 빔 벤더(592), 예컨대 반구형 빔 벤더, 및 렌즈(594)에 의해 검출기(598)로 가이딩된다. 필터(596)와 같은 추가적인 엘리먼트들이 제공될 수 있다. 또한 추가적인 변형들에 따르면, 검출기는 시료에서의 시작 각도에 따라 신호 전자들을 검출하도록 구성된 세그먼팅된 검출기일 수 있다.
[0082] 또한 추가적인 실시예들에 따르면, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 이미징 하전 입자 빔 현미경은 또한, x-선 검출기, 예컨대, EDX(Energy-dispersive X-ray spectroscopy) 측정들을 위한 검출기를 포함할 수 있다. x-선 검출기는 기판의 화학 조성이 분석될 수 있도록, 전자 빔에 의한 조명에 응답하여 기판으로부터 방출되는 x-선들의 특성 에너지를 분석하게 허용할 수 있다. 예컨대, x-선 측정들 또는 몇몇 다른 애플리케이션들에 대해, 정전 지연 렌즈 컴포넌트는, 예컨대 5 keV 내지 15 keV의 더 높은 하전 입자 빔 랜딩 에너지들을 갖도록 동작될 수 있다.
[0083] 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경 및 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경은, 예컨대 도 5a에서 도시된 하전 입자 빔 디바이스(500)와 같은 이미징 하전 입자 빔 현미경 타입의 하전 입자 빔 디바이스들일 수 있다.
[0084] 도 5b 및 도 5c는 하전 입자 빔 디바이스(500)의 부분들의 추가적인 선택적인 실시예들을 예시한다. 도 5a 및 도 5b에서, 미리 결정된 기울어진 빔 랜딩 각도 하에서 기판 상에 충돌하도록 일차 하전 입자 빔을 기울이기 위한 선택들이 도시된다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 본원에서 설명되는 바와 같은 이미징 하전 입자 빔 현미경은 하나 또는 그 초과의 기울어진 빔들을 이용한 이미징을 위해 활용될 수 있다. 따라서, 3D 이미징, 스텝들의 이미징, 트렌치들, 홀들의 이미징, 및/또는 돌출부들의 이미징이 개선될 수 있다.
[0085] 도 5b에서, 하전 입자 빔 소스(미도시)는, 기판(160)의 표면 상에 빔을 포커싱하는 대물 렌즈(560)를 향하여 광축(2)을 따라 이동하도록 하전 입자 빔을 방출한다. 렌즈-전(pre-lens) 편향 유닛(510)은 광축(2)으로부터 빔을 편향시키는 2개의 편향 코일들을 포함할 수 있다. 2개의 스테이지들을 고려하여, 빔은 하전 입자 빔 소스의 외관상 포지션(apparent position)과 일치하는 포인트로부터 외견상으로(seemingly) 벗어나도록(emerge) 편향될 수 있다. 렌즈-전 편향 유닛(510)은 하전 입자 소스와 대물 렌즈(560) 사이에 배열된다. 렌즈-내(in-lens) 편향 유닛(512)이 대물 렌즈의 필드 내부에 제공될 수 있고, 그에 따라, 각각의 필드들이 오버래핑된다. 렌즈-내 편향 유닛(512)은 2개의 편향 코일들을 포함하는 2-스테이지 유닛일 수 있다. 도 5b의 개략적인 스케치는 코일들 중 하나가 대물 렌즈(560)의 주 평면 위에 포지셔닝되고 하나의 코일이 그러한 주 평면 아래에 포지셔닝되는 어레인지먼트를 도시하지만, 다른 어레인지먼트, 특히, 대물 렌즈 및 렌즈-내 편향 유닛의 필드들 사이의 오버랩을 제공하는 어레인지먼트들이 또한 가능하다.
[0086] 렌즈-내 편향 유닛(512)은 빔이 대물 렌즈의 중심, 즉, 광축에서의 포커싱 작용의 중심과 교차하도록 빔을 재지향시킬 수 있다. 재지향은, 빔이 광축(2)과 교차하지 않는 방향과 실질적으로 반대인 방향으로부터 하전 입자 빔이 기판의 표면을 타격하도록 이루어진다. 렌즈-내 편향 유닛(512) 및 대물 렌즈(560)의 조합된 작용은, 일차 하전 입자 빔이 미리 결정된 기울어진 빔 랜딩 각도 하에서 샘플을 타격하도록, 일차 하전 입자 빔을 광축으로 돌아가게 지향시킨다.
[0087] 도 5c에서, 하전 입자 빔 소스(미도시)는, 기판(160)의 표면 상에 빔을 포커싱하는 대물 렌즈(560)를 향하여 광축(2)을 따라 이동하도록 하전 입자 빔을 방출한다. 편향 유닛(510)은 광축으로부터 빔을 편향시키기 위해 2개의 편향기들을 포함한다. 2개의 스테이지들을 고려하여, 빔은 하전 입자 빔 소스의 외관상 포지션과 일치하는 포인트로부터 외견상으로 벗어나도록 편향될 수 있다. 렌즈-전 편향 유닛(510)은 하전 입자 소스와 대물 렌즈(560) 사이에 배열될 수 있다. 렌즈-전 편향 유닛(510) 위에, 교차된 전기장 및 자기장을 생성하는 빈 필터(513)가 배치될 수 있다. 대물 렌즈(560)를 통하는 하전 입자 빔의 축-외(off-axis) 경로는 제 1 색 수차(chromatic aberration)를 발생시킨다. 빈 필터(513)의 에너지 분산 효과는 제 1 색 수차와 동일한 종류의 제 2 색 수차를 도입한다. 빈 필터의 전기장(E) 및 자기장(B)의 강도를 적절하게 선택하여, 제 2 색 수차가 제 1 색 수차와 동일한 크기를 갖지만 반대의 방향을 갖도록 조정될 수 있다. 사실상, 제 2 색 수차는 기판 표면의 평면에서 제 1 색 수차를 실질적으로 보상한다. 일차 하전 입자 빔은 대물 렌즈의 포커싱 작용 및 대물 렌즈(560)를 통해 축-외로 이동하는 것에 의해 기울어진다.
[0088] 도 5b 및 도 5c가 2개의 편향 코일들을 포함하는 편향 유닛들을 도시하지만, 예컨대 단일 편향기만으로 구성된 편향 유닛들과 같은 다른 편향 유닛들을 사용하는 것이 또한 가능하다. 또한 추가로, 자기 편향을 위한 코일들을 사용하는 대신에, 정전 편향기들 또는 조합된 자기 정전 편향기들이 또한 사용될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로 적용될 수 있는 또한 추가적인 실시예들에 따르면, 빔 기울임은 또한, 기판에 대하여 컬럼, 즉, 광축(2)을 기계적으로 기울임으로써 도입될 수 있다. 게다가, 컬럼 내에 원하는 빔 경로를 제공함으로써 하전 입자 빔을 기울이는 것은 빔 각도들 사이의 더 신속한 스위칭을 제공하고, 기계적인 이동과 비교하여 진동의 도입을 감소시킨다. 하전 입자 빔을 기울이는 것은, 3D 이미징, 스텝들, 트렌치들, 홀들, 또는 돌출부의 이미징에 대해 유익할 수 있는 추가적인 이미징 선택들을 허용한다. 예컨대, 임계 치수(CD)는 빔의 기울임을 유익하게 활용할 수 있다.
[0089] 몇몇 실시예들에 따르면, 기판, 특히, 디스플레이 제조를 위한 기판을 검사하기 위한 장치가 제공된다. 장치는 본원에서 설명되는 바와 같은 진공 챔버를 포함한다. 장치는 본원에서 설명되는 바와 같은, 진공 챔버에 배열된 기판 지지부를 더 포함한다. 장치는 본원에서 설명되는 바와 같은, 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경 및 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경을 더 포함한다. 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경은 적어도 30 cm의 거리만큼 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경으로부터 떨어져 있다.
[0090] 도 6a 및 도 6b는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른, 기판을 검사하기 위한 방법을 예시한다. 도 6a 및 도 6b에서 예시된 예시적인 실시예에서, 방법은 본원에서 설명되는 다른 실시예들에서 설명되는 바와 같은, 대면적 기판들을 테스트하기 위한 장치(100)를 사용하여 수행된다.
[0091] 도 6a는 진공 챔버(120)에서 기판 지지부(110) 상에 배치된 기판(160)을 도시한다. 기판(160)은 x-방향(150)을 따르는 기판 폭(810)을 갖는다. 추가로 도시된 바와 같이, 제 1 하전 입자 빔(610)이 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130)에 의해 진공 챔버(120)에서 생성된다. 이는 도 10에서의 박스(902)에 대응한다. 제 1 하전 입자 빔(610)은 기판(160)을 검사하기 위해 기판(160) 상으로 지향되고, 여기에서, 제 1 하전 입자 빔(610)은 제 1 빔 포지션(611)에서 기판(160) 상에 충돌한다. 본원에서 사용되는 바와 같은 "제 1 빔 포지션"이라는 용어는 기판 상으로의 제 1 하전 입자 빔의 충돌 시의 제 1 하전 입자 빔의 포지션을 포함할 수 있다. 제 1 하전 입자 빔(610)은 기판 상의 제 1 테스트 오브젝트(미도시), 예컨대 제 1 결함을 검사하기 위해 기판(160) 상에 충돌할 수 있다.
[0092] 도 6a에서 추가로 도시된 바와 같이, 제 1 하전 입자 빔(610)은, 기판(160) 상에 충돌하는 제 1 하전 입자 빔(610)이 기판(160)에 대해 수직이도록, 제 1 광축(131)을 따라 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130)으로부터 기판(160)으로 이동한다. 대안적으로, 기판(160) 상에 충돌하는 제 1 하전 입자 빔(610)은 또한, 예컨대 도 5b 및 도 5c에 대하여 설명된 바와 같이, 기판(160)에 대하여 기울어질 수 있다. 예컨대, 기울임은, 예컨대 하전 입자 빔을 편향시키기 위한 편향 시스템에 의해, 컬럼 내에서 빔을 기울임으로써, 또는 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경의 컬럼을 기울임으로써 도입될 수 있다.
[0093] 기판(160) 상으로의 제 1 하전 입자 빔(610)의 충돌 시에, 이차 및/또는 후방산란된 입자들이 생성될 수 있다. 이차 및/또는 후방산란된 입자들은 위에서 설명되는 바와 같이, 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130)에 포함된 검출기에 의해 검출될 수 있다. 이차 및/또는 후방산란된 입자들로부터 기인한 그리고 검출기에 의해 수집된 데이터는 기판(160)에 관한 정보를 제공할 수 있고, 그리고/또는 기판(160)의 부분을 이미징하기 위해 사용될 수 있다.
[0094] 도 6b에서, 기판 지지부(110)에 의해 보유된 기판(160)은 도 6a에서 도시된 기판(160)과 비교하여 x-방향을 따라 변위되었다. 도 6b에서의 파선들(690)은 기판(160)의 변위 전의 기판(160)의 포지션, 즉, 도 6a에서 도시된 기판(160)의 포지션을 표시한다. 도 6b에서 도시된 기판(160)은 x-방향(150)을 따라 거리(650)에 걸쳐 변위되었다. x-방향(150)을 따르는 기판 지지부(110)의 변위는 변위 유닛(410)에 의해 제공된다. 기판(160)이 변위된 거리(650)는, 예컨대, GEN 6 기판에 대해 최대 900 mm일 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 거리(650)는 기판 폭(810)의 50 % 내지 70 %의 범위에 놓여 있을 수 있다.
[0095] 도 6b에서 추가로 도시된 바와 같이, 제 2 하전 입자 빔(620)이 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140)에 의해 진공 챔버(120)에서 생성된다. 제 2 하전 입자 빔(620)은 기판(160)을 검사하기 위해 기판(160) 상으로 지향되고, 여기에서, 제 2 하전 입자 빔(620)은 제 2 빔 포지션(621)에서 기판(160) 상에 충돌한다. 이는 도 10에서의 박스(904)에 대응한다. "제 1 빔 포지션"이라는 용어와 유사하게, "제 2 빔 포지션"이라는 표현은 기판 상으로의 제 2 하전 입자 빔의 충돌 시의 제 2 하전 입자 빔의 포지션을 포함할 수 있다. 제 2 하전 입자 빔(620)은 기판 상의 제 2 테스트 오브젝트(미도시), 예컨대 제 2 결함을 검사하기 위해 기판(160) 상에 충돌할 수 있다.
[0096] 도 6b에서 예시된 실시예에서, 제 2 하전 입자 빔(620)은 제 2 광축(141)을 따라 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140)으로부터 기판(160)으로 이동한다. 대안적으로, 기판(160) 상에 충돌하는 제 2 하전 입자 빔(620)은 또한, 예컨대 도 5b 및 도 5c에 대하여 설명된 바와 같이, 기판(160)에 대하여 기울어질 수 있다. 예컨대, 기울임은, 예컨대 하전 입자 빔을 편향시키기 위한 편향 시스템에 의해, 컬럼 내에서 빔을 기울임으로써, 또는 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경의 컬럼을 기울임으로써 도입될 수 있다.
[0097] 제 2 빔 포지션(621)은 빔 거리(630)만큼 제 1 빔 포지션(611)으로부터 떨어져 있다. 도 6a 및 도 6b에서 예시된 예시적인 실시예들에서, 제 1 하전 입자 빔(610)이 기판(160) 상으로의 제 1 하전 입자 빔(610)의 충돌 시에 제 1 광축(131)을 따라 이동하기 때문에, 그리고 제 2 하전 입자 빔(620)이 기판(160) 상으로의 제 2 하전 입자 빔(620)의 충돌 시에 제 2 광축(141)을 따라 이동하기 때문에, 빔 거리(630)는 제 1 광축(131)과 제 2 광축(141) 사이의 거리와 일치한다. 다른 실시예에서, 빔 거리(630)는 또한, 예컨대, 제 1 하전 입자 빔(610) 및/또는 제 2 하전 입자 빔(620)이 기판(160)에 대하여 기울어지는 경우에, 제 1 광축(131)과 제 2 광축(141) 사이의 거리와 상이할 수 있다.
[0098] 도 6a를 참조한 제 1 하전 입자 빔(610)의 위의 논의와 유사하게, 기판(160) 상으로의 제 2 하전 입자 빔(620)의 충돌 시에, 이차 및/또는 후방산란된 입자들이 생성될 수 있다. 이차 및/또는 후방산란된 입자들은 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140)에 포함된 검출기에 의해 검출될 수 있다. 제 2 하전 입자 빔(620)이 기판(160) 상에 충돌하였던 포지션에서 기판(160)이 예컨대 제 2 결함을 포함하는 경우에, 이차 및/또는 후방산란된 입자들을 검출함으로써, 제 2 결함에 관한 정보가 획득될 수 있다.
[0099] 추가적인 실시예에 따르면, 기판, 특히, 디스플레이 제조를 위한 기판을 검사하기 위한 방법이 제공된다. 방법은 진공 챔버에 기판을 제공하는 단계를 포함한다. 본원에서 설명되는 바와 같이, 기판은 진공 챔버에 배열된 이동가능한 기판 지지부에 제공될 수 있다. 진공 조건들이 진공 챔버에 제공될 수 있고, 여기에서, 진공 챔버는 10-1 mbar 미만의 압력을 가질 수 있다. 방법은 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경을 이용하여 제 1 하전 입자 빔을 생성하는 단계를 더 포함한다. 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경은 위에서 설명된 바와 같은 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경일 수 있다. 기판은 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경 아래에 제공될 수 있다. 기판과 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경 사이의 작동 거리는 20 mm 또는 그 미만일 수 있다. 전형적으로, 작동 거리는 하측 극편과 기판 사이의 거리에 의해 정의될 것이다. 제 1 하전 입자 빔은 제 1 빔 포지션에서 기판 상에 충돌한다. 위에서 설명된 바와 같이, 본원에서 사용되는 바와 같은 "제 1 빔 포지션"이라는 용어는 기판 상으로의 제 1 하전 입자 빔의 충돌 시의 제 1 하전 입자 빔의 포지션을 포함할 수 있다. 제 1 하전 입자 빔은 제 1 영역을 검사하기 위해 기판의 제 1 영역 상에 충돌할 수 있다. 방법은 변위 거리만큼 진공 챔버에서 기판을 변위시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 변위 거리는, 예컨대, 도 6b에서 도시된 거리(650)를 지칭할 수 있다. 기판은 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경에 의해 그리고/또는 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경에 의해 검사되는 기판에 대해 또는 그러한 기판의 표면에 대해 평행한 방향으로 변위될 수 있다. 본원에서 설명되는 바와 같이, 기판은 제 1 방향을 따라 변위될 수 있다. 방법은 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경을 이용하여 제 2 하전 입자 빔을 생성하는 단계를 더 포함한다. 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경은, 예컨대 SEM과 같은 위에서 설명된 바와 같은 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경일 수 있다. 변위된 기판은 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경 아래에 배치될 수 있다. 기판과 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경 사이의 작동 거리는 20 mm 또는 그 미만일 수 있다.
[00100] 제 1 하전 입자 빔 및 제 2 하전 입자 빔은, 상이한 시점들(moment in time)에서 제 1 하전 입자 빔에 의해 그리고 제 2 하전 입자 빔에 의해 기판이 검사될 수 있도록, 상이한 시점들에서 생성될 수 있다. 대안적으로, 제 1 하전 입자 빔 및 제 2 하전 입자 빔은, 동일한 시점에서 제 1 하전 입자 빔에 의해 그리고 제 2 하전 입자 빔에 의해 기판이 검사될 수 있도록, 동시에 생성될 수 있다. 따라서, 실시예들에 따른, 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경 및 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경의 어레인지먼트는 또한, 챔버 치수들을 감소시키는 것 이외에 처리량을 증가시키고, 그에 따라, 검사 장치의 해상도를 증가시키기 위해 활용될 수 있다.
[00101] 제 2 하전 입자 빔은 제 2 빔 포지션에서 기판 상에 충돌한다. 그 점에서, 제 1 빔 포지션은 적어도 30 cm의 제 2 거리만큼 제 1 방향을 따라 제 2 빔 포지션으로부터 떨어져 있다. 위에서 설명된 바와 같이, 본원에서 사용되는 바와 같은 "제 2 빔 포지션"이라는 용어는 기판 상으로의 제 2 하전 입자 빔의 충돌 시의 제 2 하전 입자 빔의 포지션을 포함할 수 있다. 제 2 하전 입자 빔은 제 2 영역을 검사하기 위해 기판의 제 2 영역 상에 충돌할 수 있고, 여기에서, 제 2 영역은 제 1 영역으로부터 떨어져 있다. 따라서, 제 1 하전 입자 빔 및 제 2 하전 입자 빔은 기판의 상이한 부분들을 검사할 수 있다. 제 1 영역과 제 2 영역 사이의 거리는 30 cm 내지 180 cm의 범위에 놓여 있을 수 있고, 이는 테스팅 시스템이 설계된 대면적 기판의 사이즈에 따라 좌우될 수 있다.
[00102] 제 1 하전 입자 빔 및 제 2 하전 입자 빔은 기판에 대해 수직으로 또는 기판에 대하여 각도를 이루어 기판 상에 충돌할 수 있고, 여기에서, 각도는 90 도 미만일 수 있다. 샘플 상에 충돌하는 제 1 하전 입자 빔 또는 제 2 하전 입자 빔의 랜딩 에너지는 0 keV 내지 2 keV, 한층 더 상세하게는 100 eV 내지 1 keV의 범위에 놓여 있을 수 있다.
[00103] 도 7a 내지 도 7d는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른, 진공 챔버에서의 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경 및 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경을 포함하는 이미징 하전 입자 빔 현미경들의 상이한 어레인지먼트들의 예들을 도시한다. 도 7a에서 도시된 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130) 및 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140)의 어레인지먼트는 위에서 고려된 실시예들과 유사하다. 특히, 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130) 및 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140)은 x-방향(150)을 따라 배열된다. 표시된 바와 같이, 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130) 및 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140) 양자 모두는 y-방향(152)에 대하여 동일한 y-좌표(710)에 배열된다.
[00104] 도 7b는, 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130)이 진공 챔버(120)에서 제 1 y-좌표(720)에 배열되고, 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경이 제 1 y-좌표와 상이한 제 2 y-좌표(721)에 배열되는 장치(100)를 도시한다. 도 7b에서 예시된 실시예에서, x-방향(150)을 따르는 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130)과 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경 사이의 거리(135)는 제 1 투영 축(722)과 제 2 투영 축(723) 사이의 거리이다. 제 1 투영 축(722)은 y-방향(152)을 따라 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130)의 중심(724)을 통해 연장되고, 제 2 투영 축(723)은 y-방향을 따라 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140)의 중심(725)을 통해 연장된다. 수학적으로 말하자면, x-방향(150)을 따르는 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130)과 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140) 사이의 거리(135)는 2개의 포인트들(A 및 B) 사이의 거리이고, 여기에서, A는 x-방향(150) 상으로의 중심(724)의 정투영이고, B는 x-방향(150) 상으로의 중심(725)의 정투영이다.
[00105] 도 7c는 실시예를 예시하고, 그러한 실시예에 따라, 장치(100)는 제 3 이미징 하전 입자 빔 현미경(750)을 더 포함하고, 여기에서, 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130), 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140), 및 제 3 이미징 하전 입자 빔 현미경(750)은 x-방향(150)을 따라 배열된다. 표시된 바와 같이, 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130), 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140), 및 제 3 이미징 하전 입자 빔 현미경(750)은 y-방향(152)에 대하여 동일한 y-좌표(730)에 배열된다. 제 3 이미징 하전 입자 빔 현미경(750)은 거리(761)만큼 x-방향(150)을 따라 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130)으로부터 떨어져 있고, 거리(762)만큼 x-방향을 따라 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140)으로부터 떨어져 있다. 예시적인 실시예에서, 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130), 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140), 및 제 3 이미징 하전 입자 빔 현미경(750)은 대칭적인 방식으로 선형으로 배열되고, 여기에서, 거리(761)는 거리(762)와 동등하다. 2개의 이미징 하전 입자 빔 현미경들을 갖는 장치와 비교하여, 도 7c에서 도시된 바와 같은 제 3 이미징 하전 입자 빔 현미경(750)의 포함은 기판 상의 결함들의 검사를 위해 기판이 x-방향(150)을 따라 이동하게 될 거리의 추가적인 감소를 허용할 수 있다. 따라서, 도 7c에서 도시된 진공 챔버(120)의 내측 폭(121)은, 예컨대 도 7a에서 도시된 진공 챔버(120)와 같은, 2개의 이미징 하전 입자 빔 현미경들을 포함하는 진공 챔버와 비교하여 더 작다.
[00106] 도 7d는 실시예를 예시하고, 그러한 실시예에 따라, 장치(100)는 제 4 이미징 하전 입자 빔 현미경(760)을 더 포함한다. 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130), 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140), 제 3 이미징 하전 입자 빔 현미경(750), 및 제 4 이미징 하전 입자 빔 현미경(760)은 정사각형으로서 형성된 어레이로서 대칭적으로 배열된다. 그 점에서, 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130) 및 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140)은 제 1 y-좌표(741)에서 어레이의 제 1 행으로서 배열된다. 제 3 이미징 하전 입자 빔 현미경(750) 및 제 4 이미징 하전 입자 빔 현미경(760)은 제 2 y-좌표(740)에서 어레이의 제 2 행으로서 배열된다. 제 3 이미징 하전 입자 빔 현미경(750)은 거리(781)만큼 y-방향(152)을 따라 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130)으로부터 떨어져 있고, 거리(782)만큼 x-방향을 따라 제 4 이미징 하전 입자 빔 현미경(760)으로부터 떨어져 있다. 제 4 이미징 하전 입자 빔 현미경(760)은 추가로, y-방향을 따라 거리(783)만큼 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140)으로부터 떨어져 있다. 거리(135), 거리(781), 거리(782), 및 거리(783)는 동등한 거리들이다. 2개의 이미징 하전 입자 빔 현미경들을 갖는 장치와 비교하면, 도 7d에서 도시된 바와 같은 4개의 이미징 하전 입자 빔 현미경들의 어레인지먼트는 기판 상의 결함들을 검사하기 위해 y-방향(152)을 따라 기판이 이동하게 될 거리의 감소를 허용할 수 있다. 따라서, y-방향을 따르는 진공 챔버(120)의 치수(770)는, 예컨대 도 7a에서 도시된 진공 챔버(120)와 같은, 2개의 이미징 하전 입자 빔 현미경들을 포함하는 진공 챔버와 비교하여 감소될 수 있다.
[00107] 본원에서 설명되는 바와 같은, 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경과 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경 사이의 제 1 방향을 따르는 거리는, 특히, 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130) 및 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140)이 제 1 방향을 따라 배열되는 경우에, 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경과 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경 사이의 절대 거리일 수 있다. 예컨대, 도 7a에서 도시된 장치(100)에서, x-방향을 따르는 거리(135)는 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130)과 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140) 사이의 절대 거리이고, 여기에서, 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130) 및 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140)은 x-방향(150)을 따라 배열된다.
[00108] 대안적으로, 제 1 방향을 따르는 거리는, 특히, 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경 및 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경이 제 1 방향을 따라 배열되지 않는 경우에, 제 1 방향을 따르는 투영된 거리일 수 있다. 투영된 거리는 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경과 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경 사이의 절대 거리보다 더 작을 수 있다. 예컨대, 도 7b에서 도시된 장치(100)에서, 제 1 방향을 따르는 거리는 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130)과 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140) 사이의 투영된 거리(135)를 지칭할 수 있고, 여기에서, 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130) 및 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140)은 x-방향(150)을 따라 배열되지 않는다.
[00109] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따르면, 장치는 기판 지지부에 의해 지지되는 기판을 검사하도록 적응된 하나 또는 그 초과의 추가적인 이미징 하전 입자 빔 현미경들, 특히, 제 3 및/또는 제 4 이미징 하전 입자 빔 현미경을 포함할 수 있다.
[00110] 전술한 바가 몇몇 실시예들에 관한 것이지만, 다른 및 추가적인 실시예들이 본 발명의 기본적인 범위로부터 벗어나지 않으면서 고안될 수 있고, 본 발명의 범위는 다음의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (20)

  1. 디스플레이 제조를 위한 대면적 기판을 검사하기 위한 장치로서,
    진공 챔버;
    상기 진공 챔버에 배열된 기판 지지부 ― 상기 기판 지지부는 상기 디스플레이 제조를 위한 대면적 기판을 지지하도록 구성됨 ―; 및
    상기 기판 지지부에 의해 지지된 기판을 검사하기 위해, 하전 입자 빔을 생성하도록 구성된 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경
    을 포함하며,
    상기 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경은,
    대물 렌즈의 지연 필드 렌즈 컴포넌트(retarding field lens component)
    를 포함하는,
    대면적 기판을 검사하기 위한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    진공 생성 디바이스, 특히 진공 펌프, 및 상기 진공 생성 디바이스와 상기 진공 챔버 사이의 연결부에 또는 내에 제공된 진동 댐퍼를 더 포함하는,
    대면적 기판을 검사하기 위한 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 진공 챔버에 또는 내에 배열된 하나 또는 그 초과의 보강 바(reinforcement bar)들을 더 포함하며,
    상기 보강 바들은 진동을 감소시키기 위해 상기 진공 챔버를 구조적으로 보강하도록 적응되는,
    대면적 기판을 검사하기 위한 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 또는 그 초과의 공압식 엘리먼트들을 더 포함하며,
    상기 진공 챔버는 상기 하나 또는 그 초과의 공압식 엘리먼트들 상에 탑재되는,
    대면적 기판을 검사하기 위한 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    음향 진동으로부터 상기 진공 챔버를 차폐하도록 적응된 음향 차폐부를 더 포함하는,
    대면적 기판을 검사하기 위한 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    진동 센서, 특히 간섭계(interferometer)를 더 포함하며,
    상기 진동 센서는 상기 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경과 상기 기판 지지부 사이의 상대적인 포지션에 영향을 미치는 진동들을 측정하도록 적응되는,
    대면적 기판을 검사하기 위한 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진공 챔버는, 탄소 강 및 미네랄 캐스팅(mineral casting)으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 재료로 제조되거나, 또는 상기 적어도 하나의 재료의 보강 구조들을 갖는,
    대면적 기판을 검사하기 위한 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 지지부는 제 1 방향을 따르는 제 1 수용 영역 치수를 갖는 기판 수용 영역을 제공하며,
    상기 장치는,
    상기 제 1 수용 영역 치수의 30 % 내지 70 %, 또는 30 cm 또는 그 초과의, 상기 제 1 방향을 따르는 상기 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경으로부터의 거리를 갖는 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경을 더 포함하는,
    대면적 기판을 검사하기 위한 장치.
  9. 기판, 특히, 디스플레이 제조를 위한 대면적 기판을 검사하기 위한 장치로서,
    진공 챔버;
    상기 진공 챔버에 배열된 기판 지지부 ― 상기 기판 지지부는 제 1 방향을 따르는 제 1 수용 영역 치수를 갖는 기판 수용 영역을 제공함 ―; 및
    상기 제 1 수용 영역 치수의 30 % 내지 70 %의, 상기 제 1 방향을 따르는 거리를 갖는, 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경 및 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경
    을 포함하는,
    대면적 기판을 검사하기 위한 장치.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 진공 챔버는 상기 제 1 방향을 따르는 상기 제 1 수용 영역 치수의 150 % 내지 180 %의, 상기 제 1 방향을 따르는 제 1 내측 치수를 갖는,
    대면적 기판을 검사하기 위한 장치.
  11. 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경은, 상기 제 1 방향을 따르는 적어도 30 cm의 거리만큼, 상기 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경으로부터 떨어져 있는,
    대면적 기판을 검사하기 위한 장치.
  12. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 대면적 기판으로부터 방출되는 x-선들을 분석하도록 구성된 x-선 검출기를 더 포함하는,
    대면적 기판을 검사하기 위한 장치.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하전 입자 빔이 미리 결정된 기울어진 빔 랜딩(landing) 각도 하에서 상기 기판 상에 충돌하도록, 상기 하전 입자 빔을 기울이도록 추가로 적응되는,
    대면적 기판을 검사하기 위한 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    적어도 상기 제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경은, 상기 하전 입자 빔이 상기 미리 결정된 기울어진 빔 랜딩 각도 하에서 상기 기판 상에 충돌하도록 기울어지도록 적응되는,
    대면적 기판을 검사하기 위한 장치.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 하전 입자 빔이 상기 미리 결정된 기울어진 빔 랜딩 각도 하에서 상기 기판 상에 충돌하도록, 상기 하전 입자 빔을 기울이도록 적응된 편향 유닛을 더 포함하는,
    대면적 기판을 검사하기 위한 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 편향 유닛은 렌즈-전(pre-lens) 편향 유닛 및 렌즈-내(in-lens) 편향 유닛을 포함하는,
    대면적 기판을 검사하기 위한 장치.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 대면적 기판의 화학 조성을 분석하도록 구성된 x-선 검출기를 더 포함하는,
    대면적 기판을 검사하기 위한 장치.
  18. 디스플레이 제조를 위한 대면적 기판을 검사하기 위한 방법으로서,
    진공 챔버에 상기 대면적 기판을 제공하는 단계; 및
    제 1 이미징 하전 입자 빔 현미경을 이용하여 제 1 하전 입자 빔을 생성하는 단계
    를 포함하며,
    상기 제 1 하전 입자 빔은 2 keV 또는 그 미만의 랜딩 에너지로 상기 기판 상에 충돌하는,
    대면적 기판을 검사하기 위한 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 하전 입자 빔은 제 1 빔 포지션에서 상기 기판 상에 충돌하며,
    상기 방법은,
    제 2 이미징 하전 입자 빔 현미경을 이용하여 제 2 하전 입자 빔을 생성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제 2 하전 입자 빔은 2 keV 또는 그 미만의 랜딩 에너지로 제 2 빔 포지션에서 상기 기판 상에 충돌하고,
    상기 제 1 빔 포지션은, 적어도 30 cm의 빔 거리만큼, 제 1 방향을 따라 상기 제 2 빔 포지션으로부터 떨어져 있는,
    대면적 기판을 검사하기 위한 방법.
  20. 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,
    상기 제 1 방향을 따르는 제 1 기판 포지션은 상기 제 1 빔 포지션에서 이미징되고, 상기 제 1 방향을 따르는 제 2 기판 포지션은 상기 제 2 빔 포지션에서 이미징되고, 상기 제 1 방향을 따르는 상기 제 1 기판 포지션과 상기 제 2 기판 포지션 사이의 거리는 상기 제 1 방향을 따르는 기판 폭의 40 % 또는 그 초과인,
    대면적 기판을 검사하기 위한 방법.
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