KR20220131852A - 반도체 시편의 검사를 위한 이미지 생성 - Google Patents

Abstract

반도체 시편의 검사의 시스템 및 방법이 제공되고, 복수의 방향들로부터 영역을 스캐닝하도록 구성된 전자 빔 툴에 의해 취득된 시편의 영역의 프레임들의 시퀀스를 획득하는 것 - 시퀀스는 각각의 방향으로부터 각각 취득된 프레임들의 복수의 세트들을 포함함 -; 및 프레임들의 복수의 세트들을 정합하고 정합의 결과에 기초하여 시편의 이미지를 생성하는 것을 포함하고, 정합은: 각각의 방향에 대해, 각각의 방향으로부터 취득된 프레임들의 세트 중에서 제1 정합을 수행하고, 프레임들의 정합된 세트를 조합하여 제1 복합 프레임을 생성하고, 복수의 방향들에 각각 대응하는 복수의 제1 복합 프레임들을 생성하는 것; 및 복수의 제1 복합 프레임들 중에서 제2 정합을 수행하고, 정합된 복수의 제1 복합 프레임들을 조합하여 시편의 이미지를 생성하는 것을 포함한다.

Description

반도체 시편의 검사를 위한 이미지 생성{IMAGE GENERATION FOR EXAMINATION OF A SEMICONDUCTOR SPECIMEN}

본 개시된 주제는, 일반적으로, 반도체 시편 검사 분야에 관한 것이며, 더 구체적으로, 반도체 시편의 검사에 사용가능한 이미지의 생성에 관한 것이다.

제조되는 디바이스들의 극초대규모 집적 회로와 연관된, 높은 밀도 및 성능에 대한 현재의 요구들은 미크론미만 피처들, 증가된 트랜지스터 및 회로 속도들, 및 개선된 신뢰성을 필요로 한다. 반도체 프로세스들이 진행됨에 따라, 패턴 치수들, 예컨대, 라인 폭, 및 다른 유형들의 임계 치수들이 연속적으로 축소된다. 그러한 요구들은 높은 정밀도 및 균일성으로 디바이스 피처들을 형성하는 것을 필요로 하는데, 이는 차례로, 디바이스들이 여전히 반도체 웨이퍼들의 형태로 되어 있는 동안 디바이스들의 자동화된 검사를 포함하는, 제조 프로세스의 주의 깊은 모니터링을 요한다.

검사는 검사될 시편의 제조 동안 또는 제조 이후에 비파괴적 검사 툴들을 사용함으로써 제공될 수 있다. 검사는 일반적으로, 광 또는 전자들을 웨이퍼쪽으로 지향시키고 웨이퍼로부터의 광 또는 전자들을 검출함으로써 시편에 대한 특정 출력(예를 들어, 이미지들, 신호들 등)을 생성하는 것을 수반한다. 다양한 비파괴적 검사 툴들은, 비제한적인 예로서, 주사 전자 현미경들, 원자력 현미경들, 광학 검사 툴들 등을 포함한다.

검사 프로세스들은 복수의 검사 단계들을 포함할 수 있다. 제조 프로세스 동안, 검사 단계들은 여러 번, 예를 들어, 특정 층들의 제조 또는 처리 후에 등에 수행될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 각각의 검사 단계는, 예를 들어, 상이한 웨이퍼 위치들에 대해 또는 상이한 검사 설정들로 동일한 웨이퍼 위치들에 대해 다수 회 반복될 수 있다.

검사 프로세스들은, 시편들 상의 결함들을 검출하고 분류할 뿐만 아니라 계측 관련 작동들을 수행하기 위해, 반도체 제조 동안 다양한 단계들에 사용된다. 검사의 유효성은, 예를 들어, 결함 검출, 자동 결함 분류(ADC), 자동 결함 검토(ADR), 자동화된 계측 관련 작동들 등과 같은 프로세스(들)의 자동화에 의해 증가될 수 있다.

본 개시된 주제의 특정 양상들에 따라, 반도체 시편의 검사의 컴퓨터화된 시스템이 제공되고, 시스템은 처리 및 메모리 회로(PMC)를 포함하고, PMC는: 반도체 시편의 영역의 프레임들의 시퀀스를 획득하고 - 프레임들의 시퀀스는 복수의 방향들로부터 영역을 스캐닝하도록 구성된 전자 빔 툴에 의해 취득되고, 프레임들의 시퀀스는 프레임들의 복수의 세트들을 포함하고, 프레임들의 각각의 세트는 각각의 방향으로부터 취득됨 -; 프레임들의 복수의 세트들을 정합하고, 정합의 결과에 기초하여 반도체 시편의 이미지를 생성하도록 구성되고, 정합은: 각각의 방향으로부터 취득된 프레임들의 세트 중에서 제1 정합을 수행하는 결정에 응답하여, 각각의 방향에 대해, 각각의 방향으로부터 취득된 프레임들의 세트 중에서 제1 정합을 수행하고, 프레임들의 정합된 세트를 조합하여 제1 복합 프레임을 생성하며, 이에 의해, 복수의 방향들에 각각 대응하는 복수의 제1 복합 프레임들을 생성하는 것; 및 복수의 제1 복합 프레임들 중에서 제2 정합을 수행하고, 정합된 복수의 제1 복합 프레임들을 조합하여 반도체 시편의 영역의 이미지를 생성하는 것을 포함하고; 생성된 이미지는 복수의 방향들 중 주어진 방향으로부터 스캐닝된 프레임에 대해, 감소된 이미지 아티팩트들을 보유하고, 이미지는 반도체 시편의 검사에 사용가능하다.

상기 피처들 외에도, 본 개시된 주제의 이 양상에 따른 시스템은 아래에 열거된 피처들 (i) 내지 (xii) 중 하나 이상을, 기술적으로 가능한 임의의 원하는 조합 또는 순열로 포함할 수 있다.

(i). 프레임들의 복수의 세트들을 정합하고 반도체 시편의 이미지를 생성하는 것은, 각각의 방향에 대해, 제1 정합을 수행하지 않는다는 결정에 응답하여, 각각의 방향으로부터 취득된 프레임들의 세트를 조합하여 제2 복합 프레임을 생성하고, 이에 의해, 복수의 방향들에 각각 대응하는 복수의 제2 복합 프레임들을 생성하는 것; 및 복수의 제2 복합 프레임들 중에서 제2 정합을 수행하고, 정합된 복수의 제2 복합 프레임들을 조합하여 반도체 시편의 이미지를 생성하는 것을 더 포함할 수 있다.

(ii). 시스템은 전자 빔 툴을 더 포함할 수 있다.

(iii). 프레임들의 시퀀스는 영역을 복수의 방향들로부터 순차적으로 스캐닝하고, 모든 스캐닝 동안 각각의 방향으로부터 하나 이상의 프레임을 획득함으로써 취득될 수 있다.

(iv). 전자 빔 툴은 전자 빔 툴의 스캐닝 프로세스와 이미지화 프로세스 사이의 동기화를 조정함으로써, 상이한 방향들로부터 취득된 프레임들 사이의 오프셋의 적어도 일부를 보상하도록 구성될 수 있다.

(v). 결정은 다음의 인자들: 프레임들의 세트에 포함된 프레임들의 개수, 및 검사될 시편의 층 및/또는 물질 중 적어도 하나에 기초할 수 있다.

(vi). 제1 정합은 전자 빔 툴의 전자 빔과 반도체 시편 사이의 하나 이상의 물리적 효과에 의해 야기되는, 각각의 방향으로부터 취득된 프레임들의 세트 사이의 드리프트들을 보정하기 위해 수행될 수 있다.

(vii). 하나 이상의 물리적 효과는, 열 팽창, 대전 효과, 및 툴 공차를 포함하는 군으로부터 선택될 수 있다.

(viii). 제1 정합은 정규화된 교차 상관 함수를 사용하여 프레임들의 세트 사이에서 패턴 매칭을 수행하는 것을 포함할 수 있다.

(ix). 패턴 매칭 동안 현재 프레임에 사용되는 검색 범위는 현재 프레임의 적어도 하나의 선행 프레임에서 식별된 적어도 하나의 이전 드리프트에 기초할 수 있다.

(x). 제2 정합은 영역을 복수의 방향들로부터 스캐닝함으로써 야기되는 복수의 제1 복합 프레임들 사이의 오프셋을 보정하기 위해 수행될 수 있다.

(xi). 제2 정합에서 수행되는 패턴 매칭 동안 현재 프레임에 사용되는 검색 방향은 현재 프레임을 취득할 때의 스캐닝의 방향에 기초할 수 있다.

(xii). 복수의 방향들은 반대 방향들의 둘 이상의 쌍들을 포함할 수 있고, 제2 정합을 수행하는 것은 반대 방향들의 각각의 주어진 쌍에 대해, 주어진 쌍에서의 반대 방향들에 대응하는 2개의 제1 복합 프레임들을 정합하고, 정합된 2개의 제1 복합 프레임들을 조합하여 복합 프레임을 획득하고, 이에 의해, 반대 방향들의 둘 이상의 쌍들에 대응하는 둘 이상의 복합 프레임들을 생성하는 것; 및 둘 이상의 복합 프레임들을 정합하고 정합된 둘 이상의 복합 프레임들을 조합하여 반도체 시편의 이미지를 생성하는 것을 포함할 수 있다.

본 개시된 주제의 다른 양상들에 따라, 반도체 시편의 검사 방법이 제공되고, 방법은 처리 및 메모리 회로(PMC)에 의해 수행되고 방법은: 반도체 시편의 영역의 프레임들의 시퀀스를 획득하는 단계 - 프레임들의 시퀀스는 복수의 방향들로부터 영역을 스캐닝하도록 구성된 전자 빔 툴에 의해 취득되고, 프레임들의 시퀀스는 프레임들의 복수의 세트들을 포함하고, 프레임들의 각각의 세트는 각각의 방향으로부터 취득됨 -; 프레임들의 복수의 세트들을 정합하고, 정합의 결과에 기초하여 반도체 시편의 이미지를 생성하는 단계를 포함하고, 정합은: 각각의 방향으로부터 취득된 프레임들의 세트 중에서 제1 정합을 수행하는 결정에 응답하여, 각각의 방향에 대해, 각각의 방향으로부터 취득된 프레임들의 세트 중에서 제1 정합을 수행하고, 프레임들의 정합된 세트를 조합하여 제1 복합 프레임을 생성하며, 이에 의해, 복수의 방향들에 각각 대응하는 복수의 제1 복합 프레임들을 생성하는 것; 및 복수의 제1 복합 프레임들 중에서 제2 정합을 수행하고, 정합된 복수의 제1 복합 프레임들을 조합하여 반도체 시편의 영역의 이미지를 생성하는 것을 포함하고; 생성된 이미지는 복수의 방향들 중 주어진 방향으로부터 스캐닝된 프레임에 대해, 감소된 이미지 아티팩트들을 보유하고, 이미지는 반도체 시편의 검사에 사용가능하다.

개시된 주제의 이 양상은 시스템과 관련하여 위에서 열거된 피처들 (i) 내지 (xii) 중 하나 이상을, 준용하여, 기술적으로 가능한 임의의 원하는 조합 또는 순열로 포함할 수 있다.

본 개시된 주제의 다른 양상들에 따라, 컴퓨터에 의해 실행될 때 컴퓨터로 하여금 반도체 시편의 검사 방법을 수행하게 하는 명령어들을 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체가 제공되고, 방법은: 반도체 시편의 영역의 프레임들의 시퀀스를 획득하는 단계 - 프레임들의 시퀀스는 복수의 방향들로부터 영역을 스캐닝하도록 구성된 전자 빔 툴에 의해 취득되고, 프레임들의 시퀀스는 프레임들의 복수의 세트들을 포함하고, 프레임들의 각각의 세트는 각각의 방향으로부터 취득됨 -; 프레임들의 복수의 세트들을 정합하고, 정합의 결과에 기초하여 반도체 시편의 이미지를 생성하는 단계를 포함하고, 정합은: 각각의 방향으로부터 취득된 프레임들의 세트 중에서 제1 정합을 수행하는 결정에 응답하여, 각각의 방향에 대해, 각각의 방향으로부터 취득된 프레임들의 세트 중에서 제1 정합을 수행하고, 프레임들의 정합된 세트를 조합하여 제1 복합 프레임을 생성하며, 이에 의해, 복수의 방향들에 각각 대응하는 복수의 제1 복합 프레임들을 생성하는 것; 및 복수의 제1 복합 프레임들 중에서 제2 정합을 수행하고, 정합된 복수의 제1 복합 프레임들을 조합하여 반도체 시편의 영역의 이미지를 생성하는 것을 포함하고; 생성된 이미지는 복수의 방향들 중 주어진 방향으로부터 스캐닝된 프레임에 대해, 감소된 이미지 아티팩트들을 보유하고, 이미지는 반도체 시편의 검사에 사용가능하다.

개시된 주제의 이 양상은 시스템과 관련하여 위에서 열거된 피처들 (i) 내지 (xii) 중 하나 이상을, 준용하여, 기술적으로 가능한 임의의 원하는 조합 또는 순열로 포함할 수 있다.

본 개시내용을 이해하고 본 개시내용이 어떻게 실제로 수행될 수 있는지를 알기 위해, 이제, 첨부 도면을 참조하여 단지 비제한적인 예로서 실시예들이 설명될 것이고, 도면들에서:
도 1은 본 개시된 주제의 특정 실시예들에 따른 검사 시스템의 일반화된 블록도를 예시한다.
도 2a는 본 개시된 주제의 특정 실시예들에 따라 반도체 시편의 검사에 사용가능한 이미지를 생성하는 일반화된 흐름도를 예시한다.
도 2b는 본 개시된 주제의 특정 실시예들에 따른, 프레임 정합 및 이미지 생성의 대안적인 프로세스의 일반화된 흐름도를 예시한다.
도 3은 본 개시된 주제의 특정 실시예들에 따라 2단계 정합 프로세스에서 수행되는 제2 정합의 일반화된 흐름도를 예시한다.
도 4는 본 개시된 주제의 특정 실시예들에 따른, 시편 상의 목표 영역의 프레임들의 시퀀스의 예들을 예시한다.
도 5는 본 개시된 주제의 특정 실시예들에 따른 양방향 스캔에서의 이미지 생성 프로세스의 개략도를 예시한다.
도 6은 본 개시된 주제의 특정 실시예들에 따른 4방향 스캔에서의 이미지 생성 프로세스의 개략도를 예시한다.
도 7은 본 개시된 주제의 특정 실시예들에 따른, 프레임들 간의 드리프트들 및 오프셋들을 예시하는 2개의 그래프들을 예시한다.

이하의 상세한 설명에서, 본 개시내용의 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정한 세부 사항들이 열거된다. 그러나, 본 개시된 주제가 이러한 구체적인 세부 사항들 없이 실시될 수 있다는 점을 관련 기술분야의 통상의 기술자는 이해할 것이다. 다른 경우들에서, 잘 알려진 방법들, 절차들, 구성요소들 및 회로들은 본 개시된 주제를 모호하게 하지 않기 위해 상세히 설명되지 않았다.

이하의 논의들로부터 명백한 것으로서, 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 본 명세서 전반에 걸쳐 "수행", "획득", "스캐닝", "결정", "취득", "정합", "생성", "조합", "보상", "조정", "보정" 등과 같은 용어들을 활용하는 논의들이, 데이터 - 상기 데이터는 물리적으로, 예컨대, 전자, 양들로 표현되고/거나 상기 데이터는 물리적 대상들을 표현함 - 를 다른 데이터로 조작하고/거나 변환하는, 컴퓨터의 작동(들) 및/또는 프로세스(들)를 지칭한다는 것을 이해한다. "컴퓨터"라는 용어는, 비제한적인 예로서, 본 출원에 개시된 검사 시스템, 이미지 생성 시스템 및 그의 각각의 부분들을 포함하는, 데이터 처리 능력들을 갖는 임의의 종류의 하드웨어 기반 전자 디바이스를 포함하는 것으로 광범위하게 이해되어야 한다.

본 명세서에서 사용되는 "검사"라는 용어는 임의의 종류의 계측 관련 작동들뿐만 아니라 시편의 제조 동안 시편의 결함들의 검출 및/또는 분류와 관련된 작동들도 포함하는 것으로 광범위하게 이해되어야 한다. 검사는 검사될 시편의 제조 동안 또는 제조 이후에 비파괴적 검사 툴들을 사용함으로써 제공된다. 비제한적인 예로서, 검사 프로세스는, 다음의 작동들: 동일하거나 상이한 검사 툴들을 사용하여, 시편 또는 그의 부분들에 관하여 제공되는 (단일 또는 다수 횟수의 스캔들의) 런타임 스캐닝, 샘플링, 검토, 측정, 분류 및/또는 다른 작동들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 마찬가지로, 검사는 검사될 시편의 제조 이전에 제공될 수 있고, 예를 들어, 검사 레시피(들)를 생성하는 것 및/또는 다른 설정 작동들을 포함할 수 있다. 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 "검사"라는 용어 또는 그의 파생어들은 검사 영역의 크기 또는 해상도에 관하여 제한되지 않는다는 점을 주목한다. 다양한 비파괴적 검사 툴들은, 비제한적인 예로서, 주사 전자 현미경들, 원자력 현미경들, 광학 검사 툴들 등을 포함한다.

본 명세서에서 사용되는 "계측"이라는 용어는 검사될 시편의 제조 동안 또는 제조 후에 검사 및/또는 계측 툴들을 사용함으로써 제공되는, 시편의 임의의 종류의 측정 특성들 및 피처들을 포함하는 것으로 광범위하게 이해되어야 한다. 비제한적인 예로서, 계측 프로세스는, 예를 들어, 동일하거나 상이한 툴들을 사용하여, 시편 또는 그의 부분들에 관하여 제공되는 (단일 또는 다수 횟수의 스캔들의) 스캐닝, 검토, 측정, 및/또는 다른 작동들에 의해 런타임 측정을 수행하는 것 및/또는 측정 레시피를 생성하는 것을 포함할 수 있다. 측정된 이미지들과 같은 측정 결과들은, 예를 들어, 이미지 처리 기법들을 채용함으로써 분석된다. 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 "계측"이라는 용어 또는 그의 파생어들은 측정 기술, 측정 해상도 또는 검사 영역의 크기에 관하여 제한되지 않는다는 점을 주목한다.

본원에서 사용되는 "비일시적 메모리" 및 "비일시적 저장 매체"라는 용어들은 본 개시된 주제에 적합한 임의의 휘발성 또는 비휘발성 컴퓨터 메모리를 포함하는 것으로 광범위하게 이해되어야 한다.

본 명세서에서 사용되는 "시편"이라는 용어는 반도체 집적 회로들, 자기 헤드들, 평판 디스플레이들, 및 다른 반도체 제조 물품들을 제조하기 위해 사용되는 임의의 종류의 웨이퍼, 마스크들, 및 다른 구조들, 이들의 조합들 및/또는 부분들을 포함하는 것으로 광범위하게 이해되어야 한다.

본 명세서에서 사용되는 "결함"이라는 용어는 시편 상에 또는 시편 내에 형성된 임의의 종류의 이상 또는 바람직하지 않은 피처를 포함하는 것으로 광범위하게 이해되어야 한다.

구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 개별 실시예들의 맥락으로 설명되는 본 개시된 주제의 특정한 피처들이 또한, 조합하여 단일 실시예에 제공될 수 있다는 것이 이해된다. 반대로, 단일 실시예의 맥락으로 설명되는 본 개시된 주제의 다양한 특징들이 또한, 개별적으로 또는 임의의 적합한 하위조합으로 제공될 수 있다. 이하의 상세한 설명에서, 방법들 및 장치의 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정한 세부 사항들이 열거된다.

이를 염두에 두고, 본 개시된 주제의 특정 실시예들에 따른 검사 시스템의 기능 블록도를 예시하는 도 1에 주목한다.

도 1에 예시된 검사 시스템(100)은 시편 제조 프로세스의 부분으로서 반도체 시편(예를 들어, 웨이퍼 및/또는 그의 부분들)의 검사를 위해 사용될 수 있다. 본 개시된 주제의 특정 실시예들에 따르면, 예시된 검사 시스템(100)은, 시편 제조 동안 반도체 시편의 하나 이상의 이미지(이하에서, 간결성을 위해, 제조 프로세스(FP) 이미지들 또는 단순히 이미지들로 지칭됨)를 생성할 수 있는 컴퓨터 기반 시스템(101)을 포함한다. FP 이미지들은 반도체 시편의 검사에 사용가능하다. 시스템(101)은 또한, 본원에서 이미지 생성 시스템으로 지칭된다.

위에서 설명된 바와 같이, 본원에서 지칭되는 검사는 임의의 종류의 계측 관련 작동들뿐만 아니라 시편의 제조 동안 시편의 결함들의 검출 및/또는 분류와 관련된 작동들도 포함하는 것으로 이해될 수 있다. 예로서, 생성된 FP 이미지는 검사, 예컨대, 예를 들어, 결함 검출, 및/또는 자동 결함 검토(ADR), 및/또는 자동 결함 분류(ADC), 및/또는 계측 관련 작동들에 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 시스템(101)은 생성된 이미지들에 대해 하나 이상의 계측 작동을 수행하도록 구성될 수 있다. 예로서, 계측 작동들은 시편 또는 그의 부분들에 대한 임계 치수(CD) 측정들을 포함할 수 있다. 그러한 경우들에서, 시스템(101)은 또한, 계측 시스템으로 지칭되고, 이는 검사 시스템(100)의 하위 시스템이다.

시스템(101)은, 반도체 시편을 스캐닝하고 시편의 검사를 위해 그의 프레임들/이미지들을 캡처하도록 구성된 하나 이상의 검사 툴(120)에 작동가능하게 연결될 수 있다. 일부 실시예들에서, 검사 툴들(120) 중 적어도 하나는 계측 능력들을 갖고, 캡처된 이미지들에 대해 계측 작동들을 수행하도록 구성될 수 있다. 그러한 검사 툴은 또한, 계측 툴로 지칭된다.

본 명세서에서 사용되는 "계측 작동"이라는 용어는 반도체 시편 상의 하나 이상의 구조적 요소에 관한 계측 정보를 추출하기 위해 사용되는 임의의 계측 작동 절차를 포함하는 것으로 광범위하게 이해되어야 한다. 예로서, 추출될 계측 정보는 다음: 치수들(예를 들어, 라인 폭들, 라인 간격, 콘택 직경들, 요소의 크기, 에지 거칠기, 그레이 레벨 통계 등), 요소들의 형상들, 요소들 내의 또는 요소들 사이의 거리들, 관련된 각도들, 상이한 설계 레벨들에 대응하는 요소들과 연관된 오버레이 정보 등 중 하나 이상을 나타낼 수 있다. 일부 실시예들에서, 계측 작동들은 측정 작동들, 예컨대, 예를 들어, 시편 상의 특정 구조들에 대해 수행되는 임계 치수(CD) 측정들을 포함할 수 있다.

본원에서 사용되는 "검사 툴(들)"이라는 용어는, 비제한적인 예로서, 시편 또는 그의 부분들과 관련하여 제공되는, 이미지화, (단일 또는 다수 횟수의 스캔들의) 스캐닝, 샘플링, 검토, 측정, 분류 및/또는 다른 프로세스들을 포함하는 검사 관련 프로세스들에서 사용될 수 있는 임의의 툴들을 포함하는 것으로 광범위하게 이해되어야 한다.

예로서, 시편은 하나 이상의 저해상도 검사 툴(예를 들어, 광학 검사 시스템, 저해상도 SEM 등)에 의해 검사될 수 있다. 시편의 저해상도 이미지들의 정보를 전달하는 결과 데이터(저해상도 이미지 데이터로 지칭됨)는 직접적으로 또는 하나 이상의 중간 시스템을 통해 시스템(101)에 송신될 수 있다. 대안적으로, 또는 추가적으로, 시편은 고해상도 툴(예를 들어, 주사 전자 현미경(SEM) 또는 원자력 현미경(AFM) 또는 투과 전자 현미경(TEM))에 의해 검사될 수 있다. 시편의 고해상도 이미지들의 정보를 전달하는 결과 데이터(고해상도 이미지 데이터로 지칭됨)는 직접적으로 또는 하나 이상의 중간 시스템을 통해 시스템(101)에 송신될 수 있다.

어떠한 방식으로든 본 개시내용의 범위를 제한하지 않고, 검사 툴들(120)은 다양한 유형들의 검사 기계들, 예컨대, 광학 이미지화 기계들, 전자 빔 기계들 등으로서 구현될 수 있다는 점을 또한 주목해야 한다. 일부 경우들에서, 동일한 검사 툴이, 저해상도 이미지 데이터 및 고해상도 이미지 데이터를 제공할 수 있다.

특정 실시예들에 따르면, 검사 툴들 중 하나는 전자 빔 툴, 예컨대, 예를 들어, 주사 전자 현미경(SEM)이다. SEM은 전자들의 집속된 빔으로 표면을 스캐닝함으로써 시편의 이미지들을 생성하는 전자 현미경의 유형이다. 전자들은 시편의 원자들과 상호작용하여, 시편의 조성 및 표면 토포그래피에 대한 정보를 포함하는 다양한 신호들을 생성한다. 빔의 위치는, 이미지를 생성하기 위해, 검출된 신호의 강도와 조합된다. SEM은 반도체 웨이퍼들의 제조 동안 피처들을 정확히 측정할 수 있다. 예로서, SEM 툴은 이미지들의 구조적 피처들의 임계 치수들을 측정하는 데 사용되는 임계 치수 주사 전자 현미경들(CD-SEM)일 수 있다.

CD 계측을 위해 SEM을 사용하는 데에 있어서의 문제들 중 하나는 대전 효과들과 관련된다. 반도체 시편들은 전자 빔에 의해 스캐닝될 때 전하를 수집하고, 전자 빔에 의해 야기되는, 시편 상의 표면 전하의 축적은 스캐닝 결함들 및 이미지 아티팩트들, 예컨대, 예를 들어, 총 이미지 왜곡 및/또는 이미지 소실을 야기할 수 있다. 그러한 이미지 아티팩트들은 반도체 산업에서 임계 통합 디바이스 치수들을 정확히 측정하는 것에 대한 무능력의 증가로 이어질 수 있다. 리소그래피 기술이 발전함에 따라 CD들이 점점 더 작아지고 있기 때문에, 전하 축적은 CD-SEM 계측에 대해 더 큰 가변 오차 성분이 될 것으로 예상된다. 대전으로부터 유도된 아티팩트들은 치수들 및 피처 에지 프로파일들에 비해 더 중요할 수 있고, 이미지 아티팩트들에 의해 야기되는 부정확도들은 집적 회로들의 제조에서 상당한 문제를 제기할 수 있다.

특히, 주어진 방향으로부터(예를 들어, 좌측으로부터 우측으로) 시편을 스캐닝하는 것은, CD 측정들에 영향을 줄 수 있는, 시편의 불균일한 대전을 유도할 수 있다. 예로서, 시편의 영역에 라인 구조가 존재한다고 가정한다. 구조의 종축에 수직인 하나의 특정 방향으로부터, 예를 들어, 좌측으로부터 우측으로 영역을 스캐닝할 때, 전자 빔은 상이한 표면 구조 및/또는 상이한 물질들과 상이하게 상호작용하고, 따라서 영역에서 상이한 국부적 대전을 야기한다. 예를 들어, 일부 경우들에서, 라인 구조의 에지는 더 많은 전자들을 방출할 가능성이 가장 클 것이고, 따라서 표면 상에 양전하를 야기한다. 에지 표면의 양전하로 인해, 빔이 라인 구조의 에지로부터 중심까지, 그리고 다른 에지를 향해 이동할 때, 빔의 적어도 일부는, 양으로 대전되는 이웃 에지 표면에 의해 유인될 수 있고, 따라서 그의 원래 루트를 변화시키고 원래 목표로 하는 목적지 이외의 이웃 표면으로 재지향된다. 그러한 경우들에서, 목표 위치에 실제로 도달하는 전자들의 양은 원래 도달하기로 되어 있는 양과 상이할 것이고, 이에 의해, 목표 위치에 대한 생성된 SEM 신호의 정확도에 영향을 미칠 것이다. 예를 들어, 이상적인 상황에서, 라인 구조를 표현하는 SEM 신호는 전형적으로, 2개의 라인 에지들을 각각 표현하는 2개의 피크들을 가질 것이다. 그러나, 국부적 대전 효과로 인해, 제2 피크(즉, 스캐닝 방향으로부터 2번째)는 제1 피크와 비교하여, 감소된 진폭, 및 아마도 일부 아티팩트들로 나타날 것이다.

대전 효과들을 감소시키기 위한 상이한 조치들은 측정될 피처를 물리적으로 변화/변환시키는 것, 또는 전하를 중화시킬 수 있는 스택 또는 코팅을 생성하는 것을 수반한다. 그러나, 이러한 조치들 모두는, 구현들에서 복잡한 웨이퍼 구조들에 대한 물리적 변화들을 요구한다. 본 개시된 주제의 특정 실시예들에 따르면, 대전 효과들 자체를 제거하려고 시도하는 대신에, 대전 효과들에 의해 야기되는 이미지 아티팩트들을 감소/제거하기 위한 이미지 생성 방법 및 시스템이 제안된다.

도 1에 예시된 바와 같이, 시스템(101)은 하드웨어 기반 I/O 인터페이스(126)에 작동가능하게 연결된 프로세서 및 메모리 회로(PMC)(102)를 포함한다. PMC(102)는 도 2a, 2b 및 3을 참조하여 더 상세히 설명되는 바와 같이 시스템을 작동시키기 위해 필요한 처리를 제공하도록 구성되고, 프로세서(개별적으로 도시되지 않음) 및 메모리(개별적으로 도시되지 않음)를 포함한다. PMC(102)의 프로세서는 PMC에 포함된 비일시적 컴퓨터 판독가능 메모리 상에 구현된 컴퓨터 판독가능 명령어들에 따라 몇몇 기능 모듈들을 실행하도록 구성될 수 있다. 그러한 기능 모듈들은 이하에서 PMC에 포함되는 것으로 지칭된다.

특정 실시예들에 따르면, PMC(102)에 포함된 기능 모듈들은 제1 정합 모듈(104) 및 제2 정합 모듈(106)을 포함할 수 있다. PMC(102)는, I/O 인터페이스(126)를 통해, 반도체 시편의 영역의 프레임들의 시퀀스를 획득하도록 구성될 수 있다. 프레임들의 시퀀스는 영역을 복수의 방향들로부터 스캐닝하도록 구성된 전자 빔 툴(예를 들어, 검사 툴들(120) 중 하나)에 의해 취득될 수 있다. 프레임들의 시퀀스는 프레임들의 복수의 세트들을 포함하고, 여기서 프레임들의 각각의 세트는 각각의 방향으로부터 취득된다. PMC(102)는, 프레임들의 복수의 세트들을 정합하고 정합의 결과(들)에 기초하여 반도체 시편의 이미지를 생성하도록 구성될 수 있다.

구체적으로, 제1 정합 모듈(104)은, 각각의 방향으로부터 취득된 프레임들의 세트 중에서 제1 정합을 수행하는 결정에 응답하여, 각각의 방향에 대해, 각각의 방향으로부터 취득된 프레임들의 세트 중에서 제1 정합을 수행하고, 프레임들의 정합된 세트를 조합하여 제1 복합 프레임을 생성하며, 이에 의해, 복수의 방향들에 각각 대응하는 복수의 제1 복합 프레임들을 생성하도록 구성될 수 있다.

제2 정합 모듈(106)은, 복수의 제1 복합 프레임들 중에서 제2 정합을 수행하고, 정합된 복수의 제1 복합 프레임들을 조합하여 반도체 시편의 영역의 이미지를 생성하도록 구성될 수 있다. 생성된 이미지는, 위의 프로세스로부터 초래된 바와 같이, 복수의 방향들 중 주어진 방향으로부터 스캐닝된 프레임에 대해 감소된 이미지 아티팩트들을 보유한다. 이미지는 위에서 설명된 바와 같이 반도체 시편의 검사에 사용될 수 있다.

시스템(101), PMC(102) 및 그의 기능 모듈들의 작동들은 도 2a, 2b 및 3을 참조하여 더 상세히 설명될 것이다.

특정 실시예들에 따르면, 시스템(101)은 저장 유닛(122)을 포함할 수 있다. 저장 유닛(122)은 운영 시스템(101)에 필요한 임의의 데이터, 예를 들어, 시스템(101)의 입력 및 출력에 관련된 데이터뿐만 아니라, 시스템(101)에 의해 생성된 중간 처리 결과들을 저장하도록 구성될 수 있다. 예로서, 저장 유닛(122)은 검사 툴(120)에 의해 생성된 프레임들 및/또는 그의 파생물들을 저장하도록 구성될 수 있다. 이에 따라, 프레임들은 저장 유닛(122)으로부터 검색되어 추가의 처리를 위해 PMC(102)에 제공될 수 있다.

일부 실시예들에서, 시스템(101)은 시스템(101)과 관련된 사용자 특정 입력들을 가능하게 하도록 구성된 컴퓨터 기반 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)(124)를 임의적으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자는, 시편의 프레임/이미지 데이터를 포함하는, 시편의 시각적 표현을 (예를 들어, GUI(124)의 일부를 형성하는 디스플레이에 의해) 제시받을 수 있다. 사용자는 특정 작동 파라미터들을 정의하는 옵션들을 GUI를 통해 제공받을 수 있다. 일부 경우들에서, 사용자는 또한, GUI 상에서 작동 결과들, 예컨대, 생성된 이미지, 및/또는 추가의 검사 결과들(예를 들어, 생성된 이미지에 대한 측정들)을 볼 수 있다.

도 2를 참조하여 더 상세히 설명될 바와 같이, 시스템(101)은 I/O 인터페이스(126)를 통해 프레임들의 시퀀스를 수신하도록 구성된다. 프레임들은 검사 툴들(120)에 의해 생성된 프레임 데이터(및/또는 그의 파생물들) 및/또는 하나 이상의 데이터 보관소에 저장된 프레임 데이터를 포함할 수 있다. 프레임 데이터는, 다음: 제조 프로세스 동안 검사 툴들에 의해 캡처된 프레임들, 다양한 전처리 스테이지들에 의해 획득된 바와 같은, 캡처된 프레임들로부터 유도된 프레임들, 및 컴퓨터 생성 설계 데이터 기반 프레임들(예를 들어, 모의된 프레임들, 합성 프레임들 등) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 프레임들은 프레임 데이터 및 연관된 수치 데이터(예를 들어, 메타데이터, 수작업 속성들 등)를 포함할 수 있다는 점을 주목한다. 프레임 데이터는 시편의 관심 있는 층 및/또는 하나 이상의 추가적인 층에 관련된 데이터를 포함할 수 있다는 점을 더 주목한다.

시스템(101)은, 수신된 프레임들을 처리하고, I/O 인터페이스(126)를 통해, 결과들 또는 그의 일부(예를 들어, 생성된 이미지, 및/또는 이미지에 대한 CD 측정치들)를 저장 유닛(122) 및/또는 검사 툴(120)에 전송하도록 더 구성된다.

일부 실시예들에서, 검사 툴(120)에 대해 추가적으로, 검사 시스템(100)은 하나 이상의 검사 모듈, 예컨대, 예를 들어, 결함 검출 모듈 및/또는 자동 결함 검토 모듈(ADR) 및/또는 자동 결함 분류 모듈(ADC) 및/또는 계측 관련 모듈 및/또는 반도체 시편의 검사에 사용가능한 다른 검사 모듈들을 포함할 수 있다. 하나 이상의 검사 모듈은 독립형 컴퓨터들로서 구현될 수 있거나, 그들의 기능들(또는 그의 적어도 일부)이 검사 툴(120)과 통합될 수 있다. 일부 실시예들에서, 시스템(101)으로부터 획득된 바와 같은 생성된 이미지는 시편의 추가의 검사를 위해 검사 툴(120) 및/또는 하나 이상의 검사 모듈(또는 그의 일부)에 의해 사용될 수 있다.

관련 기술분야의 통상의 기술자는, 본 개시된 주제의 교시들이, 도 1에 예시된 시스템에 의해 제한되지 않고; 동등하고/거나 수정된 기능이, 다른 방식으로 통합되거나 분할될 수 있으며 하드웨어 및/또는 펌웨어와 소프트웨어의 임의의 적절한 조합으로 구현될 수 있다는 것을 쉽게 이해할 것이다.

도 1에 예시된 검사 시스템은, PMC(102)에 포함된 바와 같은 전술한 기능 모듈들이 몇몇 로컬 및/또는 원격 디바이스들에 분산될 수 있고 통신망을 통해 연결될 수 있는 분산 컴퓨팅 환경으로 구현될 수 있다는 점을 주목한다. 다른 실시예들에서, 검사 툴(들)(120), 저장 유닛(122) 및/또는 GUI(124) 중 적어도 일부는 검사 시스템(100)의 외부에 있을 수 있고 I/O 인터페이스(126)를 통해 시스템(101)과 데이터 통신하여 작동할 수 있다는 점을 더 주목한다. 시스템(101)은 검사 툴들과 함께 사용될 독립형 컴퓨터(들)로서 구현될 수 있다. 대안적으로, 시스템(101)의 각각의 기능들은, 적어도 부분적으로, 하나 이상의 검사 툴(120)과 통합될 수 있고, 이로써, 검사 관련 프로세스들에서 검사 툴들(120)의 기능들을 용이하게 하고 향상시킨다.

도 2a를 참조하면, 본 개시된 주제의 특정 실시예들에 따라 반도체 시편의 검사에 사용가능한 이미지를 생성하는 일반화된 흐름도가 예시된다.

위에서 설명된 바와 같이, 전자 빔에 의해 야기되는, 시편에 대한 대전 효과들은 스캐닝 결함들 및 이미지 아티팩트들, 예컨대, 예를 들어, 총 이미지 왜곡 및/또는 이미지 소실을 야기할 수 있다. 그러한 이미지 아티팩트들은 시편의 검사의 정확도 및 유효성에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 전자 빔 툴에 의해 특정 방향으로부터(예를 들어, 좌측으로부터 우측으로) 시편을 스캐닝하는 것은, CD 측정들의 정확도에 영향을 줄 수 있는, 시편의 불균일한 대전을 유도할 수 있다.

본 개시된 주제의 특정 실시예들에 따르면, 대전 효과들에 의해 야기되는 이미지 아티팩트들을 감소/제거하고, 이에 의해, 감소된 아티팩트들 및 피처 균일성을 갖는 이미지를 제공하고, 따라서, 시편의 검사 결과를 개선하기 위한 이미지 생성 방법 및 시스템이 제안된다.

구체적으로, 반도체 시편의 영역의 프레임들의 시퀀스가 (예를 들어, 검사 툴(들)(120)로부터, I/O 인터페이스(126)를 통해 PMC(102)에 의해) 획득될 수 있다(202). 프레임들의 시퀀스는 영역을 복수의 방향들로부터 스캐닝하도록 구성된 전자 빔 툴에 의해 취득될 수 있다. 예로서, 프레임들의 시퀀스는 SEM 툴에 의해 캡처된 SEM 프레임들일 수 있다. 예를 들어, SEM 툴은 이미지의 구조적 요소들/피처들의 임계 치수들을 측정하는 데 사용되는 임계 치수 주사 전자 현미경들(CD-SEM)일 수 있다. 프레임들의 시퀀스는 프레임들의 복수의 세트들을 포함하고, 여기서 프레임들의 각각의 세트는 복수의 방향들 중 각각의 방향으로부터 취득된다.

일부 실시예들에서, 복수의 방향들은 반대 방향들의 하나 이상의 쌍을 포함할 수 있다. 반대 방향들의 쌍은, 서로 정반대인(예를 들어, 서로에 대해 180 도인) 2개의 방향들, 예컨대, 예를 들어, 좌측에서 우측으로의 제1 방향, 및 우측에서 좌측으로의 제2 방향, 또는 위에서 아래로의 제1 방향, 및 아래에서 위로의 제2 방향을 지칭한다. 예로서, 일부 경우들에서, 복수의 방향들은 반대 방향들의 하나의 쌍을 포함한다. 그러한 경우들에서, 이미지들의 시퀀스는 양방향 스캔으로 또한 지칭되는 2개의 반대 방향들로부터 캡처된다. 예를 들어, 프레임들의 제1 세트는 제1 방향으로부터(예를 들어, 좌측으로부터 우측으로) 취득되고, 프레임들의 제2 세트는 제2 방향으로부터(예를 들어, 우측으로부터 좌측으로) 취득된다.

다른 예로서, 복수의 방향들은 반대 방향들의 다수의 쌍들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이미지들의 시퀀스는 반대 방향들의 2개의 쌍들, 즉, 좌측과 우측 간의 제1 쌍, 및 위와 아래 간의 제2 쌍으로부터 취득될 수 있다. 이는 또한, 4방향 스캐닝으로 지칭된다. 이에 따라, 프레임들의 4개의 세트들이 각각 4개의 방향들로부터 취득된다. 유사하게, 방향들의 하나 이상의 추가적인 쌍, 예컨대, 예를 들어, 대각선들을 따른 방향들 등이 추가될 수 있고, 이에 따라, 프레임들의 추가적인 세트들이 그러한 방향들로부터 취득될 수 있다. 다수의 방향들로부터 시편의 영역을 스캐닝하는 이러한 방식은 일반적으로, N방향 스캔(N≥2)으로 지칭될 수 있다.

일부 실시예들에서, 주어진 반도체 시편 또는 그의 영역을 스캐닝하기 위해 얼마나 많은 방향들(및 어느 정확한 방향들)이 필요한지가 구체적으로 결정될 수 있다. 예로서, 그러한 결정은 시편의 특정 층, 및/또는 시편의 목표 영역에 포함된 특정 구조적 요소들/피처들에 기초하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, 양방향 스캔은, 예를 들어, 라인들과 같은 구조적 요소들에 대해 충분할 수 있다. 그러한 경우들에서, 프레임들은, 구조적 요소들의 주 방향(예를 들어, 라인들의 종축)에 직교/수직인 방향들로부터 시편의 영역을 스캐닝함으로써 취득될 수 있다. 다른 예에서, 구조적 요소들이, 원의 형상인 콘택들을 포함하는 경우들에서, 4방향 스캔 또는 훨씬 더 많은 방향들을 갖는 스캔이, 상이한 방향들로부터 초래되는 대전 효과들에 의해 야기되는 가능한 아티팩트들을 보상하기 위해 사용될 수 있다. 그러므로, 본 개시내용의 일부 실시예들에서, 제안된 방법은 시편의 영역을 스캐닝하는 데 사용되는 복수의 방향들을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예로서, 결정은 툴의 수동 구성으로서 사용자에 의해, 또는 이미지 생성 방법의 일부로서 시스템(101)에 의해 자동으로 이루어질 수 있다. 대안적으로, 이는 기본 결정일 수 있는데, 예를 들어, 시스템은 기본으로 항상 양방향 스캔 또는 4방향 스캔 등을 수행할 수 있다. 따라서, 이러한 기본 결정은 시스템의 사전 결정 또는 사전 구성으로서 간주될 수 있다.

본원에서 사용되는 구조적 요소 또는 피처는, 일부 경우들에서 다른 대상물(들)과 결합되는(그러므로 패턴을 형성함), 윤곽이 있는 기하학적 형상 또는 기하학적 구조를 갖는 시편 상의 임의의 원래 대상물을 지칭할 수 있다. 구조적 요소들의 예들은, 예컨대, 예를 들어, 콘택들, 라인 구조들 등을 포함하는 일반적인 형상의 피처들을 포함할 수 있다.

이제 도 4를 참조하면, 본 개시된 주제의 특정 실시예들에 따른, 시편 상의 목표 영역의 프레임들의 시퀀스의 예들이 예시된다.

특정 실시예들에 따르면, 프레임들의 시퀀스는 영역을 복수의 방향들로부터 순차적으로 스캐닝하고, 모든 스캐닝 동안 각각의 방향으로부터 하나 이상의 프레임을 획득함으로써 취득될 수 있다. 도 4는 좌측에서 우측으로 및 우측에서 좌측으로의 방향들의 제1 쌍, 및 위에서 아래로 및 아래에서 위로의 방향들의 제2 쌍을 포함하는, 4방향 스캔에서 취득된 프레임들의 시퀀스의 예들을 예시한다. 구체적으로, 400은 시편의 목표 영역이 4개의 방향들로부터 순차적으로 스캐닝되고, 각각의 방향으로부터 하나의 프레임이 취득될 때마다의 예를 예시한다. 도시된 바와 같이, 프레임 1은 좌측에서 우측으로의 제1 방향으로부터 취득되고, 프레임 2는 우측에서 좌측으로의 제2 방향으로부터 취득되고, 프레임 3은 위에서 아래로의 제3 방향으로부터 취득되고, 프레임 4는 아래에서 위로의 제4 방향으로부터 취득된다. 그 다음, 시퀀스는 유사한 방식으로 계속되고, 프레임들 5-8이 이 순서로 반복된다.

410은 시편의 목표 영역이 4개의 방향들로부터 순차적으로 스캐닝되고, 각각의 방향으로부터 2개의 프레임들이 취득될 때마다의 다른 예를 예시한다. 도시된 바와 같이, 프레임들 1 및 2는 좌측에서 우측으로의 제1 방향으로부터 취득되고, 프레임들 3 및 4는 우측에서 좌측으로의 제2 방향으로부터 취득되고, 프레임들 5 및 6은 위에서 아래로의 제3 방향으로부터 취득되고, 프레임들 7 및 8은 아래에서 위로의 제4 방향으로부터 취득된다.

스캐닝의 상이한 순서는 서로간에 상이한 장점들을 가질 수 있다. 예를 들어, 400에 예시된 바와 같은 방식으로 스캐닝할 때, 전하들은 시편의 표면에 걸쳐 더 균일하게 확산될 것으로 예상될 수 있고, 따라서, 축적된 대전 효과들뿐만 아니라 이에 의해 야기되는 이미지 아티팩트들을 감소시키는 데에 유익할 수 있는 반면, 410에 예시된 바와 같은 방식으로 스캐닝하는 것은 각각의 방향으로부터 캡처된 2개의 프레임들 사이의 드리프트들의 양을 감소시킬 수 있다(이는, 프레임들이 캡처될 때, 이웃하는 프레임들이 따라서, 다수의 드리프트들을 겪지 않기 때문이다).

예시의 목적들로, 예들의 시퀀스들에는 8개의 프레임들만이 예시되어 있지만, 어느 한 예에서의 시퀀스는 유사한 반복적 방식으로 계속될 수 있다는 것이 이해된다. 모든 스캔에서 각각의 방향으로부터 취득될 프레임들의 개수는 예들에 예시된 바와 같이 1개 또는 2개의 프레임으로 제한되지 않는다는 것이 또한 이해되어야 한다. 복수의 방향들에 대한 스캐닝의 순서는 또한, 위에 예시된 것과 다를 수 있고, 위에 설명된 것과 상이한 장점들을 가질 수 있다. 이에 따라, 상이한 스캐닝 순서와 조합하여 프레임들의 임의의 다른 적합한 개수가 본 개시내용에서 적응되고 적용될 수 있다.

도 2의 설명을 계속하면, 복수의 방향들로부터 취득된 프레임들의 복수의 세트들을 포함하는, 프레임들의 시퀀스가 정합될 수 있고, 정합의 결과들에 기초하여 (예를 들어, PMC(102)에 의해) 반도체 시편의 이미지가 생성될 수 있다(204). 일부 실시예들에서, 정합은, 각각의 방향으로부터 취득된 프레임들의 각각의 세트의 프레임들 중의 제1 정합, 및 복수의 방향들로부터의 프레임들(즉, 정합되고 조합된 프레임들) 중의 제2 정합을 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 제1 정합은 임의적일 수 있다. 예를 들어, 아래에서 더 상세히 설명될 바와 같이, 제1 정합이 수행되도록 요구되는지 여부가 결정될 수 있다.

특정 실시예들에 따르면, 각각의 방향으로부터 취득된 프레임들의 세트 중에서 제1 정합을 수행하는 결정에 응답하여, 각각의 방향에 대해, 각각의 방향으로부터 취득된 프레임들의 세트 중에서 (예를 들어, PMC(102)에 포함된 바와 같은 제1 정합 모듈(104)에 의해) 제1 정합이 수행(206)되어, 프레임들의 정합된 세트를 생성할 수 있다. 프레임들의 정합된 세트는 각각의 방향에 대한 제1 복합 프레임을 생성하기 위해 조합될 수 있다(206). 그러므로, 복수의 방향들에 각각 대응하는 복수의 제1 복합 프레임들이 획득될 수 있다.

특정 실시예들에 따르면, 제1 정합은 주어진 방향으로부터 취득된 프레임들의 세트의 프레임들 사이의 드리프트들을 보정할 목적으로 수행되고, 드리프트들은 전자 빔 툴의 전자 빔과 반도체 시편 사이의 하나 이상의 물리적 효과에 의해 야기된다. 예로서, 하나 이상의 물리적 효과는, 열 팽창, 대전 효과, 및 툴 공차를 포함하는 군으로부터 선택될 수 있다.

열 팽창은, 정상 온도가 유지되는 챔버에 위치된 검사 스테이지 상에 반도체 시편, 예컨대, 웨이퍼가 배치되고, 전자 빔에 의해 스캐닝될 때, 웨이퍼가 연속적으로 가열되고, 이는 웨이퍼 표면의 물리적 팽창을 야기하는 물리적 현상을 지칭한다. 그러한 열 팽창은 빔의 원래의 목표 위치가 드리프트되게 할 수 있다. 위에서 설명된 바와 같은 대전 효과들은 전자 빔과 시편 사이의 상호작용에 의해 야기되는, 시편 상의 표면 전하의 축적의 물리적 현상을 지칭한다. 연속적인 스캐닝 프로세스로 인해, 전체 영역의 표면이, 진행 중인 방식으로 대전되고(이는 또한, 위에서 설명된 바와 같은 국부적 대전에 대해, 영역 대전으로 지칭됨), 따라서, 시편 상의 빔의 실제 목적지의 적어도 일부에 영향을 미치며, 이는 프레임들 사이의 드리프트들을 야기한다. 툴 공차는 전자 빔 툴 자체에 관련된 특정 물리적 분산들, 또는 상이한 툴들 사이의 분산들을 지칭한다. 예를 들어, 일부 경우들에서, 스캔 동안 툴 상에 입자들이 존재할 수 있고/있거나, 함께 또는 개별적으로, 프레임들 사이의 드리프트들로 이어질 수 있는 인자들, 부품 조립체의 기계적 차이들이 존재할 수 있다.

상기 물리적 효과들은 예시를 위해 예시적인 목적들만을 위해 열거되고 어떠한 방식으로든 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다는 점을 주목해야 한다. 상이한 실시예들에서, 가능한 드리프트들을 야기할 수 있는 다른 물리적 효과들이 상기 내용에 추가하여 또는 상기 내용을 대신하여 적용될 수 있다.

일부 실시예들에서, 제1 정합은 주어진 방향으로부터 취득된 프레임들의 세트의 프레임들 사이에서 패턴 매칭을 수행하는 것을 포함할 수 있다. 패턴 매칭은 일반적으로, 특정 패턴 또는 구조의 구성성분들의 존재를 체크하는 것을 지칭한다. 예를 들어, 패턴 매칭은 세트의 제1 프레임에서 특정 구조적 요소 또는 패턴을 식별하고, 식별된 패턴을 세트의 각각의 나머지 프레임에서 검색함으로써 수행될 수 있다. 패턴 매칭은 다양한 알고리즘들을 사용하여 상이한 방식들로 수행될 수 있다. 예로서, 패턴의 예상되는 위치를 외삽하거나 예측하기 위해, 정규화된 교차 상관 함수가 본 개시내용에서 사용될 수 있다.

일부 경우들에서, 패턴 매칭 동안 현재 프레임에 사용되는 검색 범위(예를 들어, 검색 반경 및/또는 검색 방향)는, 매칭된 패턴을 찾을 목적으로, 현재 프레임의 적어도 하나의 선행 프레임에서 식별된 적어도 하나의 이전 드리프트에 기초할 수 있다. 예를 들어, 주어진 방향으로부터 취득된 프레임들의 세트가 4개의 프레임들을 포함한다고 가정한다. 제1 프레임에서 특정 구조적 요소(예를 들어, 라인, 콘택, 또는 그의 적어도 일부)가 식별된다. 제2 프레임에서 특정 요소를 검색할 때, 검색 반경 및/또는 검색 방향을 포함하는 검색 범위는, 예를 들어, 기본으로 또는 사용자에 의해 정의될 수 있는데, 이는 고려될 기준 드리프트가 없기 때문이다. 요소가 제2 프레임에서 발견되면, (제1 프레임 및 제2 프레임에서의 요소의 위치들 사이의 상대적 거리 및 방향의 관점에서) 2개의 프레임들 사이의 제1 드리프트가 인식될 수 있다. 제3 프레임에서 동일한 구조적 요소를 검색할 때, 제1 드리프트는 그 안에서 특정 검색 범위를 결정할 때 기준으로서 사용될 수 있다. 유사하게, 제4 프레임에서 동일한 요소를 검색할 때, 제1 드리프트 및/또는 제2 드리프트는 검색 범위를 결정하기 위한 기준들로서 취해질 수 있고, 따라서 더 효율적이고 정확한 검색을 가능하게 한다.

일단 제1 정합이 수행되면, 프레임들의 정합된 세트가 각각의 방향에 대해 획득된다. 프레임들의 정합된 세트는 각각의 방향에 대한 제1 복합 프레임을 생성하기 위해 조합될 수 있다. 그러므로, 복수의 방향들에 각각 대응하는 복수의 제1 복합 프레임들이 획득될 수 있다. 프레임들의 조합은 다양한 방식들로 수행될 수 있다. 예로서, 프레임들의 정합된 세트는 정합된 프레임들을 합산함으로써, 임의적으로는 합산 동안 프레임들을 평균화하고/거나 프레임들에 가중치를 적용함으로써 조합될 수 있다.

복수의 제1 복합 프레임들 중에서 제2 정합이 (예를 들어, PMC(102)에 포함된 바와 같은 제2 정합 모듈(106)에 의해) 수행될 수 있고(208), 정합된 복수의 제1 복합 프레임들을 생성한다. 정합된 복수의 제1 복합 프레임들은 반도체 시편의 영역의 이미지를 생성하기 위해 조합될 수 있다(208). 상기 프로세스로부터 초래되는 이미지는 복수의 방향들 중 주어진 방향으로부터 스캐닝된 프레임에 대해 감소된 이미지 아티팩트들(예를 들어, 하나의 방향으로부터 스캐닝될 때 시편의 불균일한 대전에 의해 야기됨)을 보유한다. 그러한 생성된 이미지는 반도체 시편의 검사에 사용될 수 있다.

특정 실시예들에 따르면, 제2 정합은 복수의 방향들로부터 영역을 스캐닝함으로써 야기되는 복수의 제1 복합 프레임들 사이의 오프셋을 보정할 목적으로 수행된다. 방향성 스캐닝에 의해 야기되는 오프셋은 전자 빔 툴의 스캐닝 메커니즘과 관련될 수 있다. 예로서, 상이한 방향들로부터의 스캐닝은 툴의 상이한 스캐닝 코일들로 구현될 수 있고, 스캐닝 코일들 사이에 프로세스 지연들이 존재할 수 있으며 이는 그러한 오프셋으로 변환될 수 있다. 예를 들어, 주어진 방향으로 스캐닝을 시작할 때, 빔이, 정적인 것으로부터 속도를 얻기 시작할 때 가속 단계가 항상 존재하고, 이는 형성된 신호들의 지연을 야기한다. 가속 단계 동안 취득된 신호들은, 상이한 방향들로부터 스캐닝할 때, 형성된 프레임들의 상이한 측들에 존재하고, 따라서 상이한 방향들로부터 취득된 프레임들 사이의 오프셋을 야기한다. 이는 상이한 방향들로부터 취득된 프레임들 사이의 오프셋을 야기할 수 있는 그러한 물리적 현상의 일 예일 뿐이며, 본 개시내용은 오프셋을 야기하는 임의의 특정 인자 또는 현상에 제한되지 않는다는 점을 주목해야 한다.

제2 정합은, 예를 들어, 복수의 방향들에 대응하는 복수의 제1 복합 프레임들 사이에서 패턴 매칭을 수행함으로써, 제1 정합과 유사한 방식으로 수행될 수 있다. 패턴 매칭은 블록(206)을 참조하여 위에서 설명된 바와 유사한 방식으로 수행될 수 있다. 구체적으로, 일부 실시예들에서, 매칭된 패턴을 찾을 목적으로, 패턴 매칭 동안 현재 프레임에서 사용되는 검색 방향은 현재 프레임을 취득할 때의 스캐닝의 방향에 기초할 수 있다.

예로서, 제1 정합 이후에 4개의 스캐닝 방향들에 대응하는 4개의 제1 복합 프레임들이 취득된다고 가정한다. 프레임들 중 하나에서 특정 패턴을 검색할 때, 특정 복합 프레임이 생성되는 스캐닝 방향에 기초하여 바람직한 검색 방향이 정의될 수 있다. 예를 들어, 제1 복합 프레임이 제1 방향(예를 들어, 좌측에서 우측)으로부터 취득된 프레임들의 세트에 기초하여 생성되는 경우, 그러한 프레임에서의 바람직한 검색 방향은 제1 방향과 일치하도록 정의될 수 있다. 예를 들어, X 방향에 대해 설정된 검색 반경(예를 들어, 좌측-우측 치수)은 Y 방향에 대해 설정된 검색 반경(예를 들어, 위-아래 치수)에 비해 더 클 수 있다.

일부 실시예들에서, 복수의 방향들은 반대 방향들의 둘 이상의 쌍들을 포함할 수 있다. 그러한 경우들에서, 제2 정합은 도 3에 예시된 바와 같이 2단계 정합 프로세스에서 수행될 수 있다. 구체적으로, 반대 방향들의 각각의 주어진 쌍에 대해, 주어진 쌍의 반대 방향들에 대응하는 2개의 제1 복합 프레임들이 정합될 수 있다. 정합된 2개의 제1 복합 프레임들은 복합 프레임을 획득하기 위해 조합될 수 있고(302), 이에 의해 반대 방향들의 둘 이상의 쌍들에 대응하는 둘 이상의 복합 프레임들을 생성한다. 도 6을 참조하여 아래에 예시될 바와 같이, 둘 이상의 복합 프레임들이 정합될 수 있고, 정합된 둘 이상의 복합 프레임들은 반도체 시편의 이미지를 생성하기 위해 조합될 수 있다(304).

이제 도 7을 참조하면, 본 개시된 주제의 특정 실시예들에 따른, 프레임들 간의 드리프트들 및 오프셋들을 예시하는 2개의 그래프들이 예시된다.

도시된 바와 같이, 702는 시편의 단방향 스캔, 즉, 시편을 오직 하나의 주어진 방향으로부터 스캐닝하는 것의 그래프를 예시한다. 8개의 프레임들을 포함하는 프레임들의 세트가, 주어진 방향으로부터 취득된다. 그래프의 X 축은 세트의 8개의 프레임들의 프레임 번호들, 예를 들어, 프레임들 1-8을 표현한다. Y 축은 세트의 프레임들 사이에 야기되는 드리프트들의 양을 표현한다. 위에서 설명된 바와 같이, 세트의 프레임들 사이의 드리프트들은 전자 빔 툴의 전자 빔과 시편 사이의 하나 이상의 물리적 효과, 예컨대, 예를 들어, 열 팽창, 대전 효과, 및 툴 공차 등에 의해 야기될 수 있다. 일부 경우들에서, 프레임들 사이의 드리프트들은 선형 관계에 있는 것으로 보인다. 이는, 드리프트들이 적어도 부분적으로 열 팽창의 효과에 의해 야기될 때 특히 그렇다. 그래프(702)에 표현된 바와 같이, 각각의 특정 프레임에 대한 드리프트의 양은 선형 회귀를 형성한다.

한편, 704는 시편의 양방향 스캔, 즉, 시편을 2개의 방향들(예를 들어, 반대 방향들의 쌍)로부터 스캐닝하는 것의 그래프를 예시한다. 프레임들의 2개의 세트들을 포함하는, 8개의 프레임들의 시퀀스가 취득되고, 여기서 각각의 세트는 각각의 방향으로부터 취득된 4개의 프레임들을 포함한다. 구체적으로, 시편은, 도 4의 400에 예시된 바와 유사하게, 2개의 방향들로부터 순차적으로 스캐닝된다. 그러므로, 프레임들 1, 3, 5, 및 7을 포함하는 프레임들의 제1 세트는 제1 방향으로부터 취득되고, 프레임들 2, 4, 6, 및 8을 포함하는 프레임들의 제2 세트는 제2 방향으로부터 취득된다. 프레임들의 각각의 세트는 시퀀스에서 매 두 번째 프레임을 수집하기 때문에, 양방향 스캔에서 세트의 매 2개의 이웃하는 프레임들 사이의 드리프트의 양은 단방향 스캔의 세트의 매 2개의 이웃하는 프레임들 사이의 드리프트의 양의 두 배인 것으로 예상된다. 예를 들어, 그래프(702)에서 프레임들 1과 2 사이의 드리프트는 약 1 nm인 반면, 그래프(704)에서 프레임들 1과 3 사이의 드리프트는 약 2 nm이다.

그러므로, 제1 정합을 수행할 때, 그러한 드리프트들을 보정할 목적으로, 패턴 매칭에서 사용되는 검색 반경은 그에 따라 정의되어야 한다. 예를 들어, 양방향 스캔에서, 검색 반경은 단방향 스캔의 검색 반경에 대해 적어도 2배여야 하고, 4방향 스캔에서, 검색 반경은 단방향 스캔의 검색 반경에 대해 적어도 4배여야 한다.

위에서 설명된 바와 같이, 그래프(704)에 예시된 바와 같은 프레임들의 제2 세트는 제2 방향으로부터 취득되는 프레임들 2, 4, 6 및 8을 포함한다. 도시된 바와 같이, 프레임들의 제1 세트의 드리프트들의 양에 대하여 프레임들의 제2 세트의 드리프트들의 양 사이에 오프셋이 존재한다. 예를 들어, (제1 방향으로부터 취득된) 프레임 1의 드리프트와 (제2 방향으로부터 취득된) 프레임 2의 드리프트 사이의 오프셋은 약 16 nm이고, 프레임 3과 프레임 4 사이의 오프셋에 동일하게 적용된다. 위에서 설명된 바와 같이, 상이한 방향들로부터 취득된 프레임들 사이의 이러한 오프셋은 전자 빔 툴의 스캐닝 메커니즘에 관련될 수 있는 방향성 스캐닝(즉, 시편을 상이한 방향들로부터 스캐닝하는 것)에 의해 야기될 수 있다. 위에서 설명된 바와 같은 제2 정합은 그러한 오프셋을 보정할 목적을 위한 것이다.

도 7에 예시된 바와 같이, 상이한 방향들로부터 취득된 프레임들 사이의 오프셋은 동일한 방향으로부터 취득된 프레임들 사이의 드리프트들에 비해 훨씬 더 클 수 있다. 그러므로, 일부 경우들에서, 제2 정합에 추가하여, 또는 제2 정합을 대신하여, 그러한 오프셋들을 보상하기 위해 상이한 조치들이 취해질 수 있다. 특정 실시예들에 따르면, 이러한 문제를 해결하기 위해 툴 구성 최적화가 수행될 수 있다. 알려진 바와 같이, 전자 빔 툴은 일반적으로, 특히, 스캐닝 모듈 및 이미지화 모듈을 포함하는 것으로서 인식될 수 있다. 스캐닝 모듈은 전자 빔을 사용하여 시편의 표면을 물리적으로 스캐닝하여, 시편로부터 방출된 전자들에 기초하여 신호들이 검출되게 하도록 구성될 수 있다. 이미지화 모듈은 검출된 신호들을 프레임들에 의해 표현될 수 있는 디지털 형태로 변환하도록 구성될 수 있다. 2개의 모듈들은 일반적으로, 생성된 프레임이, 생성된 신호들을 정확히 반사할 수 있도록 정확히 동기화될 것이 요구된다.

본 개시내용의 일부 실시예들에서, 상이한 방향들로부터 취득된 프레임들 사이의 오프셋의 적어도 일부를 보상하기 위해, 그에 따라 스캐닝 프로세스와 이미지화 프로세스 사이의 동기화를 조정/적응시키는 것이 제안된다. 정확한 조정 또는 적응은 기준 시편들로부터 획득된 오프셋 데이터에 기초할 수 있다.

예를 들어, 도 7의 그래프(704)의 예에서, 프레임들의 제2 세트는 스캐닝 프로세스로부터의 생성된 신호들에 대해 미리 구성된 지연으로 이미지화될 수 있는 반면, 프레임들의 제1 세트의 경우에는 지연이 요구되지 않는다. 유사하게, 도 4의 예에서, 4개의 방향들로부터 취득된 프레임들의 4개의 세트들이 존재하는 경우, 이미지화 프로세스와 스캐닝 프로세스 사이의 지연은 프레임들의 상이한 세트들을 생성하기 위해 상이하게 구성될 수 있다.

특정 실시예들에 따르면, 도 2a의 블록(204)에 대하여 설명된 바와 같이, 복수의 방향들로부터 취득된 프레임들의 복수의 세트들의 정합 및 반도체 시편의 이미지의 생성을 수행할 때, 대안적인 프로세스가 단계들(206 및 208) 대신에 구현될 수 있다. 이는, 일부 경우들에서, 도 2b와 관련하여 상세히 설명될 바와 같이 제1 정합을 수행하지 않기로 결정될 때 관련된다.

이제 도 2b를 참조하면, 본 개시된 주제의 특정 실시예들에 따른, 프레임 정합 및 이미지 생성의 대안적인 프로세스의 일반화된 흐름도가 예시된다.

위에서 설명된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 제1 정합을 수행할지 아닐지 여부를 결정하기 위해 결정이 이루어질 수 있다. 예로서, 결정은 다음의 인자들: 프레임들의 세트에 포함된 프레임들의 개수, 및 검사될 시편의 (제조 프로세스의 제조 단계로서의) 층 및/또는 물질 중 적어도 하나에 기초할 수 있다. 예를 들어, 일부 경우들에서, 각각의 방향으로부터 단 하나의 프레임만이 취득되는데, 즉, 프레임들의 각각의 세트는 단일 프레임을 포함한다. 그러한 경우들에서, 프레임들의 각각의 세트 내에서 제1 정합을 수행할 필요가 없다. 다른 예에서, 시편의 특정 층들은 층들의 물리적 속성들, 예컨대, 예를 들어, 층들의 물질, 대전, 온도 등으로 인해 드리프트들의 문제를 겪지 않을 수 있다. 일부 경우들에서, 시편의 층 및/또는 물질은 제1 정합을 수행할 필요성을 결정하기 위해 함께 또는 개별적으로 사용될 수 있다.

제1 정합에 대해 본원에서 지칭되는 바와 같은 결정은 (예를 들어, 제안된 방법의 일부로서) 시스템(101)에 의해 자동으로, 또는 (예를 들어, 조정가능한 시스템 구성으로서) 사용자에 의해 수동으로 이루어질 수 있다는 점을 주목해야 한다. 대안적으로, 이는 기본 결정일 수 있는데, 즉, 시스템은 기본으로 항상 제1 정합을 수행할 수 있거나, 기본으로 제1 정합을 수행하지 않는다. 따라서, 이러한 기본 결정은 시스템의 사전 결정 또는 사전 구성으로서 간주될 수 있다.

특정 실시예들에 따르면, 제1 정합을 수행하지 않는다는 결정에 응답하여, 각각의 방향으로부터 취득된 프레임들의 세트는 제2 복합 프레임을 생성하기 위해 조합될 수 있고(210), 이에 의해 복수의 방향들에 각각 대응하는 복수의 제2 복합 프레임들을 생성한다. 제2 정합은 복수의 제2 복합 프레임들 중에서 수행될 수 있고, 정합된 복수의 제2 복합 프레임들은 반도체 시편의 이미지를 생성하기 위해 조합될 수 있다(212).

도 5는 본 개시된 주제의 특정 실시예들에 따른 양방향 스캔에서의 이미지 생성 프로세스의 개략도를 예시한다.

예시된 바와 같이, 제1 방향으로부터(예를 들어, 좌측으로부터 우측으로) 취득된 2개의 프레임들(프레임들 1 및 3), 및 제2 방향으로부터(예를 들어, 우측으로부터 좌측으로) 취득된 2개의 프레임들(프레임들 2 및 4)을 포함하는 4개의 프레임들(프레임들 1-4)의 시퀀스가 취득된다. 동일한 방향으로부터 취득된 프레임들에 대해 제1 정합(510)을 수행할지에 대한 결정이 이루어질 수 있다. 긍정적인 결정에 응답하여, 프레임들 1 및 3이 정합되고, 정합된 2개의 프레임들이 조합되어 복합 프레임(502)(제1 정합이 수행될 때 위에서 설명된 바와 같이 제1 복합 프레임으로 지칭됨)을 생성한다. 유사하게, 프레임들 2 및 4가 정합되고, 정합된 2개의 프레임들이 조합되어 복합 프레임(504)을 생성한다. 대안적으로, 부정적인 결정에 응답하여, 프레임들 1 및 3만이 조합되어(예를 들어, 합산되어) 복합 프레임(502)(제1 정합이 수행되지 않을 때 위에서 설명된 바와 같이 제2 복합 프레임으로 지칭됨)을 생성한다. 유사하게, 프레임들 2 및 4가 조합되어 복합 프레임(504)을 생성한다. 그 다음, 2개의 복합 프레임들(502 및 504)에 대해 제2 정합(520)이 수행되고, 정합된 2개의 복합 프레임들이 조합되어 시편의 이미지(506)를 생성한다.

도 6은 본 개시된 주제의 특정 실시예들에 따른 4방향 스캔에서의 이미지 생성 프로세스의 개략도를 예시한다.

예시된 바와 같이, 각각의 방향으로부터 각각 취득된, 프레임들의 4개의 세트들을 포함하는, 8개의 프레임들(프레임들 1-8)의 시퀀스가, 시편을 4개의 방향들로부터 스캐닝함으로써 취득된다. 각각의 세트는 2개의 프레임들: 제1 방향으로부터(예를 들어, 좌측으로부터 우측으로) 취득된 프레임들 1 및 5, 제2 방향으로부터(예를 들어, 우측으로부터 좌측으로) 취득된 프레임들 2 및 6, 제3 방향으로부터(예를 들어, 위로부터 아래로) 취득된 프레임들 3 및 7, 및 제4 방향으로부터(예를 들어, 아래로부터 위로) 취득된 프레임들 4 및 8을 포함한다. 명백히, 4개의 방향들은 반대 방향들의 2개의 쌍들을 포함한다.

유사하게, 도 5를 참조하여 위에서 설명된 바와 같이, 제1 정합(510)을 수행할지에 대한 결정이 이루어질 수 있고, 결정의 결과에 기초하여, 각각의 세트로부터의 2개의 프레임들이, 주어진 방향에 대한 복합 프레임을 생성하기 위해, 먼저 정합된 다음 조합되거나, 단지 조합될 수 있다. 그러므로, 4개의 복합 프레임들(602, 604, 606 및 608)이 생성될 수 있다.

반대 방향들의 2개의 쌍들이 있기 때문에, 4개의 복합 이미지들 중에서 제2 정합이 2개의 단계들(525 및 530)로 수행될 수 있다. 먼저, 반대 방향들의 각각의 쌍에 대해, 쌍의 2개의 반대 방향들에 대응하는 2개의 제1 복합 프레임들이 먼저 정합되고, 정합된 2개의 제1 복합 프레임들이 조합되어 복합 프레임을 획득한다. 예를 들어, 좌측에서 우측으로 그리고 우측에서 좌측으로의 반대 방향들에 대응하는 복합 프레임들(602 및 604)이 정합되고 조합되어(525) 복합 프레임(610)을 생성한다. 유사하게, 다른 2개의 복합 프레임들(606 및 608)이 정합되고 조합되어(525) 복합 프레임(612)을 생성한다. 그러므로, 반대 방향들의 2개의 쌍들에 대응하는 2개의 복합 프레임들이 생성된다. 그 다음, 2개의 복합 프레임들(610 및 612)은 정합되고 조합되어(530) 반도체 시편의 이미지(614)를 생성한다.

특정 실시예들에 따르면, 도 2a, 2b 및 도 3을 참조하여 위에서 설명된 바와 같은 이미지 생성 프로세스는, 런타임에 시편을 검사하기 위한, 예컨대, 예를 들어, 시편에 대해 계측 작동들을 수행하기 위한, 시스템(101) 및/또는 검사 툴들(120)에 의해 사용가능한 검사 레시피의 일부로서 포함될 수 있다. 그러한 경우들에서, 본 개시된 주제는 또한, 레시피 설정 단계 동안 검사 레시피를 생성하기 위한 시스템 및 방법을 포함하고, 여기서 레시피는 도 2a, 2b 및 도 3(및 그의 다양한 실시예들)을 참조하여 설명된 바와 같은 단계들을 포함한다. "검사 레시피"라는 용어는, 위에서 설명된 바와 같은 임의의 종류의 검사와 관련된 작동들을 수행하기 위해 검사 툴에 의해 사용될 수 있는 임의의 레시피를 포함하는 것으로 광범위하게 이해되어야 한다는 것을 주목해야 한다.

예를 들어, 본 개시내용에 예시된 예들, 예컨대, 예를 들어, 특정 예시된 방향들로부터 취득된 프레임들, 정합 알고리즘들, 패턴 매칭 알고리즘들, 및 위에서 설명된 바와 같은 열거된 물리적 효과들 등은 예시적인 목적들로 예시된 것이며, 어떠한 방식으로든 본 개시내용을 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다는 점을 주목해야 한다. 다른 예들이 상기 내용에 추가적으로 또는 상기 내용 대신에 사용될 수 있다.

본원에 설명된 바와 같은 이미지 생성 프로세스의 특정 실시예들의 장점들 중에는, 감소된 이미지 아티팩트들(예를 들어, 하나의 방향으로부터 스캐닝될 때 시편의 불균일한 대전에 의해 야기되는 이미지 아티팩트들)을 보유하는, 시편의 이미지들을 제공하는 것이 있다. 그러한 생성된 이미지들은, 반도체 시편의 검사, 예컨대, 예를 들어, CD 측정들에 사용될 때, 더 높은 정확도를 갖는 더 양호한 결과들을 제공할 수 있다.

본 개시내용은 본 출원에서, 본원에 포함된 설명에 제시되거나 도면들에 예시된 세부사항들로 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다.

또한, 본 개시내용에 따른 시스템은, 적어도 부분적으로, 적절히 프로그래밍된 컴퓨터 상에 구현될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 마찬가지로, 본 개시내용은, 본 개시내용의 방법을 실행하기 위해, 컴퓨터에 의해 판독가능한 컴퓨터 프로그램을 고려한다. 본 개시내용은, 본 개시내용의 방법을 실행하기 위해 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어들의 프로그램을 유형적으로 구현하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 메모리를 더 고려한다.

본 개시내용은 다른 실시예들이 가능하고, 다양한 방식들로 실시되거나 수행될 수 있다. 그러므로, 본원에서 채용되는 어법 및 용어는 설명의 목적을 위한 것이며 제한으로서 간주되어서는 안 된다는 점을 이해해야 한다. 이로써, 관련 기술분야의 통상의 기술자는, 본 개시내용이 기초로 하는 개념이, 본 개시된 주제의 몇몇 목적을 수행하기 위한 다른 구조들, 방법들 및 시스템들을 설계하기 위한 기초로서 용이하게 활용될 수 있음을 이해할 것이다.

관련 기술분야의 통상의 기술자는, 다양한 수정들 및 변경들이, 본 개시내용의 범위로부터 벗어나지 않고 앞서 설명되고 첨부된 청구항들에서 그리고 청구항들에 의해 정의된 바와 같이 본 개시내용의 실시예들에 적용될 수 있다는 것을 용이하게 이해할 것이다.

Claims (20)

1. 반도체 시편의 검사의 컴퓨터화된 시스템으로서, 상기 시스템은 처리 및 메모리 회로(PMC)를 포함하고, 상기 PMC는:
   상기 반도체 시편의 영역의 프레임들의 시퀀스를 획득하고 - 상기 프레임들의 시퀀스는 복수의 방향들로부터 상기 영역을 스캐닝하도록 구성된 전자 빔 툴에 의해 취득되고, 상기 프레임들의 시퀀스는 프레임들의 복수의 세트들을 포함하고, 프레임들의 각각의 세트는 각각의 방향으로부터 취득됨 -;
   상기 프레임들의 복수의 세트들을 정합(register)하고 상기 정합의 결과에 기초하여 상기 반도체 시편의 이미지를 생성하도록
   구성되고, 상기 정합은:
   각각의 방향으로부터 취득된 상기 프레임들의 세트 중에서 제1 정합을 수행하는 결정에 응답하여, 각각의 방향에 대해, 각각의 방향으로부터 취득된 상기 프레임들의 세트 중에서 상기 제1 정합을 수행하고, 상기 프레임들의 정합된 세트를 조합하여 제1 복합 프레임을 생성하며, 이에 의해, 상기 복수의 방향들에 각각 대응하는 복수의 제1 복합 프레임들을 생성하는 것; 및
   상기 복수의 제1 복합 프레임들 중에서 제2 정합을 수행하고 상기 정합된 복수의 제1 복합 프레임들을 조합하여 상기 반도체 시편의 영역의 이미지를 생성하는 것
   을 포함하고,
   상기 생성된 이미지는 상기 복수의 방향들 중 주어진 방향으로부터 스캐닝된 프레임에 대해 감소된 이미지 아티팩트들을 보유하고, 상기 이미지는 상기 반도체 시편의 검사에 사용가능한, 컴퓨터화된 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 프레임들의 복수의 세트들을 정합하고 상기 반도체 시편의 이미지를 생성하는 것은, 각각의 방향에 대해, 상기 제1 정합을 수행하지 않는다는 결정에 응답하여, 각각의 방향으로부터 취득된 상기 프레임들의 세트를 조합하여 제2 복합 프레임을 생성하고, 이에 의해, 상기 복수의 방향들에 각각 대응하는 복수의 제2 복합 프레임들을 생성하는 것; 및 상기 복수의 제2 복합 프레임들 중에서 상기 제2 정합을 수행하고, 상기 정합된 복수의 제2 복합 프레임들을 조합하여 상기 반도체 시편의 이미지를 생성하는 것을 더 포함하는, 컴퓨터화된 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 전자 빔 툴을 더 포함하는, 컴퓨터화된 시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 프레임들의 시퀀스는 상기 영역을 상기 복수의 방향들로부터 순차적으로 스캐닝하고, 모든 스캐닝 동안 각각의 방향으로부터 하나 이상의 프레임을 획득함으로써 취득되는, 컴퓨터화된 시스템.
5. 제3항에 있어서,
   상기 전자 빔 툴은 상기 전자 빔 툴의 스캐닝 프로세스와 이미지화 프로세스 사이의 동기화를 조정함으로써, 상이한 방향들로부터 취득된 프레임들 사이의 오프셋의 적어도 일부를 보상하도록 구성되는, 컴퓨터화된 시스템.
6. 제1항에 있어서,
   상기 결정은 다음의 인자들: 상기 프레임들의 세트에 포함된 프레임들의 개수, 및 검사될 상기 시편의 층 및/또는 물질 중 적어도 하나에 기초하는, 컴퓨터화된 시스템.
7. 제1항에 있어서,
   상기 제1 정합은 상기 전자 빔 툴의 전자 빔과 상기 반도체 시편 사이의 하나 이상의 물리적 효과에 의해 야기되는, 각각의 방향으로부터 취득된 상기 프레임들의 세트 사이의 드리프트들을 보정하기 위해 수행되는, 컴퓨터화된 시스템.
8. 제7항에 있어서,
   상기 하나 이상의 물리적 효과는 열 팽창, 대전 효과, 및 툴 공차를 포함하는, 컴퓨터화된 시스템.
9. 제1항에 있어서,
   상기 제1 정합은 정규화된 교차 상관 함수를 사용하여 상기 프레임들의 세트 사이에서 패턴 매칭을 수행하는 것을 포함하는, 컴퓨터화된 시스템.
10. 제9항에 있어서,
    상기 패턴 매칭 동안 현재 프레임에 사용되는 검색 범위는 상기 현재 프레임의 적어도 하나의 선행 프레임에서 식별된 적어도 하나의 이전 드리프트에 기초하는, 컴퓨터화된 시스템.
11. 제1항에 있어서,
    상기 제2 정합은 상기 영역을 상기 복수의 방향들로부터 스캐닝함으로써 야기되는 상기 복수의 제1 복합 프레임들 사이의 오프셋을 보정하기 위해 수행되는, 컴퓨터화된 시스템.
12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 정합에서 수행되는 패턴 매칭 동안 현재 프레임에 사용되는 검색 방향은 상기 현재 프레임을 취득할 때의 스캐닝의 방향에 기초하는, 컴퓨터화된 시스템.
13. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 방향들은 반대 방향들의 둘 이상의 쌍들을 포함하고, 상기 제2 정합을 수행하는 것은:
    반대 방향들의 각각의 주어진 쌍에 대해, 상기 주어진 쌍에서의 상기 반대 방향들에 대응하는 2개의 제1 복합 프레임들을 정합하고, 상기 정합된 2개의 제1 복합 프레임들을 조합하여 복합 프레임을 획득하고, 이에 의해, 반대 방향들의 상기 둘 이상의 쌍들에 대응하는 둘 이상의 복합 프레임들을 생성하는 것; 및
    상기 둘 이상의 복합 프레임들을 정합하고, 상기 정합된 둘 이상의 복합 프레임들을 조합하여 상기 반도체 시편의 이미지를 생성하는 것
    을 포함하는, 컴퓨터화된 시스템.
14. 반도체 시편의 검사의 컴퓨터화된 방법으로서,
    상기 방법은, 처리 및 메모리 회로(PMC)에 의해 수행되고,
    상기 반도체 시편의 영역의 프레임들의 시퀀스를 획득하는 단계 - 상기 프레임들의 시퀀스는 복수의 방향들로부터 상기 영역을 스캐닝하도록 구성된 전자 빔 툴에 의해 취득되고, 상기 프레임들의 시퀀스는 프레임들의 복수의 세트들을 포함하고, 프레임들의 각각의 세트는 각각의 방향으로부터 취득됨 -; 및
    상기 프레임들의 복수의 세트들을 정합하고 상기 정합의 결과에 기초하여 상기 반도체 시편의 이미지를 생성하는 단계
    를 포함하고, 상기 정합은:
    각각의 방향으로부터 취득된 상기 프레임들의 세트 중에서 제1 정합을 수행하는 결정에 응답하여, 각각의 방향에 대해, 각각의 방향으로부터 취득된 상기 프레임들의 세트 중에서 상기 제1 정합을 수행하고, 상기 프레임들의 정합된 세트를 조합하여 제1 복합 프레임을 생성하며, 이에 의해, 상기 복수의 방향들에 각각 대응하는 복수의 제1 복합 프레임들을 생성하는 것; 및
    상기 복수의 제1 복합 프레임들 중에서 제2 정합을 수행하고 상기 정합된 복수의 제1 복합 프레임들을 조합하여 상기 반도체 시편의 영역의 이미지를 생성하는 것
    을 포함하고,
    상기 생성된 이미지는 상기 복수의 방향들 중 주어진 방향으로부터 스캐닝된 프레임에 대해 감소된 이미지 아티팩트들을 보유하고, 상기 이미지는 상기 반도체 시편의 검사에 사용가능한, 컴퓨터화된 방법.
15. 제14항에 있어서,
    상기 프레임들의 복수의 세트들을 정합하고 상기 반도체 시편의 이미지를 생성하는 단계는, 각각의 방향에 대해, 상기 제1 정합을 수행하지 않는다는 결정에 응답하여, 각각의 방향으로부터 취득된 상기 프레임들의 세트를 조합하여 제2 복합 프레임을 생성하고, 이에 의해, 상기 복수의 방향들에 각각 대응하는 복수의 제2 복합 프레임들을 생성하는 단계; 및 상기 복수의 제2 복합 프레임들 중에서 상기 제2 정합을 수행하고, 상기 정합된 복수의 제2 복합 프레임들을 조합하여 상기 반도체 시편의 이미지를 생성하는 단계를 더 포함하는, 컴퓨터화된 방법.
16. 제14항에 있어서,
    상기 결정은 다음의 인자들: 상기 프레임들의 세트에 포함된 프레임들의 개수, 및 검사될 상기 시편의 층 및/또는 물질 중 적어도 하나에 기초하는, 컴퓨터화된 방법.
17. 제14항에 있어서,
    상기 제1 정합에서 수행되는 패턴 매칭 동안 현재 프레임에 사용되는 검색 범위는 상기 현재 프레임의 적어도 하나의 선행 프레임에서 식별된 적어도 하나의 이전 드리프트에 기초하는, 컴퓨터화된 방법.
18. 제14항에 있어서,
    상기 제2 정합에서 수행되는 패턴 매칭 동안 현재 프레임에 사용되는 검색 방향은 상기 현재 프레임을 취득할 때의 스캐닝의 방향에 기초하는, 컴퓨터화된 방법.
19. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 방향들은 반대 방향들의 둘 이상의 쌍들을 포함하고,
    상기 제2 정합을 수행하는 것은:
    반대 방향들의 각각의 주어진 쌍에 대해, 상기 주어진 쌍에서의 상기 반대 방향들에 대응하는 2개의 제1 복합 프레임들을 정합하고, 상기 정합된 2개의 제1 복합 프레임들을 조합하여 복합 프레임을 획득하고, 이에 의해, 반대 방향들의 상기 둘 이상의 쌍들에 대응하는 둘 이상의 복합 프레임들을 생성하는 것; 및
    상기 둘 이상의 복합 프레임들을 정합하고, 상기 정합된 둘 이상의 복합 프레임들을 조합하여 상기 반도체 시편의 이미지를 생성하는 것
    을 포함하는, 컴퓨터화된 방법.
20. 명령어들의 프로그램을 유형적으로 구현하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서,
    상기 명령어들은, 컴퓨터에 의해 실행될 때, 상기 컴퓨터로 하여금, 반도체 시편의 검사의 방법을 수행하게 하고, 상기 방법은:
    상기 반도체 시편의 영역의 프레임들의 시퀀스를 획득하는 단계 - 상기 프레임들의 시퀀스는 복수의 방향들로부터 상기 영역을 스캐닝하도록 구성된 전자 빔 툴에 의해 취득되고, 상기 프레임들의 시퀀스는 프레임들의 복수의 세트들을 포함하고, 프레임들의 각각의 세트는 각각의 방향으로부터 취득됨 -; 및
    상기 프레임들의 복수의 세트들을 정합하고 상기 정합의 결과에 기초하여 상기 반도체 시편의 이미지를 생성하는 단계
    를 포함하고, 상기 정합은:
    각각의 방향으로부터 취득된 상기 프레임들의 세트 중에서 제1 정합을 수행하는 결정에 응답하여, 각각의 방향에 대해, 각각의 방향으로부터 취득된 상기 프레임들의 세트 중에서 상기 제1 정합을 수행하고, 상기 프레임들의 정합된 세트를 조합하여 제1 복합 프레임을 생성하며, 이에 의해, 상기 복수의 방향들에 각각 대응하는 복수의 제1 복합 프레임들을 생성하는 것; 및
    상기 복수의 제1 복합 프레임들 중에서 제2 정합을 수행하고 상기 정합된 복수의 제1 복합 프레임들을 조합하여 상기 반도체 시편의 영역의 이미지를 생성하는 것
    을 포함하고,
    상기 생성된 이미지는 상기 복수의 방향들 중 주어진 방향으로부터 스캐닝된 프레임에 대해 감소된 이미지 아티팩트들을 보유하고, 상기 이미지는 상기 반도체 시편의 검사에 사용가능한, 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.

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