KR20240122824A - 샘플 맵을 생성하는 방법, 컴퓨터 프로그램 제품 - Google Patents
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Abstract
샘플 맵을 생성하고 샘플을 처리하는 방법들이 개시된다. 일 구성에서, 방법은 샘플 상의 복수의 필드 구역들 각각에서 제 1 마크의 위치를 측정하는 단계를 포함한다. 제 1 모델이 제 1 마크들의 측정된 위치들에 피팅된다. 피팅된 제 1 모델은 필드 구역들의 위치들을 나타낸다. 상기 방법은 하나의 필드 구역 또는 복수의 필드 구역들 각각에서 복수의 제 2 마크들의 위치들을 측정하는 단계를 포함한다. 제 2 모델이 제 2 마크들의 측정된 위치들에 피팅된다. 피팅된 제 2 모델은 각각의 필드 구역의 형상을 나타낸다. 피팅된 제 1 및 제 2 모델들을 사용하여 샘플 맵이 출력된다.
Description
본 출원은 2021년 12월 15일에 출원된 미국 출원 63/361,395의 우선권을 주장하며, 이는 본 명세서에서 그 전문이 인용참조된다.
본 명세서에서 개시되는 실시예들은, 예를 들어 패턴 내의 결함들을 식별하기 위해 평가 프로세스에서 사용하기 위한 샘플 맵의 생성에 관한 것이다.
반도체 집적 회로(IC) 칩을 제조하는 경우, 예를 들어 광학 효과 및 부수적인 입자들의 결과로서 원하지 않은 패턴 결함들이 제작 공정들 동안 기판(즉, 웨이퍼) 또는 마스크 상에서 필연적으로 발생하여, 수율을 감소시킨다. 그러므로, 원하지 않은 패턴 결함들의 정도를 모니터링하는 것은 IC 칩들의 제조에서 중요한 프로세스이다. 더 일반적으로, 기판 또는 다른 대상물/재료의 표면의 검사 및/또는 측정은 그 제조 동안 및/또는 제조 후 중요 프로세스이다.
하전 입자 빔을 이용한 패턴 검사 장치들이, 예를 들어 패턴 결함들을 검출하기 위해, 샘플이라고 칭해질 수 있는 대상물들을 검사하는 데 사용되어 왔다. 이 장치들은 통상적으로 스캐닝 전자 현미경(SEM)과 같은 전자 현미경검사 기술들을 사용한다. SEM에서는, 비교적 높은 에너지의 전자들의 일차 전자 빔이 비교적 낮은 랜딩 에너지(landing energy)에서 샘플 상에 착지하기 위해 최종 감속 단계를 목표로 한다. 전자들의 빔은 샘플 상에 프로빙 스폿(probing spot)으로서 포커싱된다. 프로빙 스폿에서의 재료 구조체와 전자들의 빔으로부터의 랜딩 전자들 간의 상호작용은 표면으로부터 이차 전자, 후방산란된 전자 또는 오제 전자와 같은 신호 전자들이 방출되도록 한다. 신호 전자들은 샘플의 재료 구조체로부터 방출될 수 있다. 일차 전자 빔을 샘플 표면에 걸쳐 프로빙 스폿으로서 스캔함으로써, 신호 전자들이 샘플의 표면 전체에 걸쳐 방출될 수 있다. 샘플 표면으로부터 방출된 이러한 신호 전자들을 수집함으로써, 패턴 검사 장치가 샘플의 표면의 재료 구조체의 특성들을 나타내는 이미지를 얻을 수 있다.
패턴들은 다수 필드 구역들에 배치될 수 있다. 각각의 필드 구역은 차례로 다수 다이 구역들을 포함할 수 있다. 통상적으로, 필드 구역들 중 적어도 일부는 공칭적으로 직사각형이며, 행과 열의 규칙적인 어레이로 배치된다. 패터닝 공정의 불완전은 필드 구역들의 형상들 및 위치들에서의 편차로 이어진다. 정렬 마크들이 측정 및 사용되어 필드 구역들(및 그 안의 다이 구역들)의 형상들 및 위치들을 예측할 수 있다. 이러한 맵들의 부정확성은 평가될 샘플에서 관심 피처(feature of interest)들의 위치 찾기를 어렵게 함으로써 샘플 평가 방법들의 스루풋을 감소시킬 수 있다.
일반적으로, 샘플 평가 방법들의 스루풋을 개선할 필요가 있다.
본 발명의 목적은 샘플 평가 방법들에서 개선된 스루풋을 지원하는 실시예들을 제공하는 것이다.
개시된 실시예들의 일 실시형태에 따르면, 샘플 맵을 생성하는 방법이 제공되며, 상기 방법은: 필드 구역들을 갖는 샘플을 얻는 단계; 복수의 필드 구역들 각각에서 제 1 마크의 위치를 측정하는 단계; 제 1 마크들의 측정된 위치들에 제 1 모델을 피팅(fit)하는 단계 -피팅된 제 1 모델은 필드 구역들의 위치들을 나타냄- ; 하나의 필드 구역 또는 복수의 필드 구역들 각각에서 복수의 제 2 마크들의 위치들을 측정하는 단계; 제 2 마크들의 측정된 위치들에 제 2 모델을 피팅하는 단계 -피팅된 제 2 모델은 각각의 필드 구역의 형상을 나타냄- ; 및 피팅된 제 1 및 제 2 모델들을 사용하여 샘플 맵을 출력하는 단계를 포함한다.
개시된 실시예들의 일 실시형태에 따르면, 샘플 맵을 생성하는 방법이 제공되며, 샘플 맵은 샘플 상의 필드 구역들의 위치들 및 형상들에 대한 정보를 포함하고, 상기 방법은: 필드 구역들을 갖는 샘플을 제공하는 단계; 필드 구역들 각각을 노광하는 데 사용되는 리소그래피 장치로부터 노광 보정 데이터를 수신하는 단계; 및 노광 보정 데이터를 사용하여 샘플 맵을 생성하는 단계를 포함한다.
개시된 실시예들의 일 실시형태에 따르면, 프로그램이 컴퓨터에 의해 실행될 때, 컴퓨터가 다음 단계들: 샘플 상의 복수의 필드 구역들 각각에서 제 1 마크의 측정된 위치를 나타내는 데이터를 수신하는 단계; 제 1 마크들의 측정된 위치들에 제 1 모델을 피팅하는 단계 -피팅된 제 1 모델은 필드 구역들의 위치들을 나타냄- ; 하나의 필드 구역 또는 복수의 필드 구역들 각각에서 복수의 제 2 마크들의 측정된 위치들을 나타내는 데이터를 수신하는 단계; 제 2 마크들의 측정된 위치들에 제 2 모델을 피팅하는 단계 -피팅된 제 2 모델은 각각의 필드 구역의 형상을 나타냄- ; 및 피팅된 제 1 및 제 2 모델들을 사용하여 샘플 맵을 출력하는 단계를 수행하게 하는 명령어들을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품이 제공된다.
개시된 실시예들의 일 실시형태에 따르면, 프로그램이 컴퓨터에 의해 실행될 때, 컴퓨터가 다음 단계들: 샘플 상의 필드 구역들을 노광하는 데 사용되는 리소그래피 장치로부터 노광 보정 데이터를 수신하는 단계; 및 노광 보정 데이터를 사용하여, 샘플 상의 필드 구역들의 위치들 및 형상들에 대한 정보를 포함하는 샘플 맵을 생성하는 단계를 수행하게 하는 명령어들을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품이 제공된다.
개시된 실시예들의 일 실시형태에 따르면, 하전 입자 빔 검사 시스템이 제공되며, 이는: 필드 구역들을 갖는 샘플을 유지하도록 구성되는 샘플 홀더; 샘플 상으로 1 이상의 전자 빔을 투영하고 샘플로부터 방출되는 신호 전자들을 검출하도록 구성되는 전자 빔 시스템; 및 제어기를 포함하고, 상기 제어기는: 전자 빔 시스템이 복수의 필드 구역들 각각에서 제 1 마크의 위치를 측정하게 하고; 제 1 마크들의 측정된 위치들에 제 1 모델을 피팅하고 -피팅된 제 1 모델은 필드 구역들의 위치들을 나타냄- ; 전자 빔 시스템이 하나의 필드 구역 또는 복수의 필드 구역들 각각에서 복수의 제 2 마크들의 위치들을 측정하게 하고; 제 2 마크들의 측정된 위치들에 제 2 모델을 피팅하고 -피팅된 제 2 모델은 각각의 필드 구역의 형상을 나타냄- ; 피팅된 제 1 및 제 2 모델들을 사용하여 샘플 맵을 출력하도록 구성된다.
개시된 실시예들의 일 실시형태에 따르면, 하전 입자 빔 검사 시스템이 제공되며, 이는: 필드 구역들을 갖는 샘플을 유지하도록 구성되는 샘플 홀더; 샘플 상으로 1 이상의 전자 빔을 투영하고 샘플로부터 방출되는 신호 전자들을 검출하도록 구성되는 전자 빔 시스템; 및 제어기를 포함하고, 상기 제어기는: 샘플 상의 필드 구역들을 노광하는 데 사용되는 리소그래피 장치로부터 노광 보정 데이터를 수신하고; 노광 보정 데이터를 사용하여, 샘플 상의 필드 구역들의 위치들 및 형상들에 대한 정보를 포함하는 샘플 맵을 생성하도록 구성된다.
본 발명의 앞선 실시형태 및 다른 실시형태는 첨부된 도면들과 함께 취해진 예시적인 실시예들의 설명으로부터 더 명백해질 것이다.
도 1은 예시적인 하전 입자 빔 검사 시스템을 나타내는 개략적인 다이어그램이다.
도 2는 예시적인 단일 빔 전자 빔 시스템의 개략적인 다이어그램이다.
도 3은 예시적인 멀티-빔 전자 빔 시스템의 개략적인 다이어그램이다.
도 4는 또 다른 예시적인 멀티-빔 전자 빔 시스템의 개략적인 다이어그램이다.
도 5는 집속 렌즈 어레이를 포함하는 예시적인 멀티-빔 전자 빔 시스템의 개략적인 다이어그램이다.
도 6은 빔 분리기를 포함하는 예시적인 전자 빔 시스템의 개략적인 다이어그램이다.
도 7은 일부 실시예들에 따른 하전 입자 평가 시스템의 대물 렌즈 어레이의 개략적인 단면도이다.
도 8은 도 7의 대물 렌즈 어레이의 변형예의 저면도이다.
도 9는 실제 샘플 맵 및 생성된 샘플 맵을 갖는 샘플을 도시하고, 생성된 샘플 맵은 완벽한 직사각형 그리드의 그리드 지점들에 위치되는 직사각형 필드 구역들에 기초한다.
도 10은 도 9의 구성에서의 예시적인 실제 필드 구역 및 생성된 필드 구역을 도시한다.
도 11은 실제 샘플 맵 및 생성된 샘플 맵을 갖는 샘플을 도시하고, 생성된 샘플 맵은 비-선형 지오메트리들을 나타낼 수 있는 모델에 기초한다.
도 12는 도 11의 구성에서의 예시적인 실제 필드 구역 및 생성된 필드 구역을 도시한다.
도 13은 샘플 상의 제 1 마크들의 위치들의 측정(왼쪽) 및 필드 구역들의 위치들을 나타내기 위한 측정된 위치들로의 제 1 모델의 피팅(오른쪽)을 도시한다.
도 14는 필드 구역에서의 제 2 마크들의 위치들의 측정(왼쪽) 및 필드 구역의 형상을 나타내기 위한 측정된 위치들로의 제 2 모델의 피팅(오른쪽)을 도시한다.
도 15는 리소그래피 장치로부터의 노광 보정 데이터를 사용한 샘플 맵의 생성을 도시한다.
도 16은 도 15에서 생성된 샘플 맵의 미세 조정을 도시하며, 도 16(왼쪽)은 복수의 기준 마크들의 위치들의 측정을 나타내고, 도 16(오른쪽)은 도 16(왼쪽)에서 측정된 기준 마크들에 기초하는 도 15의 생성된 샘플 맵에 대한 선형 보정의 적용을 나타낸다.
개략적인 다이어그램들 및 도면들은 아래에서 설명되는 구성요소들을 나타낸다. 하지만, 도면들에 도시된 구성요소들은 비례척이 아니다.
도 1은 예시적인 하전 입자 빔 검사 시스템을 나타내는 개략적인 다이어그램이다.
도 2는 예시적인 단일 빔 전자 빔 시스템의 개략적인 다이어그램이다.
도 3은 예시적인 멀티-빔 전자 빔 시스템의 개략적인 다이어그램이다.
도 4는 또 다른 예시적인 멀티-빔 전자 빔 시스템의 개략적인 다이어그램이다.
도 5는 집속 렌즈 어레이를 포함하는 예시적인 멀티-빔 전자 빔 시스템의 개략적인 다이어그램이다.
도 6은 빔 분리기를 포함하는 예시적인 전자 빔 시스템의 개략적인 다이어그램이다.
도 7은 일부 실시예들에 따른 하전 입자 평가 시스템의 대물 렌즈 어레이의 개략적인 단면도이다.
도 8은 도 7의 대물 렌즈 어레이의 변형예의 저면도이다.
도 9는 실제 샘플 맵 및 생성된 샘플 맵을 갖는 샘플을 도시하고, 생성된 샘플 맵은 완벽한 직사각형 그리드의 그리드 지점들에 위치되는 직사각형 필드 구역들에 기초한다.
도 10은 도 9의 구성에서의 예시적인 실제 필드 구역 및 생성된 필드 구역을 도시한다.
도 11은 실제 샘플 맵 및 생성된 샘플 맵을 갖는 샘플을 도시하고, 생성된 샘플 맵은 비-선형 지오메트리들을 나타낼 수 있는 모델에 기초한다.
도 12는 도 11의 구성에서의 예시적인 실제 필드 구역 및 생성된 필드 구역을 도시한다.
도 13은 샘플 상의 제 1 마크들의 위치들의 측정(왼쪽) 및 필드 구역들의 위치들을 나타내기 위한 측정된 위치들로의 제 1 모델의 피팅(오른쪽)을 도시한다.
도 14는 필드 구역에서의 제 2 마크들의 위치들의 측정(왼쪽) 및 필드 구역의 형상을 나타내기 위한 측정된 위치들로의 제 2 모델의 피팅(오른쪽)을 도시한다.
도 15는 리소그래피 장치로부터의 노광 보정 데이터를 사용한 샘플 맵의 생성을 도시한다.
도 16은 도 15에서 생성된 샘플 맵의 미세 조정을 도시하며, 도 16(왼쪽)은 복수의 기준 마크들의 위치들의 측정을 나타내고, 도 16(오른쪽)은 도 16(왼쪽)에서 측정된 기준 마크들에 기초하는 도 15의 생성된 샘플 맵에 대한 선형 보정의 적용을 나타낸다.
개략적인 다이어그램들 및 도면들은 아래에서 설명되는 구성요소들을 나타낸다. 하지만, 도면들에 도시된 구성요소들은 비례척이 아니다.
이제 예시적인 실시예들을 상세히 언급할 것이며, 그 예시들은 첨부된 도면들에서 나타낸다. 다음 설명은, 달리 나타내지 않는 한 상이한 도면들에서의 동일한 번호들이 동일하거나 유사한 요소들을 나타내는 첨부된 도면들을 참조한다. 예시적인 실시예들의 다음 기재내용에서 설명되는 구현들은 본 발명에 따른 모든 구현들을 나타내지는 않는다. 대신에, 이들은 첨부된 청구항들에서 언급되는 바와 같은 실시예들에 관련된 실시형태들과 일치하는 장치들 및 방법들의 예시들에 불과하다.
디바이스들의 물리적 크기를 감소시키는 전자 디바이스들의 향상된 컴퓨팅 능력은 IC 칩에서 트랜지스터, 커패시터, 다이오드 등과 같은 회로 구성요소들의 패킹 밀도를 크게 증가시킴으로써 달성될 수 있다. 이는 더 작은 구조체들이 만들어질 수 있게 하는 증가된 분해능에 의해 가능해졌다. 예를 들어, 엄지손톱의 크기이고 2019년 또는 그 이전에 이용가능한 스마트 폰의 IC 칩은 20 억 개가 넘는 트랜지스터들을 포함할 수 있으며, 각각의 트랜지스터의 크기는 사람 머리카락의 1/1000 미만이다. 따라서, 반도체 IC 제조가 수백 개의 개별 단계들을 갖는 복잡하고 시간-소모적인 공정이라는 것은 놀라운 일이 아니다. 심지어 한 단계에서의 오차들이 최종 생산물의 기능에 극적으로 영향을 미칠 잠재력을 갖는다. 하나의 "치명적 결함(killer defect)"도 디바이스 실패를 야기할 수 있다. 제조 공정의 목표는 공정의 전체 수율을 개선하는 것이다. 예를 들어, 50-단계 공정(여기서, 단계는 웨이퍼 상에 형성되는 층들의 수를 나타낼 수 있음)에 대해 75 % 수율을 얻기 위해, 각각의 개별적인 단계가 99.4 %보다 큰 수율을 가져야 한다. 각각의 개별적인 단계가 95 %의 수율을 갖는 경우, 전체 공정 수율은 7 %만큼 낮을 것이다.
IC 칩 제조 설비에서는 높은 공정 수율이 바람직하지만, 시간 당 처리되는 기판들의 수로 정의되는 높은 기판(즉, 웨이퍼) 스루풋을 유지하는 것도 필수적이다. 높은 공정 수율 및 높은 기판 스루풋은 결함의 존재에 의해 영향을 받을 수 있다. 이는 특히 결함들을 검토하기 위해 작업자 개입이 필요한 경우에 그러하다. 따라서, [스캐닝 전자 현미경('SEM')과 같은] 검사 디바이스들에 의한 마이크로 및 나노-스케일 결함들의 고스루풋 검출 및 식별이 높은 수율 및 낮은 비용을 유지하기 위해 필수적이다.
SEM은 스캐닝 디바이스 및 검출기 장치를 포함한다. 스캐닝 디바이스는 일차 전자들을 생성하는 전자 소스를 포함하는 조명 장치, 및 일차 전자들의 1 이상의 포커싱된 빔으로 기판과 같은 샘플을 스캔하는 투영 장치를 포함한다. 적어도 조명 장치 또는 조명 시스템, 및 투영 장치 또는 투영 시스템은 함께 전자-광학 시스템 또는 장치라고 칭해질 수 있다. 일차 전자들은 샘플과 상호작용하고, 이차 전자들을 생성한다. 검출 장치는 SEM이 샘플의 스캔된 영역의 이미지를 생성할 수 있도록 샘플이 스캔될 때 샘플로부터 신호 전자들을 포착한다. 고스루풋 검사를 위해, 검사 장치들 중 일부는 일차 전자들의 다수 포커싱된 빔들, 즉 멀티-빔을 사용한다. 멀티-빔의 구성 빔(component beam)들은 서브-빔들 또는 빔릿(beamlet)들로 지칭될 수 있다. 멀티-빔은 샘플의 상이한 부분들을 동시에 스캔할 수 있다. 그러므로, 멀티-빔 검사 장치는 단일-빔 검사 장치보다 훨씬 더 빠른 속도로 샘플을 검사할 수 있다.
알려진 멀티-빔 검사 장치의 구현이 아래에 설명되어 있다.
설명 및 도면들은 전자 광학 시스템에 관한 것이지만, 실시예들은 본 개시내용을 특정 하전 입자들로 제한하는 데 사용되지 않는다는 것을 이해한다. 그러므로, 본 명세서 전체에 걸친 전자들에 대한 언급은 더 일반적으로 하전 입자들에 대한 언급으로 간주될 수 있으며, 하전 입자들이 반드시 전자들인 것은 아니다.
이제 도 1을 참조하며, 이는 하전 입자 빔 평가 시스템 또는 간단히 평가 시스템이라고도 할 수 있는 예시적인 하전 입자 빔 검사 시스템(100)을 나타내는 개략적인 다이어그램이다. 도 1의 하전 입자 빔 검사 시스템(100)은 주 챔버(10), 로드 락 챔버(load lock chamber: 20), 전자 빔 시스템(40), EFEM(equipment front end module: 30) 및 제어기(50)를 포함한다. 전자 빔 시스템(40)은 주 챔버(10) 내에 위치된다.
EFEM(30)은 제 1 로딩 포트(loading port: 30a) 및 제 2 로딩 포트(30b)를 포함한다. EFEM(30)은 추가적인 로딩 포트(들)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 로딩 포트(30a) 및 제 2 로딩 포트(30b)는 검사될 기판들[예를 들어, 반도체 기판들 또는 다른 재료(들)로 만들어진 기판들] 또는 샘플들(이후, 기판, 웨이퍼 및 샘플은 집합적으로 "샘플"이라고 함)을 포함하는 기판 FOUP(front opening unified pod)들을 수용할 수 있다. EFEM(30) 내의 1 이상의 로봇 아암(robot arm)(도시되지 않음)이 로드 락 챔버(20)로 샘플들을 이송한다.
로드 락 챔버(20)는 샘플 주위의 가스를 제거하는 데 사용된다. 이는 주위 환경에서의 압력보다 낮은 국부적 가스 압력인 진공을 생성한다. 로드 락 챔버(20)는 로드 락 챔버(20) 내의 가스 입자들을 제거하는 로드 락 진공 펌프 시스템(도시되지 않음)에 연결될 수 있다. 로드 락 진공 펌프 시스템의 작동은 로드 락 챔버가 대기압 미만의 제 1 압력에 도달할 수 있게 한다. 제 1 압력에 도달한 후, 1 이상의 로봇 아암(도시되지 않음)이 로드 락 챔버(20)로부터 주 챔버(10)로 샘플을 이송한다. 주 챔버(10)는 주 챔버 진공 펌프 시스템(도시되지 않음)에 연결된다. 주 챔버 진공 펌프 시스템은 샘플 주위에서의 압력이 제 1 압력보다 낮은 제 2 압력에 도달하도록 주 챔버(10) 내의 가스 입자들을 제거한다. 제 2 압력에 도달한 후, 샘플은 전자 빔 시스템으로 이송되고 이에 의해 검사될 수 있다. 전자 빔 시스템(40)은 단일-빔 전자-광학 장치 또는 멀티-빔 전자-광학 장치를 포함할 수 있다.
제어기(50)는 전자 빔 시스템(40)에 전자적으로 연결된다. 제어기(50)는 하전 입자 빔 검사 장치(100)를 제어하도록 구성되는 (컴퓨터와 같은) 프로세서일 수 있다. 또한, 제어기(50)는 다양한 신호 및 이미지 처리 기능들을 실행하도록 구성되는 처리 회로를 포함할 수 있다. 제어기(50)는 도 1에서 주 챔버(10), 로드 락 챔버(20), 및 EFEM(30)을 포함하는 구조의 외부에 있는 것으로 도시되지만, 제어기(50)가 구조의 일부일 수 있다는 것을 이해한다. 제어기(50)는 하전 입자 빔 검사 장치의 구성 요소들 중 하나에 위치될 수 있거나, 또는 이는 구성 요소들 중 적어도 2 개에 걸쳐 분산될 수 있다. 본 발명은 전자 빔 시스템을 하우징하는 주 챔버(10)의 예시들을 제공하지만, 본 발명의 실시형태들은 가장 넓은 의미에서 전자 빔 시스템을 하우징하는 챔버에 제한되지 않는다는 것을 유의하여야 한다. 오히려, 앞선 원리들은 제 2 압력 하에서 작동하는 장치의 다른 구성들 및 다른 디바이스들에도 적용될 수 있다는 것을 이해한다.
이제 도 2를 참조하며, 이는 도 1의 예시적인 하전 입자 빔 검사 시스템(100)의 일부로서 제공될 수 있는 예시적인 단일 빔 전자 빔 시스템(40)의 개략적인 다이어그램이다. 전자 빔 시스템(40)은 검사될 샘플(208)을 유지하기 위해 전동 스테이지(motorized stage: 209)에 의해 지지되는 샘플 홀더(207)를 포함한다. 전자 빔 시스템(40)은 전자 소스(201)를 포함한다. 전자 빔 시스템(40)은 건 어퍼처(gun aperture: 122), 빔 제한 어퍼처(125), 집속 렌즈(126), 칼럼 어퍼처(135), 대물 렌즈 조립체(132a 내지 132d), 및 전자 검출기(144)를 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 대물 렌즈 조립체(132a 내지 132d)는 수정된 SORIL(swing objective retarding immersion lens)일 수 있으며, 이는 극편(pole piece: 132a), 제어 전극(132b), 디플렉터(132c) 및 여자 코일(exciting coil: 132d)을 포함한다. 제어 전극(132b)은 전자 빔의 통과를 위한 어퍼처가 형성되어 있다. 제어 전극(132b)은 대향 표면(facing surface: 72)을 형성한다.
이미징 프로세스에서, 소스(201)로부터 나오는 전자 빔이 건 어퍼처(122), 빔 제한 어퍼처(125), 집속 렌즈(126)를 통과하고, 수정된 SORIL 렌즈에 의해 프로브 스폿으로 포커싱된 후, 샘플(208)의 표면 상에 입사할 수 있다. 프로브 스폿은 디플렉터(132c) 또는 SORIL 렌즈 내의 다른 디플렉터들에 의해 샘플(208)의 표면을 가로질러 스캔될 수 있다. 샘플 표면으로부터 나오는 이차 전자들이 전자 검출기(144)에 의해 수집되어 샘플(208) 상의 관심 영역의 이미지를 형성할 수 있다.
전자 광학 시스템(41)의 집속 및 조명 광학기들은 전자기 쿼드러폴 전자 렌즈들을 포함하거나 이에 의해 보충될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 나타낸 바와 같이 전자 빔 시스템(40)은 제 1 쿼드러폴 렌즈(148) 및 제 2 쿼드러폴 렌즈(158)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 쿼드러폴 렌즈들은 전자 빔을 제어하기 위해 사용된다. 예를 들어, 제 1 쿼드러폴 렌즈(148)는 빔 전류를 조정하도록 제어될 수 있고, 제 2 쿼드러폴 렌즈(158)는 빔 스폿 크기 및 빔 형상을 조정하도록 제어될 수 있다.
이제 도 3을 참조하며, 이는 도 1의 예시적인 하전 입자 빔 검사 시스템(100)의 일부로서 제공될 수 있는 멀티-빔 전자 광학 시스템(41)을 포함하는 예시적인 전자 빔 시스템(40)을 나타내는 개략적인 다이어그램이다. 전자 빔 시스템(40)은 전자 소스(201) 및 투영 장치(230)를 포함한다. 전자 빔 시스템(40)은 전동 스테이지(209) 및 샘플 홀더(207)를 더 포함한다. 전자 소스(201) 및 투영 장치(230)는 함께 전자 광학 시스템(41) 또는 전자 광학 칼럼이라고 칭해질 수 있다. 샘플 홀더(207)는 전동 스테이지(209)에 의해 지지되어 검사를 위한 샘플(208)(예를 들어, 기판 또는 마스크)을 유지한다. 멀티-빔 전자 광학 시스템(41)은 검출기(240)(예를 들어, 전자 검출 디바이스)를 더 포함한다.
전자 소스(201)는 캐소드(cathode: 도시되지 않음) 및 추출기 또는 애노드(anode: 도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 작동 동안, 전자 소스(201)는 캐소드로부터 일차 전자들로서 전자들을 방출하도록 구성된다. 일차 전자들은 추출기 및/또는 애노드에 의해 추출 또는 가속되어 일차 전자 빔(202)을 형성한다.
투영 장치(230)는 일차 전자 빔(202)을 복수의 서브-빔들(211, 212, 213)로 전환하고, 각각의 서브-빔을 샘플(208) 상으로 향하게 하도록 구성된다. 단순화를 위해 3 개의 서브-빔들이 예시되지만, 수십, 수백, 수천, 수만, 또는 수십만 개의 서브-빔들이 존재할 수 있다. 서브-빔들은 빔릿들로 지칭될 수 있다.
제어기(50)는 전자 소스(201), 검출기(240), 투영 장치(230), 및 전동 스테이지(209)와 같은, 도 1의 하전 입자 빔 검사 장치(100)의 다양한 부분들에 연결될 수 있다. 제어기(50)는 다양한 이미지 및 신호 처리 기능들을 수행할 수 있다. 또한, 제어기(50)는 하전 입자 멀티-빔 장치를 포함한 하전 입자 빔 검사 장치의 작동들을 통제하기 위해 다양한 제어 신호들을 생성할 수 있다.
투영 장치(230)는 검사를 위한 샘플(208) 상에 서브-빔들(211, 212, 및 213)을 포커싱하도록 구성될 수 있고, 샘플(208)의 표면에 3 개의 프로브 스폿들(221, 222, 및 223)을 형성할 수 있다. 투영 장치(230)는 샘플(208)의 표면의 섹션에서 개별 스캐닝 영역들에 걸쳐 프로브 스폿들(221, 222, 및 223)을 스캔하기 위해 일차 서브-빔들(211, 212, 및 213)을 편향하도록 구성될 수 있다. 샘플(208) 상의 프로브 스폿들(221, 222, 및 223)에 대한 일차 서브-빔들(211, 212, 및 213)의 입사에 반응하여, 신호 입자들로 지칭될 수 있는 이차 전자들 및 후방산란 전자들을 포함하는 전자들이 샘플(208)로부터 생성된다. 이차 전자들은 전형적으로 50 eV 이하인 전자 에너지를 갖는다. 실제 이차 전자들은 5 eV 미만의 에너지를 가질 수 있지만, 일반적으로 50 eV 미만이 모두 이차 전자로 취급된다. 후방산란 전자들은 통상적으로 0 eV와 일차 서브-빔들(211, 212, 및 213)의 랜딩 에너지 사이의 전자 에너지를 갖는다. 50 eV 미만의 에너지로 검출된 전자들이 일반적으로 이차 전자로서 취급되므로, 실제 후방산란 전자들의 부분이 이차 전자들로서 계산될 것이다.
검출기(240)는 이차 전자들 및/또는 후방산란 전자들과 같은 신호 입자들을 검출하고, 예를 들어 샘플(208)의 대응하는 스캔 영역들의 이미지들을 구성하기 위해 신호 처리 시스템(280)으로 전송되는 대응하는 신호들을 생성하도록 구성된다. 검출기(240)는 투영 장치(230)에 통합될 수 있다.
신호 처리 시스템(280)은 이미지를 형성하기 위해 검출기(240)로부터의 신호들을 처리하도록 구성되는 회로(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 신호 처리 시스템(280)은 달리 이미지 처리 시스템으로 지칭될 수 있다. 신호 처리 시스템은 (도 3에 나타낸 바와 같이) 검출기(240)와 같은 전자 빔 시스템(40)의 구성요소에 통합될 수 있다. 하지만, 신호 처리 시스템(280)은 투영 장치(230) 또는 제어기(50)의 일부로서 검사 장치(100) 또는 전자 빔 시스템(40)의 여하한 수의 구성요소들에 통합될 수 있다. 신호 처리 시스템(280)은 이미지 획득기(image acquirer: 도시되지 않음) 및 저장 디바이스(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 신호 처리 시스템은 프로세서, 컴퓨터, 서버, 메인프레임 호스트, 단말기, 개인용 컴퓨터, 여하한 종류의 모바일 컴퓨팅 디바이스 등, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 이미지 획득기는 제어기의 처리 기능의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 따라서, 이미지 획득기는 적어도 1 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 이미지 획득기는 특히 전기 전도체, 광섬유 케이블, 휴대용 저장 매체, IR, 블루투스, 인터넷, 무선 네트워크, 무선 라디오, 또는 이들의 조합과 같은 신호 통신을 허용하는 검출기(240)에 통신 연결될 수 있다. 이미지 획득기는 검출기(240)로부터 신호를 수신할 수 있고, 신호에 포함된 데이터를 처리할 수 있으며, 이로부터 이미지를 구성할 수 있다. 이에 따라, 이미지 획득기는 샘플(208)의 이미지들을 획득할 수 있다. 또한, 이미지 획득기는 윤곽(contour)들의 생성, 획득된 이미지 상의 표시자 중첩 등과 같은 다양한 후-처리 기능들을 수행할 수 있다. 이미지 획득기는 획득된 이미지들의 밝기 및 콘트라스트 등의 조정들을 수행하도록 구성될 수 있다. 저장소는 하드 디스크, 플래시 드라이브, 클라우드 저장소, RAM(random access memory), 다른 타입들의 컴퓨터 판독가능한 메모리 등과 같은 저장 매체일 수 있다. 저장소는 이미지 획득기와 커플링될 수 있고, 후-처리 이미지들 및 원본 이미지들로서 스캔된 원시 이미지 데이터를 저장하는 데 사용될 수 있다.
신호 처리 시스템(280)은 검출된 이차 전자들의 분포를 얻기 위해 측정 회로(예를 들어, 아날로그-디지털 컨버터들)를 포함할 수 있다. 검출 시간 윈도우 동안 수집되는 전자 분포 데이터는, 샘플 표면 상에 입사하는 일차 서브-빔들(211, 212, 및 213) 각각의 대응하는 스캔 경로 데이터와 조합하여, 검사 중인 샘플 구조체들의 이미지들을 재구성하는 데 사용될 수 있다. 재구성된 이미지들은 샘플(208)의 내부 또는 외부 구조체들의 다양한 피처들을 드러내기 위해 사용될 수 있다. 재구성된 이미지들은 이에 의해 샘플 내에 존재할 수 있는 여하한의 결함들을 드러내기 위해 사용될 수 있다. 신호 처리 시스템(280)의 앞선 기능들은 제어기(50)에서 수행되거나, 편의에 따라 신호 처리 시스템(280)과 제어기(50) 사이에 공유될 수 있다.
제어기(50)는 샘플(208)의 검사 동안 샘플(208)을 이동시키도록 전동 스테이지(209)를 제어할 수 있다. 제어기(50)는 전동 스테이지(209)가 적어도 샘플 검사 동안, 바람직하게는 계속해서, 예를 들어 일정한 속도로 한 방향으로 샘플(208)을 이동시킬 수 있게 할 수 있으며, 이는 스캐닝 타입으로서 언급될 수 있다. 제어기(50)는 다양한 파라미터들에 따라 샘플(208)의 이동 속도를 변화시키도록 전동 스테이지(209)의 이동을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어기(50)는 예를 들어 적어도 스테이지의 조합된 스테핑 및 스캐닝 전략에 관하여 본 명세서에서 인용참조되는 2021년 5월 3일에 출원된 EPA 21171877.0에 개시된 바와 같이 스캐닝 프로세스의 스캔들 및/또는 스캐닝 프로세스의 검사 단계들의 특성들에 따라 (그 방향을 포함하여) 스테이지 속도를 제어할 수 있다.
앞서 설명된 전자 빔 시스템(40) 및 하전 입자 빔 검사 장치(100)와 같은 알려진 멀티-빔 시스템들은 US2020118784, US20200203116, US2019/0259570 및 US2019/0259564에 개시되어 있으며, 이들은 본 명세서에서 인용참조된다.
전자 빔 시스템(40)은 투영 조립체를 포함하여, 샘플(208)을 조명함으로써 샘플 상의 축적된 전하를 조절할 수 있다.
이제 도 4를 참조하며, 이는 도 1의 예시적인 하전 입자 빔 검사 시스템(100)의 일부로서 제공될 수 있는 예시적인 전자 빔 시스템(40)을 나타내는 개략적인 다이어그램이다. 도 3에 앞서 예시된 바와 같이, 일부 실시예들에서 전자 빔 시스템(40)은 전자 빔 시스템(40)의 주 전자-광축과 정렬되는 검출기(240)를 포함한다. 대안적으로, 검출기(240)는 도 4에 나타낸 바와 같이, 상이한 축과 정렬될 수 있다.
앞서 설명된 것들과 동일한 특징들에는 동일한 참조 번호들이 주어진다. 간결함을 위해, 이러한 특징들은 도 4를 참조하여 상세히 설명되지 않는다. 예를 들어, 소스(201), 일차 전자 빔(202), 서브-빔들(211, 212 및 213), 투영 장치(230), 프로브 스폿들(221, 222, 223), 제어기(50), 샘플(208), 샘플 홀더(207), 전동 스테이지(209) 및 검출기(240)는 앞서 설명된 바와 같을 수 있다.
전자 소스(201), 건 어퍼처 플레이트(271), 집속 렌즈(210) 및 소스 전환 유닛(220)은 전자 빔 시스템(40)의 부분을 형성하는 조명 장치의 구성요소들이다. 작동 시, 건 어퍼처 플레이트(271)는 쿨롱 효과(Coulomb effect)를 감소시키기 위해 일차 전자 빔(202)의 주변 전자들을 차단하도록 구성된다. 건 어퍼처 플레이트(271)는 쿨롱 어퍼처 어레이로 지칭될 수 있다. 쿨롱 효과는 일차 서브-빔들(211, 212, 213)의 프로브 스폿들(221, 222, 및 223) 각각의 크기를 확대하고, 이에 따라 검사 분해능을 악화시킬 수 있다. 또한, 건 어퍼처 플레이트(271)이 소스 전환 유닛(220) 전에도 일차 서브-빔들을 생성하기 위한 다수 개구부(opening)들(도시되지 않음)을 포함할 수 있으며, 쿨롱 어퍼처 어레이로 지칭될 수 있다.
집속 렌즈(210)는 일차 전자 빔(202)을 포커싱(또는 시준)하도록 구성된다. 소스 전환 유닛(220)의 일 예시에서, 소스 전환 유닛(220)은 이미지-형성 요소 어레이, 수차 보상기 어레이, 빔-제한 어퍼처 어레이, 및 사전-굽힘 마이크로-디플렉터 어레이(pre-bending micro-deflector array)를 포함할 수 있다. 사전-굽힘 마이크로-디플렉터 어레이는 예를 들어 선택적일 수 있고, 쿨롱 어퍼처 어레이로부터 비롯되는 서브-빔들의, 예를 들어 빔-제한 어퍼처 어레이, 이미지-형성 요소 어레이, 및/또는 수차 보상기 어레이 상으로의 실질적으로 수직인 입사를 보장하지 않는 실시예들에서 존재할 수 있다.
전자 빔 시스템(40)은 검출기(240)와 연계된 이차 투영 장치(255)를 포함할 수 있다. 일차 투영 장치(230)는 자기적일 수 있는 집속 렌즈들의 어레이(231)를 포함할 수 있으며, 이는 대물 렌즈로서 기능할 수 있다. 빔 분리기(233) 및 편향 스캐닝 유닛(232)이 일차 투영 장치(230) 내부에 위치될 수 있다. 빔 분리기(233)는 빈 필터를 포함할 수 있다. 검출기(240)는 (예를 들어, 검출기 어레이의 형태로) 복수의 검출기 요소들(405)을 포함할 수 있다.
일차 빔을 생성하는 데 사용되는 구성요소들은 전자 빔 시스템(40)의 일차 전자-광축(204)과 정렬될 수 있다. 이 구성요소들은: 전자 소스(201), 건 어퍼처 플레이트(271), 집속 렌즈(210), 소스 전환 유닛(220), 빔 분리기(233), 편향 스캐닝 유닛(232), 및 일차 투영 장치(230)를 포함할 수 있다. 이차 투영 장치(255) 및 그 연계된 검출기 어레이(240)는 전자 빔 시스템(40)의 이차 전자-광축(251)과 정렬될 수 있다.
일부 실시예들에서, 이차 전자들은 3 개의 이차 전자 빔들(261, 262, 및 263)로 전파한다. 후속하여, 이차 투영 장치(255)는 이차 전자 빔들(261, 262, 및 263)의 경로를 검출기(240)의 복수의 검출기 요소들(405) 상에 포커싱한다.
검출기 요소들(405)은 이차 전자 빔들(261, 262, 및 263)을 검출할 수 있다. 검출기 요소들(405)로의 이차 전자 빔들의 입사 시, 요소들은 대응하는 세기 신호 출력들(도시되지 않음)을 생성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 검출기 요소들은 캡처 전극(capture electrode)들일 수 있다. 출력들은 이미지 처리 시스템으로 지향될 수 있다.
도 5는 일부 실시예들에 따른 전자 광학 칼럼(41)을 포함하는 전자 빔 시스템(40)을 개략적으로 도시한다. 전자 광학 칼럼(41)은, 도 1의 예시적인 하전 입자 빔 시스템(100)의 일부로서 제공될 수 있는 전자 빔 시스템(40)의 일부를 형성할 수 있다. 쉽게 설명하기 위해, 여기서 렌즈 어레이들은 타원 형상들의 어레이들로 개략적으로 도시되어 있다. 각각의 타원 형상은 렌즈 어레이 내의 렌즈들 중 하나를 나타낸다. 타원 형상은 관행에 따라, 광학 렌즈들에서 흔히 채택되는 양면 볼록 형태에 비유하여 렌즈를 표현하는 데 사용된다. 하지만, 본 명세서에서 논의되는 것과 같은 하전 입자 구성들의 맥락에서, 렌즈 어레이들은 통상적으로 정전기적으로 작동할 것이므로, 양면 볼록 형상을 채택하는 여하한의 물리적 요소들을 필요로 하지 않을 수 있음을 이해할 것이다. 아래에서 설명되는 바와 같이, 렌즈 어레이들은 대신에 어퍼처들을 갖는 다수 플레이트들을 포함할 수 있다. 어퍼처들을 갖는 각각의 플레이트는 전극이라고 칭해질 수 있다. 전극들은 멀티-빔의 서브-빔들의 서브-빔 경로들을 따라 직렬로 제공될 수 있다.
전자 소스(201)는 집속 렌즈(231)들의 어레이(달리 집속 렌즈 어레이라고도 함)로 전자들을 향하게 한다. 전자 소스(201)는 바람직하게는 밝기와 총 방출 전류 사이에서 우수하게 절충한 고휘도 열전계 이미터(high brightness thermal field emitter)이다. 수십, 수백 또는 수천 개의 집속 렌즈들(231)이 존재할 수 있다. 집속 렌즈들(231)은 멀티-전극 렌즈들을 포함할 수 있고, 특히 e-빔을 복수의 서브-빔들로 분할하고 각각의 서브-빔에 대한 렌즈를 제공하는 렌즈 어레이에 대해 본 명세서에서 인용참조되는 EP1602121A1에 기초한 구성을 가질 수 있다. 집속 렌즈들(231)의 어레이는 전극들로서 작용하는 적어도 2 개, 바람직하게는 3 개의 플레이트들의 형태를 취할 수 있으며, 각각의 플레이트의 어퍼처는 서로 정렬되고 서브-빔의 위치에 대응한다. 플레이트들 중 적어도 2 개는 원하는 렌징 효과(lensing effect)를 달성하기 위해 작동 동안 상이한 전위들에서 유지된다. 집속 렌즈 어레이의 플레이트들 사이에는, 예를 들어 세라믹 또는 유리와 같은 절연 재료로 만들어진 전기 절연 플레이트들이 있으며, 서브-빔들을 위한 1 이상의 어퍼처를 갖는다. 대안적인 구성에서, 플레이트들 중 1 이상은 자신의 전극을 각각 갖는 어퍼처들을 특징으로 할 수 있으며, 각각은 그 주변을 둘러싸는 전극들의 어레이를 갖거나 공통 전극을 갖는 어퍼처들의 그룹들로 배치될 수 있다.
일 구성에서, 집속 렌즈들(231)의 어레이는 하전 입자들이 각각의 렌즈에 들어가고 나갈 때 동일한 에너지를 갖는 3 개의 플레이트 어레이들로 형성되며, 이 구성은 아인젤 렌즈(Einzel lens)라고 칭해질 수 있다. 따라서, 아인젤 렌즈 자체 내(렌즈의 입구 전극과 출구 전극 사이)에서만 분산이 발생하여, 축외 색수차(off-axis chromatic aberrations)가 제한된다. 집속 렌즈들의 두께가 낮은 경우, 예를 들어 수 mm인 경우, 이러한 수차들은 작거나 무시할 수 있는 영향을 미친다.
어레이 내의 각각의 집속 렌즈는 각자의 중간 포커스(233)에 포커싱되는 각자의 서브-빔(211, 212, 213)으로 전자들을 향하게 한다. 시준기 또는 시준기들의 어레이가 각자의 중간 포커스(233)에서 작동하도록 위치될 수 있다. 시준기들은 중간 포커스들(233)에 제공되는 디플렉터들(235)의 형태를 취할 수 있다. 디플렉터들(235)은 주 광선(빔 축이라고도 할 수 있음)이 샘플(208) 상에 실질적으로 수직으로(즉, 샘플의 공칭 표면에 대해 실질적으로 90°로) 입사될 것을 보장하기 위해 효과적인 양만큼 각자의 빔릿(211, 212, 213)을 굽히도록 구성된다.
디플렉터들(235) 아래[즉, 빔 하류 또는 소스(201)로부터 더 멀리]에는 각각의 서브-빔(211, 212, 213)에 대한 제어 렌즈(251)를 포함하는 제어 렌즈 어레이(250)가 있다. 제어 렌즈 어레이(250)는 각자의 전위 소스들에 연결되는 2 이상의, 바람직하게는 적어도 3 개의 플레이트 전극 어레이들을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 절연 플레이트들이 예를 들어 전극들 사이에서 전극들과 접촉하고 있다. 플레이트 전극 어레이들 각각은 제어 전극이라고 칭해질 수 있다. 제어 렌즈 어레이(250)의 기능은 빔의 축소와 관련하여 빔 개방 각도(beam opening angle)를 최적화하고, 및/또는 각자의 서브-빔(211, 212, 213)을 샘플(208)로 향하게 하는 대물 렌즈들(234)로 전달되는 빔 에너지를 제어하는 것이다.
선택적으로, 스캔 디플렉터들(260)의 어레이가 제어 렌즈 어레이(250)와 대물 렌즈들(234)의 어레이(대물 렌즈 어레이) 사이에 제공된다. 스캔 디플렉터들(260)의 어레이는 각각의 서브-빔(211, 212, 213)에 대한 스캔 디플렉터(261)를 포함한다. 각각의 스캔 디플렉터는 각자의 서브-빔(211, 212, 213)을 한 방향 또는 두 방향으로 편향하여 샘플(208)에 걸쳐 서브-빔을 한 방향 또는 두 방향으로 스캔하도록 구성된다.
검출기의 검출기 모듈(402)이 대물 렌즈들(234)과 샘플(208) 사이에 또는 그 안에 제공되어, 샘플(208)로부터 방출된 신호 전자들/입자들을 검출한다. 이러한 검출기 모듈(402)의 예시적인 구성이 아래에서 설명된다. 추가적으로 또는 대안적으로, 검출기는 대물 렌즈 어레이 또는 심지어 제어 렌즈 어레이의 일차 빔 경로를 따라 빔 상류에 검출기 요소들을 가질 수 있다는 것을 유의한다.
도 5의 구성의 변형예에서, 집속 렌즈들(231)의 어레이는 생략될 수 있다. 서브-빔들은, 예를 들어 빔-제한 어퍼처들의 어레이를 정의하는 빔 리미터를 사용하여 빔으로부터 파생될 수 있다. 빔은 제어 렌즈 어레이(250)를 만나면 서브-빔들로 분리될 수 있다. 서브-빔들은 제어 렌즈 어레이(250)로 진입할 때 실질적으로 평행하다. 멀티-빔의 서브-빔들은 패턴으로 배치될 수 있고, 이는 멀티-빔 구성이라고 할 수 있다. 패턴은 그리드를 형성할 수 있다. 그리드는 육각형, 직선형, 마름모형 또는 정사각형일 수 있다. 시준기(도시되지 않음)가 제어 렌즈 어레이(250)의 빔 상류에 제공될 수 있다.
도 5의 구성의 변형예에서(도시되지 않음), 시준기는 매크로 시준기를 포함할 수 있다. 매크로 시준기는 빔이 멀티-빔으로 분할되기 전에 소스(201)로부터의 빔에 작용한다. 매크로 시준기는 빔으로부터 파생된 서브-빔들 각각의 빔 축이 샘플(208) 상에 실질적으로 수직으로[즉, 샘플(208)의 공칭 표면에 대해 실질적으로 90°로] 입사될 것을 보장하도록 효과적인 양만큼 빔의 각 부분들을 굽힌다. 매크로 시준기는 자기 렌즈 및/또는 정전 렌즈를 포함한다. 또 다른 구성(도시되지 않음)에서, 매크로 시준기는 상부 빔 리미터의 빔 하류에 제공되는 시준기 요소 어레이로 부분적으로 또는 전체적으로 대체될 수 있다.
도 5의 구성의 변형예에서(도시되지 않음), 매크로 스캔 디플렉터가 제공되어 서브-빔들이 샘플(208)에 걸쳐 스캔되도록 할 수 있다. 매크로 스캔 디플렉터는 서브-빔들이 샘플(208)에 걸쳐 스캔되도록 하기 위해 빔의 각 부분들을 편향한다. 일부 실시예들에서, 매크로 스캔 디플렉터는 예를 들어 8 이상의 극(pole)들을 갖는 거시적 다극 디플렉터를 포함한다. 편향은 빔으로부터 파생되는 서브-빔들이 샘플(208)을 가로질러 한 방향으로(예를 들어, X 축과 같은 단일 축에 평행하게) 또는 두 방향으로(예를 들어, X 및 Y 축들과 같은 2 개의 평행하지 않은 축들에 대해) 스캔되도록 하는 것과 같다. 매크로 스캔 디플렉터는 빔의 상이한 개별 부분에 작용하도록 각각 구성되는 디플렉터 요소들의 어레이를 포함하기보다는 빔 전체에 거시적으로 작용한다. 매크로 스캔 디플렉터는 매크로 시준기와 제어 렌즈 어레이 사이에 제공될 수 있다. 또 다른 구성(도시되지 않음)에서, 매크로 스캔 디플렉터는 예를 들어 각각의 서브-빔에 대한 스캔 디플렉터로서 스캔 디플렉터 어레이로 부분적으로 또는 전체적으로 대체될 수 있다. 다른 구성(도시되지 않음)에서, 매크로 스캔 디플렉터 및 스캔 디플렉터 어레이가 모두 제공되고, 이들은 동기화하여 작동될 수 있다.
일부 실시예들에서, 전자 광학 칼럼(41)은 상부 빔 리미터를 더 포함한다. 상부 빔 리미터는 빔-제한 어퍼처들의 어레이를 정의한다. 상부 빔 리미터는 상부 빔-제한 어퍼처 어레이 또는 빔-상류 빔-제한 어퍼처 어레이라고 칭해질 수 있다. 상부 빔 리미터는 복수의 어퍼처들을 갖는 플레이트(플레이트와 같은 몸체일 수 있음)를 포함할 수 있다. 상부 빔 리미터는 소스(201)에 의해 방출되는 하전 입자 빔으로부터 서브-빔들을 형성한다. 서브-빔들을 형성하는 데 기여하는 것들 이외의 빔의 부분들은 빔 하류에서 서브-빔들과 간섭하지 않도록 상부 빔 리미터에 의해 차단(예를 들어, 흡수)될 수 있다. 상부 빔 리미터는 서브-빔 정의 어퍼처 어레이라고 칭해질 수 있다.
일부 실시예들에서, 대물 렌즈 어레이 조립체[이는 대물 렌즈들(234)을 포함하는 유닛임]는 빔 성형 리미터(beam shaping limiter)를 더 포함한다. 빔 성형 리미터는 빔-제한 어퍼처들의 어레이를 정의한다. 빔 성형 리미터는 하부 빔 리미터, 하부 빔-제한 어퍼처 어레이 또는 최종 빔-제한 어퍼처 어레이라고 칭해질 수 있다. 빔 성형 리미터는 복수의 어퍼처들을 갖는 플레이트(플레이트와 같은 몸체일 수 있음)를 포함할 수 있다. 빔 성형 리미터는 제어 렌즈 어레이(250)의 적어도 하나의 전극으로부터(선택적으로는 모든 전극들로부터) 빔 하류에 있을 수 있다. 일부 실시예들에서, 빔 성형 리미터는 대물 렌즈 어레이의 적어도 하나의 전극으로부터(선택적으로는 모든 전극들로부터) 빔 하류에 있다. 일 구성에서, 빔 성형 리미터는 대물 렌즈 어레이의 전극과 구조적으로 통합된다. 바람직하게는, 빔 성형 리미터는 낮은 정전기장 강도의 구역에 위치된다. 빔-제한 어퍼처들과 대물 렌즈 어레이의 정렬은 대응하는 대물 렌즈로부터의 서브-빔의 일부가 빔-제한 어퍼처를 통과하고 샘플(208) 상에 부딪힐 수 있도록 이루어져, 빔 성형 리미터에 입사되는 서브-빔의 선택된 부분만이 빔-제한 어퍼처를 통과하게 한다.
본 명세서에 설명된 대물 렌즈 어레이 조립체들 중 어느 하나는 검출기(240)를 더 포함할 수 있다. 검출기는 샘플(208)로부터 방출된 전자들을 검출한다. 검출된 전자들은 샘플(208)로부터 방출된 이차 및/또는 후방산란 전자들과 같은 신호 입자들을 포함하여, SEM에 의해 검출되는 여하한의 전자들을 포함할 수 있다. 검출기(240)의 예시적인 구성이 도 7 및 도 8을 참조하여 아래에서 더 상세히 설명된다.
도 6은 일부 실시예들에 따른 전자 광학 칼럼(41)을 포함하는 전자 빔 시스템(40)을 개략적으로 도시한다. 앞서 설명된 것들과 동일한 특징들에는 동일한 참조 번호들이 주어진다. 간결함을 위해, 이러한 특징들은 도 6을 참조하여 상세히 설명되지 않는다. 예를 들어, 소스(201), 집속 렌즈들(231), 매크로 시준기(270), 대물 렌즈 어레이(241) 및 샘플(208)은 앞서 설명된 바와 같을 수 있다.
앞서 설명된 바와 같이, 일부 실시예들에서 검출기(240)는 대물 렌즈 어레이(241)와 샘플(208) 사이에 있다. 검출기(240)는 샘플(208)을 마주할 수 있다. 대안적으로, 도 6에 나타낸 바와 같이, 일부 실시예들에서 복수의 대물 렌즈들을 포함하는 대물 렌즈 어레이(241)가 검출기(240)와 샘플(208) 사이에 있다.
일부 실시예들에서, 디플렉터 어레이(95)가 검출기(240)와 대물 렌즈 어레이(241) 사이에 있다. 일부 실시예들에서, 디플렉터 어레이(95)는 디플렉터 어레이가 빔 분리기로서 지칭될 수 있도록 빈 필터 어레이를 포함한다. 디플렉터 어레이(95)는 샘플(208)로부터 검출기(240)를 향하는 이차 전자들과 샘플(208)로 투영되는 하전 입자들을 구분하기 위해 자기장을 제공하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 검출기(240)는 하전 입자의 에너지를 참조하여, 즉 밴드 갭(band gap)에 의존하여 신호 입자들을 검출하도록 구성된다. 이러한 검출기(240)는 간접 전류 검출기라 불릴 수 있다. 샘플(208)로부터 방출된 이차 전자들은 전극들 사이의 전계로부터 에너지를 얻는다. 이차 전자들은 검출기(240)에 도달하면 충분한 에너지를 갖는다. 상이한 구성에서, 검출기(240)는 예를 들어 빔들 사이의 형광 스트립(fluorescing strip)의 신틸레이터 어레이일 수 있고, 빈 필터에 대해 일차 빔 경로를 따라 빔 상류에 위치된다. (일차 빔 경로에 직교하는 자기 및 정전기 스트립들의) 빈 필터 어레이를 통과하는 일차 빔들은 실질적으로 평행한 빈 필터 어레이의 빔 상류 및 빔 하류 경로들을 갖는 반면, 샘플로부터의 신호 전자들은 신틸레이터 어레이를 향해 빈 필터 어레이로 향한다. 생성된 광자들은 광자 이송 유닛(예컨대, 광섬유들의 어레이)을 통해 광자 검출 시 검출 신호를 생성하는 원격 광학 검출기로 향한다.
대물 렌즈 어레이(241)는 어퍼처 어레이들이 정의되어 있는 적어도 2 개의 전극들을 포함할 수 있다. 다시 말해서, 대물 렌즈 어레이는 복수의 홀들 또는 어퍼처들을 갖는 적어도 2 개의 전극들을 포함한다. 도 7은 각자의 어퍼처 어레이들(245, 246)을 갖는 예시적인 대물 렌즈 어레이(241)의 일부인 전극들(242, 243)을 나타낸다. 전극 내의 각 어퍼처의 위치는 또 다른 전극 내의 대응하는 어퍼처의 위치에 대응한다. 대응하는 어퍼처들은 사용 시 멀티-빔의 동일한 빔, 서브-빔 또는 빔 그룹에서 작동한다. 다시 말해서, 적어도 두 전극들의 대응하는 어퍼처들이 서브-빔 경로, 즉 서브-빔 경로들(220) 중 하나와 정렬되고 이를 따라 배치된다. 따라서, 전극들에는 각각 각자의 서브-빔(211, 212, 213)이 전파되는 어퍼처들이 제공된다.
대물 렌즈 어레이(241)는 도 7에 나타낸 바와 같이 2 개의 전극들, 또는 3 개의 전극들을 포함할 수 있거나, 더 많은 전극들(도시되지 않음)을 가질 수 있다. 2 개의 전극들만을 갖는 대물 렌즈 어레이(241)는 더 많은 전극들을 갖는 대물 렌즈 어레이(241)보다 더 낮은 수차를 가질 수 있다. 3-전극 대물 렌즈는 전극들 사이에 더 큰 전위차들을 가져, 더 강한 렌즈를 가능하게 할 수 있다. 추가적인 전극들(즉, 2보다 많은 전극들)은, 예를 들어 입사 빔뿐만 아니라 이차 전자들을 포커싱하기 위해 전자 궤적들을 제어하는 추가적인 자유도를 제공한다. 아인젤 렌즈에 비해 2-전극 렌즈의 장점은 들어오는 빔의 에너지가 나가는 빔과 반드시 동일하지는 않다는 것이다. 유리하게는, 이러한 2-전극 렌즈 어레이의 전위차들은 이것이 가속 또는 감속 렌즈 어레이로서 기능할 수 있게 한다.
대물 렌즈 어레이(241)의 인접한 전극들은 서브-빔 경로들을 따라 서로 이격되어 있다. 아래에서 설명되는 바와 같이 절연 구조체가 위치될 수 있는 인접한 전극들 사이의 거리는 대물 렌즈 어레이의 대물 렌즈보다 크다.
바람직하게는, 대물 렌즈 어레이(241)에 제공된 전극들 각각은 플레이트이다. 전극은 달리 평평한 시트로서 설명될 수 있다. 바람직하게는, 전극들 각각은 평면이다. 다시 말해서, 전극들 각각은 바람직하게는 평면 형태의 얇고 평평한 플레이트로서 제공될 것이다. 물론, 전극들이 평면일 필요는 없다. 예를 들어, 전극은 높은 정전기장으로 인한 힘으로 인해 휘어질 수 있다. 평면 전극을 제공하는 것이 바람직한데, 이는 알려진 제작 방법들이 사용될 수 있으므로 전극들을 더 쉽게 제조할 수 있기 때문이다. 또한, 평면 전극들은 상이한 전극들 사이에서의 어퍼처들의 더 정확한 정렬을 제공할 수 있기 때문에 바람직할 수 있다.
대물 렌즈 어레이(241)는 하전 입자 빔을 10보다 큰, 바람직하게는 50 내지 100 이상의 범위의 계수로 축소시키도록 구성될 수 있다.
검출기(240)는 샘플(208)로부터 방출된 신호 입자들, 즉 이차 및/또는 후방산란 하전 입자들을 검출하기 위해 제공된다. 검출기(240)는 대물 렌즈들(234)과 샘플(208) 사이에 위치된다. 신호 입자의 검출 시, 검출기는 검출 신호를 생성한다. 검출기(240)는 달리 검출기 어레이 또는 센서 어레이로 지칭될 수 있으며, "검출기" 및 "센서"라는 용어들은 적용 전체에 걸쳐 교환가능하게 사용된다.
전자 광학 시스템(41)을 위한 전자 광학 디바이스가 제공될 수 있다. 전자 광학 디바이스는 샘플(208)을 향해 전자 빔을 투영하도록 구성된다. 전자 광학 디바이스는 대물 렌즈 어레이(241)를 포함할 수 있다. 전자 광학 디바이스는 검출기(240)를 포함할 수 있다. 대물 렌즈들의 어레이[즉, 대물 렌즈 어레이(241)]는 검출기들의 어레이[즉, 검출기(240)] 및/또는 여하한의 빔들(즉, 서브-빔들)에 대응할 수 있다.
예시적인 검출기(240)가 아래에서 설명된다. 하지만, 검출기(240)에 대한 여하한의 언급은 적절하다면 단일 검출기(즉, 적어도 하나의 검출기) 또는 다수 검출기들일 수 있다. 검출기(240)는 검출기 요소들(405)(예를 들어, 캡처 전극과 같은 센서 요소들)을 포함할 수 있다. 검출기(240)는 여하한의 적절한 타입의 검출기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 직접 전자 전하를 검출하기 위한 캡처 전극, 신틸레이터 또는 PIN 요소가 사용될 수 있다. 검출기(240)는 직접 전류 검출기 또는 간접 전류 검출기일 수 있다. 검출기(240)는 도 8과 관련하여 아래에서 설명되는 바와 같은 검출기일 수 있다.
검출기(240)는 대물 렌즈 어레이(241)와 샘플(208) 사이에 위치될 수 있다. 검출기(240)는 샘플(208)에 근접하도록 구성된다. 검출기(240)는 샘플(208)에 매우 가까울 수 있다. 대안적으로, 검출기(240)와 샘플(208) 사이에는 더 큰 갭이 있을 수 있다. 검출기(240)는 샘플(208)을 마주하도록 디바이스 내에 위치될 수 있다. 대안적으로, 검출기(240)는 전자 광학 시스템(41)의 다른 곳에 위치되어, 검출기가 아닌 전자 광학 디바이스의 부분이 샘플(208)을 마주하도록 할 수 있다.
도 8은 빔 어퍼처(406)를 각각 둘러싸는 복수의 검출기 요소들(405)이 제공되는 기판(404)을 포함하는 검출기(240)의 저면도이다. 빔 어퍼처들(406)은 기판(404)을 통해 에칭함으로써 형성될 수 있다. 도 8에 나타낸 구성에서, 빔 어퍼처들(406)은 육각 밀집 어레이로 도시되어 있다. 또한, 빔 어퍼처들(406)은 상이하게, 예를 들어 직사각형 또는 마름모꼴 어레이로 배치될 수 있다. 도 8의 육각형 배치의 빔 구성은 정사각형 빔 구성보다 더 조밀하게 밀집될 수 있다. 검출기 요소들(405)은 직사각형 어레이 또는 육각형 어레이로 배치될 수 있다. 빔 어퍼처들은 기판(404)을 향하는 서브-빔들의 멀티-빔 구성에 대응할 수 있다.
캡처 전극들(405)은 검출기 모듈(240)의 맨 아래, 즉 샘플에 가장 가까운 표면을 형성한다. 캡처 전극들(405)과 실리콘 기판(404)의 주 몸체 사이에는 로직 층(logic layer)이 제공된다. 로직 층은 증폭기, 예를 들어 트랜스 임피던스 증폭기, 아날로그-디지털 컨버터, 및 판독 로직을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 캡처 전극(405)마다 하나의 증폭기 및 하나의 아날로그-디지털 컨버터가 있다. 이 요소들을 특징으로 하는 회로가 어퍼처와 연계되는 셀이라고 하는 단위 영역에 포함될 수 있다. 검출기 모듈(240)은 각각 어퍼처와 연계된 수 개의 셀들을 가질 수 있다. 기판 상이나 내부에는 로직 층에 연결되는 배선 층이 있고, 예를 들어 전력, 제어 및 데이터 라인들을 통해 각 셀의 로직 층을 외부에 연결한다. 앞서 설명된 통합된 검출기 모듈(240)은, 이차 전자 포착이 다양한 랜딩 에너지들에 대해 최적화될 수 있기 때문에, 튜닝가능한 랜딩 에너지를 갖는 시스템과 함께 사용될 때 특히 유리하다. 또한, 어레이 형태의 검출기 모듈이 최저 전극 어레이뿐만 아니라 다른 전극 어레이들에도 통합될 수 있다. 이러한 검출기 모듈은, 예를 들어 대물 렌즈의 가장 빔 하류의 표면 위의 신틸레이터 또는 PIN 검출기와 같은 반도체 검출기인 검출기들을 특징으로 할 수 있다. 이러한 검출기 모듈들은 전류 검출기를 포함하는 검출기 모듈과 유사한 회로 아키텍처를 특징으로 할 수 있다. 대물 렌즈에 통합된 검출기 모듈의 더 자세한 사항 및 대안적인 구성들은 EP 출원 20184160.8호 및 20217152.6호에서 찾아볼 수 있으며, 이 문서는 적어도 검출기 모듈의 세부사항에 관하여 본 명세서에서 인용참조된다.
검출기에는 다수 부분들, 더 구체적으로는 다수 검출부들이 제공될 수 있다. 다수 부분들을 포함하는 검출기는 서브-빔들(211, 212, 213) 중 하나와 연계될 수 있다. 따라서, 하나의 검출기(240)의 다수 부분들은 일차 빔들[이는 달리 서브-빔들(211, 212, 213)로 지칭될 수 있음] 중 하나에 관하여 샘플(208)로부터 방출된 신호 입자들을 검출하도록 구성될 수 있다. 다시 말해서, 다수 부분들을 포함하는 검출기는 대물 렌즈 조립체의 전극들 중 적어도 하나에서의 어퍼처들 중 하나와 연계될 수 있다. 더 구체적으로, 다수 부분들을 포함하는 검출기(405)는 이러한 검출기의 일 예시를 제공하는 단일 어퍼처(406) 주위에 배치될 수 있다. 언급된 바와 같이, 검출기 모듈로부터의 검출 신호는 이미지를 생성하는 데 사용된다. 다수 검출부들을 사용하면, 검출 신호는 데이터 세트들 또는 검출 이미지로 처리될 수 있는 상이한 검출 신호들로부터의 성분들을 포함한다.
일부 실시예들에서, 대물 렌즈 어레이(241)는 그 자체로 또는 제어 렌즈 어레이 및/또는 검출기 어레이와 같은 다른 요소들과 조합하여 교환가능한 모듈이다. 교환가능한 모듈은 현장 교체가능할 수 있으며, 즉 모듈은 현장 엔지니어에 의해 새로운 모듈로 바뀔 수 있다. 일부 실시예들에서, 다수의 교환가능한 모듈들이 시스템 내에 포함되며, 전자 빔 시스템을 열지 않고도 작동가능한 위치와 비-작동가능한 위치 사이에서 바뀔 수 있다.
일부 실시예들에서, 서브-빔들에서 1 이상의 수차를 감소시키는 1 이상의 수차 보정기가 제공된다. 중간 포커스들(또는 중간 이미지 평면)에, 또는 이에 바로 인접하여 위치되는 수차 보정기들은 상이한 빔들에 대해 상이한 위치들에 있는 것으로 보이는 소스(201)를 보정하기 위한 디플렉터들을 포함할 수 있다. 보정기들은 각각의 서브-빔과 대응하는 대물 렌즈 사이의 양호한 정렬을 방해하는 소스로부터 발생하는 거시적 수차들을 보정하는 데 사용될 수 있다. 수차 보정기들은 적절한 칼럼 정렬을 방해하는 수차들을 보정할 수 있다. 수차 보정기들은 EP2702595A1에 개시된 바와 같은 CMOS 기반 개별 프로그램가능 디플렉터들 또는 EP2715768A2에 개시된 바와 같은 다극 디플렉터들의 어레이일 수 있으며, 이 두 문서의 빔릿 머니퓰레이터에 대한 설명들은 본 명세서에서 인용참조된다. 수차 보정기들은: 필드 곡률; 포커스 오차; 및 비점수차 중 1 이상을 감소시킬 수 있다.
여러 상이한 시스템 아키텍처들이 본 발명의 실시예들에 따른 검사 방법들을 수행하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 전자 빔 시스템은 단일 빔 시스템일 수 있거나, 또는 복수의 단일 빔 칼럼들을 포함할 수 있거나, 또는 복수의 멀티-빔 칼럼들을 포함할 수 있다. 칼럼들은 앞선 실시예들 또는 실시형태들 중 어느 하나에서 설명된 전자 광학 시스템(41)을 포함할 수 있다. 복수의 칼럼들(또는 멀티-칼럼 시스템)로서, 디바이스들은 2 내지 100 이상의 칼럼들일 수 있는 어레이로 배치될 수 있다. 전자 빔 시스템은 도 2 내지 도 8 중 어느 하나에 도시되고 이를 참조하여 설명된 바와 같은 예시들의 형태를 취할 수 있다.
본 명세서의 도입부에서 언급된 바와 같이, 샘플 평가 방법들이 사용되어 샘플에서 원하지 않은 패턴 결함들의 정도를 평가할 수 있다. 이러한 방법들은 샘플에서 관심 피처들의 위치를 찾고, 그 피처들을 데이터베이스 또는 샘플의 다른 곳에서의 각 기준 버전들과 비교하는 단계를 수반할 수 있다. 상이한 다이 구역들에서의 피처들의 측정된 이미지들의 비교를 수반하는 평가 방법은 다이-투-다이(die-to-die: D2D) 프로세스라고 칭해질 수 있다. 다이 구역 내의 피처의 측정된 이미지와 데이터베이스 내의 기준 이미지의 비교를 수반하는 평가 방법은 다이-투-데이터베이스(D2DB) 프로세스라고 칭해질 수 있다.
일부 구성들에서, (예를 들어, D2DB 또는 D2D를 위한) 정렬이 필드 구역들 및 필드 구역들 내의 다이 구역들의 위치들에 대한 정보를 제공하는 샘플 맵을 사용하여 수행될 수 있다. 샘플 맵은 샘플 평가 방법을 수행할 디바이스와는 별개인 메트롤로지 툴(예를 들어, 하전 입자 빔들을 사용하지 않는 광학 메트롤로지 툴)로부터 가져올 수 있다. 대안적으로, 샘플 맵은 다이들에서의 기준 마크들의 위치들을 측정하고, 샘플 맵을 생성하기 위해 측정된 위치들을 사용함으로써 생성될 수 있다. 이러한 맵은 통상적으로, 필드 구역들이 직사각형이고 규칙적인 직사각형 그리드의 그리드 지점들에 배치된다고 가정하여 생성된다. 또한, 다이 구역들은 통상적으로 직사각형이며, 더 작은 피치의 규칙적인 직사각형 그리드의 그리드 지점들에 배치된다. 기준 마크들이 측정되어 그리드들의 위치 및 피치를 결정한다. 예를 들어, 다이 구역들의 각 코너들의 위치들을 식별하는 기준 마크들(다이 코너 마크들이라고 할 수 있음)이 제공될 수 있다. 연결된 다이 구역들의 그룹을 각각 포함하는 필드 구역들이 정의될 수 있다. 예를 들어, 각각의 필드 구역은 2x3 어레이의 다이 구역들을 포함할 수 있다.
생성된 샘플 맵과 실제 샘플 맵 간의 편차들은 평가 방법들 동안 관심 피처들이 어디에 있는지 정확히 예상되지 않게 한다. 이러한 이유로, 평가 방법들은 통상적으로 관심 피처들의 정확한 위치들을 찾기 위한 검색 절차를 필요로 한다. 검색 절차는 국부적 정렬 지점(LAP)들과 같은 선택된 다이 마크들의 검색을 포함할 수 있다. 각각의 선택된 다이 마크와 연계된 검색 구역은 각자의 다이 마크가 위치되고 다른 다이 마크는 검색 구역에 위치되지 않을 정도로 커야 한다. 검색 구역의 크기를 증가시키는 것은 바람직하게 않게 검색 구역을 검색하는 데 필요한 시간을 증가시킨다. 또한, 검색 구역의 크기를 증가시키는 것은 검색 구역이 하나보다 많은 관련 다이 마크(예를 들어, LAP)를 포함할 위험을 증가시킬 수 있으며, 이는 잘못된 다이 마크에 기초하여 정렬이 수행될 위험이 있을 수 있다.
실제로, 샘플 상의 다이들의 노광에서 다이 구역들 및 필드 구역들은 완벽하게 직사각형이 아니고, 규칙적인 직사각형 그리드의 그리드 지점들의 중심에 정확히 놓이지 않는다. 이러한 효과들은 노광을 수행하는 데 사용되는 리소그래피 장치에서의 제한들로 인해, 뿐만 아니라 리소그래피 장치 자체가 공정-유도된 오버레이 드리프트를 최소화하기 위해 보정들도 적용하기 때문에 발생한다. 이 보정들은 필드-간(interfield) 보정들 및 필드-내(intrafield) 보정들을 둘 다 포함한다. 필드-간 보정들은 웨이퍼 그리드 보정들로 지칭될 수 있다. 필드-내 보정들은 필드 그리드 보정들로 지칭될 수 있다. 노광 동안 적용되는 보정들에 대한 정보는 노광 보정 데이터로서 출력될 수 있다(아래 참조).
필드-간 보정들은 샘플 상의 필드 구역들의 위치들을 보정하도록 적용된다. 위치들은 샘플의 왜곡으로 인해 보정되어야 할 수 있다. 다양한 공정 단계들이 샘플에 왜곡을 야기할 수 있다. 왜곡은 화학 기계적 연마 및/또는 열적 어닐링으로부터 발생할 수 있다. 왜곡은 웨이퍼 상의 기계적 응력으로 인한 샘플의 전체 형상의 변화들로 인해 발생하거나, 및/또는 상이한 지지체들 사이에서 웨이퍼를 이송함으로써 야기될 수 있다. 필드-간 보정들은 리소그래피 장치에 의해 이러한 왜곡을 보상하도록 적용된다. 필드-간 보정들은 3차 내지 5차 피팅들에 기초한(예를 들어, 3차 내지 5차 다항식들에 기초한) 보정들과 같은 고차 보정들을 수반할 수 있다. 리소그래피 장치는 (필드-간 보정들의 적용 후) 필드 구역들의 보정된 위치들에 따라 필드 구역들을 노광한다.
필드-내 보정들은 각각의 필드 형상을 보정하도록 적용된다. 노광 동안, 필드 형상은 이미지 설정, 렌즈 가열 및 레티클 스테이지 드리프트와 같은 다양한 인자들로 인해 변형될 수 있다. 통상적으로, 3차 내지 5차 피팅이 적용되어 필드 형상의 변형을 나타낸다. 리소그래피 장치는 보정들을 고려하면서 각각의 필드 구역이 노광될 것을 보장하도록 렌즈 또는 레티클 스테이지를 조정할 수 있다. 리소그래피 장치의 노광 슬릿 및/또는 스캐닝에서의 제약들로 인해, 노광 동안 필드-내 보정들 중 일부가 무시될 것이다.
실제로 발생하는 필드 구역들의 위치 및/또는 형상에서의 복잡한 비-선형 편차들은, 관련 다이 마크들의 위치들(예를 들어, LAP)과 다이 구역들 및 필드 구역들이 직사각형 요소들의 규칙적인 어레이로 이루어진 단순한 모델에 기초하여 생성된 샘플 맵에서 예상된 위치들 사이의 큰 미스매칭으로 이어질 수 있다. 큰 위치 미스매칭은 평가 방법들에서의 스루풋 및 신뢰성을 감소시킨다. 미스매칭은 샘플이 측정에 이용가능하기 전 오프라인 설정 절차(때로는 웨이퍼-없는 오프라인 레시피 설정이라고도 함)를 수행하려는 경우에 특히 문제가 된다. 미스매칭은 샘플이 이용가능한 경우에 일련의 수동 레시피 조정들이 수행되어야 함을 의미하며, 이는 오프라인 설정 절차의 유용성을 감소시킨다.
아래에서 설명되는 실시예들은 앞서 설명된 과제들 중 1 이상을 적어도 부분적으로 해결하는 것을 목표로 한다.
도 9 및 도 11은 샘플(208) 상의 패턴을 정의하기 위해 리소그래피 장치에 의해 처리된 샘플(208)을 도시한다. 샘플(208)은 복수의 다이 구역들(502)(도시되지 않음) 및 필드 구역들(504)에서 처리된다. 각각의 다이 구역(502)은 예를 들어 리소그래피 공정에 의해 정의된 패턴 내의 각 다이에 대응할 수 있다. 각각의 필드 구역(504)은 리소그래피 공정 동안 샘플(208)의 각 노광에 의해 처리되는 구역에 대응할 수 있다. 각각의 필드 구역(504)은 복수의 다이 구역들(502)을 포함하거나, 복수의 다이 구역들(502)로 이루어진다. 도 14를 참조하여 아래에서 논의되는 예시에서, 각각의 필드 구역(504)은 2x3 어레이의 다이 구역들(502)을 포함한다.
앞서 논의된 바와 같이, 다양한 인자들로 인해 필드 구역들(504)의 위치들 및 형상들이 왜곡되어 필드 구역들(504)의 위치들 및 형상들을 나타내는 실제 샘플 맵이 공칭 샘플 맵과 크게 상이하도록 한다. 필드 구역들(504)의 실제 샘플 맵의 개략적인 예시가 도 9 및 도 11에서 510으로 표시된 실선 그리드에 의해 도시되어 있다. 그리드의 실선들은 필드 구역들(504)의 경계를 나타낸다. 각각의 필드 구역들(504)은 복수의 다이 구역들(502)을 포함하지만, 이들은 나타내지 않는다.
앞서 논의된 바와 같이, 필드 구역들의 샘플 맵은 다이 구역들 내의 기준 마크들의 측정들에 기초하여 생성될 수 있다. 이러한 생성된 샘플 맵들의 예시가 도 9 및 도 11에서 520으로 표시된 파선 그리드에 의해 도시되어 있다.
도 9는 필드 구역들(504)이 직사각형이고 규칙적인 직사각형 어레이의 그리드 지점들에 위치된다고 가정하여 샘플 맵이 생성되는 경우를 도시한다. 도 10은 도 9의 필드 구역들(504) 중 예시적인 하나를 도시하며, 510으로 표시된 실선 경계가 필드 구역(504)의 실제 위치 및 형상을 나타내고, 520으로 표시된 파선 경계가 생성된 샘플 맵에 따른 필드 구역(504)의 위치 및 형상을 나타낸다. 이러한 방식으로 샘플 맵이 생성되는 경우, 필드 구역(504)의 실제 위치 및 형상과 생성된 샘플 맵에 의해 예측된 필드 구역(504)의 위치 및 형상 사이에 큰 미스매칭이 존재한다는 것을 알 수 있다. 도 10에 나타낸 바와 같이, 후속 정렬 프로세스에서 선택된 다이 마크(예를 들어, LAP)를 검색하기 위한 검색 구역(515)은 다이 마크를 신뢰성 있게 캡처하기 위해 비교적 커야 한다. 이는 생성된 맵에 따른 다이 마크의 예측된 위치(512)가 다이 마크의 실제 위치(522)와 비교적 멀리 있기 때문이다.
도 11은 본 발명의 방법들을 사용하여 샘플 맵이 생성되는 경우를 도시한다. 이 방법들은 샘플(208) 상의 필드 구역들(504)의 더 복잡한 구성들을 허용하여, 생성된 샘플 맵과 현실 사이의 더 밀접한 매칭을 허용한다. 도 12는 도 11의 필드 구역들(504) 중 예시적인 하나를 도시하며, 510으로 표시된 실선 경계가 필드 구역(504)의 실제 위치 및 형상을 나타내고, 520으로 표시된 파선 경계가 생성된 샘플 맵에 따른 필드 구역(504)의 위치 및 형상을 나타낸다. 도 9 및 도 10에 나타낸 상황과 비교하면, 도 11 및 도 12의 구성에서 생성된 샘플 맵이 현실과 훨씬 더 밀접한 매칭을 제공한다는 것을 알 수 있다. 결과적으로, 검색 구역(515)은 정렬에 사용되는 다이 마크들을 여전히 신뢰성 있게 캡처하면서 훨씬 더 작을 수 있다.
앞선 기능을 달성하는 예시적인 방법이 도 13 및 도 14를 참조하여 아래에서 설명된다. 상기 방법은 샘플 맵을 생성한다. 샘플 맵은 필드 구역들의 위치들 및 형상들을 정의한다. 상기 방법은 도 1을 참조하여 앞서 논의된 것과 같은 하전 입자 검사 시스템에 의해 수행될 수 있다. 하전 입자 검사 시스템은 전자 빔 시스템(40)을 포함할 수 있다. 전자 빔 시스템(40)은 샘플(208) 상으로 1 이상의 전자 빔을 투영하고, 샘플(208)로부터 방출되는 신호 전자들을 검출하여, 표면의 재료 구조체의 특성들을 나타내는 이미지와 같은 샘플(208)의 표면에 대한 정보를 얻는다. 전자 빔 시스템(40)은 도 2 내지 도 8을 참조하여 앞서 설명된 형태들 또는 다른 형태들 중 어느 하나를 취할 수 있다.
앞서 설명된 바와 같이 리소그래피 공정에 의해 처리된 샘플(208)이 제공된다. 샘플(208)은 다이 구역들(502)(예컨대, 다이들)을 포함한다. 다이 구역들(502)은 복수의 필드 구역들(504)(예를 들어, 필드들) 사이에 분포된다. 각각의 필드 구역(504)은 복수의 다이 구역들(502)을 포함한다.
도 13(왼쪽 부분)에 개략적으로 도시된 바와 같이, 상기 방법은 복수의 필드 구역들(504) 각각에서 제 1 마크(532)의 위치를 측정하는 단계를 더 포함한다. 제 1 마크들의 위치들은 샘플(208)의 기하학적 중심(예를 들어, 웨이퍼의 중심)과 같이, 샘플(208) 상의 공통 기준 위치에 대해 측정될 수 있다. 제 1 마크들(532)은 십자로서 개략적으로 도시되고, 샘플(208) 상의 필드 구역들(504)의 공칭(변형되지 않은) 구성에 대해 표시된다.
상기 방법은 제 1 마크들(532)의 측정된 위치들에 제 1 모델을 피팅하는 단계를 더 포함한다. 피팅된 제 1 모델은 필드 구역들(504)의 위치들을 나타낸다. 나타낸 위치들은 도 13(오른쪽 부분)에 개략적으로 도시되어 있다.
도 14(왼쪽 부분)에 개략적으로 도시된 바와 같이, 상기 방법은 하나의 필드 구역(504) 또는 복수의 필드 구역들(504) 각각에서 복수의 제 2 마크들(534)의 위치들을 측정하는 단계를 더 포함한다. 각각의 필드 구역(504) 내의 제 2 마크들의 위치들은 필드 구역(504)의 기하학적 중심과 같이, 그 필드 구역(504)에 특정한 기준점에 대해 측정될 수 있다.
상기 방법은 제 2 마크들(534)의 측정된 위치들에 제 2 모델을 피팅하는 단계를 더 포함한다. 피팅된 제 2 모델은 각각의 필드 구역(504)의 형상을 나타낸다. 필드 구역들(504) 중 하나의 형상을 나타내는 일 예시가 도 14(오른쪽 부분)에 도시되어 있다. 제 2 마크들(534)은 다수 필드 구역들(504)에서 측정될 수 있다. 제 2 모델의 피팅은, 그 안의 제 2 마크들을 사용하여 다수의 상이한 필드 구역들(504)의 형상들을 독립적으로 결정하는 것을 포함할 수 있다. 따라서, 상이한 필드 구역들(504)은 상이한 형상들을 갖는 것으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 제 2 마크들은 3 내지 10 개의 필드 구역들(504) 각각에서, 선택적으로 3 내지 6 개의 필드 구역들(504) 각각에서, 선택적으로 3 또는 4 개의 필드 구역들(504) 각각에서 측정된다. 이 필드 구역들(504) 각각에서 측정된 제 2 마크들의 수는 5 내지 20 개의 범위, 선택적으로 8 내지 18 개의 범위, 선택적으로 10 내지 15 개의 범위에 있을 수 있다. 측정된 제 2 마크들은 이 필드 구역들(504)의 형상들을 독립적으로 결정하는 데 사용될 수 있다. 결정된 형상들의 평균이 결정되어 근사치로서 맵의 모든 필드 구역들(504)에 적용될 수 있다. 이 경우, 제 2 모델은 필드 구역들(504)의 형상들을 모두 서로 동일한 것으로 나타낼 수 있다. 다른 실시예들에서, 피팅된 제 2 모델은 상이한 필드 구역들(504)에 대해 상이한 형상들을 나타낸다.
상기 방법은 피팅된 제 1 모델 및 제 2 모델을 사용하여 샘플 맵을 출력하는 단계를 더 포함한다. 따라서, 피팅된 제 1 모델에 의해 제공되는 필드 구역들(504)의 위치들의 표현들이 피팅된 제 2 모델에 의해 제공되는 필드 구역들(504)의 형상들의 표현들과 조합되어 샘플 맵을 제공한다.
제 1 모델 및 제 2 모델 중 하나 또는 둘 모두는 비-선형 지오메트리를 나타내도록 구성된다. 따라서, 다이 구역들(502) 및 필드 구역들(504)이 직사각형이고 규칙적인 직사각형 그리드의 그리드 지점들에 배치된다고 가정하여 맵이 생성되는 도 9 및 도 10을 참조하여 앞서 논의된 상황과는 대조적으로, 제 1 모델 및/또는 제 2 모델에는 더 큰 자유도가 제공되어 생성된 샘플 맵과 현실 사이의 더 나은 매칭을 허용한다.
일부 실시예들에서, 제 1 모델은 필드 구역들(504)의 행(row)들 및 필드 구역들(504)의 열(column)들을 갖는 어레이에서 필드 구역들(504)의 위치들을 나타내도록 구성된다. 행들 중 적어도 하나는 비-선형이고, 및/또는 열들 중 적어도 하나는 비-선형이다. 비-선형 행에서, 행의 필드 구역들(504)은 비-선형인 행 라인을 따라 정렬될 것이다. 행 라인은 행에서의 필드 구역들(504)의 기하학적 중심들을 통과하는 라인으로서 정의될 수 있다. 예시적인 행 라인들(533)이 도 13(오른쪽 부분)에 개략적으로 도시되어 있다. 유사하게, 비-선형 열에서, 열의 필드 구역들(504)은 비-선형인 열 라인(도시되지 않음)을 따라 정렬될 것이다. 행 라인들과 열 라인들 간의 교차점들이 어레이 내의 필드 구역들(504)의 위치들, 예컨대 필드 구역들(504)의 기하학적 중심들의 위치들을 정의할 수 있다. 행 라인들 및/또는 열 라인들이 비-선형이게 하도록 충분한 자유도를 갖는 제 1 모델을 제공하는 것은 제 1 모델이 필드 구역들(504)의 위치들을 설명할 수 있는 정확성을 개선한다.
다양한 수학적 구조들이 사용되어 제 1 모델을 정의할 수 있다. 일 예시에서, 제 1 모델은 행 라인들 및 열 라인들을 정의하는 복수의 방정식들을 포함한다. 따라서, 제 1 모델은 각각의 비-선형 행 및/또는 비-선형 열을 각자의 비-선형 방정식으로 나타낼 수 있다. 일부 실시예들에서, 방정식들은 2 이상의 차수를 갖는 다항식들이다. 선택적으로, 다항 방정식들의 차수는 3 내지 5의 범위에 있다. 이것이 피팅의 정밀도와 샘플링 스루풋 사이에 우수한 밸런스를 제공하는 것으로 밝혀졌다. 다항식 f(x)에 대한 일반적인 표현은 다음과 같으며, 여기서 차수는 대응하는 계수 ak에 대해 0이 아닌 값이 있는 k의 가장 큰 값이다:
각각의 방정식의 계수들(예를 들어, 앞서 주어진 다항식 예시에서의 ak의 값들)은 방정식이 나타내는 라인의 정확한 형상 및 위치를 정의한다. 각각의 제 1 마크는 제 1 마크가 위치되는 필드 구역(504)에 대해 알려진 위치를 갖는다. 따라서, 제 1 마크들의 측정된 위치들에 대한 제 1 모델의 피팅은 그 안의 제 1 마크들이 평균적으로 각자의 측정된 위치들에 가능한 한 가깝도록 필드 구역들(504)이 생성된 샘플 맵에 위치되게 하는 방정식들의 계수들을 결정함으로써 수행될 수 있다. 스플라인 표현들과 같은 다른 곡선 표현들도 가능하다.
유사한 고려사항들이 제 2 모델에 적용된다. 제 2 모델은 도 14(오른쪽 부분)에 예시된 바와 같이, 형상의 경계의 적어도 일부가 비-선형이도록 각각의 필드 구역(504)의 형상을 나타내도록 구성될 수 있다. 제 2 모델은 경계의 각각의 비-선형 부분을 각자의 비-선형 방정식으로 나타낼 수 있다. 비-선형 방정식은 차수가 2 이상(선택적으로, 3 내지 5의 범위)인 다항식을 포함하여, 제 1 모델에 대해 앞서 설명된 형태들 중 어느 하나를 취할 수 있다.
일부 실시예들에서, 제 2 마크들의 위치들의 측정은 피팅된 제 1 모델에 의해 나타낸 필드 구역들(504)의 위치들을 사용하여 수행된다. 피팅된 제 1 모델에 의해 제공되는 필드 구역 위치들의 개선된 맵은 제 2 마크들의 위치 찾기를 용이하게 하여, 제 2 마크들의 위치들의 측정의 속도 및/또는 신뢰성을 개선할 수 있다.
도 15 및 도 16은 도 11 내지 도 14를 참조하여 앞서 설명된 방법과 조합하여, 또는 그 대신에 사용될 수 있는 또 다른 방법을 개략적으로 도시한다. 상기 방법은 다시 파선 그리드(520)에 의해 개략적으로 나타낸 바와 같이, 필드 구역들의 위치들 및 형상들을 나타내는 샘플 맵을 생성하는 단계를 포함한다. 샘플(208)은 앞서 논의된 구성들 중 어느 하나의 필드 구역들(504) 및 다이 구역들(502)을 포함할 수 있다. 본 방법은 리소그래피 공정에서 필드 구역들(504) 각각을 노광하는 데 사용되는 리소그래피 장치로부터 노광 보정 데이터(540)를 수신하는 단계를 더 포함한다. 상기 방법은 노광 보정 데이터(540)를 사용하여 샘플 맵을 생성하는 단계를 포함한다.
앞서 설명된 바와 같이, 리소그래피 장치는 통상적으로 샘플 상의 다이 구역들의 위치들 및/또는 형상들에 다양한 복잡한(비-선형) 보정들을 적용할 것이다. 노광 보정 데이터(540)는 이러한 보정들에 대한 정보를 포함하며, 이에 의해 필드 구역들(504)의 예상 위치들 및 형상들에 대한 정보를 제공한다. 노광 보정 데이터는 앞서 설명된 필드-간 및 필드-내 보정들 및/또는 필드 구역들(504)의 위치들 및/또는 형상들에 영향을 미치는 여하한의 다른 보정들에 대한 정보를 포함할 수 있다. 노광 보정 데이터(540)는 (앞서 논의된 도 9 및 도 10에 예시된 바와 같이) 필드 구역들(504)이 직사각형이고 규칙적인 직사각형 어레이의 그리드 지점들에 위치된다고 가정하는 대안적인 방법들보다 현실에 더 가까운 [도 15(오른쪽 부분)에 예시된 바와 같은] 샘플 맵을 생성할 수 있게 한다. 필드 구역들(504)의 위치들 및/또는 형상들은 도 11 내지 도 14를 참조하여 앞서 설명된 방식들 중 어느 하나에서 정의될 수 있다. 필드 구역들(502)의 위치들은 필드 구역들의 행들 및 필드 구역들의 열들을 갖는 어레이에서 정의될 수 있으며, 행들 중 적어도 하나는 비-선형이고, 및/또는 열들 중 적어도 하나는 비-선형이다. 필드 구역들(505)의 정의된 형상들은 비-선형 부분들을 갖는 경계들을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 도 16에 예시된 바와 같이, 상기 방법은 수신된 노광 보정 데이터를 사용하여 생성된 샘플 맵[도 16의 왼쪽 부분에서 그리드(520)에 의해 나타냄]에 보정을 적용하여 보정된 샘플 맵[도 16의 오른쪽 부분에서 그리드(521)에 의해 나타냄]을 얻는 단계를 더 포함한다. 이러한 보정은, 예를 들어 샘플(208)의 공정 드리프트 또는 휨으로 인해 필요할 수 있다. 또한, 생성된 샘플 맵을 사용하여 결함들을 평가할 평가 장치에서 사용되는 공간 측정 시스템들과 비교하여 리소그래피 장치에서 사용되는 공간 측정 시스템들 간에 차이가 있을 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 방법은 샘플(208) 상의 복수의 기준 마크들(536)의 위치들을 측정하고, 측정된 위치들을 사용하여 보정된 샘플 맵을 생성하는 단계를 포함한다. 보정된 샘플 맵은 생성된 샘플 맵 내의 기준 마크들의 위치들과 샘플(208) 상의 기준 마크들의 실제 위치들 사이의 평균 차이를 최소화하기 위한 것일 수 있다. 도 16의 오른쪽 부분의 반경방향 안쪽을 향하는 화살표들은 보정을 개략적으로 도시하며, 이는 이 예시에서 기준 마크들의 측정된 위치들에 대한 개선된 매칭을 달성하기 위해 그리드의 전반적인 반경방향 축소를 포함한다.
일부 실시예들에서, 보정된 맵은 기준 마크들의 측정된 위치들에 대한 개선된 매칭을 달성하기 위해 노광 보정 데이터를 사용하여 생성된 샘플 맵을 선형으로 조정함으로써 생성된다. 선형 조정은, 예를 들어 생성된 샘플 맵의 지오메트리(예를 들어, 종횡비)를 변화시키지 않고 생성된 샘플 맵의 크기를 증가 또는 감소시키는 것을 포함할 수 있다. 기준 마크들(536)의 수는 비교적 자유롭게 선택될 수 있다. 일부 실시예들에서, 6 내지 10 개의 기준 마크들(536)을 사용한 선형 모델이 우수한 성능을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 대안적으로, 고차 보정들이 적용될 수도 있지만, 발명자들은 이러한 특정 타입의 보정을 위한 선형 조정이 많은 시나리오에서 만족스러운 성능을 제공한다는 것을 발견하였다. 이는 수신된 노광 보정 데이터에 기초하여 생성된 초기 샘플 맵에서 그리드의 복잡한 비-선형 왜곡들에 대한 정보가 이미 제공되었기 때문이다.
일부 실시예들에서, 보정된 맵에 대한 정보는 피드백으로서 리소그래피 장치에 제공된다. 이는 후속 리소그래피 공정들이 리소그래피 공정들에서의 오차들을 감소시키도록 적응될 수 있게 한다. 예를 들어, 보정된 샘플 맵이 오프셋이 드리프트되고 있음을 나타내는 경우, 이는 리소그래피 공정의 불안정성에 대한 정보를 제공할 수 있다. 일부 실시예들에서, 리소그래피 장치는 보정된 샘플 맵에 기초하여 공정 파라미터들을 적응시켜 리소그래피 장치의 성능을 개선한다. 적응은 향후 생성된 샘플 맵들에 대한 보정들의 필요를 감소시킬 수 있다. 따라서, 앞서 설명된 기술들 중 어느 하나를 사용하여 보정된 샘플 맵을 생성하고, 생성된 보정된 맵을 사용하여 후속 샘플에 대해 수행되는 리소그래피 공정을 적응시키는 단계를 포함하는 샘플 처리 방법이 제공될 수 있다.
일부 실시예들에서, 앞서 설명된 방법들 중 어느 하나에 따라 샘플 맵을 생성하는 단계를 포함하는 평가 방법이 제공된다. 평가 방법은 1 이상의 관심 피처의 위치를 찾기 위해 생성된 샘플 맵을 사용하여 샘플(208)을 검사하는 단계를 포함한다. 평가 방법은 1 이상의 관심 피처가 결함들을 포함하는 정도를 평가하는 단계를 포함할 수 있다. 이는 관심 피처들의 이미지들을 샘플의 다른 곳, 다른 샘플들, 또는 데이터베이스에서의 기준 이미지들과 비교함으로써 달성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 검사는 1 이상의 하전 입자(예컨대, 전자) 빔을 샘플(208)로 향하게 하고 샘플(208)로부터 방출되는 1 이상의 하전 입자(예컨대, 전자)를 검출함으로써 수행된다. 검사는 도 1 내지 도 8을 참조하여 앞서 설명된 전자 광학 구성들 중 어느 하나 또는 하전 입자 빔을 사용하여 샘플을 검사하기 위한 여하한의 다른 적절한 구성을 사용할 수 있다. 또한, 검사는 전자기 방사선에 기초한 광학 기술들과 같은 다른 기술들을 사용하여 수행될 수 있다.
상부 및 하부, 상류 및 하류, 위 및 아래 등에 대한 언급은 샘플(208)에 충돌하는 전자 빔 또는 멀티-빔의 빔 상류 및 빔 하류 방향들(통상적으로 항상 수직은 아님)에 평행한 방향들을 지칭하는 것으로서 이해되어야 한다. 따라서, 빔 상류 및 빔 하류에 대한 언급은 현재 중력장과 관계없이 빔 경로에 관한 방향들을 지칭하도록 의도된다.
본 명세서에 설명된 실시예들은 빔 또는 멀티-빔 경로를 따라 어레이들로 배치되는 일련의 어퍼처 어레이들 또는 전자 광학 요소들의 형태를 취할 수 있다. 이러한 전자 광학 요소들은 정전기적일 수 있다. 일부 실시예들에서, 예를 들어 빔 제한 어퍼처 어레이로부터 샘플 전의 서브-빔 경로의 마지막 전자 광학 요소까지의 모든 전자 광학 요소들은 정전기적일 수 있고, 및/또는 어퍼처 어레이 또는 플레이트 어레이의 형태일 수 있다. 일부 구성들에서, 전자 광학 요소들 중 1 이상은 마이크로전자기계 시스템(MEMS)으로서(즉, MEMS 제조 기술들을 사용하여) 제조된다. 전자 광학 요소들은 자기 요소들 및 정전기 요소들을 가질 수 있다. 예를 들어, 복합 어레이 렌즈는 자기 렌즈 내의 상부 및 하부 극판(pole plate)들로 멀티-빔 경로를 둘러싸고 멀티-빔 경로를 따라 배치되는 매크로 자기 렌즈를 특징으로 할 수 있다. 극판들에는 멀티-빔의 빔 경로들을 위한 어퍼처들의 어레이가 있을 수 있다. 전극들은 복합 렌즈 어레이의 전자기장을 제어하고 최적화하기 위해 극판들 위, 아래 또는 사이에 존재할 수 있다.
본 발명에 따른 평가 툴 또는 평가 시스템은 샘플의 정성적 평가(예를 들어, 합격/불합격)를 수행하는 장치, 샘플의 정량적 측정(예를 들어, 피처의 크기)을 수행하는 장치, 또는 샘플 맵의 이미지를 생성하는 장치를 포함할 수 있다. 평가 툴들 또는 시스템들의 예시들로는 검사 툴(예를 들어, 결함 식별용), 검토 툴(예를 들어, 결함 분류용) 및 메트롤로지 툴, 또는 검사 툴, 검토 툴 또는 메트롤로지 툴과 관련된 평가 기능들의 여하한의 조합을 수행할 수 있는 툴들(예를 들어, 메트로-검사 툴들)이 있다.
소정 방식으로 하전 입자 빔을 조작하도록 제어가능한 구성요소들 또는 요소들의 시스템 또는 구성요소에 대한 언급은 설명된 방식으로 하전 입자 빔을 조작하기 위해 구성요소를 제어하도록 제어기 또는 제어 시스템 또는 제어 유닛을 구성하는 것을 포함하며, 또한 선택적으로 다른 제어기 또는 디바이스(예를 들어, 전압 공급기)를 사용하여 이러한 방식으로 하전 입자 빔을 조작하도록 구성요소를 제어하는 것을 포함한다. 예를 들어, 전압 공급기는 1 이상의 구성요소에 전기적으로 연결되어, 제어기 또는 제어 시스템 또는 제어 유닛의 제어 하에, 제어 렌즈 어레이(250) 및 대물 렌즈 어레이(241)의 전극들과 같은 구성요소들에 전위를 적용할 수 있다. 스테이지와 같은 작동가능한 구성요소는 구성요소의 작동을 제어하기 위해 1 이상의 제어기, 제어 시스템 또는 제어 유닛을 사용하여 작동하고, 이에 따라 빔 경로와 같은 또 다른 구성요소에 대해 이동하도록 제어가능할 수 있다.
제어기 또는 제어 시스템 또는 제어 유닛에 의해 제공되는 기능은 컴퓨터-구현될 수 있다. 예를 들어, CPU, RAM, SSD, 마더보드, 네트워크 연결, 펌웨어, 소프트웨어, 및/또는 필요한 컴퓨팅 작업들이 수행되게 하는 당업계에 알려진 다른 요소들을 포함하는 요소들의 여하한의 적절한 조합이 사용되어 필요한 기능을 제공할 수 있다. 필요한 컴퓨팅 작업들은 1 이상의 컴퓨터 프로그램에 의해 정의될 수 있다. 1 이상의 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터 판독가능한 명령어들을 저장하는 매체, 선택적으로는 비-일시적(non-transitory) 매체의 형태로 제공될 수 있다. 매체는 컴퓨터 프로그램 제품이라고 칭해질 수 있다. 컴퓨터 판독가능한 명령어들이 컴퓨터에 의해 판독될 때, 컴퓨터는 필요한 방법 단계들을 수행한다. 컴퓨터는 독립형 유닛 또는 네트워크를 통해 서로 연결되는 복수의 상이한 컴퓨터들을 갖는 분산 컴퓨팅 시스템으로 이루어질 수 있다.
"서브-빔" 및 "빔릿"이라는 용어는 본 명세서에서 교환가능하게 사용되며, 둘 다 모(parent) 방사선 빔을 나누거나 분할함으로써 모 방사선 빔으로부터 파생되는 여하한의 방사선 빔을 포괄하는 것으로 이해된다. "머니퓰레이터"라는 용어는 렌즈 또는 디플렉터와 같이, 서브-빔 또는 빔릿의 경로에 영향을 미치는 여하한의 요소를 포괄하는 데 사용된다. 요소들이 빔 경로 또는 서브-빔 경로를 따라 정렬된다는 언급은 각각의 요소들이 빔 경로 또는 서브-빔 경로를 따라 위치됨을 의미하는 것으로 이해된다. 광학기에 대한 언급은 전자 광학기를 의미하는 것으로 이해된다.
본 발명의 방법들은 1 이상의 컴퓨터를 포함하는 컴퓨터 시스템들에 의해 수행될 수 있다. 본 발명의 실시예들을 구현하기 위해 사용되는 컴퓨터는, 범용 CPU, 그래픽 처리 유닛(GPU), 필드 프로그램가능 게이트 어레이(FPGA), 주문형 집적 회로(ASIC) 또는 다른 특수 프로세서들을 포함하는 1 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 일부 경우에, 특정 타입들의 프로세서가 비용 절감 및/또는 처리 속도 증가의 측면에서 이점들을 제공할 수 있으며, 본 발명의 실시예들의 방법은 특정 프로세서 타입들의 사용에 적응될 수 있다. 본 발명의 방법들의 소정 단계들은 병렬 연산들을 수반하며, 이는 병렬 연산이 가능한 프로세서들, 예컨대 GPU에서 구현되기 쉽다.
본 명세서에서 사용되는 "이미지"라는 용어는, 각각의 값이 위치의 샘플과 관련되고 어레이 내의 값들의 배열이 샘플링된 위치들의 공간적 배열에 대응하는 여하한의 값들의 어레이를 지칭하도록 의도된다. 이미지는 단층 또는 다층을 포함할 수 있다. 다층 이미지의 경우, 채널이라고도 할 수 있는 각각의 층이 상이한 위치 샘플을 나타낸다. "픽셀"이라는 용어는 어레이의 단일 값, 또는 다층 이미지의 경우, 단일 위치에 대응하는 값들의 그룹을 지칭하도록 의도된다.
본 발명의 실시예들을 구현하기 위해 사용되는 컴퓨터는 물리적이거나 가상일 수 있다. 본 발명의 실시예들을 구현하기 위해 사용되는 컴퓨터는 서버, 클라이언트 또는 워크스테이션일 수 있다. 본 발명의 실시예들을 구현하기 위해 사용되는 다수 컴퓨터들이 LAN(local area network) 또는 WAN(wide area network)을 통해 분산 및 상호연결될 수 있다. 본 발명의 실시예들의 방법의 결과들은 사용자에게 표시되거나, 여하한의 적절한 저장 매체에 저장될 수 있다. 본 발명은 본 발명의 방법을 수행하기 위한 명령어들을 저장한 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 저장 매체로 구현될 수 있다. 본 발명은 1 이상의 프로세서 및 본 발명의 방법을 수행하기 위한 명령어들을 저장한 메모리 또는 저장소를 포함하는 컴퓨터 시스템으로 구현될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들이 다음의 번호가 매겨진 항목들에 정의되어 있다.
1. 샘플 맵을 생성하는 방법으로서,
필드 구역들을 갖는 샘플을 얻는 단계;
복수의 필드 구역들 각각에서 제 1 마크의 위치를 측정하는 단계;
제 1 마크들의 측정된 위치들에 제 1 모델을 피팅하는 단계 -피팅된 제 1 모델은 필드 구역들의 위치들을 나타냄- ;
하나의 필드 구역 또는 복수의 필드 구역들 각각에서 복수의 제 2 마크들의 위치들을 측정하는 단계;
제 2 마크들의 측정된 위치들에 제 2 모델을 피팅하는 단계 -피팅된 제 2 모델은 각각의 필드 구역의 형상을 나타냄- ; 및
피팅된 제 1 및 제 2 모델들을 사용하여 샘플 맵을 출력하는 단계를 포함하는 방법.
2. 1 항에 있어서, 제 1 모델 및 제 2 모델 중 하나 또는 둘 모두는 비-선형 지오메트리를 나타내도록 구성되는 방법.
3. 1 항 또는 2 항에 있어서, 제 2 마크들의 위치들의 측정은 피팅된 제 1 모델에 의해 표현된 필드 구역들의 위치들을 사용하여 수행되는 방법.
4. 1 항 내지 3 항 중 어느 하나에 있어서, 제 1 모델은 필드 구역들의 행들 및 필드 구역들의 열들을 갖는 어레이에서 필드 구역들의 위치들을 나타내도록 구성되며, 행들 중 적어도 하나는 비-선형이고, 및/또는 열들 중 적어도 하나는 비-선형인 방법.
5. 1 항 내지 4 항 중 어느 하나에 있어서, 제 2 모델은 형상의 경계의 적어도 일부가 비-선형이도록 각각의 필드 구역의 형상을 나타내도록 구성되는 방법.
6. 4 항에 있어서, 제 1 모델은 각각의 비-선형 행 및/또는 비-선형 열을 각자의 비-선형 방정식으로 나타내는 방법.
7. 5 항에 있어서, 제 2 모델은 경계의 각각의 비-선형 부분을 각자의 비-선형 방정식으로 나타내는 방법.
8. 6 항 또는 7 항에 있어서, 각각의 비-선형 방정식은 다항 방정식을 포함하는 방법.
9. 8 항에 있어서, 다항 방정식의 차수는 3 내지 5의 범위에 있는 방법.
10. 1 항 내지 9 항 중 어느 하나에 있어서, 제 1 마크들의 위치들은 샘플 상의 공통 기준 위치에 대해 측정되는 방법.
11. 1 항 내지 10 항 중 어느 하나에 있어서, 각각의 필드 구역 내의 제 2 마크들의 위치들은 그 필드 구역에 특정한 기준점에 대해 측정되는 방법.
12. 1 항 내지 11 항 중 어느 하나에 있어서, 각각의 필드 구역은 리소그래피 공정 동안 샘플의 각 노광에 의해 처리되는 구역에 대응하는 방법.
13. 1 항 내지 12 항 중 어느 하나에 있어서, 제 2 마크들은 3 내지 10 개의 필드 구역들 각각에서 측정되는 방법.
14. 1 항 내지 13 항 중 어느 하나에 있어서, 5 내지 20 개의 제 2 마크들의 위치들이 하나의 필드 구역 또는 복수의 필드 구역들 각각에서 측정되는 방법.
15. 샘플 맵을 생성하는 방법으로서,
샘플 맵은 샘플 상의 필드 구역들의 위치들 및 형상들에 대한 정보를 포함하고, 상기 방법은:
필드 구역들을 갖는 샘플을 제공하는 단계;
필드 구역들 각각을 노광하는 데 사용되는 리소그래피 장치로부터 노광 보정 데이터를 수신하는 단계; 및
노광 보정 데이터를 사용하여 샘플 맵을 생성하는 단계를 포함하는 방법.
16. 15 항에 있어서, 샘플 맵은 필드 구역들의 행들 및 필드 구역들의 열들을 갖는 어레이에서 필드 구역들의 위치들을 정의하며, 행들 중 적어도 하나는 비-선형이고, 및/또는 열들 중 적어도 하나는 비-선형인 방법.
17. 16 항에 있어서, 샘플 맵은 비-선형 부분들을 갖는 경계들을 포함하는 필드 구역들의 형상들을 정의하는 방법.
18. 15 항 내지 17 항 중 어느 하나에 있어서, 샘플 상의 복수의 기준 마크들의 위치들을 측정하고, 측정된 위치들을 사용하여 보정된 샘플 맵을 생성하는 단계를 더 포함하는 방법.
19. 18 항에 있어서, 보정된 샘플 맵은 노광 보정 데이터를 사용하여 생성된 샘플 맵을 선형으로 조정함으로써 생성되는 방법.
20. 18 항 또는 19 항에 있어서, 보정된 샘플 맵에 대한 정보를 리소그래피 장치에 제공하여, 후속 리소그래피 공정이 리소그래피 공정에서의 오차들을 감소시키도록 적응될 수 있게 하는 단계를 더 포함하는 방법.
21. 컴퓨터 프로그램 제품으로서,
프로그램이 컴퓨터에 의해 실행될 때, 컴퓨터가 다음 단계들:
샘플 상의 복수의 필드 구역들 각각에서 제 1 마크의 측정된 위치를 나타내는 데이터를 수신하는 단계;
제 1 마크들의 측정된 위치들에 제 1 모델을 피팅하는 단계 -피팅된 제 1 모델은 필드 구역들의 위치들을 나타냄- ;
하나의 필드 구역 또는 복수의 필드 구역들 각각에서 복수의 제 2 마크들의 측정된 위치들을 나타내는 데이터를 수신하는 단계;
제 2 마크들의 측정된 위치들에 제 2 모델을 피팅하는 단계 -피팅된 제 2 모델은 각각의 필드 구역의 형상을 나타냄- ; 및
피팅된 제 1 및 제 2 모델들을 사용하여 샘플 맵을 출력하는 단계를 수행하게 하는 명령어들을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.
22. 21 항에 있어서, 제 1 모델 및 제 2 모델 중 하나 또는 둘 모두는 비-선형 지오메트리를 나타내도록 구성되는 컴퓨터 프로그램 제품.
23. 21 항 또는 22 항에 있어서, 제 2 마크들의 위치들의 측정은 피팅된 제 1 모델에 의해 표현된 필드 구역들의 위치들을 사용하여 수행되는 컴퓨터 프로그램 제품.
24. 21 항 내지 23 항 중 어느 하나에 있어서, 제 1 모델은 필드 구역들의 행들 및 필드 구역들의 열들을 갖는 어레이에서 필드 구역들의 위치들을 나타내도록 구성되며, 행들 중 적어도 하나는 비-선형이고, 및/또는 열들 중 적어도 하나는 비-선형인 컴퓨터 프로그램 제품.
25. 21 항 내지 24 항 중 어느 하나에 있어서, 제 2 모델은 형상의 경계의 적어도 일부가 비-선형이도록 각각의 필드 구역의 형상을 나타내도록 구성되는 컴퓨터 프로그램 제품.
26. 24 항에 있어서, 제 1 모델은 각각의 비-선형 행 및/또는 비-선형 열을 각자의 비-선형 방정식으로 나타내는 컴퓨터 프로그램 제품.
27. 25 항에 있어서, 제 2 모델은 경계의 각각의 비-선형 부분을 각자의 비-선형 방정식으로 나타내는 컴퓨터 프로그램 제품.
28. 26 항 또는 27 항에 있어서, 각각의 비-선형 방정식은 다항 방정식을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.
29. 28 항에 있어서, 다항 방정식의 차수는 3 내지 5의 범위에 있는 컴퓨터 프로그램 제품.
30. 21 항 내지 29 항 중 어느 하나에 있어서, 제 1 마크들의 측정된 위치들은 샘플 상의 공통 기준 위치에 대해 측정된 위치들을 나타내는 컴퓨터 프로그램 제품.
31. 21 항 내지 30 항 중 어느 하나에 있어서, 각각의 필드 구역 내의 제 2 마크들의 측정된 위치들은 그 필드 구역에 특정한 기준점에 대해 측정된 위치들을 나타내는 컴퓨터 프로그램 제품.
32. 21 항 내지 31 항 중 어느 하나에 있어서, 각각의 필드 구역은 리소그래피 공정 동안 샘플의 각 노광에 의해 처리되는 구역에 대응하는 컴퓨터 프로그램 제품.
33. 21 항 내지 32 항 중 어느 하나에 있어서, 제 2 마크들의 측정된 위치들을 나타내는 수신된 데이터는 3 내지 10 개의 필드 구역들 각각에서의 제 2 마크들의 측정된 위치들을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.
34. 21 항 내지 33 항 중 어느 하나에 있어서, 제 2 마크들의 측정된 위치들을 나타내는 수신된 데이터는 하나의 필드 구역 또는 복수의 필드 구역들 각각에서 측정된 5 내지 20 개의 제 2 마크들의 위치들을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.
35. 컴퓨터 프로그램 제품으로서,
프로그램이 컴퓨터에 의해 실행될 때, 컴퓨터가 다음 단계들:
샘플 상의 필드 구역들을 노광하는 데 사용되는 리소그래피 장치로부터 노광 보정 데이터를 수신하는 단계; 및
노광 보정 데이터를 사용하여, 샘플 상의 필드 구역들의 위치들 및 형상들에 대한 정보를 포함하는 샘플 맵을 생성하는 단계를 수행하게 하는 명령어들을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.
36. 35 항에 있어서, 샘플 맵은 필드 구역들의 행들 및 필드 구역들의 열들을 갖는 어레이에서 필드 구역들의 위치들을 정의하며, 행들 중 적어도 하나는 비-선형이고, 및/또는 열들 중 적어도 하나는 비-선형인 컴퓨터 프로그램 제품.
37. 36 항에 있어서, 샘플 맵은 비-선형 부분들을 갖는 경계들을 포함하는 필드 구역들의 형상들을 정의하는 컴퓨터 프로그램 제품.
38. 35 항 내지 37 항 중 어느 하나에 있어서, 프로그램이 컴퓨터에 의해 실행될 때, 컴퓨터가:
샘플 상의 복수의 기준 마크들의 측정된 위치들을 나타내는 데이터를 수신하고, 측정된 위치들을 사용하여 보정된 샘플 맵을 생성하게 하는 명령어들을 더 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.
39. 38 항에 있어서, 보정된 샘플 맵은 노광 보정 데이터를 사용하여 생성된 샘플 맵을 선형으로 조정함으로써 생성되는 컴퓨터 프로그램 제품.
40. 38 항 또는 39 항에 있어서, 프로그램이 컴퓨터에 의해 실행될 때, 컴퓨터가:
후속 리소그래피 공정이 리소그래피 공정에서의 오차들을 감소시키도록 적응될 수 있게 하기 위해 보정된 샘플 맵에 대한 정보를 리소그래피 장치에 제공하게 하는 명령어들을 더 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.
41. 하전 입자 빔 검사 시스템으로서,
필드 구역들을 갖는 샘플을 유지하도록 구성되는 샘플 홀더;
샘플 상으로 1 이상의 전자 빔을 투영하고 샘플로부터 방출되는 신호 전자들을 검출하도록 구성되는 전자 빔 시스템; 및
제어기를 포함하고, 상기 제어기는:
전자 빔 시스템이 복수의 필드 구역들 각각에서 제 1 마크의 위치를 측정하게 하고;
제 1 마크들의 측정된 위치들에 제 1 모델을 피팅하고 -피팅된 제 1 모델은 필드 구역들의 위치들을 나타냄- ;
전자 빔 시스템이 하나의 필드 구역 또는 복수의 필드 구역들 각각에서 복수의 제 2 마크들의 위치들을 측정하게 하고;
제 2 마크들의 측정된 위치들에 제 2 모델을 피팅하고 -피팅된 제 2 모델은 각각의 필드 구역의 형상을 나타냄- ;
피팅된 제 1 및 제 2 모델들을 사용하여 샘플 맵을 출력하도록 구성되는 하전 입자 빔 검사 시스템.
42. 41 항에 있어서, 제 1 모델 및 제 2 모델 중 하나 또는 둘 모두는 비-선형 지오메트리를 나타내도록 구성되는 하전 입자 빔 검사 시스템.
43. 41 항 또는 42 항에 있어서, 제어기는 전자 빔 시스템이 피팅된 제 1 모델에 의해 표현된 필드 구역들의 위치들을 사용하여 제 2 마크들의 위치들을 측정하게 하도록 구성되는 하전 입자 빔 검사 시스템.
44. 41 항 내지 43 항 중 어느 하나에 있어서, 제 1 모델은 필드 구역들의 행들 및 필드 구역들의 열들을 갖는 어레이에서 필드 구역들의 위치들을 나타내도록 구성되며, 행들 중 적어도 하나는 비-선형이고, 및/또는 열들 중 적어도 하나는 비-선형인 하전 입자 빔 검사 시스템.
45. 41 항 내지 44 항 중 어느 하나에 있어서, 제 2 모델은 형상의 경계의 적어도 일부가 비-선형이도록 각각의 필드 구역의 형상을 나타내도록 구성되는 하전 입자 빔 검사 시스템.
46. 44 항에 있어서, 제 1 모델은 각각의 비-선형 행 및/또는 비-선형 열을 각자의 비-선형 방정식으로 나타내는 하전 입자 빔 검사 시스템.
47. 45 항에 있어서, 제 2 모델은 경계의 각각의 비-선형 부분을 각자의 비-선형 방정식으로 나타내는 하전 입자 빔 검사 시스템.
48. 46 항 또는 47 항에 있어서, 각각의 비-선형 방정식은 다항 방정식을 포함하는 하전 입자 빔 검사 시스템.
49. 48 항에 있어서, 다항 방정식의 차수는 3 내지 5의 범위에 있는 하전 입자 빔 검사 시스템.
50. 41 항 내지 49 항 중 어느 하나에 있어서, 제어기는 전자 빔 시스템이 샘플 상의 공통 기준 위치에 대해 제 1 마크들의 위치들을 측정하게 하도록 구성되는 하전 입자 빔 검사 시스템.
51. 41 항 내지 50 항 중 어느 하나에 있어서, 제어기는 전자 빔 시스템이 그 필드 구역에 특정한 기준점에 대해 각각의 필드 구역 내의 제 2 마크들의 위치들을 측정하게 하는 하전 입자 빔 검사 시스템.
52. 41 항 내지 51 항 중 어느 하나에 있어서, 각각의 필드 구역은 리소그래피 공정 동안 샘플의 각 노광에 의해 처리되는 구역에 대응하는 하전 입자 빔 검사 시스템.
53. 41 항 내지 52 항 중 어느 하나에 있어서, 제어기는 전자 빔 시스템이 3 내지 10 개의 필드 구역들 각각에서 제 2 마크들을 측정하게 하는 하전 입자 빔 검사 시스템.
54. 41 항 내지 53 항 중 어느 하나에 있어서, 제어기는 전자 빔 시스템이 하나의 필드 구역 또는 복수의 필드 구역들 각각에서 5 내지 20 개의 제 2 마크들의 위치들을 측정하게 하는 하전 입자 빔 검사 시스템.
55. 하전 입자 빔 검사 시스템으로서,
필드 구역들을 갖는 샘플을 유지하도록 구성되는 샘플 홀더;
샘플 상으로 1 이상의 전자 빔을 투영하고 샘플로부터 방출되는 신호 전자들을 검출하도록 구성되는 전자 빔 시스템; 및
제어기를 포함하고, 상기 제어기는:
샘플 상의 필드 구역들을 노광하는 데 사용되는 리소그래피 장치로부터 노광 보정 데이터를 수신하고;
노광 보정 데이터를 사용하여, 샘플 상의 필드 구역들의 위치들 및 형상들에 대한 정보를 포함하는 샘플 맵을 생성하도록 구성되는 하전 입자 빔 검사 시스템.
56. 55 항에 있어서, 샘플 맵은 필드 구역들의 행들 및 필드 구역들의 열들을 갖는 어레이에서 필드 구역들의 위치들을 정의하며, 행들 중 적어도 하나는 비-선형이고, 및/또는 열들 중 적어도 하나는 비-선형인 하전 입자 빔 검사 시스템.
57. 56 항에 있어서, 샘플 맵은 비-선형 부분들을 갖는 경계들을 포함하는 필드 구역들의 형상들을 정의하는 하전 입자 빔 검사 시스템.
58. 55 항 내지 57 항 중 어느 하나에 있어서, 제어기는 전자 빔 시스템이 샘플 상의 복수의 기준 마크들의 위치들을 측정하고 측정된 위치들을 사용하여 보정된 샘플 맵을 생성하게 하도록 구성되는 하전 입자 빔 검사 시스템.
59. 58 항에 있어서, 제어기는 노광 보정 데이터를 사용하여 생성된 샘플 맵을 선형으로 조정함으로써 보정된 샘플 맵을 생성하도록 구성되는 하전 입자 빔 검사 시스템.
60. 58 항 또는 59 항에 있어서, 제어기는 후속 리소그래피 공정이 리소그래피 공정에서의 오차들을 감소시키도록 적응될 수 있게 하기 위해 보정된 샘플 맵에 대한 정보를 리소그래피 장치에 제공하도록 구성되는 하전 입자 빔 검사 시스템.
61. 샘플을 처리하는 방법으로서,
18 항 내지 20 항 중 어느 하나의 방법을 사용하여 보정된 샘플 맵을 생성하는 단계; 및
생성된 보정된 샘플 맵을 사용하여 후속 샘플에 대해 수행되는 리소그래피 공정을 적응시키는 단계를 포함하는 방법.
62. 평가 방법으로서,
1 항 내지 20 항 중 어느 하나의 방법을 사용하여 샘플 맵을 생성하는 단계; 및
1 이상의 관심 피처의 위치를 찾기 위해 생성된 샘플 맵을 사용하여 샘플을 검사하는 단계를 포함하는 평가 방법.
63. 62 항에 있어서, 검사는 1 이상의 하전 입자 빔을 샘플로 향하게 하고 샘플로부터 방출되는 1 이상의 하전 입자를 검출함으로써 수행되는 평가 방법.
본 발명의 실시예들은 다양한 예시들과 관련하여 설명되었지만, 본 발명과 일치하는 다른 실시예들이 본 명세서에 개시된 실행 및 사양을 고려하여 당업자에게 명백할 것이다. 사양 및 예시들은 단지 예시적인 것으로 간주된다.
Claims (15)
- 샘플 맵을 생성하는 방법으로서,
필드 구역들을 갖는 샘플을 얻는 단계;
복수의 필드 구역들 각각에서 제 1 마크의 위치를 측정하는 단계;
상기 제 1 마크들의 측정된 위치들에 제 1 모델을 피팅(fit)하는 단계 -피팅된 제 1 모델은 상기 필드 구역들의 위치들을 나타냄- ;
하나의 필드 구역 또는 복수의 필드 구역들 각각에서 복수의 제 2 마크들의 위치들을 측정하는 단계;
상기 제 2 마크들의 측정된 위치들에 제 2 모델을 피팅하는 단계 -피팅된 제 2 모델은 각각의 필드 구역의 형상을 나타냄- ; 및
상기 피팅된 제 1 및 제 2 모델들을 사용하여 샘플 맵을 출력하는 단계
를 포함하는, 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 모델 및 상기 제 2 모델 중 하나 또는 둘 모두는 비-선형 지오메트리를 나타내도록 구성되는, 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 마크들의 위치들의 측정은 상기 피팅된 제 1 모델에 의해 나타낸 상기 필드 구역들의 위치들을 사용하여 수행되는, 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 모델은 필드 구역들의 행(row)들 및 필드 구역들의 열(column)들을 갖는 어레이에서 상기 필드 구역들의 위치들을 나타내도록 구성되며, 상기 행들 중 적어도 하나는 비-선형이고, 및/또는 상기 열들 중 적어도 하나는 비-선형인, 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 모델은 상기 형상의 경계의 적어도 일부가 비-선형이도록 각각의 필드 구역의 형상을 나타내도록 구성되는, 방법. - 제 4 항에 있어서,
상기 제 1 모델은 각각의 비-선형 행 및/또는 비-선형 열을 각자의 비-선형 방정식으로 나타내는, 방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 제 2 모델은 경계의 각각의 비-선형 부분을 각자의 비-선형 방정식으로 나타내는, 방법. - 제 6 항에 있어서,
각각의 비-선형 방정식은 다항 방정식을 포함하는, 방법. - 제 8 항에 있어서,
상기 다항 방정식의 차수(degree)는 3 내지 5의 범위에 있는, 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 마크들의 위치들은 상기 샘플 상의 공통 기준 위치에 대해 측정되는, 방법. - 제 1 항에 있어서,
각각의 필드 구역 내의 상기 제 2 마크들의 위치들은 그 필드 구역에 특정한 기준점에 대해 측정되는, 방법. - 제 1 항에 있어서,
각각의 필드 구역은 리소그래피 공정 동안 상기 샘플의 각 노광에 의해 처리되는 구역에 대응하는, 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 마크들은 3 내지 10 개의 필드 구역들 각각에서 측정되는, 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 하나의 필드 구역 또는 상기 복수의 필드 구역들 각각에서 5 내지 20 개의 제 2 마크들의 위치들이 측정되는, 방법. - 컴퓨터 프로그램 제품으로서,
프로그램이 컴퓨터에 의해 실행될 때, 상기 컴퓨터가:
샘플 상의 복수의 필드 구역들 각각에서의 제 1 마크의 측정된 위치를 나타내는 데이터를 수신하는 단계;
상기 제 1 마크들의 측정된 위치들에 제 1 모델을 피팅하는 단계 -피팅된 제 1 모델은 상기 필드 구역들의 위치들을 나타냄- ;
하나의 필드 구역 또는 복수의 필드 구역들 각각에서의 복수의 제 2 마크들의 측정된 위치들을 나타내는 데이터를 수신하는 단계;
상기 제 2 마크들의 측정된 위치들에 제 2 모델을 피팅하는 단계 -피팅된 제 2 모델은 각각의 필드 구역의 형상을 나타냄- ; 및
상기 피팅된 제 1 및 제 2 모델들을 사용하여 샘플 맵을 출력하는 단계
를 수행하게 하는 명령어들을 포함하는, 컴퓨터 프로그램 제품.
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