KR102399898B1 - 후방 산란 입자에 의한 매립된 피쳐의 검출 - Google Patents

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Abstract

후방 산란 입자를 사용하여 매립된 피쳐를 검출하기 위한 장치 및 방법이 본원에서 개시된다. 한 예에서, 장치는, 하전 입자의 소스; 스테이지; 하전 입자의 빔을 스테이지 상에서 지지되는 샘플로 지향시키도록 구성되는 광학기기; 샘플로부터의 빔에서 하전 입자의 후방 산란 입자를 검출하도록 구성되는 신호 검출기를 포함하되; 신호 검출기는 각도 분해능을 갖는다. 한 예에서, 방법은, 샘플의 영역으로부터의 하전 입자의 빔으로부터 후방 산란 입자의 이미지를 획득하는 것; 이미지에 기초하여 매립된 피쳐의 존재 또는 위치를 결정하는 것을 포함한다.

Description

후방 산란 입자에 의한 매립된 피쳐의 검출
관련 출원에 대한 교차 참조
본 출원은 2017년 9월 26일자로 출원된 그리고 참조에 의해 그 전체가 본원에 통합되는 미국 출원 제62/563,601호의 우선권을 주장한다.
기술 분야
본 개시는 집적 회로(integrated circuit; IC)의 제조와 같은 디바이스 제조 프로세스에 사용되는 웨이퍼 및 마스크와 같은 샘플을 검사(예를 들면, 관찰, 측정, 및 이미징)하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
디바이스 제조 프로세스는 기판 상으로 소망되는 패턴을 적용하는 것을 포함할 수도 있다. 대안적으로 마스크 또는 레티클(reticle)로 지칭되는 패턴화 디바이스는 소망되는 패턴을 생성하기 위해 사용될 수도 있다. 이 패턴은 기판(예를 들면, 실리콘 웨이퍼) 상의 타겟 부분(예를 들면, 하나의, 또는 여러 개의 다이의 부분을 포함함) 상으로 전사될 수 있다. 패턴의 전사는 통상적으로 기판 상에 제공되는 방사선 감응 재료(radiation-sensitive material)(레지스트)의 층 상으로의 이미징을 통한다. 단일의 기판은 연속적으로 패턴화되는 인접한 타겟 부분의 네트워크를 포함할 수도 있다. 이 전사를 위해 리소그래피 장치가 사용될 수도 있다. 리소그래피 장치의 하나의 타입은 스테퍼(stepper)로 칭해지는데, 여기서는, 각각의 타겟 부분이 전체 패턴을 타겟 부분 상으로 한 번에 노출시키는 것에 의해 조사된다. 리소그래피 장치의 다른 타입은 스캐너로 칭해지는데, 여기서는, 각각의 타겟 부분이, 주어진 방향에 평행하게 또는 반평행하게 기판을 동기적으로 스캐닝하면서, 방사선 빔을 통해 이 방향으로 패턴을 스캐닝하는 것에 의해 조사된다. 패턴을 기판 상에 임프린팅하는 것에 의해 패턴을 패턴화 디바이스로부터 기판으로 전사하는 것이 또한 가능하다.
디바이스 제조 프로세스(예를 들면, 노광, 레지스트 프로세싱, 에칭, 현상, 베이킹, 등등)의 하나 이상의 단계를 모니터링하기 위해, 디바이스 제조 프로세스에 의해 패턴화되는 기판과 같은 샘플 또는 디바이스 제조 프로세스에서 사용되는 패턴화 디바이스가 검사될 수도 있는데, 여기서 샘플의 하나 이상의 파라미터가 측정될 수도 있다. 하나 이상의 파라미터는, 예를 들면, 기판 또는 패턴화 디바이스 상의 패턴의 에지와 패턴의 의도된 설계의 대응하는 에지 사이의 거리인 에지 위치 에러(edge place error; EPE)를 포함할 수도 있다. 검사는 또한 패턴 결함(예를 들면, 실패된 연결 또는 실패된 분리) 및 초대되지 않은 입자를 발견할 수도 있다.
디바이스 제조 프로세스에 사용되는 기판 및 패턴화 디바이스의 검사는 수율을 향상시키는 데 도움이 될 수 있다. 검사로부터 획득되는 정보는, 결함을 식별하기 위해, 또는 디바이스 제조 프로세스를 조정하기 위해, 사용될 수 있다.
하전 입자(charged particle)의 소스; 스테이지; 하전 입자의 빔을 스테이지 상에서 지지되는 샘플로 지향시키도록 구성되는 광학기기(optic); 샘플로부터의 빔에서 하전 입자의 후방 산란 입자(backscattered particle)를 검출하도록 구성되는 신호 검출기를 포함하되; 신호 검출기는 각도 분해능(angular resolution)을 갖는, 장치가 본원에서 개시된다.
한 실시형태에 따르면, 신호 검출기는 장치의 일차(primary) 빔 축 주위에 배치된다.
한 실시형태에 따르면, 신호 검출기는 후방 산란 전자를 검출하도록 구성된다.
한 실시형태에 따르면, 신호 검출기는 제1 검출기 컴포넌트 및 제2 검출기 컴포넌트를 포함하되, 제1 검출기 컴포넌트 및 제2 검출기 컴포넌트는 빔의 축과는 상이한 각도를 갖는 후방 산란 입자를 검출하도록 구성된다.
한 실시형태에 따르면, 제1 검출기 컴포넌트 및 제2 검출기 컴포넌트는 형상이 환형이며 동축으로 배치된다.
한 실시형태에 따르면, 신호 검출기는 빔이 샘플에 도달하는 것을 허용하는 어퍼쳐(aperture)를 갖는다.
샘플의 영역으로부터의 하전 입자의 빔으로부터 후방 산란 입자의 이미지를 획득하는 것; 이미지에 기초하여 매립된 피쳐의 존재 또는 위치를 결정하는 것을 포함하는 방법이 본원에서 개시된다.
한 실시형태에 따르면, 방법은 샘플 상의 구조체의 설계로부터 영역을 식별하는 것을 더 포함한다.
한 실시형태에 따르면, 매립된 피쳐는 매립된 공극(buried void)이다.
한 실시형태에 따르면, 매립된 공극은 샘플의 표면 아래의 상이한 깊이에 있는 두 개의 전기적 컴포넌트를 연결하는 비아(via) 내에 있다.
한 실시형태에 따르면, 매립된 피쳐의 존재 또는 위치를 결정하는 것은 이미지를 기준 이미지와 비교하는 것을 포함한다.
한 실시형태에 따르면, 기준 이미지는, 영역으로부터, 영역을 포함하는 동일한 다이로부터, 샘플의 다른 영역으로부터, 또는 상이한 샘플로부터 획득된다.
한 실시형태에 따르면, 이미지 및 기준 이미지는 빔과는 상이한 각도의 후방 산란 입자를 사용하여 형성된다.
한 실시형태에 따르면, 기준 이미지는 영역에서의 구조체의 설계 또는 구조체가 형성되는 프로세스 조건으로부터 시뮬레이팅된다.
한 실시형태에 따르면, 이미지를 기준 이미지와 비교하는 것은 이미지와 기준 이미지를 정렬하는 것 및 대응하는 픽셀을 제외하는(subtracting) 것을 포함한다.
한 실시형태에 따르면, 매립된 피쳐의 존재 또는 위치를 결정하는 것은 매립된 피쳐의 존재 또는 위치를 출력하는 머신 러닝 모델에 이미지를 입력하는 것을 포함한다.
한 실시형태에 따르면, 매립된 피쳐의 존재 또는 위치를 결정하는 것은 이미지를 프로세싱하는 것을 포함하고 프로세싱의 결과에 기초한다.
한 실시형태에 따르면, 이미지를 프로세싱하는 것은 이미지에서 에지를 검출하는 것을 포함한다.
한 실시형태에 따르면, 이미지를 프로세싱하는 것은 이미지의 단면을 획득하는 것 및 단면의 파생물(derivative)을 획득하는 것을 포함한다.
명령어가 기록된 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품이 본원에서 개시되는데, 명령어는 컴퓨터에 의해 실행될 때 상기 방법 중 임의의 것을 구현한다.
도 1은 하전 입자 빔 검사를 수행할 수 있는 장치를 개략적으로 도시한다.
도 2a는 이차(secondary) 전자의 생성을 개략적으로 도시한다.
도 2b는 후방 산란 입자의 한 예로서 후방 산란 전자의 생성을 개략적으로 도시한다.
도 3a는 샘플의 표면 아래의 상이한 깊이에 있는 두 개의 전기적 컴포넌트를 연결하는 비아의 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 3b는 샘플의 표면 아래의 상이한 깊이에 있는 두 개의 전기적 컴포넌트를 연결하는 다른 비아의 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 4는, 매립된 공극을 갖는 비아로부터의 후방 산란 입자의 입체각(solid angle)(임의의 단위)에 따른 방사상 밀도(radial density)(I)를 하전 입자의 입사 빔의 축으로부터의 각도(θ)(각도의 단위)의 함수로서 그리고 매립된 공극이 없는 비아로부터의 후방 산란 입자의 I를 θ의 함수로서 개략적으로 도시한다.
도 5a는, 한 실시형태에 따른, 도 1의 장치의 일부를 개략적으로 도시한다.
도 5b는 도 5a의 신호 검출기의 단면도 및 상면도(top view)를 개략적으로 도시한다.
도 6은, 한 실시형태에 따른, 하전 입자 빔 검사를 위한 방법에 대한 플로우차트를 개략적으로 도시한다.
도 7은, 한 실시형태에 따른, 매립된 피쳐의 존재 또는 위치를 결정하기 위한 몇몇 가능한 방식의 플로우차트를 개략적으로 도시한다.
도 8은 도 7의 단계에서의 비교의 예를 도시한다.
도 9 및 도 10 각각은 모델을 사용하여 후방 산란 입자의 이미지를 프로세싱하는 예를 도시한다.
샘플(예를 들면, 기판 및 패턴화 디바이스)을 검사하기 위한 다양한 기술이 있다. 검사 기술 중 하나의 종류는 광학 검사인데, 이 경우, 광 빔이 기판 또는 패턴화 디바이스로 지향되고 광 빔과 샘플의 상호 작용(예를 들면, 산란, 반사, 회절)을 나타내는 신호가 기록된다. 검사 기술 중 다른 종류는 하전 입자 빔 검사인데, 이 경우, 하전 입자(예를 들면, 전자)의 빔이 샘플로 지향되고 하전 입자와 샘플의 상호 작용(예를 들면, 이차 방출 및 후방 산란 방출)을 나타내는 신호가 기록된다.
도 1은 하전 입자 빔 검사를 수행할 수 있는 장치(100)를 개략적으로 도시한다. 장치(100)는, 자유 공간에서 하전 입자를 생성할 수 있는 소스(10), 빔 추출 전극(11), 집광 렌즈(condenser lens)(12), 빔 블랭킹 편향기(beam blanking deflector)(13), 어퍼쳐(14), 스캐닝 편향기(15), 및 대물 렌즈(16)와 같은, 하전 입자의 빔을 생성 및 제어하도록 구성되는 컴포넌트를 포함할 수도 있다. 장치(100)는 하전 입자의 빔과 샘플의 상호 작용을 나타내는 신호를 검출하도록 구성되는 컴포넌트, 예컨대 E×B 하전 입자 우회(detour) 디바이스(17), 신호 검출기(21)를 포함할 수도 있다. 장치(100)는 또한, 신호를 프로세싱하도록 또는 다른 컴포넌트를 제어하도록 구성되는, 프로세서와 같은 컴포넌트를 포함할 수도 있다.
검사 프로세스의 한 예에서, 하전 입자의 빔(18)은 스테이지(30) 상에 배치되는 샘플(9)(예를 들면, 웨이퍼 또는 마스크)로 지향된다. 빔(18)과 샘플(9)의 상호 작용을 나타내는 신호(20)는 E×B 하전 입자 우회 디바이스(17)에 의해 신호 검출기(21)로 안내된다. 프로세서는 스테이지(30)로 하여금 이동하게 하거나 또는 빔(18)으로 하여금 스캔하게 할 수도 있다.
하전 입자 빔 검사는, 광학 검사에서 사용되는 광보다 하전 입자 빔 검사에서 사용되는 하전 입자의 더 짧은 파장에 기인하여, 광학 검사보다 더 높은 분해능을 가질 수도 있다. 디바이스 제조 프로세스가 진화함에 따라 기판 및 패턴화 디바이스 상의 패턴의 치수가 점점 더 작아짐에 따라, 하전 입자 빔 검사가 더욱 널리 사용되게 된다.
신호(20)는 이차 입자(예를 들면, 이차 전자(secondary electrons; "SE"), 오제(Auger) 전자, X 선, 또는 음극 발광(cathodoluminescence)), 후방 산란 입자(예를 들면, 후방 산란 전자(backscattered electrons; "BSE"))일 수도 있다. 이차 입자는 이차 방출에 기인하여 샘플(9)로부터 방출되는 입자이다. 이차 입자는, 그들이 여기서는 하전 입자의 빔 내의 하전 입자와 같은 다른 입자("일차 입자")의 충격에 의해 생성되기 때문에, "이차"로 칭해진다. 일차 입자는 하전 입자로 제한되는 것이 아니라 또한 광자 또는 중성자일 수 있다. 한 예에서, 하전 입자의 빔이 샘플(9)에 부딪칠 때, 하전 입자가 샘플(9)에서의 전자의 이온화 전위를 초과하는 에너지를 갖는 경우, 샘플(9)에서의 전자 중 일부는, 하전 입자로부터 에너지를 수신하는 것에 의해, 이온화될 수도 있다. 이차 입자의 생성은 비탄력적인 이벤트이다. 도 2a는 이차 전자의 생성을 개략적으로 도시한다. 입자(201)는 원자(202)로 지향된다. 입자(201)가 원자(202)의 전자(203) 중 적어도 일부의 이온화 전위를 초과하는 에너지를 갖는 경우, 입자(201)는 자신의 에너지 중 일부를 전자(203) 중 하나에게 상실하여 그 하나의 전자를 원자(202)로부터 방출할 수도 있다. 방출된 전자(204)는 이차 전자이다.
후방 산란 입자는 샘플(9)에 의해 되바운스되는(bounced back) 입사 입자이다. 하전 입자의 빔 내의 하전 입자는, 샘플(9) 내의 원자의 핵과의 탄성 산란 상호 작용에 의해 샘플(9) 밖으로 반사되거나 또는 "후방 산란될(backscattered)" 수도 있다. 샘플(9)에서의 더 무거운 원자는 더 강하게 후방 산란한다. 따라서, 후방 산란 입자는 샘플(9)의 조성의 정보를 보유할 수도 있다. 후방 산란 입자의 생성은 대부분 탄력적인 이벤트이다. 후방 산란 입자는 빔 내의 하전 입자와 유사한 에너지를 갖는다. 도 2b는 후방 산란 입자의 한 예로서 후방 산란 전자의 생성을 개략적으로 도시한다. 전자(211)(예를 들면, 빔으로부터의 전자)는 원자(213)를 포함하는 샘플(212)로 지향된다. 원자(213)의 전자(211)와 원자(213)의 핵(214) 사이의 상호 작용은, 전자(211)로 하여금, 후방 산란 전자(215)로서 샘플(212)로부터 후방 산란되게 할 수도 있다.
하전 입자의 빔이 샘플(212)에 부딪칠 때, 하전 입자는, 상호 작용 볼륨으로 칭해지는, 샘플(212)의 삼차원 볼륨에서 원자와 상호 작용한다. 상호 작용 볼륨은 빔의 풋프린트 하에서 샘플 표면보다 10의 몇승배 더 큰 선형 치수를 가질 수 있다. 상호 작용 볼륨의 사이즈 및 형상은, 하전 입자의 랜딩 에너지, 샘플(212)의 원자의 원자 수, 샘플(212)의 밀도, 및 입사의 로컬 영역에 대한 빔의 입사각, 등등과 같은 다수의 요인에 의해 영향을 받을 수도 있다.
상호 작용 볼륨에서 생성되는 모든 신호가 검출을 허용하기 위해 샘플(212)을 탈출할 수 있는 것은 아니다. 신호가 샘플 표면 아래의 너무 깊은 위치에서 생성되면, 그것은 탈출할 수 없다. 신호가 생성되어 여전히 탈출할 수 있는 최대 깊이는 탈출 깊이(escape depth)로 칭해진다. 예를 들면, 이차 전자의 탈출 깊이는 대략 5 내지 50 nm이고; 후방 산란 전자의 탈출 깊이는 500 내지 5000 nm일 수 있으며; 엑스레이의 탈출 깊이는 훨씬 더 크다.
이스케이프 깊이가 샘플 내의 구조체의 치수에 비교하여 상대적으로 클 수도 있기 때문에, 하전 입자 빔 검사는 샘플의 표면 아래에 매립되는 피쳐를 측정하기 위해 사용될 수도 있다. 후방 산란 입자는 이차 입자보다 더 큰 탈출 깊이를 갖는 경향이 있다. 따라서, 후방 산란 입자는 매립된 피쳐를 측정하기 위해 이차 입자보다 더 적절한 경향이 있다.
매립된 피쳐의 하나의 특정한 종류는 매립된 공극이다. 매립된 공극은 IC의 무결성에 유해할 수도 있다. 예를 들면, 비아 내의 매립된 공극은 상이한 깊이에 있는 회로 사이의 단절을 야기할 수도 있고 따라서 전체 IC 칩의 고장을 야기할 수도 있다.
도 3a는 샘플의 표면 아래의 상이한 깊이에 있는 두 개의 전기적 컴포넌트(3020 및 3030)를 연결하는 비아(3010)의 단면도를 개략적으로 도시한다. 비아(3010)는 그 안에 공극을 갖지 않는다. 비아(3010)에 충돌하는 하전 입자(3040)의 빔은 샘플로부터 탈출하는 후방 산란 입자(3041)를 생성한다. 도 3b는 샘플의 표면 아래의 상이한 깊이에 있는 두 개의 전기적 컴포넌트(3021 및 3031)를 연결하는 비아(3011)의 단면도를 개략적으로 도시한다. 비아(3011)는, 비아(3011)가 그 안에 공극(3015)를 갖는 것을 제외하면, 비아(3010)와 동일하다. 공극(3015)은 샘플의 표면 아래에, 예를 들면, 제2 입자의 탈출 깊이를 넘어서지만 그러나 후방 산란 입자의 탈출 깊이 이내에 매립될 수도 있다. 비아(3011)에 충돌하는 하전 입자(3043)의 빔은 샘플로부터 탈출하는 후방 산란 입자(3044)를 생성한다. 비아(3011)가 그 안에 공극(3015)을 가지기 때문에, 비아(3011)는 비아(3010)보다 입사 입자를 후방 산란시킬 수도 있는 더 적은 원자를 갖는다. 따라서, 하전 입자(3040)의 빔과 하전 입자(3043)의 빔이 동일한 강도를 가지더라도, 후방 산란 입자(3041)는 후방 산란 입자(3044)보다 더 큰 강도를 갖는다.
매립된 공극의 존재는 후방 산란 입자의 강도뿐만 아니라, 또한 후방 산란 입자의 각도 의존성에 영향을 끼칠 수도 있다. 예를 들면, 후방 산란 입자(3041) 및 후방 산란 입자(3044)는 상이한 각도 의존성을 가질 수도 있다. 도 4는, 매립된 공극을 갖는 비아로부터의 후방 산란 입자의 입체각(임의의 단위)에 따른 방사상 밀도(I)(4020)를 하전 입자의 입사 빔의 축으로부터의 각도(θ)(각도의 단위)의 함수로서 그리고 매립된 공극이 없는 비아로부터의 후방 산란 입자의 I(4010)를 θ의 함수로서 개략적으로 도시한다. 이 예에서, 각도 의존성에서의 차이는 낮은 각도에서 뚜렷하다.
도 5a는, 한 실시형태에 따른, 장치(100)의 일부를 개략적으로 도시한다. 장치(100)는 샘플(9)로부터 후방 산란 입자를 검출하도록 구성되는 신호 검출기(5010)를 가지며, 신호 검출기(5010)는 각도 분해능을 갖는다. 신호 검출기(5010)는 장치(100)의 일차 빔 축 주위에 배치될 수도 있다. 도 5b는 신호 검출기(5010)의 단면도 및 상면도를 개략적으로 도시한다. 신호 검출기(5010)는 제1 검출기 컴포넌트(5011) 및 제2 검출기 컴포넌트(5012)를 포함할 수도 있다. 제1 검출기 컴포넌트(5011) 및 제2 검출기 컴포넌트(5012)는 상이한 θ를 갖는 후방 산란 입자를 검출하도록 구성된다. 한 예에서, 제1 검출기 컴포넌트(5011) 및 제2 검출기 컴포넌트(5012)는 형상이 환형이고 동축으로 배치된다. 신호 검출기(5010)는 빔이 샘플(9)에 도달하는 것을 허용하는 어퍼쳐(5013)를 가질 수도 있다.
샘플로부터 획득되는 후방 산란 입자의 이미지는 매립된 피쳐를 검출하기 위해 사용될 수도 있다. 도 6은, 한 실시형태에 따른, 하전 입자 빔 검사를 위한 방법에 대한 플로우차트를 개략적으로 도시한다. 단계(6040)에서, 후방 산란 입자의 이미지(6050)가 샘플의 영역(6030)으로부터 획득된다. 방법은 옵션 사항의(optional) 단계(6020)를 포함할 수도 있는데, 여기서는, 영역(6030)이 샘플 상의 구조체의 (예를 들면, GDS 파일에 의해 표현되는 바와 같은) 설계(6010)로부터 식별된다. 예를 들면, 샘플 상의 비아(예를 들면, 비아(3010 및 3011))의 위치는 설계(6010)에 기초하여 결정될 수도 있고, 그러한 비아를 포괄하는 영역은 영역(6030)으로서 식별될 수도 있다. 단계(6060)에서, 매립된 피쳐의 존재 또는 위치는 이미지(6050)에 기초하여 결정된다.
단계(6060)에서 매립된 피쳐의 존재 또는 위치의 결정은 다양한 방식으로 달성될 수도 있다. 도 7은, 한 실시형태에 따른, 이러한 결정을 위한 몇 가지 가능한 방식의 플로우차트를 개략적으로 도시한다. 한 예에서, 이미지(6050)는 단계(7020)에서 기준 이미지(7010)와 비교된다. 기준 이미지(7010)는 동일한 영역(6030)으로부터, 영역(6030)을 포함하는 동일한 다이로부터, 동일한 샘플의 다른 영역으로부터, 심지어 상이한 샘플로부터 획득될 수도 있다. 기준 이미지(7010)는 또한 영역(6030)에서의 구조체의 설계 또는 구조체가 형성되는 프로세스 조건으로부터 시뮬레이팅되는 이미지일 수도 있다. 이미지(6050) 및 기준 이미지(7010)는 빔과는 상이한 각도의 후방 산란 입자를 사용하여 형성될 수도 있다. 매립된 피쳐의 존재 또는 위치는 비교에 기초하여 결정될 수도 있다. 한 예에서, 이미지(6050)는 매립된 피쳐의 존재 또는 위치를 출력하는 머신 러닝 모델(7030)로 입력된다. 다른 예에서, 이미지(6050)는 적절한 모델(7040)을 사용하여 프로세싱되고, 매립된 피쳐의 존재 또는 위치는 프로세싱의 결과에 기초하여 결정될 수도 있다.
도 8은 단계(7020)에서의 비교의 예를 도시한다. 기준 이미지(7010)와 이미지(6050) 사이의 차이(8010)는, 예를 들면, 기준 이미지(7010)와 이미지(6050)를 정렬하고 각각의 대응하는 픽셀을 제외하는 것에 의해 획득될 수도 있다. 이 예에서, 매립된 피쳐(8019)는 차이(8010)에서 명확하게 드러날 수도 있다.
도 9는 모델(7040)을 사용하여 이미지(6050)를 프로세싱하는 예를 도시한다. 이 예에서, (위치 x의 함수로서 신호의 강도(I)의 곡선에 의해 표현되는 바와 같은) 이미지(6050)의 단면이 획득된다. 위치 x의 함수로서의 위치 x에 대한 강도(I)의 도함수(dI/dx)가 획득된다. 매립된 피쳐는 도함수에서 피크(peak)와 밸리(valley)의 쌍으로서 나타날 수도 있다.
도 10은 모델(7040)을 사용하여 이미지(6050)를 프로세싱하는 예를 도시한다. 이 예에서, 이미지(6050)는 에지 검출을 받게 된다. 매립된 피쳐는 링으로 나타날 수도 있다.
실시형태는 다음의 조항(clause)을 사용하여 추가로 설명될 수도 있다:
1. 장치로서:
하전 입자의 소스;
스테이지;
하전 입자의 빔을 스테이지 상에서 지지되는 샘플로 지향시키도록 구성되는 광학기기;
샘플로부터의 빔에서 하전 입자의 후방 산란 입자를 검출하도록 구성되는 신호 검출기를 포함하되;
신호 검출기는 각도 분해능을 갖는다.
2. 조항 1의 장치로서, 신호 검출기는 장치의 일차 빔 축 주위에 배치된다.
3. 조항 1의 장치로서, 신호 검출기는 후방 산란 전자를 검출하도록 구성된다.
4. 조항 1의 장치로서, 신호 검출기는 제1 검출기 컴포넌트 및 제2 검출기 컴포넌트를 포함하되, 제1 검출기 컴포넌트 및 상기 제2 검출기 컴포넌트는 빔의 축과는 상이한 각도를 갖는 후방 산란 입자를 검출하도록 구성된다.
5. 조항 4의 장치로서, 제1 검출기 컴포넌트 및 제2 검출기 컴포넌트는 형상이 환형이며 동축으로 배치된다.
6. 조항 1의 장치로서, 신호 검출기는 빔이 샘플에 도달하는 것을 허용하는 어퍼쳐를 갖는다.
7. 방법으로서:
샘플의 영역으로부터의 하전 입자의 빔으로부터 후방 산란 입자의 이미지를 획득하는 것;
이미지에 기초하여 매립된 피쳐의 존재 또는 위치를 결정하는 것을 포함한다.
8. 조항 7의 방법으로서, 샘플 상의 구조체의 설계로부터 영역을 식별하는 것을 더 포함한다.
9. 조항 7의 방법으로서, 매립된 피쳐는 매립된 공극이다.
10. 조항 9의 방법으로서, 매립된 공극은 샘플의 표면 아래의 상이한 깊이에 있는 두 개의 전기적 컴포넌트를 연결하는 비아 내에 있다.
11. 조항 7의 방법으로서, 매립된 피쳐의 존재 또는 위치를 결정하는 것은 이미지를 기준 이미지와 비교하는 것을 포함한다.
12. 조항 11의 방법으로서, 기준 이미지는, 영역으로부터, 영역을 포함하는 동일한 다이로부터, 샘플의 다른 영역으로부터, 또는 상이한 샘플로부터 획득된다.
13. 조항 11의 방법으로서, 이미지 및 기준 이미지는 빔과는 상이한 각도의 후방 산란 입자를 사용하여 형성된다.
14. 조항 11의 방법으로서, 기준 이미지는 영역에서의 구조체의 설계 또는 구조체가 형성되는 프로세스 조건으로부터 시뮬레이팅된다.
15. 조항 11의 방법으로서, 이미지를 기준 이미지와 비교하는 것은 이미지와 기준 이미지를 정렬하는 것 및 대응하는 픽셀을 제외하는 것을 포함한다.
16. 조항 7의 방법으로서, 매립된 피쳐의 존재 또는 위치를 결정하는 것은 매립된 피쳐의 존재 또는 위치를 출력하는 머신 러닝 모델에 이미지를 입력하는 것을 포함한다.
17. 조항 7의 방법으로서, 매립된 피쳐의 존재 또는 위치를 결정하는 것은 이미지를 프로세싱하는 것을 포함하고 프로세싱의 결과에 기초한다.
18. 조항 17의 방법으로서, 이미지를 프로세싱하는 것은 이미지에서 에지를 검출하는 것을 포함한다.
19. 조항 17의 방법으로서, 이미지를 프로세싱하는 것은 이미지의 단면을 획득하는 것 및 단면의 파생물을 획득하는 것을 포함한다.
20. 명령어가 기록된 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품으로서, 명령어는 컴퓨터에 의해 실행될 때 조항 7 내지 조항 19항 중 임의의 것의 방법을 구현한다.
본원에서 개시되는 개념이 실리콘 웨이퍼와 같은 샘플 또는 유리 상의 크롬과 같은 패턴화 디바이스에 대한 검사를 위해 사용될 수도 있지만, 개시된 개념은 임의의 타입의 샘플과 함께, 예를 들면, 실리콘 웨이퍼 이외의 샘플의 검사와 함께 사용될 수도 있다는 것이 이해될 수 있을 것이다.
상기의 설명은 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 의도된다. 따라서, 하기에서 설명되는 청구범위의 범위를 벗어나지 않으면서 설명되는 바와 같이 수정이 이루어질 수도 있다는 것이 기술 분야에서 숙련된 자에게는 명백할 것이다.

Claims (15)

  1. 장치로서:
    하전 입자(charged particle)의 소스;
    스테이지;
    상기 하전 입자의 빔을 상기 스테이지 상에서 지지되는 샘플로 지향시키도록 구성되는 광학기기(optic); 및
    상기 샘플로부터의 상기 빔에서 상기 하전 입자의 후방 산란 입자(backscattered particle)를 검출하도록 구성되는 신호 검출기를 포함하고,
    상기 장치는 상기 신호 검출기에 의해 수집되는 후방 산란 입자의 각도 의존성에 기초하여 상기 샘플의 표면 아래의 피쳐를 검출하도록 구성되는, 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 신호 검출기는 상기 장치의 일차(primary) 빔 축 주위에 배치되는, 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 신호 검출기는 후방 산란 전자를 검출하도록 구성되는, 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 신호 검출기는 제1 검출기 컴포넌트 및 제2 검출기 컴포넌트를 포함하되, 상기 제1 검출기 컴포넌트 및 상기 제2 검출기 컴포넌트는 상기 빔의 축과는 상이한 각도를 갖는 후방 산란 입자를 검출하도록 구성되는, 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 검출기 컴포넌트 및 제2 검출기 컴포넌트는 형상이 환형이고 동축으로 배치되는, 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 신호 검출기는 상기 빔이 샘플에 도달하는 것을 허용하는 어퍼쳐(aperture)를 갖는, 장치.
  7. 방법으로서,
    샘플의 영역으로부터의 하전 입자의 빔으로부터 후방 산란 입자의 이미지를 획득하는 단계 - 상기 이미지는 상기 빔과는 상이한 각도의 후방 산란 입자를 사용하여 형성됨 - ; 및
    상기 후방 산란 입자의 각도 의존성에 기초하여 매립된 피쳐의 존재 또는 위치를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 샘플 상의 구조체의 설계로부터 상기 영역을 식별하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 매립된 피쳐는 매립된 공극(buried void)인, 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 매립된 공극은 상기 샘플의 표면 아래의 상이한 깊이에 있는 두 개의 전기적 컴포넌트를 연결하는 비아(via) 내에 있는, 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 매립된 피쳐의 상기 존재 또는 위치를 결정하는 단계는 상기 이미지를 기준 이미지와 비교하는 단계를 포함하는, 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기준 이미지는, 상기 영역으로부터, 상기 영역을 포함하는 동일한 다이로부터, 상기 샘플의 다른 영역으로부터, 또는 상이한 샘플로부터 획득되는, 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 기준 이미지는 상기 빔과는 상이한 각도의 후방 산란 입자를 사용하여 형성되거나, 또는 상기 기준 이미지는 상기 영역에서의 구조체의 설계 또는 상기 구조체가 형성되는 프로세스 조건으로부터 시뮬레이팅되는, 방법.
  14. 제7항에 있어서,
    상기 매립된 피쳐의 상기 존재 또는 위치를 결정하는 단계는 상기 매립된 피쳐의 상기 존재 또는 위치를 출력하는 머신 러닝 모델에 이미지를 입력하는 단계를 포함하거나 또는 상기 매립된 피쳐의 상기 존재 또는 위치를 결정하는 단계는 상기 이미지를 프로세싱하는 단계를 포함하고 상기 프로세싱의 결과에 기초하는, 방법.
  15. 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로서, 상기 컴퓨터 프로그램은 명령어를 포함하고, 상기 명령어는 컴퓨터에 의해 실행될 때 제7항 내지 제14항 중 어느 한 항의 방법을 구현하는, 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
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