KR20230048409A - 기판 상의 결함 검토 측정을 위한 방법, 기판을 이미징하기 위한 장치, 및 장치를 작동시키는 방법 - Google Patents

Abstract

기판 상의 결함 검토 측정을 위한 방법이 설명된다. 이 방법은 결함을 포함하는 기판 부분의 결함 이미지(image)를 생성하는 단계, 결함 이미지에 대응하는 참조 이미지를 생성하는 단계, 참조 이미지에 기초하여 마스크 패턴(mask pattern)을 결정하는 단계, 및 결함을 검출하기 위해 마스크 패턴 외부의 구역들의 결함 이미지와 참조 이미지를 비교하는 단계를 포함한다.

Description

기판 상의 결함 검토 측정을 위한 방법, 기판을 이미징하기 위한 장치, 및 장치를 작동시키는 방법

[0001] 본 개시내용은 기판을 이미징(image)하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 특히, 본 명세서에 설명된 실시예들은 특히 대면적 기판들과 같은 디스플레이(display) 제조를 위한 기판들 상의 결함 검토(DR) 측정들을 위한 방법에 관한 것이다. 특히, 실시예들은 기판 상의 결함 검토 측정을 위한 방법, 기판을 이미징하기 위한 장치, 및 장치를 작동시키는 방법에 관한 것이다.

[0002] 많은 애플리케이션(application)들에서, 기판의 품질을 모니터링(monitor)하기 위해 기판을 검사하는 것이 유익하다. 예를 들어, 코팅 재료 층들이 증착된 유리 기판들이 디스플레이 시장용으로 제조된다. 결함들이 예를 들어 기판들의 프로세싱(processing) 중에, 예를 들어 기판들을 코팅하는 동안 발생할 수 있으므로, 결함들을 검토하고 디스플레이들의 품질을 모니터링하기 위한 기판들의 검사가 유익하다.

[0003] 디스플레이들은 종종 지속적으로 증가하는 기판 크기들을 갖는 대면적 기판들 상에서 제조된다. 또한, TFT 디스플레이들과 같은 디스플레이들은 지속적으로 개선되고 있다. 기판의 검사는 광학 시스템에 의해 수행될 수 있다. 그러나, 예를 들어 TFT 어레이(array)의 DR의 결함 검토(DR) 측정들은 광학 검사로는 제공될 수 없는 해상도를 필요로 한다. DR 측정은 예를 들어 이전에 검출된 결함을 특성화할 수 있다. 따라서, DR 측정들은 결함의 가능성을 방지하거나 또는 감소시키는 대책들이 취해질 수 있기 때문에 프로세스 제어에 유용하다.

[0004] '결함 검토 시스템들'에서의 결함 검출 또는 재검출은 참조 이미지와 결함 이미지, 즉, 검사될 이미지의 비교에 의해 제공될 수 있다. 결함들은 참조 이미지와, 주어진 임계값을 초과하는 결함 이미지 간의 편차로 간주된다.

[0005] 디스플레이 제조를 위한 기판들은 전형적으로 예를 들어 1 m² 이상의 면적을 갖는 유리 기판들이다. 이러한 대형 기판들 상의 고해상도 이미지들은 그 자체로 매우 어렵고, 웨이퍼(wafer) 산업으로부터의 대부분의 발견들은 적용될 수 없다. 또한, 위에서 예시적으로 설명된 DR 측정을 위한 옵션(option)들은 대면적 기판들에 적합하지 않을 수 있다.

[0006] 디스플레이 산업에서, 디스플레이 제품의 특정 로케이션(location)의 이미지들 간의 편차들은 디스플레이 제조에 대한 제조 공차들에 기초한 프로세스상의 변동 때문에 상당한 편차들을 보인다. 제조 공차들은 반도체 제조에 비해 훨씬 더 큰 면적으로 인해 웨이퍼들 상에서의 반도체 제조에 비해 디스플레이 제조에서 더 높을 수 있다. 특히, 패턴(pattern) 구조들의 에지(edge) 거칠기는, 웨이퍼 산업으로부터의 결함 검토 절차들이 의도된 결과를 제공하지 못할 수 있다는 사실을 초래할 수 있다. 이러한 편차들은 잘못된 결함 검출을 유발할 수 있거나, 또는 낮은 임계값 설정으로 이어질 수 있고, 그 결과 차례로 검출 감도가 낮아질 수 있다. 일반적으로, 검출될 결함 크기들에 비해 동일한 정도의 매그니튜드(magnitude) 또는 근접한 정도들의 매그니튜드에 있는 제조 공차들은 잘못된 결함 검출 또는 낮은 임계값 설정들을 초래할 수 있다.

[0007] 따라서, 예를 들어 결함 검토 품질에 대한 요구들이 증가하고 있다는 점을 감안할 때, 예를 들어 기판들을 더 작은 샘플(sample)들로 브레이크(brake)하지 않고 DR 측정 후 기판들의 제조 프로세스를 계속할 수 있게 허용하는, 기판들을 이미징하기 위한 개선된 장치 및 방법에 대한 필요성이 존재한다.

[0008] 위의 내용에 비추어, 기판 상의 결함 검토 측정을 위한 방법, 기판의 적어도 일부를 이미징하기 위한 장치, 및 장치를 작동시키는 방법이 제공된다. 본 개시내용의 추가 양태들, 이점들, 및 특징들은 상세한 설명 및 첨부된 도면들로부터 명백하다.

[0009] 일 실시예에 따르면, 기판 상의 결함 검토 측정을 위한 방법이 제공된다. 이 방법은 결함을 포함하는 기판 부분의 결함 이미지를 생성하는 단계, 결함 이미지에 대응하는 참조 이미지를 생성하는 단계, 참조 이미지에 기초하여 마스크 패턴을 결정하는 단계, 및 결함을 검출하기 위해 마스크 패턴 외부의 구역들의 결함 이미지와 참조 이미지를 비교하는 단계를 포함한다.

[0010] 일 실시예에 따르면, 기판의 일부를 이미징하기 위한 장치가 제공된다. 이 장치는 진공 챔버, 진공 챔버에 배열된 기판 지지체, 및 제1 이미징 하전 입자 빔 현미경을 포함한다. 제어기는 프로세서 및, 프로세서에 의해 실행될 때, 장치가 본 명세서에 설명된 실시예들 중 임의의 실시예에 따른 방법을 수행하게 하는 명령어들을 저장하는 메모리를 포함한다.

[0011] 일 실시예에 따르면, 본 명세서에 설명된 실시예들 중 임의의 실시예에 따른 장치를 작동시키는 방법이 제공된다. 이 방법은 제1 이미징 하전 입자 빔 현미경의 기판 상의 제1 좌표계를 제2 이미징 하전 입자 빔 현미경의 기판 상의 제2 좌표계와 일치시키는 단계를 포함한다.

[0012] 본 개시내용의 위에 인용된 특징들이 상세히 이해될 수 있도록, 위에서 간략하게 요약된 본 개시내용의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조하여 이루어질 수 있으며, 이 실시예들 중 일부가 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 단지 예시적인 실시예들을 예시하는 것이므로 그 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 하고, 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있다는 점에 유의해야 한다.
[0013] 도 1a 내지 도 1c는 본 개시내용의 실시예들에 따른 결함 검토 측정을 예시하기 위한 이미지들을 도시한다.
[0014] 도 2는 본 명세서에 설명된 실시예들에 따른 기판의 부분들을 이미징하기 위한 장치의 측면도를 도시한다.
[0015] 도 3은 본 명세서에 설명된 실시예들에 따른 기판의 부분들을 이미징하기 위한 다른 장치의 측면도를 도시한다.
[0016] 도 4는 본 명세서에 설명된 실시예들에 따른 이미징 하전 입자 빔 현미경, 즉, 기판의 일부의 이미징을 검사하기 위한 예시적인 장치의 측면도를 도시한다.
[0017] 도 5는 본 개시내용의 실시예들에 따른, 예를 들어 디스플레이 제조를 위해, 특히 대면적 기판 상의 결함 검토 측정을 위한 방법을 예시하는 흐름도를 도시한다.
[0018] 도 6a 내지 도 6e는 본 개시내용의 실시예들에 따른 결함 검토 측정의 예시적인 이미지들을 도시한다.
[0019] 도 7a 내지 도 7c는 도 1a 내지 도 1c에 대응하는 결함 검토 측정을 예시하기 위한 이미지들의 사진들을 도시한다.
[0012] 이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에 대해 공통인 동일한 엘리먼트들을 지정하기 위해 가능한 경우 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 일 실시예의 엘리먼트들 및 특징들은 추가의 언급없이 다른 실시예들에 유익하게 통합될 수 있음이 고려된다.

[0020] 이제 다양한 예시적인 실시예들을 상세히 참조할 것이며, 그 중 하나 이상의 예들이 각각의 도면에 예시되어 있다. 각각의 예는 설명을 위해 제공되며, 제한으로서 의미되지 않는다. 예를 들어, 하나의 실시예의 일부로서 예시되거나 또는 설명된 특징들은 또 다른 실시예들을 생성하기 위해 다른 실시예들에 대해 또는 다른 실시예들과 함께 사용될 수 있다. 의도는 본 개시내용이 그러한 수정들 및 변형들을 포함한다는 점이다.

[0021] 도면들에 대한 이하의 설명 내에서, 동일한 참조 번호들은 동일한 컴포넌트들을 지칭한다. 개별 실시예들에 대한 차이점들만이 설명된다. 도면들에 도시된 구조들은 반드시 실척대로 묘사된 것은 아니고, 오히려 실시예들을 보다 잘 이해하는 데 도움이 된다.

[0022] 전체 기판 또는 전체 기판에 걸쳐 분포된 영역들이 예를 들어 제조될 디스플레이가 검토 프로세스 동안 또는 검토 프로세스에 대해 파괴되지 않도록 측정되는 특히 대면적 기판들에 대한 EBR(electron beam review)은 비교적 젊은 기술이다. 예를 들어, 20 nm 이하, 이를테면 10 nm 이하의 해상도들은 달성하기가 매우 어려우며, 웨이퍼 이미징으로부터의 이전 발견들은 기판 크기들의 현저한 차이에 비추어 적합하지 않을 수 있다. 예를 들어, 스테이지(stage), 즉, 기판 테이블(table)은 전자 빔 아래의 전체 기판의 임의의 영역에 포지셔닝(position)하는 데 유익하게 적합할 수 있으며, 포지셔닝은 넓은 영역에 걸쳐 매우 정밀해야 한다. 대면적 기판들의 경우, 예를 들어 웨이퍼 이미징 장치들에 비해, 측정될 영역들이 더 크고, 다양한 영역들이 서로 더 멀리 떨어져 있을 수 있다. 따라서, 예를 들어 처리량 요구 사항들이 상이하기 때문에, 간단한 업스케일링(upscaling)은 성공할 수 없다. 또한, 프로세스들 및 장치들은 원하는 해상도 미만의 큰 치수들에 대한 진동들을 감소시키는 데 유익하게 적합하다. 또한, 수동 또는 반자동 프로세스들은 대면적 기판의 영역에 걸쳐 분포된 측정 포지션들의 반복성뿐만 아니라 원하는 처리량 측면에서도 또한 적합하지 않을 수도 있다.

[0023] 또한, 대면적 기판들 상에서의 디스플레이 제조에 대한 제조 공차들은 웨이퍼들 상에서의 반도체 제조에 비해 더 크다. 따라서, 동일한 패턴을 갖는 제2 포지션의 이미지에 대한 제1 포지션에서의 이미지의 허용 가능한 편차들은 반도체 제조에 비해 더 크다. 따라서, 결함의 크기는 허용 가능한 편차들과 동일한 정도의 매그니튜드 내에 있을 수 있거나, 또는 결함의 크기는 허용 가능한 편차들과 비교할 때 단지 1 또는 2 매그니튜드들만큼만 더 크다. 일반적으로, 디스플레이 제조에 대해서뿐만 아니라 반도체 산업에서의 결함 검토는 이미지 비교 및 이미지들의 편차의 임계값을 기초로 할 수 있다. 이러한 비교는 결함 크기가 허용 가능한 편차들, 예를 들어, 제조 공차들에 기초한 편차들의 크기에 가까워지는 즉시 제한들을 갖는다. 따라서, 본 개시내용의 실시예들은 특히 디스플레이 제조에 대한 결함 검토, 예를 들어, 대면적 기판들 상의 결함 검토에 관한 것이다. 또한, 본 개시내용의 실시예들은 또한 반도체 산업에 관한 것일 수 있으며, 여기서 결함들은 작은데, 특히 제조 공차들에 비해 동일한 정도의 매그니튜드 또는 단지 1 또는 2 매그니튜드들만큼만 더 크다. 본 개시내용의 실시예들은 개선된 결함 검토 계측을 제공한다.

[0024] 본 개시내용의 실시예들은, 디스플레이, 예를 들어 TFT 디스플레이의 트랜지스터(transistor)의 하나의 픽셀에서의 결함을 포함하는 결함이 있는 이미지와 이웃 픽셀의 참조 이미지의 비교와 같은 이미지 비교 또는 하나의 다이(die)와 이웃 다이의 비교에 기초한 결함 검토에 관한 것이다. "이웃"이라는 용어는 패터닝된 박막의 동일한 패턴을 갖는 바로 이웃하는 구조 또는 근접하게 이웃하는 구조를 지칭할 수 있다. 바로 이웃하는 구조는 또한 결함이 있는 구조에 인접한 구조라고도 지칭될 수 있다. 어레이 영역(디스플레이 영역) 내에서, 피처 (픽셀) 구조들은 반복적이거나 또는 단위 셀(unit-cell)들에 대해 반복적이다. 단위 셀은 디스플레이 어레이 영역에서 주기적으로 반복되는 가장 작은 구조들 그룹이다. 예를 들어, 단위 셀은 적색, 녹색, 청색 픽셀(RGB) 구조의 그룹, 또는 N x RGB이다. 단위 셀 내의 하나의 구조는 임의의 다른 단위 셀의 등가 구조와 동일하다. 임의의 단위 셀의 구조는 검출되어 검토될 결함 후보를 포함하는 단위 셀과의 비교를 위한 참조로서 사용될 수 있다. 여기에서 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 결함 이미지는 하나의 단위 셀에서 생성될 수 있고, 참조 이미지는 다른 단위 셀에서 생성될 수 있다. 예를 들어, 참조 이미지의 다른 단위 셀은 이웃 단위 셀(제2, 제3, 제4 등의 이웃 단위 셀을 포함함) 또는 바로 인접한 단위 셀일 수 있다.

[0025] 본 개시내용의 실시예들에 따르면, 참조 이미지의 패턴 에지들을 이용하여, 정의된 크기를 갖는 패턴 에지들로 형성된 마스크, 즉 마스크 패턴이 생성된다. 참조 이미지와 결함 이미지가 비교된다. 예를 들어 밝기 차이들이 계산될 수 있다. 마스크 패턴은 패턴 에지들 상에 오버레이(overlay)되는데, 즉, 마스킹된 영역들은 결함 검출을 위해 무시된다. 결함 이미지의 결함 후보가 선택된다. 예를 들어, 가장 양호한 결함 후보 또는 하나 이상의 결함 후보들, 즉, 마스크 패턴 외부의 구조의 편차들이 선택될 수 있다. 결함 후보 또는 결함 후보들의 영역은 마스크 패턴을 사용하지 않는 결함 검출을 위해 다시 평가된다.

[0026] 도 1a 내지 도 1c는 결함 검토 측정을 위한 방법의 예시적인 실시예를 도시한다. 도 1a 내지 도 1c의 대응되는 사진들이 도 7a 내지 7c에 도시되고, 여기서 피처들 중 일부는 참조 번호들(A, B 및 C)로 추가로 마킹된다. 도 1a는 참조 이미지(10)를 도시한다. 예를 들어, 이미지는 디스플레이의 픽셀의 박막 트랜지스터의 일부를 포함할 수 있다. 이미지는 주사 전자 현미경 이미지일 수 있다. 예를 들어, 기판에 대한 1차 전자들의 충돌 시 생성된 신호 전자들이 측정되는데, 즉, 신호 강도가 측정될 수 있다. 신호 전자들의 강도 신호가 디스플레이되어 이미지를 생성할 수 있다. 참조 이미지(10)는 구조(14)를 도시한다. 구조(14)는 디스플레이 제조 동안 제조된 구조에 대응한다. 본 명세서에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 참조 이미지(10)는 또한 피처(12)를 포함할 수 있다(또한 도 7a의 참조 번호(C) 참조). 피처(12)는 바람직하지 않은 피처 또는 특이한(odd) 피처일 수 있으며, 이는 결함을 유발하지는 않을 수 있지만, 완벽하게 제조된 구조(14)로 의도되지는 않는다.

[0027] 도 1b는 결함 이미지를 도시한다. 결함 이미지는 결함(22)을 포함한다. 본 개시내용의 실시예들에 따른 기판 상의 결함 검토 측정을 위한 방법의 일부 동작들이 도 1c에 예시되어 있다. 참조 이미지(10)와 결함 이미지(20) 간의 비교가 계산된다. 예를 들어, 비교 이미지(30)는 참조 이미지(10)와 결함 이미지(20) 간의 계산된 밝기 차이에 의해 생성된다. 예를 들어, 결함 이미지와 참조 이미지가 정확히 일치하면 검은색 비교 이미지, 즉, 편차들이 없는 이미지가 생성될 것이다. 참조 이미지와 결함 이미지 간의 차이는 명점(bright spot), 즉 밝기의 편차로 나타난다. 예를 들어, 참조 이미지와 결함 이미지의 차이의 절대값이 계산되고 및/또는 플로팅(plot)될 수 있다. 강도 신호들의 편차가 클수록, 절대 차이가 커지고, 따라서, 비교 이미지의 영역이 더 밝아진다. 본 명세서에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 비교 이미지는 추가적으로 또는 대안적으로 필터(filter)들 및 추가 이미지 프로세싱 루틴(routine)들에 의해 생성될 수 있고, 여기서 결함 이미지와 참조 이미지가 비교된다.

[0028] 비교 이미지(30) 상에 마스크 패턴(32)이 오버레이된다. 마스크 패턴(32)은 참조 이미지(10)의 구조(14)로부터 생성된다. 본 개시내용의 실시예에 따르면, 구조는: 비아(via), 라인(line)들, 트렌치(trench)들, 연결부(connection)들, 재료 경계들, 에칭된 층 구조들 등으로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 피처들을 포함할 수 있다. 본 명세서에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 구조는 디스플레이의 픽셀을 작동시키기 위한 박막 트랜지스터 또는 다른 트랜지스터의 일부일 수 있다.

[0029] 본 명세서에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 마스크 패턴(32)은 패턴 인식 방법에 의해 생성된다.

[0030] 본 명세서에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 마스크 패턴(32)은 피처(12), 즉, 참조 이미지(10)의 특이한 피처를 포함할 수 있다. 피처(12)는 의도된 것이 아니므로, 이것은 참조 이미지와 결함 이미지 사이의 밝기 차이를 발생시킬 수 있다. 그러나, 참조 이미지는 결함을 포함하지 않기 때문에, 피처(12)에 대응하는 밝기 차이는 부정확한 결함 검출을 발생시킬 수 있다. 비교 이미지(30)는 마스크 패턴(32)에 의해 마스킹되고, 마스크 패턴의 구역들은 무시된다. 따라서, 피처(12)를 포함하는 마스크 패턴은 특이한 피처에 대한 부정확한 결함 검출을 방지한다.

[0031] 추가적으로 또는 대안적으로, 비교 이미지(30)에서 잘못된 결함 검출을 생성할 수 있는, 에지 거칠기 또는 다른 제조 공차들과 같은 제조 공차들로 인한 밝기 차이(24)(또한 도 7b의 참조 번호(B) 참조)는 마스크 패턴(32)에 의해 마스킹된다. 따라서, 동일한 패턴을 갖는 제2 포지션의 이미지, 예를 들어 결함 이미지(20)에 대한 제1 포지션의 이미지, 예를 들어 참조 이미지(10)의 허용 가능한 편차들은 결함 알람(alarm)을 발생시키지 않을 수 있는데, 왜냐하면 허용 가능한 편차가 마스크 패턴(32)에 의해 마스킹되기 때문이다.

[0032] 도 1c에 도시된 바와 같이, 결함(22)(또한 도 7c의 참조 번호(A) 참조)은 참조 이미지(10)와 결함 이미지(20) 사이의 밝기 차이를 도시한다. 결함(22)은 마스크 패턴(32) 외부에 있다. 결함(22)을 검출하기 위해 마스크 패턴 외부의 구역들의 결함 이미지와 참조 이미지의 비교가 이용된다. 본 명세서에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 마스크 패턴 외부의 가장 양호한 결함 후보 또는 가장 양호한 결함 후보들이 비교 이미지(30)에서 검색된다. 결함 또는 결함들이 검출된 후, 예를 들어 도 1c의 결함(22)이 검출된 후, 결함의 포지션에서의 결함 검출은 마스크 패턴(32) 없이 추가로 제공될 수 있다.

[0033] 마스크 패턴을 사용한 결함 선택 및 마스크 패턴을 사용하지 않는 선택된 결함의 추가의 결함 재검출을 포함하는 다단계 접근법은 몇 가지 이점들을 갖는다. 이러한 이점들은 디스플레이 제조 조건들에 맞게 조정될 수 있다. 디스플레이 제조에서 더 두드러진 패턴 에지 거칠기는 잘못된 결함들을 일으키지 않는다. 마스킹으로 인해, 나머지 영역들, 즉, 이미지의 마스킹되지 않은 구역들 또는 영역들은 더 높은 감도로 결함들에 대해 검색될 수 있다. 마스크에 의해 부분적으로 커버되거나 또는 마스크에 의해 분리된 결함 후보들은 제2 국부화된 결함 검출 동작, 즉, 마스크 패턴을 사용하지 않는 제2 결함 검출에 의해 윤곽이 수정된다. 따라서, 정확한 결함 윤곽, 즉, 마스크가 없는 결함 윤곽이 제공될 수 있으며, 이는 결함 유형 분류에 유익하다. 정확한 결함 윤곽, 예를 들어, 마스크 패턴을 사용하지 않는 결함 검출을 통해 실제 결함 영역 및 실제 결함 크기를 결정할 수 있다.

[0034] 도 2는 본 명세서에 설명된 실시예들에 따라 기판의 부분들을 이미징하기 위한 장치, 특히 예를 들어 디스플레이 제조를 위해, 대면적 디스플레이들에 대해, 주사 하전 입자 빔 현미경으로 이미징하기 위한 장치의 측면도를 도시한다. 장치(100)는 진공 챔버(120)를 포함한다. 장치(100)는 기판(160)이 지지될 수 있는 기판 지지체(110)를 더 포함한다. 장치(100)는 제1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130)을 포함한다. 또한, 장치는 제2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140)을 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 예에서, 제1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130) 및 제2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140)은 기판 지지체(110) 위에 배열된다.

[0035] 도 2에 추가로 도시된 바와 같이, 기판 지지체(110)는 x-방향(150)을 따라 연장된다. 도 2의 도면 평면에서, x-방향(150)은 좌우 방향이다. 기판(160)은 기판 지지체(110) 상에 배치된다. 기판 지지체(110)는 제1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130) 및 제2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140)에 대해 진공 챔버(120)에서 기판(160)을 변위시키기 위해 x-방향(150)을 따라 이동 가능하다. 따라서, 기판(160)의 영역은 DR 측정을 위해 제1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130) 아래에 또는 제2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140) 아래에 포지셔닝될 수 있다. 영역은 기판 상의 코팅된 층 내에 또는 코팅된 층 상에 포함된 DR 측정을 위한 구조를 포함할 수 있다. 기판 지지체(110)는 또한 y-방향(도시되지 않음)을 따라 이동 가능할 수 있어서, 기판(160)은 아래에서 논의되는 바와 같이 y-방향을 따라 이동될 수 있다. 진공 챔버(120) 내에서 기판(160)을 유지하는 기판 지지체(110)를 적절하게 변위시킴으로써, 기판(160)의 전체 범위를 따른 부분들이 진공 챔버(120) 내부에서 측정될 수 있다.

[0036] 제1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130)은 거리(135)만큼 x-방향(150)을 따라 제2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140)으로부터 떨어져 있다. 도 2에 예시된 실시예에서, 거리(135)는 제1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130)의 중심과 제2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140)의 중심 사이의 거리이다. 특히, 거리(135)는 제1 이미징 하전 입자 빔 현미경에 의해 정의된 제1 광축(131)과 제2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140)에 의해 정의된 제2 광축(141) 사이의, x-방향(150)을 따른 거리이다. 제1 광축(131) 및 제2 광축(141)은 z-방향(151)을 따라 연장된다. 제1 광축(131)은 예를 들어 제1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130)의 대물렌즈에 의해 정의될 수 있다. 유사하게, 제2 광축(141)은 예를 들어 제2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140)의 대물렌즈에 의해 정의될 수 있다.

[0037] 도 2에 추가로 도시된 바와 같이, 진공 챔버(120)는 x-방향(150)을 따라 내부 폭(121)을 갖는다. 내부 폭(121)은 진공 챔버(120)의 좌측 벽(123)으로부터 진공 챔버(120)의 우측 벽(122)까지 x-방향을 따라 진공 챔버(120)를 가로지를 때 얻어지는 거리일 수 있다. 본 개시내용의 양태는 예를 들어 x-방향(150)에 대한 장치(100)의 치수들에 관한 것이다. 실시예들에 따르면, 제1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130)과 제2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140) 사이의 x-방향(150)을 따른 거리(135)는 적어도 30 cm, 예를 들어 적어도 40 cm일 수 있다. 본 명세서에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 추가 실시예들에 따르면, 진공 챔버(120)의 내부 폭(121)은 제1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130)과 제2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140) 사이의 거리(135)의 250 % 내지 450 % 범위에 놓일 수 있다. 추가 세부사항들, 양태들, 및 특징들은 도 2 및 도 3과 관련하여 아래에서 설명된다.

[0038] 따라서 본 명세서에 설명된 실시예들은 서로 떨어져 있는 2 개의 이미징 하전 입자 빔 현미경들을 사용하여 진공 챔버에서 기판, 특히 대면적 기판의 부분들을 이미징하기 위한 장치를 제공할 수 있다. 기판은 전체적으로 진공 챔버에서 프로세싱된다. 특히, 본 명세서에 설명된 실시예들은 기판을 파괴하거나 또는 기판의 표면을 에칭하는 것을 필요로 하지 않는다. 따라서, 결함 검토 측정을 위한 고해상도 이미지가 제공될 수 있다.

[0039] 본 명세서에 설명된 일부 실시예들에 의해 제공되는 바와 같이 감소된 치수들을 갖는 진공 챔버를 갖는 이점은, 진공 챔버의 크기의 함수로서 진동의 레벨(level)이 증가하기 때문에, 진공 챔버의 하나 이상의 진동들이 감소될 수 있다는 것이다. 따라서, 기판의 진동 진폭이 또한 유리하게는 감소될 수 있다.

[0040] 예시적인 제1 이미징 하전 입자 빔 현미경 및 제2 이미징 하전 입자 빔 현미경은 기판 수용 영역의 제1 수용 영역 치수의 30 % 내지 70 % 범위의 제1 방향을 따른 거리를 갖는다. 더 구체적으로, 제1 방향을 따른 거리는 제1 수용 영역 치수의 40 % 내지 60 %, 예를 들어 제1 수용 영역 치수의 약 50 % 범위에 있을 수 있다. 예를 들어, 도 2에 예시된 실시예를 참조하면, 제1 방향을 따른 거리는 제1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130)과 제2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140) 사이의 거리(135)를 의미할 수 있다. 도 2에 예시된 예시적인 실시예에서, 거리(135)는 기판 수용 영역(210)의 폭(220)의 대략 50 %이다.

[0041] 기판 지지체는 제1 이미징 하전 입자 빔 현미경에 대해 및/또는 제2 이미징 하전 입자 빔 현미경에 대해 진공 챔버에서 이동 가능할 수 있다. 본 명세서에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따르면, 제2 이미징 하전 입자 빔 현미경은 제1 이미징 하전 입자 빔 현미경으로부터 적어도 30 cm의 거리, 보다 특히 적어도 40 cm의 거리, 예를 들어 제1 수용 영역 치수의 약 50 %만큼 떨어져 있다. 제1 이미징 하전 입자 빔 현미경과 제2 이미징 하전 입자 빔 현미경 사이의 최소 거리, 즉, 이중화를 위해 서로 옆에 있는 2 개의 이미징 하전 입자 빔 현미경들, 예를 들어, 서로 옆에 있는 2 개의 SEMS를 단순히 복제하는 것보다 더 큰 거리를 갖는 것의 이점은, 장치에 의해 검사되는 기판이 이동하는 거리가 감소된다는 것이다. 이는 진공 챔버의 감소된 크기를 허용하므로, 진공 챔버의 진동들도 또한 유리하게는 감소될 수 있다.

[0042] 본 명세서에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 대면적 기판의 부분들을 이미징하기 위한 장치는 제어기(180)를 더 포함할 수 있다. 제어기(180)는 기판 지지체(110), 및 특히 기판 지지체의 변위 유닛에 연결될 수 있다(참조 번호(182) 참조). 또한, 제어기(180)는 제1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130) 및 제2 이미징 하전 입자 빔 현미경(140)과 같은 이미징 하전 입자 빔 현미경의 스캐닝 편향기 조립체(184)에 연결될 수 있다.

[0043] 제어기(180)는 중앙 프로세싱 유닛(CPU), 메모리, 및 예를 들어 지원 회로들을 포함한다. 대면적 기판을 검사하기 위한 장치의 제어를 용이하게 하기 위해, CPU는 다양한 챔버들 및 서브-프로세서(sub-processor)들을 제어하기 위해 산업 현장에서 사용될 수 있는 임의의 형태의 범용 컴퓨터 프로세서 중 하나일 수 있다. 메모리는 CPU에 결합된다. 메모리, 또는 컴퓨터 판독가능 매체는 랜덤 액세스 메모리, 읽기 전용 메모리, 플로피 디스크(floppy disk), 하드 디스크, 또는 로컬 또는 원격의 임의의 다른 형태의 디지털 스토리지(storage)와 같은 하나 이상의 쉽게 사용 가능한 메모리 디바이스들일 수 있다. 지원 회로들은 종래의 방식으로 프로세서를 지원하기 위해 CPU에 결합될 수 있다. 이들 회로들은 캐시(cache), 전력 공급기들, 클록(clock) 회로들, 입력/출력 회로부 및 관련 서브시스템들 등을 포함한다. 일반적으로, 검사 프로세스 명령어들은 전형적으로 레시피(recipe)로 알려진 소프트웨어 루틴으로서 메모리에 저장된다. 소프트웨어 루틴은 또한 CPU에 의해 제어되는 하드웨어로부터 원격으로 로케이팅(locate)된 제2 CPU(도시되지 않음)에 의해 저장 및/또는 실행될 수 있다. 소프트웨어 루틴은, CPU에 의해 실행될 때, 범용 컴퓨터를 특수 목적 컴퓨터(제어기)로 변환하여, 이미징 프로세스 동안 기판 지지 포지셔닝 및 하전 입자 빔 스캐닝을 제어하기 위한 것과 같은 장치 작동을 제어한다. 본 개시내용의 방법 및/또는 프로세스가 소프트웨어 루틴으로 구현되는 것으로 논의되지만, 여기에 개시된 방법 단계들 중 일부는 소프트웨어 제어기에 의해 수행될뿐만 아니라 하드웨어에서 수행될 수도 있다. 이와 같이, 본 발명은 컴퓨터 시스템 상에서 실행되는 바와 같은 소프트웨어로 구현될 수 있고, 주문형 집적 회로 또는 다른 유형의 하드웨어 구현으로서의 하드웨어, 또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합으로 구현될 수 있다.

[0044] 제어기는 본 개시내용의 실시예들에 따라 그리고 도 1a 내지 도 1c, 도 5, 및 도 6a 내지 도 6e와 관련하여 예시적으로 설명된 바와 같이, 예를 들어 디스플레이 제조를 위해, 기판 상의 결함 검토 측정을 위한 방법을 실행하거나 또는 수행할 수 있다.

[0045] 일 실시예들에 따르면, 기판의 일부를 이미징하기 위한 장치가 제공된다. 이 장치는 진공 챔버 및 진공 챔버에 배열된 기판 지지체를 포함한다. 본 명세서에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 기판 지지체는 선택적으로 적어도 1.2 m²의 기판 수용 영역을 제공할 수 있다. 이 장치는 제1 이미징 하전 입자 빔 현미경, 및 프로세서 및, 프로세서에 의해 실행될 때, 장치가 본 개시내용의 실시예들 중 임의의 실시예에 따른 방법을 수행하게 하는 명령어들을 저장하는 메모리를 갖는 제어기를 더 포함한다.

[0046] 일 실시예에 따르면, 기판 상의 결함 검토 측정을 위한 방법이 제공된다. 이 방법은 결함을 포함하는 기판 부분의 결함 이미지를 생성하는 단계 및 결함 이미지에 대응하는 참조 이미지를 생성하는 단계를 포함한다. 참조 이미지에 기초하여 마스크 패턴이 결정된다. 결함을 검출하기 위해 마스크 패턴 외부의 구역들에서 결함 이미지와 참조 이미지가 비교된다. 본 명세서에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 결함은 마스크 패턴을 사용하지 않고 재검출된다. 예를 들어, 결함의 결함 윤곽이 결정될 수 있다. 또 다른 선택적 구현들에 따르면, 결함의 클래스 이미지 뷰(class image view)가 생성될 수 있다.

[0047] 도 3은 본 명세서에 설명된 실시예들에 따른 기판의 부분들을 이미징하기 위한 다른 장치의 측면도를 도시한다. 장치(100)는 진공 챔버(120)를 포함한다. 장치(100)는 기판(160)이 지지될 수 있는 기판 지지체(110)를 더 포함한다. 장치(100)는 제1 이미징 하전 입자 빔 현미경(130)을 포함한다. 도 2와 반대로, 도 3은 기판 지지체(110) 위에 제공된 단일의 이미징 하전 입자 빔 현미경을 도시한다. 이로 인해 이미징 기능이 감소할 수 있지만, 예를 들어, 해상도가 감소할 수 있지만, 결과적인 해상도는 일부 DR 측정들을 위해 충분할 수 있다. 또한, 검출될 결함의 결함 크기가 허용 가능한 제조 공차들에 비해 작은 반도체 웨이퍼 애플리케이션들의 경우, 단일의 이미징 하전 입자 빔 현미경을 갖는 기판의 부분들을 이미징하기 위한 장치가 제공될 수 있다. 도 2와 유사하게, 도 3에 도시된 장치는 제어기 및 편향 조립체를 포함할 수 있다. 제어기는 기판 지지체, 및 특히 기판 지지체의 변위 유닛에 연결될 수 있다. 또한, 제어기는 이미징 하전 입자 빔 현미경의 편향 조립체에 연결될 수 있다.

[0048] 결함 검토 측정들은 전형적으로 반도체 제조에서의 웨이퍼 또는 디스플레이 제조를 위한 대면적 유리 기판과 같은 기판의 다양한 영역들 상에서 제공된다. 따라서, 구조의 결함 검토는 전체 기판 영역에 걸쳐 그리고 복수의 프로세싱된 기판들에 걸쳐 통계적으로 분석될 수 있다. 웨이퍼와 같은 소형 기판의 경우, 이는 충분한 처리량을 갖는 반도체 산업으로부터 알려진 방법들로 수행될 수 있다. 반도체 산업에서 도구 대 도구(tool-to-tool)로 측정 기능들의 일치가 제공된다. 디스플레이 기판들의 EBR(electron beam review)을 위해, 하나의 장치(도 2 참조)에서 2 개의 이미징 하전 입자 빔 현미경이 서로에 대해 일치될 수 있다. 이는 상대 포지션들 및 측정 기능들과 관련이 있다. 단일 컬럼(column) 장치(도 3 참조)는 감소된 해상도를 수용하면서 하나의 시스템에서 컬럼들의 일치를 회피할 수 있다. 다중 컬럼 장치는 유익하게는 컬럼 일치를 포함할 수 있고, 증가된 해상도를 갖는다.

[0049] 본 명세서에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 본 개시내용의 이미징을 위한 장치를 작동시키는 방법은 제1 이미징 하전 입자 빔 현미경의 대면적 기판 상의 제1 좌표계를 제2 이미징 하전 입자 빔 현미경의 대면적 기판 상의 제2 좌표계와 일치시키는 단계를 포함할 수 있다.

[0050] 두 개의 옵션들, 즉, 단일 컬럼 접근법 및 다중 컬럼 접근법은 모두 본 명세서에 설명된 개선된 DR 측정 프로세스들을 가능하게 하며, 여기서 특히 대면적 기판들 상에서도 충분한 검출 감도 및 충분한 처리량이 제공된다. 본 개시내용의 실시예들에 따르면, 본 명세서에 설명된 바와 같은 DR 측정들은 대면적 기판의 다양한 영역들에서 제공될 수 있다. 예를 들어, 5 개의 영역들 내지 100 개의 영역들과 같이 2 개 이상의 영역들이 기판 위에 분포될 수 있다.

[0051] 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 이미징 하전 입자 빔 현미경은 2 keV 이하, 특히 1 keV 이하의 랜딩 에너지(landing energy)를 갖는 저-에너지 하전 입자 빔을 생성하도록 적응될 수 있다. 고-에너지 빔들에 비해, 저-에너지 빔들은 결함 검토 측정들 중에 디스플레이 백플레인(backplane) 구조에 영향을 미치거나 이를 저하시키지 않는다. 본 명세서에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 또 다른 실시예들에 따르면, 하전 입자 에너지, 예를 들어 전자 에너지는 입자 빔 소스와 기판 사이에서 5 keV 이상, 예를 들어 10 keV 이상으로 증가될 수 있다. 컬럼 내에서 하전 입자들을 가속하면 하전 입자들 간의 상호작용을 감소시키고, 전기 광학 컴포넌트들의 수차들을 감소시키며, 이에 따라, 이미징 주사 하전 입자 빔 현미경의 해상도를 개선시킨다.

[0052] 본 명세서에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 또 다른 실시예에 따르면, 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "기판"이라는 용어는 예를 들어 유리 기판, 또는 유리 플레이트(plate)와 같은 비-가요성 기판들, 및 웹(web) 또는 포일(foil)과 같은 가요성 기판들 모두를 포함한다. 기판은 코팅된 기판일 수 있으며, 여기서 재료들로 이루어진 하나 이상의 얇은 층들이 예를 들어 물리 기상 증착(PVD) 프로세스 또는 화학 기상 증착 프로세스(CVD)에 의해 기판 상에 코팅되거나 또는 증착된다. 디스플레이 제조를 위한 기판은 전형적으로 예를 들어 유리와 같은 절연 재료를 포함한다. 따라서, 반도체 웨이퍼 SEM들과 달리, 대면적 기판의 부분들을 이미징하기 위한 장치는 기판을 바이어스(bias)하는 것을 허용하지 않는다. 본 명세서에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 본 명세서에 설명된 실시예들에 따르면, 기판은 접지된다. 기판은 주사 전자 빔 현미경의 랜딩 에너지 또는 다른 전기 광학 양태들에 영향을 미치기 위한 전위로 바이어스될 수 없다. 이는 대면적 기판들을 위한 EBR 시스템과 반도체 웨이퍼 SEM 검사 간의 차이점들에 대한 추가 예이다. 이는 기판 지지체 상에서 기판을 취급할 때 정전기 방전(ESD) 문제들을 추가로 발생시킬 수 있다. 따라서, 디스플레이 제조를 위한 기판의 DR 측정에 대해 웨이퍼 검사 방식들이 적용되기가 쉽지 않을 수 있음을 알 수 있다.

[0053] 본 명세서에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 또 다른 실시예들에 따르면, 디스플레이 제조를 위한 대면적 디스플레이들 상의 결함 검토 측정들은 스캐닝 기술에 기초하여 반도체 웨이퍼 DR에 비해 추가로 구분될 수 있다. 일반적으로, 아날로그 스캐닝 기술 및 디지털 스캐닝 기술이 구분될 수 있다. 아날로그 스캐닝 기술은 미리 결정된 주파수로 스캐닝 편향기 조립체에 제공되는 아날로그 톱니파 신호를 포함할 수 있다. 톱니파 신호는 기판의 스캔 영역으로의 연속적 또는 준-연속적 기판 이동과 조합될 수 있다. 디지털 스캐닝 기술은 기판 상에서 하전 입자 빔의 x-포지셔닝 및 y-포지셔닝에 대한 이산 값들을 제공하고, 스캐닝된 이미지의 개별 픽셀들은 좌표 값들에 의해 픽셀 단위로, 즉, 디지털 방식으로 어드레싱(address)된다. 스캐닝 속도 및 복잡성 감소로 인해 반도체 웨이퍼 SEM 검사에 대해 바람직한 것으로 간주될 수 있는 아날로그 스캐닝 기술("플라잉 스테이지(flying stage)")은 대면적 기판들 상의 DR 측정에 유익하지 않다. 기판의 크기로 인해, 스캐닝될 영역들은 디지털 방식으로, 즉, 원하는 빔 포지션 좌표들의 목록을 제공함으로써 스캐닝된다. 즉, 디지털 스캐닝 기술, 즉, 디지털 스캐너로 이미지들이 스캐닝된다. 기판의 크기로 인해, 이러한 스캐닝 프로세스는 더 나은 처리량 및 정확도를 제공한다.

[0054] 본 명세서에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 본 개시내용에 따른 방법들 및 장치들을 위한 이미징 하전 입자 빔 현미경의 시야는 500 ㎛ 이하의 치수 및/또는 5 ㎛ 이상의 치수를 가질 수 있다. 이미지의 해상도는 약 100 nm 이하, 예를 들어 20 nm 이하, 예를 들어 10 nm 이하일 수 있다.

[0055] 결함 검토 이미지들을 위한 방법은 제어기 또는 디스플레이 제조 공장의 인터페이스(interface)로부터 결함들 또는 결함 후보들의 목록을 수신할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 테스트 방법으로 디스플레이의 픽셀들이 테스트(test)될 수 있다. 픽셀 결함들, 라인 결함들, 드라이버 결함들 또는 다른 결함들이 전자 빔 테스트 시스템 및 광학 테스트 시스템 또는 전기 측정들과 같은 다른 측정들로 테스트될 수 있다. 따라서, 결함이 있는 픽셀들이 결함 검토 측정을 위해 제공될 수 있고 및/또는 결함 검토 측정을 위한 장치에 제공될 수 있다. 결함이 있는 픽셀의 영역이 결함 이미지를 제공하기 위한 이미지들이다. 영역, 예를 들어, 이웃 픽셀의 상응하는 영역이 참조 이미지를 제공하기 위해 측정된다. 이전 계측 도구로부터의 결함들에 대한 결함 검토가 DR 측정으로 평가될 수 있다. 디스플레이 제조를 위한 기판들의 크기 및 제조 프로세스들에 대한 결과적인 문제들로 인해, 본 개시내용의 실시예들과 관련하여 설명된 바와 같은 대면적 기판들 상의 결함 검토 측정들을 위한 로케이션들은 대면적 기판에 걸쳐 분포될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이는 약 8 백만 픽셀들과 같이 5 백만 이상의 픽셀들을 가질 수 있다. 대형 디스플레이들은 훨씬 더 많은 개수의 픽셀들을 포함할 수 있다. 각각의 픽셀에 대해, 적어도 적색용 전극, 녹색용 전극, 및 청색용 전극(RGB)이 제공된다. 따라서, 제조 프로세스를 위해 중요하다고 고려되는 결함들은 매우 넓은 영역에 걸쳐 발생할 수 있다. 위에서 설명된 바와 같이, 본 개시내용의 실시예들은 마스크 패턴이 있는 제1 동작 및 마스크 패턴이 없는 후속하는 제2 동작에 기초한 DR 측정을 제공하는 것을 포함한다. DR 측정은 결함 이미지의 구조에서 참조 이미지로 제공된다.

[0056] 본 명세서에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 결함 이미지는 기판 상의 결함이 있는 픽셀에서 생성되고, 참조 이미지는 결함이 있는 픽셀에 이웃하는 픽셀, 특히 결함이 있는 픽셀에 인접한 픽셀에서 생성된다. 추가적으로 또는 대안적으로, 결함 검토 측정은 기판의 하나 이상의 영역들에서 반복될 수 있으며 이 영역들은 적어도 1.2 m²에 걸쳐 분포된다.

[0057] 본 명세서에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 본 명세서에 설명된 기판들은 대면적 기판들, 특히 디스플레이 시장을 위한 대면적 기판들에 관한 것이다. 일부 실시예들에 따르면, 대면적 기판들 또는 개개의 기판 지지체들은 적어도 1.375 m²와 같은 적어도 1 m²의 크기를 가질 수 있다. 크기는 약 1.375 m²(1100 mm x 1250 mm- Gen 5) 내지 약 9 m², 보다 구체적으로 약 2 m² 내지 약 9 m² 또는 심지어 최대 12 m²까지일 수 있다. 본 명세서에 설명된 실시예들에 따른 구조들, 장치들, 및 방법들이 제공되는 기판들 또는 기판 수용 영역들은 본 명세서에 설명된 바와 같은 대면적 기판들일 수 있다. 예를 들어, 대면적 기판 또는 캐리어는 약 1.375 m² 기판들(1.1 m x 1.25 m)에 해당하는 GEN 5, 약 4.39 m² 기판들(1.95 m x 2.25 m)에 해당하는 GEN 7.5, 약 5.7 m² 기판들(2.2 m x 2.5 m)에 해당하는 GEN 8.5, 또는 심지어 약 9 m² 기판들(2.88 m × 3130 m)에 해당하는 GEN 10 일 수 있다. GEN 11 및 GEN 12와 같은 훨씬 더 큰 세대들 및 상응하는 기판 면적들도 유사하게 구현될 수 있다. GEN 5 기판이 하나의 디스플레이 제조업체와 다른 디스플레이 제조업체 간에 크기가 약간 다를 수 있지만, 기판 크기 세대들은 고정된 산업 표준들을 제공한다는 점이 고려되어야 한다. 테스트를 위한 장치의 실시예들은 예를 들어 GEN 5 기판 지지체 또는 GEN 5 기판 수용 영역을 가질 수 있어, 많은 디스플레이 제조업체들의 GEN 5 기판들이 지지체에 의해 지지될 수 있다. 다른 기판 크기 세대들에도 동일하게 적용된다.

[0058] 도 4는 이미징 하전 입자 빔 현미경, 즉, 본 명세서에 설명된 바와 같은 제1 이미징 하전 입자 빔 현미경 및/또는 제2 이미징 하전 입자 빔 현미경과 같은 하전 입자 빔 디바이스(500)를 도시한다. 하전 입자 빔 디바이스(500)는 예를 들어 제1 챔버(421), 제2 챔버(422) 및 제3 챔버(423)를 제공하는 전자 빔 컬럼(420)을 포함한다. 건 챔버(gun chamber)라고도 지칭될 수 있는 제1 챔버는 이미터(emitter)(31) 및 서프레서(suppressor)(432)를 갖는 전자 빔 소스(430)를 포함한다.

[0059] 이미터(431)는 이미터에 전위를 제공하기 위한 전력 공급기(531)에 연결된다. 이미터에 제공되는 전위는 전자 빔이 예를 들어 20 keV 이상의 에너지로 가속되도록 이루어질 수 있다. 따라서, 이미터는 접지된 기판에 대해 1 keV의 랜딩 에너지를 제공하기 위해 -1 kV 전압들의 전위로 바이어스될 수 있다. 상부 전극(562)은 더 높은 에너지에서 컬럼을 통해 전자들을 안내하기 위해 더 높은 전위에 제공된다.

[0060] 도 5에 도시된 디바이스로, 전자 빔 소스(430)에 의해 전자 빔(도시되지 않음)이 생성될 수 있다. 빔은, 빔을 성형하도록 치수가 결정되는, 즉, 빔의 일부를 차단하는 빔 제한 구멍(550)에 대해 정렬될 수 있다. 그 후, 빔은 신호 전자 빔, 즉, 신호 전자들로부터 1차 전자 빔을 분리하는 빔 분리기(580)를 통과할 수 있다. 1차 전자 빔은 대물렌즈에 의해 기판(460) 상에 포커싱(focus)될 수 있다. 기판(460)은 기판 지지체(410) 상의 기판 포지션 상에 포지셔닝된다. 전자 빔이 기판(460) 상으로 충돌할 때, 신호 전자들, 예를 들어 2차 및/또는 후방 산란 전자들 또는 x-선들이 기판(460)으로부터 방출되고, 이는 검출기(598)에 의해 검출될 수 있다.

[0061] 도 4에 예시된 예시적인 실시예에서, 집광 렌즈(520) 및 빔 성형 또는 빔 제한 구멍(550)이 제공된다. 2-스테이지 편향 시스템(540)은 빔을 구멍에 정렬하기 위해, 집광 렌즈와 빔 제한 구멍(550), 예를 들어, 빔 성형 구멍 사이에 제공된다. 전자들은 추출기 또는 애노드에 의해 컬럼의 전압으로 가속될 수 있다. 추출기는 예를 들어 집광 렌즈(520)의 상부 전극 또는 추가 전극(도시되지 않음)에 의해 제공될 수 있다.

[0062] 도 4에 도시된 바와 같이, 대물렌즈는, 폴 피스(pole piece)들(464 및 463) 및 코일(coil)(462)을 갖는 자기 렌즈 컴포넌트(561)를 가지며, 이는 1차 전자 빔을 기판(460) 상에 포커싱시킨다. 기판(460)은 기판 지지체(410) 상에 포지셔닝될 수 있다. 도 4에 도시된 대물렌즈는 대물렌즈의 자기 렌즈 컴포넌트(461)를 형성하는 상부 폴 피스(463), 하부 폴 피스(464), 및 코일(462)을 포함한다. 또한, 상부 전극(562) 및 하부 전극(530)은 대물렌즈의 정전 렌즈 컴포넌트를 형성한다.

[0063] 또한, 도 4에 예시된 실시예에서, 스캐닝 편향기 조립체(570)가 제공된다. 스캐닝 편향기 조립체(570)(또한 도 2의 스캐닝 편향기 조립체(184) 참조)는 예를 들어 자기적일 수 있지만, 그러나 바람직하게는 높은 픽셀 레이트(rate)들을 위해 구성된 정전식 스캐닝 편향기 조립체일 수 있다. 스캐닝 편향기 조립체(570)는 도 4에 도시된 바와 같이 단일 스테이지 조립체일 수 있다. 대안적으로, 2-스테이지 또는 심지어 3-스테이지 편향기 조립체도 또한 제공될 수 있다. 각각의 스테이지는 광축(402)을 따라 상이한 포지션에 제공된다.

[0064] 하부 전극(530)은 전압 공급기(도시되지 않음)에 연결된다. 도 4에 예시된 실시예는 하부 폴 피스(464) 아래의 하부 전극(530)을 도시한다. 하부 전극은 침지 렌즈 컴포넌트의 감속 전극이며; 즉, 대물렌즈의 지연 필드(retarding field) 렌즈 컴포넌트는 전형적으로 2 keV 이하, 예를 들어 500 V 또는 1 keV의 기판 상의 하전 입자들의 랜딩 에너지를 제공하기 위한 전위에 있다.

[0065] 빔 분리기(580)는 1차 전자와 신호 전자를 분리하도록 구성된다. 빔 분리기는 신호 전자들이 광축(402)으로부터 멀리 편향되도록 빈 필터(Wien filter)일 수 있고 그리고/또는 적어도 하나의 자기 편향기일 수 있다. 그런 다음 신호 전자들은 빔 벤더(bender)(591), 예를 들어, 반구형 빔 벤더, 및 렌즈(595)에 의해 검출기(598)로 안내된다. 필터(596)와 같은 추가 요소들이 제공될 수 있다. 또 다른 수정들에 따르면, 검출기는 표본에서의 시작 각도에 따라 신호 전자들을 검출하도록 구성된 세그먼트화된(segmented) 검출기일 수 있다.

[0066] 제1 이미징 하전 입자 빔 현미경 및 제2 이미징 하전 입자 빔 현미경은 예를 들어, 도 4에 도시된 하전 입자 빔 디바이스(500)와 같은 이미징 하전 입자 빔 현미경 유형의 하전 입자 빔 디바이스들일 수 있다.

[0067] 도 5는 기판 상의 결함 검토 측정을 위한 방법을 예시하는 흐름도를 도시한다. 동작(510)에서, 참조 이미지가 생성된다. 도 1a 내지 도 1c와 관련하여 설명된 바와 같이, 동작(511)에서 참조 이미지로부터 마스크 패턴이 생성된다. 또한, 결함 이미지가 동작(512)에서 생성된다. 결함, 예를 들어, 알려진 결함을 포함하는 기판 부분의 이미지가 생성된다. 예를 들어, 픽셀의 결함이 이전에 계측 프로세스에 의해 보고된 기판 부분에서 결함 이미지가 제공될 수 있다.

[0068] 도 6a에 도시된 바와 같이, 비교 이미지(30), 예를 들어 차분(differential) 이미지가 생성된다. 비교 이미지는 마스크 패턴(32)으로 오버레이된다. 비교 이미지 내의 마스크 패턴(32)의 구역들 외부에서 결함 선택이 제공된다.

[0069] 본 명세서에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 비교 이미지는 차분 이미지 또는 다른 비교 이미지일 수 있다. 참조 이미지 및 결함 이미지의 강도 신호가 이미지들의 각각의 픽셀에 대해 계산되고 그리고/또는 결정될 수 있다. 예를 들어, 참조 이미지 및 해당 결함 이미지는 이미지의 픽셀들을 정렬하기 위해 서로에 대해 정렬될 수 있다. 강도 신호의 차이는 강도 신호 차이의 절대값에 의해 제공될 수 있다. 대안적으로, 디스플레이 레이아웃(layout) 설계 데이터(CAD 데이터)로부터 참조 이미지에 대한 관련된 구조들(에지들)이 추출될 수 있다. 참조 구조들은 결함 이미지가 획득된 동일한 단위 셀 로케이션으로부터 추출될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 참조 이미지가 저장될 수 있다. 따라서, 결함 로케이션마다 참조 이미지를 획득하는 것이 생략될 수 있다. 레이아웃 CAD 데이터 및/또는 저장된 참조 이미지들을 참조하면 결함 검토의 처리량을 증가시킬 수 있다. 각각의 DR 측정에 대해 새로운 참조 이미지가 획득되지 않는다.

[0070] 도 6b는 도 6a의 확대도를 도시한다. 도 6b에 도시된 바와 같이, 마스크 패턴(32)의 외부에 있는 결함(22)이 선택될 수 있다. 결함은 마스크 패턴(32) 외부의 구역에서, 참조 이미지와 결함 이미지 사이의 편차, 즉, 비교 이미지의 명점을 나타낸다. 따라서, 동작(513)에서, 마스킹된 비교 이미지에 기초하여 결함이 선택될 수 있다. 도 6c에 예시된 바와 같이, 비교 이미지(30)의 영역(62)에서 결함이 재검출될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 결함은 영역(62)의 결함 이미지에서 재검출될 수 있다. 해당 결함의 국부적 재검출은 동작(514)에 따라 마스크 패턴을 사용하지 않고 제공될 수 있다.

[0071] 도 6d는 결함 이미지를 도시한다. 본 명세서에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 선택된 결함 영역의 국부적 이미지(60)가 제공될 수 있다. 예를 들어, 결함은 비교 이미지, 즉, 비교 이미지의 일부 내에서 재검출될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 결함 이미지(60)에서 윤곽(64)이 결정될 수 있다. 자동 결함 분류(ADC)의 경우, 더 큰 FOV에서 결함을 볼 수 있도록 하는 것이 유익하다. 인접한 패턴 구조들(도 6d 참조)에 대한 관계가 평가될 수 있다. 더 많은 결함 세부사항들을 보여주는 더 높은 줌(zoom) 이미지가 예를 들어 도 6e에 도시된 바와 같이 제공될 수 있다. 국부적 이미지는 결함 이미지의 디지털 줌일 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 추가 결함 이미지가 생성될 수 있는데, 예를 들어 결함 이미지와 상이한 해상도로, 이미징 하전 입자 현미경으로 측정될 수 있다. 특히, 추가 결함 이미지는 결함 이미지, 즉, 초기 결함 이미지에 비해 더 높은 해상도를 가질 수 있다.

[0072] 도 6d에 예시된 바와 같이, 결함 윤곽(64)은 마스크 패턴(32)이 없는 결함의 국부적 재검출에 의해 제공될 수 있다(예를 들어, 동작(515) 참조). 이는 비교 이미지(30) 또는 결함 이미지(60)에 제공될 수 있다. 이미지의 분류를 위해, 클래스 이미지 뷰(80)(도 6e 참조)가 제공될 수 있다. 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 클래스 이미지 뷰는 예를 들어 이미징 하전 입자 빔 현미경으로 원하는 FOV를 재-스캐닝함으로써, 개선된 해상도로 제공될 수 있다. 클래스 이미지 뷰는 특히 결정된 결함 윤곽을 기초로 할 수 있다. 결함 윤곽의 크기에 따라, 클래스 이미지 또는 클래스 이미지 뷰는, 결함 윤곽의 크기와 비교하여 미리 결정된 비율을 갖는 크기를 갖고 결함을 포함하는 영역을 보여줄 수 있다.

[0073] 마스킹된 비교 이미지에 대한 결함 선택 및 마스크 패턴을 사용하지 않는 재검출, 특히 국부적 재검출을 포함하는 2-단계 접근법으로 인해, 더 높은 감도, 및 개선된 에지 억제, 및/또는 크기 결함 윤곽 검출이 제공될 수 있다.

[0074] 전술한 바가 일부 실시예들에 관한 것이지만, 다른 그리고 추가적인 실시예들이, 본 개시내용의 기본적인 범위를 벗어나지 않으면서 안출될 수 있고, 그의 범위는 다음 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (15)

1. 기판 상의 결함 검토 측정을 위한 방법으로서,
   결함을 포함하는 기판 부분의 결함 이미지(image)를 생성하는 단계;
   상기 결함 이미지에 대응하는 참조 이미지를 생성하는 단계;
   상기 참조 이미지에 기초하여 마스크 패턴(mask pattern)을 결정하는 단계; 및
   상기 결함을 검출하기 위해 상기 마스크 패턴 외부의 구역들의 상기 결함 이미지와 상기 참조 이미지를 비교하는 단계를 포함하는,
   기판 상의 결함 검토 측정을 위한 방법.
2. 제1 항에 있어서,
   특히 검출된 결함 로케이션(location) 주위의 감소된 검색 구역 및/또는 시야를 사용하여, 상기 마스크 패턴을 사용하지 않고 상기 결함을 재검출하는 단계를 더 포함하는,
   기판 상의 결함 검토 측정을 위한 방법.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 결함의 결함 윤곽을 결정하는 단계를 더 포함하는,
   기판 상의 결함 검토 측정을 위한 방법.
4. 제3 항에 있어서,
   상기 결함의 클래스(class) 이미지 뷰(view)를 생성하는 단계를 더 포함하는,
   방법.
5. 제2 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 결함은 상기 결함 이미지를 이용하여 재검출되거나, 또는 상기 결함은 상기 결함 이미지와 상이한 해상도로 생성된 추가 결함 이미지를 이용하여 재검출되는,
   기판 상의 결함 검토 측정을 위한 방법.
6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 결함 이미지는 상기 기판 상의 결함이 있는 픽셀(pixel)에서 생성되고, 상기 참조 이미지는 상기 결함이 있는 픽셀에 이웃하는 픽셀, 특히 상기 결함이 있는 픽셀에 인접한 픽셀에서 생성되는,
   기판 상의 결함 검토 측정을 위한 방법.
7. 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 결함 이미지 및 상기 참조 이미지는 주사 전자 빔(beam)에 의해 생성되는,
   기판 상의 결함 검토 측정을 위한 방법.
8. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 결함 이미지는 하전 입자 빔 디바이스(device)의 신호 전자들의 강도 신호에 의해 측정되는,
   기판 상의 결함 검토 측정을 위한 방법.
9. 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   시야는 디지털 스캐너(digital scanner)로 측정되는,
   기판 상의 결함 검토 측정을 위한 방법.
10. 제9 항에 있어서,
    상기 시야는 200 ㎛ 이하의 치수 및/또는 5 ㎛ 이상의 치수를 갖는,
    기판 상의 결함 검토 측정을 위한 방법.
11. 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판의 하나 이상의 추가 영역들 상에서 상기 결함 검토 측정을 반복하는 단계 ― 상기 영역들은 적어도 1.2 m²에 걸쳐 분포됨 ― 를 더 포함하는,
    기판 상의 결함 검토 측정을 위한 방법.
12. 기판의 일부를 이미징(image)하기 위한 장치로서,
    상기 장치는,
    진공 챔버(chamber);
    상기 진공 챔버에 배열된 기판 지지체;
    제1 이미징 하전 입자 빔 현미경; 및
    프로세서, 및, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 장치가 제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하게 하는 명령어들을 저장하는 메모리를 포함하는 제어기를 포함하는,
    기판의 일부를 이미징하기 위한 장치.
13. 제12 항에 있어서,
    기판 수용부가 제1 방향을 따라 제1 수용 영역 치수를 갖고,
    상기 장치는,
    제2 이미징 하전 입자 빔 현미경을 더 포함하고, 상기 제1 이미징 하전 입자 빔 현미경 및 상기 제2 이미징 하전 입자 빔 현미경은 상기 제1 수용 영역 치수의 30 % 내지 70 %의 상기 제1 방향을 따른 거리를 갖는,
    기판의 일부를 이미징하기 위한 장치.
14. 제13 항에 있어서,
    상기 제2 이미징 하전 입자 빔 현미경은 상기 제1 방향을 따라 적어도 30 cm의 거리만큼 상기 제1 이미징 하전 입자 빔 현미경으로부터 떨어져 있는,
    기판의 일부를 이미징하기 위한 장치.
15. 제12 항 또는 제13 항의 장치를 작동시키는 방법으로서,
    상기 제1 이미징 하전 입자 빔 현미경의 상기 기판 상의 제1 좌표계를 상기 제2 이미징 하전 입자 빔 현미경의 상기 기판 상의 제2 좌표계와 일치시키는 단계를 포함하는,
    방법.

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