JP2007279040A - 光散乱検査システムの構成を決定するためのコンピュータに実装された方法およびシステム - Google Patents

Abstract

【課題】検査システムによるウェーハの測定を行わずに、光散乱検査システムの構成を決定するシステムを提供することを課題とする。
【解決手段】光散乱検査システムの構成を決定するためのコンピュータに実装された方法およびシステムが提供されている。一つのコンピュータに実装された方法は、検査システムの散乱半球全体に亘って、光散乱検査システムによって試験体および試験体の電位欠陥に対して取得されるであろうデータに対して、信号対雑音比値の三次元マップを決定することを含んでいる。この方法は、三次元マップに基づいて、信号対雑音比値が散乱半球の他の部分よりも高い、散乱半球の一つまたはそれ以上の部分を決定することも含んでいる。また、この方法は、散乱半球の一つまたはそれ以上の部分に基づいて、検査システムの検出サブシステムの構成を決定することを含んでいる。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般に光散乱検査システムの構成を決定するためのコンピュータに実装された方法およびシステムに関する。ある種の実施形態は、検査システムによって試験体および試験体の電位欠陥に対して取得されるであろうデータに対する信号対雑音比値の三次元マップに基づいて、光散乱検査システムの検出サブシステムの構成を決定することに関する。

以下の説明および例は、それらがこのセクションに含まれているからといって、それらが先行技術である、と認められるものではない。

例えば論理および記憶デバイスなどの半導体デバイス製造は、一般に、半導体デバイスの各種の特徴および多重のレベルを形成する多数の半導体製造プロセスを用いた、例えば半導体ウェーハなどの試験体処理を含んでいる。例えば、リソグラフィーは、一般に、半導体ウェーハ上に配置したレジストへのパターンの転写を含む半導体製造プロセスである。半導体製造プロセスの追加の例は、化学機械研磨、エッチング、成膜、およびイオン注入を含んでいるが、これらに限定されない。多重の半導体デバイスを、半導体ウェーハ上に配置して製造してよく、かつ、さらにそれらを個々の半導体デバイスに分離してよい。

検査プロセスを、半導体製造プロセス中のさまざまな時期で使用して、ウェーハ上の欠陥を検出する。検査は、常に、例えば集積回路などの半導体デバイス製造の重要な部分となっている。しかしながら、半導体デバイスの寸法が小さくなるにつれて、検査は、容認可能な半導体デバイスの製造の成功にとってさらに重要になる。例えば、半導体デバイスの寸法が小さくなるにつれて、小さくなりつつある欠陥の検出が必要になって来ているが、これは、比較的小さな欠陥でさえ、半導体デバイスで不要な収差を生じることがあるからである。

多くの場合、欠陥検出感度は、スループットの減少をもたらすシステム構成によって、高めることができる。例えば、現在利用可能な検査システムの感度は、検査中に光が照射されるウェーハ上の照射点を小さくすることによって、高めることができる。ウェーハ上の照射点の大きさは、現在用いられている多くの検査システムで比較的簡単に縮小できる場合がある（例えば、ビーム形成光学装置トレインの変更、または光学素子の追加によって）。照射点の大きさを効果的に縮小することによって、欠陥散乱に関して、ウェーハの表面から散乱する光量が減少し、それによって、欠陥信号対雑音比およびシステムの感度が高まる。しかしながら、照射点が小さくなると、システムのスループットも減少するが、これは、ウェーハ表面全体に亘って小さくなった照射点をスキャンするには、ウェーハ表面全体に亘ってより大きい照射点をスキャンするよりも時間がかかるからである。したがって、照射点の大きさを変えることによって、スループットと感度を交換することができる。

現在利用可能な検査システムに対しては、他の変更を追加的に、または、別法として行って、検査システムの感度を高めることができる。例えば、いくつかの現在利用可能な検査システムの集光器は、集光器を変更または集光器にアパーチャを追加して変更してよい。アパーチャは、ウェーハの表面から散乱する光を遮断し、一方では、欠陥から散乱する光がアパーチャを通過できるように構成し、それによって、欠陥信号対雑音比およびシステムの感度が高まるようにしてよい。別の例では、現在利用可能な検査システムの光源は、高出力光源と交換してよい。例えば、検査システムを、約350 mWのレーザ出力向けに構成した場合、システムのレーザ出力は、約1000 mWに高めることができる。光源の出力を高めると、一般に、欠陥から散乱する光のレベルが高まり、それによって、システムの感度が高まる。

検査システムの感度を高めるためには、検査システムの検出器の構成を、追加的に、または、別法として、変更してよい。特に、スキャニングレーザ光散乱検査システムを用いた半導体ウェーハ検査の分野では、最適な検出器の概念、つまり、表面上の関心物の欠陥から捕捉された光の、その表面上のレーザ照射点の拡散反射率から生じる背景雑音に対する比率を最大化することは、この技術の実行者には知られている。例えば、非特許文献１では、あたかも、ここで完全に記載されたものとして、参照により組み込まれているが、これは、パワースペクトル密度（PSD）機能からの背景表面散乱だけでなく、欠陥散乱のモデリングのプロセスを概説し、かつ、ベアシリコン上の60 nmポリスチレンラテックス（PSL）球の最適な検出器の概念を含むものであった。
The Physics of Our Enterprise（1998年３月11日）（S. Stokowski）

しかしながら、これまで、真に最適化された検出器の決定には、欠陥からの散乱光の空間配光および物理的試験体からの拡散散乱パターンの実験測定が必要であった。このようなデータに基づいて、光学検出器のアレイ、および（または）、任意のただ一つの検出器の散乱光集光光学装置トレインのアパーチャ、および（または）、集光光学装置トレインの可変アパーチャのパラメータ（例えば、機械的バッフル、および（または）、液晶ディスプレー（LCD）ベースの電子制御された光弁によって実現される）についての構成を決定して、欠陥信号対背景表面雑音比を最大化することができる。

半導体製造環境に不適切な高価な実験装置を用いて行われる、時間がかかり、かつ、エラーを起こしやすい実験測定に加えて、上記の方法も、これらの測定のために、代表ウェーハを選択し、かつ、それらを遠隔地（例えば、通例は検査システム製造業者の施設向け）に出荷しなければならない検査システムのエンドユーザにとっては不利である。したがって、異なるタイプの基板の開発サイクルは、容認しがたいほど長く、かつ、エンドユーザの工場内の検出器のリアルタイムな最適化は、問題外である。

コンピュータに実装された方法の各種の実施形態についての以下の説明は、いかなるやり方においても、添付のクレームの主題事項を限定すると、解釈すべきではない。

一実施形態は、光散乱検査システムの構成を決定するためのコンピュータに実装された方法に関する。この方法は、試験体、および検査システムの散乱半球全体の光散乱検査システムによる試験体の電位欠陥に対して取得されるであろうデータに対して、信号対雑音（S/N）値の三次元（3D）マップを決定することを含んでいる。この方法は、3Dマップに基づいて、S/N値が、散乱半球の他の部分よりも高い散乱半球の一つまたはそれ以上の部分を決定することも含んでいる。また、この方法は、散乱半球の一つまたはそれ以上の部分に基づいて、検査システムの検出サブシステムの構成を決定することを含んでいる。

一実施形態では、散乱半球は、検査システムの散乱半球全体を含んでいる。別の実施形態では、3Dマップの決定は、検査システムによって光を照射された場合に、試験体および電位欠陥から散漫に反射されるであろう光の異なる3D配光の決定、および異なる3D配光からの3Dマップの決定を含んでいる。

追加の実施形態では、3Dマップの決定は、試験体のメトロロジーデータから決定したパワースペクトル密度（PSD）機能に基づいて、検査システムによって光を照射された場合に試験体から散漫に反射されるであろう3D配光を決定することを含んでいる。さらなる実施形態では、3Dマップの決定は、試験体のメトロロジーデータから決定されるPSD機能、および、試験体上に現れ、検査システムによる光の照射に対して少なくとも部分的に透明である一つまたはそれ以上の膜についての情報に基づいて、検査システムによって光を照射された場合に試験体から散漫に反射されるであろう光の3D配光を決定することを含んでいる。いくつかの実施形態では、3Dマップの決定は、電位欠陥の光学定数および試験体の複雑な屈折率に基づいて、電位欠陥から散漫に反射されるであろう光の3D配光を決定することを含んでいる。

一実施形態では、散乱半球の一つまたはそれ以上の部分を決定する前に、この方法は、検査システムが集光できない散乱半球のエリアに基づいて、3Dマップの一つまたはそれ以上の部分を除去することを含んでいる。いくつかの実施形態では、この構成は、散乱半球の一つまたはそれ以上の検出器の位置を含んでいる。別の実施形態では、検出サブシステムは、試験体の検査中に信号を生成するよう構成されている二つ以上の検出器を含んでいる。一つのそのような実施形態では、この構成は、電位欠陥の検出に使用される二つ以上の検出器のいずれかによって生成された信号を含んでいる。

いくつかの実施形態では、この構成は、散乱半球に配置されたアパーチャプレートの一つまたはそれ以上のパラメータを含んでいる。一つのそのような実施形態では、アパーチャプレートは、一つまたはそれ以上の固定された開口部を含んでいる。異なるそのような実施形態では、アパーチャプレートは、一つまたはそれ以上の調節できる開口部を含んでいる。別の実施形態では、この構成は、散乱半球に配置されたバッフルの一つまたはそれ以上のパラメータを含んでいる。

いくつかの実施形態では、この構成は、散乱半球に配置された直線偏光フィルターの一つまたはそれ以上のパラメータを含んでいる。一つのそのような実施形態では、直線偏光フィルターは、複数個の直線偏光セグメントを含んでいる。別の実施形態では、この構成は、散乱半球に配置された電気光学光フィルターの一つまたはそれ以上のパラメータを含んでいる。

一実施形態では、この方法は、構成に対して応答的であり、かつ、制御サブシステムによって用いられて、検出サブシステムに、決定された構成を持たせる信号を、検査システムの制御サブシステムに与えることを含んでいる。別の実施形態では、この方法は、決定された構成の追加検出サブシステムが、試験体の変化に敏感であり、かつ、電位欠陥には敏感でないよう、散乱半球の他の部分に基づいて、検査システムの追加検出サブシステムの構成を決定することを含んでいる。さらなる実施形態では、試験体および異なる電位欠陥に対して方法を実行して、検出サブシステムのための追加の構成を決定する。一つのそのような実施形態では、構成および追加の構成で、試験体の異なるスキャン中に検査システムによって取得されたデータを用いて、データ中に検出された欠陥を分類できる。上記の方法のそれぞれの実施形態は、ここで述べる任意の他の方法（複数も可）の任意の他のステップ（複数も可）を含んでいてよい。

別の実施形態は、光散乱検査システムの構成を決定するよう構成されたシステムに関する。このシステムは、検査システムの散乱半球全体で光散乱検査システムによって試験体および試験体の電位欠陥に対して取得されるであろうデータのS/N値の3Dマップを決定するよう構成されたシミュレーションエンジンを含んでいる。このシステムは、3Dマップに基づいて、S/N値が散乱半球の他の部分よりも高い、散乱半球の一つまたはそれ以上の部分を決定するよう構成されたプロセッサも含んでいる。プロセッサは、散乱半球の一つまたはそれ以上の部分に基づいて、検査システムの検出サブシステムの構成を決定するよう構成してもよい。システムは、さらに、ここで述べるように、構成してよい。

追加の実施形態は、試験体に対して検査システム構成を決定するよう構成されたシステムに関する。このシステムは、検査システムの検出サブシステムの一つまたはそれ以上を変更するよう構成された制御サブシステムを含む、光散乱検査システムを含んでいる。このシステムは、検査システムの散乱半球全体で、検査システムによって試験体および試験体の電位欠陥に対して取得されるであろうデータの、S/N値の3Dマップを決定するよう構成されたシミュレーションエンジンも含んでいる。また、このシステムは、3Dマップに基づいて、S/N値が散乱半球の他の部分よりも高い、散乱半球の一つまたはそれ以上の部分を決定し、散乱半球の一つまたはそれ以上の部分に基づいて検出サブシステムの構成を決定し、かつ、構成に対して応答的であり、制御サブシステムによって用いられて、検出サブシステムに、決定された構成を持たせることができる信号を制御サブシステムに与えるよう構成されたプロセッサを含んでいる。

一実施形態では、シミュレーションエンジンは、メトロロジーシステムによって取得される試験体についての情報に基づいて、3Dマップを決定するよう構成される。別の実施形態では、シミュレーションエンジンは、異なる試験体についての情報に基づいて、異なる試験体に対する3Dマップを決定するよう構成される。一つのそのような実施形態では、プロセッサは、異なる試験体に対する検出サブシステムの構成を決定し、かつ、検査システムによって検査される試験体に基づいて、検査システムの制御サブシステムにリアルタイムで異なる信号を与えるよう構成されている。異なる信号は、構成に対して応答的であり、かつ、制御サブシステムが用いて、検出サブシステムに、決定された構成の一つを持たせるようにすることができる。上記のシステムのそれぞれの実施形態は、さらに、ここで述べるように、構成してよい。

したがって、本発明によると、検査システムによるウェーハの測定を行わずに、光散乱検査システムの構成を決定する方法およびシステムの開発は、それによって、決定された構成のエラーが減少し、構成が決定される時間が減少し、構成の精度が高まるので、有利となる。

以下の好適な実施形態の詳細な説明により、また、添付の図面を参照することにより、本発明のさらなる利点が、当業者には、明らかになるであろう。

本発明は、各種の変更態様および代わりの形態が可能であるが、その特定の実施形態が、図面の例により示され、ここで詳細に記述されるであろう。図面は、一定の縮尺ではない場合がある。しかしながら、図面およびそれに対する詳細な説明は、本発明を、開示された特定の形態に限定することを意図したものではなく、反対に、添付のクレームによって定義された本発明の趣旨および範囲内にある全ての変更態様、同等物および代替物を包含することを意図していることを理解されたい。

術語「試験体」は、ここで使用される場合、一般にウェーハを指す。しかしながら、実施形態は、ここで、ウェーハに関して記述されているが、ここで述べる実施形態は、他の試験体、特に欠陥検出感度の向上が望ましい任意の試験体に対して用いられる光散乱検査システムの構成を決定するのに使用してよいことを理解されたい。

ここで使用される場合、術語「ウェーハ」は、一般に半導体または非半導体材料から形成された基板を指す。そのような半導体または非半導体材料の例は、単結晶シリコン、ガリウムヒ素、およびリン化インジウムを含んでいるが、これらに限定されない。このような基板は、一般に半導体製造施設で見られ、かつ（あるいは）、そこで処理される場合がある。

ウェーハは、基板上に形成された一つまたはそれ以上の層を含んでいてよい。例えば、そのような層は、レジスト、誘電体材料、および導電体を含むが、これらに限定されない。多くの異なるタイプのそのような層は、技術上既知であり、かつ、術語ウェーハは、ここで用いられるように、全てのタイプのそのような層を含むウェーハの包含を意図している。

ウェーハ上に形成された一つまたはそれ以上の層は、パターン形成してよい。例えば、ウェーハは、複数個のダイを含んでよく、それぞれが、繰り返し可能なパターンの特徴を持っている。材料のこのような層の形成および処理は、最終的には完成したデバイスをもたらしてよい。多くの異なるタイプのデバイスは、ウェーハ上に形成してよく、かつ、術語ウェーハは、ここで用いるように、技術上既知の任意のタイプのデバイスがその上で製造されるウェーハの包含を意図している。

ここで図面を参照すると、図は原寸に比例して描かれていないことが注目される。特に、図のいくつかの要素の縮尺比は、非常に誇張されていて、要素の特徴を強調している。図が同じ縮尺比で描かれていないことも注目される。二つ以上の図に示した同様に構成してよい要素は、同じ参照番号を用いて示した。

一実施形態は、光散乱検査システムの構成を決定するためのコンピュータに実装された方法に関する。この方法は、検査システムの散乱半球全体で、光散乱検査システムによって、試験体および試験体の電位欠陥に対して取得されるであろうデータに対して、信号対雑音比 (S/N) 値の三次元（3D）マップを決定することを含んでいる。一実施形態では、散乱半球は、検査システムの散乱半球全体を含んでいる。

いくつかの実施形態では、3Dマップの決定は、検査システムによって光を照射された場合に、試験体および電位欠陥から散漫に反射されるであろう光の異なる3D配光の決定、および異なる三次元配光からの三次元マップの決定を含んでいる。図１に、そのような光の3D配光の一例を示す。例えば、コンピュータに実装された方法の一実施形態は、試験体（図示せず）から散漫に反射されるであろう、光10の3D配光の決定を含んでいる。光10の3D配光は、例えば、表面散乱モデルを用いて決定してよい。光10の3D配光は、図12を参照してより詳細に述べる検査システムの広チャネル集光器の「検出器の目で見た図」（図１に図示せず）を描く偽カラー光散乱強度マップである。しかしながら、ここで述べる実施形態は、ここで述べる検査システム、または技術上既知の任意の他の検査システムに対して実行できることを理解されたい。

試験体は、この例では、その上に二酸化ケイ素層が形成されるシリコンウェーハである。ポリシリコン層は、二酸化ケイ素層上に形成される。一例では、ポリシリコン層の厚さは約 800Åで、かつ、比較的粗い。そのような試験体に対する光散乱検査システムの構成の決定は、特に有利であるが、これは、ポリシリコン膜の粒状組織からの背景光散乱（かすみ）が、パターン形成されていないウェーハ検査システムの達成可能な感度を下げることが知られているからである。

一実施形態では、3Dマップの決定は、試験体に対してメトロロジーデータから決定されたパワースペクトル密度 (PSD) 機能に基づいて、検査システムによって光が照射された場合、試験体から散漫に反射されるであろう光10の3D配光を決定することを含んでいる。このやり方で、試験体から散漫に反射される光の3D配光（検査システムの散乱半球の完全な立体角に亘る）は、PSDを入力として用いて決定してよい。メトロロジーデータは、例えば、原子間力顕微鏡（AFM）または技術上既知の他の適切なメトロロジーシステムを用いて、試験体に対して取得されたデータであってよい。データは、試験体の粗さに対して応答的なデータであってよい。PSD機能は、技術上既知の任意の方法、および（または）、アルゴリズムを用いたメトロロジーデータから決定してよい。

別の実施形態では、3Dマップの決定は、試験体に対するメトロロジーデータから決定されるPSD機能、および試験体上に現れ、かつ、検査システムによる光の照射に対して少なくとも部分的に透明である一つまたはそれ以上の膜についての情報に基づいて、検査システムによって光を照射された場合に試験体から散漫に反射されるであろう光の3D配光を決定することを含んでいる。このやり方で、検査システムの波長（複数も可）で半透明または透明になる薄膜または膜のスタックが試験体上で形成された場合、方法は、膜（複数も可）の厚さ（複数も可）および複雑な屈折率（複数も可）を考慮に入れる。

コンピュータに実装された方法のこの実施形態は、試験体の電位欠陥から散漫に反射されるであろう光14の3D配光の決定も含んでいる。光14の3D配光は、上記と同じ「検出器の目で見た図」を描く偽カラー光散乱強度マップである。一例では、電位欠陥は、ポリスチレンラテックス（PSL）球である。この例では、光14の3D配光は、PSL球散乱モデルを用いて決定してよい。一実施形態では、3Dマップの決定は、電位欠陥の光学定数および試験体の複雑な屈折率に基づいて、電位欠陥から散漫に反射されるであろう光の3D配光を決定することを含んでいる。例えば、上記の試験体に対して、電位欠陥から散漫に反射されるであろう光14の3D配光は、PSL球の光学定数、およびバルクシリコン、二酸化ケイ素、およびポリシリコンの複雑な屈折率（nおよびk）および厚さを含む、試験体の複雑な屈折率16に基づいて、決定できる。この方法は、一般に粒子状であり、かつ、半導体製造プロセス中にウェーハ上に成膜する材料の光学定数、および（もしあれば）基板および薄膜の厚さの複雑な屈折率を用いて、例えば、球形および非球形粒子などの（しかしこれらに限定されない）欠陥に対して、実行することが可能である。モデルにする欠陥は、基板表面のキズおよび穴、ウェットクリーニングおよび他の湿式化学ウェーハ処理後の不完全な乾燥による薄い汚れをさらに制限なく含んでいてよい。

このやり方で、ここで述べる実施形態は、散漫に反射する表面上の欠陥からの光散乱の極めて正確なモデリングの進歩を利用して、定められた基板のタイプの物理的試験体を必要とせずに、検査システムの検出サブシステム（例えば、最適化された検出器）の構成を決定する。ここで述べる実施形態で用いる唯一の実験データは、特定の基板タイプの表面の粗さ、基板上に形成された場合の一つまたはそれ以上の薄膜の厚さ、および、基板および薄膜の材料の複雑な屈折率の、実験で得た、または、既知の値でよい。また、ここで述べる実施形態は、既知の、および、確立されたメトロロジー技術を利用する。例えば、表面粗さは、技術上既知の市販のAFMシステムを用いて、通常のウェーハ製造作業中に簡単かつ定期的に測定する。薄膜の厚さおよび複雑な屈折率も、市販の分光反射率測定、および（または）、技術上既知の分光エリプソメトリーシステムを用いて、相当高精度で、製造中に定期的に測定される。ここで述べる測定を実行するのに用いてよいシステムの例は、Fielden他に対する米国特許番号6,950,196に示されている。これは、あたかも、ここに完全に記載されたものとして、参照により組み込まれている。

光10および14の3D配光は、検査システムの散乱半球全体で、光散乱検査システムによって、試験体および試験体の電位欠陥に対して取得されるであろうデータに対するS/N値の3Dマップ18の決定に利用してよい。例えば、3Dマップ18は、3D配光14を、3D配光10が暗に示す雑音で分割して決定してよい。

この方法は、3Dマップに基づいて、S/N値が散乱半球の他の部分よりも高い、散乱半球の一つまたはそれ以上の部分を決定することも含んでいる。一つのそのような例として、図１に示した3Dマップ18 では、3Dマップの部分20のS/N値は、3Dマップの他の部分よりも高くなるように決定される。特に、3Dマップの部分20は、このマップで最高のS/N 値を有している。したがって、部分20を用いて、散乱半球の他の部分よりもS/N値が高くなる、散乱半球の対応する部分を決定してよい。図１に、二つの部分20を示しているが、この方法は、散乱半球の任意数（例えば、１、２、３など）の部分が、散乱半球の他の部分よりも高いS/N値を持つように決定できることを理解されたい。より高いS/N値を持つ散乱半球の部分（複数も可）は、散乱半球の任意の位置（複数も可）に設置してよい。

いくつかの実施形態では、S/N値の3Dマップは、検査システムの完全な3D散乱半球から集光するよう構成された、仮想検出器のS/N値と見なしてよい。このやり方で、この方法は、反復検索、および（または）、他の最適化技術による決定を含んでいてよい。この半球の部分は、集光されない場合、検出器の完全半球S/Nに対して、検出器のS/Nを高める。散乱半球の残りの部分（複数も可）をさらに用いて、ここでさらに述べるように、検査システムの構成を決定してよい。このようなS/Nマップは、これまで、このようなやり方で用いられたことはない。

上記のように、散乱半球は、検査システムの散乱半球全体を含んでいてよい。いくつかの実施形態では、散乱半球の一つまたはそれ以上の部分を決定する前に、この方法は、検査システムが集光できない散乱半球のエリアに基づいて、3Dマップの一つまたはそれ以上の部分を除去することを含んでいる。例えば、光散乱検査システムでは、検査システムの光力学的構成は、通例、集光をステラジアン（sr）という単位で2p未満に限定する（すなわち、立体角が半球によって限定される）。したがって、上記の最適化は、検査システムの限定された集光スペースに対応する散乱半球の部分を「集光不可能な」として設定することによって、制約されてよい。また、最適化は、特定の検査システムの固定された集光器（複数も可）によって、全体に亘り集光できる完全な半球から始めてよい。最適化は、さらに、例えば視野絞り、マスク、光弁などの要素により、この完全な半球に対する制約を決定して、このシステムの感度を高めるように行ってよい。このやり方で、最適化は、特定の試験体に対して、S/Nをどれだけ最適化できるかにより、検査システムの完全な散乱半球の部分（複数も可）を除去してよい。

一つのそのような例では、図１に示したように、3Dマップ18の部分22が、検査システムが集光できない散乱半球のエリアに対応している。3Dマップ18の部分22の中央部は、試験体から正反射で反射される垂直な光の照射の遮断に使用され、したがって、散乱半球のこの部分で散乱光の集光の遮断も行う、検査システムの空間フィルター（図示せず）に対応してよい。中心部から広がる部分22の領域は、機械要素（その位置は、検査システムの散乱半球のこれらの領域で集光を妨げる）に対応してよい。

この方法は、散乱半球の一つまたはそれ以上の部分に基づいて、検査システムの検出サブシステムの構成を決定することも含んでいる。例えば、図１に示したように、構成24は、3Dマップの部分20に対応する散乱半球の部分に基づいて決定してよい。構成24は、アパーチャ26の一つまたはそれ以上のパラメータを含んでいる。アパーチャのパラメータ（複数も可）は、例えば、散乱半球におけるアパーチャの位置、アパーチャにおける開口部の位置、開口部の一つまたはそれ以上の寸法、および開口部の形状を含んでいてよい。図１に示した例では、アパーチャ26のパラメータ（複数も可）は、アパーチャの開口部の位置が3Dマップの部分20の位置に対応するように決定してよい。この構成では、検出サブシステムは、アパーチャの開口部に対応している散乱半球の部分以外の部分で散乱される光は、検出しなくてよい。言い換えれば、実際に実現される決定された最適な構成は、散乱光が試験体から検査システムの検出器（複数も可）まで通過できるようにする、一つまたはそれ以上の開口部を含むアパーチャプレートであってよい。このやり方で、ここで述べる実施形態は、試験体に対する公称膜厚、屈折率、およびメトロロジーデータだけを入力として用いて、特定の試験体に対し、検査システムの散乱半球に配置したアパーチャプレートの最適な構成を決定するのに用いることができる。

上記のように決定された最適な構成は、検出された光の光路（複数も可）に設置された、その偏光フィルター要素（複数も可）が、検査システムの感度に対する効果を決定することによって、さらに洗練されてよい。このやり方で、いくつかの実施形態では、この構成は、散乱半球に配置した一つまたはそれ以上の直線偏光フィルターのパラメータも含んでいる。例えば、構成24は、アパーチャ26の開口部に配置した直線偏光フィルター28の一つまたはそれ以上のパラメータを含んでいる。このやり方で、決定された最適な構成は、直線偏光フィルターをアパーチャプレートの開口部（複数も可）に配置することによって実現してよい。いくつかの実施形態では、偏光フィルターは複数個のセグメントを含み、そのそれぞれは、アパーチャプレート開口部に方位角によって配置された直線偏光フィルターである。偏光フィルターのこのような実施形態（これは一般に「ピザパイ」偏光器と呼ばれることがある）は、ここでさらに記述する。直線偏光フィルターは、開口部を通過する光が、直線偏光フィルターも通過するよう、開口部に対して任意の位置に配置してよい。言い換えれば、直線偏光フィルターは、開口部に配置する必要はないが、アパーチャの上流または下流に配置してよい。

上記のように、構成24は、散乱半球の他の部分よりも高いS/N値を持つ散乱半球の部分に基づいて決定される。したがって、この方法を用いて、ここで述べる粗い膜および他の試験体を含む試験体に対する最適な検査システム構成を決定してよい。また、この方法を用いて、光散乱検査システム上で測定されているサンプルウェーハなしで、AFMデータまたは他のメトロロジーデータに基づいて、S/N値モデルおよび試験体から散漫に反射されるであろう光の3D配光を用いた最適な構成を決定してよい。

図１は、初期構成およびここで述べる実施形態によって決定された構成における光散乱検査システムを用いて取得した結果も示す。ここで述べる実験結果の全ては、本発明の実施形態を限定しない。結果は、異なる構成を持つ同じウェーハを検査することによって取得した。異なる大きさのPSL球を、検査の前にウェーハ上に堆積した。結果30は、カリフォルニア州サンノゼのKLA-Tencorから市販されているSP2システムを利用して取得した。結果30の取得に用いたSP2システムの初期構成では、アパーチャプレートまたはマスクは、システムの散乱半球に配置されていない。結果30に示した数字は、ウェーハ上で検出されたPSL球の大きさを示す。これらの結果は、直径360 nm、204 nm、155 nm、126 nm、および102 nmのPSL球が検出され、また、直径83 nmのPSL球は、検出されなかったことを示す。結果30に対応する結果32は、102 nm PSL球がウェーハ上で検出されたS/N値が約5だったことを示す。 したがって、SP2システムのこの構成のS/Nは、比較的よい感度による102 nm PSL球の検出には不十分である。そのようなものとして、初期構成のSP2システムによって検出できる最小のPSL球の大きさは126 nmである。

結果34は、同じSP2システムを用いて取得した。しかしながら、結果34の取得に用いたSP2システムの構成は、上記のように決定され、かつ、構成34に示したように決定されたアパーチャプレートまたはマスクを含んでいた。結果34に示すように、この構成では、システムは、直径360 nm、204 nm、155 nm、126 nm、102 nm、および83 nmのPSL球を検出した。また、結果34に対応する結果36は、ウェーハ上で102 nm PSL球が検出されたS/Nが約22だったことを示す。結果34に対応する結果38は、ウェーハ上で83 nm PSL球が検出されたS/Nが約10だったことを示す。したがって、ここで述べる実施形態によって決定された検査システムの構成は、83 nmまでの小ささの欠陥の検出に用いることができる。このやり方で、ここで述べる実施形態によって決定された構成を持つSP2システムは、元の構成を持つSP2システムと比べて、PSL球の検出能力が少なくとも34%向上している。

ここで述べるように決定された検出サブシステム構成を用いて、欠陥検出能力をこれほど劇的に向上できるのは、より大きい欠陥がより小さい欠陥に比べて、異なる配光によって光を散乱させる傾向があるからである。特に、より大きい欠陥は、光を非対称的に散乱させる傾向がある。欠陥の大きさが縮小するにつれて、欠陥からの光散乱配光は、より対称的になる傾向がある。したがって、非対称的な散乱配光による比較的大きな欠陥の最適な検出を目的として設計されたマスクは、比較的対称的な散乱配光による比較的小さな欠陥に対しては最適ではない場合がある。そのようなものとして、ここで述べる実施形態を用いて、特定の大きさの特定の欠陥タイプに最適な構成を与えることができる。このやり方で、ここで述べる実施形態は、より小さい欠陥の大きさに適した検査システムの感度を拡大するため、既存の検査システムに対して修正ができるかどうか、あるいは、どのような修正ができるかを決定するのに使用することができる。

ここで述べる実施形態は、検査システムの構成を決定するための他の方法およびシステムに優る多数の利点がある。例えば、上でさらに述べたように、ここで述べる実施形態は、例えばAFMからの粗さ、基板材料の複雑な屈折率、および膜の厚さ、およびもしあれば、関心物の試験体の複雑な屈折率などの、外部メトロロジーからの入力だけを用いて、検査システムに最適な構成を決定するのに使用することができる。このやり方では、検査システムのエンドユーザは、各基板タイプに最適な検出器を決定するのに、基板タイプの物理的試験体をシステム製造業者に提供する必要はない。また、検査システム製造業者は、物理的試験体に対して、時間がかかり、エラーを起こしやすい実験測定を行う必要はない。別の利点は、試験体の比較的小さなサンプル（試験体タイプの典型ではない）に対する実験結果を用いて検査システム構成を決定する可能性が低くなることで、これは、エンドユーザが、システム製造業者に、多重のウェーハからのAFMおよび厚さのデータを時間に亘って提供できるからである。このようなデータを使用して、試験体タイプに対する「平均」PSDを決定することができ、それを用いて、通常のプロセス変動に対して強固となる「ほぼ最適な」構成を決定することができる。

その上、ここでさらに述べるように、決定された構成を用いて、コンピュータ制御のデバイスを動かし、検査システムにおいて最適な構成を作り出すことができる。そのようなものとして、粗さおよび厚さのデータをリアルタイムでフィードフォワードして、個々のウェーハベースに対して最適な構成が用いられることが保証できる。さらに、ここで述べる3Dマップを用いることによって、最適化された構成の「合理的な推測」から初期構成を始めることが可能で、それによって、合理的な時間での最適化（例えば、最適化アルゴリズム）の収束の改善が保証される。

図２は、初期構成の、およびここで述べる実施形態によって決定された構成の光散乱検査システムを用いて、異なる試験体に対して取得された結果を示す。この場合、試験体は、電気化学析出（ECD）によって銅膜が成膜されたウェーハであった。このやり方で、ここで述べる実施形態を用いて、銅膜に対して最適な検査システム構成を決定してよい。結果は、異なる構成を持つ同じウェーハを検査することによって取得した。異なる大きさのPSL球を、検査の前にウェーハ上に堆積した。結果40は、SP2システムを用いて取得した。結果40の取得に用いたSP2システムの初期構成では、システムの散乱半球にアパーチャプレートまたはマスクは配置されていない。結果40に示した数字は、ウェーハ上で検出されたPSL球の大きさを示す。これらの結果は、直径304 nm、204 nm、および155 nmのPSL球、および、直径126 nmのPSL球が検出されなかったことを示す。そのようなものとして、この構成のSP2システムによって検出できる最小のPSL球の大きさは、155 nmである。

結果42は、同じSP2システムを用いて取得した。しかしながら、結果42の取得に用いたSP2システムの構成44は、ここで述べる実施形態によって決定され、かつ、開口部46、および複数個の直線偏光セグメント50を含む直線偏光器48を持つアパーチャプレートまたはマスクを含んでいた。そのような直線偏光器は、直線偏光セグメントの配置によって、一般に「ピザパイ」偏光器と呼ばれることがある。照射ビーム52は、この構成のために用いた。ビーム54は、ウェーハから正反射で反射される光である。

結果42に示したように、システムのこの構成は、直径304 nm、204 nm、155 nm、および126 nmのPSL球を検出した。したがって、ここで述べる実施形態によって決定された構成の検査システムは、最小126 nmの欠陥の検出に用いることができる。このやり方で、ここで述べる実施形態によって決定された構成を持つSP2システムは、元の構成を持つSP2と比べて、PSL球の検出能力が少なくとも19%向上している。そのようなものとして、実験結果は、ここで述べる実施形態によって決定された構成を用いたPSL球検出感度の大幅な向上を示す。したがって、構成44は、銅膜が電気化学的に成膜されたウェーハの検査のための最適な検査システム構成である場合がある。

上記のように、ここで述べる方法実施形態は、検査システムの検出サブシステムの構成を決定することを含み、かつ、この構成は、アパーチャまたはマスクのパラメータ、および一つまたはそれ以上の偏光器のパラメータを含んでいてよい。ここで述べる実施形態によって決定される検出サブシステムの構成は、追加的に、または、別法として、検出サブシステムの他のパラメータ（複数も可）を含んでいてよい。ここで述べる検出サブシステムの異なるパラメータの全ては、任意の組合わせで決定された構成に含まれてよい。

一実施形態では、ここで述べる実施形態によって決定された構成が、散乱半球での一つまたはそれ以上の位置を含んでいる。検出器（複数も可）の位置は、技術上既知の任意のやり方（例えば、方位角、極角、仰角、またはそれらのいくつかの組合わせ）で定義してよい。図３は、ここで述べる実施形態によって構成を決定してよい、光散乱検査システムの一実施形態を示す。

この実施形態では、検査システムは、光源56を含んでいる。光源56は、技術上既知の任意の適切な光源を含んでいてよい。光源56は、光源と光学部品（複数も可）の組合わせが、光58を傾斜した入射角で試験体60に向けるよう、一つまたはそれ以上の光学部品（図示せず）を連結していてよい。光学部品（複数も可）は、例えば反射鏡、 音響光学偏向器（AOD）など、技術上既知の任意の適切な光学部品を含んでいてよい。光58は、任意の適切な傾斜した入射角で、試験体60に向けてよい。

検査システムは、検出サブシステムも含んでいる。検出サブシステムは、集光器62、64、および66を含んでいる。集光器62、64、および66は、屈折光学素子であってよい。代わりの実施形態では、それぞれの集光器は、一つまたはそれ以上の屈折光学素子、および（または）、一つまたはそれ以上の反射光学素子を含んでいてよい。それぞれの集光器は、同じ範囲の方位角および異なる範囲の極角に亘って、試験体から散乱される光を集光するよう構成する。ここで用いられる術語「極角」は、垂直の70から試験体の表面まで測定される場合に、光が、試験体から散乱する角度（例えば、角度68）と定義される。ここで用いる術語「方位角」は、入射面から測定される場合に、光が試験体から散乱する角度と定義される。したがって、集光器62、64、および66は、散乱半球内の異なる二次元（2D）空間に亘って、試験体から散乱する光を集光する。

上記のように、集光器は、方位角の範囲は同じであるが、極角の範囲が異なる散乱光を集光する。例えば、集光器は、各集光器の軸が入射面の中心となるように配置してよい。このやり方で、検査システムの集光光学装置は、入射面について対称的であってよい。そのようなものとして、集光器は、方位角が対称な光学配置で構成してよい。また、図３では、集光器64の軸を、垂直に示してあるが、この集光器の軸の位置は、例えば、試験体の特性または関心物の欠陥に応じて、垂直からオフセットしてよい。

検出サブシステムは、検出器72、74、および76も含み、これらは、それぞれ、集光器62、64、および66によって集光される光を検出するよう構成されている。検出器72、74、および76は、技術上既知の任意の適切な検出器を含んでいてよい。検出器72、74、および76は、それぞれ、集光器62、64、および66によって集光された光に対応する出力信号を生成するよう構成されており、また、出力信号は、プロセッサ（図３に図示せず）によって取得されるか、あるいは、プロセッサに与えられてよく、プロセッサは、出力信号を用いて試験体60の欠陥を検出するよう構成してよい。プロセッサは、出力信号および技術上既知の任意の適切な方法、および（または）、アルゴリズムを用いて、欠陥を検出してよい。プロセッサは、さらに、ここで述べるように構成してよい。

したがって、図３に示した検査システムの検出サブシステムは、集光器62、64、および66、および検出器72、74、および76を含んでいる。しかしながら、図３に示した検出サブシステムは、ここで述べる任意の他の検出サブシステム（複数も可）の任意の他の構成要素を含んでいてよい。また、図３に示した検出サブシステムは、三つの集光器および三つの対応する検出器を含んでいるが、検出サブシステムは、任意の適切な数の集光器および対応する検出器を含んでいてよいことを理解されたい。検出サブシステムに含まれている集光器の数と検出器の数とは、同じであってもなくてもよい。

一実施形態では、図３に示した検出サブシステムに対して、ここで述べる実施形態によって決定された構成は、検出器72、検出器74、検出器76、またはそれらのいくつかの組合わせの位置（複数も可）を含んでいる。例えば、この構成は、検出器のうちの一つまたはそれ以上が、光を検出する散乱半球内の二次元空間を定義する極角の範囲および方位角の範囲を含んでいてよい。この実施形態では、方位角の範囲は、検出サブシステムが入射面についてその対称を保つよう、一定であってよい。したがって、この実施形態における構成の決定は、散乱半球の検出器（複数も可）に対して検出空間を定義する検出器72、74、および76のそれぞれ、これらのうちのいくつか、または一つに対する極角の範囲の決定を含んでいる。集光器のうちの一つまたはそれ以上の位置（複数も可）は、上記のように決定してもよく、あるいは、それらの対応する検出器の決定された構成に基づいて決定してよい。図３に示した検査システムは、さらに、ここで述べるように構成してよい。

図４は、ここで述べる実施形態によって構成が決定された検出サブシステムを含む光散乱検査システムの別の実施形態を示す。この実施形態では、検査システムは、光源（図示せず）を含んでいる。この光源は、技術上既知の任意の適切な光源を含んでいてよい。光源は、光源と光学部品（複数も可）の組合わせが、傾斜した入射角で光78を試験体80に向けるよう、一つまたはそれ以上の光学部品（図示せず）に連結されていてよい。光学部品（複数も可）は、例えば上記のような、技術上既知の任意の適切な光学部品を含んでいてよい。光78は、任意の適切な傾斜した入射角で、試験体80に向けてよい。

検査システムは、集光器82、84、および86を含む検出サブシステムも含んでいる。集光器82、84、および86は、屈折光学素子であってよい。代わりの実施形態では、それぞれの集光器は、一つまたはそれ以上の屈折光学素子、および（または）、一つまたはそれ以上の反射光学素子を含んでいてよい。集光器82、84、および86は、異なる範囲の方位角および異なる範囲の極角に亘って、試験体から散乱する光を集光するよう構成されている。極角は、上記のように定義してよい。集光器82の方位角は、入射面90から集光器82の軸92まで測定された角度88と定義することができる。集光器82が光を集光する方位角の範囲は、角度88および集光器82の特性によって定義してよい。他の集光器の方位角、および、他の集光器が光を集光する方位角の範囲は、同様のやり方で定義してよい。したがって、集光器82、84、および86は、散乱半球内の異なる二次元空間全体に亘って、試験体から散乱する光を集光する。

検出サブシステムは、検出器（図４に図示せず）も含んでおり、検出器のそれぞれは、集光器82、84、および86の一つによって集光された光を検出するよう構成されている。検出器は、技術上既知の任意の適切な検出器を含んでいてよい。検出器は、集光器によって集光された光に対して応答的な出力信号を生成するよう構成されており、また、出力信号は、プロセッサによって取得されるか、あるいは、プロセッサ（図４に図示せず）に与えられてよく、プロセッサは、さらに、ここで述べるように構成してよい。

したがって、図４に示した検出サブシステムは、集光器82、84、および86、および対応する検出器を含んでいる。しかしながら、図４に示した検出サブシステムは、ここで述べる任意の他の検出サブシステム（複数も可）の任意の他の構成要素を含んでいてよい。また、図４に示した検出サブシステムは、三つの集光器を含んでいるが、検出サブシステムは、任意の適切な数の集光器および対応する検出器を含んでいてよいことを理解されたい。検出サブシステムに含まれている集光器の数と検出器の数とは、同じであってもなくてもよい。

一実施形態では、図４に示した検出サブシステムに対して、ここで述べる実施形態によって決定された構成は、検出器のうちの一つまたはそれ以上の位置（複数も可）を含んでいる。例えば、この構成は、検出器のうちの一つまたはそれ以上が光を検出する散乱半球内の二次元空間を定義する、極角の範囲および方位角の範囲を含んでいてよい。したがって、この実施形態では、構成の決定は、散乱半球における検出器（複数も可）に対して検出空間を定義する、検出器のそれぞれ、それらのうちのいくつか、または一つに対する極角の範囲および方位角の範囲の決定を含んでいてよい。集光器のうちの一つまたはそれ以上の位置（複数も可）は、上記のように決定してもよく、あるいは、それらの対応する検出器の決定された構成に基づいて決定してよい。図４に示した検査システムは、さらに、ここで述べるように構成してよい。

図５は、ここで述べる実施形態によって構成を決定してよい検出サブシステムを含む光散乱検査システムの追加の実施形態を示す。この実施形態では、検査システムは、光源94を含んでいる。光源94は、技術上既知の任意の適切な光源を含んでいてよい。光源94は、光源と光学部品（複数も可）の組合わせが、傾斜した入射角で光96を試験体98に向けるよう、光学部品（複数も可）（図示せず）に連結されていてよい。光学部品（複数も可）は、例えば上記のものなど、技術上既知の任意の適切な光学部品を含んでいてよい。光96は、任意の適切な傾斜した入射角で試験体98に向けてよい。

検査システムは、集光器100、102、104、および106を含む検出サブシステムも含んでいる。 集光器100、102、104、および106は、屈折光学素子であってよい。代わりの実施形態では、それぞれの集光器は、一つまたはそれ以上の屈折光学素子、および（または）、一つまたはそれ以上の反射光学素子を含んでいてよい。それぞれの集光器は、異なる方位角の範囲、異なる極角の範囲および異なる仰角の範囲に亘って、試験体から散乱する光を集光するよう構成されている。極角は、上記のように定義してよい。集光器102の方位角は、入射面110から集光器102の軸まで測定される場合に、光が試験体から散乱する角度108と定義してよい。その全体に亘って集光器102が集光する方位角の範囲は、角度108および集光器102の特性によって定義してよい。他の集光器の方位角、および他の集光器が集光する方位角の範囲は、同様のやり方で定義してよい。集光器100の仰角は、試験体面116から集光器100の軸118までの角度114と定義してよい。集光器100が集光する仰角の範囲は、角度114および集光器100の特性によって定義してよい。他の集光器の仰角および、他の集光器が集光する仰角の範囲は、同様のやり方で定義してよい。したがって、それぞれの集光器は、散乱半球内の異なる二次元空間に亘って、試験体から散乱した光を集光する。

検出サブシステムは、検出器（図５に図示せず）も含んでおり、それぞれは、集光器100、102、104、および106の一つによって集光された光を検出するよう構成されている。検出器は、技術上既知の任意の適切な検出器を含んでいてよい。検出器は、集光器によって集光された光に対して応答的な出力信号を生成するよう構成されており、また、出力信号は、プロセッサ（図５に図示せず）によって取得され、あるいは、プロセッサに与えられてよく、プロセッサは、さらに、ここで述べるように構成してよい。

したがって、図５に示した検出サブシステムは、集光器100、102、104、および106および対応する検出器を含んでいる。しかしながら、図５に示した検出サブシステムは、ここで述べる任意の他の検出サブシステム（複数も可）の任意の他の構成要素を含んでいてよい。また、図５に示した検出サブシステムは、四つの集光器を含んでいるが、検出サブシステムは、任意の適切な数の集光器および対応する検出器を含んでいてよいことを理解されたい。検出サブシステムに含まれている集光器の数と検出器の数とは、同じであってもなくてもよい。

一実施形態では、図５に示した検出サブシステムに対して、ここで述べる実施形態によって決定された構成は、検出器のうちの一つまたはそれ以上の位置（複数も可）を含んでいる。例えば、この構成は、極角の範囲、方位角の範囲、および、検出器のうちの一つまたはそれ以上が光を検出する散乱半球内の二次元空間を定義する仰角の範囲を含んでいてよい。したがって、この実施形態では、構成の決定は、散乱半球における検出器（複数も可）に対する検出空間を定義する検出器のそれぞれ、それらのうちのいくつか、または一つに対する極角の範囲、方位角の範囲、および仰角の範囲の決定を含んでいてよい。集光器うちの一つまたはそれ以上の位置（複数も可）は、上記のように決定してもよく、あるいは、それらの対応する検出器の決定された構成に基づいて決定してよい。図５に示した検査システムは、さらに、ここで述べるように構成してよい。

上記の実施形態などのいくつかの実施形態では、検出サブシステムは、試験体の検査中に信号を生成するよう構成されている、二つ以上の検出器を含んでいる。いくつかのそのような実施形態では、ここで述べる実施形態によって決定された構成は、電位欠陥の検出に用いられる二つ以上の検出器のいずれかによって生成された信号を含んでいる。例えば、一つの決定された構成では、検出サブシステムの検出器の全てが、試験体の検査中に信号を生成できるようにしてよい。構成は、電位欠陥の検出のために信号を用いる検出器を指定してよい。言い換えれば、検出器のうちのいくつか（決定された構成によって指定されている）によって生成された信号だけを用いて、欠陥の検出を行ってよい。他の検出器によって生成された信号は、基本的に無視してよいか、あるいは、さもなければ欠陥検出に用いなくてよい。欠陥検出に使用する信号は、例えば、検出器の位置に対応する3Dマップ内の位置における、上記の3Dマップ内のS/N値に基づいて決定してよい。このやり方で、電位欠陥に対して最も敏感またはより敏感な信号は、欠陥検出のために用いてよいが、電位欠陥に対して最も鈍感またはより鈍感な信号は、無視してよいか、あるいは欠陥検出のために用いなくてよい。

上記のように、いくつかの実施形態では、この構成は、散乱半球に配置したアパーチャプレートのパラメータ（複数も可）を含んでいる。一つのそのような実施形態では、アパーチャプレートは、一つまたはそれ以上の固定された開口部を含んでいる。図６は、そのようなアパーチャプレートの一つの実施形態を示す。この実施形態では、アパーチャプレート120は、開口部122 および124を含んでいる。開口部122および124は、アパーチャプレート内の開口部の位置、および開口部の寸法が固定されているという意味で固定してよい。このやり方で、ここで述べる実施形態によって決定された構成に含まれるそのようなアパーチャプレートのパラメータ（複数も可）は、散乱半球におけるアパーチャプレートの位置を含んでいてよい。アパーチャプレートの位置は、散乱半球における開口部の最適な位置に基づいて決定してよい。開口部の最適な位置は、上記のように3Dマップから決定してよい。

散乱半球におけるアパーチャプレートの位置は、アパーチャプレートに連結されているデバイス（図示せず）によって変更してよい。このデバイスは、例えば、制御サブシステム（図６に図示せず）によって制御できる機械デバイスまたは任意の他の適切なデバイスを含んでいてよく、制御サブシステムは、ここで述べるように構成してよい。このやり方で、プロセッサ（図６に図示せず）は、ここで述べるように構成してよく、アパーチャプレートの決定されたパラメータに対して応答的であり、かつ、制御サブシステムによって用いられて、デバイスを介して、アパーチャプレートのパラメータを変更することができる一つまたはそれ以上の信号を、制御サブシステムに与えてよい。アパーチャプレート120は、一般に円形の二つの開口部を含むものとして図６に示すが、一つまたはそれ以上の固定された開口部を含むアパーチャプレートは、任意の適切な形状および寸法を有する任意の適切な数の固定された開口部を含んでいてよいことを理解されたい。固定された開口部（複数も可）は、アパーチャプレート内の任意の適切な配置で設置してよい。さらに、この構成は、散乱半球に配置した二つ以上のアパーチャプレートに対するパラメータ（複数も可）を含んでいてよい。それぞれのアパーチャプレートは、同様に、あるいは、異なる方法で構成してよい。

別の実施形態では、アパーチャプレートは、一つまたはそれ以上の調節できる開口部を含んでいる。図７は、そのようなアパーチャプレートの一実施形態を示す。この実施形態では、アパーチャプレート126は、開口部128を含んでいる。開口部128は、アパーチャプレートに連結されているデバイス（図示せず）によってその寸法を変更してよいという意味で、調節してよい。例えば、デバイスは、ここで述べるように、例えば制御サブシステム（図７に図示せず）によって制御できる機械デバイスまたは任意の他の適切なデバイスを含んでいてよい。

ここで述べる実施形態によって決定された構成に含まれていてよいアパーチャプレートのパラメータ（複数も可）は、開口部128の一つまたはそれ以上の寸法を含んでいてよい。例えば、開口部128は、アパーチャプレート126の半径132よりも小さく、かつ、上記のデバイスによって変更できる半径130を有していてよい。開口部128の半径130は、光の立体散乱角度を変えて、光が、開口部を通過できるよう、変更してよい。アパーチャプレート126のパラメータ（複数も可）は、例えば散乱半球におけるアパーチャプレートの位置など、任意の他の変更可能なアパーチャプレートのパラメータも含んでいてよい。アパーチャプレートのパラメータ（複数も可）は、ここでさらに述べるように、3Dマップを用いて決定してよい。アパーチャプレート126は、図７で、特定の形状を有する一つの調節できる開口部を含んでいるように示してあるが、アパーチャプレートは、任意の適切な形状や寸法の任意の適切な数の調節できる開口部を、可能的に、適切な形状および寸法を有する一つまたはそれ以上の固定された開口部との組合わせで含んでいてよいことを理解されたい。固定された、および（または）、調節できる開口部（複数も可）は、アパーチャプレート内の任意の適切な配置で設置してよい。

別の実施形態では、ここで述べる実施形態によって決定された構成は、散乱半球に配置されたバッフルの一つまたはそれ以上のパラメータを含んでいる。図８は、検査システムの散乱半球に配置したバッフルを含む光散乱検査システムの一実施形態をに示す。図８に示した検査システムは、光を光学素子136に向けるよう構成された光源134を含んでいる。光源134は、技術上既知の任意の適切な光源を含んでいてよい。光学素子136は、ほぼ垂直な入射角で光を試験体138に向けるよう構成する。しかしながら、光源134および光学素子136は、別法として、適切な傾斜した入射角で光を試験体138に向けるよう構成してよい。光学素子136は、図８に示したように、屈折光学素子でよい。別法として、光学素子136は、一つまたはそれ以上の屈折光学素子、および（または）、一つまたはそれ以上の反射光学素子を含んでいてよい。

試験体138は、ステージ140上に配置される。ステージ140は、検査中、試験体138を支持するよう構成されている。ステージ140は、技術上既知の任意の適切な機械、および（または）、ロボットによる組立を含んでいてよい。

試験体138から散乱した光は、光学素子142によって集光される。光学素子142は、光学素子136に対して、上記のように構成してよい。光学素子142は、任意の適切な立体散乱角で散乱した光を集光するよう構成してよい。また、光学素子142の位置、および、したがって、試験体138から散乱した光が光学素子142によって集光される角度は、ここで述べる実施形態によって決定してよい。光学素子142はまた、バッフル144を通じて集光した光を検出器146に向けるよう構成する。バッフル144は、技術上既知の任意の適切な構成を有していてよい。例えば、バッフルは、ストレイホトンの遮断に用いることができる、技術上既知の任意の適切なバッフルまたは視野絞りを含んでいてよい。検出器146は、技術上既知の任意の適切な検出器を含んでいてよい。

したがって、図８に示した検出サブシステムは、光学素子142、バッフル144、および検出器146を含んでいる。しかしながら、図８に示した検出サブシステムは、ここで述べる任意の他の検出サブシステム（複数も可）の任意の他の構成要素を含んでいる。また、図８に示した検出サブシステムは、一つの集光器を含んでいるが、検出サブシステムは、任意の適切な数の集光器および対応する検出器を含んでいてよいことを理解されたい。検出サブシステムに含まれる集光器のうちのいくつか、または、全ては、バッフルを介して、光をそれらの対応する検出器に向けるよう構成してよい。言い換えれば、検査システムの検出チャネルのうちの一つまたはそれ以上は、バッフルを含んでいてよい。

一実施形態では、図８に示した検出サブシステムに対して、ここで述べる実施形態によって決定された構成は、バッフル144の一つまたはそれ以上のパラメータを含んでいる。例えば、この構成は、バッフル144が、光学素子142から検出器146までの光路に配置されているかどうかを含んでいてよい。この構成は、バッフル144の一つまたはそれ以上の寸法を追加的に、あるいは、別法として、含んでいてよい。また、この構成は、バッフルの任意の他の変更できるパラメータを含んでいてよい。図８に示した検査システムは、さらに、ここで述べるように構成してよい。

追加の実施形態では、ここで述べる実施形態によって決定された検出サブシステムの構成は、検査システムの散乱半球に配置した直線偏光フィルターの一つまたはそれ以上のパラメータを含んでいる。図９は、検査システムの散乱半球に配置したフィルターを含んでいる光散乱検査システムの一実施形態を示す。図９に示したシステムの実施形態は、図９に示したシステムが散乱半球に配置したバッフルを含まず、かつ、散乱半球に配置したフィルターを含むことを除いて、図８に示したものと同様である。図８に示した要素と同様に構成してよい図９の要素は、同じ参照番号で示してある。したがって、簡潔さのため、ここではさらに述べない。

図９に示した検出サブシステムは、検査システムの散乱半球に配置したフィルター148を含んでいる。したがって、図９に示した検出サブシステムは、光学素子142、フィルター148、および検出器146を含んでいる。しかしながら、図９に示した検出サブシステムは、ここで述べる任意の他の検出サブシステム（複数も可）の任意の他の構成要素を含んでいてよい。また、図９に示した検出サブシステムは、一つの集光器を含んでいるが、検出サブシステムは、任意の適切な数の集光器および対応する検出器を含んでいてよいことを理解されたい。検出サブシステムに含まれる集光器のうちのいくつかの、または全ては、フィルターを介して、光を、それらが対応する検出器に向けるよう構成してよい。言い換えれば、検査システムの検出チャネルのうちの一つまたはそれ以上は、フィルターを含んでいてよい。

一実施形態では、フィルター148は直線偏光フィルターである。いくつかの実施形態では、図９に示した検出サブシステムに対して、ここで述べる実施形態によって決定された構成は、直線偏光フィルターの一つまたはそれ以上のパラメータを含んでいる。例えば、この構成は、直線偏光フィルターが、光学素子142から検出器146までの光路に配置されているかどうかを含んでいてよい。この構成は、光路での直線偏光フィルターの配置を追加的に、あるいは、別法として、含んでいてよい。例えば、配置は、光路の直線偏光フィルターの軸の方位を定義してよい。また、この構成は、直線偏光フィルターの任意の他の変更できるパラメータを含んでいてよい。図９に示した検査システムは、さらに、ここで述べるように構成してよい。

いくつかの実施形態では、直線偏光フィルターは、複数個の直線偏光セグメントを含んでいる。そのような直線偏光フィルターのいくつかの実施形態は、図１および２に対して、上に述べてある。図10は、そのような直線偏光フィルターの別の実施形態をに示す。図10に示したように、直線偏光フィルター150は、互いに他に突き合わせた直線偏光器の多重セクション152から形成された、セグメント化された偏光器であって、それぞれが、パス軸154の異なる方位を有している。図10にさらに示すように、セグメント化された偏光器は、10個のセグメントを含んでいてよく、それぞれは、別様に方向づけられたパス軸を有する直線偏光器を含んでいる。しかしながら、直線偏光フィルター150に含まれる偏光器セグメントの数は、例えば、上記のようはに決定された3Dマップに応じて変動してよいことを理解されたい。直線偏光フィルター150は、図９に示したフィルター148として、または、ここで述べる任意の他の検出サブシステムのフィルターとして用いてよい。ここで述べる実施形態によって決定された構成に含まれるそのような直線偏光フィルターのパラメータ（複数も可）は、例えば、直線偏光フィルターが、検出サブシステムの光路に配置されているかどうか、検出サブシステムの光路の直線偏光フィルターの方位、および、検出サブシステムに同様に含まれるアパーチャ（図10に図示せず）に対する直線偏光フィルターの方位を含んでいてよい。

別の実施形態では、検出サブシステムは、散乱半球に配置した電気光学光フィルターを含んでいる。例えば、図９に示したフィルター148は、電気光学光フィルターであってよい。電気光学光フィルターは、一実施形態では、液晶ディスプレー（LCD）ベースの電子制御された光弁を含んでいてよい。このような光弁は、一般に、電気的にアドレス可能なピクセルのアレイを含んでいる。ピクセルは、光弁の個々のピクセルが光を通過できるようにする、あるいは、できないようにする任意の構成で、ターンオフまたはターンオンすることができる。このやり方で、光弁は、調節できるアパーチャまたは調節できる空間フィルターとして用いてよい。

別の実施形態では、電気光学光フィルターは、マイクロメカニカルデジタル光プロセッサ（DLP、これはテキサス州ダラス、Texas Instruments Incorporatedの登録商標である）を含んでいてよい。マイクロメカニカルDLPは、小さなミラーのアレイを含んでいる別のタイプの電子制御された光弁で、それぞれは、個々に傾けることができる。検出サブシステムの光路のマイクロメカニカルDLPの位置に応じて、個々のミラーは、いくつかのミラーが光を反射し、一方、他のミラーは、光をDLPに通過させることができるように、ターン「オフ」または「オン」することができる。マイクロメカニカルDLPは、Texas Instrumentsから市販されている、一つのデジタルマイクロミラーデバイス（DMD）を含んでいてよい。電気光学光フィルターは、技術上既知の任意の他の適切な電気光学光フィルターを含んでいてもよい。

一つのそのような実施形態では、ここで述べる実施形態によって決定された構成は、電気光学光フィルターの一つまたはそれ以上のパラメータを含んでいる。この構成は、電気光学光フィルターの変更できるパラメータ（例えば、電気光学光フィルターが、検出サブシステムの光路に配置されているかどうか、どのピクセルがターンオンされ、どのピクセルがターンオフされているか、どのミラーがターンオンされ、どのミラーがターンオフされているか、など）を含んでいてよい。検出サブシステムは、二つ以上のフィルターを含んでいてもよく、少なくともその一つは、直線偏光フィルターとして構成されており、また、少なくともそのもう一つは、電気光学光フィルターとして構成されている。そのような実施形態では、この構成は、少なくとも一つの直線偏光フィルターのパラメータ（複数も可）、および（または）、少なくとも一つの電気光学光フィルターのパラメータ（複数も可）を含んでいてよい。直線偏光フィルター（複数も可）および電気光学光フィルター（複数も可）は、同じ検出チャネルまたは異なる検出チャネルに配置してよい。

いくつかの実施形態では、ここで述べる方法は、散乱半球の他の部分に基づいて、追加検出サブシステムが試験体の変化に対して敏感であり、かつ、電位欠陥に対して敏感でないよう、検査システムの追加検出サブシステムに対して構成を決定することを含んでいる。例えば、低いS/N値を有する散乱半球の部分は、電位欠陥に対して敏感ではなく、かつ、試験体に対して敏感であってよい。散乱半球のこれらの部分は、電位欠陥の検出に用いられる検出サブシステムの構成を決定するのに用いなくてもよいが、これは、散乱半球のこれらの部分が、電位欠陥よりも試験体または背景雑音に対してより敏感であるからである。しかしながら、ユーザが試験体についての情報に関心がある場合、これらのより低いS/N部分を用いて、試験体情報の取得に用いることができる検出サブシステムの構成を決定してよい。このやり方で、試験体情報のための追加検出サブシステムの構成は、欠陥検出のための最適な構成の逆であってよい。

試験体についての情報は、例えば粗さなど、試験体の一つまたはそれ以上の特性の、時間に亘るモニタリングに有用な場合がある。このやり方で、追加検出サブシステムを用いて、膜プロセスの品質をモニタリングしてよい。例えば、逆の最適な検出器は、通常の状態では、既定の膜によって散漫に散乱される光が通過できるようにするだけでよい。したがって、通常の状態からのシフトが生じて、欠陥検出では検出されない立体角への散乱の空間再配光が生ずる場合は、総平均背景散乱は減少することになる。逆の最適な検出器なしでは、通常よりも多いまたは少ない光を散漫に散乱する通常の膜の状態からのシフトによって、検出サブシステムの出力信号に検出できる変化が生じることはないであろう。

図11、は、二つの検出サブシステムを含む光散乱検査システムの一実施形態を示す。図11のシステムは、光源134および光学素子136を含んでおり、その両方は、上記のように構成してよい。試験体138から散乱した光は、ステージ140（これは、上記のように構成してよい）上で処理され、光学素子156およびに158によって集光される。光学素子156および158は、光学素子142に対して、上記のように構成してよい。光学素子156および158は、集光した光を、それぞれ、検出器160および162に向けるよう構成してよい。検出器160および162は、技術上既知の任意の適切な検出器を含んでいてよい。

図11に示すように、光学素子156および158は、試験体138から異なるセットの立体角で散乱される光を集光するよう構成されている。例えば、光学素子156および158は、異なる仰角の範囲で試験体から散乱する光を集光するよう構成されている。光学素子156および158は、異なる極角の範囲、および（または）、異なる方位角の範囲で、試験体から散乱する光を集光するよう構成してもよい。光学素子156および158のうちの一つによって集光された光は、試験体の電位欠陥（図示せず）に対して敏感であってよく、他の光学素子によって集光された光は、試験体または試験体上に形成された膜に対して敏感であってよい。したがって、検出器のうちの一つによって生成された出力信号を使用して、試験体の電位欠陥を検出してよく、他の検出器によって生成された出力信号を用いて、試験体自体または試験体上に形成された膜の変化を検出してよい。このやり方で、ここで述べる実施形態によって決定された構成は、異なる集光器およびそれらに対応する検出器に対して異なる構成を含んでいてよい。言い換えれば、決定された構成は、検査システムの異なる検出チャネルに対して異なる構成を含んでいてよい。

この構成は、異なる検出チャネルが、試験体の異なる電位欠陥に対して敏感であるよう、検査システムの二つ以上の検出チャネルに対するパラメータ（複数も可）を含んでもよい。そのような実施形態では、この構成は、少なくとも検出チャネルのうちの一つが、試験体に対して敏感であるよう、検出チャネルのうちの少なくとも一つのパラメータ（複数も可）を含んでいてよい。例えば、この構成は、検出チャネルが、電位欠陥の一つのタイプに対して敏感であるよう、一つの検出チャネルのパラメータ（複数も可）を、また、この検出チャネルが、異なるタイプの電位欠陥に対して敏感であるよう、別の検出チャネルのパラメータ（複数も可）を、また、この検出チャネルが、試験体に対して敏感であるよう、さらに別の検出チャネルのパラメータ（複数も可）を含んでいてよい。さらに、検査システムは、二つまたはそれ以上の検出チャネルを含んでいてよい。

別の実施形態では、この方法を試験体および異なる電位欠陥に対して実行して、検出サブシステムのための追加の構成を決定する。一つのそのような実施形態では、構成および追加の構成による、試験体の異なるスキャン中に検査システムによって取得されたデータを用いて、データ内の検出された欠陥を分類することができる。このやり方で、検査システムの一つの検出チャネルは、試験体の異なるスキャン中に、異なる構成を有することができる。異なる構成は、異なるタイプの欠陥に対して敏感であってよい。また、3D散乱パターンが類似しない異なる欠陥タイプ（全て、共通の試験体タイプでの）に対する二つまたはそれ以上の最適な構成を、決定してよい。そのようなものとして、試験体の二つまたはそれ以上のスキャンを行うことによって、各欠陥タイプに対する最適な構成で行なわれる各スキャンと、スキャン全体に亘る共通の位置（例えば、x y 位置）での欠陥強度とは、相互に関連付けてよく、かつ、欠陥は、異なる強度に基づいて、タイプ別に効果的に分類してよい。このやり方で、構成は、異なるスキャン中に異なる構成によって生成される出力信号間の差を用いて、検出された欠陥の分類またはタイプを決定できるよう、選択してよい。

図12は、ウェーハの検査用に構成された光散乱検査システムの一実施形態を示す。図12に示したシステムは、パターン形成されていないウェーハの検査用に構成されており、かつ、SP1-TBIシステムに基づいていて、これは、KLA-Tencorから市販されている。この検査システムは、Vaez-Iravani他に対する米国特許番号6,538,730でより詳細に述べられていて、これは、あたかも、ここに完全に記載されたものとして、参照により組み込まれている。図12に示したシステムは、パターン形成されたウェーハ、および、パターン形成されていないウェーハの検査を目的として、さらに、この特許で述べるよう構成してよい。明瞭さのため、図12では、システムの構成要素および細部のいくつかは、省略してあり、ここでは、対応する記述を示す。米国特許番号6,538,730は、Vaez-Iravani他に対する米国特許番号6,201,601およびMarxer他に対する6,271,916に関連しており、これは、あたかも、ここに完全に記載されたものとして、参照により組み込まれている。図12に示したシステムは、さらに、これらの特許で述べるように構成してよい。

図12に示したシステムは、光をウェーハ上の照射点に向け、かつ、ウェーハ上の照射点から散乱した光に対して応答的な出力信号を生成するよう構成する。一実施形態では、システムは、レーザベースの検査システムとして構成される。追加の実施形態では、システムは、スキャニングベースの検査システムとして構成される。また、システムは、レーザおよびスキャニングベースの、パターン形成されていないウェーハの検査システムとして構成してよい。

このシステムは、光164を生成するよう構成された光源166を含んでいる。システムは、傾斜した入射角で、光164を、ウェーハ168上の照射点（図示せず）に向けるよう構成されている。一実施形態では、ウェーハ上の照射点に向けられた光164は、紫外線（UV）を含んでいる。このシステムは、例えば、折りたたみミラー（複数も可）、ビームスプラッタ（複数も可）、偏光部品（複数も可）、フィルター（複数も可）、およびレンズなど、光164の光路に配置した多数の光学部品（図示せず）を含んでいてよい。入射角は、例えば、光の特性、試験体の特性、および関心のある欠陥（複数も可）の特性に応じて、変動してよい。一つの適切な入射角は、垂直からウェーハの上面までの約70°でよい。

このシステムは、光源170も含んでいる。光源170は、光172を生成するよう構成されている。これは、システムによって、略垂直な入射角でウェーハ168上の照射点に向けられる。一実施形態では、ウェーハ上の照射点に向けられた光172は、紫外線を含んでいる。このシステムは、光172の光路に配置した、多数の光学部品（図示せず）を含んでいてよい。これらの光学部品は、上記のうちのいずれかを含んでいてよい。

光源166および170は、例えばレーザなど、技術上既知の任意の適切な光源を含んでいてよい。異なる実施形態では、このシステムは、傾斜した光の照射、および、垂直な光の照射の両方の場合に光を与えるのに用いられるただ一つの光源（図示せず）を含んでいてよい。例えば、多波長レーザなどのただ一つの光源は、ビームスプリッタ（図示せず）に連結されていてよい。ビームスプリッタは、レーザからの光を異なる波長を有する別個のビームに分離するよう構成してよい。その一つは、垂直な光の照射に用いられ、他の一つは、傾斜した光の照射に用いられる。このシステムは、技術上既知の、ただ一つの光源とビームマルチプライヤ（複数も可）の、任意の他の適切な組合わせを含んでいてよい。上記のいずれの実施形態でも、光164は、光172の特性とは異なる一つまたはそれ以上の特性（例えば波長、および（または）、偏光など）を有していてよい。別法として、光164は、光172と実質的に同じ特性を有していてよい。

ウェーハ168 は、ステージ174上で支持され、これは、光164および172が、ウェーハ上で、らせん状経路で動くエリアまたは照射点に光を照射するよう、回転および平行移動させてよい。別法として、光164および172は、この技術に長けた人には既知の任意のやり方で、ウェーハ全体をスキャンして、ウェーハ全体に亘り、らせん状経路または別のタイプのスキャン経路を辿ってよい。

ウェーハの光照射は、ウェーハからの光の散乱を生じる。また、傾斜した入射光および垂直な入射光の両方とも、ウェーハから散乱してよい。システムは、ウェーハから散乱する光を集光し、かつ、散乱した光に対して応答的な出力信号を生成するよう構成されている。ここでさらに述べるように、出力信号を用いて、ウェーハ上で欠陥が検出できる。

このシステムは、レンズ集光器176、ミラー178、ビームスプリッタ180、および検出器182および184を含んでいる。これらは、システムの「狭」チャネルを形成する。言い換えれば、ウェーハの表面に対して比較的垂直に近い方向に沿って、ウェーハ上の照射点から散乱した光は、レンズ集光器176によって集光および集中される。このやり方で、レンズ集光器176は、比較的「狭い」散乱角度で、ウェーハから散乱する光を集光する。レンズ集光器176は、集光した光をミラー178に向け、これは、光をビームスプリッタ180に向ける。ビームスプリッタ180 は、光の一部分を検出器182に向け、かつ、光の他の部分を検出器184に向けるよう構成されているる。一つの検出器を用いて、垂直な入射ビームによる光の照射によって、比較的狭い角度で散乱した光を検出してよく、また、もう一方の検出器を用いて、傾斜した入射ビームによる光の照射によって、比較的狭い角度で散乱した光を検出してよい。検出器182および184は、技術上既知の任意の適切な検出器（例えば、フォトマルチプライヤ管（PMT））を含んでいてよい。また、検出器182および184は、同様にまたは別様に構成してよい。狭チャネル部分は、技術上既知の任意の他の光学部品（図示せず）を含んでいてよい。例えば、一つまたはそれ以上の偏光部品を、集光された光の光路に配置してよい。また、空間フィルターを狭チャネルに入れて、垂直な入射ビームの鏡面反射が検出器182および184に達するのを妨げてよい。

このシステムは、楕円鏡186、ビームスプリッタ188、および検出器190および192も含んでおり、これらは、システムの「広チャネル」を形成する。言い換えれば、ウェーハの表面に対する垂線から比較的遠い方向に沿ってウェーハ上の照射点から散乱した光は、楕円鏡186によって集光および集中される。このやり方で、楕円鏡186は、比較的「幅広い」散乱角度で、ウェーハから散乱した光を集光する。楕円鏡186は、集光した光を、ビームスプリッタ188に向ける。ビームスプリッタ188は、光の一部を検出器190に、また、光の別の部分を検出器192に向けるよう構成されている。一つの検出器を用いて、垂直な入射ビームによる光の照射によって、比較的幅広い角度で散乱した光を検出してよく、また、別の検出器を用いて、傾斜した入射ビームによる光の照射によって、比較的幅広い角度で散乱した光を検出してよい。検出器190および192は、技術上既知の任意の適切な検出器（例えばPMT）を含んでいてよい。また、検出器190および192は、同様にまたは別様に、構成してよい。広チャネルは、技術上既知の任意の他の光学部品（図示せず）を含んでいてよい。例えば、一つまたはそれ以上の偏光部品を、集光された光の光路に配置してよい。

したがって、上記のように、図12に示した検査システムは、二つの異なる検出チャネル、狭チャネルおよび広チャネルを含んでいる。ここで述べる、コンピュータに実装された方法は、そのような検査システムに対して実行できる。例えば、この方法を上記のように実行して、上記のように決定された3Dマップに基づいて、試験体および試験体の電位欠陥に対して検査システムによって取得されるであろうデータのS/N値が、散乱半球の他の部分よりも高い、検査システムの散乱半球の一つまたはそれ以上の部分を決定してよい。この方法は、散乱半球の一つまたはそれ以上の部分に基づいて、図12に示した検出サブシステムの構成を決定することも含んでいる。この構成は、狭チャネルのパラメータ（複数も可）、広チャネルのパラメータ（複数も可）、またはそれらのいくつかの組合わせを含んでいてよい。また、図12に示した、検出サブシステムに対して決定された構成は、ここで述べる任意の他の検出サブシステム（複数も可）の任意の他の要素のパラメータ（複数も可）を含んでいてよい。例えば、この構成は、図12に示したシステムの散乱半球に配置されるべき、一つまたはそれ以上の直線偏光フィルターのパラメータ（複数も可）を含んでいてよい。

検出器182、184、190、および192は、散乱した光に対して応答的な出力信号を生成するよう構成されている。プロセッサ194は、図12に破線で示したように、伝送媒体によって検出器182、184、190、および192に連結されている。伝送媒体は、技術上既知の、任意の適切な伝送媒体を含んでいてよい。また、一つまたはそれ以上の追加の構成要素（図示せず）は、例えば、アナログ・デジタル変換器などであるが、検出器とプロセッサの間に入れてよい。このやり方で、検出器によって生成された出力信号は、プロセッサに送信できる。プロセッサは、出力信号を用いてウェーハの欠陥を検出するよう構成されている。プロセッサは、出力信号を用いた欠陥検出のため、技術上既知の任意のアルゴリズムまたは方法を使用するよう構成してよい。プロセッサは、さらに、ここで述べるように構成してよい。

ここで述べる方法実施形態は、いくつかの実施形態では、構成に対して応答的であり、かつ、制御サブシステムによって用いられて、検出サブシステムに、決定された構成を持たせることができる信号を、検査システムの制御サブシステム（例えば、ここでさらに述べるような）に与えることを含んでいてよい。このやり方で、決定された最適な構成を用いて、検査システムに連結されているコンピュータ制御のデバイスを駆動し、検査システムハードウェアにおける最適な構成を実現してよい。これらのデバイスは、機械アパーチャストップ（複数も可）、電気光学光弁（複数も可）、フィルター素子の偏光（複数も可）、または、それらのいくつかの組合わせ（これは、ここで述べるように構成してよい）を含んでいてよいが、これらに限定されない。例えば、最適な構成は、下記のいくつかの方法の一つによって、物理的検査システムで実現してよい。これらの方法には、アレイの検出器（複数も可）の仰角、および（または）、方位の調節、アレイにおける検出器（複数も可）からの信号のターンオフまたは単なる無視、固定された機械アパーチャ（複数も可）の、検出器（複数も可）の光学トレインへの挿入、検出器（複数も可）の集光光学装置トレインにおける一つまたはそれ以上のバッフルのシステムの操作、検出器（複数も可）の集光光学光学装置トレインにおけるLCD「光弁」デバイスの使用、一つまたはそれ以上の偏光フィルターの挿入、またはそれらのいくつかの組合わせがあるが、これらに限定されない。上記の実現の全てにおいて、固定されたアパーチャの挿入または複数の機械的構成要素（アレイにおける検出器、複数のバッフルなど）の調節は、コンピュータ制御された電子モーターを通じて達成できる。また、検出セクションのコンピュータ/電子制御、LCD光弁の不透明ピクセル、または、マイクロメカニカルDLP、および同様のデバイスは、技術上既知の任意の方法を用いて、コンピュータ制御に簡単に改造できる。

上記のように、この方法は、特定の試験体および試験体の電位欠陥に対して検査システムの構成を決定することを含んでいてよい。いくつかの実施形態では、試験体を検査システムの中に設置した場合、この方法は、試験体のアイデンティティーの決定（例えば、バーコードリーダなどの装置を用いた試験体上の一つまたはそれ以上の識別マークの検出による）を含んでいてよい。試験体のアイデンティティーは、さらに、検査システムまたはそれに連結されているプロセッサが使用して、試験体の検査のための適切な構成を決定するのに使用されてよい。この方法は、次いで、上記の信号を制御サブシステムに与えて、制御サブシステムが、検出サブシステムに適切な構成を持たせるようにしてよい。制御サブシステムが検出サブシステムの構成を変更した後、この方法は、試験体を検査することを含んでいる。

このやり方で、この方法は、オンザフライまたはリアルタイムでの、検出サブシステムの構成を変更することを含んでいてよい。また、この方法は、各試験体の検査前の検出サブシステムの構成を変更すること、または、構成が各試験体の検査前に変更されるべきかどうかを決定することを含んでいてよい。このやり方で、この方法は、ウェーハ・ツー・ウェーハ方式で検査システムの構成を決定し、かつ、可能的に、変更することを含んでいてよい。別の実施形態では、この方法は、試験体の異なるスキャン間で検出サブシステムの構成を変更することを含んでいてよい。試験体の異なるスキャンのための構成は、上記のように、決定してよい。

別の実施形態は、光散乱検査システムの構成を決定するよう構成されたシステムに関する。図13は、そのようなシステムの一実施形態をに示す。特に、システム196は、光散乱検査システム（図13に図示せず）の構成を決定するよう構成されている。検査システムは、ここで述べるように構成してよい。システム196は検査システムを含んでいないが、システム196が検査システムに構成を与えることができるよう、検査システムに（例えば、伝送媒体またはデータリンクを介して）連結されていてよい。

このシステムは、シミュレーションエンジン198を含んでいる。シミュレーションエンジン198は、検査システムによって、試験体および試験体の電位欠陥に対して取得されるであろうデータのS/N値の3Dマップを決定するよう構成されている。シミュレーションエンジン198は、ここで述べる実施形態のいずれかによって、3Dマップを決定するよう構成されていてよい。シミュレーションエンジン198は、さらに、ここで述べるように構成されていてよい。また、シミュレーションエンジン198は、ここで述べるように構成できる、適切なハードウェア、および（または）、ソフトウェアを含んでいてよい。

システム196は、プロセッサ200も含んでいる。プロセッサ200は、シミュレーションエンジン198によって決定された3Dマップに基づいて、S/N値が散乱半球の他の部分よりも高い、散乱半球の一つまたはそれ以上の部分を決定するよう構成されている。したがって、プロセッサ200は、プロセッサ200が、シミュレーションエンジンから3Dマップを受信できるよう、シミュレーションエンジン198に（例えば、伝送媒体またはデータリンクを介して）連結されていてよい。プロセッサ200およびシミュレーションエンジン198は、図13のシステム196内で互いに極めて接近して物理的に配置されているように思われることがあるが、プロセッサおよびシミュレーションエンジンは、物理的に個別に、かつ、可能的に、離れた場所に格納してよいことを理解されたい。そのような場合には、プロセッサおよびシミュレーションエンジンは、「有線」、および（または）、「無線」部分を含んでいる伝送媒体によって連結されていてよい。伝送媒体は、技術上既知の任意の適切な伝送媒体を含んでいてよい。

プロセッサ200 は、ここで述べる実施形態のうちのいずれかによって、散乱半球の一つまたはそれ以上の部分を決定するよう構成されていてよい。プロセッサ200はまた、散乱半球の一つまたはそれ以上の部分に基づいて、検査システムの検出サブシステムの構成を決定するよう構成されている。プロセッサは、ここで述べる実施形態のうちのいずれかによって、構成を決定するよう構成されていてよい。プロセッサは、ここで述べる任意の他の実施形態の任意の他のステップ（複数も可）を実行するよう構成されていてよい。

プロセッサ200は、パーソナルコンピュータシステム、メインフレームコンピュータシステム、ワークステーション、画像コンピュータ、並列プロセッサ、または技術上既知の任意の他のデバイスなど、各種の形態を取っていてよい。一般に、術語「コンピュータシステム」を広義に定義して、一つまたはそれ以上のプロセッサ（これは、記憶媒体からの命令を実行する）を有するデバイスを包含していてよい。システムは、さらに、ここで述べるように構成されていてよい。また、システムは、ここで述べる方法実施形態の利点の全てを有している。

例えば、ここで述べる方法などの、一つの方法を行うためのプロセッサ（例えば、プロセッサ200）、またはコンピュータシステム上で実行可能なプログラム命令は、キャリア媒体を越えて送信されるか、あるいは、そこに格納されていてよい。キャリア媒体は、伝送媒体（例えば、有線、ケーブル、または無線伝送リンク）であってよい。キャリア媒体は、記憶媒体（例えば、リードオンリーメモリ、ランダムアクセスメモリ、磁気または光ディスク、または磁気テープ）であってもよい。

プログラム命令は、とりわけ、手続きベースの技法、コンポーネントベースの技法、および（または）、オブジェクト指向の技法を含んでいる、各種の方法のうちの任意のもので、実行してよい。例えば、プログラム命令は、必要に応じて、Matlab、Visual Basic、ActiveX コントロール、C、C++ オブジェクト、C#、JavaBeans（登録商標）、Microsoft Foundation Classes（「MFC」）、あるいは、他の技法または方法論を用いて実行してよい。

追加の実施形態は、試験体に対する検査システム構成を決定するよう構成されているシステムに関する。図14は、そのようなシステムの一実施形態をに示す。図14に示したシステムは、図12に示した検査システムを含んでいる。したがって、図14に示した検査システムは、簡潔さのため、ここではさらに述べない。しかしながら、図14に示したシステムは、ここで述べる任意の他の検査システムを含んでいてよい。この実施形態では、検査システムは、検査システムの検出サブシステムの一つまたはそれ以上のパラメータを変更するよう構成されている制御サブシステム202を含んでいる。例えば、図14に破線で示したように、制御サブシステム202は、検出器182、184、190、および192に連結されていてよい。制御サブシステム202は、制御サブシステムが、検出器の一つまたはそれ以上のパラメータを変更できるよう、検出器に連結されていてよい。制御サブシステム202は、同様のやり方で検出サブシステムの要素に連結されている、検出サブシステムの他の要素または他のデバイス（例えば、機械デバイス）に連結されていてよい。制御サブシステム202は、技術上既知の任意の適切なデバイスを含んでいてよい。

図14に示したシステムは、シミュレーションエンジン204も含んでいる。シミュレーションエンジンは、検査システムによって、試験体および試験体の電位欠陥に対して取得されるであろうデータのS/Nの3Dマップを決定するよう構成されている。シミュレーションエンジンは、ここで述べる実施形態のうちのいずれかによって、3Dマップを決定するよう構成されていてよい。例えば、一実施形態では、シミュレーションエンジンは、メトロロジーシステム（図示せず）によって取得された試験体についての情報に基づいて、3Dマップを決定するよう構成されている。メトロロジーシステムは、図14に示したシステム実施形態には含まれていない。別法として、システムは、システムおよびメトロロジーシステム両方が連結されている、メトロロジーシステムから（例えば、データリンクまたは伝送媒体を介して）、またはデータベース（例えば、製造データベース）から、情報を取得してよい。試験体についての情報は、試験体の粗さについての情報であってよい。そのような例では、メトロロジーシステムは、AFM システムまたは技術上既知の任意の他の適切なメトロロジーシステムであってよい。別の実施形態では、シミュレーションエンジンは、異なる試験体についての情報に基づいて、異なる試験体に対する3Dマップを決定するよう構成されている。シミュレーションエンジン204は、シミュレーションエンジン198に対して、さらに、上記のように構成されていてよい。

図14に示したシステムは、さらにプロセッサ206を含んでいる。プロセッサ206は、シミュレーションエンジン204によって生成された3Dマップに基づいて、散乱半球の他の部分よりもS/N値が高い散乱半球の一つまたはそれ以上の部分を決定するよう構成されている。プロセッサ206も、散乱半球の一つまたはそれ以上の部分に基づいて、検出サブシステムの構成を決定するよう構成されている。プロセッサは、ここで述べる実施形態のうちのいずれかによって、これらのステップを実行するよう構成されていてよい。

プロセッサは、さらに、構成に対して応答的であり、かつ、制御サブシステムによって用いられて、検出サブシステムに、決定された構成を持たせることができる信号を、制御サブシステムに与えるよう構成されている。例えば、プロセッサは、有線、および（または）、無線部分を含んでいてよい伝送媒体によって、制御サブシステム202に連結されいてよい。このやり方で、プロセッサは、伝送媒体を介して信号を制御サブシステムに送信してよい。伝送媒体は、技術上既知の任意の適切な伝送媒体を含んでいてよい。制御サブシステムは、信号を用いて、検出サブシステムに、上記のように、決定された構成を持たせることができる。

いくつかの実施形態では、プロセッサは、異なる試験体に対する検出サブシステムの構成を決定するよう、かつ、検査システムによって検査される試験体に基づいて、リアルタイムで、異なる信号を制御サブシステムに与えるよう構成されている。異なる信号は、構成に対して応答的であり、かつ、制御サブシステムが使用して、検出サブシステムに、決定された構成の一つを持たせることができる。一つのそのような実施形態では、試験体を検査システム入れた場合、プロセッサは、試験体のアイデンティティーを（例えば、バーコードリーダなどのデバイスによって生成された試験体上の一つまたはそれ以上の識別マークに応答的な出力信号を用いて）決定する。試験体のアイデンティティーをプロセッサが用いて、試験体の検査に対する適切な構成を決定してよい。プロセッサは、適切な構成に対して応答的な信号を制御サブシステムに与えて、制御サブシステムが、検出サブシステムに適切な構成を持たせるようにしてよい。制御サブシステムが、検出サブシステムの構成を変更後、試験体は、検査システムによって検査される。

このやり方で、制御サブシステムを介したプロセッサは、オンザフライまたはリアルタイムで、検出サブシステムの構成を変更してよい。また、制御サブシステムを介したプロセッサは、各試験体の検査前に、検出サブシステムの構成を変更してよく、あるいは、各試験体の検査前に構成を変更すべきかどうかを決定してよい。このやり方で、プロセッサは、ウェーハ・ウェーハ方式で、検査システムの構成を決定し、かつ、可能的に、変更してよい。別の実施形態では、プロセッサは、試験体の異なるスキャン間の検出サブシステムの構成を変更するよう構成されていてよい。試験体の異なるスキャンに対する構成は、上記のように決定してよい。

以上の説明を考察すれば、本発明の各種のアスペクトのさらなる変更態様および別法としての実施形態が、当業者には明らかとなろう。例えば、光散乱検査システムの構成を決定するためのコンピュータに実装された方法およびシステムが提供される。したがって、この説明は、単に説明的なものと解釈すべきであり、また、本発明を実施するための一般的なやり方を当業者に教示するのが目的である。ここで図示し、説明した本発明の形態は、現在好適な実施形態である、と取るべきであることを理解されたい。ここで図示し、説明した要素および材料の代わりに、他の要素および材料を用いてよく、部分およびプロセスを逆にしてよく、また、本発明のある形体を独立的に用いてよく、これらのことは全て、本発明のこの説明を読んだ当業者には明らかであろう。ここで説明した要素は、以下のクレームに記述する本発明の主旨および範囲を逸脱しない限り、変更してよい。

光散乱検査システムの構成を決定するためのコンピュータに実装された方法の一実施形態、および検査システムのための初期構成を用いて取得した結果、およびここで述べる実施形態によって決定された検査システムの構成を示す、シミュレーションされたデータを含んでいる。 光散乱検査システムのための初期構成を用いて取得した結果、および、ここで述べる実施形態によって決定された、検査システムの構成を含んでいる。 ここで述べる実施形態によって構成を決定してよい検出サブシステムを含む、光散乱検査システムの側面図を示す概略図である。 ここで述べる実施形態によって構成を決定してよい検出サブシステムを含む、光散乱検査システムの上面図を示す概略図である。 ここで述べる実施形態によって構成を決定してよい検出サブシステムを含む、光散乱検査システムの透視図を示す概略図である。 アパーチャプレートの一例の実施形態の横断面図を示す概略図である。そのうちの一つまたはそれ以上のパラメータは、ここで述べる実施形態によって決定された構成に含まれていてよい。 アパーチャプレートの他の例の実施形態の横断面図を示す概略図である。そのうちの一つまたはそれ以上のパラメータは、ここで述べる実施形態によって決定された構成に含まれていてよい。 ここで述べる実施形態によって構成を決定してよい検出サブシステムを含む、光散乱検査システムの一例の側面図を示す概略図である。 ここで述べる実施形態によって構成を決定してよい検出サブシステムを含む、光散乱検査システムの他の例の側面図を示す概略図である。 複数個の直線偏光セグメントを含み、かつ、光散乱検査システムの散乱半球に配置してよい、直線偏光フィルターの横断面図を示す概略図である。 ここで述べる実施形態によって構成を決定してよい、一つまたはそれ以上の検出サブシステムを含む、光散乱検査システムの一例の側面図を示す概略図である。 ここで述べる実施形態によって構成を決定してよい、一つまたはそれ以上の検出サブシステムを含む、光散乱検査システムの他の例の側面図を示す概略図である。 光散乱検査システムの構成を決定するよう構成されるシステムの一実施形態を示すブロック図である。 試験体に対する検査システム構成を決定するよう構成されたシステムの一実施形態を示す概略図である。

符号の説明

１０ 光
１４ 光
１６ 屈折率
１８ 3Dマップ
２０ （3Dマップの）部分
２２ （3Dマップ18の）部分
２４ 構成
２６ アパーチャ
２８ 直線偏光フィルター
４４ （SP2システムの）構成44
４６ 開口部
５０ 直線偏光セグメント
５８ 光
６０ 試験体
７２ 検出器
７４ 検出器
７６ 検出器
７８ 光
８０ 試験体
９６ 光
９８ 試験体
１２０ アパーチャプレート
１２２ 開口部
１２４ 開口部
１２６ アパーチャプレート
１２８ 開口部
１４４ バッフル
１４６ 検出器
１５０ 直線偏光フィルター
１６０ 検出器
１６２ 検出器
１６４ 光
１７２ 光
１８２ 検出器
１８４ 検出器
１９０ 検出器
１９２ 検出器
１９８ シミュレーションエンジン
２００ プロセッサ
２０２ プロセッサ
２０４ シミュレーションエンジン
２０６ プロセッサ

Claims (22)

1. 光散乱検査システムの構成を決定するためのコンピュータに実装された方法において、
   検査システムの散乱半球全体に亘る光散乱検査システムによって、試験体および試験体の電位欠陥に対して取得されるであろうデータに対して、信号対雑音比値の三次元マップを決定することと、
   三次元マップに基づいて、信号対雑音比値が散乱半球の他の部分よりも高い、散乱半球の一つまたはそれ以上の部分を決定することと、
   散乱半球の一つまたはそれ以上の部分に基づいて、検査システムの検出サブシステムの構成を決定することと、
   を含むことを特徴とする方法。
2. 散乱半球は、検査システムの散乱半球全体を含むこととする請求項１に記載の方法。
3. 三次元マップを決定することは、検査システムによって光を照射された場合、試験体および電位欠陥から散漫に反射されるであろう光の異なる三次元配光を決定すること、および異なる三次元配光からの三次元マップを決定することを含むこととする請求項１に記載の方法。
4. 三次元マップを決定することは、試験体に対するメトロロジーデータから決定したパワースペクトル密度機能に基づいて、検査システムによって光を照射された場合、試験体から散漫に反射されるであろう光の三次元配光を決定することを含むこととする請求項１に記載の方法。
5. 三次元マップを決定することは、試験体に対するメトロロジーデータから決定したパワースペクトル密度機能、および、試験体上に現れ、かつ、検査システムによる光の照射に対して少なくとも部分的に透明である一つまたはそれ以上の膜についての情報に基づいて、検査システムによって光を照射された場合、試験体から散漫に反射されるであろう光の三次元配光を決定することを含むこととする請求項１に記載の方法。
6. 三次元マップを決定することは、電位欠陥の光学定数および試験体の複雑な屈折率に基づいて、電位欠陥から散漫に反射されるであろう光の三次元配光を決定することを含むこととする請求項１に記載の方法。
7. 散乱半球の一つまたはそれ以上の部分を決定することの前に、検査システムが光を集光できない散乱半球のエリアに基づいて、三次元マップの一つまたはそれ以上の部分を除去することをさらに含むこととする請求項１に記載の方法。
8. 構成は、散乱半球の一つまたはそれ以上の検出器の位置を含むこととする請求項１に記載の方法。
9. 検出サブシステムは、試験体の検査中に信号を生成するよう構成された二つ以上の検出器を含み、かつ、構成は、電位欠陥の検出のために用いられる二つ以上の検出器のうちのいずれかによって生成される信号を含むこととする請求項１に記載の方法。
10. 構成は、散乱半球に配置したアパーチャプレートの一つまたはそれ以上のパラメータを含み、かつ、アパーチャプレートは、一つまたはそれ以上の固定された開口部を含むこととする請求項１に記載の方法。
11. 構成は、散乱半球に配置したアパーチャプレートの一つまたはそれ以上のパラメータを含み、かつ、アパーチャプレートは、一つまたはそれ以上の調節できる開口部を含むこととする請求項１に記載の方法。
12. 構成は、散乱半球に配置したバッフルの一つまたはそれ以上のパラメータを含むこととする請求項１に記載の方法。
13. 構成は、散乱半球に配置した直線偏光フィルターの一つまたはそれ以上のパラメータを含むこととする請求項１に記載の方法。
14. 構成は、散乱半球に配置した直線偏光フィルターの一つまたはそれ以上のパラメータを含み、かつ、直線偏光フィルターは、複数個の直線偏光セグメントを含むこととする請求項１に記載の方法。
15. 構成は、散乱半球に配置した電気光学光フィルターの一つまたはそれ以上のパラメータを含むこととする請求項１に記載の方法。
16. 構成に対して応答的であり、かつ、制御サブシステムによって用いられて、検出サブシステムに、決定された構成を持たせることができる信号を、検査システムの制御サブシステムに与えることをさらに含むこととする請求項１に記載の方法。
17. 決定された構成における追加検出サブシステムが、試験体の変化に対して敏感であり、かつ、電位欠陥に対して敏感でないよう、散乱半球の他の部分に基づいて、検査システムの追加検出サブシステムの構成を決定することをさらに含むこととする請求項１に記載の方法。
18. 試験体および異なる電位欠陥のための方法を実行して、検出サブシステムに対する追加の構成を決定することをさらに含み、構成および追加の構成による試験体の異なるスキャン中に検査システムによって取得されたデータは、データにおける検出された欠陥を分類するのに使用することができることとする請求項１に記載の方法。
19. 光散乱検査システムに対して構成を決定するよう構成されているシステムにおいて、
    検査システムの散乱半球全体に亘って、光散乱検査システムによって、試験体および試験体の電位欠陥に対して取得されるであろうデータの信号対雑音比値の三次元マップを決定するよう構成されているシミュレーションエンジンと、
    三次元マップに基づいて、信号対雑音比値が散乱半球の他の部分よりも高い散乱半球の一つまたはそれ以上の部分を決定するよう、かつ、散乱半球の一つまたはそれ以上の部分に基づいて、検査システムの検出サブシステムの構成を決定するよう構成されているプロセッサと、
    を含むことを特徴とするシステム。
20. 試験体に対する検査システム構成を決定するよう構成されているシステムにおいて、
    検査システムの検出サブシステムの一つまたはそれ以上のパラメータを変更するよう構成されている制御サブシステムを含む光散乱検査システムと、
    検査システムの散乱半球全体に亘って、光散乱検査システムによって試験体および試験体の電位欠陥に対して取得されるであろうデータの信号対雑音比値の三次元マップを決定するよう構成されているシミュレーションエンジンと、
    三次元マップに基づいて、信号対雑音比値が散乱半球の他の部分よりも高い散乱半球の一つまたはそれ以上の部分を決定し、散乱半球の一つまたはそれ以上の部分に基づいて、検出サブシステムの構成を決定し、かつ、構成に対して応答的であり、かつ、制御サブシステムによって用いられて、検出サブシステムに、決定された構成を持たせることができる信号を制御サブシステムに与えるよう構成されているプロセッサと、
    を含むことを特徴とするシステム。
21. シミュレーションエンジンは、メトロロジーシステムによって取得された試験体についての情報に基づいて、三次元マップを決定するよう、さらに構成されていることとする請求項20に記載のシステム。
22. シミュレーションエンジンは、異なる試験体についての情報に基づいて、異なる試験体に対する三次元マップを決定するよう、さらに構成されており、プロセッサは、検査システムによって検査されている試験体に基づいて、異なる試験体に対する検出サブシステムの構成を決定し、かつ、検査システムの検出サブシステムにリアルタイムで異なる信号を与えるよう、さらに構成されており、かつ、異なる信号は、構成に対して応答的であり、かつ、制御サブシステムによって用いられて、検出サブシステムに、決定された構成の一つを持たせることができる、
    こととする請求項20に記載のシステム。

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