CN106796188A - 基于自动化决策的能量分散式x射线方法及设备 - Google Patents
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Abstract
一个实施例涉及一种用于对在目标衬底上的有缺陷裸片中检测到的缺陷进行自动化复检的方法。所述方法包含：使用次级电子显微镜SEM执行所述缺陷的自动化复检以便获得所述缺陷的电子束图像；执行基于如根据所述电子束图像确定的所述缺陷的形态而将所述缺陷自动化分类成若干类型；选择特定类型的缺陷以用于自动化能量分散式x射线EDX复检；及对所述特定类型的所述缺陷执行所述自动化EDX复检。另外，揭示用于获得准确参考以便改善EDX结果的有用性的自动化技术。此外，揭示基于所述EDX结果将所述缺陷分类的自动化方法，所述自动化方法提供组合形态信息与元素信息两者的最终帕累托。还揭示其它实施例、方面及特征。
Description
相关申请案的交叉参考
本专利申请案主张2014年10月27日提出申请的第62/069,048号美国临时专利申请案的权益，所述美国临时专利申请案的揭示内容的以全文引用的方式并入本文中。本专利申请案还主张2015年5月8日提出申请的第62/159,180号美国临时专利申请案的权益，所述美国临时专利申请案的揭示内容以全文引用的方式并入本文中。本专利申请案还主张2015年6月15日提出申请的第62/171,698号美国临时专利申请案的权益，所述美国临时专利申请案的揭示内容以全文引用的方式并入本文中。本专利申请案还主张2015年8月12日提出申请的第62/204,325号美国临时专利申请案的权益，所述美国临时专利申请案的揭示内容以全文引用的方式并入本文中。本专利申请案主张2015年6月19日提出申请的第3080/CHE/2015号印度专利申请案的优先权，所述印度专利申请案的揭示内容以全文引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明涉及用于使用能量分散式x射线光谱术来对例如半导体晶片等的所制造衬底进行自动化检验及复检的方法及设备。
背景技术
在常规的基于扫描电子显微镜(SEM)的检验仪器中，用使得从衬底表面发射次级电子的聚焦电子束来扫描所制造衬底(例如硅晶片或光罩(reticle))。检测所述所发射电子，且通常将检测数据转换成试样的表面的图像。然后对这些图像进行数值分析以检测所制造衬底中的异常情况(称作缺陷)。随后可通过进一步成像来复检检测到的缺陷。
还可将所述检测到的缺陷手动或自动地分类成不同种类或类别。可使用对缺陷的分类来确定其原因以使得在制造过程中可做出适当调整以便改善其成品率。
除产生次级电子之外，照射SEM中的样本的电子束还产生表示样本材料的特性的x射线。在能量分散式x射线(EDX)光谱术中，固态检测器被定位为相对靠近于样本以收集由于电子束的碰撞而从样本发散的x射线。检测器接收并检测不同能量的x射线以便获得所检测到的x射线的能量谱。所述能量谱提供关于正被用电子辐照的材料的元素组成的信息。
发明内容
一个实施例涉及一种用于对在目标衬底上的有缺陷裸片中检测到的缺陷进行自动化复检的方法。所述方法包含：获得包含所述缺陷的位置的结果文件；使用次级电子显微镜(SEM)执行所述缺陷的自动化复检以便获得所述缺陷的电子束图像；执行基于如根据所述电子束图像确定的所述缺陷的形态而将所述缺陷自动化分类成若干类型；选择特定类型的缺陷以用于自动化能量分散式x射线(EDX)复检；及对所述特定类型的所述缺陷执行所述自动化EDX复检。
另一实施例涉及一种用于对在目标衬底上检测到的缺陷进行自动化复检的设备。所述设备包含：电子束柱，其用于产生初级电子束且将所述初级电子束聚焦到所述目标衬底的表面上；可移动载台，其用于将所述目标衬底固持在所述初级电子束下方；偏转器，其用于使所述初级电子束偏转；电子检测器，其用于检测由于所述初级电子束的碰撞而从所述目标衬底的所述表面发射的次级电子；x射线检测器，其经配置以检测由于所述初级电子束的碰撞而从所述目标衬底的所述表面发射的x射线；及控制系统，其包括用于存储计算机可读代码及数据的非暂态数据存储装置且进一步包括用于执行所述计算机可读代码的处理器。所述计算机可读代码包括用以进行以下操作的指令：获得结果文件，所述结果文件包含在所述目标衬底上的有缺陷裸片中检测到的所述缺陷的位置；执行所述缺陷的自动化次级电子显微镜(SEM)复检以便获得所述缺陷的电子束图像；执行基于如根据所述电子束图像确定的所述缺陷的形态而将所述缺陷自动化分类成若干类型；选择特定类型的缺陷以用于自动化能量分散式x射线(EDX)复检；及对所述特定类型的所述缺陷执行所述自动化EDX复检。
另一实施例涉及一种对有缺陷裸片上的缺陷进行自动化能量分散式x射线(EDX)复检的方法。所述方法在计算机可读指令的控制下是自动化的且包含：移动到缺陷位点；从所述缺陷位点获得EDX光谱；从所述缺陷位点移动到参考位点；从所述参考位点获得所述EDX光谱；及从来自所述缺陷位点的所述EDX光谱及来自所述参考位点的所述EDX光谱产生差光谱。
在另一实施例中，对被指示为处于重复单元阵列中的缺陷执行对有缺陷裸片上的缺陷进行自动化能量分散式x射线(EDX)复检的方法。在此情况中，通过以下方式执行所述从所述缺陷位点移动到所述参考位点：使初级电子束沿一个方向偏转单元尺寸，使得所述参考位点处于邻近单元中对应于所述缺陷位点的位置。
在另一实施例中，对被指示为处于非阵列经图案化结构中的缺陷执行对有缺陷裸片上的缺陷进行自动化能量分散式x射线(EDX)复检的方法。在此情况中，通过以下方式执行从所述缺陷位点移动到所述参考位点：平移固持所述目标衬底的载台以便使扫描电子显微镜的视场从所述有缺陷裸片上的所述缺陷位点移动到所述邻近裸片上的所述参考位点。
还揭示其它实施例、方面及特征。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的基于自动化决策的EDX方法的流程图。
图2是根据本发明的实施例的用于对所识别缺陷进行自动化次取样的过程流程的流程图。
图3是根据本发明的实施例的用于以阵列模式进行自动化EDX复检的过程流程的流程图。
图4展示根据本发明的实施例的描绘所关注缺陷(DOI)及相邻单元中的对应参考点的电子显微照片。
图5是根据本发明的实施例的用于以非阵列模式进行自动化EDX复检的过程流程的流程图。
图6展示根据本发明的实施例的描绘所关注缺陷(DOI)及参考裸片上的对应参考点的电子显微照片。
图7是根据本发明的实施例的用于组合形态缺陷结果与元素缺陷结果以获得最终帕累托(pareto)的自动化过程的流程图。
图8是根将用于自动化EDX复检的现有过程与据本发明的实施例的用于自动化EDX复检的所发明过程进行比较的图式。
图9是根据本发明的实施例的具有能量分散式x射线(EDX)检测系统的扫描电子显微镜设备的示意图。
具体实施方式
图1是根据本发明的实施例的基于自动化决策的EDX方法100的流程图。可在通过自动化检验识别出缺陷位置之后执行此方法100。举例来说，可由同一或单独SEM设备执行此自动化检验。正被检验的目标衬底可例如是上面形成有多个裸片的硅晶片。另一选择为，所述目标衬底可为光罩。
参考步骤101，可执行所识别缺陷的SEM自动化复检。SEM自动化复检可涉及对在来自自动化检验的结果文件中所识别的缺陷的高分辨率SEM成像。
参考步骤102，在SEM自动化复检之后，可执行基于形态的自动化分类。如在步骤102右边的实例性条形图中所描绘，可将缺陷分类成若干缺陷类型。所述条形图展示缺陷频率与缺陷类型的关系。描绘三个类型(#1、#2及#3)，但类型的数目当然可为任一数目。举例来说，第一缺陷类型可为孔，第二缺陷类型可为刮痕，且第三缺陷类型可为颗粒。这些仅为几个实例性缺陷类型。当然，可利用其它及不同缺陷类型。举例来说，代替具有颗粒缺陷类型，可取决于颗粒的大小而存在大颗粒缺陷类型及小颗粒缺陷类型，或可取决于颗粒的形状而存在圆形颗粒缺陷类型及非圆形颗粒缺陷类型。
参考步骤104，做出对用于自动化EDX复检的一(或多)种类型的缺陷的选择。对用于自动化EDX复检的缺陷类型的选择可以是预编程或预配置的，以便由执行基于自动化决策的EDX方法100的可执行程序代码来自动执行。如在步骤104右边的实例性条形图中所描绘，选定类型可为类型#3。举例来说，类型#3可对应于与颗粒相关联的缺陷类型，其也可被称作“坠尘(fall on)”缺陷。此种根据步骤104用于自动化EDX复检的缺陷类型的自动化选择在本文中可称作自动化(auto)次取样。下文关于图2提供对自动化次取样的进一步描述。
在步骤104的自动化次取样之后，可对选定类型的缺陷执行具有准确参考数据的自动化EDX复检105。为获得准确参考数据，自动化EDX复检105可涉及针对选定类型的每一缺陷重复步骤106到116。
参考步骤106，可执行到缺陷位点的移动。可通过以下方式实现到所述缺陷位点的所述移动：使所述载台平移，使得所述缺陷位点处于SEM的视场内。可基于从SEM自动化复检的所存储结果获得的缺陷位点的位置坐标而执行此操作。
参考步骤108，从缺陷位点获得EDX光谱(缺陷光谱)。此操作可涉及：使衬底平移，使得缺陷位点处于SEM的视场中；及使初级电子束在缺陷位点上方扫描，同时检测由此产生的x射线的能量谱。来自每一缺陷位点的缺陷光谱可以一方式进行存储以便与缺陷位点的位置(坐标)相关联。
参考步骤110，可执行从缺陷位点到与缺陷位点对应地对准的参考位点的移动。如下文关于图3进一步描述，如果缺陷位点被指示为处于重复单元阵列中，那么可通过使初级电子束偏转到邻近单元中的对应位置而实现到参考位点的移动。如下文关于图5进一步描述，如果缺陷位点被指示为处于非阵列经图案化结构中(即，经图案化结构并非重复单元阵列)，那么可通过将载台平移到目标衬底上的邻近裸片上的对应位置而实现到参考位点的移动。缺陷位点是处于阵列经图案化结构还是非阵列经图案化结构中的指示可由结果文件中的数据提供。
参考步骤112，从参考位点获得EDX光谱(参考光谱)。此操作可涉及使初级电子束在参考位点上方扫描，同时检测由此产生的x射线的能量谱。参考光谱可以一方式进行存储以便与对应缺陷位点相关联。
参考步骤114，可产生差光谱。在一个实施方案中，可执行缺陷光谱及对应参考光谱的正规化，且可从经正规化缺陷光谱减去经正规化参考光谱以获得差光谱。
参考步骤116，可从差光谱获得缺陷的元素信息。举例来说，如果选定缺陷类型是颗粒类型，那么元素信息可指示颗粒的元素组成。有利地，使用本文中所揭示的方法获得的元素信息比从常规自动化EDX复检程序获得的元素信息更准确。这是因为本文中所揭示的方法与先前方法相比较更准确地对参考位点进行定位。
在步骤106到116的右边提供实例性条形图。如实例性条形图中所见，颗粒缺陷的元素信息可指示颗粒缺陷具有是主要硅(Si)或主要碳(C)或主要铁(Fe)的元素组成。
参考步骤118，可将使用目前揭示的方法获得的更准确元素信息与来自步骤102的形态信息组合。在步骤118的右边提供具有经组合信息的实例性条形图。所述条形图展示缺陷频率与缺陷类型的关系。如实例性条形图中所展示，描绘四种类型的缺陷分格。前两种类型(#1及#2)对应于上文关于步骤102所论述的基于形态的类型(分别为孔及刮痕)。在此情况中，第三类型(#3)及第四类型(#4)两者可取决于其元素组成而均针对颗粒。举例来说，第四类型(#4)可对应于组成是主要(Fe)的颗粒，而第三类型(#3)可对应于其它组成(即，非Fe)的颗粒。注意，此实例是出于说明性目的而提供。可提供具有形态信息与元素信息的不同组合的其它缺陷类型。
图2是根据本发明的实施例的用于对所识别缺陷自动化次取样的过程流程200的流程图。自动化次取样有利地减少EDX复检所应用于的缺陷的数目，且因此减少执行自动化EDX复检所需要的时间。这是因为EDX复检仅应用于选定类型(或若干选定类型)的缺陷，而非应用于来自自动化检验的结果文件中所识别的所有缺陷。
参考步骤202，可执行所识别缺陷的SEM自动化复检。SEM自动化复检可涉及对在来自自动化检验的结果文件中所识别的缺陷的高分辨率SEM成像。
参考步骤204，可将缺陷分类(即“分格”)成若干缺陷类型。在此实例中，如在步骤204右边的条形图中所展示，可将缺陷分类成“坠尘”(颗粒)缺陷类型及“其它”(非颗粒)缺陷类型。
参考步骤206，做出仅对“坠尘”缺陷类型的缺陷的选择以用于EDX复检。换句话说，自动化次取样仅选择坠尘缺陷以用于EDX复检，而不对其它缺陷执行EDX复检。
参考步骤208，以自动化方式对选定缺陷执行EDX复检。根据本发明的实施例，可使用上文关于图1所描述的具有准确参考光谱的自动化EDX程序105来以准确参考光谱执行自动化EDX复检。举例来说，如在步骤208右边的条形图中所展示，可将坠尘缺陷分类(分格)成硅(Si)颗粒类型、硅氧化物(Si、O)颗粒类型及碳(C)颗粒类型。
图3是根据本发明的实施例的用于以阵列模式进行自动化EDX复检的过程流程的流程图。所述阵列模式可用于目标衬底上图案化有重复单元阵列的区。举例来说，目标衬底可包含存储器单元阵列，且阵列模式可用于在存储器单元阵列内部进行自动化EDX复检。
参考步骤302，可执行自动化检验以检测目标衬底中的缺陷。举例来说，可使用基于SEM的自动化检验设备来执行自动化检验。检验工具可与基于SEM的自动化复检设备集成在一起，或与其分开。
参考步骤304，可将关于通过自动化检验检测到的缺陷的数据存储于结果文件中。所述信息包含关于缺陷的位置的坐标数据。
参考步骤306，可执行阵列中的所检测到的缺陷的SEM自动化复检。除其它步骤之外，SEM自动化复检还可涉及对在来自自动化检验的结果文件中所识别的缺陷进行高分辨率SEM成像。
参考步骤308，可将缺陷分类(即“分格”)成若干缺陷类型。可基于如可从高分辨率SEM成像观察到的缺陷的形态而进行此分类。举例来说，缺陷类型可包含孔类型、刮痕类型及颗粒(“坠尘”)类型。这些仅为几个实例性缺陷类型。当然，可利用其它及不同缺陷类型。
参考步骤310，可针对结果文件中的每一缺陷执行此步骤。在此步骤中，可选择结果文件中的缺陷作为所关注缺陷(DOI)，且可做出关于是否将对DOI应用EDX复检的确定。可基于DOI的缺陷类型而以自动化方式做出此确定。如果不对DOI应用EDX复检，那么对目前DOI的处理可结束，且方法300可往回循环且针对经选择为DOI的下一缺陷(如果存在)执行步骤310。另一方面，如果将对DOI应用EDX复检，那么方法300可前进以执行步骤312到316。
关于步骤312，对DOI应用EDX。此操作可涉及：使载台平移以将DOI的位点移动到处于视场内；及从DOI获得EDX光谱。
关于步骤314，对参考单元中的对应位点应用EDX。此操作可涉及使初级电子束沿一个方向偏转等于沿所述方向的单元尺寸的距离。此偏转使初级电子束移动使得其碰撞在邻近单元(参考单元)中对应于DOI在其单元中的位置的位置(参考点)上。然后可从所述参考点获得EDX光谱。
关于步骤316，可产生DOI的EDX光谱与参考点的EDX光谱之间的差光谱。可在产生差光谱之前将EDX光谱正规化。此后，差光谱可用于获得关于DOI的元素信息，如上文关于图1中的步骤116所描述。
图4展示根据本发明的实施例的描绘所关注缺陷(DOI)402及相邻单元中的对应参考点404的电子显微照片。在此情况中，DOI 402处于重复单元阵列内。如此，可以阵列模式执行自动化EDX，其中通过使电子束偏转阵列中的单元的宽度(或高度)而获得参考光谱。
图5是根据本发明的实施例的用于以非阵列模式进行自动化EDX复检的过程流程的流程图。非阵列(“随机”)模式可用于目标衬底的未图案化有重复单元阵列的区。举例来说，专用集成电路可包含具有定制逻辑电路的区，且非阵列模式可用于此区内的自动化EDX复检。
参考步骤502，可执行自动化检验以检测目标衬底中的缺陷。举例来说，可使用基于SEM的自动化检验设备来执行自动化检验。检验工具可与基于SEM的自动化复检设备集成在一起，或与其分开。
参考步骤504，可将关于通过自动化检验检测到的缺陷的数据存储于结果文件中。所述信息包含关于缺陷的位置的坐标数据。
参考步骤506，可执行所检测到的缺陷的SEM自动化复检。在此情况中，缺陷可处于并非重复单元阵列的区(即，非阵列区)中，使得可以“随机”(非阵列)模式执行自动化复检。除其它步骤之外，SEM自动化复检还可涉及对在来自自动化检验的结果文件中所识别的缺陷进行高分辨率SEM成像。
参考步骤508，可将缺陷分类(即“分格”)成若干缺陷类型。可基于如可从高分辨率SEM成像观察到的缺陷的形态而进行此分类。举例来说，缺陷类型可包含孔类型、刮痕类型及颗粒(“坠尘”)类型。这些仅为几个实例性缺陷类型。当然，可利用其它及不同缺陷类型。
参考步骤510，可针对结果文件中的每一缺陷执行此步骤。在此步骤中，可选择结果文件中的缺陷作为所关注缺陷(DOI)，且可做出关于是否将对DOI应用EDX复检的确定。可基于DOI的缺陷类型而以自动化方式做出此确定。如果不对DOI应用EDX复检，那么对目前DOI的处理可结束，且方法500可往回循环且针对经选择为DOI的下一缺陷(如果存在)执行步骤510。另一方面，如果将对DOI应用EDX复检，则方法500可前进以执行步骤512到520。
关于步骤512，可在以有缺陷裸片上的DOI的缺陷位置坐标为中心的视场中执行电子束成像以便将围绕缺陷位点的区域成像。优选地，环绕缺陷位点的区域的图像可为高分辨率图像。
关于步骤514，对DOI应用EDX以便获得DOI的EDX光谱(缺陷光谱)。来自此EDX光谱的元素信息不仅包含来自DOI的元素信息，而且包含来自环绕DOI的材料的元素信息。
关于步骤516，可在以参考裸片(而非有缺陷裸片)上的缺陷位置坐标为中心的视场中执行电子束成像以便将围绕参考位点的区域成像。优选地，环绕参考位点的区域的图像可为高分辨率图像。
在步骤514之后且在步骤516之前，使固持目标衬底的载台平移以从有缺陷裸片上的缺陷位点移动到参考裸片(其优选地邻近于有缺陷裸片)上的参考位点。此外，可将围绕参考位点的图像的图案对准到围绕缺陷位点的图像的图案，且可使用经对准图像来以高准确度确定参考位点的位置。
关于步骤518，对参考位点应用EDX以便获得来自参考点的EDX光谱(参考光谱)。在正规化之后，可从缺陷光谱减去此参考光谱以获得差光谱，如步骤520中所指示。此后，可使用差光谱来获得关于DOI的元素信息，如上文关于图1中的步骤116所描述。
图6展示根据本发明的实施例的描绘所关注缺陷(DOI)及参考裸片上的对应参考点的电子显微照片。在此情况中，DOI处于裸片的非阵列部分内。如此，可以非阵列模式执行自动化EDX，其中通过首先定位参考裸片上的参考点而获得参考光谱，且使用载台平移在DOI与参考点之间移动。
图7是根据本发明的实施例的用于组合形态缺陷结果与元素缺陷结果以获得最终帕累托的自动化过程的流程图。
参考步骤702，可执行所检测到的缺陷的SEM自动化复检。除其它步骤之外，SEM自动化复检还可涉及对在来自自动化检验的结果文件中所识别的缺陷进行高分辨率SEM成像。
参考步骤704，可基于缺陷的形态而执行缺陷的自动化分类。可将缺陷分类(即“分格”)成若干缺陷类型，且每一缺陷类型可由类别代码表示。举例来说，缺陷类型可包含作为类型1的孔类型、作为类型2的刮痕类型及作为类型3的颗粒(“坠尘”)类型。这些仅为几个实例性缺陷类型。当然，可利用其它及不同缺陷类型。
参考步骤706，可选择特定类别代码的缺陷以用于自动化EDX复检，同时可针对其它类别代码的缺陷跳过自动化EDX复检。换句话说，针对每一缺陷，可做出关于缺陷是否具有特定类别代码的确定。如果类别代码并非是特定类别代码，那么不执行目前缺陷的自动化EDX复检，且方法700可往回循环且针对下一缺陷(如果存在)执行步骤706。另一方面，如果类别代码是特定类别代码，那么方法700可前进以执行步骤708及710。
参考步骤708，针对特定类别代码的缺陷，执行自动化EDX复检。为提供准确参考光谱，如果正复检的缺陷处于重复单元阵列内，那么可借助上文关于图3所描述的步骤312到316执行自动化EDX复检，或如果正复检的缺陷不处于此阵列区内，那么可借助步骤512到520执行自动化EDX复检。作为步骤708的结果，可针对特定类别代码的每一缺陷获得差光谱。
参考步骤710，可使用差光谱来获得特定类别代码的每一缺陷的元素组成，且可基于特定类别代码的缺陷的元素组成而将特定类别代码的缺陷分格。举例来说，如果特定类别代码对应于颗粒或“坠尘”缺陷，那么可基于这些缺陷的元素组成而将这些缺陷分离成数个元素组成分格。举例来说，元素组成分格可包含硅(Si)分格、硅氧化物(Si、O)分格及碳(C)分格。
参考步骤712，可产生在将缺陷分类时使用且组合形态信息与元素信息两者的缺陷帕累托(最终帕累托)。缺陷帕累托是缺陷频率与类型关系的条形图。所述缺陷帕累托可用于做出关于需要采取什么校正动作来降低缺陷率的决策。在一个实施方案中，可基于具有特定类别代码的缺陷的元素组成而对所述缺陷进行划分。
举例来说，考虑来自步骤704的形态缺陷类型包含作为类型1的孔类型、作为类型2的刮痕类型及作为类型3的颗粒(“坠尘”)类型。进一步考虑用于在步骤706中选择用于自动化EDX复检的缺陷的特定类别代码是类型3的类别代码(颗粒或“坠尘”缺陷)。进一步考虑可基于颗粒的元素组成而对这些坠尘缺陷进行划分。举例来说，硅氧化物的坠尘缺陷可被编码为类型4，而具有其它组成(举例来说，Si或C)的坠尘缺陷可保持被编码为类型3。在步骤712左边的所得条形图描绘此实例中的最终帕累托。
图8是根据本发明的实施例的将用于自动化EDX复检的现有过程800与用于自动化EDX复检的所发明过程850进行比较的图式。如所描绘，与现有过程800相比，所发明过程850有利地需要较少步骤，且更迅速地提供结果。
现有过程800包含以下步骤：由操作者请求802复检工作；将待通过SEM复检的晶片转移804到复检工具(此可花费大致15分钟)；执行806自动化SEM复检(此可花费大致10分钟)；由操作者执行808将缺陷线下分类成若干缺陷类型(此可花费大致30分钟)；由操作者针对在选定类型下分类的一组缺陷(举例来说，坠尘缺陷)请求810EDX工作；将待通过EDX复检的晶片转移812到EDX工具(此可花费大致15分钟)；及然后可对所述组缺陷执行814自动化EDX(此可花费大致5分钟)。
如所指示，在现有过程800中，三个步骤(步骤802、808及810)需要操作者动作。现有过程850在获得所要EDX数据以前通常可花费大约75分钟。
相比之下，所发明过程850包含以下步骤：由操作者请求802复检工作；将待通过SEM复检的晶片转移804到复检工具(此可花费大致15分钟)；执行806自动化SEM复检(此可花费大致5分钟)；及然后可使用上文关于图1以大体方式描述的基于自动化决策的方法100(参见步骤102到118)来执行852实时EDX复检。
如所指示，在所发明过程850中，仅第一步骤(步骤802)(而非现有过程800中的三个步骤)需要操作者动作。此外，所发明过程850在获得所要EDX数据以前通常可仅花费大约30分钟(而非使用现有过程800花费大约75分钟)。
图9是根据本发明的实施例的具有能量分散式x射线(EDX)检测系统920的扫描电子显微镜设备900的示意图。如图9的横截面图中所展示，电子束柱可包含源901、维恩(Wien)滤波器、扫描偏转器906、聚焦透镜907、物镜908及固持目标衬底910的可平移载台919。
源901产生入射电子束(初级电子束)902。入射电子束902可通过维恩滤波器904。维恩滤波器904是经配置以产生彼此交叉的电场及磁场的电子光学元件。可利用可控制静电偏转器906及聚焦电子透镜907。偏转器906可沿x方向且沿y方向施加可独立控制静电场。偏转器906可经控制以使电子束跨越目标衬底910的表面扫描或出于其它目的使电子束偏转。举例来说，目标衬底910可为经图案化衬底，例如所制造的集成电路或用于光刻的光罩。
利用聚焦电子透镜907以将入射电子束902聚焦到晶片或其它衬底样本910的表面上的束点。根据一个实施例，聚焦透镜907可通过产生电场及/或磁场而操作。
作为入射电子束902的扫描的结果，从目标衬底910(举例来说，其可为半导体晶片或光罩)发射或散射次级电子及x射线。目标衬底910可由可移动载台911固持。
次级电子可通过暴露于物镜(最终)透镜908的电磁场而从目标衬底910被提取。电磁场用于将所发射电子局限到距入射电子束光轴相对小的距离内且使这些电子加速向上进入到柱中。以此方式，从所述次级电子形成次级电子束912。
维恩滤波器904使次级电子束912从入射电子束902的光轴偏转到检测轴，所述检测轴是用于所述设备的次级电子(SE)检测系统914的光学轴。此用以将散射电子束912与入射电子束902分离。SE检测系统914检测次级电子束912且产生可用于形成目标衬底的表面的图像的数据信号。
仪器控制与数据处理(控制/处理)系统950可包含一或多个处理器(即，微处理器或微控制器)952、数据存储装置(举例来说，包含硬盘驱动存储装置及存储器芯片)954、用户接口957及显示系统958。数据存储装置954可存储或保持计算机可读程序代码(指令)955及数据956，且处理器952可执行程序代码955且处理数据956。用户接口957可接收用户输入。显示系统958可经配置以将图像数据及其它信息显示给用户。
控制/处理系统950可连接到电子束柱的各种组件且可用于控制电子束柱的各种组件以便实施本文中所揭示的方法或程序。举例来说，载台911的移动及通过偏转器906进行的扫描可由控制/处理系统950所执行的计算机可读程序代码955控制。
另外，控制/处理系统950还可处理来自SE检测系统914的电子图像数据及来自EDX检测系统920的x射线数据。特定来说，控制/处理系统950中的计算机可读程序代码955可用于实施与如本文中所描述的自动化EDX方法有关的程序。
结论
上文所描述的图式未必符合比例且旨在为说明性且不限于特定实施方案。磁物镜的特定尺寸、几何形状及透镜电流将变化且取决于每一实施方案。
举例来说，上文所描述的技术可用于自动化检验与检测分析系统中且应用于在生产环境中检验且复检晶片、X射线掩模及类似衬底。也可存在其它用途。
在上述描述中，给出众多特定细节以提供对本发明的实施例的透彻理解。然而，以上对本发明的所图解说明实施例的描述并非旨在是穷尽性或将本发明限制于所揭示的精确形式。相关领域的技术人员将认识到，可在不具有特定细节中的一或多者的情况下或者借助其它方法、组件等来实践本发明。在其它实例中，未详细展示或描述众所周知的结构或操作以避免使本发明的方面混淆。虽然出于说明性目的而在本文中描述本发明的特定实施例及实例，但如相关领域的技术人员将认识到，可在本发明的范围内作出各种等效修改。
可根据以上详细描述对本发明做出这些修改。所附权利要求书中使用的术语不应理解为将本发明限制于说明书及权利要求书中所揭示的特定实施例。而是，本发明的范围将由所附权利要求书来确定，所述权利要求书将根据权利要求解释的所创建原则来加以理解。
Claims (22)
1.一种用于对在目标衬底上的有缺陷裸片中检测到的缺陷进行自动化复检的方法，所述方法包括：
获得包含所述缺陷的位置的结果文件；
使用次级电子显微镜SEM执行所述缺陷的自动化复检以便获得所述缺陷的电子束图像；
执行基于如根据所述电子束图像确定的所述缺陷的形态而将所述缺陷自动化分类成若干类型；
选择特定类型的缺陷以用于自动化能量分散式x射线EDX复检；及
对所述特定类型的所述缺陷执行所述自动化EDX复检。
2.根据权利要求1所述的方法，其中执行所述自动化EDX复检包括，针对所述特定类型的每一缺陷：
移动到缺陷位点；
从所述缺陷位点获得EDX光谱；
从所述缺陷位点移动到参考位点；
从所述参考位点获得所述EDX光谱；及
从来自所述缺陷位点的所述EDX光谱及来自所述参考位点的所述EDX光谱产生差光谱。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述缺陷位点被指示为处于重复单元阵列中，且其中通过以下方式执行从所述缺陷位点到所述参考位点的所述移动：使初级电子束沿一个方向偏转单元尺寸，使得所述参考位点处于邻近单元中对应于所述缺陷位点的位置。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述缺陷位点被指示为处于非阵列经图案化结构中，所述方法进一步包括：
进行电子束成像以获得围绕所述有缺陷裸片上的所述缺陷位点的区域的第一图像；
进行电子束成像以获得围绕邻近裸片上的所述参考位点的区域的第二图像；及
在将所述第二图像对准到所述第一图像之后，确定所述第二图像中的所述参考位点的位置。
5.根据权利要求4所述的方法，其中通过以下方式执行从所述缺陷位点到所述参考位点的所述移动：使固持所述目标衬底的载台平移以便使所述SEM的视场从所述有缺陷裸片上的所述缺陷位点移动到所述邻近裸片上的所述参考位点。
6.根据权利要求2所述的方法，其进一步包括：
针对所述特定类型的每一缺陷从所述差光谱导出元素信息。
7.根据权利要求6所述的方法，其进一步包括：
产生组合形态信息与元素信息的缺陷帕累托。
8.根据权利要求7所述的方法，其中产生所述缺陷帕累托包括：
取决于元素信息基于所述缺陷的所述形态而将所述特定类型的缺陷划分成多个类型。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述缺陷帕累托包括缺陷频率与类型关系的条形图。
10.一种用于对在目标衬底上检测到的缺陷进行自动化复检的设备，所述设备包括：
电子束柱，其用于产生初级电子束且将所述初级电子束聚焦到所述目标衬底的表面上；
可移动载台，其用于将所述目标衬底固持在所述初级电子束下方；
偏转器，其用于使所述初级电子束偏转；
电子检测器，其用于检测由于所述初级电子束的碰撞而从所述目标衬底的所述表面发射的次级电子；
x射线检测器，其经配置以检测由于所述初级电子束的碰撞而从所述目标衬底的所述表面发射的x射线；及
控制系统，其包括用于存储计算机可读代码及数据的非暂态数据存储装置且进一步包括用于执行所述计算机可读代码的处理器，其中所述计算机可读代码包括用以进行以下操作的指令：
获得结果文件，所述结果文件包含在所述目标衬底上的有缺陷裸片中检测到的所述缺陷的位置；
执行所述缺陷的自动化次级电子显微镜SEM复检以便获得所述缺陷的电子束图像；
执行基于如根据所述电子束图像确定的所述缺陷的形态而将所述缺陷自动化分类成若干类型；
选择特定类型的缺陷以用于自动化能量分散式x射线EDX复检；及
对所述特定类型的所述缺陷执行所述自动化EDX复检。
11.根据权利要求10所述的设备，其中所述用以执行所述自动化EDX复检的指令进一步包括用以进行以下操作的指令：
移动到缺陷位点；
从所述缺陷位点获得EDX光谱；
从所述缺陷位点移动到参考位点；
从所述参考位点获得所述EDX光谱；及
从来自所述缺陷位点的所述EDX光谱及来自所述参考位点的所述EDX光谱产生差光谱。
12.根据权利要求11所述的设备，其中所述缺陷位点被指示为处于重复单元阵列中，且其中所述用以从所述缺陷位点移动到所述参考位点的指令包括用以使初级电子束沿一个方向偏转单元尺寸的指令。
13.根据权利要求11所述的设备，其中所述缺陷位点被指示为处于非阵列经图案化结构中，且其中所述用以执行所述自动化EDX复检的指令进一步包括用以进行以下操作的指令：
使用电子束成像来获得围绕所述有缺陷裸片上的所述缺陷位点的区域的第一图像；
使用电子束成像来获得围绕邻近裸片上的所述参考位点的区域的第二图像；及
在将所述第二图像对准到所述第一图像之后，确定所述第二图像中的所述参考位点的位置。
14.根据权利要求13所述的设备，其中所述用以从所述缺陷位点移动到所述参考位点的指令包括用以使固持所述目标衬底的所述载台平移以便使所述SEM的视场从所述有缺陷裸片上的所述缺陷位点移动到所述邻近裸片上的所述参考位点的指令。
15.根据权利要求11所述的设备，其中所述用以执行所述自动化EDX复检的指令进一步包括用以进行以下操作的指令：
针对所述特定类型的每一缺陷从所述差光谱导出元素信息。
16.根据权利要求15所述的设备，其中所述用以执行所述自动化EDX复检的指令进一步包括用以进行以下操作的指令：
产生组合形态信息与元素信息的缺陷帕累托。
17.根据权利要求16所述的设备，其中所述用以产生所述缺陷帕累托的指令进一步包括用以进行以下操作的指令：
取决于元素信息基于所述缺陷的所述形态而将所述特定类型的缺陷划分成多个类型。
18.根据权利要求16所述的设备，其中所述缺陷帕累托包括缺陷频率与类型关系的条形图。
19.一种对有缺陷裸片上的缺陷进行自动化能量分散式x射线EDX复检的方法，所述方法在计算机可读指令的控制下是自动化的且包括：
移动到缺陷位点；
从所述缺陷位点获得EDX光谱；
从所述缺陷位点移动到参考位点；
从所述参考位点获得所述EDX光谱；及
从来自所述缺陷位点的所述EDX光谱及来自所述参考位点的所述EDX光谱产生差光谱。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述缺陷位点被指示为处于重复单元阵列中，且其中通过以下方式执行所述从所述缺陷位点移动到所述参考位点：使初级电子束沿一个方向偏转单元尺寸使得所述参考位点处于邻近单元中对应于所述缺陷位点的位置。
21.根据权利要求19所述的方法，其中所述缺陷位点被指示为处于非阵列经图案化结构中，所述方法进一步包括：
进行电子束成像以获得围绕所述有缺陷裸片上的所述缺陷位点的区域的第一图像；
进行电子束成像以获得围绕邻近裸片上的所述参考位点的区域的第二图像；及
在将所述第二图像对准到所述第一图像之后，确定所述第二图像中的所述参考位点的位置。
22.根据权利要求21所述的方法，其中通过以下方式执行所述从所述缺陷位点移动到所述参考位点：使固持所述目标衬底的载台平移以便使扫描电子显微镜的视场从所述有缺陷裸片上的所述缺陷位点移动到所述邻近裸片上的所述参考位点。
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