TW201627659A - 自動判定為基礎之能量分散式ｘ射線之方法及裝置 - Google Patents
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Abstract
一項實施例係關於一種用於自動再檢測在目標基板上之一有缺陷晶粒中偵測到之缺陷之方法。該方法包含：使用一次級電子顯微鏡(SEM)來執行該等缺陷之一自動再檢測，以便獲得該等缺陷之電子束影像；執行基於如自該等電子束影像確定之該等缺陷之形態來將該等缺陷分成若干類型之一自動分類；選擇一特定類型之缺陷，用於自動能量分散式x射線(EDX)再檢測；及對該特定類型之該等缺陷執行該自動EDX再檢測。另外，揭示用於獲得一準確參考以便改良EDX結果之有用性的自動技術。此外，揭示基於該等EDX結果來將該等缺陷分類之一自動方法，該自動方法提供組合形態資訊與元素資訊兩者之一最終帕累托(pareto)。亦揭示其他實施例、態樣及特徵。
Description
本專利申請案主張2014年10月27日提出申請之第62/069,048號美國臨時專利申請案之權益，該美國臨時專利申請案之揭示內容之全部內容據此以引用方式併入本文中。本專利申請案亦主張2015年5月8日提出申請之第62/159,180號美國臨時專利申請案之權益，該美國臨時專利申請案之揭示內容之全部內容據此以引用方式併入本文中。本專利申請案亦主張2015年6月5日提出申請之第62/171,698號美國臨時專利申請案之權益，該美國臨時專利申請案之揭示內容之全部內容據此以引用方式併入本文中。本專利申請案亦主張2015年8月12日提出申請之第62/204,325號美國臨時專利申請案之權益，該美國臨時專利申請案之揭示內容之全部內容據此以引用方式併入本文中。本專利申請案主張2015年6月19日提出申請之第3080/CHE/2015號印度專利申請案之優先權，該印度專利申請案之揭示內容之全部內容據此以引用方式併入本文中。
本發明係關於用於使用能量分散式x射線光譜學自動檢驗及再檢測諸如半導體晶圓之所製造基板之方法及裝置。
在一習用掃描電子顯微鏡(SEM)為基礎之檢驗儀器中，用產生自
基板表面之次級電子發射之一聚焦電子束來掃描一所製造基板(諸如一矽晶圓或一比例光罩(reticle))。偵測該等所發射電子，且通常將偵測資料轉換成試樣之表面之影像。然後對此等影像進行數值分析以偵測所製造基板中之異常情況(稱作缺陷)。隨後可藉由進一步成像再檢測所偵測到之缺陷。
亦可將該等所偵測到之缺陷手動或自動地分類成不同種類或類別。可使用對一缺陷之分類來確定其原因以使得在製造程序中可做出適當調整以便改良其良率。
除產生次級電子之外，撞擊一SEM中之一樣本之一電子束亦產生係樣本之材料之特性之x射線。在能量分散式x射線(EDX)光譜學中，一固態偵測器定位為相對靠近於樣本以收集由於電子束之碰撞而自樣本放射之x射線。偵測器接收並偵測不同能量之x射線以便獲得所偵測到之x射線之一能量光譜。該能量光譜提供關於用電子輻射之材料之元素組成之資訊。
一項實施例係關於一種用於自動再檢測在目標基板上之一有缺陷晶粒中偵測到之缺陷之方法。該方法包含：獲得包含該等缺陷之位置之一結果檔案；使用一次級電子顯微鏡(SEM)執行該等缺陷之一自動再檢測以便獲得該等缺陷之電子束影像；執行基於如自該等電子束影像確定的該等缺陷之形態而將該等缺陷分成若干類型之一自動分類；選擇一特定類型之缺陷以用於自動能量分散式x射線(EDX)再檢測；及對該特定類型之該等缺陷執行該自動EDX再檢測。
另一實施例係關於一種用於自動再檢測在一目標基板上偵測到之缺陷之裝置。該裝置包含：一電子束柱，其用於產生一初級電子束且將該初級電子束聚焦至該目標基板之一表面上；一可移動載台，其用於將該目標基板固持在該初級電子束下面；一偏轉器，其用於使該
初級電子束偏轉；一電子偵測器，其用於偵測由於該初級電子束之碰撞而自該目標基板之該表面發射之次級電子；一x射線偵測器，經組態以偵測由於該初級電子束之碰撞而自該目標基板之該表面發射之x射線；及一控制系統，其包括用於儲存電腦可讀程式碼及資料之非暫態資料儲存器且進一步包括用於執行該電腦可讀程式碼之一處理器。該電腦可讀程式碼包括用以進行以下操作之指令：獲得一結果檔案，該結果檔案包含在該目標基板上之一有缺陷晶粒中偵測到之該等缺陷之位置；執行該等缺陷之一自動次級電子顯微鏡(SEM)再檢測以便獲得該等缺陷之電子束影像；執行基於如自該等電子束影像確定的該等缺陷之形態而將該等缺陷分成若干類型之一自動分類；選擇一特定類型之缺陷以用於自動能量分散式x射線(EDX)再檢測；及對該特定類型之該等缺陷執行該自動EDX再檢測。
另一實施例係關於一種對一有缺陷晶粒上之缺陷進行自動能量分散式x射線(EDX)再檢測之方法。該方法在電腦可讀指令之控制下係自動的且包含：移動至一缺陷位點；自該缺陷位點獲得一EDX光譜；自該缺陷位點移動至一參考位點；自該參考位點獲得該EDX光譜；及自來自該缺陷位點之該EDX光譜及來自該參考位點之該EDX光譜產生一差光譜。
在另一實施例中，對被指示為處於一重複單元陣列中之缺陷執行對一有缺陷晶粒上之缺陷進行自動能量分散式x射線(EDX)再檢測之該方法。在此情形中，藉由以下方式執行該自該缺陷位點移動至該參考位點：使一初級電子束沿一個方向偏轉一單元尺寸使得該參考位點處於一毗鄰單元中對應於該缺陷位點之一位置。
在另一實施例中，對被指示為處於一非陣列圖案化結構中之缺陷執行對一有缺陷晶粒上之缺陷進行自動能量分散式x射線(EDX)再檢測之該方法。在此情形中，藉由以下方式執行自該缺陷位點移動至
該參考位點：平移固持該目標基板之一載台以便使一掃描電子顯微鏡之一視域自該有缺陷晶粒上之該缺陷位點移動至該毗鄰晶粒上之該參考位點。
亦揭示其他實施例、態樣及特徵。
402‧‧‧所關注缺陷
404‧‧‧對應參考點
901‧‧‧源
902‧‧‧入射電子束/初級電子束
904‧‧‧維因濾波器
906‧‧‧掃描偏轉器/可控制靜電偏轉器/偏轉器
907‧‧‧聚焦透鏡/聚焦電子透鏡
908‧‧‧物鏡/最終透鏡
910‧‧‧目標基板/基板樣本
912‧‧‧次級電子束/散射電子束
914‧‧‧次級電子偵測系統
919‧‧‧可平移載台
920‧‧‧能量分散式x射線偵測系統
950‧‧‧儀器控制與資料處理系統/控制/處理系統
952‧‧‧處理器/微處理器/微控制器
954‧‧‧資料儲存器
955‧‧‧電腦可讀程式碼/電腦可讀指令/程式碼
956‧‧‧資料
957‧‧‧使用者介面
958‧‧‧顯示系統
圖1係根據本發明之一實施例之一自動判定為基礎之EDX方法之一流程圖。
圖2係根據本發明之一實施例之用於對所識別缺陷自動次取樣之一程序流程之一流程圖。
圖3係根據本發明之一實施例之用於以一陣列模式進行自動EDX再檢測之一程序流程之一流程圖。
圖4展示根據本發明之一實施例之繪示一所關注缺陷(DOI)及一鄰近單元中之一對應參考點之一電子顯微照片。
圖5係根據本發明之一實施例之用於以一非陣列模式進行自動EDX再檢測之一程序流程之一流程圖。
圖6展示根據本發明之一實施例之繪示一所關注缺陷(DOI)及一參考晶粒上之一對應參考點之電子顯微照片。
圖7係根據本發明之一實施例之用於組合形態缺陷結果與元素缺陷結果以獲得一最終帕累托之一自動程序之一流程圖。
圖8係根據本發明之一實施例之比較用於自動EDX再檢測之一現有程序與用於自動EDX再檢測之一發明程序之一圖式。
圖9係根據本發明之一實施例之具有一能量分散式x射線(EDX)偵測系統之一掃描電子顯微鏡裝置之一示意圖。
圖1係根據本發明之一實施例之一自動判定為基礎之EDX方法100之一流程圖。可在藉由自動檢驗識別缺陷位置之後執行此方法100。
可由一相同或一單獨SEM裝置(舉例而言)執行此自動檢驗。正檢驗之目標基板可係(舉例而言)其上形成有多個晶粒之一矽晶圓。另一選擇係，該目標基板可係一比例遮罩。
參考步驟101，可執行所識別缺陷之SEM自動再檢測。該SEM自動再檢測可涉及在來自該自動檢驗之一結果檔案中所識別之缺陷之高解析度SEM成像。
參考步驟102，在SEM自動再檢測之後，可執行形態為基礎之自動分類。如在步驟102右邊之實例性條形圖中所繪示，可將缺陷分類成若干缺陷類型。該條形圖展示缺陷頻率對缺陷類型。繪示三個類型(#1、#2及#3)，但類型之數目當然可為任一數目。舉例而言，一第一缺陷類型可係一孔，一第二缺陷類型可係一刮痕，且一第三缺陷類型可係一顆粒。此等僅係幾個實例性缺陷類型。當然，可利用其他及不同缺陷類型。舉例而言，替代具有一顆粒缺陷類型，可取決於顆粒之大小而存在一大顆粒缺陷類型及一小顆粒缺陷類型，或可取決於顆粒之形狀而存在一圓形顆粒缺陷類型及一非圓形顆粒缺陷類型。
參考步驟104，做出對用於自動EDX再檢測之一(或多種)類型之缺陷之一選擇。對用於自動EDX再檢測之缺陷類型之選擇可經預程式化或預組態以便藉由執行自動判定為基礎之EDX方法100之可執行程式碼自動執行。如在步驟104右邊之實例性條形圖中所繪示，選定類型可係類型#3。舉例而言，類型#3可對應於與顆粒相關聯之一缺陷類型，其亦可稱作「墜塵(fall on)」缺陷。根據步驟104用於自動EDX再檢測之缺陷類型之此自動選擇在本文中可稱作自動(auto)次取樣。下文關於圖2提供對自動次取樣之進一步闡述。
在步驟104之自動次取樣之後，可對選定類型之缺陷執行具有準確參考資料之一自動EDX再檢測105。為獲得準確參考資料，自動EDX再檢測105可涉及針對選定類型之每一缺陷重複步驟106至116。
參考步驟106，可執行至一缺陷位點之移動。可藉由以下方式實現至該缺陷位點之該移動：平移該載台使得該缺陷位點在SEM之視域內。可基於自SEM自動再檢測之所儲存結果獲得的缺陷位點之位置座標而執行此操作。
參考步驟108，自缺陷位點獲得一EDX光譜(缺陷光譜)。此操作可涉及：平移基板使得缺陷位點在SEM之視域中；及使初級電子束在缺陷位點上方掃描同時偵測藉此產生之x射線之能量光譜。來自每一缺陷位點之缺陷光譜可以一方式經儲存以便與缺陷位點之位置(座標)相關聯。
參考步驟110，可執行自缺陷位點至與缺陷位點對應地對準之一參考位點的移動。如下文關於圖3進一步闡述，若缺陷位點被指示為處於一重複單元陣列中，則可藉由使初級電子束偏轉至一毗鄰單元中之一對應位置來實現至參考位點之移動。如下文關於圖5進一步闡述，若缺陷位點被指示為處於一非陣列圖案化結構中(亦即，圖案化結構並非一重複單元陣列)，則可藉由將載台平移至目標基板上之一毗鄰晶粒上之一對應位置來實現至參考位點之移動。缺陷位點是在一陣列還是非陣列圖案化結構中的指示可由結果檔案中的資料提供。
參考步驟112，自參考位點獲得一EDX光譜(參考光譜)。此操作可涉及使初級電子束在參考位點上方掃描同時偵測藉此產生之x射線的能量光譜。參考光譜可以一方式被儲存，以便與對應缺陷位點相關聯。
參考步驟114，可產生一差光譜。在一項實施方案中，可執行缺陷光譜及一對應參考光譜之正規化，且可自正規化缺陷光譜減去正規化參考光譜以獲得差光譜。
參考步驟116，可自差光譜獲得缺陷之元素資訊。舉例而言，若選定缺陷類型係一顆粒類型，則元素資訊可指示顆粒之元素組成。有
利地，使用本文中所揭示之方法獲得的元素資訊比自一習用自動EDX再檢測程序獲得的元素資訊更準確。此乃因本文中所揭示之方法與先前方法相比較更準確地定位參考位點。
在步驟106至116之右邊提供一實例性條形圖。如實例性條形圖中所見，顆粒缺陷的元素資訊可指示顆粒缺陷具有係主要矽(Si)或主要碳(C)或主要鐵(Fe)之一元素組成。
參考步驟118，使用目前揭示之方法獲得的更準確元素資訊可與來自步驟102的形態資訊組合。在步驟118之右邊提供具有經組合資訊之一實例性條形圖。該條形圖展示缺陷頻率對缺陷類型。如實例性條形圖中所展示，繪示四種類型之缺陷分格。前兩種類型(#1及#2)對應於上文關於步驟102所論述之形態為基礎的類型(分別為孔及刮痕)。在此情形中，第三類型(#3)及第四類型(#4)兩者可取決於其元素組成而皆係針對顆粒。舉例而言，第四類型(#4)可對應於組成係主要(Fe)之顆粒，而第三類型(#3)可對應於其他組成(亦即，非Fe)之顆粒。注意，出於說明性目的而提供此實例。可提供具有形態資訊與元素資訊之不同組合的其他缺陷類型。
圖2係根據本發明之一實施例之用於對所識別缺陷自動次取樣之一程序流程200之一流程圖。自動次取樣有利地減少EDX再檢測應用於其之缺陷的數目，且因此減少執行自動EDX再檢測所需要的時間。此乃因EDX再檢測僅應用於一選定類型(或若干選定類型)的缺陷，而非在來自自動檢驗之一結果檔案中所識別的所有缺陷。
參考步驟202，可執行所識別缺陷之SEM自動再檢測。該SEM自動再檢測可涉及在來自自動檢驗之一結果檔案中所識別之缺陷的高解析度SEM成像。
參考步驟204，可將缺陷分類(亦即「分格」)成若干缺陷類型。在此實例中，如在步驟204右邊之條形圖中所展示，可將缺陷分類成
一「墜塵」(顆粒)缺陷類型及一「其他」(非顆粒)缺陷類型。
參考步驟206，做出僅對「墜塵」缺陷類型之缺陷之一選擇以用於EDX再檢測。換言之，自動次取樣僅選擇墜塵缺陷以用於EDX再檢測，而不對其他缺陷執行EDX再檢測。
參考步驟208，以一自動方式對選定缺陷執行EDX再檢測。根據本發明之一實施例，可使用上文關於圖1所闡述之具有準確參考光譜之自動EDX程序105以準確參考光譜執行自動EDX再檢測。舉例而言，如在步驟208右邊之條形圖中所展示，可將墜塵缺陷分類(分格)成一矽(Si)顆粒類型、一矽氧化物(Si、O)顆粒類型及一碳(C)顆粒類型。
圖3係根據本發明之一實施例之用於以一陣列模式進行自動EDX再檢測之一程序流程之一流程圖。該陣列模式可用於圖案化有一重複單元陣列的目標基板上之區。舉例而言，目標基板可包含一記憶體單元陣列，且陣列模式可用於在記憶體單元陣列內部之自動EDX再檢測。
參考步驟302，可執行自動檢驗以偵測目標基板中之缺陷。舉例而言，可使用一SEM為基礎之自動檢驗裝置執行自動檢驗。檢驗工具可與SEM為基礎之自動再檢測裝置整合在一起，或與其分開。
參考步驟304，關於藉由自動檢驗偵測之缺陷之資料可儲存於一結果檔案中。資訊包含關於缺陷之位置之座標資料。
參考步驟306，可執行陣列中之所偵測到之缺陷之一SEM自動再檢測。除其他步驟之外，該SEM自動再檢測亦可涉及在來自自動檢驗之結果檔案中所識別之缺陷之高解析度SEM成像。
參考步驟308，可將缺陷分類(亦即「分格」)成若干缺陷類型。可基於如可自高解析度SEM成像觀察的缺陷之形態而進行此分類。舉例而言，缺陷類型可包含一孔類型、一刮痕類型及一顆粒(「墜塵」)
類型。此等僅係幾個實例性缺陷類型。當然，可利用其他及不同缺陷類型。
參考步驟310，可針對結果檔案中之每一缺陷執行此步驟。在此步驟中，可選擇結果檔案中之一缺陷作為所關注缺陷(DOI)，且可做出關於EDX再檢測是否將應用於DOI之一確定。可基於DOI之缺陷類型而以一自動方式做出此確定。若EDX再檢測不應用於DOI，則目前DOI之處理可結束，且方法300可往回迴圈且針對經選擇為DOI之一接下來缺陷(若存在)執行步驟310。另一方面，若EDX再檢測將應用於DOI，則方法300可前進以執行步驟312至316。
關於步驟312，將EDX應用於DOI。此操作可涉及：平移載台以將DOI之位點移動至在視域內；及自DOI獲得一EDX光譜。
關於步驟314，將EDX應用於一參考單元中之對應位點。此操作可涉及使初級電子束沿一個方向偏轉等於沿彼方向之一單元尺寸之一距離。此偏轉使初級電子束移動使得其碰撞在一毗鄰單元(參考單元)中對應於DOI在其單元中之位置之一位置(參考點)上。然後可自該參考點獲得一EDX光譜。
關於步驟316，可產生DOI之EDX光譜與參考點之EDX光譜之間的一差光譜。EDX光譜可在產生差光譜之前經正規化。此後，差光譜可用於獲得關於DOI之元素資訊，如上文關於圖1中之步驟116所闡述。
圖4展示根據本發明之一實施例之繪示一所關注缺陷(DOI)402及一鄰近單元中之一對應參考點404之一電子顯微照片。在此情形中，DOI 402在一重複單元陣列內。如此，可以一陣列模式執行自動EDX，其中藉由使電子束偏轉陣列中之一單元之一寬度(或高度)而獲得參考光譜。
圖5係根據本發明之一實施例之用於以一非陣列模式進行自動
EDX再檢測之一程序流程之一流程圖。非陣列(「隨機」)模式可用於未圖案化有一重複單元陣列的目標基板之區。舉例而言，一特殊應用積體電路可包含具有定製邏輯電路之一區，且非陣列模式可用於此區內之自動EDX再檢測。
參考步驟502，可執行自動檢驗以偵測目標基板中之缺陷。舉例而言，可使用一SEM為基礎之自動檢驗裝置執行自動檢驗。檢驗工具可與SEM為基礎之自動再檢測裝置整合在一起，或與其分開。
參考步驟504，關於藉由自動檢驗偵測到之缺陷之資料可儲存於一結果檔案中。資訊包含關於缺陷之位置之座標資料。
參考步驟506，可執行所偵測到之缺陷之一SEM自動再檢測。在此情形中，缺陷可在並非一重複單元陣列之一區(亦即，一非陣列區)中使得可以一「隨機」(非陣列)模式執行自動再檢測。除其他步驟之外，該SEM自動再檢測亦可涉及在來自自動檢驗之結果檔案中所識別之缺陷之高解析度SEM成像。
參考步驟508，可將缺陷分類(亦即「分格」)成若干缺陷類型。
可基於如可自高解析度SEM成像觀察的缺陷之形態而進行此分類。舉例而言，缺陷類型可包含一孔類型、一刮痕類型及一顆粒(「墜塵」)類型。此等僅係幾個實例性缺陷類型。當然，可利用其他及不同缺陷類型。
參考步驟510，可針對結果檔案中之每一缺陷執行此步驟。在此步驟中，可選擇結果檔案中之一缺陷作為所關注缺陷(DOI)，且可做出關於EDX再檢測是否將應用於DOI之一確定。可基於DOI之缺陷類型而以一自動方式做出此確定。若EDX再檢測不應用於DOI，則目前DOI之處理可結束，且方法500可往回迴圈且針對經選擇為DOI之一接下來缺陷(若存在)執行步驟510。另一方面，若EDX再檢測將應用於DOI，則方法500可前進以執行步驟512至520。
關於步驟512，可在以有缺陷晶粒上之DOI之缺陷位置座標為中心之一視域中執行電子束成像以便使囊括缺陷位點之一區域成像。較佳地，環繞缺陷位點之區域之影像可係一高解析度影像。
關於步驟514，EDX應用於DOI以便獲得DOI之一EDX光譜(缺陷光譜)。來自此EDX光譜之元素資訊不僅包含來自DOI之元素資訊，而且包含來自環繞DOI之材料之元素資訊。
關於步驟516，可在以參考晶粒(而非有缺陷晶粒)上之缺陷位置座標為中心之一視域中執行電子束成像以便使囊括參考位點之一區域成像。較佳地，環繞參考位點之區域之影像可係一高解析度影像。
在步驟514之後且在步驟516之前，固持目標基板之載台經平移以自有缺陷晶粒上之缺陷位點移動至參考晶粒(其較佳地毗鄰於有缺陷晶粒)上之參考位點。此外，囊括參考位點之影像之圖案可對準至囊括缺陷位點之影像之圖案，且經對準影像可用於以高準確度確定參考位點之位置。
關於步驟518，將EDX應用於參考位點以便獲得來自參考點之一EDX光譜(參考光譜)。在正規化之後，可自缺陷光譜減去此參考光譜以獲得一差光譜，如步驟520中所指示。此後，差光譜可用於獲得關於DOI之元素資訊，如上文關於圖1中之步驟116所闡述。
圖6展示根據本發明之一實施例之繪示一所關注缺陷(DOI)及一參考晶粒上之一對應參考點的電子顯微照片。在此情形中，DOI係在晶粒之一非陣列部分內。如此，可以一非陣列模式執行自動EDX，其中藉由首先定位參考晶粒上之參考點來獲得參考光譜，且載台平移係用以在DOI與參考點之間移動。
圖7係根據本發明之一實施例之用於組合形態缺陷結果與元素缺陷結果以獲得一最終帕累托之一自動程序之一流程圖。
參考步驟702，可執行所偵測到之缺陷之一SEM自動再檢測。除
其他步驟之外，該SEM自動再檢測可涉及在來自自動檢驗之一結果檔案中所識別之缺陷的高解析度SEM成像。
參考步驟704，可基於缺陷之形態來執行缺陷之自動分類。可將缺陷分類(亦即「分格」)成若干缺陷類型，且每一缺陷類型可由一類別碼表示。舉例而言，缺陷類型可包含作為類型1之一孔類型、作為類型2之一刮痕類型，及作為類型3之一顆粒(「墜塵」)類型。此等僅係幾個實例性缺陷類型。當然，可利用其他及不同缺陷類型。
參考步驟706，可選擇一特定類別碼之缺陷用於自動EDX再檢測，同時可針對其他類別碼之缺陷跳過自動EDX再檢測。換言之，針對每一缺陷，可做出關於缺陷是否具有特定類別碼之一確定。若類別碼並非特定類別碼，則不執行目前缺陷之自動EDX再檢測，且方法700可往回迴圈，且針對一接下來缺陷(若存在)執行步驟706。另一方面，若類別碼係特定類別碼，則方法700可前進以執行步驟708及710。
參考步驟708，針對特定類別碼之缺陷，執行自動EDX再檢測。為提供一準確參考光譜，若正再檢測之缺陷係在一重複單元陣列內，則可藉助上文關於圖3所闡述之步驟312至316來執行自動EDX再檢測，或若正再檢測之缺陷不在此一陣列區內，則藉助步驟512至520來執行自動EDX再檢測。作為步驟708之一結果，可針對特定類別碼之每一缺陷來獲得一差光譜。
參考步驟710，可使用差光譜來獲得特定類別碼之每一缺陷之一元素組成，且可基於其元素組成來將特定類別碼之缺陷分格。舉例而言，若特定類別碼對應於顆粒或「墜塵」缺陷，則可基於此等缺陷之元素組成來將此等缺陷分離成數個元素組成分格。舉例而言，元素組成分格可包含一矽(Si)分格、一矽氧化物(Si、O)分格及一碳(C)分格。
參考步驟712，可產生在將缺陷分類中使用且組合形態資訊與元素資訊兩者之一缺陷帕累托(最終帕累托)。一缺陷帕累托係缺陷頻率對類型之一條形圖。該缺陷帕累托可用於做出關於需要採取什麼校正動作來減少缺陷率的判定。在一項實施方案中，可基於缺陷之元素組成來劃分具有特定類別碼之缺陷。
舉例而言，考量到來自步驟704之形態缺陷類型包含作為類型1之一孔類型、作為類型2之一刮痕類型，及作為類型3之一顆粒(「墜塵」)類型。進一步考量到用於選擇用於步驟706中之自動EDX再檢測之缺陷的特定類別碼係類型3之類別碼(顆粒或「墜塵」缺陷)。進一步考量到可基於顆粒之元素組成來劃分此等墜塵缺陷。舉例而言，係矽氧化物之墜塵缺陷可經編碼為類型4，而具有其他組成(舉例而言，Si或C)之墜塵缺陷則可保持經編碼為類型3。在步驟712左邊之所得條形圖繪示此實例中之最終帕累托。
圖8係根據本發明之一實施例之比較用於自動EDX再檢測之一現有程序800與用於自動EDX再檢測之一發明程序850之一圖式。如所繪示，與現有程序800相比，發明程序850有利地需要較少步驟且更迅速地提供結果。
現有程序800包含以下步驟：由操作者請求802之一再檢測工作；把將藉由SEM再檢測之晶圓轉移804至再檢測工具(此可花費大致15分鐘)；執行806自動SEM再檢測(此可花費大致10分鐘)；由操作者執行808將缺陷分成若干缺陷類型之線下分類(此可花費大致30分鐘)；由操作者針對在一選定類型下分類之一組缺陷(舉例而言，墜塵缺陷)請求810一EDX工作；把將藉由EDX再檢測之晶圓轉移812至EDX工具(此可花費大致15分鐘)；及然後可對該組缺陷執行814自動EDX(此可花費大致5分鐘)。
如所指示，需要操作者動作用於現有程序800中之三個步驟(步驟
802、808及810)。現有程序850通常可花費大約75分鐘直至獲得所要EDX資料為止。
相比之下，發明程序850包含以下步驟：由操作者請求802之一再檢測工作；把將藉由SEM再檢測之晶圓轉移804至再檢測工具(此可花費大致15分鐘)；執行806自動SEM再檢測(此可花費大致5分鐘)；及然後可使用上文關於圖1以一通用方式闡述之自動判定為基礎之方法100(參見步驟102至118)執行852即時EDX再檢測。
如所指示，需要操作者動作僅用於發明程序850中之第一步驟(步驟802)(而非現有程序800中之三個步驟)。此外，發明程序850通常可僅花費大約30分鐘直至獲得所要EDX資料(而非使用現有程序800花費大約75分鐘)。
圖9係根據本發明之一實施例之具有一能量分散式x射線(EDX)偵測系統920之一掃描電子顯微鏡裝置900之一示意圖。如圖9之剖面圖中所展示，電子束柱可包含一源901、一維因(Wicn)濾波器、掃描偏轉器906、聚焦透鏡907、一物鏡908及固持一目標基板910之一可平移載台919。
源901產生一入射電子束(初級電子束)902。入射電子束902可通過一維因濾波器904。維因濾波器904係經組態以產生彼此交叉之電場及磁場之一電子光學元件。可利用可控制靜電偏轉器906及聚焦電子透鏡907。偏轉器906可沿x方向且沿y方向施加可獨立控制靜電場。偏轉器906可經控制以使電子束跨越目標基板910之表面掃描或出於其他目的使電子束偏轉。舉例而言，目標基板910可係一圖案化基板，諸如所製造之一積體電路或用於微影之一比例光罩。
利用聚焦電子透鏡907以將入射電子束902聚焦成晶圓或其他基板樣本910之表面上之一束點。根據一項實施例，聚焦透鏡907可藉由產生電場及/或磁場來操作。
作為入射電子束902之掃描之一結果，自目標基板910(舉例而言，其可係一半導體晶圓或一比例光罩)發射或散射次級電子。目標基板910可由一可移動載台911固持。
次級電子可藉由曝露至物鏡(最終透鏡)908之電磁場而自目標基板910提取。電磁場用於將所發射電子拘限至距入射電子束光軸一相對小之距離內且使此等電子加速向上進入至柱中。以此方式，自該等次級電子形成一次級電子束912。
維因濾波器904使次級電子束912自入射電子束902之光軸偏轉至一偵測軸(用於該裝置之次級電子(SE)偵測系統914之光軸)。此用以將散射電子束912與入射電子束902分離。SE偵測系統914偵測次級電子束912且產生可用於形成目標基板之表面之影像之資料信號。
一儀器控制與資料處理(控制/處理)系統950可包含一或多個處理器(亦即，微處理器或微控制器)952、資料儲存器(舉例而言，包含硬碟機儲存器及記憶體晶片)954、一使用者介面957及一顯示系統958。資料儲存器954可儲存或保持電腦可讀程式碼(指令)955及資料956，且處理器952可執行程式碼955且處理資料956。使用者介面957可接收使用者輸入。顯示系統958可經組態以將影像資料及其他資訊顯示給一使用者。
控制/處理系統950可連接至電子束柱之各種分量且可用於控制電子束柱之各種分量以便實施本文中所揭示之方法或程序。舉例而言，載台911之移動及藉由偏轉器906進行之掃描可由控制/處理系統950所執行之電腦可讀程式碼955控制。
另外，控制/處理系統950亦可處理來自SE偵測系統914之電子影像資料及來自EDX偵測系統920之x射線資料。特定而言，控制/處理系統950中之電腦可讀程式碼955可用於實施與如本文中所闡述之自動EDX方法有關之程序。
上文所闡述之圖式未必符合比例且意欲為說明性且不限於一特定實施方案。磁物鏡之特定尺寸、幾何形狀及透鏡電流將變化且取決於每一實施方案。
舉例而言，上文所闡述之技術可用於一自動檢驗與偵測分析系統中且應用於在一生產環境中檢驗且再檢測晶圓、X射線遮罩及類似基板。其他用途亦係可能的。
在上述闡述中，給出眾多特定細節以提供對本發明之實施例之一透徹理解。然而，本發明之所圖解說明實施例之以上闡述並非意欲係窮盡性或將本發明限制於所揭示之精確形式。熟習相關技術者將認識到，可在不具有特定細節中之一或多者之情況下或者藉助其他方法、組件等來實踐本發明。在其他例項中，未詳細展示或闡述眾所周知之結構或操作以避免混淆本發明之態樣。雖然出於說明性目的而在本文中闡述本發明之特定實施例及實例，但如熟習此項技術者將認識到，可在本發明之範疇內作出各種等效修改。
可根據以上詳細闡述對本發明做出此等修改。以下申請專利範圍中使用之術語不應理解為將本發明限制於說明書及申請專利範圍中所揭示之特定實施例。相反，本發明之範疇將由以下申請專利範圍來確定，該等申請專利範圍將根據請求項解釋之所創建原則來加以理解。
Claims (22)
- 一種用於自動再檢測在目標基板上之一有缺陷晶粒中所偵測到之缺陷之方法，該方法包括：獲得包含該等缺陷之位置之一結果檔案；使用一次級電子顯微鏡(SEM)來執行該等缺陷之一自動再檢測，以便獲得該等缺陷之電子束影像；執行基於如自該等電子束影像確定之該等缺陷之形態來將該等缺陷分成若干類型之一自動分類；選擇一特定類型之缺陷，以用於自動能量分散式x射線(EDX)再檢測；及對該特定類型之該等缺陷執行該自動EDX再檢測。
- 如請求項1之方法，其中執行該自動EDX再檢測包括，針對該特定類型之每一缺陷：移動至一缺陷位點；自該缺陷位點獲得一EDX光譜；自該缺陷位點移動至一參考位點；自該參考位點獲得該EDX光譜；及自來自該缺陷位點之該EDX光譜及來自該參考位點之該EDX光譜產生一差光譜。
- 如請求項2之方法，其中該缺陷位點被指示為處於一重複單元陣列中，且其中藉由以下方式來執行該自該缺陷位點至該參考位點之該移動：使一初級電子束沿一個方向偏轉一單元尺寸，使得該參考位點處於一毗鄰單元中對應於該缺陷位點之一位置。
- 如請求項2之方法，其中該缺陷位點被指示為處於一非陣列圖案化結構中，該方法進一步包括： 進行電子束成像以獲得囊括該有缺陷晶粒上之該缺陷位點之區域之一第一影像；進行電子束成像以獲得囊括一毗鄰晶粒上之該參考位點之一區域之一第二影像；及在將該第二影像對準至該第一影像之後確定該第二影像中之該參考位點之一位置。
- 如請求項4之方法，其中藉由以下方式來執行自該缺陷位點至該參考位點之該移動：平移固持該目標基板之一載台，以便使該SEM之一視域自該有缺陷晶粒上之該缺陷位點移動至該毗鄰晶粒上之該參考位點。
- 如請求項2之方法，進一步包括：針對該特定類型之每一缺陷，自該差光譜導出元素資訊。
- 如請求項6之方法，進一步包括：產生組合形態資訊與元素資訊之一缺陷帕累托。
- 如請求項7之方法，其中產生該缺陷帕累托包括：取決於元素資訊，基於該等缺陷之該形態來將該特定類型之缺陷劃分成多個類型。
- 如請求項8之方法，其中該缺陷帕累托包括缺陷頻率對類型之一條形圖。
- 一種用於自動再檢測在一目標基板上偵測到之缺陷之裝置，該裝置包括：一電子束柱，用於產生一初級電子束，且將該初級電子束聚焦至該目標基板之一表面上；一可移動載台，用於將該目標基板固持在該初級電子束下面；一偏轉器，用於使該初級電子束偏轉； 一電子偵測器，用於偵測由於該初級電子束之碰撞而自該目標基板之該表面發射之次級電子；一x射線偵測器，其經組態以偵測由於該初級電子束之碰撞而自該目標基板之該表面發射之x射線；及一控制系統，其包括用於儲存電腦可讀程式碼及資料之非暫態資料儲存器，且進一步包括用於執行該電腦可讀程式碼之一處理器，其中該電腦可讀程式碼包括用以進行以下操作之指令：獲得一結果檔案，該結果檔案包含在該目標基板上之一有缺陷晶粒中偵測到之該等缺陷的位置；執行該等缺陷之一自動次級電子顯微鏡(SEM)再檢測，以便獲得該等缺陷之電子束影像；執行基於如自該等電子束影像確定之該等缺陷之形態來將該等缺陷分成若干類型之一自動分類；選擇一特定類型之缺陷以用於自動能量分散式x射線(EDX)再檢測；及對該特定類型之該等缺陷，執行該自動EDX再檢測。
- 如請求項10之裝置，其中用以執行該自動EDX再檢測之該等指令進一步包括用以進行以下操作之指令：移動至一缺陷位點；自該缺陷位點獲得一EDX光譜；自該缺陷位點移動至一參考位點；自該參考位點獲得該EDX光譜；及自來自該缺陷位點之該EDX光譜及來自該參考位點之該EDX光譜產生一差光譜。
- 如請求項11之裝置，其中該缺陷位點被指示為處於一重複單元 陣列中，且其中用以自該缺陷位點移動至該參考位點之該等指令包括用以使一初級電子束沿一個方向偏轉一單元尺寸之指令。
- 如請求項11之裝置，其中該缺陷位點被指示為處於一非陣列圖案化結構中，且其中用以執行該自動EDX再檢測之該等指令進一步包括用以進行以下操作之指令：使用電子束成像來獲得囊括該有缺陷晶粒上之該缺陷位點之區域之一第一影像；使用電子束成像來獲得囊括一毗鄰晶粒上之該參考位點之一區域之一第二影像；及在將該第二影像對準至該第一影像之後確定該第二影像中之該參考位點之一位置。
- 如請求項13之裝置，其中用以自該缺陷位點移動至該參考位點之該等指令包括用以平移固持該目標基板之該載台以便使該SEM之一視域自該有缺陷晶粒上之該缺陷位點移動至該毗鄰晶粒上之該參考位點的指令。
- 如請求項11之裝置，其中用以執行該自動EDX再檢測之該等指令進一步包括用以進行以下操作之指令：針對該特定類型之每一缺陷，自該差光譜導出元素資訊。
- 如請求項15之裝置，其中用以執行該自動EDX再檢測之該等指令進一步包括用以進行以下操作之指令：產生組合形態資訊與元素資訊之一缺陷帕累托。
- 如請求項16之裝置，其中用以產生該缺陷帕累托之該等指令進一步包括用以進行以下操作之指令：取決於元素資訊，基於該等缺陷之該形態來將該特定類型之缺陷劃分成多個類型。
- 如請求項16之裝置，其中該缺陷帕累托包括缺陷頻率對類型之一條形圖。
- 一種對一有缺陷晶粒上之缺陷進行自動能量分散式x射線(EDX)再檢測之方法，該方法在電腦可讀指令之控制下係自動的且包括：移動至一缺陷位點；自該缺陷位點獲得一EDX光譜；自該缺陷位點移動至一參考位點；自該參考位點獲得該EDX光譜；及自來自該缺陷位點之該EDX光譜及來自該參考位點之該EDX光譜產生一差光譜。
- 如請求項19之方法，其中該缺陷位點被指示為處於一重複單元陣列中，且其中藉由以下方式來執行該自該缺陷位點移動至該參考位點：使一初級電子束沿一個方向偏轉一單元尺寸，使得該參考位點處於一毗鄰單元中對應於該缺陷位點之一位置。
- 如請求項19之方法，其中該缺陷位點被指示為處於一非陣列圖案化結構中，該方法進一步包括：進行電子束成像以獲得囊括該有缺陷晶粒上之該缺陷位點之區域之一第一影像；進行電子束成像以獲得囊括一毗鄰晶粒上之該參考位點之一區域之一第二影像；及在將該第二影像對準至該第一影像之後確定該第二影像中之該參考位點之一位置。
- 如請求項21之方法，其中藉由以下方式來執行該自該缺陷位點移動至該參考位點：平移固持該目標基板之一載台，以便使一 掃描電子顯微鏡之一視域自該有缺陷晶粒上之該缺陷位點移動至該毗鄰晶粒上之該參考位點。
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