TW202316563A - 用於絕對樣本定位之系統及方法 - Google Patents

用於絕對樣本定位之系統及方法 Download PDF

Info

Publication number
TW202316563A
TW202316563A TW111114965A TW111114965A TW202316563A TW 202316563 A TW202316563 A TW 202316563A TW 111114965 A TW111114965 A TW 111114965A TW 111114965 A TW111114965 A TW 111114965A TW 202316563 A TW202316563 A TW 202316563A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
sample
marker
absolute
alignment
absolute reference
Prior art date
Application number
TW111114965A
Other languages
English (en)
Inventor
約阿夫 格勞爾
阿農 馬那森
安卓 Ｖ 希爾
阿夫納 薩夫蘭尼
Original Assignee
美商科磊股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 美商科磊股份有限公司 filed Critical 美商科磊股份有限公司
Publication of TW202316563A publication Critical patent/TW202316563A/zh

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/68—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment
    • H01L21/681—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment using optical controlling means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/002—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring two or more coordinates
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/26—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G01B11/27—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing the alignment of axes
    • G01B11/272—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing the alignment of axes using photoelectric detection means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67259—Position monitoring, e.g. misposition detection or presence detection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/544—Marks applied to semiconductor devices or parts, e.g. registration marks, alignment structures, wafer maps
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2223/00—Details relating to semiconductor or other solid state devices covered by the group H01L23/00
    • H01L2223/544—Marks applied to semiconductor devices or parts
    • H01L2223/54426—Marks applied to semiconductor devices or parts for alignment

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

一種樣本映射系統包含：一樣本卡盤，其包含絕對參考標記；一成像度量衡工具，其用於擷取在與該樣本卡盤上之一樣本上之樣本標記相關聯之位置處之對準影像組；及一控制器。在一特定位置處之對準影像之一特定組可包含與一特定樣本標記相關聯之至少一個對準影像及與透過該樣本可見之該成像度量衡工具之一視場內之該等絕對參考標記之一特定部分相關聯之至少一個對準影像。該控制器可基於對準影像之該等組判定該等樣本標記之絕對座標。判定該特定樣本標記之該等絕對座標可包含基於該特定樣本標記相對於該等絕對參考標記之該特定部分之一位置判定該特定樣本標記之該等絕對座標。

Description

用於絕對樣本定位之系統及方法
本發明大體上係關於樣本定位且更特定言之，係關於判定一樣本上之特徵之絕對座標。
諸如晶圓至晶圓接合及晶粒至晶圓接合之先進封裝方案愈來愈多地被探索為用以滿足對於經製造半導體裝置上之經增加密度及縮小特徵大小之日益增加之需求之技術。隨著密度增加且特徵大小縮小，諸如接合墊之特徵之絕對位置之判定變得對於維持接合品質及良率至關重要。
根據本發明之一或多項闡釋性實施例，揭示一種樣本映射系統。在一項闡釋性實施例中，該系統包含一樣本卡盤，該樣本卡盤包含絕對參考標記。在另一闡釋性實施例中，該系統包含經組態以擷取在與安置於該樣本卡盤上之一樣本上之一或多個樣本標記相關聯之位置處之一或多個對準影像之組之一成像度量衡工具，其中在一特定位置處之一或多個對準影像之一特定組包含與該一或多個樣本標記之一特定樣本標記相關聯之至少一個對準影像且進一步包含與透過該樣本可見之該成像度量衡工具之一視場內之該等絕對參考標記之一特定部分相關聯之至少一個對準影像。在另一闡釋性實施例中，該系統包含通信地耦合至該成像度量衡工具之一控制器。在另一闡釋性實施例中，該控制器基於一或多個對準影像之該等組判定該一或多個樣本標記之絕對座標。在另一闡釋性實施例中，判定該特定樣本標記之該等絕對座標包含使用一或多個對準影像之該特定組基於該特定樣本標記相對於該等絕對參考標記之該特定部分之一位置判定該特定樣本標記之該等絕對座標。
根據本發明之一或多項闡釋性實施例，揭示一種方法。在一項闡釋性實施例中，該方法包含將包含一或多個樣本標記之一樣本放置於具有絕對參考標記之一樣本卡盤上。在另一闡釋性實施例中，該方法包含基於該等絕對參考標記判定該一或多個樣本標記之絕對座標。在另一闡釋性實施例中，判定該一或多個樣本標記之一特定樣本標記之該等絕對座標包含：平移該樣本以將該特定樣本標記放置於一成像度量衡工具之一視場內；使用該成像度量衡工具擷取一或多個對準影像，其中該一或多個對準影像之至少一者對應於該特定樣本標記，且其中該一或多個對準影像之至少一者對應於在該成像度量衡工具之該視場內之透過該樣本為該成像度量衡工具可見之該等絕對參考標記之一部分；及基於該一或多個對準影像判定該特定樣本標記之該等絕對座標。
根據本發明之一或多項闡釋性實施例，揭示一種系統。在一項闡釋性實施例中，該系統包含一樣本卡盤，該樣本卡盤包含絕對參考標記。在另一闡釋性實施例中，該系統包含經組態以擷取在與安置於該樣本卡盤上之兩個或更多個樣本上之一或多個樣本標記相關聯之位置處之一或多個對準影像之組之一成像度量衡工具，其中在一特定位置處之一或多個對準影像之一特定組包含與該一或多個樣本標記之一特定樣本標記相關聯之至少一個對準影像且進一步包含與該成像度量衡工具之一視場內之該等絕對參考標記之一特定部分相關聯之至少一個對準影像。在另一闡釋性實施例中，該系統包含通信地耦合至該成像度量衡工具及該樣本接合器之一控制器。在另一闡釋性實施例中，該控制器基於一或多個對準影像之該等組判定該兩個或更多個樣本上之該一或多個樣本標記之絕對座標。在另一闡釋性實施例中，判定該特定樣本標記之該等絕對座標包含使用一或多個對準影像之該特定組基於該特定樣本標記相對於該等絕對參考標記之該特定部分之一位置判定該特定樣本標記之該等絕對座標。在另一闡釋性實施例中，該系統包含一樣本接合器，其中該樣本接合器藉由將該兩個或更多個樣本之一第一樣本上之該一或多個樣本標記之至少一者對準至該兩個或更多個樣本之一第二樣本上之該一或多個樣本標記之至少一者而將該第一樣本對準至該第二樣本，且其中該樣本接合器進一步將該第一樣本接合至該第二樣本以形成一經接合樣本。
根據本發明之一或多項闡釋性實施例，揭示一種方法。在一項闡釋性實施例中，該方法包含產生絕對放置圖，該等絕對放置圖包含兩個或更多個樣本之一或多個樣本標記之絕對座標。在另一闡釋性實施例中，藉由以下項產生該兩個或更多個樣本之一特定樣本上之該一或多個樣本標記之一特定樣本標記之該等絕對座標：平移該特定樣本以將該特定樣本標記放置於一成像度量衡工具之一視場內；使用該成像度量衡工具擷取一或多個對準影像，其中該一或多個對準影像之至少一者對應於該特定樣本標記，且其中該一或多個對準影像之至少一者對應於在該成像度量衡工具之該視場內之透過該樣本為該成像度量衡工具可見之該等絕對參考標記之一部分；及基於該一或多個對準影像判定該特定樣本標記之該等絕對座標。
根據本發明之一或多項闡釋性實施例，揭示一種多平面成像度量衡工具。在一項闡釋性實施例中，該工具包含用於將來自一照明源之照明引導至一樣本之一照明子系統。在另一闡釋性實施例中，該工具包含一偵測器。在另一闡釋性實施例中，該工具包含用於將兩個或更多個物件平面同時成像至該偵測器上之一成像子系統，其中該成像子系統之一場深度小於該兩個或更多個物件平面之至少兩者之間之一分離。在另一闡釋性實施例中，其中該成像子系統包含一物鏡以收集來自該樣本之光作為收集光。在另一闡釋性實施例中，該成像子系統包含一或多個光束分離器，其中該一或多個光束分離器將該收集光分離至兩個或更多個共軛路徑中且將來自該兩個或更多個共軛路徑之該收集光重新組合至包含該偵測器之一共同光學路徑，且其中該兩個或更多個共軛路徑具有不同光學路徑長度以將該兩個或更多個物件平面同時成像至該偵測器上。
應理解，前文概述及下文詳細描述兩者僅係例示性及說明性的且未必限制如主張之本發明。併入本說明書中且構成本說明書之一部分之隨附圖式繪示本發明之實施例且與概述一起用於解釋本發明之原理。
相關申請案之交叉參考
本申請案根據35 U.S.C. § 119(e)主張2021年4月26日申請之以Yoav Grauer及Amnon Manassen為發明者之標題為OVERLAY MARK REGISTRATION METHOD AND SYSTEM FOR ADVANCED PACKAGING之美國臨時申請案第63/179,545號之權利，該案之全文以引用的方式併入本文中。
現將詳細參考在隨附圖式中繪示之所揭示標的物。已關於某些實施例及其等之特定特徵特別展示且描述本發明。將本文中闡述之實施例視為闡釋性而非限制性。一般技術者應容易瞭解，可作出形式及細節上之各種改變及修改而不脫離本發明之精神及範疇。
本發明之實施例係關於適用於先進封裝方案(諸如(但不限於)晶圓至晶圓(W2W)或晶粒至晶圓(D2W)方案)之用於準確對準及/或疊對量測之系統及方法。本文中經審慎考慮，此等先進封裝方案需要在數個階段(接合前及後兩者兩者)之準確對準及/或疊對量測(例如，次微米或更低準確度)。在接合之前，可期望獲得一或多個樣本(例如，晶圓、晶粒或類似者)上之特徵(諸如(但不限於)接合墊、對準標記或疊對目標)之絕對位置圖。例如，此等絕對位置圖可促進基於特徵之絕對位置選擇用於接合之相容樣本。藉由另一實例，一個樣本之絕對位置圖可用作對於在一第二樣本上之特徵之製造的前饋控制以促進準確對準。在接合任何兩個樣本之後，可期望準確地量測對準之準確度。例如，可對具有兩個樣本上之特徵之一疊對目標執行一疊對量測。可進一步期望使用一單一工具提供此等量測以滿足成本及/或處理能力要求。
傳統技術可未能提供滿足日益嚴格的製造容限所需之準確度。例如，設計規範可具有不足準確度，此係因為經製造樣本特徵之絕對位置可歸因於各種因素(諸如(但不限於)製造期間之對準或疊對誤差)而自經設計位置偏離。藉由另一實例，尤其針對適用於量測大樣本(例如，完整半導體晶圓或類似者)之一操作範圍，提供具有一所要準確度及/或可重複性(例如，次微米準確度及/或可重複性)之樣本平移載物台可係不切實際或非期望的。藉由另一實例，傳統成像系統可不適合以高橫向準確度擷取不同成像平面上之樣本特徵之高度解析量測。
本發明之一些實施例係關於一種樣本映射系統，其包含：一樣本卡盤，其包含絕對參考標記；及一成像度量衡工具，其適用於產生與絕對參考標記及樣本標記(例如，期望其等之絕對座標之樣本上之特徵)兩者相關聯之影像。此外，樣本卡盤可安裝至適用於在成像度量衡工具之一視場內定位一樣本之一或多個平移載物台。此一樣本映射系統可適用於(但不限於)在接合之前產生一或多個樣本上之樣本標記之絕對座標(例如，一絕對位置)。例如，安裝於樣本卡盤上之一樣本之一特定特徵之一絕對位置可藉由將特定特徵平移至一成像度量衡工具之一視場且在此位置處擷取一或多個對準影像而判定，其中此位置處之對準影像包含與樣本標記相關聯之至少一個影像及與在視場中且透過樣本可見之絕對參考標記之一部分相關聯之至少一個影像。以此方式，可基於特定樣本標記相對於絕對參考標記之一位置判定特定樣本標記之一高度準確位置。
成像度量衡工具可包含適用於產生一樣本之場平面影像或光瞳平面影像之任何組合之任何度量衡工具。例如，可藉由將一偵測器放置於與樣本之一平面共軛之一場平面處，使得在所得影像上解析樣本上之特徵而產生場平面影像。藉由另一實例，可藉由將一偵測器放置於一光瞳平面(例如，一繞射平面)處，使得一所得影像包含自樣本發出之光之一角度分佈而產生光瞳平面影像。因此，適用於判定樣本特徵之絕對位置之一或多個對準影像可包含場平面影像或光瞳平面影像之任何組合。
在一些實施例中，直接自特定樣本標記相對於絕對參考標記之位置產生特定樣本標記之一絕對位置。在一些實施例中，特定樣本標記之一絕對位置對應於對特定樣本標記之初步座標(例如，一預期位置)之調整或校正。例如，樣本標記之初步座標可係基於設計資料、先前量測或任何適合技術。因此，樣本特徵之絕對座標可藉由初步座標及使用對準影像產生之校正座標之一組合特性化。此外，樣本特徵之絕對位置可包含任何定位資訊，包含(但不限於)橫向座標(例如，X-Y座標)、深度座標(例如，Z座標)或旋轉座標(例如，θ座標)。
本文中經審慎考慮，對準影像可使用多種技術擷取。在一些情況中，成像度量衡工具之一場深度可足夠大，使得樣本標記及絕對參考標記同時聚焦，成像度量衡工具可每樣本特徵產生一單一對準影像。在其他情況中，可使用更先進成像技術。在一些實施例中，該成像度量衡工具可產生樣本特徵及絕對參考標記之分開的影像。例如，成像度量衡工具可在樣本標記在其處位於一物件平面處之一平移載物台之一第一軸向位置處產生一第一影像且在絕對參考標記在其處位於物件平面處之平移載物台之一第二軸向位置處產生一第二影像。在一些實施例中，成像度量衡工具係一多平面成像度量衡工具，其適用於產生其中樣本標記及絕對參考標記同時聚焦之一單一對準影像，儘管此等特徵之一軸向分離大於成像度量衡工具之一場深度。
本發明之額外實施例係關於一種多平面成像度量衡工具，其適用於對可分離達大於多平面成像度量衡工具之一場深度之一距離之兩個物件平面上之特徵同時成像。在一些實施例中，一多平面成像度量衡工具包含用於照明兩個物件平面上之特徵之一共同照明源、用於捕獲來自兩個物件平面上之特徵之光之一共同物鏡及用於在一共同視場中對來自兩個物件平面之特徵同時成像之一共同偵測器。多平面成像度量衡工具可進一步包含在一成像子系統中之一或多個光束分離器以提供具有不同光學路徑長度之兩個共軛路徑且沿著朝向共同偵測器之一共同光學路徑組合來自兩個共軛路徑之光。以此方式，兩個共軛路徑之光學路徑長度可經調整以提供共同偵測器上之兩個物件平面之同時成像。在一些實施例中，多平面成像度量衡工具進一步包含用於將來自物件平面之光隔離至對應共軛路徑中及/或抑制共軛路徑中來自離焦物件平面之光之組件。以此方式，可將離焦光最小化或以其他方式控制至可接受位準。可基於多種技術(包含(但不限於)偏光、波長或收集角)區分來自特定物件平面之光。
本文中經審慎考慮，如本文中揭示之一多平面成像度量衡工具可適用於在製造之多種階段對多種樣本進行對準及/或疊對量測。例如，一多平面成像度量衡工具可適用於藉由對樣本特徵及絕對參考標記同時成像而產生樣本特徵之絕對位置圖。藉由另一實例，一多平面成像度量衡工具可適用於基於包含兩個待接合樣本之各者上之特徵之對準目標對準待接合樣本。藉由另一實例，一多平面成像度量衡工具可適用於基於包含形成一經接合樣本之兩個樣本之各者上之特徵之疊對目標對經接合樣本進行疊對量測。此外，一多平面成像度量衡工具不限於涉及先進封裝之應用。藉由另一實例，一多平面成像度量衡工具可適用於對一多層結構(諸如(但不限於)一多層記憶體裝置)之多個層上之特徵成像。
本發明之額外實施例係關於基於樣本特徵之絕對位置圖、對準量測及/或疊對量測提供程序控制。在一些實施例中，產生三個或更多個樣本之絕對位置圖且基於絕對位置圖選擇用於接合之一或多對樣本。以此方式，經製造樣本(例如，晶圓、晶粒或類似者)上之絕對位置圖可提供用於至少部分判定哪些樣本相容用於接合之資料。在一些實施例中，一第一樣本之一絕對位置圖用於控制待接合至第一樣本之一第二樣本之製造。例如，第一樣本上之特徵(例如，接合墊、對準標記、疊對標記或類似者)之絕對位置可用於影響第二樣本之各種製造步驟(例如，微影步驟或類似者)，使得第二樣本適用於與第一樣本接合。在一些實施例中，與使用待接合之一第一樣本及一第二樣本兩者上之樣本特徵形成之疊對目標相關聯之疊對量測用於控制第一及第二樣本之一對準及/或接合程序。例如，此一疊對量測可用於在接合之前定位第一及第二樣本及/或評估一接合之準確度或品質。在一些實施例中，與使用一經接合樣本之一第一樣本部分及一第二樣本部分兩者上之樣本特徵形成之疊對目標相關聯之疊對量測用於對於額外經接合晶圓之製造之回饋程序控制及/或用作對於使用經接合晶圓之後續製造步驟之前饋程序控制。
現參考圖1至圖8，根據本發明之一或多項實施例更詳細描述用於先進封裝控制之系統及方法。
圖1A係根據本發明之一或多項實施例之一樣本映射系統100之一方塊圖。在一些實施例中，樣本映射系統100包含具有絕對參考標記104之一樣本卡盤102及一成像度量衡工具106，該成像度量衡工具106適用於產生包含絕對參考標記104 (或其等在成像度量衡工具106之一視場內之一部分)以及安裝至樣本卡盤102之一樣本108上之特徵(例如，樣本標記110)之對準影像。在一些實施例中，樣本映射系統100進一步包含適用於平移樣本卡盤102以相對於成像度量衡工具106之一視場定位一樣本標記110 (或更一般言之，樣本108)以產生對準影像之一平移載物台112。例如，平移載物台112可包含任何數目個線性致動器、旋轉致動器或角度致動器或該等致動器之組合。以此方式，平移載物台112可控制樣本108之一橫向位置(例如，在平行於樣本108之接近成像度量衡工具106之一表面之一平面中)、樣本108之一軸向或焦點位置及/或樣本108之一角度翻轉/傾斜。本文中經審慎考慮，產生一樣本108上之樣本標記110及固定樣本108之一樣本卡盤102上之絕對參考標記104之對準影像可實現以高於由平移載物台112或其中之任何相關聯致動器提供之一準確度及/或可重複性之一準確度及/或可重複性判定絕對位置。
在一些實施例中，樣本映射系統100藉由將一樣本標記110平移至成像度量衡工具106之一視場且擷取在一共同位置處之絕對參考標記104及樣本標記110之一或多個對準影像而判定樣本標記110之一絕對位置。在此共同位置處之一或多個對準影像可包含使用為對樣本標記110成像定製之一量測配方擷取之至少一個影像及使用為對絕對參考標記104成像定製之一量測配方擷取之至少一個影像。由於樣本108定位於樣本卡盤102上，故成像度量衡工具106可透過樣本108擷取絕對參考標記104之影像。
一量測配方通常可包含成像度量衡工具106、其組件或更一般言之與一影像之產生相關聯之樣本映射系統100之任何組態。例如，一量測配方可包含(但不限於)樣本108之一軸向位置(例如，樣本108相對於成像度量衡工具106之一物件平面之一位置)、經引導至樣本108之照明光之性質(例如，波長、偏光、強度、方位及/或極照明角或類似者)、自樣本收集且用於形成一影像之量測光之性質(例如，偏光、波長、方位及/或極收集角或類似者)或用於產生一影像之一偵測器之性質(例如，曝光時間或類似者)。本文中經審慎考慮，適用於對一樣本標記110成像之一量測配方不需要與適用於對絕對參考標記104成像之一量測配方相同。因此，成像度量衡工具106可利用相同或不同量測配方以對在一共同位置處之樣本標記110及絕對參考標記104成像，其中量測配方之選擇可由樣本108之尺寸及/或組合物管控。此外，由於絕對參考標記104定位於固定樣本108之樣本卡盤102上，故用於對至少絕對參考標記104成像之量測配方可經選擇以透過樣本108對絕對參考標記104成像。例如，照明波長可經選擇以對樣本108透明，照明及/或收集角可經選擇以補償樣本108之一厚度或類似者。
樣本卡盤102上之絕對參考標記104可包含適用於提供用於判定一樣本108上之樣本標記110之實際位置之一絕對參考之任何標記。例如，絕對參考標記104可包含可藉由成像度量衡工具106透過樣本108成像之線、字元(例如，文數字字元)、符號或類似者之任何組合。以此方式，可基於如藉由對準影像判定之樣本標記110及接近絕對參考標記104之相對位置判定樣本標記110之絕對位置。此外，絕對位置或絕對座標可包含關於樣本標記110之位置、定向及/或大小之資訊。例如，與樣本標記110相關聯之絕對座標可(但不需要)表示為包含位置及旋轉資訊之一三位元組(X i,Y i,θ i)，其中下標「i」表示一特定樣本標記110。此外，一樣本標記110之絕對座標可與樣本標記110上之任何選定位置(諸如(但不限於)樣本標記110或一選定子特徵之一幾何中心)相關聯。藉由另一實例，各樣本標記110可由與選定子特徵(例如，邊角或類似者)相關聯之一組絕對座標表示。
本文中經審慎考慮，一樣本標記110之一絕對位置(例如，絕對座標)可使用基於包含樣本標記110及絕對參考標記104兩者之對準影像之多種技術提供或產生。在一些實施例中，直接基於對準影像產生一樣本標記110之絕對座標。例如，絕對參考標記104可具有可使用包含樣本標記110及絕對參考標記104兩者之對準影像直接產生絕對座標之足夠資訊而無需額外資訊。在一些實施例中，基於一樣本標記110之初步座標及基於對準影像產生之校正座標產生樣本標記110之絕對座標。例如，可基於設計資料、一系統配方、預GDS資訊或藉由任何其他手段知道一樣本標記110之一初步座標。因此，可藉由將樣本108定位於樣本標記110之一初步位置處，產生此位置處之樣本標記110及絕對參考標記104之對準影像且基於樣本標記110相對於絕對參考標記104之相對位置及/或定向判定校正座標而判定樣本標記110之絕對座標。
現參考圖2A至圖3E，根據本發明之一或多項實施例更詳細描述絕對參考標記104之各種非限制性實例。
在一些實施例中，絕對參考標記104包含與一選定座標系統相關聯之座標值。絕對參考標記104可進一步包含一座標網格，該座標網格包含表示選定座標值之線及/或曲線。絕對參考標記104通常可包含與任何座標系統(包含(但不限於)一笛卡爾(Cartesian)座標系統、一極座標系統或類似者)相關聯之座標值及/或一座標網格。本文中經審慎考慮，包含座標值及/或一座標網格之絕對參考標記104可適用於直接判定樣本標記110之絕對座標及/或用於產生校正座標。
樣本映射系統100之各種態樣(諸如(但不限於)座標值及/或座標網格之一密度、成像度量衡工具106之一視場或成像度量衡工具106之一解析度)可經設計使得足夠絕對參考標記104在任何對準影像中可見以判定影像中之一樣本標記110之一絕對位置。例如，至少座標網格之兩條線及/或兩個座標值可在任何所關注方向上在成像度量衡工具106之視場內。另外，情況可係一樣本標記110阻擋或以其他方式遮擋樣本標記110下方之絕對參考標記104之一部分。因此，樣本映射系統100之各種態樣可經設計以考量樣本標記110之此一預期大小(或大小範圍)，使得足夠絕對參考標記104可見以提供一樣本標記110之一絕對位置，即使樣本標記110遮擋絕對參考標記104之一部分。
圖2A係根據本發明之一或多項實施例之具有包含一方形座標網格202 (例如，與一笛卡爾座標系統相關聯)之絕對參考標記104之一樣本卡盤102之一俯視圖。圖2B係根據本發明之一或多項實施例之圖2A之樣本卡盤102之一選定區域之一更高放大率視圖，其繪示包含與座標網格202相關聯之座標值204之絕對參考標記104。例如，座標值204可包含可由成像度量衡工具106解析且與座標網格202中之接近線相關聯之字元、符號或類似者之任何組合。在圖2B中，座標網格202之與沿著X軸之值相關聯之線(例如，垂直線)標記有包含一「X」字元及與沿著X軸之一值相關聯之一數字之座標值204 (例如，X-100、X-101、X-102及類似者)。類似地，座標網格202之與沿著Y軸之值相關聯之線(例如，水平線)標記有包含一「Y」字元及與沿著Y軸之一值相關聯之一數字之座標值204 (例如，Y-100、Y-101、Y-102及類似者)。此外，座標值204可定位於如圖2B中繪示之座標網格202之相關聯線附近或如下文之圖2C中繪示之座標網格202之相關聯線上。
圖2C包含根據本發明之一或多項實施例之非限制性情境之三個影像，其等繪示使用絕對參考標記104 (此處，一座標網格202)以判定一樣本標記110之絕對座標。在第一影像206中，一樣本標記110定位於一座標網格202之線之間。在第二影像208中，樣本標記110沿著X及Y方向部分重疊座標網格202之線。在第三影像210中，樣本標記110定位於座標網格202之線之間，但相對於座標網格202旋轉一角度θ。在任何情況中，樣本標記110之任何部分(例如，樣本標記110之一中心或類似者)之位置可藉由在可見絕對參考標記104之間內插而判定。
應理解，圖2A至圖2C僅係為了闡釋性目的提供且不應被解譯為限制性。例如，圖2A至圖2C內之各種絕對參考標記104未按比例繪示，但為了闡釋性目的而被誇大。藉由另一實例，絕對參考標記104可包含與任何座標系統相關聯之一座標網格202及/或任何適合座標值204。
在一些實施例中，絕對參考標記104包含一度量衡目標(例如，一疊對目標、一對準目標或類似者)之部分。例如，一樣本卡盤102上之絕對參考標記104可形成一度量衡目標之一第一部分，且一樣本108上之一或多個樣本標記110可形成度量衡目標之一第二部分。以此方式，可使用一或多個度量衡技術(例如，疊對技術、對準技術或類似者)分析對準影像以基於樣本標記110及絕對參考標記104之相對位置判定樣本標記110之絕對座標。
本文中經審慎考慮，絕對參考標記104及樣本標記110可經設計以形成此項技術中已知之任何類型之度量衡目標。在一些實施例中，絕對參考標記104及樣本標記110形成一基於影像之目標，其中絕對參考標記104及樣本標記110標稱上定位於非重疊區域中且絕對參考標記104及樣本標記110之相對位置可透過分析一或多個場平面對準影像而判定。例如，基於影像之目標可包含(但不限於)框中框(BiB)目標、相鄰帶(bar-next-to-bar) (BnB)目標、先進成像度量衡(AIM)目標、三重AIM目標或穩健AIM (rAIM)目標。在一些實施例中，絕對參考標記104及樣本標記110形成一基於散射量測之目標，其中絕對參考標記104及樣本標記110標稱上定位於重疊區域中且絕對參考標記104及樣本標記110之相對位置可透過分析光瞳平面對準影像及/或場平面對準影像而判定。例如，基於散射量測之目標可包含(但不限於)光柵疊置目標，其中絕對參考標記104及特定樣本標記110兩者經配置為週期性結構(例如，繞射光柵)。
圖3A係根據本發明之一或多項實施例之使用第一層特徵304及第二層特徵306形成為一AIM目標之一度量衡目標302之一俯視圖。圖3B係根據本發明之一或多項實施例之圖3A中之度量衡目標302之第一層特徵304之一俯視圖。圖3C係根據本發明之一或多項實施例之圖3A中之度量衡目標302之第二層特徵306之一俯視圖。例如，一樣本標記110可形成為一系列子特徵且配置為第一層特徵304或第二層特徵306且絕對參考標記104之一部分可形成為第一層特徵304或第二層特徵306之另一者。此外，圖3A至圖3B中繪示之度量衡目標302設計可適用於兩個正交方向上之量測。在一些實施例中，一特定度量衡目標302可適用於一單一方向上之量測。作為一圖解，圖3D係根據本發明之一或多項實施例之提供沿著一X方向之單方向量測之一度量衡目標302之一俯視圖。圖3E係根據本發明之一或多項實施例之提供沿著一Y方向之單方向量測之一度量衡目標302之一俯視圖。例如，圖3E可對應於圖3D之一經旋轉版本。以此方式，一單方向度量衡目標302之經旋轉版本(例如，如圖3D及圖3E中繪示)可製造於選定位置處以提供沿著多個方向之量測。
本文中經審慎考慮，已在疊對度量衡之領域中開發以判定如圖3A中繪示之一AIM度量衡目標302之相對位置之多種技術之任一者可用於判定樣本標記101相對於絕對參考標記104之一位置且因此可用於判定樣本標記110之絕對座標。
本文中經進一步審慎考慮，設計一樣本標記110及絕對參考標記104以形成一度量衡目標可尤其適用於(但不限於)基於待應用至如本文中先前描述之初步座標之校正座標判定樣本標記110之絕對位置。
現大體上參考圖1A至圖3E，可以在本發明之精神及範疇內之各種不同方式實施絕對參考標記104。
在一些實施例中，至少一些絕對參考標記104經形成為樣本卡盤102上之永久或半永久特徵。例如，絕對參考標記104可形成為經塗漆特徵。藉由另一實例，絕對參考標記104可透過一化學處理程序(例如，陽極化或類似者)形成。藉由另一實例，絕對參考標記104可形成為樣本卡盤102之一層上之凹陷及/或凸起特徵。藉由另一實例，絕對參考標記104可形成為樣本卡盤102上之一透明箔或片上之反射特徵。
在一些實施例中，至少一些絕對參考標記104經設計以在某些條件(例如，與一量測配方相關聯之條件)下選擇性地可見。例如，絕對參考標記104可具有其中反射率依據波長而變化之一波長選擇性反射率(例如，光譜選擇性反射率)。以此方式，此等絕對參考標記104在使用某些波長照明時可具有一相對高可見度且否則一相對低可見度。藉由另一實例，絕對參考標記104可具有其中反射率依據入射照明之偏光而變化之一偏光選擇性反射率。作為一圖解，以一90⁰線性偏光入射於絕對參考標記104上之照明可以一圓偏光反射，以一0⁰線性偏光入射於絕對參考標記104上之照明可以一90⁰線性偏光反射或類似者。
本文中經審慎考慮，選擇性可見絕對參考標記104可以各種方法利用以改良一絕對位置量測之準確度及/或靈敏度。在一些實施例中，樣本映射系統100可使用經選擇以提供絕對參考標記104之高可見度之一第一量測配方產生至少一個對準影像(例如，在絕對參考標記104在其下具有高於一選定臨限值之一反射率之條件下提供一影像)且使用經選擇以提供絕對參考標記104之相對低可見度之一第二量測配方產生至少一個對準影像(例如，在絕對參考標記104在其下具有低於一選定臨限值之一反射率之條件下提供一影像)。此等條件可進一步經選擇以提供樣本標記110之高可見度。在一些實施例中，樣本映射系統100可同時實施為對一樣本標記110成像定製之一第一量測配方及為對絕對參考標記104成像定製之一第二量測配方，且可進一步利用一多平面成像度量衡工具106以基於經定製量測配方擷取樣本標記110及絕對參考標記104兩者之一單一對準影像。
在一些實施例中，至少一些絕對參考標記104經形成為樣本卡盤102上之暫時或動態特徵。例如，樣本卡盤102可包含具有透明窗之一樣本板及透明窗下方之一顯示裝置。以此方式，絕對參考標記104可形成為透過樣本108及透明部分為成像度量衡工具106可見之顯示裝置上之經顯示特徵。圖4係根據本發明之一或多項實施例之包含具有接近且支撐一樣本108之一透明窗402、透明窗402下方之一顯示裝置404之樣本卡盤102及一成像度量衡工具106之樣本映射系統100之一部分之一示意圖。顯示裝置404可包含此項技術中已知之任何類型之顯示器，諸如(但不限於)一液晶顯示器(LCD)、一發光二極體(LED)顯示器或一有機LED (OLED)顯示器。
現參考圖1B至圖1J，根據本發明之一或多項實施例更詳細描述成像度量衡工具106之各種態樣。本文中經審慎考慮，雖然在樣本映射系統100之背景內容中描述成像度量衡工具106，但成像度量衡工具106可替代地提供為一獨立裝置。以此方式，如本文中揭示之成像度量衡工具106可操作為適用於多種應用之一獨立成像系統，諸如(但不限於)疊對度量衡或為一對準系統。
圖1B係繪示根據本發明之一或多項實施例之成像度量衡工具106之一概念視圖。在一項實施例中，成像度量衡工具106包含經組態以產生至少一個照明光束116之一照明源114。來自照明源114之照明可包含一或多個選定波長之光，包含(但不限於)紫外線(UV)輻射、可見光輻射或紅外線(IR)輻射。例如，成像度量衡工具106可包含在一照明光瞳平面處之一或多個孔隙以將來自照明源114之照明劃分為一或多個照明光束116或照明瓣。在此方面，成像度量衡工具106可提供偶極照明、正交照明或類似者。此外，一或多個照明光束116在樣本108上之空間輪廓可由一場平面光闌控制以具有任何選定空間輪廓。
照明源114可包含適用於提供至少一個照明光束116之任何類型之照明源。在一項實施例中，照明源114係一雷射源。例如，照明源114可包含(但不限於)一或多個窄頻雷射源、一寬頻雷射源、一超連續雷射源、一白光雷射源或類似者。在此方面，照明源114可提供具有高相干性(例如，高空間相干性及/或時間相干性)之一照明光束116。在另一實施例中，照明源114包含一雷射持續電漿(LSP)源。例如，照明源114可包含(但不限於)適用於裝納在藉由一雷射源激發成一電漿狀態時可發射寬頻照明之一或多個元件之一LSP燈、一LSP燈泡或一LSP腔室。在另一實施例中，照明源114包含一燈源。例如，照明源114可包含(但不限於)一弧光燈、一放電燈、一無電極燈或類似者。在此方面，照明源114可提供具有低相干性(例如，低空間相干性及/或時間相干性)之一照明光束116。
照明源114可使用自由空間技術及/或光纖提供一照明光束116。在一項實施例中，照明源114藉由在兩個或更多個光纖中提供光而產生一多瓣照明光束116，其中自各光纖輸出之光係照明光束116之一照明瓣。在另一實施例中，照明源114藉由將一光源繞射成兩個或更多個繞射級而產生一多瓣照明光束116，其中照明光束116之照明瓣由光源之至少一些繞射級形成。多個照明瓣透過受控繞射之有效產生在2020年4月23日發表之美國專利公開案第US2020/0124408號中大體上描述，該案之全文以引用的方式併入本文中。
在另一實施例中，成像度量衡工具106經由一照明子系統120將照明光束116引導至一成像樣本118。成像樣本118通常可包含任何物件或待藉由成像度量衡工具106成像之物件。例如，在樣本映射系統100之背景內容中，成像樣本118可包含含有絕對參考標記104之一樣本卡盤102及安裝至樣本卡盤102之一樣本108。藉由另一實例，成像樣本118可包含含有一第一組對準特徵之一第一樣本部分及含有一第二組對準特徵之一第二樣本部分。以此方式，成像度量衡工具106可操作為一對準工具(例如，用於對準待接合之樣本部分)或其之一部分。藉由另一實例，成像樣本118可包含一經接合樣本(例如，一W2W樣本、一D2W樣本或類似者)。藉由另一實例，成像樣本118可包含一樣本，該樣本包含與兩個或更多個微影曝光相關聯之一或多個樣本層上之特徵。以此方式，成像樣本118可操作為一疊對度量衡工具或其之一部分。
照明子系統120可包含適用於修改及/或調節照明光束116以及將照明光束116引導至樣本108之一或多個光學組件。在一項實施例中，照明子系統120包含一或多個照明子系統透鏡122 (例如，用於準直照明光束116，用於中繼光瞳及/或場平面或類似者)。在另一實施例中，照明子系統120包含用於塑形或以其他方式控制照明光束116之一或多個照明子系統控制光學器件124。例如，照明子系統控制光學器件124可包含(但不限於)一或多個場光闌、一或多個光瞳光闌、一或多個偏光器、一或多個濾波器、一或多個光束分離器、一或多個漫射器、一或多個均質器、一或多個變跡器、一或多個光束塑形器或一或多個鏡(例如，靜態鏡、可平移鏡、掃描鏡或類似者)。
在另一實施例中，成像度量衡工具106包含用於將照明光束116聚焦至樣本108上之一物鏡126。在另一實施例中，樣本108安置於適用於固定樣本108且進一步經組態以相對於照明光束116定位樣本108之平移載物台112上。
在另一實施例中，成像度量衡工具106包含經組態以透過一成像子系統132捕獲自樣本108發出之光或其他輻射(例如，收集光130)之一或多個偵測器128。成像子系統132可包含適用於修改及/或調節來自樣本108之收集光130之一或多個光學元件。在一項實施例中，成像子系統132包含一或多個成像子系統透鏡134 (例如，用於準直照明光束116，用於中繼光瞳及/或場平面或類似者)，該一或多個成像子系統透鏡134可包含(但不需要包含)物鏡126。在另一實施例中，成像子系統132包含用於塑形或以其他方式控制收集光130之一或多個成像子系統控制光學器件136。例如，成像子系統控制光學器件136可包含(但不限於)一或多個場光闌、一或多個光瞳光闌、一或多個偏光器、一或多個濾波器、一或多個光束分離器、一或多個漫射器、一或多個均質器、一或多個變跡器、一或多個光束塑形器或一或多個鏡(例如，靜態鏡、可平移鏡、掃描鏡或類似者)。
一偵測器128可定位於成像子系統132內之任何選定位置處。在一項實施例中，成像度量衡工具106包含在一場平面(例如，與樣本108共軛之一平面)處以產生樣本108之一場平面影像之一偵測器128。在另一實施例中，成像度量衡工具106包含在一光瞳平面(例如，一繞射平面)處以產生一光瞳平面影像之一偵測器128。在此方面，光瞳影像可對應於來自樣本108之光之一角度分佈。例如，與照明光束116自樣本108 (例如，樣本108上之一樣本標記110)之繞射相關聯之繞射級可在光瞳平面中成像或以其他方式被觀察到。在一般意義上，一偵測器128可捕獲來自樣本108之反射(或透射)、散射或繞射光之任何組合。此外，各種成像子系統控制光學器件136可定位於一光瞳平面內以對用於形成一影像(一場平面影像或一光瞳平面影像)之收集光130之一角度分佈之部分進行選擇、濾波、修改或以其他方式進行控制。本文中經審慎考慮，此一組態可用於自成像樣本118上之週期性結構選擇特定繞射級以傳播至偵測器128以形成一影像(一場平面影像或一光瞳平面影像)。
成像度量衡工具106通常可包含適用於捕獲來自樣本108之光之任何數目或類型之偵測器128。在一項實施例中，偵測器128包含適用於特性化一靜態樣本之一或多個偵測器128。在此方面，成像度量衡工具106可在其中樣本108在一量測期間係靜態之一靜態模式中操作。例如，一偵測器128可包含一二維像素陣列，諸如(但不限於)一電荷耦合裝置(CCD)或一互補金屬氧化物半導體(CMOS)裝置。在此方面，偵測器128可在一單一量測中產生一二維影像(例如，一場平面影像或一光瞳平面影像)。
在一項實施例中，偵測器128包含適用於特性化一移動樣本(例如，一經掃描樣本)之一或多個偵測器128。在此方面，成像度量衡工具106可在其中在一量測期間相對於一量測場掃描樣本108之一掃描模式中操作。例如，偵測器128可包含具有足以在一掃描期間在選定影像容限(例如，影像模糊、對比度、清晰度或類似者)內擷取一或多個影像之一擷取時間及/或一再新率之一2D像素陣列。藉由另一實例，偵測器128可包含用於一次一行像素地連續產生一影像之一線掃描偵測器。藉由另一實例，偵測器128可包含一延時積分(TDI)偵測器。一TDI偵測器可在樣本108之運動與TDI偵測器中之電荷轉移時脈信號同步時產生樣本108之一連續影像。特定言之，一TDI偵測器自像素行上之曝光獲取電荷且包含時脈脈衝以沿著一掃描方向在像素之鄰近行之間轉移電荷。當樣本108沿著掃描方向之運動與TDI偵測器中之電荷轉移同步時，電荷在掃描期間連續累積。此程序繼續，直至電荷到達像素之一最後行且隨後自偵測器讀出。以此方式，與使用一簡單線掃描相機將可能之情況相比，物件之影像在一更長時間框內累積。此相對更長擷取時間降低影像中之光子雜訊位準。此外，影像及電荷之同步運動防止經記錄影像中之模糊。
成像度量衡工具106之照明子系統120及集光子系統132可以適用於使用照明光束116照明樣本108且收集回應於入射照明光束116而自樣本108發出之光之廣泛範圍之組態定向。例如，如圖1B中繪示，成像度量衡工具106可包含經定向使得一共同物鏡126可同時將照明光束116引導至樣本108且收集來自樣本108之光(例如，收集光130)之一光束分離器138。藉由另一實例，照明子系統120及成像子系統132可含有非重疊光學路徑。
現大體上參考圖1A，本文中經審慎考慮，在絕對位置映射之背景內容中，一樣本108上之一樣本標記110及一樣本卡盤102上之絕對參考標記104通常可沿著一軸向方向(例如，一Z方向)分離達任何距離。作為一圖解，樣本108可包含一基板及樣本標記110可形成於其或其等上之一或多個樣本層。在此情況中，樣本標記110及絕對參考標記104可沿著軸向方向分離達至少基板之厚度。在一般意義上，樣本108可包含具有任何材料或任何厚度之一基板。例如，樣本108可包含(但不限於)由一經研磨或一未研磨半導體晶圓形成之一基板。
本文中經進一步審慎考慮，成像度量衡工具106可基於自一物件平面周圍之一焦深(DOF) (其通常由物鏡126之數值孔徑控制)內發出之光產生影像。例如，定位於一物件平面周圍之DOF內之特徵將在一相關聯場平面影像中聚焦，而在DOF外部之特徵通常離焦至不同量。
本文中揭示之成像度量衡工具106可適用於產生可分離達小於或大於DOF之距離之多個平面上之特徵之影像。
作為一圖解，在判定樣本標記110之絕對位置之背景內容中，樣本標記110可在一第一平面上且絕對參考標記104可在一第二平面上。在其中一樣本標記110及絕對參考標記104兩者皆在成像度量衡工具106之DOF內(例如，第一及第二平面分離達小於DOF之一距離)之情況中，成像度量衡工具106可產生適用於判定樣本標記110之絕對位置之一單一對準影像。然而，使用多個量測配方產生之多個對準影像仍可經產生以增加量測之準確度及/或靈敏度。在其中一樣本標記110及絕對參考標記104不在成像度量衡工具106之DOF內(例如，第一及第二平面分離達大於DOF之一距離)之情況中，成像度量衡工具106可使用在成像度量衡工具106之一物件平面處之樣本標記110產生至少一個對準影像且使用在成像度量衡工具106之一物件平面處之絕對參考標記104產生至少一個對準影像。以此方式，可使用針對樣本標記110定製之一度量衡配方產生至少一個對準影像且可使用針對絕對參考標記104定製之一度量衡配方產生至少一個對準影像。
在一些實施例中，成像度量衡工具106包含一單物件平面。在此情況中，成像度量衡工具106可藉由沿著一軸向方向平移一成像樣本118且在選定軸向位置處產生分開的影像而產生定位於不同平面上之一共同橫向位置處之特徵之影像。例如，在樣本映射系統100之背景內容中，樣本映射系統100可在使用平移載物台112將一樣本標記110放置於物件平面處之後產生至少一個對準影像且可在使用平移載物台112將絕對參考標記104放置於物件平面處之後進一步產生至少一個對準影像。
在一些實施例中，成像度量衡工具106係包含可分離達大於DOF之一軸向距離之多個(例如，兩個或更多個)物件平面之一多平面成像度量衡工具106。以此方式，藉由成像度量衡工具106產生之一影像與來自多個分開的物件平面之光相關聯。例如，各物件平面上之特徵可同時在藉由一多平面成像度量衡工具106產生之一場平面影像上聚焦。因此，一多平面成像度量衡工具106可擷取其中一樣本108上之一樣本標記110及一樣本卡盤102上之絕對參考標記104兩者同時聚焦之一單一對準影像。
現參考圖1C至圖1K，根據本發明之一或多項實施例更詳細描述一多平面成像度量衡工具106之各種組態。應注意，圖1C至圖1K中繪示之一多平面成像度量衡工具106之組態描繪其中一偵測器128定位於與成像樣本118共軛之一平面中之場平面成像組態。然而，應理解，此僅係為了闡釋性目的且其中一偵測器128定位於一光瞳平面中之光瞳平面成像組態亦在本發明之精神及範疇內。
在一些實施例中，一多平面成像度量衡工具106包含在一成像子系統132中以沿著具有不同光學路徑長度之兩個或更多個共軛路徑142分離收集光130且將來自各共軛路徑142之收集光130進一步重新組合至包含偵測器128之一共同偵測路徑144之一或多個共軛路徑光束分離器140。本文中經審慎考慮，針對在一固定位置(例如，一固定影像平面位置)處之一偵測器128，一物件平面相對於物鏡126之位置取決於偵測器128與物鏡126之間之光學路徑長度。因此，各共軛路徑142與一不同物件平面相關聯且在各物件平面中之特徵在偵測器128上同時聚焦。
圖1C係根據本發明之一或多項實施例之利用兩個共軛路徑光束分離器140之一雙平面成像度量衡工具106之一概念視圖。在圖1C中，一第一共軛光束分離器140a將收集光130分離至一第一共軛路徑142a及一第二共軛路徑142b中且一第二共軛光束分離器140b沿著共同偵測路徑144將來自兩個共軛路徑142a、b之光重新組合。因此，成像度量衡工具106具有與第一共軛路徑142a相關聯之一第一物件平面146a及與第二共軛路徑142b相關聯之一第二物件平面146b。共軛路徑142之各者可進一步包含各種路徑控制光學器件148或其他光學組件(未展示)以操縱及/或修改相關聯共軛路徑142內之收集光130。
共軛路徑光束分離器140可包含此項技術中已知之適用於將收集光130分離至共軛路徑142中及/或將來自共軛路徑142之光組合至共同偵測路徑144之任何組件。此外，第一共軛光束分離器140a不需要係與第二共軛光束分離器140b相同類型或組態之裝置。
共軛路徑光束分離器140可使用此項技術中已知之任何技術或機制分離及/或組合收集光130。此外，共軛路徑光束分離器140可(但不需要)區別與各種物件平面146相關聯之收集光130。
在一些實施例中，共軛路徑光束分離器140包含振幅光束分離器(例如，50/50光束分離器或類似者)。在此情況中，共軛路徑光束分離器140可不區別與物件平面146相關聯之收集光130且各共軛路徑142可包含來自各物件平面146之光。本文中應認知，在此組態中，偵測器128可接收來自第一共軛路徑142a之與第一物件平面146a上之特徵相關聯之聚焦光及來自第二共軛路徑142b之與第一物件平面146a上之特徵相關聯之離焦光。類似地，偵測器128可接收來自第二共軛路徑142b之與第二物件平面146b上之特徵相關聯之聚焦光及來自第一共軛路徑142a之與第二物件平面146a上之特徵相關聯之離焦光。然而，離焦光影響所產生影像之一品質(例如，一對比度或類似者)之程度可取決於諸如(但不限於)不同物件平面146上之特徵之一橫向分離或不同物件平面146之一軸向分離之因素。在一些情況中，所產生影像之品質可在選定容限內，儘管存在離焦光。
在一些實施例中，共軛路徑光束分離器140及/或一或多個共軛路徑142中之額外元件緩解偵測器128上之離焦光之存在。
在一些實施例中，一或多個共軛路徑光束分離器140係光譜選擇性元件。例如，一或多個共軛路徑光束分離器140包含一光譜選擇性塗層(例如，一二向色塗層或類似者)，使得共軛路徑142包含具有不同光譜含量之光。本文中經審慎考慮，尤其當物件平面146上之特徵亦具有光譜選擇性性質時，光譜選擇性共軛路徑142可緩解來自各種物件平面146上之特徵之偵測器128上之離焦光。作為在樣本映射系統100之背景內容中之一圖解，定位於第一物件平面146a上之樣本標記110及/或定位於第二物件平面146b上之絕對參考標記104可經設計以在不同光譜帶中係反射性的。在此情況中，共軛路徑光束分離器140可區分不同光譜帶(例如，反射一者且透射另一者)，使得來自樣本標記110之收集光130被限制於第一共軛路徑142a且來自絕對參考標記104之收集光130被限制於第二共軛路徑142b。因此，成像子系統132可僅將樣本標記110及絕對參考標記104之聚焦光提供至偵測器128。
在一些實施例中，一或多個共軛路徑光束分離器140係偏光選擇性元件。經審慎考慮，尤其當物件平面146上之特徵亦具有偏光選擇性性質時，可基於經偏光共軛路徑光束分離器140類似地緩解來自各種物件平面146上之特徵之離焦光。在一般意義上，可擴展此等概念以基於具有各種類型之選擇性之共軛路徑光束分離器140緩解來自各種物件平面146上之特徵之離焦光。
現參考圖1D，圖1D係根據本發明之一或多項實施例之利用一單一共軛光束分離器140之一雙平面成像度量衡工具106之一概念視圖。在圖1D中，各共軛路徑142a、b具有路徑控制光學器件148以將收集光130回射回至單一共軛光束分離器140。本文中經審慎考慮，呈此組態之一單一共軛光束分離器140及經回射收集光130之使用可增加影像至影像配準之穩定性。然而，此一組態可僅利用振幅選擇性共軛路徑光束分離器140且因此可提供緩解來自各種物件平面146上之特徵之離焦光之更少能力。
現參考圖1E，圖1E係根據本發明之一或多項實施例之利用呈一偏移組態之一單一複合共軛光束分離器140之一雙平面成像度量衡工具106之一概念視圖。在圖1E中，單一複合共軛光束分離器140包含在一共同面152之不同部分上之兩個塗層150a、b。在此情況中，來自物鏡126之收集光130可經引導至一第一塗層150a，該第一塗層150a可將收集光130分離至共軛路徑142a、b中。在各共軛路徑142a、b中之重新引導光學器件148可將收集光130引導至一第二塗層150b以重新組合至共同偵測路徑144。以此方式，類似於圖1C，塗層150a、b可提供任何類型之選擇性(例如，振幅、光譜、偏光或類似者)。此外，圖1E中之組態可透過使用一單元件共軛光束分離器140及經回射收集光130而進一步提供相對高影像至影像穩定性。重新引導光學器件148可使用此項技術中之任何技術形成。在一些實施例中，重新引導光學器件148經形成為以一角隅稜鏡(corner-cube)組態提供三個反射或三個鏡之角隅稜鏡。在一些實施例中，重新引導光學器件148經形成為以一直角稜鏡組態提供兩個反射或兩個鏡之直角稜鏡。
現參考圖1F至圖1J，在一些實施例中，一多平面成像度量衡工具106包含一暗場光瞳光闌154以將來自不同物件平面146之收集光130選擇性地分佈至不同共軛路徑142以緩解來自各種物件平面146上之特徵之離焦光。
圖1F係根據本發明之一或多項實施例之包含一暗場光瞳光闌154之一雙平面成像度量衡工具106之一概念視圖。在圖1F中，根據本發明之一或多項實施例，暗場光瞳光闌154定位於一光瞳平面156處，該光瞳平面156定位於物鏡126與一單一複合共軛路徑光束分離器140之間，如圖1E中繪示。因此，暗場光瞳光闌154可基於自成像樣本118之發射角而選擇性地通過(及阻擋)收集光130。
在一些實施例中，暗場光瞳光闌154包含一環形孔隙且物件平面146a、b上之特徵經設計具有具備不同節距之週期性特徵，使得使用具有一窄角範圍之一照明光束116之照明導致光瞳平面156中之各照明波長之空間受限繞射級。在此組態中，不同物件平面146a、b中之特徵之節距之間之差異導致任何給定波長下之空間分離繞射級。在一些實施例中，暗場光瞳光闌154、物件平面146a、b上之特徵之節距及照明波長經設計使得來自第一物件平面146a之一繞射級(例如，+/-1繞射)對於一第一波長通過且來自第二物件平面146b之一繞射級對於一第二波長通過。單一複合共軛光束分離器140之塗層150a、b接著可選擇性地將收集光130自第一物件平面146a引導至第一共軛路徑142a且將收集光130自第二物件平面146b引導至第二共軛路徑142b。因此，可抑制來自物件平面146a、b上之特徵之離焦光。
圖1G至圖1J進一步提供使用一暗場光瞳光闌154以用於對於一成像樣本118 (諸如(但不限於)根據圖3A至圖3E之設計)之通道選擇之一非限制性實例。
圖1G係繪示根據本發明之一或多項實施例之具有一第一節距D1之第一層特徵304及具有一第二節距D2之第二層特徵306之一成像樣本118之一俯視圖。在圖1G中，第一節距大於第二節距。
圖1H係繪示根據本發明之一或多項實施例之使用具有一窄角範圍之一單一照明光束116之法向入射之一照明光瞳158之一俯視圖。以此方式，成像樣本118可回應於照明光束116而產生離散繞射級。
圖1I係根據本發明之一或多項實施例之在一集光光瞳平面156處具有一環形孔隙160之一暗場光瞳光闌154之一俯視圖，其繪示0級繞射162、在一第一波長λ 1下之第一層特徵304之一級繞射164及在第一波長λ 1下之第二層特徵306之一級繞射166。如圖1I中繪示，暗場光瞳光闌154通過第一波長λ 1下之第一層特徵304之一級繞射164且阻擋第一波長λ 1下之第二層特徵306之一級繞射166。
圖1J係根據本發明之一或多項實施例之在一集光光瞳平面156處之一暗場光瞳光闌154之一俯視圖，其繪示0級繞射162、在一第二波長λ 2下之第一層特徵304之一級繞射164及在第二波長λ 2下之第二層特徵306之一級繞射166。如圖1J中繪示，暗場光瞳光闌154阻擋第二波長λ 2下之第一層特徵304之一級繞射164且通過第二波長λ 2下之第二層特徵306之一級繞射166。
現參考圖1K，在一些實施例中，不同物件平面146上之特徵之影像形成於一共同感測器之空間上不同區域上。以此方式，相關聯特徵同時在影像中聚焦。
圖1K係根據本發明之一或多項實施例之在一共同偵測器128上提供第一層特徵304及第二層特徵306之聚焦影像之一雙平面成像度量衡工具106之一概念視圖。在圖1K中，一共軛光束分離器140將收集光130分離至一第一共軛路徑142a及一第二共軛路徑142b中。來自兩個共軛路徑142之收集光130接著直接成像至偵測器128之不同部分上。此外，共軛路徑142之一者或兩者可包含重新引導光學器件148以提供共軛路徑142之不同光學路徑長度。
在此組態中，共軛光束分離器140可包含此項技術中已知之任何類型之光束分離器，其包含(但不限於)一非偏光光束分離器、一偏光光束分離器或一二向色光束分離器。以此方式，除偵測器128上之空間分離之外，成像度量衡工具106亦可實施任何類型之選擇性以區分來自各種物件平面146之收集光130。成像度量衡工具106可包含一暗場光瞳光闌154以用於來自各種物件平面146之收集光130之進一步區分，如圖1F至圖1J中繪示。
再次大體上參考圖1B至圖1K，本文中經審慎考慮，一多平面成像度量衡工具106不限於如本文中先前描述之一單一樣本上之特徵之絕對位置之判定。此外，一多平面成像度量衡工具106不限於用於樣本映射系統100中。例如，多平面成像度量衡工具106可適合用作一疊對度量衡工具。作為一圖解，多平面成像度量衡工具106可產生不同樣本層上之疊對特徵之一影像，其中兩個樣本上之疊對特徵一起形成一疊對目標(諸如(但不限於)圖3A至圖3E中繪示之一度量衡目標302之任何設計)，其中疊對目標之全部特徵同時聚焦。藉由另一實例，多平面成像度量衡工具106可適合用作一對準工具。作為一圖解，多平面成像度量衡工具106可產生其中全部特徵同時聚焦之待接合樣本上之對準特徵之一影像，其中兩個樣本上之特徵一起形成一對準目標(諸如(但不限於)圖3A至圖3E中繪示之一度量衡目標302之任何設計)，其中對準目標之全部特徵同時聚焦。
再次參考圖1A，根據本發明之一或多項實施例更詳細描述樣本映射系統100之各種額外組件。
在一些實施例中，樣本映射系統100包含經組態以接合兩個樣本以產生一經接合樣本之一樣本接合器168。樣本接合器168通常可接合任何類型之樣本以產生此項技術中已知之任何類型之經接合樣本。例如，樣本接合器168可接合兩個或更多個晶圓以形成一W2W經接合樣本。藉由另一實例，樣本接合器168可將一半導體晶粒接合至一半導體晶圓以形成一D2W樣本。
在一些實施例中，樣本映射系統100包含可通信地耦合至樣本標記110之任何組件之一控制器170。在另一實施例中，控制器170包含一或多個處理器172。例如，一或多個處理器172可經組態以執行維持於一記憶體裝置174或記憶體中之一組程式指令。一控制器170之一或多個處理器172可包含此項技術中已知之任何處理元件。在此意義上，一或多個處理器172可包含經組態以執行演算法及/或指令之任何微處理器類型裝置。
一控制器170之一或多個處理器172可包含此項技術中已知之任何處理器或處理元件。為了本發明之目的，術語「處理器」或「處理元件」可被廣泛地定義以涵蓋具有一或多個處理或邏輯元件(例如，一或多個微處理器裝置、一或多個特定應用積體電路(ASIC)裝置、一或多個場可程式化閘陣列(FPGA)或一或多個數位信號處理器(DSP))之任何裝置。在此意義上，一或多個處理器172可包含經組態以執行演算法及/或指令(例如，儲存於記憶體中之程式指令)之任何裝置。在一項實施例中，一或多個處理器172可體現為一桌上型電腦、主機電腦系統、工作站、影像電腦、平行處理器、網路連結電腦或經組態以執行一程式(其經組態以操作樣本映射系統100或結合樣本映射系統100操作)之任何其他電腦系統，如貫穿本發明所描述。再者，樣本映射系統100之不同子系統可包含適用於實行本發明中描述之步驟之至少一部分之一處理器或邏輯元件。因此，上文之描述不應被解譯為對本發明之實施例之一限制而僅為一圖解。此外，貫穿本發明描述之步驟可藉由一單一控制器或替代地多個控制器實行。另外，控制器170可包含容置於一共同外殼中或多個外殼內之一或多個控制器。以此方式，任何控制器或控制器之組合可分開地封裝為適用於整合至樣本映射系統100中之一模組。
記憶體裝置174可包含此項技術中已知之適用於儲存可由相關聯之一或多個處理器172執行之程式指令之任何儲存媒體。例如，記憶體裝置174可包含一非暫時性記憶體媒體。藉由另一實例，記憶體裝置174可包含(但不限於)一唯讀記憶體(ROM)、一隨機存取記憶體(RAM)、一磁性或光學記憶體裝置(例如，磁碟)、一磁帶、一固態硬碟及類似者。應進一步注意，記憶體裝置174可與一或多個處理器172一起容置於一共同控制器外殼中。在一項實施例中，記憶體裝置174可相對於一或多個處理器172及控制器170之實體位置遠端定位。例如，控制器170之一或多個處理器172可存取可透過一網路(例如，網際網路、內部網路及類似者)存取之一遠端記憶體(例如，伺服器)。
控制器170可引導(例如，透過控制信號)或接收來自樣本映射系統100之任何組件(包含(但不限於)偵測器128、平移載物台112)之資料。控制器170可進一步經組態以執行貫穿本發明描述之各種程序步驟之任一者，諸如(但不限於)與用於樣本映射之方法700或下文描述之用於樣本接合之方法800相關聯之步驟。
在一些實施例中，樣本映射系統100包含通信地耦合至控制器170之一使用者介面176。在一項實施例中，使用者介面176可包含(但不限於)一或多個桌上型電腦、膝上型電腦、平板電腦及類似者。在另一實施例中，使用者介面176包含用於將樣本映射系統100之資料顯示給一使用者之一顯示器。使用者介面176之顯示器可包含此項技術中已知之任何顯示器。例如，顯示器可包含(但不限於)一液晶顯示器(LCD)、一基於有機發光二極體(OLED)之顯示器或一CRT顯示器。熟習此項技術者應認知，能夠與一使用者介面176整合之任何顯示裝置適用於本發明中之實施方案。在另一實施例中，一使用者可回應於經由使用者介面176之一使用者輸入裝置顯示給使用者之資料而輸入選擇及/或指令。
在一些實施例中，樣本接合器168包含一對準系統178以對準待接合樣本。在一些實施例中，成像度量衡工具106操作為一對準工具以在接合之前對準兩個樣本。以此方式，可擴展與絕對座標及/或校正座標之判定相關之任何教示以在接合之前提供樣本之對準量測。例如，一多平面成像度量衡工具106可提供待接合之兩個樣本上之樣本特徵之影像，其中兩個樣本上之樣本特徵一起形成一對準目標，諸如(但不限於)圖3A至圖3E中繪示之一度量衡目標302之任何設計，其中對準目標之全部特徵同時聚焦。待接合樣本可在接合之前使用此項技術中已知之任何技術對準。在一些實施例中，待接合樣本之各者上之至少一些樣本標記對應於一對準標記之部分。以此方式，可基於對準標記之對準量測調整樣本之相對位置以在一選定容限內對準樣本。
現參考圖5A至圖6B，樣本映射系統100或其之一部分(諸如成像度量衡工具106)可用於判定一經接合樣本之疊對(例如，構成樣本、樣本件或類似者之間之一疊對)。例如，多平面成像度量衡工具106可產生已接合之兩個樣本上之樣本特徵之一影像，其中兩個樣本上之樣本特徵一起形成一疊對目標(諸如(但不限於)圖3A至圖3E中繪示之一度量衡目標302之任何設計)，其中疊對目標之全部特徵同時聚焦。
此外，圖5A至圖6B繪示由一晶粒504至一晶圓506基板之接合形成之一D2W樣本502之一非限制性實例。然而，應理解，圖5A至圖6B僅係為了闡釋性目的提供且不應被解譯為限制性。實情係，任何類型之經接合樣本在本發明之精神及範疇內。
本文中經審慎考慮，可期望在樣本邊緣附近放置此等疊對目標以達成高準確度。例如，在一D2W樣本502之情況中，適用於量測一晶粒至一晶圓之接合之疊對之疊對目標可放置於晶粒504之邊緣附近。然而，本文中經進一步審慎考慮，幾何陰影可限制疊對目標可定位至邊緣之接近程度。圖5A及圖5B繪示幾何陰影對放置於一D2W樣本502之一晶粒邊緣508附近之一度量衡目標302之負面影響。圖5A係根據本發明之一或多項實施例之包含定位於一晶粒邊緣508附近之具有圖3A至圖3C中繪示之設計之一疊對度量衡目標302之一經接合D2W樣本502之一X-Z平面中之一側視圖。圖5B係根據本發明之一或多項實施例之圖5A中之經接合D2W樣本502之一Y-Z平面中之一側視圖。特定言之，圖5A繪示自沿著X方向為週期性之度量衡目標302之特徵發出之若干X方向繞射級510且圖5B繪示自沿著Y方向為週期性之度量衡目標302之特徵發出之若干Y方向繞射級512b。如圖5A及圖5B中繪示，沿著平行於晶粒邊緣508之一方向之繞射級(例如，此處為X方向繞射級510)不受晶粒邊緣508之影響或受其可忽略地影響，而垂直於晶粒邊緣508之至少一些繞射級(例如，此處為X方向繞射級510)可受晶粒邊緣508影響。在圖5B中，此係由影響晶粒邊緣508之使用一「X」標記之Y方向繞射級512之一者繪示，其可影響度量衡目標302或更一般言之一量測之相關聯影像。
因此，在一些實施例中，用於特性化經接合樣本之疊對目標可定位於晶粒邊緣附近且可進一步包含沿著接近晶粒邊緣之方向為週期性之特徵以緩解圖5A及圖5B中繪示之幾何陰影之效應。特定言之，圖6A及圖6B提供一D2W樣本502上之經接合樣本特性化之疊對目標之放置及定向之非限制性闡釋性實例。
圖6A係根據本發明之一或多項實施例之包含用於接合程序之特性化之一組疊對目標之一D2W樣本502之一第一佈局之一俯視圖。在圖6A中，至少一個X方向疊對度量衡目標302a沿著一X方向晶粒邊緣508a放置且至少一個Y方向疊對度量衡目標302b沿著一Y方向晶粒邊緣508b放置。例如，X方向疊對度量衡目標302a可(但不需要)具有圖3D中繪示之設計且Y方向疊對度量衡目標302b可(但不需要)具有圖3E中繪示之設計。此外，X方向疊對度量衡目標302a及Y方向疊對度量衡目標302b可定位於沿著各自晶粒邊緣之任何適合位置(諸如(但不限於)如圖6A中繪示之晶粒504之一中心部分)處。
圖6B係根據本發明之一或多項實施例之包含用於接合程序之特性化之一組疊對目標之一D2W樣本502之一第二佈局之一俯視圖。圖6B中繪示之佈局類似於圖6A之佈局，惟一X方向疊對度量衡目標302a及一Y方向疊對度量衡目標302b定位於足夠接近以在一疊對工具(例如，樣本映射系統100、成像度量衡工具106或類似者)之一視場602內之一邊角附近除外。因此，相對於包含經隔離單向目標之佈局(諸如圖6A中之佈局)，圖6B中之佈局可將量測之一數目減少達2倍。
現參考圖7A至圖8，根據本發明之一或多項實施例更詳細描述用於先進封裝之各種方法。
圖7A係繪示根據本發明之一或多項實施例之在用於樣本映射之一方法700中執行之步驟之一流程圖。本文中先前在樣本映射系統100之背景內容中描述之實施例及實現技術應被解譯為擴展至方法700。然而，應進一步注意，方法700不限於樣本映射系統100之架構。
在一些實施例中，方法700包含將包含一或多個樣本標記之一樣本放置於具有絕對參考標記之一樣本卡盤上之一步驟702。樣本標記通常可包含期望其等之絕對座標之樣本上之任何特徵。絕對參考標記可包含適用於定義樣本標記之絕對位置之任何類型之參考標記。考量關於圖1A至圖4描述之樣本映射系統100作為一闡釋性實例，方法700之絕對參考標記可包含關於圖1A至圖4描述之任何絕對參考標記104。在一些實施例中，絕對參考標記可包含與任何適合座標系統相關聯之座標值204及/或一座標網格202。在一些實施例中，絕對參考標記可包含與如圖3A至圖3E中繪示之一度量衡目標(例如，一疊對目標、一對準目標或類似者)相關聯之特徵。例如，某些絕對參考標記104可形成與一度量衡目標相關聯之特徵之一子集，其中某些樣本特徵形成與度量衡目標相關聯之特徵之一額外子集。
此外，絕對參考標記可永久、半永久或暫時附著或以其他方式安置於樣本卡盤上。例如，絕對參考標記可形成為(但不限於)經列印標記、溝槽、凸起部分、經化學處理標記、一圖案化材料膜或為透過樣本卡盤中之一透明窗可見之一顯示裝置上之所顯示標記。
在一些實施例中，方法700包含基於絕對參考標記判定一或多個樣本標記之絕對座標之一步驟704。圖7B係繪示根據本發明之一或多項實施例之與判定一或多個樣本標記之絕對座標之步驟704相關聯之步驟之一流程圖。特定言之，圖7B繪示與判定與樣本上之樣本標記組之一特定樣本標記(例如，樣本標記之任一者)相關聯之絕對座標相關聯之步驟。因此，可針對期望其絕對座標之樣本上之各樣本標記重複圖7B中之步驟。此外，可(但不需要)將一樣本上之各種樣本標記之絕對座標提供為一絕對樣本圖。
在一些實施例中，判定一特定樣本標記之絕對座標包含平移樣本以將一特定樣本標記放置於一成像度量衡工具之一視場內之一步驟706。繼續樣本映射系統100之實例，可使用平移載物台112將樣本平移至成像度量衡工具106之一視場。
在一些實施例中，判定一特定樣本標記之絕對座標包含使用成像度量衡工具在此位置(例如，此橫向位置)處擷取一或多個對準影像之一步驟708，其中此位置處之一或多個對準影像之至少一者對應於特定樣本標記且其中一或多個對準影像之至少一者對應於在成像度量衡工具之視場內之透過樣本為成像度量衡工具可見之絕對參考標記之一部分。在一些實施例中，判定一特定樣本標記之絕對座標包含基於一或多個對準影像判定特定樣本標記之絕對座標之一步驟710。
在一特定位置處產生之對準影像可包含場平面影像(例如，樣本標記之結構及/或絕對參考標記之部分之影像)或光瞳平面影像(例如，來自樣本標記及/或絕對參考標記之部分之光之角度分佈之影像)之任何組合。
此外，可在此位置處產生任何數目個對準影像。在一些情況中，可需要或可期望在此位置處產生多個對準影像。例如，特定樣本標記及絕對參考標記之特定部分可沿著一軸向方向分離達大於成像度量衡工具之DOF之一距離。因此，可使用針對特定樣本標記及絕對參考標記之特定部分定製之量測配方(例如，成像度量衡工具之一組量測條件或參數)產生分開的對準影像。在一些實施例中，在多個聚焦深度(例如，軸向位置)處產生對準影像。例如，可使用在成像度量衡系統之一物件平面處之特定樣本標記產生至少一個對準影像(例如，使得特定樣本標記在一場平面影像中聚焦)且使用在成像度量衡系統之物件平面處之絕對參考標記之特定部分產生至少一個對準影像(例如，使得絕對參考標記之特定部分在成像度量衡系統中聚焦)。在一些實施例中，成像度量衡系統係一多平面成像度量衡系統，諸如(但不限於)圖1C至圖1F中繪示之多平面成像度量衡工具106。以此方式，特定樣本標記及絕對參考標記之特定部分可在一單一影像中同時聚焦，即使其等軸向分離達多於成像度量衡工具106之DOF。
在一些實施例中，特定樣本標記及特定樣本標記下方之絕對參考標記之特定部分(及成像度量衡工具之視場中之周圍區域)可比成像度量衡工具之一DOF更足夠緊靠在一起，使得僅需要一個對準影像。例如，特定樣本標記及絕對參考標記之特定部分可皆在一單一對準影像中聚焦(或在一選定容限內)。
本文中經審慎考慮，基於一或多個對準影像判定特定樣本標記之絕對座標之步驟710可在本發明之精神及範疇內以各種方式實施。
在一特定位置處產生之一或多個對準影像通常可經分開地分析或組合成一複合影像。例如，可基於一個對準影像判定絕對參考標記之特定部分在視場或其他固定空間內之一位置且基於另一對準影像判定特定樣本特徵在視場或其他固定空間內之一位置。接著可藉由所提取位置判定相對位置。藉由另一實例，可形成一或多個複合影像。作為一圖解，一複合影像之一第一區域可包含使用來自一個對準影像之資料之特定樣本特徵且複合影像之一第二區域可包含自另一對準影像提取之絕對參考標記之特定部分。在一般意義上，用於分析一或多個對準影像或其中之資料之任何技術係在本發明之精神及範疇內。
在一些實施例中，絕對參考標記定義或代表一絕對參考座標系統。以此方式，特定樣本標記之絕對座標可對應於絕對參考座標系統中之座標。例如，絕對參考標記可包含如本文中先前描述之座標值及/或一座標網格。以此方式，步驟710可包含在絕對參考座標系統之背景內容內判定一相對位置(例如，橫向位置及/或旋轉)。作為一圖解，特定樣本標記可在可見座標值及/或座標網格標記上或之間可見，使得特定樣本標記之絕對座標可藉由可見座標值及/或座標網格標記之間之內插判定。
在一些實施例中，基於一或多個對準影像判定特定樣本標記之絕對座標之步驟710包含判定待與藉由先前手段已知之初級座標組合之校正座標。例如，可透過設計資料、一系統配方、預gds資訊或類似者知道特定樣本標記之初步座標。然而，情況可係，歸因於製造或其他誤差，特定樣本標記之實際(例如，絕對)座標可不同於預期初步座標。此外，情況可係，用於將特定樣本標記與成像度量衡工具對準之平移載物台可經歷超過一特定應用之定位容限之漂移或其他不準確度。
作為一圖解，特定樣本標記可基於初步座標(X i,Y i,θ i)與成像度量衡工具對準，其中下標i係指特定樣本標記，項X及Y係橫向座標且項θ係一旋轉座標。歸因於誤差之任何組合，情況可係，特定樣本標記不在成像度量衡工具之視場中居中或以其他方式不在預期位置(或定向)中。在此情況中，步驟710可包含判定校正座標(或更一般言之，一校正函數)以校正特定樣本標記之初步座標且因此判定特定樣本標記之絕對座標。此可係基於在預期位置(例如，與初步座標相關聯之一位置)處且在使特定樣本標記在視場中居中之後產生之對準影像。
此一方法可使用廣泛多種類型之絕對參考標記(包含(但不限於)座標值及/或座標網格標記(例如，如圖2A至圖2C中繪示)或形成一度量衡標記之一部分之絕對參考標記(例如，如圖3A至圖3E中繪示))實施。例如，可相對於絕對參考標記之特定位置基於特定樣本標記之一預期位置與特定樣本標記之一實際位置之間之一差異判定校正座標(或更一般言之，校正函數)。
本文中經審慎考慮，本文中描述之任何技術可適用於以與基於一平移載物台之編碼器可達成之準確度及/或可重複性相等或更佳之一準確度及/或一可重複性產生絕對位置座標。在一些實施例中，本文中揭示之系統及方法適用於以次微米準確度判定絕對座標。此外，本文中經審慎考慮，僅使用一平移載物台達成一所要位準之準確度及/或可重複性可能成本過高。因此，本文中揭示之系統及方法可提供用於樣本特徵之絕對映射之一具成本效益之方法。
在一些實施例中，方法700包含基於一或多個樣本標記之至少一者之絕對座標控制一或多個程序工具之一步驟712。本文中進一步經審慎考慮，用於判定樣本特徵之絕對座標之方法700可進一步用於各種類型之程序控制。例如，至少一個樣本標記之絕對座標可用作前饋資料以控制用於一後續程序步驟之一或多個程序工具。藉由另一實例，至少一個樣本標記之絕對座標可用作回饋資料以控制用於製造後續樣本之一或多個程序工具。藉由另一實例，至少一個樣本標記之絕對座標可用作回饋資料以控制一先進程序控制系統中之一或多個程序工具。在2014年2月18日發佈之美國專利第8,655,469號中大體上描述先進程序控制，該專利之全文以引用的方式併入本文中。
在一些實施例中，方法700包含基於一或多個樣本標記之至少一者之絕對座標監測一或多個程序工具(例如，微影工具、蝕刻工具、拋光工具或類似者)之一健康之一步驟714。例如，樣本標記之絕對座標相對於預期(例如，初步)座標之變動可係一或多個程序工具自規範偏離且可需要更新之一指示。
現參考圖8，圖8係根據本發明之一或多項實施例之用於樣本接合之一方法800之一流程圖。本文中先前在樣本映射系統100之背景內容中描述之實施例及實現技術應被解譯為擴展至方法800。然而，應進一步注意，方法800不限於樣本映射系統100之架構。
本文中經審慎考慮，方法700可適用於在緊密對準容限內製造經接合樣本(例如，W2W樣本、D2W樣本或類似者)。特定言之，在一樣本接合程序中達成準確對準可需要構成樣本件上之各種特徵(諸如(但不限於)接合墊、用於在接合之前使樣本對準之對準標記或在接合之後之疊對標記(或其等之部分))之高度準確知識。例如，用於量測經接合樣本之對準之一疊對目標可由定位於各樣本上之特徵形成，使得在接合之後之疊對目標之一疊對量測可提供經接合樣本之對準準確度之一量測。
在一些實施例中，方法800包含產生兩個或更多個樣本之絕對位置圖之一步驟802，其中兩個或更多個樣本之一特定樣本之一絕對位置圖包含該特定樣本上之一或多個樣本標記之絕對座標。例如，方法700可用於產生兩個或更多個樣本之絕對位置圖。此外，樣本標記可包含(但不限於)接合墊、對準標記或疊對標記(或其等之部分)。
在一些實施例中，方法800包含基於來自兩個或更多個樣本之一第一樣本之一絕對位置圖及來自兩個或更多個樣本之一第二樣本之一絕對位置圖將該第一樣本與該第二樣本對準之一步驟804。在一些實施例中，方法800包含基於對準將第一樣本接合至第二樣本以形成一經接合樣本之一步驟806。
本文中經審慎考慮，第一及第二樣本上之接合墊及/或對準標記之絕對座標之知識可促進樣本在接合之前之準確對準。作為一圖解，第一及第二樣本上之樣本標記可對應於組合以提供一對準目標之對準標記。例如，可藉由基於對準標記量測第一及第二樣本之相對位置且基於量測調整第一及第二樣本之相對位置而對準第一及第二樣本。
在一些實施例中，方法800包含選擇用於接合之第一樣本及第二樣本之一步驟808。例如，步驟802可包含產生三個或更多個樣本之絕對位置圖。以此方式，步驟808可包含基於全部所測試樣本之絕對對準圖選擇用於接合之兩個相容樣本(例如，第一及第二樣本)。本文中經審慎考慮，使用方法700產生之絕對放置圖可實現對相容用於接合之樣本之準確選擇。如本文中先前描述，情況可係，各種樣本特徵(接合墊、對準標記、疊對標記或類似者)之實際絕對位置可自預期(例如，初步)位置或座標偏離。因此，步驟808可選擇具有對應樣本特徵(例如，接合墊、對準標記、疊對標記或類似者)之類似實際位置之用於接合之樣本以促進一經接合樣本之準確對準及建構。此外，可重複步驟808以基於一群樣本中之全部樣本之絕對放置圖自該群樣本選擇任何數目對之相容樣本。
在一些實施例中，方法800包含量測經接合樣本之疊對之一步驟810。本文中經審慎考慮，用於產生形成經接合樣本之構成樣本之絕對位置圖之同一成像度量衡工具(例如，成像度量衡工具106或類似者)亦可用於提供經接合樣本之一疊對量測。以此方式，一共同系統可用於預接合及接合後量測兩者以提供一具成本效益之系統。
例如，圖3A至圖3E可代表其中第一層特徵304定位於一個樣本(例如，方法800之第一樣本)上且第二層特徵306定位於另一樣本(例如，方法800之第二樣本)上，使得一完整度量衡目標302形成於經接合樣本上之一疊對目標。因此，成像度量衡工具可以類似於如關於形成絕對放置圖描述之產生一或多個對準特徵之任何方式產生第一層特徵304及第二層特徵306之一或多個影像且可使用此項技術中已知之任何疊對技術判定第一層特徵304及第二層特徵306之相對位置(例如，一疊對量測)。在一些實施例中，成像度量衡工具可藉由軸向平移經接合樣本以將第一層特徵304及第二層特徵306依序對準至成像度量衡工具之一物件平面以進行影像擷取而產生第一層特徵304及第二層特徵306之分開的影像。在一些實施例中，第一層特徵304及第二層特徵306可在成像度量衡工具之一DOF內，使得可基於一單一影像判定疊對。在一些實施例中，用於經接合樣本疊對量測之成像度量衡工具經組態為一多平面成像度量衡工具(例如，如圖1C至圖1F中繪示)。因此，第一層特徵304及第二層特徵306可各定位於物件平面處，使得第一層特徵304及第二層特徵306兩者可在一場平面影像中同時聚焦，即使其等軸向分離達多於DOF。
另外，應理解，經接合樣本之一疊對目標不限於圖3A至圖3E中繪示之設計且通常可包含此項技術中已知之任何疊對目標設計。例如，疊對目標可形成為一基於影像之疊對目標，諸如(但不限於)一BiB目標、一BnB目標、一AIM目標、一三重AIM目標或一rAIM目標。藉由另一實例，疊對目標可形成為一基於散射量測之目標，諸如(但不限於)一光柵疊置目標。
本文中描述之標的物有時繪示其他組件內所含或與其他組件連接之不同組件。應理解，此等所描繪之架構僅僅係例示性，且事實上可實施達成相同功能性之許多其他架構。在一概念意義上，用於達成相同功能性之組件之任何配置有效「相關聯」，使得達成所要功能性。因此，在本文中組合以達成一特定功能性之任何兩個組件可被視為彼此「相關聯」，使得達成所要功能性而不考慮架構或中間組件。同樣地，如此相關聯之任何兩個組件亦可被視為彼此「連接」或「耦合」以達成所要功能性，且能夠如此相關聯之任何兩個組件亦可被視為彼此「可耦合」以達成所要功能性。可耦合之特定實例包含但不限於可實體互動及/或實體互動組件及/或可無線互動及/或無線互動組件及/或可邏輯互動及/或邏輯互動組件。
據信本發明及許多其伴隨優點將藉由前述描述理解，且將明白，可對組件之形式、構造及配置做出多種改變而不脫離所揭示之標的物或不犧牲全部其重大優點。所描述之形式僅僅係解釋性，且以下發明申請專利範圍之意圖係涵蓋且包含此等改變。此外，應理解，本發明係由隨附發明申請專利範圍界定。
100:樣本映射系統 102:樣本卡盤 104:絕對參考標記 106:成像度量衡工具 108:樣本 110:樣本標記 112:平移載物台 114:照明源 116:照明光束 118:成像樣本 120:照明子系統 122:照明子系統透鏡 124:照明子系統控制光學器件 126:物鏡 128:偵測器 130:收集光 132:成像子系統 134:成像子系統透鏡 136:成像子系統控制光學器件 138:光束分離器 140:共軛路徑光束分離器 142:共軛路徑 142a:第一共軛路徑 142b:第二共軛路徑 144:共同偵測路徑 146:物件平面 146a:第一物件平面 146b:第二物件平面 148:路徑控制光學器件/重新引導光學器件 150a:第一塗層 150b:第二塗層 152:共同面 154:暗場光瞳光闌 156:光瞳平面 158:照明光瞳 160:環形孔隙 162:0級繞射 164:一級繞射 166:一級繞射 168:樣本接合器 170:控制器 172:處理器 174:記憶體裝置 176:使用者介面 202:座標網格 204:座標值 206:第一影像 208:第二影像 210:第三影像 302:度量衡目標 302a:X方向疊對度量衡目標 302b:Y方向疊對度量衡目標 304:第一層特徵 306:第二層特徵 402:透明窗 404:顯示裝置 502:D2W樣本 504:晶粒 506:晶圓 508:晶粒邊緣 508a:X方向晶粒邊緣 508b:Y方向晶粒邊緣 512:Y方向繞射級 602:視場 700:方法 702:步驟 704:步驟 706:步驟 708:步驟 710:步驟 712:步驟 714:步驟 800:方法 802:步驟 804:步驟 806:步驟 808:步驟
熟習此項技術者藉由參考附圖可更佳理解本發明之許多優點。 圖1A係根據本發明之一或多項實施例之一樣本映射系統之一方塊圖。 圖1B係繪示根據本發明之一或多項實施例之成像度量衡工具之一概念視圖。 圖1C係根據本發明之一或多項實施例之利用兩個共軛路徑光束分離器之一雙平面成像度量衡工具之一概念視圖。 圖1D係根據本發明之一或多項實施例之利用一單一共軛光束分離器140之一雙平面成像度量衡工具之一概念視圖。 圖1E係根據本發明之一或多項實施例之利用呈一偏移組態之一單一複合共軛光束分離器之一雙平面成像度量衡工具之一概念視圖。 圖1F係根據本發明之一或多項實施例之包含一暗場光瞳光闌之一雙平面成像度量衡工具之一概念視圖。 圖1G係繪示根據本發明之一或多項實施例之具有一第一節距之第一層特徵及具有一第二節距之第二層特徵之一成像樣本之一俯視圖。 圖1H係繪示根據本發明之一或多項實施例之使用具有一窄角範圍之一單一照明光束之法向入射之一照明光瞳之一俯視圖。 圖1I係根據本發明之一或多項實施例之在一集光光瞳平面處具有一環形孔隙之一暗場光瞳光闌之一俯視圖，其繪示0級繞射、在一第一波長下之第一層特徵之一級繞射及在第一波長下之第二層特徵之一級繞射。 圖1J係根據本發明之一或多項實施例之在一集光光瞳平面處之一暗場光瞳光闌之一俯視圖，其繪示0級繞射、在一第二波長下之第一層特徵之一級繞射及在第二波長下之第二層特徵之一級繞射。 圖1K係根據本發明之一或多項實施例之在一共同偵測器128上提供第一層特徵304及第二層特徵306之聚焦影像之一雙平面成像度量衡工具106之一概念視圖。 圖2A係根據本發明之一或多項實施例之具有包含一方形座標網格之絕對參考標記之一樣本卡盤之一俯視圖。 圖2B係根據本發明之一或多項實施例之圖2A之樣本卡盤之一選定區域之一更高放大率視圖，其繪示包含與座標網格相關聯之座標值之絕對參考標記。 圖2C包含根據本發明之一或多項實施例之非限制性情境之三個影像，其等繪示使用絕對參考標記以判定一樣本標記之絕對座標。 圖3A係根據本發明之一或多項實施例之使用第一層特徵及第二層特徵形成為一AIM目標之一度量衡目標之一俯視圖。 圖3B係根據本發明之一或多項實施例之圖3A中之度量衡目標之第一層特徵之一俯視圖。 圖3C係根據本發明之一或多項實施例之圖3A中之度量衡目標之第二層特徵之一俯視圖。 圖3D係根據本發明之一或多項實施例之提供沿著一X方向之單方向量測之一度量衡目標之一俯視圖。 圖3E係根據本發明之一或多項實施例之提供沿著一Y方向之單方向量測之一度量衡目標之一俯視圖。 圖4係根據本發明之一或多項實施例之包含具有接近且支撐一樣本之一透明窗、透明窗下方之一顯示裝置之樣本卡盤及一成像度量衡工具之樣本映射系統之一部分之一示意圖。 圖5A係根據本發明之一或多項實施例之包含定位於一晶粒邊緣附近之具有圖3A至圖3C中繪示之設計之一疊對度量衡目標之一經接合D2W樣本之一X-Z平面中之一側視圖。 圖5B係根據本發明之一或多項實施例之圖5A中之經接合D2W樣本之一Y-Z平面中之一側視圖。 圖6A係根據本發明之一或多項實施例之包含用於接合程序之特性化之一組疊對目標之一D2W樣本之一第一佈局之一俯視圖。 圖6B係根據本發明之一或多項實施例之包含用於接合程序之特性化之一組疊對目標之一D2W樣本之一第二佈局之一俯視圖。 圖7A係繪示根據本發明之一或多項實施例之在用於樣本映射之一方法中執行之步驟之一流程圖。 圖7B係繪示根據本發明之一或多項實施例之與判定一或多個樣本標記之絕對座標之步驟相關聯之步驟之一流程圖。 圖8係根據本發明之一或多項實施例之用於樣本接合之一方法之一流程圖。
100:樣本映射系統
102:樣本卡盤
104:絕對參考標記
106:成像度量衡工具
108:樣本
110:樣本標記
112:平移載物台
168:樣本接合器
170:控制器
172:處理器
174:記憶體裝置
176:使用者介面

Claims (67)

  1. 一種樣本映射系統，其包括： 一樣本卡盤，其包含絕對參考標記； 一成像度量衡工具，其經組態以擷取在與安置於該樣本卡盤上之一樣本上之一或多個樣本標記相關聯之位置處之一或多個對準影像之組，其中在一特定位置處之一或多個對準影像之一特定組包含與該一或多個樣本標記之一特定樣本標記相關聯之至少一個對準影像且進一步包含與透過該樣本可見之該成像度量衡工具之一視場內之該等絕對參考標記之一特定部分相關聯之至少一個對準影像；及 一控制器，其通信地耦合至該成像度量衡工具，該控制器包含一或多個處理器，該一或多個處理器經組態以執行程式指令，從而引起該一或多個處理器基於一或多個對準影像之該等組判定該一或多個樣本標記之絕對座標，其中判定該特定樣本標記之該等絕對座標包括使用一或多個對準影像之該特定組基於該特定樣本標記相對於該等絕對參考標記之該特定部分之一位置判定該特定樣本標記之該等絕對座標。
  2. 如請求項1之樣本映射系統，其中該一或多個樣本標記之該等絕對座標指示該一或多個樣本標記之橫向位置、該一或多個樣本標記之旋轉位置或該一或多個樣本標記之大小之至少一者。
  3. 如請求項1之樣本映射系統，其中一或多個對準影像之該等組包含至少一個場平面影像。
  4. 如請求項1之樣本映射系統，其中一或多個對準影像之該等組包含至少一個光瞳平面影像。
  5. 如請求項1之樣本映射系統，其中與該特定樣本標記相關聯之一或多個對準影像之該特定組包括一單一對準影像。
  6. 如請求項5之樣本映射系統，其中該特定樣本標記及該等絕對參考標記之該特定部分沿著正交於該成像度量衡工具之一物件平面之一軸向方向分離達小於該成像度量衡工具之一場深度之一距離。
  7. 如請求項5之樣本映射系統，其中該單一對準影像包括一場平面影像，其中該特定樣本標記及該等絕對參考標記之該特定部分在該單一對準影像中聚焦。
  8. 如請求項5之樣本映射系統，其中該特定樣本標記及該等絕對參考標記之該特定部分沿著正交於該成像度量衡工具之一物件平面之一軸向方向分離達大於該成像度量衡工具之一場深度之一距離。
  9. 如請求項8之樣本映射系統，其中該成像度量衡工具包括： 一多平面成像度量衡工具，其包含兩個或更多個物件平面，其中該兩個或更多個物件平面之一第一者對應於包含該等絕對參考標記之一平面，其中該兩個或更多個物件平面之一第二者對應於包含該特定樣本標記之該樣本之一平面。
  10. 如請求項9之樣本映射系統，其中該多平面成像度量衡工具包括： 一照明子系統，其經組態以將來自一照明源之照明引導至該樣本； 一成像子系統，其經組態以將該兩個或更多個物件平面同時成像至該偵測器上，其中該成像子系統包括： 一物鏡，其用於收集來自該樣本之光作為收集光；及 一或多個光束分離器，其中該一或多個光束分離器將該收集光分離至兩個或更多個共軛路徑中；及 一偵測器，其用於接收來自該兩個或更多個共軛路徑之該收集光，其中該兩個或更多個共軛路徑具有不同光學路徑長度以將該兩個或更多個物件平面同時成像至該偵測器上。
  11. 如請求項10之樣本映射系統，其中該一或多個光束分離器將來自該兩個或更多個共軛路徑之該收集光進一步重新組合至包含該偵測器之一共同光學路徑。
  12. 如請求項10之樣本映射系統，其中來自該兩個或更多個共軛路徑之該收集光在該偵測器上空間上分離。
  13. 如請求項1之樣本映射系統，其中與該特定樣本標記相關聯之一或多個對準影像之該特定組包括一第一對準影像及一第二對準影像。
  14. 如請求項13之樣本映射系統，其中當該特定樣本標記在該成像度量衡工具之一物件平面處時擷取該第一對準影像，其中當該等絕對參考標記之該特定部分在該成像度量衡工具之該物件平面處時擷取該第二對準影像。
  15. 如請求項13之樣本映射系統，其中該第一對準影像係其中該特定樣本標記聚焦之一場平面影像，其中該第二對準影像係其中該等絕對參考標記之該特定部分聚焦之一場平面影像。
  16. 如請求項1之樣本映射系統，其中該等絕對參考標記代表一絕對參考座標系統，其中使用一或多個對準影像之該特定組基於該特定樣本標記相對於該等絕對參考標記之該特定部分之該位置判定該特定樣本標記之該等絕對座標包括： 使用一或多個對準影像之該特定組判定該絕對參考座標系統中之該特定樣本標記之該位置。
  17. 如請求項16之樣本映射系統，其中該等絕對參考標記包括： 與該絕對參考座標系統相關聯之一組座標值或一座標網格之至少一者。
  18. 如請求項1之樣本映射系統，其中使用一或多個對準影像之該特定組基於該特定樣本標記相對於該等絕對參考標記之該特定部分之一位置判定該特定樣本標記之該等絕對座標包括： 接收該特定樣本標記之初步座標； 使用一或多個對準影像之該特定組判定該特定樣本標記相對於該等絕對參考標記之該特定部分之該位置；及 基於該特定樣本標記相對於該等絕對參考標記之該特定部分之該位置判定該特定樣本標記之校正座標，其中該等絕對位置座標包含該等初步座標及該等校正座標之一組合。
  19. 如請求項18之樣本映射系統，其中該特定樣本標記形成一度量衡目標之一第一部分，其中該等絕對參考標記之該特定部分形成該度量衡目標之一第二部分。
  20. 如請求項19之樣本映射系統，其中該度量衡目標包括一疊對目標，其中使用一或多個對準影像之該特定組基於該特定樣本標記相對於該等絕對參考標記之該特定部分之該位置判定該特定樣本標記之該等絕對座標包括： 使用一或多個對準影像之該特定組產生一度量衡量測；及 基於該度量衡量測判定該特定樣本標記之該等絕對座標。
  21. 如請求項20之樣本映射系統，其中該度量衡目標包括： 一基於影像之疊對目標。
  22. 如請求項21之樣本映射系統，其中該基於影像之疊對目標包括： 一先進成像度量衡(AIM)目標、一三重AIM目標、一晶粒內AIM目標、一框中框度量衡目標或一相鄰帶度量衡目標之至少一者。
  23. 如請求項20之樣本映射系統，其中該疊對目標包括： 一基於散射量測之疊對目標。
  24. 如請求項23之樣本映射系統，其中該基於散射量測之疊對目標包括： 一光柵疊置目標。
  25. 如請求項1之樣本映射系統，其中該等絕對參考標記經形成為該樣本卡盤上之經列印、經塗漆或溝槽特徵之至少一者。
  26. 如請求項1之樣本映射系統，其中該等絕對參考標記經形成為安置於該樣本卡盤上之一膜。
  27. 如請求項1之樣本映射系統，其中該樣本卡盤包括： 一透明窗；及 一顯示裝置，其在該透明窗下方，其中該等絕對參考標記經形成為該顯示裝置上之經顯示特徵。
  28. 如請求項27之樣本映射系統，其中該顯示裝置包括一液晶顯示裝置、一發光二極體裝置或一有機發光二極體裝置之至少一者。
  29. 如請求項27之樣本映射系統，其中該等絕對參考標記之一圖案或位置之至少一者係可調整的。
  30. 如請求項1之樣本映射系統，其中該等絕對參考標記之該特定部分具有一波長相依反射率，其中與該等絕對參考標記之該特定部分相關聯之該至少一個對準影像係使用該等絕對參考標記在其下具有高於一選定臨限值之一反射率之一波長下之照明擷取。
  31. 如請求項1之樣本映射系統，其中該等絕對參考標記之該特定部分具有一偏光相依反射率，其中與該等絕對參考標記之一特定部分相關聯之該至少一個對準影像係使用提供高於一選定臨限值之該等絕對參考標記之該特定部分之一反射率之一量測配方擷取。
  32. 如請求項1之樣本映射系統，其中該等絕對座標之一定位準確度高於用於定位該樣本以用於一或多個對準影像之該等組之該產生之一平移載物台之一定位準確度。
  33. 如請求項1之樣本映射系統，其中該等絕對座標之一定位準確度小於一微米。
  34. 一種方法，其包括： 將包含一或多個樣本標記之一樣本放置於具有絕對參考標記之一樣本卡盤上；及 基於該等絕對參考標記判定該一或多個樣本標記之絕對座標，其中判定該一或多個樣本標記之一特定樣本標記之該等絕對座標包括： 平移該樣本以將該特定樣本標記放置於一成像度量衡工具之一視場內； 使用該成像度量衡工具擷取一或多個對準影像，其中該一或多個對準影像之至少一者對應於該特定樣本標記，其中該一或多個對準影像之至少一者對應於在該成像度量衡工具之該視場內之透過該樣本為該成像度量衡工具可見之該等絕對參考標記之一部分；及 基於該一或多個對準影像判定該特定樣本標記之該等絕對座標。
  35. 如請求項34之方法，其進一步包括： 基於該一或多個樣本標記之至少一者之該等絕對座標控制一或多個程序工具。
  36. 如請求項34之方法，其進一步包括： 基於該一或多個樣本標記之至少一者之該等絕對座標監測一或多個程序工具(例如，微影工具、蝕刻工具、拋光工具或類似者)之一健康。
  37. 如請求項34之方法，其中該一或多個樣本標記之該等絕對座標指示該一或多個樣本標記之橫向位置、該一或多個樣本標記之旋轉位置或該一或多個樣本標記之大小之至少一者。
  38. 如請求項34之方法，其中與該特定樣本標記相關聯之一或多個對準影像之一特定組包括一單一對準影像。
  39. 如請求項38之方法，其中該特定樣本標記及該等絕對參考標記之該特定部分沿著正交於該成像度量衡工具之一物件平面之一軸向方向分離達小於該成像度量衡工具之一場深度之一距離。
  40. 如請求項38之方法，其中該特定樣本標記及該等絕對參考標記之該特定部分沿著正交於該成像度量衡工具之一物件平面之一軸向方向分離達大於該成像度量衡工具之一場深度之一距離，其中該成像度量衡工具包括： 一多平面成像度量衡工具，其包含兩個或更多個物件平面，其中該兩個或更多個物件平面之一第一者對應於包含該等絕對參考標記之一平面，其中該兩個或更多個物件平面之一第二者對應於包含該特定樣本標記之該樣本之一平面。
  41. 如請求項34之方法，其中與該特定樣本標記相關聯之一或多個對準影像之該特定組包括一第一對準影像及一第二對準影像，其中當該特定樣本標記在該成像度量衡工具之一物件平面處時擷取該第一對準影像，其中當該等絕對參考標記之該特定部分在該成像度量衡工具之該物件平面處時擷取該第二對準影像。
  42. 如請求項34之方法，其中該等絕對參考標記代表一絕對參考座標系統，其中使用一或多個對準影像之該特定組基於該特定樣本標記相對於該等絕對參考標記之該特定部分之一位置判定該特定樣本標記之該等絕對座標包括： 使用一或多個對準影像之該特定組判定該絕對參考座標系統中之該特定樣本標記之該位置。
  43. 如請求項34之方法，其中使用一或多個對準影像之該特定組基於該特定樣本標記相對於該等絕對參考標記之該特定部分之一位置判定該特定樣本標記之該等絕對座標包括： 接收該特定樣本標記之初步座標； 使用一或多個對準影像之該特定組判定該特定樣本標記相對於該等絕對參考標記之該特定部分之該位置；及 基於該特定樣本標記相對於該等絕對參考標記之該特定部分之該位置判定該特定樣本標記之校正座標，其中該等絕對位置座標包含該等初步座標及該等校正座標之一組合。
  44. 如請求項43之方法，其中該特定樣本標記形成一度量衡目標之一第一部分，其中該等絕對參考標記之該特定部分形成該度量衡目標之一第二部分。
  45. 一種系統，其包括： 一樣本卡盤，其包含絕對參考標記； 一成像度量衡工具，其經組態以擷取在與安置於該樣本卡盤上之兩個或更多個樣本上之一或多個樣本標記相關聯之位置處之一或多個對準影像之組，其中在一特定位置處之一或多個對準影像之一特定組包含與該一或多個樣本標記之一特定樣本標記相關聯之至少一個對準影像且進一步包含與該成像度量衡工具之一視場內之該等絕對參考標記之一特定部分相關聯之至少一個對準影像； 一控制器，其通信地耦合至該成像度量衡工具及一樣本接合器，該控制器包含一或多個處理器，該一或多個處理器經組態以執行程式指令，從而引起該一或多個處理器基於一或多個對準影像之該等組判定該兩個或更多個樣本上之該一或多個樣本標記之絕對座標，其中判定該特定樣本標記之該等絕對座標包括使用一或多個對準影像之該特定組基於該特定樣本標記相對於該等絕對參考標記之該特定部分之一位置判定該特定樣本標記之該等絕對座標；及 該樣本接合器，其中該樣本接合器藉由將該兩個或更多個樣本之一第一樣本上之該一或多個樣本標記之至少一者對準至該兩個或更多個樣本之一第二樣本上之該一或多個樣本標記之至少一者而將該第一樣本對準至該第二樣本，其中該樣本接合器進一步將該第一樣本接合至該第二樣本以形成一經接合樣本。
  46. 如請求項45之系統，其中該兩個或更多個樣本包含三個或更多個樣本，其中該一或多個處理器進一步經組態以執行程式指令，從而引起該一或多個處理器基於該三個或更多個樣本上之該等樣本標記之至少一些之該等絕對座標自該三個或更多個樣本選擇該第一樣本及該第二樣本。
  47. 如請求項45之系統，其中該第一樣本上之該等樣本標記之至少一些及該第二樣本上之該等樣本標記之至少一些形成疊對目標，其中該成像度量衡工具進一步擷取該等疊對目標之一或多個疊對影像，其中該一或多個處理器進一步經組態以執行程式指令，從而引起該一或多個處理器量測該等疊對目標之至少一些之疊對。
  48. 如請求項47之系統，其中該成像度量衡工具包括： 一多平面成像度量衡工具，其包含兩個或更多個物件平面，其中該多平面成像度量衡工具之一場深度小於該兩個或更多個物件平面之至少兩者之間之一分離，其中該兩個或更多個物件平面之一第一者對應於包含該等絕對參考標記之一平面，其中該兩個或更多個物件平面之一第二者對應於包含該一或多個樣本標記之該樣本之一平面。
  49. 如請求項48之系統，其中該多平面成像度量衡工具包括： 一照明子系統，其用於將來自一照明源之照明引導至該經接合樣本； 多平面成像光學器件，其用於將該兩個或更多個物件平面同時成像至偵測器上，其中該多平面成像光學器件之一場深度小於該兩個或更多個物件平面之至少兩者之間之一分離，其中該多平面成像光學器件包括： 一物鏡，其用於收集來自該樣本之光作為收集光； 一或多個光束分離器，其中該一或多個光束分離器將該收集光分離至兩個或更多個共軛路徑中；及 一偵測器，其用於接收來自該兩個或更多個共軛路徑之該收集光，其中該兩個或更多個共軛路徑具有不同光學路徑長度以將該兩個或更多個物件平面同時成像至該偵測器上。
  50. 如請求項49之系統，其中該一或多個光束分離器將來自該兩個或更多個共軛路徑之該收集光進一步重新組合至包含該偵測器之一共同光學路徑。
  51. 如請求項49之系統，其中來自該兩個或更多個共軛路徑之該收集光在該偵測器上空間上分離。
  52. 如請求項49之系統，其中來自該照明源之該照明包含一第一波長及一第二波長，其中該經接合樣本包含在該兩個或更多個物件平面之該第一者處具有一第一週期之一第一組週期性特徵，其中該經接合樣本包含在該兩個或更多個物件平面之一第二者處具有第二週期之一第二組週期性特徵，其中該多平面成像光學器件進一步包含定位於一光瞳平面中於該一或多個光束分離器前方之一暗場光瞳光闌，其中該暗場光瞳光闌經組態以選擇性地通過來自該第一組週期性特徵之與該第一波長之一選定繞射級相關聯之該收集光之一第一部分及來自該第二組週期性特徵之與該第二波長之一選定繞射級相關聯之該收集光之一第二部分。
  53. 如請求項45之系統，其中該第一樣本係一半導體晶圓，其中該第二樣本係一半導體晶圓，其中該經接合樣本係一晶圓至晶圓(W2W)經接合樣本。
  54. 如請求項45之系統，其中該第一樣本係一半導體晶圓，其中該第二樣本係一半導體晶粒，其中該經接合樣本係一晶粒至晶圓(D2W)經接合樣本。
  55. 一種方法，其包括： 產生包含兩個或更多個樣本之一或多個樣本標記之絕對座標之絕對放置圖，其中藉由以下項產生該兩個或更多個樣本之一特定樣本上之該一或多個樣本標記之一特定樣本標記之該等絕對座標： 平移該特定樣本以將該特定樣本標記放置於一成像度量衡工具之一視場內，其中該特定樣本被放置於包含絕對參考標記之一樣本卡盤上； 使用該成像度量衡工具擷取一或多個對準影像，其中該一或多個對準影像之至少一者對應於該特定樣本標記，其中該一或多個對準影像之至少一者對應於在該成像度量衡工具之該視場內之透過該樣本為該成像度量衡工具可見之該等絕對參考標記之一部分；及 基於該一或多個對準影像判定該特定樣本標記之該等絕對座標。
  56. 如請求項55之方法，其進一步包括： 藉由將該兩個或更多個樣本之一第一樣本上之該一或多個樣本標記之至少一者對準至該兩個或更多個樣本之一第二樣本上之該一或多個樣本標記之至少一者而將該第一樣本對準至該第二樣本；及 將該第一樣本接合至該第二樣本以形成一經接合樣本。
  57. 如請求項56之方法，其中該第一樣本之該等樣本標記之至少一些及該第二樣本上之該等樣本標記之至少一些形成對準目標，其中藉由將該兩個或更多個樣本之該第一樣本上之該一或多個樣本標記之至少一者對準至該兩個或更多個樣本之該第二樣本上之該一或多個樣本標記之至少一者而將該第一樣本與該第二樣本對準包括： 量測該等經接合樣本度量衡目標之至少一些之對準；及 基於該經量測對準調整該第一樣本及該第二樣本之一相對位置以依一選定容限對準該第一樣本與該第二樣本。
  58. 如請求項56之方法，其中該兩個或更多個樣本包含三個或更多個樣本，其中該方法進一步包括： 基於該三個或更多個樣本上之該等樣本標記之至少一些之該等絕對座標自該三個或更多個樣本選擇該第一樣本及該第二樣本。
  59. 如請求項56之方法，其中該第一樣本之該等樣本標記之至少一些及該第二樣本上之該等樣本標記之至少一些形成疊對目標，其中該方法進一步包括： 基於該等疊對目標量測該等第一及第二樣本之疊對。
  60. 一種多平面成像度量衡工具，其包括： 一照明子系統，其用於將來自一照明源之照明引導至一樣本； 一成像子系統，其用於將兩個或更多個物件平面同時成像至偵測器上，其中該成像子系統之一場深度小於該兩個或更多個物件平面之至少兩者之間之一分離，其中該成像子系統包括： 一物鏡，其用於收集來自該樣本之光作為收集光；及 一或多個光束分離器，其中該一或多個光束分離器將該收集光分離至兩個或更多個共軛路徑中；及 一偵測器，其用於接收來自該兩個或更多個共軛路徑之該收集光，其中該兩個或更多個共軛路徑具有不同光學路徑長度以將該兩個或更多個物件平面同時成像至該偵測器上。
  61. 如請求項60之多平面成像度量衡工具，其中該一或多個光束分離器將來自該兩個或更多個共軛路徑之該收集光進一步重新組合至包含該偵測器之一共同光學路徑。
  62. 如請求項60之多平面成像度量衡工具，其中來自該兩個或更多個共軛路徑之該收集光在該偵測器上空間上分離。
  63. 如請求項60之多平面成像度量衡工具，其中該偵測器定位於一場平面處。
  64. 如請求項60之多平面成像度量衡工具，其中該偵測器定位於一光瞳平面處。
  65. 如請求項60之多平面成像度量衡工具，其中該一或多個光束分離器之至少一者係偏光敏感光束分離器，其中具有不同偏光之該收集光之部分經引導至該兩個或更多個共軛路徑之不同共軛路徑。
  66. 如請求項60之多平面成像度量衡工具，其中該兩個或更多個共軛路徑之至少一者包含一光譜濾波器。
  67. 如請求項60之多平面成像度量衡工具，其中來自該照明源之該照明包含一第一波長及一第二波長，其中該樣本包含在該兩個或更多個物件平面之一第一者處具有一第一週期之一第一組週期性特徵，其中該樣本包含在該兩個或更多個物件平面之一第二者處具有一第二週期之一第二組週期性特徵，其中該成像子系統進一步包含定位於一光瞳平面中於該一或多個光束分離器前方之一暗場光瞳光闌，其中該暗場光瞳光闌經組態以選擇性地通過來自該第一組週期性特徵之與該第一波長之一選定繞射級相關聯之該收集光之一第一部分及來自該第二組週期性特徵之與該第二波長之一選定繞射級相關聯之該收集光之一第二部分。
TW111114965A 2021-04-26 2022-04-20 用於絕對樣本定位之系統及方法 TW202316563A (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202163179545P 2021-04-26 2021-04-26
US63/179,545 2021-04-26
US17/471,007 US20220344192A1 (en) 2021-04-26 2021-09-09 Systems and methods for absolute sample positioning
US17/471,007 2021-09-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202316563A true TW202316563A (zh) 2023-04-16

Family

ID=83693481

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW111114965A TW202316563A (zh) 2021-04-26 2022-04-20 用於絕對樣本定位之系統及方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20220344192A1 (zh)
KR (1) KR20230173081A (zh)
TW (1) TW202316563A (zh)
WO (1) WO2022231759A1 (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100720414B1 (ko) * 2002-02-27 2007-05-22 엘지.필립스 엘시디 주식회사 액정 표시 장치의 제조 방법
IL148566A (en) * 2002-03-07 2007-06-17 Nova Measuring Instr Ltd Method and system for measuring overlap accuracy
CN103258762B (zh) * 2007-08-10 2016-08-03 株式会社尼康 基板贴合装置及基板贴合方法
JP2011100804A (ja) * 2009-11-05 2011-05-19 Toyota Motor Corp 露光装置
KR101897243B1 (ko) * 2017-04-19 2018-09-10 주식회사 에프에스티 오정렬을 이용한 좌표측정장치

Also Published As

Publication number Publication date
US20220344192A1 (en) 2022-10-27
WO2022231759A1 (en) 2022-11-03
KR20230173081A (ko) 2023-12-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI721993B (zh) 用於量測在一半導體晶圓上之高度的方法及裝置
KR102571918B1 (ko) 위치 계측을 위한 계측 센서
US9921152B2 (en) Systems and methods for extended infrared spectroscopic ellipsometry
KR101800471B1 (ko) 계측 시스템 및 계측 방법
JP5944850B2 (ja) 欠陥検査方法及びこれを用いた装置
KR102565128B1 (ko) 오버레이 타겟을 사용한 필드 대 필드 보정
TW200931208A (en) Alignment method and apparatus, lithographic apparatus, metrology apparatus and device manufacturing method
JP6758309B2 (ja) フォーカスエラー感応性が減少した光学的計測
US20190026885A1 (en) Image-Based Overlay Metrology and Monitoring Using Through-Focus Imaging
TW202248760A (zh) 多場掃描疊加計量
JP2022530842A (ja) トポグラフィ半導体デバイスウェハの製造における位置ずれの測定方法
TW202204848A (zh) 高靈敏度的基於影像的反射測量
TW202235818A (zh) 用於計量之光瞳平面光束掃描
TW202309599A (zh) 平行散射量測之疊對計量
JP6684992B2 (ja) 突起検査装置及びバンプ検査装置
TW202316563A (zh) 用於絕對樣本定位之系統及方法
US11898912B2 (en) Hyperspectral imaging (HSI) apparatus and inspection apparatus including the same
US11356594B1 (en) Tilted slit confocal system configured for automated focus detection and tracking
TW202235852A (zh) 利用短波紅外線波長之光學計量
KR20230170905A (ko) 멀티-해상도 오버레이 계측 타깃
TW202203341A (zh) 藉由組合來自多個收集通道之資訊之設計至晶圓影像相關性
JP5708501B2 (ja) 検出方法および検出装置
CN115210560B (zh) 确定用于样本扫描的焦点设置
JP2023533520A (ja) モアレ効果を呈するデバイス様オーバレイ計量ターゲット