TW504781B - Focusing control mechanism, and inspection apparatus using same - Google Patents
Focusing control mechanism, and inspection apparatus using same Download PDFInfo
- Publication number
- TW504781B TW504781B TW090111451A TW90111451A TW504781B TW 504781 B TW504781 B TW 504781B TW 090111451 A TW090111451 A TW 090111451A TW 90111451 A TW90111451 A TW 90111451A TW 504781 B TW504781 B TW 504781B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- convex
- distance sensor
- distance
- concave
- inspection
- Prior art date
Links
- 238000007689 inspection Methods 0.000 title claims abstract description 145
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 title claims description 15
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims abstract description 50
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 33
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 27
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 22
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 15
- 230000002079 cooperative effect Effects 0.000 claims description 10
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 10
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 5
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 77
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 68
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 63
- 230000006870 function Effects 0.000 description 38
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 description 15
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 13
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 12
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 10
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 9
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N dioxido(oxo)titanium;lead(2+) Chemical compound [Pb+2].[O-][Ti]([O-])=O NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005315 distribution function Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 210000004709 eyebrow Anatomy 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 230000003236 psychic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 239000000344 soap Substances 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 230000001755 vocal effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/70605—Workpiece metrology
- G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
- G01N21/9501—Semiconductor wafers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
- G01N21/956—Inspecting patterns on the surface of objects
- G01N21/95607—Inspecting patterns on the surface of objects using a comparative method
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/70605—Workpiece metrology
- G03F7/706843—Metrology apparatus
- G03F7/706845—Calibration, e.g. tool-to-tool calibration, beam alignment, spot position or focus
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
Description
發明背景 1 ·發明範疇 、本發明係有關一種聚焦用於觀察受檢查物件的對物透梦 1焦&制機構’以及—種使用該聚焦控制機構以將對物 透叙聚焦在物件俾檢查類如半導體.裝置之類的受檢杳 之檢·查裝置。—件 2 ·相關技藝説明 半導體裝置係在半導體晶圓上形成精微的裝置型樣產生 的。在製造半導體裝置過程中,例如附著在裝置型樣之外 物或在裝置型樣發生之異常尺度將爲裝置型樣之缺陷。當 然具有此種裝置型樣的缺陷之半導體裝置是不能接受的。 爲將半導體裝置生產過程之良品率穩定在高水準上,必須 及早偵測在裝置型樣之缺陷,找出其原因並對生產過程採 取有效的矯正行動。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 最後’若在裝置型樣發生缺陷,係使用檢查裝置查看缺 陷,找出其原因及生產設備與過程中缺陷之來源。典型 上’爲診斷此種裝置型樣缺陷,使用的是一種利用光顯微 鏡的所謂之檢查裝置,·其中一照射光線被投射至已發生缺 陷的裝置型樣部分,並由觀察用之對物透鏡比例放大以觀 看該部分之影像。 總之半導體裝置之裝置型樣已傾向愈來愈精微,而最近 低於0· 18微米線寬之設計準則已應用到半導體裝置型樣 上。以此精微設計之型樣,即需要使用可查出曾是可忽視 的細微缺陷之檢查裝置。 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21G χ 297公髮) 504781 五 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 __B7 發明説明(2 ) 爲了適切地檢查此等細微缺陷,已試過使用具有在紫外 線領域内波長之光線做爲檢查裝置中之照射光線。使用具 有短波長之紫外線,檢查裝置可以較使用可見光做爲照射 光線時爲高之解析度檢查物件,因而可適切地檢查出細微 之缺陷。 當使用紫外線做爲照射光線時,必須使用對紫外線可顯 出取佳影像特性所没計之透鏡做爲對物透鏡。紫外線之對 物透鏡具有極小之焦距。當紫外線有例如2 6 6亳微米之波 長時,具有0 · 9的數値孔徑(numerjcai aperture,下文簡稱 N A)及1 0 0的影像放大之紫外線對物透鏡將有約± 〇.16微 米之焦距。 當使用上述採用此種對物透鏡的檢查裝置檢查半導體裝 置型樣之任何缺陷時’對物透鏡必須聚焦。總之,因爲焦 距非#小’故極難以人工聚焦該對物透鏡。此外,每次檢 查之對物透鏡的人工聚焦將花費很長的時間,從經濟觀點 而言是很不利的。因此,使用紫外線做爲照射光線之檢查 裝置必須裝有可以自動而非人工方式準確地及快速地聚焦 對物透鏡之高精確度聚焦機構。 已提出一種此種紫外線對物透鏡之自動聚焦機構,其中 距離測量光線入射至對物透鏡上,偵測到來自受檢查物件 之反射光線’並根據反射源位置及光線量之改變以聚焦對 物透鏡。一般而言,在考慮對受檢查物件之影響及所費成 本情況下,此檢查裝置採用發出可見光或近紅外線波長雷 射光做爲距離測量光線源之雷射二極體。 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2l〇X297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 504781 A7 __________ B7 五、發明說明(3 ) 總 在使用紫外線做爲照射光線之檢查裝置中使用上 述I焦機構是非常困難的。更特別地,因爲如上所提及 的·對紫外線顯出最佳影像特性所設計之透鏡是用做使用 紫外線做爲照射光線的檢查裝置之對物透鏡,當可見光或 近紅外線波長雷射光入射在對物透·鏡上時將發生像差,以 致對,物透鏡將光線聚焦的平面將與紫外線入射至透鏡時該 透鏡聚焦之平面大爲偏離。因而對物透鏡無法適切地聚 焦。同樣地,對於對物透鏡可能使用對使用紫外線做爲照 射光線以及使用可見光或紅外線波長雷射光做·爲距離測量 光線做像差校正之透鏡。總之,此種透鏡極難製造且可能 要以非常高之成本製造,且其通常係以黏著劑互相接著的 不同類型之玻璃材料製成,不過總之該黏著劑將極易受紫 外線之破壞。 對於自動聚焦紫外線之對物透鏡,正受審查的一種方法 是將類如電容感測器之距離感測器置於對物透鏡附近並用 以測量對物透鏡與受檢查物件間之距離,並根據測量結果 移動對物透鏡或物件。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在某些類型之裝置犁樣,一個晶粒(將爲單一晶片的一 邵分)已發展出遠大於紫外線對物透鏡焦距之步距。有一 種情況是:在一 LSI (大型積體)電路板中例如在單一晶片 上有DRAM及邏輯之組合,DRAM部分較邏輯部分凸出, 而其等間之步距大於1微米。在另一方面,距離感測器通 常意指直徑約3毫米之區域,並偵測此測量區域内之平均 距離做爲對物透鏡與受檢查物件間之距離。因此,當上述 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) W4781 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明(4 ) 之距離感測器在檢查單一晶片上有DRAM及邏輯的組合之 L S I之半導體晶圓是用以自動地聚焦紫外線對物透鏡時, 若在DRAM與邏輯間之邊界進入距離感測器之測量區域, 距離感測器無法準確地偵測出到半導體晶圓之距離,因而 無法適切地聚焦對物透鏡。 ‘ 發明目的及概述 本發明有一目的:提供一使用距離感測器並能在物件具 有較對物透鏡的焦距爲大之步距下適切地聚焦對物透鏡之 聚焦控制機構,以及一使用該聚焦控制機構的檢查裝置, 俾克服上述先前技藝之缺點。 &七、‘使用對物透鏡觀察受檢查之物件時用以聚焦對 物透叙之聚焦控制機構可達到上述目的,根據本發明該機 構包含: 一距離感測器,與對物透鏡成固定之幾何關係; 儲存裝置,用以儲存表示受檢查物件的凸或凹型樣之 形狀的資料以及表示該距離感測器的空間靈敏度分布的資 料; 在相向或相離方向相‘對移動對物透鏡及受檢查物件其中 任一或兩者用之構件;及 、 把制該移動構件的動作用之裝置; 次落控制裝置根據表示受檢查物件的凸或凹型樣之形狀的 1料及表示該距離感測器的空間靈敏度分布的資料 :存万、3,存裝置)計算該距離感測器所辨識的凸或凹刑 7形狀與眞正的凸或凹型樣形狀之偏差以提供-校正値了 本紐尺度適財目_ ¥17 (請先閱讀背面之注意事項再頁}
期/81 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 ----— _B7___ 五、發明說明(S ) 並以Μ校正値補償從該距離感測器之輸出俾決定目標移動 距離。且根據該目標移動距離控制該移動構件之動作。 當以聚焦控制機構聚焦對物透鏡時,首先由距離感測器 測量對物透鏡與受檢查物件間之距離。若受檢查物件具有 凸或凹型樣且該凸或凹型樣存在該.距離感測器之測量區域 内’如可能的情況顯示者,由於在距離感測器的測量區域 内(凸或凹型樣之形狀,距離感測器所辨識的凸或凹型樣 形狀將與眞正的凸或凹型樣之形狀偏離。 距離感測器之輸出係供至控制裝置,該控制裝置將根據 表示受檢查物件的凸或凹型樣形狀資料及表示該距離感測 器的空間靈敏度分布資料(兩者均存於該儲存裝置)計算該 距離感測器所辨識的凸或凹型樣形狀與眞正的凸或凹型樣 形狀之偏差。然後該控制裝置將以所計算出的校正値補償 從距離感測器之輸出以決定目標移動距離,並根據該目標 移動距離控制該移動構件之動作。 移動構件在控制裝置之控制下動作對物透鏡及受檢查物 件其中任一或兩者在目標移動距離内相向或相離之方向相 對地移動。因而,控制‘對物透鏡與受檢查物件間之距離以 聚焦對物透鏡。 提供一檢查裝置亦可達到上述目的,根據本發明該裝置 包含: 一照明裝置,用以將對物透鏡聚合之照明光線照射受檢 查之物件; 一影像裝置,用以繪出爲該照明裝置所照射的受檢查物 -8 - >紙系尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210x^17公爱) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ir------ --線丨 « -n H ϋ I n n I H - 504781 A7
装 订
五、發明說明(7 ) 距離i測森足輸出係供至控制裝置。該控制裝置將根據 表不受檢查物件足凸或凹型樣形狀資料及表示該距離感測 為的S間靈敏度分布資料(兩者均存於該儲存裝置)計算該 距離感測器所辨識的凸或凹型樣形狀與眞正的凸或凹型樣 形狀之偏差。然後該控制裝置將以‘所算出之校正値補償從 距離,感測器之輸出以決定目標移動距離,並根據該目標移 動距離控制該移動構件之動作。 移動構件在控制裝置之控制下動作對物透鏡及受檢查物 件其中任一或兩者在目標移動距離内相向或相離之方向相 對地移動。因而,控制對物透鏡與受檢查物件間之距離以 聚焦對物透鏡。 在業經聚焦對物透鏡後,影像裝置所獲取之物件影像供 至檢查裝置。該檢查裝置將處理影像裝置獲取之影像以檢 查受檢之物件。 在從與附圖同時對本發明較佳具體實施例之下列詳細説 明中,本發明的這些目的及其它目的、特色以及優點將更 爲明顯。 圖式簡述 圖1爲根據本發明檢查裝置之概要方塊圖; 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖2顯示圖1所示檢查裝置中檢查台之構造; 圖3顯示圖1所示檢查裝置中之光學單元; 圖4爲檢查裝置靠近距離感測器部分之放大比例圖; 圖5爲顯示在檢查裝置中控制電腦之構造範例的方塊圖; 圖6爲檢查裝置檢查半導體晶圓時操作之流程圖; -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 504781 A7 B7 五、發明說明(8 ) 圖7解釋在檢查時讀入之缺陷位置座標資料; 圖8概要地顯示要受檢查之晶粒; 圖9顯示對應於圖8所示晶粒之資料檔例; 圖1 0爲當在感測器區域距離感測器之靈敏度爲均勻時之 三維的距離感測器靈敏度圖; ‘ 圖1 1爲當在感測器區域距離感測器之靈敏度爲變動時之 三維的距離感測器靈敏度圖; 圖1 2爲眞正凸型樣例之透視圖; 圖1 3’爲當距離感測器辨識圖1 2中之凸型樣將有的假形狀 之透視圖; 圖1 4爲顯示圖1 2所示眞正凸型樣與圖1 3所示距離感測 器辨識的假形狀間形狀關係之側視圖; 圖1 5解釋校正値C 2 ;以及 圖1 6顯示説明凸與凹型樣形狀的另一資料檔例。 較佳具體實施例之詳細説明 以下將就用以檢查半導體晶圓上形成的元件型樣之檢杏 裝置説明本發明。總之應留意本發明並不限於將要説明之 查裝置,而是可廣乓地應用在一種使用距離感測器聚焦 與具有凸與凹型樣的受檢物件相關聯的對物透鏡之技術。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 現參考圖1,該圖係以方塊圖之形式概要地示出根據本 發明·^檢查裝置。通常以參考數字丨表示該檢查裝置,並 包括一要受檢查的半導體晶圓1〇〇置於其上之檢查台2。 檢查台2支撐受檢之半導體晶圓1〇〇並用以移動受亥"撑^ 半導體晶圓100,以致半導體晶圓1〇〇上之各檢查點前汰 -11- 504781 A7 B7 五、發明說明(9 ) 預定之檢查位置。 更特別地,如圖2所示檢查台2包含一X台3、一在又台3 上之Y台4、一置於γ台4上之&台5、一在&台5上之2台6以 及一置於Z台6上之吸板7。 X及Y台3及4分別爲可水平移動‘的,且其安排以致可在 相互垂直之方向移動。對於半導體晶圓1〇〇之檢查,在控 制電腦2 0之控制下,X及γ台3及4水平地移動半導體晶圓 1 〇 0 ’以致各檢查點前往預定之檢查位置。 έ台5爲所謂的旋轉台,用以旋轉半導體晶圓1〇〇。對於 半導體晶圓1 〇 〇之檢查,在控制電腦2 〇之控制下,έ台5以 平面上之方向旋轉半導體晶圓丨〇 〇,以致檢查點之影像在 檢查監視器螢幕上爲水平的或與之成垂直的。 Ζ台6爲可垂直移動的,用以在高度方向移動半導體晶圓 1 〇 〇。Ζ台6是由例如ΡΖΤ (鉛鈦錯酸鹽)製成,且其設計使 得可適切地達到低於〇· i微米精微之高度調整·。對於半導體 晶圓1〇〇之檢查,在控制電腦20之控制下,2台6在高度方 向移動半導體晶圓1〇〇,以極爲精微地調整檢查位置之高 度。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 吸板7藉吸吮而固定半導體晶圓1 〇 〇。對於半導體晶圓 1〇〇之檢查,最後是置於吸板7上。因而半導體晶圓1〇〇爲 吸板7所吸吮並固定。 爲了控制外界振動或當移動檢查台2時所產生之振動, 如上所造成之檢查台2應期望其係置於振動隔離台上。尤 其因爲檢查裝置1使用紫外線檢查具有高解析度之半導體 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 504781 A7 _____B7_ —_;_ 五、發明説明(10) 晶圓,在某些情況下縱然輕微的振動將不利地影響檢查。 爲了控制此一振動的影響以做適切的檢查,將檢查台2置 於活動的振動隔離台之類之上是非常有效的,該隔離台將 偵測振動並在例如抵消振動之方向移動。 根據本發明之檢查裝置1亦包含一照明光源1 1,其發出 照明光線至置於檢查台2上之半導體晶圓1 00。在做物件 的光學檢查用之檢查裝置中,檢查解析度與入射至受檢物 件之照明光線波長相關,照明光線之波形愈短,檢查解析 度將愈高。在此檢查裝置1中,發出具有在紫外線領域内 波長的光線之紫外線雷射源是用做照明光源1 1。更特別 地,照明光源1 1的構造可發出具有2 6 6毫微米波長之深紫 外線雷射,該波長例如較YAG雷射之波長長四倍。 照明光源1 1在控制電腦2 0的控制下工作。對於半導體晶 圓1 0 0之檢查,受控制電腦2 0控制其量之深紫外線雷射, 從照明光源1 1發出做爲照明光線。從照明光源1 1發出之 照明光線(以下將稱爲「紫外線照明光線」)例如將經紫外 線光纖12導引至置於檢查台2之上的光學單元13。 如圖3所示’光學單元13具有含兩個透鏡14及15之照明 光學系統。從照明光源1 1發出並經紫外線光纖丨2導引至 光學單元1 3之紫外線將首先入射至照明光學系統。在穿過 照明光學系統的紫外線照明光線之光路徑中有一半面鏡 1 6,而從該半面鏡1 6反射之紫外線照明光線將入射至紫 外線對物透鏡1 7上。 紫外線對物透鏡丨7爲一設計成對紫外線表現最佳影像特 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
504781
五、發明說明(11 ) 今之這叙,並放置在置於檢查台2上的半導體晶圓10 0之 對面。因而在檢查台2上的半導體晶圓1〇〇上之檢查點將 馬入射且爲紫外線對物透鏡丨7所聚合之紫外線照明光線所 照射。 紫外線對物透鏡1 7放大以紫外線照明光線照射之半導體 ⑽圓1 0 0上的檢查點影像,並由紫外線c c D攝影機丨8拍 攝。亦即,以紫外線照明光線照射之半導體晶圓1〇〇上的 檢查點之反射光線將經紫外線對物透鏡丨7、半面鏡丨6及 影像透鏡1 9而入射至紫外線CCD攝影機丨8。因而紫外線 C CD攝影機18將拍攝半導體晶圓1〇〇上檢查點之放大影 像。 紫外線C C D攝影機1 8所拍攝到之半導體晶圓夏〇 〇上檢查 點之影像被送到影像處理電腦丨〇。在檢查裝置i中,由影 像處理電腦10處理及分析影像,俾檢查在半導體晶圓1〇〇 上形成的裝置型樣中之任何缺陷、異常線寬等。 此外在此檢查裝置i中,距離感測器8是位在光學單元工3 的紫外線對物透鏡丨7與置於檢查台2上的半導體晶圓夏〇〇 之間,以測量其等間孓距離。例如使用一電容感測器做爲 距離感測器8。該電容感測器測量其本身與受檢物件間之 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 電容。因此距離感測器8測量其本身與受檢物件間之距 離,而不必與物件有任何接觸以提供對應於所測距離之電 壓。 _ 私 距離感測器8與紫外線對物透鏡丨7成固定的幾何關係。 例如,如圖4所示者,距離感測器8鄰近紫外線對物透鏡 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) A7 —----- —_ B7 五、發明說明(12 ) 17而裝置在光學單元13之方法使得其頂端之高度ρι與半 導體晶圓100相對之紫外線對物透鏡17的表面之高度P2 — 致。根據本發明,距離感測器8是在距紫外線對物透鏡i 7 例如约2·5厘米之水平距離L1。 在檢查裝置1中,根據從距離感測器8之輸出決定紫外線 對物透鏡1 7與半導體晶圓1 〇 〇間之距離,以自動地聚焦紫 外線對物透鏡1 7。使用距離感測器8之紫外線對物透鏡i 7 之自動聚焦將於稍後進一步説明。 在查裝置1中’距離感測器8之輸出係供至控制電腦 2 〇。此控制電腦2 〇係用來控制檢查裝置1各組件之操作, 且包含如圖5所示之CPU (中央處理單元)21。記憶體23經 匯流排22連接至CPU 21。CPU 21將記憶體23當成工作區 域,以控制檢查裝置1各組件之操作。 更特別地’經由使用者介面2 4將使用者指令、距離感測 器8輸出、存於記憶體2 5中之資訊等供予cpu 21。其將根 據此等資料產生控制檢查台2之控制信號,並將之供至檢 查台驅動器26。此外,CPU 21產生控制照明光源! i之控 制信號並將之供至照吸光源驅動器2 7。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 檢查台驅動器26根據CPU 21供予之控制信號控制檢查台 2之動作。因而置於檢查台2上的半導體晶圓1〇〇中之檢查 點將被定位在預定之檢查位置。此外,在檢查台2上的半 導體晶圓1 0 0與光學單元1 3的紫外線對物透鏡i 7間之距離 將受調整,俾自動地聚焦紫外線對物透鏡1 7。 照明光源驟動器27根據CPU 21供予之控制信號控制照明 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 504781 A7 B7 五、發明說明(13 光源1 1。因而將從昭明氺 明光線。 …、月先源11發出量受控制之紫外線照 現參照圖6,所顯子去沒2 θ π 1下者馬如上述造成的檢查裝置 :體=。。上形成的裝置型樣檢查時之操作流程圖 t假設:導體晶圓100具有許多在‘其上形成之相似裝置型 傻且卜過存在缺陷的區域之影像(以下將稱爲「缺陷影 乂 缺陷存在的其它區域之影像(以下將稱爲「參考 〜像J )間I比較進行缺陷偵測及分類。 接爲由檢查裝置1檢查在半導體晶圓100上形成之裝置型 7…首先在步驟S1將半導體晶圓1⑽置於檢查台2上。 接著在步蘇S 2,在控制電腦2 〇之控制下移動檢查台2之 X及Y台3及4,使得有缺陷存在的半導體晶圓1〇〇上之區 =('下將稱爲「缺陷區域」)被定位在檢查裝置i的預定 位置上。此外,在控制電腦2 〇的控制下移動檢查台2 〈Z 口 6 ’以&糸外線對物透鏡1 7自動聚焦至半導體晶圓 1〇〇上足缺陷區域。缺陷區域之定位及紫外線對物透鏡η 之自動聚焦將於稍後進一步説明。 接著在步驟S3,在莩制電腦2〇之控制下驅動照明光源 1 1以發出紫外線照明光線。從照明光源丨1發出之紫外線 照明光線經紫外線光纖12導引至光學單元13,並投射至 半導體晶圓100上之缺陷區域。因而以紫外線照明光線照 射之缺陷區域的影像(缺陷影像)爲紫外線C C D攝影機i 8 所拍攝,並送至影像處理電腦1 〇。 接著在步驟S4,在控制電腦2〇之控制下移動檢查台2之 -16 私紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐 (靖先閱讀背面之注意事項再5^本頁) · * -·線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 504781 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 -------B7 五、發明說明(14 ) X及Y 口 3及4,使彳于鹆缺陷存在的半導體晶圓上之區 域(以下將稱爲「參考區域」)被定位在檢查裝置丨的預定 权一位置上此外,在控制電腦2 0的控制下移動檢查台2 之Z 口 6,俾將紫外線對物透鏡i 7自自聚焦至半導體晶圓 100上之參考區域。注意參考區域.之定位及紫外線對物透 鏡17之自動聚焦與在步驟S2進行者相同。 接下來在步驟S5,在控制電腦2〇之控制下驅動照明光源 Η以發出紫外線照明光線。從照明光源n發出之紫外線 照明光·線經紫外線光纖12導引至光學單元13,並投射至 半導to叩圓1 0 〇上之缺陷區域。因而以紫外線照明光線照 射之參考區域的影像(參考影像)爲紫外線CCD攝影機18 所拍攝,並送至影像處理電腦1 〇。 接著在步驟S6,影像處理電腦1〇互相比較在步驟33獲 得之缺陷影像及在步驟S5獲得之參考影像,以從缺陷影像 f測出缺陷。當在此步驟以可從缺陷影像偵測出缺陷時, W往步驟S7操作。反之,當在步驟S6未偵測到缺陷時, 則前往步驟S 8操作。 ,在步驟S7,影像處莩電腦1〇檢查在步驟S6已偵測到的 馬何種缺陷並將之分類。當缺陷可在步驟s 7分類時,前往 步驟S 9操作。反之,當缺陷無法分類時,前往步驟$ $操 作0 在步驟S 9,儲存缺陷分類的結果且對在半導體晶圓ι 〇 〇 上形成的裝置型樣中的任何缺陷之檢查完成。該缺陷分類 缺陷是存於例如接至影像處理電腦丨〇之記憶體中。此外, ___ -17- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再本頁) 訂· ••線. 504781 A7
五、發明說明(15 ) 該缺陷分類結果可傳送至經網路連接至影像處理電腦i 0之 任何其它電腦。 另一方面’在步驟S8,儲存表示無法分類的缺陷之資訊 且對在半導體晶圓1 〇 〇上形成的裝置型樣中任何缺陷之檢 查完成。表示無法分類的缺陷之資·訊是存於例如接至影像 處理電腦1 0之記憶體中。此外,該資訊可傳送至經網路連 接至影像處理電腦1 〇之其它電腦。 在步驟S 2進行的在檢查位置缺陷區域之定位及紫外線對 物透鏡17之自動聚焦將於下更詳細説明。注意在步驟s4 亦進行相似將於下説明之操作。 爲了定位檢查位置之缺陷區域及紫外線對物透鏡丨7之自 動聚焦,首先將缺陷之位置座標資訊讀入控制電腦2〇中。 缺陷位置座標資訊表示在半導體晶圓1 〇 〇中缺陷之位置座 標。準備了以另一種裝置提前偵測半導體晶圓1〇〇中之缺 陷。缺陷位置座標資訊係從控制整個生產設備之使用者或 主電腦供予檢查裝置1之控制電腦2 〇,並存入控制電腦2 〇 之記憶體25。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 更特別地,缺陷位置.座標資訊係以相對於在半導體晶圓 1 0 0上形成之型樣中晶粒尺寸之座標説明的。例如圖7所 示者,資訊是以半導體晶圓1 00中晶粒之晶粒位置座標 (X 一晶粒,Y -晶粒)以及相對於晶粒原點之缺陷位置座標 (X,Y)表示的。 注意在此具體實施例中,爲檢查在半導體晶圓上形 成的裝置型樣之任何缺陷’表7F缺陷的位置座標之缺陷位 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 504781 A7 __B7 五、發明說明(16 ) 置座標資訊被讀入控制電腦2 〇。總之,爲測量顯露型樣之 線寬之類似估計例如顯露裝置之性能,要讀入控制電腦2 〇 的爲表示線寬要受測量的顯露型樣之位置座標的測量位置 座標資訊,而非缺陷之位置座標資訊。測量位置座標資訊 亦可以例如相對於在半導體晶圓1 〇〇上形成的型樣中晶粒 尺寸之座標説明。 在缺陷之位置座標資訊讀入控制電腦2 〇之後,控制電腦 2 0之CPU 21根據存於記憶體2 5中的缺陷位置座標資訊產 生做爲控制檢查台2用之控制信號,並供至檢查台驅動器 2 6。根據所供予之控制信號,檢查台驅動器2 6驅動檢查 台2之X及Y台3及4以水平移動半導體晶圓1〇〇之缺陷區
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 域’俾進入距離感測器8之測量區域(以下將稱爲「距離感 測器8之測量視界」)。 在該缺陷區域進入距離感測器8之測量視界之後,控制 電腦2 0根據距離感測器8之輸出產生做爲控制檢查台2用 之控制信號’並供至檢查台驅動器2 6。根據所供予之控制 信號’檢查台驅動器2 6驅動檢查台2之Z台6以控制缺陷區 域與距離感測器8間之彳争定距離的z台6之高度。 爲設定特定之距離,加入校正値C 3以補償距離感測器8 輸出之偏移。亦即,當上述之電容感測器是用做爲距離感 測器8時’電容感測器之輸出將隨類如外界空氣溫度改變 等之環境變化而偏移。因此,在檢查裝置1發生之溫度改 變將使得距離感測器之輸出有錯誤,且錯誤將隨時間逐漸 增大。爲避免此發生,將校正値c 3加至對應於距離感測 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) 504781 A7 -- —--mil B7 五、發明說明(17 ) 器8輸出所決定之表面的目標距離,而加總結果被設定爲 特定距離以補償距離感測器8輸出之偏移。 在完成對缺陷區域與距離感測器8間特定距離的高度控 制後,再度由檢查台驅動器26移動檢查台2之乂及丫台3及 4以水平地移動半導體晶圓1〇〇,俾使得缺陷區域進入紫 外線對物透鏡17之視界,而缺陷區域與距離感測器8間之 距離保持爲特定的。 在缺陷區域進入紫外線對物透鏡17之視界後,相對於晶 粒原點之缺陷位置座標(X,γ)係當做計算做爲補償晶粒 中步距衫響之权正値c 2之參數。控制電腦2 〇之cpu 2丨根 據存於記憶體25中之校正値表格計算用做補償檢查台2之 傾斜(類影響的校正値Cl Ο具有設^成對應^χγ座標之 類如檢查台2的傾斜之類資訊的校正値表格已預先備妥, 並存於記憶體2 5中。
CpU 21產生對應於杈正値C2&C1之控制信號,並將其 供^檢查台驅動器26。根據所供予之控制信號,檢查台驅 6再度驅動私查台2之z台6以調整缺陷區域與將受自 動聚焦的紫外線對物透鏡1 7間之距離。 緩濟部智慧財產局員X消費合作、社印製 校正値C2係用做補償在受檢晶粒中形成的凸或凹型樣間 發生且大於紫外線對物透鏡17的焦距之步距影響。亦即, f受檢之晶粒包含凸或凹型樣是形成類如「dram及邏輯 是在單-晶片中组合之LSI」者。在此種⑶中,抓频部 分較=輯_分爲& ’且在某些情況下這些組㈣的步距是 大於糸外線對物透鏡i 7之焦距。若步距部分係涵蓋於距離 ____ -20- 張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 X 297公釐) 504781 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 B7 五、發明説明(18) — --- 感測器8的測量視界中,斜處、人 、 , T對應於距離感測器8輸出所決定之 表面的目標距離將受步距部 』出所决疋足 丨刀心〜響,因而與眞 距離有很大偏差,造成聲外媸祖仏4 、興止的目& 风糸外線對物透鏡17失去聚隹。斜於 紫外線對物透鏡17之自動聚隹,仅〇 束解、對於 各點古声以斗It T #聚…、係對應於要受檢晶粒内之 各點同度正値C2,且根據該校直 區域與紫外線對物透鏡17間之距 巧正缺 之影響。 〈距離,以補償在晶粒中步距 鑑於距離感測器8與紫外線對物透鏡丨7是互相分離之事 實,校正値CM是用來補償檢查台2的傾斜之類的影響。也 就是説,因爲如同已在先前所述者,距離感測器8與紫外 線對物透鏡丨7約有2·5厘米之水平間隔布置,當檢查台2之 X及Υ台3及4移動時若檢查台2傾斜或歪曲,在缺陷區 與距離感測器8間之距離將與缺陷區域與紫外線對物透鏡 17間之距離不一致,且其偏差將視X及Υ台3及4之移動距 離而改變。因而在此情況紫外線對物透鏡17將失去聚焦。 對於紫外線對物透鏡i 7之聚焦,.係根據備有設定成對應於 X Y座標的檢查台2的傾斜之類資訊之校正表格計算校正値 c 1,並根據杈正値c 1調整缺陷區域與紫外線對物透鏡i 7 間之距離,藉以補償距離感測器8與紫外線對物透鏡1 7爲 互相分離的幾何構造所造成檢查台2的傾斜之類的影響。 如同前述者,當缺陷區域與紫外線對物透鏡1 7間之距離 受调整且紫外線對物透鏡1 7自動聚焦時,紫外線c c D攝 #機1 8拍攝了缺陷影像並送至將適切地偵測及分類缺陷之 影像處理電腦1 〇。 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) --------4------^1-----· (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
發明說明(19 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 馬了計异補償晶粒中步距的影響用之校正値C2,可以準 備v直接描述對應於晶粒中各座標的校正値c 2之校正資 =檔,,芡儲存在例如控制電腦2 〇之記憶體2 5中,並在 舄要寺碩出該4又正:貝料樓。在此情況,因爲「與邏 輯係在單叩片中組合之LSI」的DRAM及邏輯部分在高度 上互相分離約1微米之差距,該校正資料檔將反映出高度 上之局崢·交化及在步距部分之分離式改變。 爲了從有限數量之資料決定在任意位置之校正値C2,須 以基本内插法或雲形規(spline)内插法計算校正値c 2。總 (如上述者因存在分離點,爲以準確的内插法計算正確之 校値C 2 ’眉k如準備許多資料。例如,在紫外線對物 透鏡1 7之視界具有約5 〇微米χ 5 〇微米之尺寸的情況,爲 了以此一視界尺寸之解析度計算約丨〇毫米X 1 〇毫米晶粒 足準確k正値C 2,則每一晶粒之校正資料檔需要4〇,〇〇〇 (=200 X 200)個資料。 總之,在實際上很難提前準備如此大量的資料做爲校正 資料檔,且此種校正値C2t計算無法彈性地處理裝置型 樣之設計變更。 根據本發明,係基於描述晶粒中型樣形狀之最少量資料 準確地計算校正値C 2以適切地補償晶粒中步距之影響, 而不須準備任何大量之資料且彈性處理設計之變更,因而 可能自動地聚焦紫外線對物透鏡1 7。 做爲補償在晶粒中步距的影響用之校正値C 2的計算將於 下詳細説明。 請 先 閱 讀 背 面 之 注 意 事 項 再 t 訂 線 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 χ 297公釐) A7 A7 B7 、發明說明(2〇 ) 二ttr ’所計算的是在受檢的半導體晶圓100上形 烕的各晶粒凸嗖mA匕 之凸土樣的呉正形狀與距離感測器8所辨識 C2。二二:形狀(假的)間之差異,且將其當做校正値 曰# Φϋ ::'則量在受限於空間解析度的距離感測器8與 17 ^ ^域間之距離’並自數地聚焦紫外線對物透鏡 、、:㈤解析度」纟示在測量距一區域之距•時可區別 可:距離增量。具有高空間解析度之距離感測器 ^ „ 母非《窄區域(例如像紫外線對物透鏡1 7之視 界尺寸)之距離〇 & 7 % 0E1 士 了月在距離感測器8與晶粒中的檢查 & 測奋8文限於空間解析度)間距離之測量,將假 =紫外線對物透鏡17之视界大小$約50微米X 50微 ’而距離感測器8是要測量直徑約3毫米之區域(測量視 界)0 T據本發明’杈正値C2是如下列程序計算。亦即,在程 ’準備了 -表示晶粒的凸或凹型樣形狀(輪廓及步距高 函數f(X,y)。凸或凹型樣之「輪廓」爲當以平面圖 形式表示型樣時所辨識得到者。在程序2,準備了 一表于 距離感測器8的空間靈敏度分布之函數g(x,Y)。在程序 3U數g(x,Y)所界定區域積分函數【(χ,γ)及g(x γ 的乘積’以計算距離感測器8所辨識凸或凹型樣之假形狀 h(x,y)。此程序稱爲「摺叠」/接著在程序4,從函數 y)及h(x,y)間之差値計算做爲補償在晶粒中步距的 影響用之校正値C2。透過上述程序計算校正値C2,可根 據最少量之資料準確地計算校正値C2。將於下詳細説明 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 請 先 閱 讀 背 Φ 之 注 意 事 項 再
頁 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 504781 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(21 ) 上述各程序: 程序1 首先將描述表示晶粒的凸或凹型樣形狀之函數yX,y)。 爲後得此函數f(X,y),提前備妥界定凸或凹型樣形狀之資 料檔並存於例如前述控制電腦2 0之記憶體2 5中。在此資 料檔中,例如X 1,γ 1,X2及Y2位置係當成一個單位, 且取連接座標(Xl,Y1)及(X2, Y2)的對角線做爲矩形區 域是界定爲凸或凹型樣之輪廓。在凸或凹型樣與其周圍區 域間之步距是稱爲"h,,,而凸或凹型樣是以,,h,,界定成高或 低於其周圍區域。各座標是以在其中有凸或凹型樣形成的 晶粒角落做爲原點(0, 0)之座標系統描述的。注意該座標 系統界定之各凸或凹型樣並不相互重疊。 更特別地,係以圖9所示形式説明界定Dram部分的形狀 爲如圖8所示Γ DraM與邏輯係在單一晶片上組合之L S ];」 之凸邵分的資料檔,並將之存於控制電腦2 0之記憶體2 5 中。注意在圖8所示Γ DRAM與邏輯係在單一晶片上組合之 LSI」中’陰影區域表示DRAM部分。且DRAM部分高於邏 輯邵分約1微米。各座棒係以微米(表示。 根據此一資料檔定義函數f(x,y),以致於當座標(X,y) 是在表不凸或凹型樣輪廓的矩形區域中時,f(x,y) = h, 而當座標(X,y)是在該矩形區域外面時,f(x,y) = 〇。 程序2 ' 接著將解釋表示距離感測器8之空間靈敏度分布之函數 g(X,Y) °此函數g(X,γ)表示爲電容感測器之距離感測 -24 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
504781
器8在原點(〇,〇)爲距離感測器8對半導體i〇〇的相反端面 之中心的各座標(X,Y)如何靈敏。例如,若距離感測器8 在具有半徑[的偵測區域上具有均勾之靈敏度,由下式(1) 定義函數g(X,Υ): g(XyY )= Λ·>(Χ2 2 ^2)= 0,(^2 +F 2 > nr J…………·⑴ 函數g (X,Y)疋如此標準化,以致當以距離感測器8之整 個偵測區域積分時,將爲g(X,Y)dXdY=:1。以式(1)所定 義的函數g(X,Y)表示之距離感測器8的空間靈敏度分布圖 形示於圖1 0。 此外,若距離感測器’8之靈敏度在偵測區域並非均勻 時’則必須準備空間靈敏度分布之適當函數。總之,同樣 地在此情況下,必須設定一適切的標準化常數使得以距離 感測器8的整個偵測區.域積分之函數之函數g ( X,γ )値爲 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 填寫太 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 若前述之電容感測器是用做距離感測器8,後者在整個 偵測區域無法具有任何均勻之靈敏度,不過實際上在偵測 區域邊緣受邊緣之影響在偵測區域具有平穩變化之靈敏度 分布。爲模擬距離感測器8之眞正靈敏度分布,表示距離 感測器8的’空間靈敏度分布之函數g (X,γ)如下式(2 ): 4x2^y •(2) -25- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 X 297公釐) 504781 A7 -----B7_ 五、發明說明(23 ) 在式(2)中,皂、k及i爲表示偵測區域大小、靠近偵測區 域等的邊緣之靈敏度改變陟峭度及近似於距離感測器8之 眞正靈敏度分布設定之參數。此外在式(2)中,a爲標準化 常數。式(2)所定義的函數g(x,γ)表示之距離感測器8的 空間靈敏度分布圖形示於圖11。 ‘ 如上所設定,表示距離感測器8之空間靈敏度分佈之函 數g ( X,Y)是存於例如前述的電腦2 〇之記憶體2 5中。 程序3 接著將説明距離感測器8所辨識之凸或凹型樣的假形狀 h(x,y)。以例如控制電腦20之CPu 21經在程序1所得表示 凸或凹型樣形狀之函數f(x,y)與已在程序2得到表示距離 感測器8的2間靈敏度分布之函數g (χ,γ)的摺疊計算決定 假形狀h ( X,y )。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 亦即,S距離感測器8具有足夠鬲的空間解析度時,其 將提供精確地反映在半導體晶圓i 〇 〇上各晶粒中形成的^ 或凹型樣之步距値。實際上,總之距離感測器8具有有限 的空間解析度,且距離感測器8之輸出將爲實質上將距離 感測器8之偵測區域分成微區域,將距離感測器8與各微區 域晶粒間之距離乘以距離感測器8之靈敏度,並將該等乘 積結果平均所獲得之値。此一系列運算即爲摺疊。 表示凸或凹型樣形狀之函數f(x,y)與表示^離感測器8 的2間靈敏度分布之函數g(x,γ)的摺4計算之凸或凹型 樣的假形狀,亦即,距離感測器8所辨識的凸或凹型樣ς 形狀h(x,y)爲下式(3): ^ -26- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 504781 Α7 Β7 五、發明説明(24) h(X,y) = Jim域f (x+X,y+Y)g(X,Y)dXdY ............. 爲讓控制電腦2 0之CPU 21更容易計算距離感測器8所辨 識的凸或凹型樣之假形狀h ( X,y ),距離感測器8之偵測區 域被分成間隔爲i之微區域,並對各微區域計算f(x+x, y+Y)g(X,Y)項,且假形狀h(x,y)是以所計算項之和表 示。在此情況下,函數h ( X,y )如下式(4 ): h(x.y) = -rrYj {x+ rndyy-¥nd)g(md,rid) ^ m n ..............(4) 當凸型樣之眞正形狀如圖1 2所示時,如上所計算及距離 感測器8所辨識之假形狀在對應於圖1 3所示凸型樣的部分 將爲平穩之凸形。在圖1 2所示凸型樣的眞正形狀與如圖 13所示距離感測器8所辨識的凸型樣假形狀之間的關係示 如圖1 4。 程序4 · 接著將説明如何從晶粒中目標座標(x,y)之函數f(x,y) 及h (x,y)计异用做補償晶粒中步距的影響之校正値。2。 杈正値C2是從函數f(x,y)與“恥y)間之差値決定的, 如下式(5 ): 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) C2=Ah(x, y)-f(x5 y) + B ..............(5) 在上式(’5 )中,若有的話,係數a是用以補償已在程序2 中獲得表示距離感測器8的空間靈敏度分布之函數g(x,γ) 與距離感測器8的眞正空間靈敏度分布之偏差。 更特別地,距離感測器8所辨識的凸或凹型樣之假形狀 -27- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Μ規格(210Χ297公楚) 504781
五、發明說明(25 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 h(x,y)是由控制電腦2〇之cpu 21透過函數f(x,y)與g(x Y )之摺$計算決定的。總之,如圖丨5所示,在某些情況 下’由此一計算所決定距離感測器8所辨識的假形狀h ( X y)與距離感測器8所辨識之測量的假形狀h(x,y)相異。此’ 一差異主要是由表示距離感測器8.的空間靈敏度分布函數 g (X,Y)與距離感測器8的眞正空間靈敏度分布之偏差所引 起。爲補償此偏差,上述計算所決定距離感測器8所辨識 之假形狀h (X,y)是乘以係數a。在許多情況下,因爲偏差 並非很大,係數A將接近1。 在式(5 )中,如圖1 5所示,b項是用做補償在一參考座 掭位置(Xs,YS)的眞正凸或凹型樣與在該參考座標位置(&, Ys)距離感測器8所辨識的凸或凹型樣間高度之偏差。注意 在圖15中’具有高度μ的凸型樣之中心位置是在參考座標 位置(Xs,Ys)。 對於紫外線對物透鏡丨7之自動聚焦,如下式(6)所示 者’將視紫外線對物透鏡丨7之性能而定的固定目標値T i、 補谓檢查台2的傾斜之類影響用之校正値c丨、補償半導體 晶圓100上晶粒中步距吋影響用之校正値€2以及補償距離感 測器8的輸出偏移用之校正値C3其總和設定成目標距離τ。 T = Ti + C 1+C2 + C3 ...........(6) 在紫外線對物透鏡1 7與受檢的半導體晶圓i 〇 〇間之眞正 距離與目標距離T之間的差値係定爲目標移動距離。然後 在控制電腦2 0之控制下,檢查台2之z台6在所定之目標移 動距離上移動,直到紫外線對物透鏡1 7與半導體晶圓1 〇 〇 -28- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ί請先閱讀背面之注意事項再S本頁}
訂: 線· 504781 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(26 ) 間之距離與目標距離T 一致爲止。因而紫外線對物透鏡工7 自動地聚焦。 上述权正値C1及C2爲視受檢的半導體晶圓1〇〇上之位 置而定之固定値,而校正値C3爲用以補償距離感測器8輸 出的偏移,並將相應於類如溫度變‘更等之環境變化而隨時 改變。因此對於校正値C3之正確設定,必須在取消視受 檢的半導體晶圓1 〇〇上之位置而定的校正値(:i及C2時才 被設定。最後,界定參考座標位置(Xs,Ys),並提前界定 权正値C 1及c 2使得其等在參考座標位置將爲〇。測量在參 考座標位置(Xs,Ys)之目標距離τ,並由目標距離τ與視紫 外線對物透鏡17而定之固定目標値Ti間之差異計算校正値 C3。因而僅有距離感測器8其輸出之偏移部分可用來正確 地設定校正値C 3。 在式(5)中之B項是用做補償在參考座標位置(xs Ys)的 眞正凸或凹型樣與在參考座標位置(Xs,Ys)距離感測器請 辨識的凸或凹型樣間高度之偏差,且可如下式(?)所示· B=f(xs, ys)-Ah(xs, ys) ..... ⑺ 藉上述程序1至4決芩補償半導體晶圓1 ο 〇上晶铲中步距 影響用之校正値C2 ’根據最少量已説明過的:‘中型 形狀疋資料以準確地計算校正値C2是可能的。因此並不 需要準備任何大量之資料。爲彈性地涵納任何設計變更, 適切地補償在晶粒中步距的影響以提供紫外線f物:鏡二 之準確自動聚焦是可能的。 兄 在前述中已由例子説明決定補償半導體晶圓1〇〇上晶粒 -29- 本紙張尺度適用中國國家標描谂公祭) (請先閲讀背面之注意事' ------ 項再本 訂- 參 504781 A7 —*__________Β7_____ 五、發明說明(27 ) 中步距的影響用之校正値C2之方法,其係基於假設在晶 粒中形成的凸或凹型樣是在一致的高度下形成。總之,在 某些受檢的半導體晶圓! 〇 〇上之晶粒的步距在高度上會改 又 ^心查咼度上有互相不同之步距的物件時,如同在程 序1準備 < 資料檔一般,須準備一取代圖9所示形式説明的 資料檔之如圖16所示形式説明之資料檔,並將該資料檔存 於控制電腦2 〇之記憶體2 5中。 、如將從示於圖16之資料檔所見者,例如對角線爲分別連 接厓標(Xla,Yla)及(X2a,Y2a)所表示點之線的矩形區域卜] 馬形成步距之凸或凹型樣之輪廓,而在其周園區域圍繞之 凸或凹型樣間步距之高度爲ha。根據此一資料檔,當座標 (X,y)是在[a]所表示的凸或凹型樣中時,所定義之函數 f(x,y)將爲因而在檢查具有高度上互相不同的步距 、件寺同樣地可如如述之相同順序適切地計算補償步 距影響用之校正値C 2。 通常在「DRAM與邏輯係在單一晶片中組合之匕^」 中,凸型樣之DRAM部分是分配成2至8個區塊。在此情況 下,準備一表示在各尋塊中DRAM部分的形狀之函數以及 一表π各區塊形狀之函數,則可能降低計算複雜度以計算 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 距離感測器8所辨識之假形狀“心幻,而將有較高之處理 速度。 、在上述程序4校正値C2的計算中,表示凸或凹型樣形狀 =函數f(x,y)應期望爲詳盡複製眞正形狀至極致者,俾獲 得準確之校正値C2。在程序3之摺疊計算中,表示凸或= -30· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS〉A4規格(21〇 x 297公釐) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ^04781
五、發明說明(28 ) 型樣形狀之函數f(x,y)可爲表示各區塊形狀之近似者,此 乃因在許多情況下以各粗方塊計算已足夠。 「_與邏輯係在單-晶片中組合之LSI」,若凸或凹 型樣分散於數個區塊中,則希望應準備—表示各區塊形狀 (近似函數fl (X,y)以及—詳盡複.製區塊中各凸或凹型 形狀之函數f2(X,y)以當成表示凸或凹型樣形狀之函數他 匕)’在程序3中使用表示各區也形狀之近似函數⑴計 异 <摺®如下式(8) ’而在程序4中使用詳盡複製區塊中各 凸或凹型樣形狀之函數f 2 (χ, y)計算之校正値C 2如 (9) 〇 、 ^{x^y ) - Σ/Κχ + yy + nd)g{md^nd) •(8) C2=Ah(x,y)彳2(x,y)+B ..............⑼ 如上述右凸或凹型樣係分散於數個區塊中,可準備多個 表不凸或凹型樣形狀之函數f (χ,y)並用以適切地計算準確 (校正値C2 ’俾降低計算複雜度以做更快速處理。 ^前述中,凸或凹型‘樣係假設成像在「DRAM與邏輯係 在單一晶片中組合之LSI」中之DRAM之矩形,表示凸或 :型樣的兩點之座標資料係在資料檔中説明,而其對角線 爲連接該兩點之線條的矩形區域是界定成凸或凹型樣之輪 廓、總之,凸或凹型樣之輪廓可由例如以規則間隔劃分的 二維資料各元素界《。以&方式界定凸或凹型m,適切地 處理矩形者之外的任何凸或凹型樣是可能的。 -31 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 x 297公釐)
504781 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(29 ) 在前述中,已就檢查裝置丨之具體實施例詳細地説明本 發明。總之,本發明並不限於此具體實施例,其可視需要 修改成各種形式。對於紫外線對物透鏡丨7之自動聚焦,例 如在檢查裝置1中,移動檢查台2之2台6以將受檢之半^ 體晶圓100移向或移離紫外線對物‘透鏡17。總之,對於紫 外線對物透鏡17之自動聚焦,可以驅動器支撑並移向或= 離受檢之半導體晶圓100。此外,紫外線對物透鏡17之^ 焦可移動半導體晶圓100及紫外線對物透鏡17 = 整其間之距離。 、P 在前述中,已就在半導體晶圓100上形成的裝置型樣之 檢查用的檢查裝置1之具體實施例説明本發明。總之,本 發明並不限於此具體實施例,不過可廣泛地應用在使用距 離感測器聚焦對物透鏡之所有裝置。例如,可將本發明有 政地應用至檢查液晶顯示器狀態用之液晶顯示器檢查 置。 A —衣 如已於先前説明者,根據本發明,計算凸或凹型樣眞正 形狀與距離感測器所辨識的凸或凹型樣者之偏差以做爲校 正値,根據該校正値缉正距離感測器之輸出以決定目標^ 動距離’並在該目標移動距離上將對物透鏡及受檢物件之 一或兩者移向或移離它者或相互地移動以聚焦對物透鏡。 因而即使在物件具有較對物透鏡之焦距爲大之步距時,可 使用距離感測器適切地聚焦後者。此外根據本發明,因係 由數値計算決定校正値,可減少校正所需之資料量並彈性 地處理受檢的物件其設計之類的變更。 面 之
I
頁 訂 線 -32-
Claims (1)
- 504781 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 · 一種聚焦控制機構,當使用一對物透鏡觀察受檢查之物 件時用以聚焦對物透鏡,該機構包含·· (請先閱讀背面之注意事項再ιΡΙ本頁) 一距離感測器,與該對物透鏡成固定之幾何關係; 一儲存裝置,用以儲存表示受檢查物件的凸或凹型 樣之形狀的資料以及表示該距離感測器之空間靈敏度 分佈的資料; 在相向或相離方向相對移動對物透鏡及受檢查物件 其中任一或兩者用之構件;及 控制該移動構件的動作用之裝置; 違控制裝置根據表示受檢查物件的凸或凹型樣之形 狀的資料及表示該距離感測器的空間靈敏度分布的資 料(兩者均存於該儲存裝置)計算該距離感測器所辨識 的凸或凹型樣形狀與眞正的凸或凹型樣形狀之偏差以 k供一权正値,並以該校正値補償該距離感測器之輸 線· 出俾決足目標移動距離,且根據該目標移動距離控制 該移動構件之動作。 2. 如申請專利範圍第丨項之機構,其中表示受檢查物件的 凸或凹型樣資料、各表示一種凸或凹型樣的兩點之座標 資料係存於該儲存裝置中;且 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 該控制裝置辨識一矩形區域,其對角線係連接該兩 點的直線並做爲該凸或凹型樣的眞正輪廊。 3. 如申請專利範圍第卜貝之機構,其中一電容感測器係做 爲距離感測器。 4. 一種檢查裝置,包括: -33- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公愛) 丄 A8 B8一照明裝置 檢查之物件; 一影像裝置 件之影像; 用以將對物透鏡聚合之照明光線照射受 用以繪出該照明裝置所照射的受檢查物 一檢驗裝置, 受檢查之物件; 用以處理該影像裝置獲取之影像以檢查 :距離感測器,具有與對物透鏡成固定之幾何關係; ,儲存裝置’用以儲存表示受檢查物件的凸或凹型樣 形狀之資料及表示該距離感測器的空間靈敏度分 在相向或相離方向相對地移動對物透鏡及受檢查物件 其中任一或兩者用之構件;及 控制該移動構件的動作用之裝置; 該控制裝置根據表示受檢查物件的凸或凹型樣形狀之 旎料及表示該距離感測器的空間靈敏度分布之資料(兩 者均存於該儲存裝置)計算該距離感測器所辨識的凸或 凹型樣形狀與真正的凸或凹型樣形狀之偏差以提供一 校正值,並以該校正值補償該距離感測器之輸出俾決 定目標移動距離,且根據該目標移動距離控制該移動 構件之動作。 如申請專利範圍第4項之裝置,其中表示受檢查物件的凸 或凹型樣資料、各表示一種凸或凹型樣的兩點之座標資 料係存於該儲存裝置中;且 -34-訂 #504781 六、申請專利範圍 該控制裝置辨識一矩形區域,其斟备 、 A 弁對角線係連接該兩點 的直線並做爲該凸或凹型樣的眞正輪廊。 6·如申請專利範圍第4項之裝置,其中一電容感測器係做 爲距離感測器。 7.如申請專利範圍第4項之裝置,其中該照明裝置以一具 有在紫外線領域内波長之照明光線照射受檢查之物件。 (請先閱讀背面之注意事項4¾本頁) 訂 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制π -35- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000155403A JP2001332595A (ja) | 2000-05-25 | 2000-05-25 | 焦点合わせ制御機構及びこれを用いた検査装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW504781B true TW504781B (en) | 2002-10-01 |
Family
ID=18660352
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW090111451A TW504781B (en) | 2000-05-25 | 2001-05-14 | Focusing control mechanism, and inspection apparatus using same |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20020001403A1 (zh) |
JP (1) | JP2001332595A (zh) |
KR (1) | KR20010107760A (zh) |
TW (1) | TW504781B (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11094564B2 (en) | 2017-10-26 | 2021-08-17 | SCREEN Holdings Co., Ltd. | Processing liquid supplying apparatus, substrate processing apparatus and processing liquid supplying method |
CN114785941A (zh) * | 2022-03-29 | 2022-07-22 | 上海谦视智能科技有限公司 | 一种晶圆检测实时对焦装置及方法 |
CN116051555A (zh) * | 2023-03-31 | 2023-05-02 | 深圳市冠禹半导体有限公司 | 一种晶圆温度分布的检测系统及方法 |
TWI809043B (zh) * | 2018-02-25 | 2023-07-21 | 以色列商奧寶科技有限公司 | 用於光學成像系統中之自動聚焦之範圍區別器 |
Families Citing this family (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003308803A (ja) * | 2002-04-12 | 2003-10-31 | Seiko Instruments Inc | 走査型顕微鏡におけるリファレンス画像先読み機能 |
WO2004104566A1 (de) * | 2003-05-19 | 2004-12-02 | Micro-Epsilon Messtechnik Gmbh & Co. Kg | Verfahren und vorrichtung zur optischen qualitätsprüfung von objekten mit vorzugsweise kreisförmig umlaufendem rand |
US7115890B2 (en) * | 2003-11-18 | 2006-10-03 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for inspecting a sample having a height measurement ahead of a focal area |
JP2005266083A (ja) | 2004-03-17 | 2005-09-29 | Olympus Corp | 観察装置及び観察方法 |
JP2007218846A (ja) * | 2006-02-20 | 2007-08-30 | Omron Corp | 寸法計測方法、撮像装置、制御装置および寸法計測装置 |
KR100759843B1 (ko) * | 2006-05-03 | 2007-09-18 | 삼성전자주식회사 | 링 조명 유닛을 갖는 기판 검사 장치 |
US8432944B2 (en) * | 2010-06-25 | 2013-04-30 | KLA-Technor Corporation | Extending the lifetime of a deep UV laser in a wafer inspection tool |
US8643835B2 (en) * | 2010-07-09 | 2014-02-04 | Kla-Tencor Corporation | Active planar autofocus |
US9594230B2 (en) * | 2011-12-23 | 2017-03-14 | Rudolph Technologies, Inc. | On-axis focus sensor and method |
KR102044864B1 (ko) * | 2012-12-13 | 2019-12-06 | 삼성디스플레이 주식회사 | 레이저 패터닝 검사장치 |
US9091628B2 (en) | 2012-12-21 | 2015-07-28 | L-3 Communications Security And Detection Systems, Inc. | 3D mapping with two orthogonal imaging views |
US9097645B2 (en) * | 2013-08-23 | 2015-08-04 | Kla-Tencor Corporation | Method and system for high speed height control of a substrate surface within a wafer inspection system |
JP6230887B2 (ja) * | 2013-11-29 | 2017-11-15 | 住友化学株式会社 | 半導体評価装置、半導体ウェハの評価方法および半導体ウェハの製造方法 |
US9689804B2 (en) * | 2013-12-23 | 2017-06-27 | Kla-Tencor Corporation | Multi-channel backside wafer inspection |
CN104764478B (zh) * | 2014-01-03 | 2017-04-19 | 致茂电子股份有限公司 | 晶粒检测方法 |
US10340170B2 (en) * | 2016-02-12 | 2019-07-02 | Asm Technology Singapore Pte Ltd | Method and device for grooving wafers |
JP6406289B2 (ja) | 2016-03-14 | 2018-10-17 | オムロン株式会社 | 路面形状測定装置、測定方法、及び、プログラム |
CN114967111A (zh) | 2017-03-03 | 2022-08-30 | 雅普顿生物系统公司 | 具有加速跟踪的高速扫描系统 |
US10810729B2 (en) * | 2018-12-27 | 2020-10-20 | Rosemount Aerospace Inc. | Image-based inspection for physical degradation of an air data probe |
KR20210145010A (ko) * | 2020-05-22 | 2021-12-01 | 삼성전자주식회사 | 웨이퍼 검사 장치 |
US11593927B2 (en) * | 2020-06-19 | 2023-02-28 | Rosemount Aerospace Inc. | System for the inspection of air data probes |
KR102526522B1 (ko) * | 2022-11-02 | 2023-04-27 | (주)오로스테크놀로지 | 포커스를 제어하는 오버레이 계측 장치 및 방법과 이를 위한 프로그램 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0610694B2 (ja) * | 1985-04-12 | 1994-02-09 | 株式会社日立製作所 | 自動焦点合せ方法及び装置 |
US5576831A (en) * | 1994-06-20 | 1996-11-19 | Tencor Instruments | Wafer alignment sensor |
US5661548A (en) * | 1994-11-30 | 1997-08-26 | Nikon Corporation | Projection exposure method and apparatus including a changing system for changing the reference image-formation position used to generate a focus signal |
JP3594384B2 (ja) * | 1995-12-08 | 2004-11-24 | ソニー株式会社 | 半導体露光装置、投影露光装置及び回路パターン製造方法 |
KR19980019031A (ko) * | 1996-08-27 | 1998-06-05 | 고노 시게오 | 스테이지 장치(a stage apparatus) |
-
2000
- 2000-05-25 JP JP2000155403A patent/JP2001332595A/ja not_active Withdrawn
-
2001
- 2001-05-14 TW TW090111451A patent/TW504781B/zh not_active IP Right Cessation
- 2001-05-22 US US09/862,557 patent/US20020001403A1/en not_active Abandoned
- 2001-05-25 KR KR1020010028967A patent/KR20010107760A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11094564B2 (en) | 2017-10-26 | 2021-08-17 | SCREEN Holdings Co., Ltd. | Processing liquid supplying apparatus, substrate processing apparatus and processing liquid supplying method |
TWI809043B (zh) * | 2018-02-25 | 2023-07-21 | 以色列商奧寶科技有限公司 | 用於光學成像系統中之自動聚焦之範圍區別器 |
CN114785941A (zh) * | 2022-03-29 | 2022-07-22 | 上海谦视智能科技有限公司 | 一种晶圆检测实时对焦装置及方法 |
CN116051555A (zh) * | 2023-03-31 | 2023-05-02 | 深圳市冠禹半导体有限公司 | 一种晶圆温度分布的检测系统及方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20020001403A1 (en) | 2002-01-03 |
KR20010107760A (ko) | 2001-12-07 |
JP2001332595A (ja) | 2001-11-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TW504781B (en) | Focusing control mechanism, and inspection apparatus using same | |
TW556298B (en) | Probing method and device | |
JP4493272B2 (ja) | 裏側アライメントシステム及び方法 | |
TW472132B (en) | Focal point position control mechanism and method and apparatus and method for inspecting semiconductor wafer | |
TWI285848B (en) | Pattern inspection method and apparatus, and pattern alignment method | |
TWI587082B (zh) | Mask inspection device, mask evaluation method and mask evaluation system | |
JPWO2005008753A1 (ja) | テンプレート作成方法とその装置、パターン検出方法、位置検出方法とその装置、露光方法とその装置、デバイス製造方法及びテンプレート作成プログラム | |
US20110058731A1 (en) | Dual-sided substrate measurement apparatus and methods | |
US20160292839A1 (en) | Inspection method, inspection apparatus, and inspection system | |
JP7568639B2 (ja) | 設定可能焦点オフセットによって試料表面を追跡するための自動焦点調節システム | |
KR102408218B1 (ko) | 안경 프레임의 내부 윤곽의 광학 측정을 위한 디바이스 및 방법 | |
JP2023510738A (ja) | 3次元カメラの座標系を2次元カメラの入射位置に移動させる方法 | |
US11168976B2 (en) | Measuring device for examining a specimen and method for determining a topographic map of a specimen | |
CN109580658A (zh) | 检查方法及检查装置 | |
US8305587B2 (en) | Apparatus for the optical inspection of wafers | |
KR102546940B1 (ko) | 2개의 광학 부분 시스템을 정렬하기 위한 방법 및 디바이스 | |
KR102279030B1 (ko) | 계측 장치로부터의 조명 특성을 모니터링하기 위한 방법 | |
US7986409B2 (en) | Method for determining the centrality of masks | |
JP2014235365A (ja) | フォーカス制御方法、及び光学装置 | |
JP2010183028A (ja) | パターン描画装置およびパターン描画方法 | |
CN101109711A (zh) | 布图的检查装置、检查方法以及半导体装置的制造方法 | |
US10488176B2 (en) | Edge registration for interferometry | |
TWI751184B (zh) | 產生一樣本之三維(3-d)資訊之方法及三維(3-d)量測系統 | |
JP2015105897A (ja) | マスクパターンの検査方法 | |
JP2015169624A (ja) | 計測装置、計測方法及び物品の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GD4A | Issue of patent certificate for granted invention patent | ||
MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |