TWI414784B

TWI414784B - 基板檢查方法

Info

Publication number: TWI414784B
Application number: TW099128823A
Authority: TW
Inventors: Chiyan Kuan
Original assignee: Hermes Microvision Inc
Priority date: 2009-09-02
Filing date: 2010-08-27
Publication date: 2013-11-11
Also published as: TW201118370A; US20110052040A1; US8295580B2

Description

基板檢查方法

本發明係有關於基板檢查，特別是有關於一種應用於檢查具有不規則分佈之重複圖樣和/或非重複圖樣之基板的方法。

半導體裝置通常都是產自圖案化基板。複數之晶片形成於一基板，其中，每一晶片包含特徵圖樣，例如，接觸孔、金屬線等形成於指定佈局。具有需要功能的半導體裝置最後可形成於該等晶片，或者藉由該等晶片作為模板而形成具有需要功能的半導體裝置，該基板可以是晶圓或光罩。

在本文中所使用的術語「圖樣」將被用來指一個或一組形成於特定佈局之特定特徵圖樣。例如，在一晶片中，一圖樣可用重複週期形成，其中，每一重複週期具有一完全相同的圖樣，亦即在相同佈局中的一組完全相同的特徵圖樣。對於所關注晶片上的圖樣而言，重複週期可大於或等於一。重複週期大於一的圖樣，例如，在一晶片中，重複週期等於或大於二的圖樣將被稱為重複圖樣。另一方面，重複週期等於一形成於該晶片之圖樣將被稱為非重複圖樣。

重複圖樣可規律或不規則/隨機分佈形成於晶片上。其中，規律分佈之圖樣係指在晶片上之有秩序的佈局，而不規則/隨機分佈之圖樣係指在晶片上之相對不可預測的佈局。完全相同之圖樣，無論是重複圖樣或非重複圖樣，均可在一晶片上重複出現。上述敘述可參考第一圖與第二圖進行說明。第一圖與第二圖分別顯示一規律分佈之重複圖樣與不規則分佈之重複圖樣。如第一圖所示，晶片100包含重複圖樣101，其中，重複圖樣101有秩序地排列在晶片100上。如第二圖所示，晶片200包含重複圖樣201，其中，重複圖樣201隨機分佈在晶片200上。

在半導體裝置的製造過程中，圖案化基板需要進行缺陷檢查，藉以完成可接受半導體裝置之正確的產品。圖案化基板的檢查可以通過各種技術進行。其中，一大類別是以影像為主(image-based)的檢查裝置。在以影像為主的檢查中，首先，藉由一成像裝置得到一個或多個基板/晶片之影像。成像裝置的光源，例如，可以是帶電粒子束(離子束、電子束)、雷射光束等。然後，分析該等影像，藉以識別基板/晶片上之缺陷存在。藉由該等影像之手段，用多種方法對目標圖樣進行比較，或者，用多種方法對目標圖樣與多種參考物進行比較，藉以由該等影像決定是否有異常存在。例如，在電子束檢查的例子中，使用電子束成像裝置得到基板/晶片之灰階影像。然後，對成像之目標圖樣之灰階輪廓進行比較，藉以識別異常灰階之存在，異常灰階後續可能被認定為缺陷。

以影像為主的檢查方法通常可以用兩種方法進行。在一種方法中，將具有一個或多個所關注晶片之一組晶片與一個或二個參考晶片進行比較。目標與參考晶片包含完全相同圖樣、重複圖樣或非重複圖樣。在重複圖樣的例子中，重複圖樣可分別規律或不規則/隨機分佈於目標與參考晶片上之各自相應位置。將每一目標晶片與參考晶片進行比較，用圖樣對圖樣的方式進行比較，藉以決定在目標晶片上是否真有缺陷存在。參考晶片可以是另一個被成像之晶片，例如，參考晶片可以是任意一個被認定為無缺陷之晶片。另外，參考晶片可以由資料庫提供。在一般實務上，這種方法可以藉由比較兩個晶片執行，其中，一個晶片是目標晶片，另一個晶片是參考晶片。或者，這種方法也可用一對一的方式比較三個或更多晶片，其中，一個共同晶片與其他晶片同時進行比較，且該共同晶片是要進行檢查之目標晶片，其他晶片作為參考晶片與仲裁晶片。為了方便描述，後續這種方法將被稱為隨機模式檢查(Random Mode inspection)。

在另一種方法中，選定晶片上之一區域進行檢查，其中，被選定區域應包含規律分佈之重複圖樣。此處所使用的重複圖樣，在此處的定義是用大於或等於二之重複週期形成於晶片上。從個別重複週期之圖樣互相比較，藉以判斷在被選定區域是否真有缺陷存在。特別地，其中，位於個別重複週期之相應位置之特徵圖樣進行互相比較。如果要同時檢查多個區域，每一被選定區域應包含完全相同之重複圖樣，並且部分或全部被選定區域之相應圖樣應一起進行比較。值得注意的是，被選定區域可以位於同一晶片或不同晶片。為了方便描述，後續這種方法將被稱為陣列模式檢查(Array Mode inspection)。

隨機模式方法通常應用於重複晶片之檢查，其中，位於每一晶片之目標圖樣必須是完全相同，目標圖樣可以是重複圖樣或非重複圖樣。在重複圖樣的狀況下，該圖樣可以是規律或不規則/隨機分佈形成於晶片上，但必須是位於每一晶片之相同位置。晶片之檢查藉由比較晶片與參考物進行，用圖樣對圖樣之方式進行比較。參考物可以是另一個被成像之晶片，或者，參考物可以是資料庫，該資料庫代表與晶片完全相同之圖樣。換言之，要使隨機模式之方法能夠進行，參考物之存在是必需的。

另一方面，陣列模式只能用於檢查規律分佈之重複圖樣。有秩序分佈之重複週期必須顯示在晶片上。換言之，要使陣列模式能夠進行，應具有至少二完全相同之圖樣規律分佈在晶片上。晶片之檢查藉由比較個別週期之目標圖樣進行，該等個別週期被認定為重複週期。在某些狀況下，該等週期被認定為可以位於同一晶片或不同晶片之重複週期。

總之，要進行陣列模式檢查，位於單一晶片之足夠的重複圖樣是必需的，而要進行隨機模式檢查，存在一個或多個參考晶片或者代表與晶片完全相同之圖樣之資料庫是不可缺少的。

在檢查具有重複圖樣之晶片（重複周期> 1）時，陣列模式往往優於隨機模式，因為在陣列模式中，只有一個晶片（晶片本身）需要進行成像，這可以節省時間。但是，對於具有非重複圖樣之晶片（重複周期= 1）來說，陣列模式已不再實際，因為沒有重複圖樣。此時，必需使用隨機模式，而且必需提供參考物，藉以進行檢查。

因此，該領域之技術人員可以理解，對於具有非重複圖樣之單一晶片而言，是不可能以陣列模式方法進行單一晶片缺陷檢查，因為該晶片沒有重複圖樣。唯一可行的方法為隨機模式方法，且需要得到資料庫作為參考。然而，後者有時會造成客戶端的保密問題。

另一個困難的情況是具有重複圖樣之單一晶片檢查，其中，重複圖樣不規則分佈在所關注之晶片上。陣列模式方法是不實際的，因為重複圖樣沒有有秩序地重複。如前所述，要使隨機模式方法能夠進行，需要得到資料庫作為參考。

換言之，對於具有非重複圖樣之單一晶片與具有不規則分佈之重複圖樣之單一晶片，以資料庫作為參考之隨機模式方法是目前唯一的解決方案。如果沒有所關注之晶片之資料庫，無論是傳統隨機模式或陣列模式都不能適用於這種狀況。

因此，傳統隨機模式或陣列模式都有其限制。因此，更靈活的方法是被期待的，例如，在隨機模式檢查方法中，該方法不需要參考晶片或代表晶片之資料庫，特別是對於單一晶片檢查。

本發明之一實施例揭露一種基板檢查方法。該方法包含(1)提供一個或多個樣本基板之一個或多個影像；(2) 由該等影像，識別一目標圖樣，該目標圖樣多次出現於該等影像，例如，該目標圖樣出現二次或多次；(3)由該等影像互相比較被識別之目標圖樣出現處，藉以決定於被比較之目標圖樣出現處是否有異常存在，進而決定於該目標圖樣出現處，是否真有一個或多個缺陷存在。

在一範例中，每一樣本基板上具有一個或多個晶片，且每一晶片上具有一個或多個圖樣。在另一範例中，被識別之目標圖樣出現處位於一個或多個晶片。

在本發明之另一實施例中，該方法執行於一電腦程式，該電腦程式以一電腦可讀取媒體編碼，其中，該電腦程式控制一成像裝置，藉以形成所關注之樣本基板之影像；該電腦程式控制一影像分析裝置，藉以由該等影像識別與比較位於樣本基板之目標圖樣出現處。

在一範例中，該影像分析裝置電性耦合至該成像裝置，藉以由該成像裝置接收該等影像。

本發明的一些實施例將詳細描述如下。然而，除了如下描述外，本發明還可以廣泛地在其他的實施例施行，且本發明的範圍並不受實施例之限定，其以之後的專利範圍為準。

【片段(segment))與片段圖(segment map)之定義】首先，選擇一目標圖樣並標記為片段(segment)，該片段屬於一預先定義之片段分類(segment classification)。然後，在所關注之晶片上識別被標記片段之地理分佈(geographical distribution)，並標記為片段圖(segment map)。換句話說，片段圖可用於聚集被選擇之目標圖樣，例如，片段圖可包含代表目標圖樣之片段，以方便後續檢查操作之製程步驟。片段圖可包含一個或多個片段。在一範例中，片段圖僅包含屬於相同片段分類之片段。

在一範例中，如果所有被標記之片段都存在於單一晶片上，此時，產生一片段圖，並且將該片段圖附於該晶片。另一方面，如果所有被標記之片段存在於多個晶片上，該等晶片可以被分在同一類(grouped)，並且每一晶片具有相應之片段圖附於該晶片上，或者該等晶片可以被分在同一類並指定一虛擬晶片，例如，在具有不同晶片定義之不同製程方法。然後，產生單一片段圖，並將該片段圖附於該虛擬晶片。

總之，一個片段分類對應一個待檢查之候選目標圖樣，一個片段代表一個實際上顯示於影像之目標圖樣，而在一個片段圖內的所有片段是完全相同的。在一範例中，一個片段圖用於進行一個檢查動作。在另一範例中，多個片段圖包含於一個檢查動作。例如，在單一晶片的檢查中，產生多個片段圖，並將該等片段圖附於該晶片，每一片段圖代表不同片段分類之片段在該晶片上之分佈，其中，不同片段分類就是不同候選目標圖樣。

然後，對被標記之片段進行比較，藉以呈現晶片上之目標圖樣是否真有缺陷存在。當一個片段代表一個目標圖樣，該目標圖樣包含一個或多個特徵圖樣，例如，接觸孔、金屬線等，片段之比較可藉由比較個別特徵圖樣進行，例如，用一對一的方式進行比較。這種方法將被稱為片段模式檢查(Segment Mode inspection)。

在一範例中，一片段圖中並非所有的片段都需要檢查。例如，在一片段圖中有五個片段，選擇並檢查其中三個片段。例如，產生包含被選擇之三個片段之個別片段圖，然後，通過統計方法估計該片段圖所附晶片之生產良率。

在一範例中，目標圖樣是一個非重複圖樣。在另一範例中，目標圖樣是不規則分佈之重複圖樣。然而，值得注意的是，所揭露的方法也可以用來檢查一個規律分佈之重複圖樣，該規律分佈之重複圖樣通常使用陣列模式或隨機模式方法進行檢查。例如，藉由定義環繞一完整晶片之片段，所揭露之片段模式方法與傳統隨機模式方法實質上完全相同。對於具有規律分佈之重複圖樣之晶片來說，可以選擇片段代表單一重複週期的圖樣，所揭露之片段模式方法與傳統陣列模式方法實質上完全相同。

【第一實施例: 規律分佈之重複圖樣之單一晶片檢查】第三圖顯示根據本發明一實施例之規律分佈之重複圖樣之單一晶片檢查。所關注之晶片300將進行檢查。檢查單一晶片有兩種可能狀況，其中，一種狀況是單一晶片形成於所關注之樣本基板，例如，微影光罩之檢查，另一種狀況是多個晶片形成於樣本基板，其中，只有一個晶片要進行檢查。如第三A圖所示，所關注之晶片300包含重複圖樣310，重複圖樣310用六個重複週期320形成；另外，如第三B圖所示，所關注之晶片300包含重複圖樣311，重複圖樣311用三個重複週期321形成；或者，如第三C圖所示，所關注之晶片300包含重複圖樣312，重複圖樣312用二個重複週期322形成。為簡單起見，第三A圖將以下面敘述進行討論。

一個片段可以包含一個或多個單元/單一重複圖樣。如圖所示，片段330被定義環繞並僅代表一個(單元/單一)重複圖樣310。然後，產生片段圖340，並將所有片段330加入所產生之片段圖340。因此，每一片段圖340具有六個片段330，也就是六個(單元/單一)重複圖樣310。可替代之片段331/332與相關之片段圖341/342分別各自顯示於第三B圖與第三C圖。如圖所示，每一片段圖341具有三個片段331，也就是三個(單元/單一)重複圖樣311；每一片段圖342具有二個片段332，也就是二個(單元/單一)重複圖樣312。然後，包含於片段圖340之片段330以指定(specified)方式進行比較，藉以檢查片段330內之缺陷存在。

根據一觀點，對於當前與後續實施例而言，每一目標圖樣之狀況，例如，重複目標圖樣312之每一次出現，可以但並非必要被稱為目標圖樣出現處(target-pattern appearance/ target-pattern occurrence)，取代被稱為片段。使得重複週期320可被稱為包含六個目標圖樣出現處(target-pattern occurrence)。

繼續參照第三A圖，在一般情況下，片段330可用一對一的方式進行比較。在一範例中，片段330之比較可以用二元(dyadic)或三元(triadic)的方式進行，如同前面描述之傳統隨機模式檢查方法之晶片比較。以二元方式進行比較時，兩個片段330同時進行比較，其中，一個片段作為目標，另一個片段作為參考物。以三元方式進行比較時，三個片段330同時進行比較，其中，一個片段作為目標，另外二個片段作為參考物。也可以同時進行更多片段330之比較，其中，一個片段作為目標，其他片段作為參考物。

因此，值得注意的是，要使片段模式方法能夠運作，至少要具備兩個片段330。換句話說，目標圖樣310應該在晶片300上，或者在樣本基板上出現至少兩次，使得所揭露之片段模式方法可用於檢查晶片300或樣本基板。

另此，值得進一步注意的是，目標圖樣310是規律分佈於晶片300之重複圖樣，晶片300之檢查也可以用陣列模式方法進行。隨機模式方法則不能用於上述狀況，因為本實施例為單一晶片之檢查，並沒有參考物可供比較。

【第二實施例: 不規則分佈之重複圖樣之單一晶片檢查】第四圖顯示根據本發明一實施例之不規則分佈之重複圖樣之單一晶片檢查。如圖所示，所關注之晶片400包含重複圖樣410，重複圖樣410用三個重複週期420形成。片段430被定義環繞並僅代表一個(單元/單一)重複圖樣410。然後，產生片段圖440，並將所有片段430加入所產生之片段圖440。因此，每一片段圖440具有三個片段430，也就是三個(單元/單一)重複圖樣410。然後，包含於片段圖440之片段430以指定方式進行比較，藉以檢查片段430內之缺陷存在。比較細節與第三圖所示之實施例相似，在此並不重複敘述。

本實施例中，目標圖樣410是一個重複圖樣，但該重複圖樣不規則分佈在晶片400上。因此，陣列模式方法不能用在這種情況下。隨機模式方法也不能用在這種情況下，因為本實施例為單一晶片之檢查，並沒有參考物可供比較。藉由本實施例之片段模式方法，晶片400上的目標圖樣410可藉由比較三個片段430進行檢查。

【第三實施例: 規律分佈之重複圖樣之複數晶片檢查】第五圖顯示根據本發明一實施例之規律分佈之重複圖樣之複數晶片檢查。如圖所示，每一所關注之晶片500包含完全相同之重複圖樣510，重複圖樣510用二個重複週期520形成。

本實施例中，重複圖樣510是規律分佈在晶片500上之一個重複圖樣，因此，隨機模式方法可用在這種情況。例如，可聚集並比較二個或三個晶片500，其中，一個晶片作為目標，其他晶片作為參考物。另外，陣列模式方法也可用於個別晶片500之單一晶片之檢查，因為每一晶片500具有二個重複週期520。

所揭露之片段模式方法也可用於上述狀況。如圖所示，對於每一晶片500來說，片段530被定義環繞並僅代表一個(單元/單一)重複圖樣510。然後，產生片段圖540，並將所有片段530加入所產生之片段圖540。因此，每一片段圖540具有二個片段530，也就是二個(單元/單一)重複圖樣510。然後，包含於片段圖540之片段530以指定方式進行比較，藉以檢查片段530內之缺陷存在。在一範例中，個別晶片500獨立進行檢查，例如，個別晶片500之片段530互相進行比較，其中，一個片段作為目標，其他片段作為參考物，藉以檢查晶片500上是否真有缺陷存在。在另一範例中，多個晶片500同時進行檢查，例如，所有晶片500或者部份晶片500之片段530同時進行比較。

在後續狀況中，可以進行一個晶片選擇步驟，藉以識別與分類晶片500，如大型晶片選擇圈550所示。晶片選擇550選擇並聚集所關注之樣本基板上的晶片500。本實施例中，如圖所示，選擇所有晶片500。然後，藉由比較晶片500上的片段530，被選擇之晶片500可單獨進行檢查，或者全部一起進行檢查。比較細節與第三圖所示之實施例相似，在此並不重複敘述。

【第四實施例: 不規則分佈之重複圖樣之複數晶片檢查】第六圖顯示根據本發明一實施例之不規則分佈之重複圖樣之複數晶片檢查。如圖所示，所關注之晶片600包含重複圖樣610，重複圖樣610用三個重複週期620形成。片段630被定義環繞並僅代表一個(單元/單一)重複圖樣610。然後，產生片段圖640，並將所有片段630加入所產生之片段圖640。因此，每一片段圖640具有三個片段630，也就是三個(單元/單一)重複圖樣610。在一範例中，對於每一片段圖640，包含於片段圖640之片段630以指定方式進行比較，藉以檢查片段630。例如，藉由比較晶片600上的片段630，獨立進行晶片600的檢查。在另一範例中，多個晶片600同時進行檢查，例如，所有五個晶片600或者部份晶片600之片段630同時進行比較。在此狀況下，可以進行一個晶片選擇步驟，藉以識別與分類晶片600，如大型晶片選擇圈650所示。晶片選擇650選擇並聚集所關注樣本基板上的晶片600。本實施例中，如圖所示，選擇所有晶片600。然後，藉由比較晶片600上的片段630，被選擇之晶片500可單獨進行檢查，或者全部一起進行檢查。比較細節與第三圖所示之實施例相似，在此並不重複敘述。

值得注意的是，在本實施例中，將檢查多個晶片600。藉由應用上述所揭露之片段模式方法，該等晶片600不需位於同一樣本基板或被包含於晶片選擇650之相同影像。在一範例中，所展示之該等晶片600位於同一樣本基板並且仍被包含於相同晶片選擇650。在另一範例中，所展示之該等晶片600來自不同影像並且仍被包含於相同晶片選擇650。因此，來自不同基板或影像之晶片可以一起檢查，而在解決多晶片檢查之工作中，提供更多的靈活性和效率。

值得注意的是，在本實施例中，目標圖樣610是不規則分佈在晶片600上的重複圖樣。隨機模式方法可用於這種狀況，例如，兩個或三個或更多個晶片600可以被分在同一類並進行比較，其中，一個晶片為目標，其他晶片作為參考物。然而，陣列模式方法並不能使用，因為該等圖樣沒有有秩序地排列在晶片600上。

【第五實施例: 非重複圖樣之複數晶片檢查】第七圖顯示根據本發明一實施例之非重複圖樣之複數晶片檢查。如圖所示，所關注之晶片700包含非重複圖樣710，非重複圖樣710用一個重複週期720形成。片段730被定義環繞並僅代表一個(單元/單一)重複圖樣710。然後，產生片段圖740，並將所有片段730加入所產生之片段圖740。因此，每一片段圖740具有一個片段730，也就是一個(單元/單一)重複圖樣710。

在本實施例中，目標圖樣710是非重複圖樣。隨機模式方法可用於這種狀況，例如，兩個或三個或更多個晶片700可以被分在同一類並進行比較，其中，一個晶片為目標，其他晶片作為參考物。然而，陣列模式方法並不能使用，因為該等圖樣沒有重複出現在晶片700上。

所揭露之片段模式方法可以應用於上述狀況。本實施例中，每一片段圖740僅包含一個片段730，依附於晶片700之片段圖740不能獨立進行檢查。來自相應片段圖740之二個或三個片段730需以指定方式進行互相比較，藉以檢查片段730。在此狀況下，可以進行一個晶片選擇步驟，藉以識別與分類晶片700，如大型晶片選擇圈750所示。晶片選擇750選擇並聚集待測晶片700。如同前述之實施例，被選擇之晶片700可以來自所關注之同一樣本基板、不同樣本基板、相同影像或不同影像。然後，藉由比較晶片700上的片段730，被選擇之晶片700可全部一起進行檢查。比較細節與第三圖所示之實施例相似，在此並不重複敘述。

【第六實施例: 混合重複圖樣與非重複圖樣之複數晶片檢查】第八圖顯示根據本發明一實施例之混合重複圖樣與非重複圖樣之複數晶片檢查。本實施例中，所關注之晶片800可分為兩種，其中，一種具有重複圖樣810，另一種具有非重複圖樣812。如圖所示，重複圖樣810用二個重複週期820形成，而且重複圖樣810不規則分佈於晶片800。另一方面，非重複圖樣812用一個重複週期822形成

值得注意的是，在第八圖中，目標單位重複圖樣810與目標單位非重複圖樣812完全相同。這僅僅是為了簡化解釋，並不需要在實際操作中也如此設定，例如，目標單位重複圖樣810與目標單位非重複圖樣812也可以不相同。另外，值得注意的是，雖然第八圖顯示混合不規則分佈之重複圖樣810與非重複圖樣812之指定狀況，目標圖樣在晶片上仍然可能有其他重複與分佈狀況。將在本實施例說明之類似概念/技術仍然可適用於上述情況。

本實施例中，晶片800包含不規則分佈之重複圖樣810與非重複圖樣812。顯然，陣列模式方法不能用在這種狀況，因為，圖樣810/812並非規律分佈之重複圖樣。隨機模式方法可以用來檢查具有圖樣810/812之晶片800。例如，兩個具有圖樣810之晶片800可以互相比較，其中，一個晶片作為目標，其他晶片作為參考，藉以檢查晶片上的缺陷。三個具有圖樣812之晶片800可以互相比較，其中，一個晶片作為目標，其他晶片作為參考，藉以檢查晶片上的缺陷。然而，當晶片佈局不同時，跨越兩種狀況之晶片是不能比較的。因此，要藉由隨機模式方法檢查全部五個晶片800，需要至少二個檢查動作，其中一個檢查動作檢查圖樣810，另一個檢查動作檢查圖樣812。這意味著額外時間(overhead time)是無可避免的，因為，成像裝置之機械和電子系統需要反覆進行初始化，例如，平台的定位，鏡筒聚焦等。

因此，在解決本實施例所提出之檢查工作中，傳統陣列與隨機模式方法在一方面或其他方面是受限的。然而，本發明所揭露之片段模式方法可以為此類檢查工作提供更多的靈活性，將說明如下。

如第八圖所示，在本實施例中，進行一個晶片選擇步驟，藉以根據圖樣佈局，識別與分類個別晶片800。因此，可獲得分別標記為晶片選擇850/852之兩組圖樣，其中，晶片選擇850相對應於重複圖樣810，晶片選擇852相對應於非重複圖樣812。片段830/832分別被定義環繞並代表用於晶片選擇850/852之在晶片800上的(單元/單一)目標圖樣810/812。然後，產生包含相對應片段830/832之片段圖840/842。

然後，來自相對應晶片選擇850/852之片段圖840/842可進行檢查，藉以確定其中是否真有缺陷存在。例如，對於晶片選擇850來說，來自同一片段圖840，也就是來自同一晶片800之二個片段830可以互相比較，其中，一個片段作為目標，其他片段作為參考，藉以檢查上述二個片段830所代表之圖樣810上的缺陷。另外，來自二個片段圖840之四個片段830可以互相比較，例如，一個片段作為目標，其他片段作為參考。另一方面，對於晶片選擇852來說，來自不同片段圖842，亦即來自不同晶片800之多個片段832可以互相比較，其中，一個片段作為目標，其他片段作為參考。

因此，傳統陣列模式方法是無法進行不規則分佈重複圖樣810與非重複模式812之檢查，而所揭露之片段模式方法則能夠更靈活地進行上述檢查。

值得注意的是，在實施上述所揭露之片段模式方法時，仍然需要二個檢查動作，其中一個檢查動作檢查圖樣810，另一個檢查動作檢查圖樣812。因此，額外時間(overhead time)的問題仍然存在。

上述狀況可以藉由所揭露之片段模式方法之另一種實施方式克服。如前所述，在本實施例中，（單位 /單一）目標圖樣810與目標圖樣812是完全相同的，亦即晶片選擇850與晶片選擇852之間的差異僅在於在晶片800上的圖樣佈局不同。因此，片段830與片段832實際上代表同一（單位 /單一）目標圖樣。對於這種情況，跨越晶片選擇850與晶片選擇852之間的比較是可能的。例如，來自晶片選擇850之一個或多個片段830可以互相比較，並且與來自晶片選擇852之一個或多個片段832互相比較。因此，所有晶片800都能夠同時檢查，不管在晶片800上的圖樣佈局。例如，只要的圖樣是相同的，不管要檢查之圖樣是重複或非重複。這種實施方式將在第七實施例詳細介紹。

值得注意的是，如同前面實施例，在本實施例之不同範例中，晶片800可以來自所關注之同一樣本基板、不同樣本基板、相同影像或不同影像。

【第七實施例: 混合重複圖樣與非重複圖樣之複數晶片檢查轉換至單一晶片檢查】第九圖顯示根據本發明一實施例之混合重複圖樣與非重複圖樣之複數晶片檢查。顯示於第八圖之相同所關注樣本基板將進行檢查。換句話說，第八圖之相同晶片800將在第九圖進行檢查。因此，如第九圖所示，位於樣本基板相同位置之相同目標圖樣810/812將進行檢查。現在，目標圖樣810與目標圖樣812是完全相同的，它們被標記相同片段930，其中，該等被標記之相同片段930被包含於一片段圖940，該片段圖940被貼附至被定義之單一虛擬晶片900。

然後，以指定方式進行片段930互相比較，藉以進行虛擬晶片900之檢查。比較細節與第三圖所示之實施例相似，在此並不重複敘述。在這種方式，相較於第六實施例，一次檢查動作就可能足以檢查所有晶片800，而且不需要參考物。因此，一個成像動作就可能足以檢查所有晶片800。

因此，額外時間的問題得到緩解或解決，而允許將更多的空間用於製程優化。例如，在掃描式電子顯微鏡的範例中，由考慮在樣本基板上晶片選擇之位置之局部優化，到達以整體樣本基板之整體優化的角度來決定掃描路徑。此外，由於不需要參考物，製程設計的選擇可以有更多靈活性。

【第八實施例: 混合重複圖樣與非重複圖樣之複數晶片】也有可能會有目標圖樣不規則分佈於個別晶片的狀況。第十圖顯示根據本發明一實施例之目標圖樣位於晶片不同位置之複數晶片檢查。如圖所示，在一晶片選擇步驟中，所關注之晶片1000被識別並分類至兩組晶片選擇1050/1052。晶片選擇1050包含重複圖樣1010，重複圖樣1010用二個重複週期1020形成。對於位於晶片選擇1050之晶片1000，片段1030被定義環繞並代表(單元/單一)目標圖樣1010。然後，產生包含被標記片段1030之相關片段圖1040。

另一方面，晶片選擇1052包含非重複圖樣1012，非重複圖樣1012用一個重複周期1022形成。對於位於晶片選擇1052之晶片1000，片段1032被定義環繞並代表(單元/單一)目標圖樣1012。然後，產生包含被標記片段1032之相關片段圖1042。其中，如圖所示，目標圖樣1012位於晶片選擇1052之不同晶片1000之不同位置。

傳統上，因為三個非重複圖樣1012位於個別晶片1000之不同位置，晶片選擇1052之上述三個晶片1000不能同時檢查，例如，以隨機模式方法同時檢查，並且至少需要四個檢查動作，藉以完成所有五個晶片1000之檢查。例如，其中一個檢查動作使用隨機模式/陣列模式方法檢查重複圖樣1010，另外三個檢查動作使用具有資料庫參考之隨機模式方法檢查個別非重複圖樣1012。此外，要檢查三個位於不同位置之非重複圖樣1012，資料庫參考是必需的。因為這種檢查其實是對於晶片選擇1052之三個晶片1000之一組三個單一晶片之檢查動作。

現在，藉由第九圖所示之片段模式方法，將所有晶片1000包含於單一虛擬晶片，然後藉由比較片段進行單一晶片檢查，一次檢查動作就可能足以檢查所有五個晶片1000，例如，一次成像動作就可能足以檢查所有五個晶片1000，而且不需要參考物。因此，可以提供檢查程序之設計更佳之優化可能性和靈活性，例如，在掃描式電子顯微鏡的範例中，掃描路徑之優化。

值得注意的是，如同前面實施例，在本實施例之不同範例中，晶片1000可以來自所關注之同一樣本基板、不同樣本基板、相同影像或不同影像。

該領域之技術人員可以理解，所揭露之片段模式檢查方法可執行於一電腦程式，該電腦程式以一電腦可讀取媒體編碼。例如，該電腦程式可以被設定控制一成像裝置，藉以形成所關注之樣本基板之影像。成像裝置可以是一帶電粒子束成像裝置，例如，掃描式電子顯微鏡。另外，該電腦程式可以被設定控制一影像分析裝置，藉以由該等所得影像識別與比較位於樣本基板之目標圖樣。例如，如同前面實施例，目標圖樣之比較可由預先定義之片段代表。值得注意的是，該影像分析裝置應電性耦合至該成像裝置，藉以由該成像裝置接收該等影像。

上述本發明之實施例僅係為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟悉此技藝之人士能了解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即凡其它未脫離本發明所揭示之精神所完成之等效的各種改變或修飾都涵蓋在本發明所揭露的範圍內，均應包含在下述之申請專利範圍內。

100‧‧‧晶片
101‧‧‧重複圖樣
200‧‧‧晶片
201‧‧‧重複圖樣
300‧‧‧晶片
310‧‧‧重複圖樣
311‧‧‧重複圖樣
312‧‧‧重複圖樣
320‧‧‧重複週期
321‧‧‧重複週期
322‧‧‧重複週期
330‧‧‧片段
331‧‧‧片段
332‧‧‧片段
340‧‧‧片段圖
341‧‧‧片段圖
342‧‧‧片段圖
400‧‧‧晶片
410‧‧‧重複圖樣
420‧‧‧重複週期
430‧‧‧片段
440‧‧‧片段圖
500‧‧‧晶片
510‧‧‧重複圖樣
520‧‧‧重複週期
530‧‧‧片段
540‧‧‧片段圖
550‧‧‧晶片選擇
600‧‧‧晶片
610‧‧‧重複圖樣
620‧‧‧重複週期
630‧‧‧片段
640‧‧‧片段圖
650‧‧‧晶片選擇
700‧‧‧晶片
710‧‧‧重複圖樣
720‧‧‧重複週期
730‧‧‧片段
740‧‧‧片段圖
750‧‧‧晶片選擇
800‧‧‧晶片
810‧‧‧重複圖樣
812‧‧‧非重複圖樣
820‧‧‧重複週期
822‧‧‧重複圖樣
830‧‧‧片段
832‧‧‧片段
840‧‧‧片段圖
842‧‧‧片段圖
850‧‧‧晶片選擇
852‧‧‧晶片選擇
900‧‧‧虛擬晶片
930‧‧‧片段
940‧‧‧片段圖
1000‧‧‧晶片
1010‧‧‧重複圖樣
1012‧‧‧非重複圖樣
1020‧‧‧重複週期
1022‧‧‧重複週期
1030‧‧‧片段
1032‧‧‧片段
1040‧‧‧片段圖
1042‧‧‧片段圖
1050‧‧‧晶片選擇
1052‧‧‧晶片選擇

第一圖顯示規律分佈之重複圖樣。
第二圖顯示不規則分佈之重複圖樣。
第三A圖至第三C圖顯示根據本發明一實施例之規律分佈之重複圖樣之單一晶片檢查。
第四圖顯示根據本發明一實施例之不規則分佈之重複圖樣之單一晶片檢查。
第五圖顯示根據本發明一實施例之規律分佈之重複圖樣之複數晶片檢查。
第六圖顯示根據本發明一實施例之不規則分佈之重複圖樣之複數晶片檢查。
第七圖顯示根據本發明一實施例之非重複圖樣之複數晶片檢查。
第八圖顯示根據本發明一實施例之混合重複圖樣與非重複圖樣之複數晶片檢查。
第九圖顯示根據本發明一實施例之混合重複圖樣與非重複圖樣之複數晶片檢查。
第十圖顯示根據本發明一實施例之目標圖樣位於晶片不同位置之複數晶片檢查。

400‧‧‧晶片

410‧‧‧重複圖樣

420‧‧‧重複週期

430‧‧‧片段

440‧‧‧片段圖

Claims

一種基板檢查的方法，包含：
提供一個或多個樣本基板之一個或多個影像，每一該樣本基板上具有一個或多個晶片，且每一該晶片上具有一個或多個圖樣；
由該等影像，識別一目標圖樣，該目標圖樣出現於該等影像二次或多次，其中，該目標圖樣出現處位於一個或多個該晶片；以及
由該等影像互相比較該等目標圖樣出現處，藉以決定於該目標圖樣出現處之一異常存在，藉此，決定於該目標圖樣出現處之一個或多個缺陷存在。
如申請專利範圍第1項所述之方法，更包含對其他目標圖樣重複該識別與比較步驟。
如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，每一該樣本基板上具有一個該晶片。
如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，每一該晶片上具有一個被識別之目標圖樣。
如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，被識別之目標圖樣出現處規律分佈於一晶片。
如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，被識別之目標圖樣出現處不規則分佈於一晶片。
如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，被識別之目標圖樣出現處位於不同晶片之不同位置。
如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，被識別之目標圖樣出現處位於不同樣本基板之多個晶片。
如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，被識別之目標圖樣出現處位於不同影像之多個晶片。
如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，被識別之目標圖樣出現處位於多個晶片，且該方法更包含聚集具有被識別之目標圖樣出現處之多個晶片，使得被分在同一類之晶片於一次成像動作中同時成像。
如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該等影像形成於一帶電粒子束成像裝置。
如申請專利範圍第11項所述之方法，其中，該等影像為灰階影像，且被識別之目標圖樣出現處以其出現於該等影像之灰階輪廓進行比較，該異常為顯示於該等影像之被識別之目標圖樣出現處之異常灰階影像。
如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，被識別之目標圖樣出現處之其中之一作為目標，其他作為參考進行比較。
如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該方法執行於一電腦程式，該電腦程式以一電腦可讀取媒體編碼。
如申請專利範圍第14項所述之方法，其中，該等影像藉由該電腦程式提供，其中，該電腦程式控制一成像裝置，藉以形成該等樣本基板之影像；該目標圖樣出現處藉由該電腦程式識別與比較，其中，該電腦程式控制一影像分析裝置，藉以進行該目標圖樣出現處之識別與比較，該影像分析裝置電性耦合至該成像裝置，藉以由該成像裝置接收該等影像。
一種用於檢查基板的方法，包含：
由該基板之一影像，識別一目標圖樣，該目標圖樣多次出現於該影像；
定義一個或多個片段(segment)，藉以圍繞該目標圖樣出現處，使得每一該目標圖樣出現處被一個該片段(segment) 圍繞；
定義一片段圖(segment map)，藉以包含所有該被定義片段(defined segment)；以及
比較位於該片段圖之該等片段，藉以識別與該目標圖樣相關之缺陷存在。
如申請專利範圍第16項所述之方法，更包含：
該目標圖樣出現於該影像二次或多次；
定義其他目標圖樣，該其他目標圖樣出現於該影像二次或多次；
定義其他片段(segment)，藉以圍繞該其他目標圖樣，使得每一其他目標圖樣出現處被一個該其他片段圍繞；
定義一其他片段圖，藉以包含所有該被定義其他片段；以及
比較位於該其他片段圖之該等其他片段，藉以識別與該其他目標圖樣相關之缺陷存在。
如申請專利範圍第16項所述之方法，其中，至少一部分之該目標圖樣出現處未重複形成。
如申請專利範圍第16項所述之方法，其中，至少一部分之該目標圖樣出現處不規則分佈於該基板之至少一區域。
如申請專利範圍第16項所述之方法，其中，該等影像形成於一帶電粒子束成像裝置。