TWI645180B - 用於判定晶圓檢查座標之晶圓檢查系統及方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供用於判定一晶圓上之(若干)固定位置之晶圓檢查座標之方法及系統。一系統包含經組態以將光引導至一晶圓之一邊緣上之一光點之一照明子系統。該光點延伸超出該晶圓之該邊緣。該系統亦包含一載台，該載台使該晶圓旋轉藉此使該光點掃描遍及該晶圓之該邊緣。該系統亦包含一偵測器，該偵測器經組態以在該光點掃描遍及該邊緣時偵測來自該光點之光且回應於該經偵測光產生輸出。該系統進一步包含一電腦處理器，該電腦處理器經組態以基於該輸出判定該晶圓之該邊緣上之兩個或兩個以上位置之晶圓檢查座標且基於該邊緣上之該兩個或兩個以上位置之該等晶圓檢查座標判定該晶圓上之(若干)固定位置之晶圓檢查座標。

Description

用於判定晶圓檢查座標之晶圓檢查系統及方法
本發明大體上係關於用於晶圓邊緣偵測及檢查之方法及系統。
以下描述及實例並未憑藉其等包含於此段落中而被承認為先前技術。
在一半導體製程期間之各個步驟使用檢查程序以偵測在晶圓上之缺陷以促進該製程中之較高良率及因此較高收益。檢查始終係製造半導體裝置之一重要部分。然而，隨著半導體裝置之尺寸減小，檢查對於可接受半導體裝置之成功製造變得更加重要，此係因為較小缺陷可引起該等裝置故障。
在檢查程序期間常常不產生超出簡單缺陷偵測之資訊。例如，可基於藉由晶圓檢查產生之資訊判定缺陷特性，諸如大小、量值及位置。然而，此資訊通常並不足以判定缺陷分類。因此，在晶圓檢查之後，可使用一缺陷再檢測工具產生針對藉由檢查偵測之缺陷之額外資訊且接著基於該額外資訊判定缺陷特性。在一些此等例項中，可使用一高解析度掃描電子顯微鏡(SEM)再檢測工具再檢測藉由一光學缺陷尋找設備尋找之缺陷。
為使缺陷再檢測成功，必需知道藉由檢查以相對較高準確度偵測之缺陷相對於晶圓上之某一固定位置之位置。例如，在晶圓檢查期間，可相對於一晶圓上之一固定位置判定缺陷座標。因此，一旦將晶 圓自晶圓檢查系統傳送至缺陷再檢測工具，即可藉由該缺陷再檢測工具基於藉由該晶圓再檢測系統報告之座標及藉由該缺陷再檢測工具識別之固定位置尋找缺陷。該晶圓上之該固定位置可為該晶圓之一中心及/或形成於該晶圓之邊緣中之一凹口。因而，在檢查期間以實質上高精確度判定此等固定位置之座標可實質上減小在缺陷再檢測期間尋找缺陷之難度。
藉由晶圓檢查系統使用以偵測一晶圓之一邊緣及一凹口之一些方法係基於多次掃描且與使一光點以一螺旋方式掃描遍及一晶圓之晶圓檢查工具架構相容。在該等架構中，晶圓可每秒自旋高達100轉。該等晶圓檢查系統可利用具有自幾微米至幾十微米之一大小之一照明光點。此等系統之光學集光子系統可收集藉由晶圓表面散射之光且基於散射信號之變化偵測晶圓上之所關注缺陷(DOI)之存在。為達成最小檢查時間，一晶圓上之光點路徑係具有藉由光點大小定義之一螺旋之節距之一螺旋軌道。
一螺旋軌道之相對較小節距容許邊緣偵測系統在不影響工具處理量的情況下在多個轉數內收集資料。相同考量使一單一相對高速光敏元件成為當前使用之邊緣偵測方法之一自然選擇。
用於一些其他晶圓檢查及度量衡工具中之替代方法依靠用於拍攝晶圓邊緣之有限數目個(例如，3個至4個)圖像或影像之成像感測器。在該等影像之各者中尋找邊緣座標且接著將其等用於計算晶圓中心之座標。凹口偵測可需要一整體晶圓邊緣掃描或(例如，來自一預對準器之)關於凹口位置之初步資訊。此等方法通常並不與螺旋掃描晶圓檢查系統整合。
具有邊緣檢查能力之邊緣偵測系統可對使用者提供額外價值。然而，當前使用之單一偵測器系統依靠隨多個軌道之偵測器信號之逐漸變化且因此尤其在與直接成像系統比較時可具有有限解析度，此限 制其等邊緣檢查能力。例如，一缺陷可使自身表現為一單一偵測器之信號之一相對較小變化且因此在依靠邊緣偵測器信號之軌道至軌道逐漸變化時將難以偵測。
因此，開發並不具有上述缺點之一或多者之用於判定一晶圓上之一或多個固定位置之晶圓檢查座標之方法及系統將為有利的。
各項實施例之以下描述不應以任何方式理解為限制隨附申請專利範圍之標的。
一項實施例係關於一種經組態以判定一晶圓上之一或多個固定位置之晶圓檢查座標之系統。該系統包含一光源及形成經組態以將光引導至一晶圓之一邊緣上之一光點之一照明子系統之至少一光學元件。該光點延伸超出該晶圓之該邊緣使得該光點之一第一部分照射於該晶圓及該晶圓之該邊緣上且該光點之一第二部分未照射於該晶圓或該晶圓之該邊緣上。該系統亦包含一載台，該載台經組態以使該晶圓旋轉藉此使該光點掃描遍及該晶圓之該邊緣。在該光點掃描遍及該邊緣時，使該晶圓旋轉少於兩次。此外，該系統包含一偵測器，該偵測器經組態以在該光點掃描遍及該邊緣時偵測來自該光點之光且回應於該經偵測光產生輸出。該系統進一步包含一電腦處理器，該電腦處理器經組態以基於該輸出判定該晶圓之該邊緣上之兩個或兩個以上位置之晶圓檢查座標且基於該邊緣上之該兩個或兩個以上位置之該等晶圓檢查座標判定該晶圓上之一或多個固定位置之晶圓檢查座標。該系統可如本文中所描述進一步組態。
另一實施例係關於一種用於判定一晶圓上之一或多個固定位置之晶圓檢查座標之方法。該方法包含將光引導至一晶圓之一邊緣上之一光點。該光點延伸超出該晶圓之該邊緣使得該光點之一第一部分照射於該晶圓及該晶圓之該邊緣上且該光點之一第二部分未照射於該晶 圓或該晶圓之該邊緣上。該方法亦包含使該晶圓旋轉藉此使該光點掃描遍及該晶圓之該邊緣。在該光點掃描遍及該邊緣時，使該晶圓旋轉少於兩次。此外，該方法包含在該光點掃描遍及該邊緣時偵測來自該光點之光以藉此回應於該經偵測光產生輸出。該方法進一步包含基於該輸出判定該晶圓之該邊緣上之兩個或兩個以上位置之晶圓檢查座標且基於該邊緣上之該兩個或兩個以上位置之該等晶圓檢查座標判定該晶圓上之一或多個固定位置之晶圓檢查座標。該等判定步驟係藉由一電腦處理器執行。
上文所描述之方法之步驟之各者可如本文中進一步描述般執行。上文所描述之方法可包含本文中所描述之(若干)任何其他方法之(若干)任何其他步驟。上文所描述之方法可使用本文中所描述之系統之任一者執行。
100‧‧‧光源
102‧‧‧光學元件
104‧‧‧光點
106‧‧‧邊緣
108‧‧‧晶圓
110‧‧‧載台
112‧‧‧軸件
114‧‧‧箭頭
116‧‧‧偵測器
118‧‧‧物體平面
120‧‧‧集光器
122‧‧‧電腦處理器
200‧‧‧光源
202‧‧‧光源
204‧‧‧光源
206‧‧‧光束分離器
600‧‧‧電腦可讀媒體
602‧‧‧程式指令
604‧‧‧電腦系統
在閱讀以下詳細描述並參考附圖之後將明白本發明之其他目的及優點，其中：圖1至圖2係繪示如本文中所描述般組態之一系統之實施例之側視圖的示意圖；圖3至圖5係可藉由本文中所描述之一或多個系統實施例產生之影像之實例；及圖6係繪示包含可執行於一電腦系統上以執行本文中所描述之電腦實施方法實施例之一或多者之程式指令之一非暫時性電腦可讀媒體之一實施例的一方塊圖。
雖然本發明易於以各種修改及替代形式呈現，但本發明之特定實施例係藉由圖式中之實例展示且將在本文中詳細描述。然而，應理解，該等圖式及對其等之詳細描述並非旨在將本發明限於所揭示之特定形式，恰相反，旨在將涵蓋落於如由隨附申請專利範圍所定義之本 發明之精神及範疇內之全部修改、等效物及替代物。
現參考圖式，應注意，該等圖並未按比例繪製。特定言之，極大地放大該等圖之一些元件之比例以強調該等元件之特性。亦應注意，該等圖並不按相同比例繪製。已使用相同元件符號指示在一個以上圖中展示之可類似地組態之元件。除非本文中另有提及，否則所描述及展示之元件之任一者可包含任何合適市售元件。
本文中所描述之實施例大體上係關於晶圓邊緣偵測及可能檢查。本文中所描述之實施例可因此稱為邊緣及凹口偵測模組(或ENDM)。
一項實施例係關於經組態以判定一晶圓上之一或多個固定位置之晶圓檢查座標之一系統。該系統包含一光源及形成經組態以將光引導至一晶圓之一邊緣上之一光點之一照明子系統之至少一光學元件。此一系統之一實施例係展示於圖1中。此系統實施例包含光源100及形成經組態以將光引導至晶圓108之邊緣106上之光點104之一照明子系統之光學元件102。在一項實施例中，該光源可為產生具有(例如)405nm或525nm之一波長之單波長光之一發光二極體(LED)。適於用在本文中所描述之實施例中之LED商業上可購自Thorlabs,Inc.,Newton,New Jersey。然而，該光源可包含此項技術中已知之任何其他合適光源，包含單色、多色及寬頻光源。適於用本文中所描述之實施例中之光之(若干)波長包含(但不限於)光之(若干)可見波長。用於該系統中之光源之類型可如本文中進一步描述且基於待藉由該系統產生之關於晶圓之資訊及/或(若干)晶圓特性進行選擇。例如，在一些例項中，寬頻照明較佳最小化對於晶圓上之反射變動及光斑效應之敏感度。
該光點延伸超出該晶圓之邊緣使得該光點之一第一部分照射於該晶圓及該晶圓之該邊緣上且該光點之一第二部分未照射於該晶圓或 該晶圓之該邊緣上。以此方式，該光點可基於該邊緣在該光點內所處之位置分離成兩個不同部分。因而，該光點可基本上藉由該邊緣平分。因此，如本文中進一步描述，將藉由該系統之偵測器偵測僅來自該光點之一部分之光。因此，將損失一些照明功率，但此功率損耗在一散粒雜訊限制系統上將係可接受的。
光點可定位於晶圓上(例如，經由該晶圓在該光點下方的移動)使得該光點之中心大致對應於該晶圓之邊緣(來自此一組態之變動係可接受的，但該光點之絕大部分較佳定位於該晶圓之該邊緣之任一側上使得可如本文中進一步描述般以相對較高置信度判定該邊緣在該光點內之位置)。因此，本文中所描述之組態與大多數邊緣檢查系統不同之處在於，不同於其中照明之一可忽略部分可延伸超出晶圓之邊緣(僅為確保檢查整個邊緣)之邊緣檢查系統，本文中所描述之實施例經組態使得光點之一不可忽略部分延伸超出晶圓之邊緣使得可如本文中進一步描述般以相對較高置信度判定該邊緣之座標。相比而言，如在大多數邊緣檢查系統中，使晶圓之邊緣定位於照明之外邊緣附近可導致難以辨別晶圓之邊緣與該晶圓上之照明之邊緣，藉此降低可偵測晶圓之邊緣之準確度(若有)。
在一項實施例中，光點具有大於2mm之至少一尺寸。例如，本文中所描述之實施例可經組態以照明具有一相對較大面積(例如，至少一尺寸為2mm至10mm)「泛光(flood)」或「線」照明光點之晶圓之邊緣。一「泛光」照明光點在本文中係定義為在兩個相反方向上具有實質上大尺寸且因此可看似在物體平面中具有一圓形或橢圓(一相對較寬橢圓)形狀之一光點。相比而言，一「線」照明光點在本文中係定義為在兩個相反方向上具有實質上不同尺寸且因此可看似在物體平面中具有一線性型形狀之一光點。在一特定實例中，照明於晶圓之邊緣上之光點可具有一圓形形狀及約10mm之一直徑。
在一項實施例中，引導至晶圓之邊緣上之光點之光包含實質上準直光。以此方式，本文中所描述之光源可為經組態以將平行(或實質上平行)之光射線發送至晶圓之一側(上表面或下表面)之一準直光源，其中該光源定位於晶圓之相同側上。例如，在圖1中所展示之實施例中，光源100定位於晶圓下方且照明子系統經組態以將光引導至該晶圓之背面。晶圓之「上表面」或「正面」在本文中係定義為晶圓之其上形成或將形成裝置之表面或側。晶圓之「下表面」或「背面」在本文中係定義為晶圓之其上未形成或不會形成裝置之表面或側。
然而，在本文中所描述之其他實施例中，光源可定位於晶圓上方且照明子系統經組態以將準直或實質上準直光引導至晶圓之正面。例如，一系統之另一實施例係展示於圖2中。在此實施例中，光源200定位於晶圓上方且照明子系統經組態以將光引導至該晶圓之正面。光源200可包含本文中所描述之光源之任一者，諸如一LED或此項技術中已知之任何其他合適光源。儘管來自光源200之引導至晶圓上之光點之光在圖2中並未展示為準直光，然該光源可產生準直或實質上準直光及/或可耦合至經組態以將來自該光源之光作為平行或實質上平行射線引導至該晶圓之一或多個光學元件(未展示)。如圖2中所展示，該系統可包含兩個不同光源，一光源將光引導至晶圓之一背面且另一光源將光引導至該晶圓之一正面。然而，該系統可僅包含如圖1中所展示之光源100或僅包含圖2中所展示之光源200。此外，該系統可包含兩個或兩個以上光源之其他組合。因此，本文中所描述之實施例可經組態以具有經組態以將光引導至晶圓之一或多側之一或多個光源。
在一些實施例中，以法線入射角將光引導至光點。例如，如圖1及圖2中所展示，光源100經組態以將光引導至光學元件102，該光學元件102以法線入射角將光引導至光點。在另一實施例中，以傾斜入 射角將光引導至光點。例如，如圖2中所展示，來自光源200之光經組態以依一實質上低入射角(即，非法線照明但可能相對接近法線照明)將光引導至光點。
圖2亦展示可包含於系統中之光源之額外實例。例如，該系統可包含光源202及/或光源204。此等光源可包含此項技術中已知之任何合適光源。光源202可如圖2中所展示般定位使得將藉由此光源產生之光引導至光束分離器206。光束分離器206可包含此項技術中已知之任何合適光束分離器，諸如一50/50光束分離器。該光束分離器可經組態以依一法線或實質上法線入射角將來自光源202之光引導至晶圓之邊緣上之光點104。光束分離器206可如本文中進一步描述般組態。此外，光源204可如圖2中所展示般定位使得以可包含任何合適傾斜角之一傾斜入射角將藉由此光源產生之光引導至晶圓之邊緣上之光點。
若本文中所描述之系統實施例包含一個以上光源，則該等光源可經不同組態或可具有實質上相同組態。例如，該等光源之兩者或兩者以上可具有不同作用及模式。此外，該等光源之兩者或兩者以上可經組態以產生不同波長之光。例如，一光源(例如，光源100)可經組態以產生405nm或525nm之一波長之光，而另一光源(例如，光源200、202及204)可經組態以產生一不同波長(例如，530nm)之光。此外，該等光源之一或多者可經組態以產生具有不同於藉由(若干)其他光源產生之光之偏光之一偏光的光。在任何情況中，可基於光經引導至之晶圓之側(例如，正面或背面)之特性以及待使用該光執行之功能(例如，邊緣偵測對邊緣檢查)來選擇藉由本文中所描述之光源之任一者產生之光之特性。
圖1中所展示之光學元件102可經組態以將光依任何合適方式(舉例而言，作為準直光)引導至邊緣上之光點。儘管該光學元件在圖1中展示為一單一折射元件，然該光學元件可包含一或多個折射光學元件 及/或一或多個反射光學元件。此外，該光學元件可包含用於將來自光源之光引導至晶圓之邊緣上之光點之任何合適光學元件，諸如具有一擴散器之一非球面聚光透鏡。用於本文中所描述之照明子系統中之合適光學元件商業上可自諸如Thorlabs之供應商獲得。
照明子系統可包含定位於藉由光源之一或多者產生之光之路徑中之任何其他合適光學元件(未展示)。此等光學元件之實例包含(但不限於)：(若干)偏光組件、(若干)光譜濾波器、(若干)空間濾波器、(若干)反射光學元件、(若干)變跡器、(若干)光束分離器、(若干)光圈及類似者，其等可包含此項技術中已知之任何此等合適光學元件。此外，該系統可經組態以基於待使用之照明類型變更該等元件之一或多者。例如，該系統可經組態以變更照明子系統之一或多個特性以變更用於檢查之入射角、偏光、波長等。
本文中所描述之實施例提供改良之晶圓邊緣及凹口偵測方法及螺旋掃描晶圓檢查工具之效能。特定言之，該系統包含經組態以使晶圓旋轉藉此使該光點掃描遍及該晶圓之邊緣之一載台。例如，如圖1中所展示，該系統可包含耦合至軸件112之載台110。該軸件可耦合至經組態以使該軸件如藉由箭頭114所展示般旋轉藉此使晶圓在相同方向上旋轉之一或多個機械及/或機器人組件。該等載台、軸件及耦合至其等之任何其他組件可包含此項技術中已知之任何合適此等組件。
在光點掃描遍及邊緣時，使晶圓旋轉少於兩次。例如，在一些情況中，歸因於系統架構約束，可期望在一單一晶圓轉數內執行邊緣及凹口偵測。更明確言之，依靠多像素感測器及成像集光光學器件以改良解析度之下一代晶圓檢查系統可具有介於掃描軌道之間比上一代工具大若干數量級之一節距。例如，與上一代系統上之一20um單光點大小相比，在一尺寸上具有1000個像素且在一晶圓上具有一經投影之0.5um像素大小之一感測器將要求約500um之一節距。此意謂一晶 圓檢查掃描僅具有邊緣附近之1至2個軌道且邊緣偵測系統必須經由一單一軌道或冒著無法與主檢查系統同時操作藉此影響系統處理量的危險執行其功能。因此，具有自多個晶圓位置之並行信號擷取之相對較慢多通道邊緣檢查偵測器變得有利。以此方式，本文中所描述之實施例可經組態以在單遍次中偵測晶圓之邊緣及/或凹口。
應注意，晶圓之一單轉數或在邊緣上方之一單遍次可實際上僅略大於晶圓之一轉數或邊緣上方之一遍次。例如，為確保取樣晶圓之整個邊緣，一單遍次或轉數可包含在取樣結束時再次取樣該遍次或轉數之起始位置。因此，在本文中描述為在1轉數中執行邊緣/凹口偵測或其他操作之一系統可(實務上)實際上在晶圓之1.01轉數中執行該(等)功能。在任何情況中，本文中所描述之實施例經組態以在小於2個轉數或遍次(其遠少於當前用於邊緣/凹口偵測之系統所需之轉數或遍次)中執行邊緣/凹口偵測及可能其他功能。
該系統亦包含一偵測器，該偵測器經組態以在光點掃描遍及邊緣時偵測來自該光點之光且回應於該經偵測光產生輸出。例如，如圖1中所展示，該系統包含經組態以在光點掃描遍及邊緣時偵測來自該光點之光之偵測器116。如本文中進一步描述，藉由本文中所描述之系統照明之晶圓之邊緣上的光點延伸超出該晶圓之該邊緣。此外，本文中所描述之偵測器(及任何其他偵測器)可經組態使得其物體平面在經照明光點上居中(或至少完全定位於該經照明光點內)。例如，如圖1中所展示，偵測器116可經組態使得將來自物體平面118之光成像至該偵測器上。如圖1中進一步展示，物體平面118可完全定位於光點104內且可具有不同於該光點之特性，諸如尺寸及形狀。例如，該物體平面可具有一線形而該光點可具有一圓形或橢圓形。此外，該物體平面之兩個尺寸可小於經照明光點之對應尺寸。因而，該物體平面可不與經照明光點在該光點之邊緣附近(其中照明強度可略微改變)重 疊。在任何情況中，在本文中所描述之實施例中，偵測器之物體平面較佳應如經照明光點延伸超出晶圓之邊緣使得該晶圓之該邊緣對應於藉由該偵測器(例如，在暗區域與亮區域之間)產生之可用於如本文中進一步描述般判定該邊緣之晶圓檢查座標之輸出中的一邊界。
本文中所描述之實施例之偵測器可為將能夠在一單一擷取中偵測邊緣及凹口位置之本文中所描述之多通道偵測器之一者。例如，在一項實施例中，偵測器係一多像素偵測器。以此方式，本文中所描述之實施例可使用一多像素感測器進行邊緣及凹口偵測。
在另一實施例中，偵測器係一線性偵測器。以此方式，本文中所描述之實施例可包含一線感測器。例如，在一較佳實施例中，偵測器可為包含匹配集光光學器件之解析度之數個像素之一線感測器，諸如一電荷耦合裝置(CCD)或互補金屬氧化物半導體(CMOS)偵測器。在一實例中，偵測器可為包含1536個像素x1個像素之一線陣列。該偵測器可包含不同數目個像素(例如，2048個像素)且可基於系統之其他參數(諸如用於處理像素之輸出之電子器件之頻寬)判定所使用之像素之實際數目。適用於本文中所描述之實施例中之線掃描相機商業上可自諸如Teledyne DALSA Inc.,Waterloo,Ontario,Canada之供應商購得。
在一些實施例中，偵測器包含一二維像素陣列。在一此實施例中，偵測器經組態以在一時間延遲積分(TDI)模式中操作。例如，偵測器可為經組態以在一TDI模式中操作之一CCD陣列。在另一此實施例中，偵測器經組態以在一圖框模式中操作。例如，偵測器可為經組態以在一圖框模式中操作之一CCD陣列。
在一進一步實施例中，偵測器係經組態以基於落在該偵測器上之光之空間分佈產生輸出之一位置敏感偵測器(PSD)。例如，該偵測器可為一PSD，其不一定具有多像素輸出但對落在感測器上之光之空 間分佈敏感且能夠提供資訊以在一單遍次中尋找「亮」照明區域與「暗」照明區域之間的一邊界。
在上文所描述之其中引導至晶圓之邊緣上之光點之光包含實質上準直光之一項實施例中，該晶圓及該晶圓之該邊緣防止來自該光點之第一部分之光藉由偵測器偵測，且該偵測器經組態使得藉由該偵測器偵測來自該光點之第二部分之光。以此方式，本文中所描述之實施例可經組態用於一晶圓表面之「光束穿透」照明。例如，光束穿透照明可大體上係定義為自一晶圓下方/後面(或上方/前面)發送平行或實質上平行之光射線之一準直光源。藉由該晶圓阻斷之射線並未到達偵測器。穿過至偵測器之射線照明該偵測器上之一區域。以此方式，在一「穿透光束」照明組態中，將歸因於晶圓部分阻斷照明到達偵測器。因此，偵測器上之「暗」像素或區域與「亮」像素或區域之間的邊界將對應於晶圓之邊界(例如，一晶圓邊緣或凹口)。
圖1中所展示之實施例經組態用於此照明及偵測。例如，如圖1中所展示，光源100經組態以將光引導至晶圓之一側且偵測器116定位於該晶圓之另一側上。以此方式，將藉由晶圓及邊緣防止入射於該晶圓及該晶圓之該邊緣上之光點之部分到達偵測器。相比而言，延伸超出晶圓之邊緣且因此並未入射於該晶圓及該邊緣上之光點之部分將不會藉由該晶圓阻斷且因此將藉由偵測器偵測。
在一些實施例中，藉由偵測器偵測之來自光點之光包含鏡面反射光。以此方式，本文中所描述之實施例可經組態用於自一晶圓表面之反射。例如，照明子系統及偵測器可經組態用於自一表面反射與一集光(反射)光束路徑共線之一法線或實質上法線照明光束。以此方式，照明光束可經由一光束分離器與一集光光束在空間上合併。例如，如圖2中所展示，來自光源202之光可藉由光束分離器206與來自光點104之光在空間上合併。替代性地，一照明光束可以一傾斜入射 角落在一表面上使得照明及集光光束在空間上分離且無需一光束分離器。例如，如圖2中所展示，光源200及204可經組態以依一傾斜入射角將光引導至光點且可以在空間上與入射角分離之一不同角度收集藉由偵測器116偵測之來自該光點之光。在此等組態中，照明光束之入射角可接近於(但並不一定接近於)法線。一此組態在圖2中展示為光源200之組態。在另一替代例中，照明子系統及偵測器可經組態用於一暗場(DF)組態，其中一照明光束具有一相對較大入射角但集光系統使用一散射信號且因此不一定為一鏡面(直接反射)級。此一組態在圖2中藉由光源204展示，光源204經展示以在來自光點之光藉由集光器120收集且以一非鏡面角引導至偵測器116時以一相對較大入射角將光引導至光點。
在另一實施例中，藉由偵測器偵測之來自光點之光包含散射光。例如，照明子系統及偵測器組態可經組態以使用具有一相對較低數值孔徑(NA)光束(即，一「筆形」光束)之法線或實質上法線照明及收集以相對於法線成一非零角散射之非鏡面光之一集光系統。在一此實例中，光源200可經組態以在一相對較低NA情況下以一法線或實質上法線照明角將光引導至晶圓之邊緣上之光點，且集光器120可經組態以收集自光點散射之非鏡面反射光。
在一些實施例中，系統可包含成像集光光學器件。例如，如圖1中所展示，系統可包含經組態以自晶圓上之光點收集光且將該經收集光引導(聚焦)至偵測器116之集光器120。儘管該集光器在圖1中展示為一折射光學元件，但該集光器可包含經組態以自光點收集光之一或多個折射及/或一或多個反射光學元件。用於本文中所描述之實施例中之合適集光器之實例商業上可自諸如Edmund Optics Inc.,Barrington,New Jersey之供應商購得。成像集光光學器件可包含定位於來自晶圓之光之路徑中之任何適當位置中之一或多個其他光學元 件，諸如(若干)光束分離器、(若干)光譜濾波器、(若干)空間濾波器、(若干)偏光組件、(若干)光圈及類似者。
在任何情況中，需要一邊緣及凹口偵測系統(諸如本文中所描述之邊緣及凹口偵測系統)來支援非零厚度之樣本(歸因於在晶圓之邊緣上方之照明且因此照明相對於該系統之光學器件具有不同位置之表面(諸如邊緣之上表面、斜面及頂點))。因此，光學器件之焦深(DOF)較佳足夠大以支援邊緣附近之晶圓樣本曲率。同時，集光光學器件較佳提供足夠高解析度以解析邊緣及凹口。DOF係與NA之平方反比及波長成比例。換言之，DOF=±λ/(NA^2)。解析度係與NA反比及波長成比例。換言之，解析度=0.61 λ/(NA)。因而，歸因於NA之衝突要求(對於最佳解析度為大，對於DOF為小)，一般而言，成像集光光學器件將具有與經選擇以匹配DOF及解析度要求之一NA實際一樣短之一波長。換言之，用於邊緣偵測之(若干)波長可經選擇為(若干)最低實際波長且接著可基於針對最大DOF及最高解析度之(若干)選定波長選擇NA。例如，為在405nm之一波長的情況下達成大於±160um之一DOF，可選擇0.05之一NA(DOF0.405/0.05^2=±162um)且該組態亦提供R0.61 * 0.405/0.055um之一解析度。以此方式，用於成像之約0.05之一NA可經選擇以使針對一給定波長之DOF及解析度平衡。然而，適於本文中所描述之實施例之NA可自約0.04至0.07。本文中所描述之實施例可因此包含相對較低NA成像光學器件。此外，本文中所描述之系統經組態所用於之DOF可自100um改變至300um。用於本文中所描述之實施例之合適解析度亦可自4um改變至7um。本文中所描述之實施例亦可或可不經組態用於晶圓對偵測器上之不同放大率及像素大小。在一實例中，系統可經組態用於一2x放大率。因此，若晶圓上之像素大小係約5um，則偵測器上之像素大小將為約10um。然而，明顯地，偵測器及晶圓處之其他像素大小係可行的。
在一些實施例中，不存在定位於偵測器與晶圓之間之光學元件。例如，在一極低NA準直照明穿透光束且其中偵測器放置成足夠接近於一晶圓表面之情況中，可藉由直接照明感測器表面之穿透光束完全避免成像光學器件。
重要的是應注意，儘管圖1及圖2中展示兩個特定組態，然此等圖中所展示之光學元件可以許多不同配置進行組態以提供本文中所描述之相同能力。例如，在圖1中所展示之組態之情況中，可反轉光源100及偵測器116(及其等相關聯光學元件)所處之晶圓之側。換言之，照明子系統可經組態使得將光自晶圓上方引導至該晶圓之邊緣上之光點，而偵測器可定位於該晶圓之下以偵測未藉由該晶圓阻斷之光。
在另一組態中，系統可在晶圓之兩側上包含偵測器(未展示)且該等偵測器可經組態以歸因於使用不同光源之照明偵測來自光點之不同種類的光。例如，一偵測器可經組態以偵測未藉由晶圓阻斷之(用於邊緣/凹口偵測之)光，而另一偵測器可經組態以偵測(用於可如本文中進一步描述般執行之邊緣/凹口偵測及/或檢查之)散射或非鏡面反射光。
本文中所描述之系統實施例亦可經組態以具有用於任一晶圓且可基於該晶圓判定之許多不同光源及/或偵測器以及特定光源/偵測器組合。因而，並非包含於系統中之全部光源及/或偵測器可用於針對任一晶圓之邊緣/凹口偵測及/或邊緣檢查。以此方式，該系統之組態之「靈活性」可在於，用於任一晶圓之組態可在逐晶圓基礎上改變，在晶圓檢查系統將用於檢查在晶圓之邊緣處或附近具有不同反射率(此可由晶圓上之拋光程序之效應所引起)之晶圓之情況下，此可係有利的。
圖3至圖5係藉由根據本文中所描述之各項實施例組態之一原型系統產生之影像。此等圖中所展示之影像並不意欲將本文中所描述之 實施例限於藉由系統產生之任何特定影像或可藉由該系統產生之該等影像之任何特定影像特性。代替性地，此等影像係包含於本文中以大體上繪示可藉由系統之各項實施例產生之影像之類型以藉此進一步理解本文中所描述之實施例。
圖3中所展示之影像係藉由如本文中所描述般組態之一邊緣偵測系統偵測之一影像。在此組態中，如本文中所描述般將準直光引導至晶圓之邊緣上之一光點使得該光點延伸超出該晶圓之該邊緣。為產生此影像，將光自晶圓下方引導至光點。此外，偵測器定位於晶圓之相對側上。以此方式，將光引導至晶圓之一表面且偵測來自晶圓之另一相對表面之光。因而，藉由偵測器偵測未藉由晶圓阻斷之光。因此，在此影像中，較亮部分對應於來自延伸超出晶圓之邊緣且經偵測之光點之部分之光且較暗部分對應於藉由晶圓及該晶圓之邊緣阻斷之光點之部分。以此方式，展示於圖3中之影像之亮部分與暗部分之間的邊界對應於晶圓之邊緣。圖1中所展示之系統組態可因此用於產生諸如圖3中所展示之影像之影像。
相比而言，圖4中所展示之影像係藉由如本文中所描述般組態之一不同邊緣偵測系統偵測之一影像。在此組態中，以法線及傾斜入射角兩者將光自晶圓上方引導至該晶圓之表面上之一光點。此光點亦延伸超出晶圓之邊緣。以此方式，照明將入射於晶圓之正面、邊緣及該邊緣之頂部斜面上。形成此影像之偵測器定位於晶圓之照明經引導至之側上。因此，該偵測器偵測自晶圓上之光點反射之光(其可包含鏡面反射光、非鏡面反射光及散射光)。因而，在此影像中，亮部分對應於晶圓之上表面及包含頂部斜面之晶圓之邊緣。影像之自該影像之右手側向內延伸之暗區段對應於延伸超出晶圓之邊緣且因此並未自晶圓之任何部分返回之光點之部分。以此方式，展示於圖4中之影像之亮部分與暗部分之間的邊界對應於晶圓之邊緣。此外，因為此影像包 含來自晶圓之頂部表面及包含頂部斜面之晶圓之邊緣之光，所以此影像可用於可如本文中進一步描述般執行之頂部表面、邊緣及頂部斜面之檢查。可使用包含(例如)如圖2中所展示之光源202及204及偵測器116以及圖2中所展示之可能其他元件之一系統組態以產生此一影像。
本文中所描述之系統實施例亦可經組態以按不同視角同時產生影像藉此產生一種「合成影像」。此一影像之一實例係展示於圖5中。此影像係使用上文所描述之用於產生圖3至圖4中所展示之影像之系統組態之兩者來產生。以此方式，使用光點之自晶圓下方之照明、法線或實質上法線入射角照明及傾斜入射角照明產生該影像。一偵測器係用於同時偵測來自晶圓下方未藉由晶圓阻斷之光以及反射(鏡面及非鏡面)光及散射光。
因此，在此影像中，該影像在暗邊界之左側上之較亮部分對應於晶圓之頂部表面且該影像在該暗邊界之右側上之較亮部分對應於來自晶圓下方未藉由晶圓或邊緣阻斷之光。該暗邊界之左側對應於晶圓之頂部邊緣且該暗邊界之右側對應於頂部斜面之底部邊緣。包含在該暗邊界內之任何亮部分對應於邊緣之頂部斜面。因此，可產生此一影像之一系統組態可包含(例如)如圖2中所展示之光源100、202及204以及偵測器116及圖2中所展示之可能其他元件。
因為圖5中所展示之影像清楚地展示晶圓之邊緣，所以此影像可用於如本文中進一步描述之邊緣偵測。此外，因為圖5中展示之影像係回應於來自晶圓之頂部表面、邊緣及斜面之光，所以此影像亦可用於可如本文中進一步描述般執行之頂部表面、邊緣及斜面之檢查。以此方式，本文中所描述之經組態用於邊緣偵測之實施例亦可經組態以在執行邊緣偵測時僅藉由添加法線及傾斜照明進行頂部表面及斜面檢查。
系統亦包含一電腦處理器。例如，如圖1中所展示，系統包含電 腦處理器122。此一處理器亦可包含於圖2中所展示之系統中。電腦處理器122經組態以擷取藉由系統之(若干)偵測器產生之輸出。例如，在掃描期間藉由該(等)偵測器產生之輸出可提供至電腦處理器122。特定言之，該電腦處理器可(例如，藉由在圖1中以虛線展示之一或多個傳輸媒體，該等傳輸媒體可包含此項技術中已知之任何合適傳輸媒體)耦合至該(等)偵測器之各者使得該電腦處理器可接收藉由該(等)偵測器產生之輸出。該電腦處理器可以任何其他合適方式耦合至偵測器之各者。該電腦處理器可如本文中所描述般進一步組態(例如，作為包含於一電腦子系統或系統中之一處理器)。
在一項實施例中，電腦處理器經組態以基於輸出偵測形成於晶圓之邊緣中之一凹口，且偵測器之一或多個參數係基於偵測該凹口所需之取樣進行組態。可藉由電腦子系統以許多不同方式偵測該凹口。例如，基於關於該凹口之資訊(諸如預期尺寸及/或形狀)，電腦子系統可針對匹配或實質上匹配該凹口之特性之影像中之邊界(該邊界對應於晶圓之邊緣)之變動搜尋影像，諸如圖3至圖5中所展示之影像。在一此實例中，基於關於凹口進入晶圓中之深度之資訊，具有類似尺寸之邊界變動可藉由電腦處理器識別為對應於該凹口。電腦處理器可使用任何合適方法及/或演算法以在本文中所描述之(若干)偵測器之輸出中或以任何其他合適方式偵測凹口。
本文中所描述之偵測器之線速率可經選擇以提供充分取樣以偵測凹口。特定言之，可如上文所描述般基於包含於系統中之光學器件之參數(諸如波長及像素大小)判定該系統在晶圓之徑向方向上之解析度，而偵測器之線速率可判定該系統在一切向方向(即，實質上垂直於晶圓之半徑之方向)上之解析度。換言之，線速率可判定在邊緣上之位置處產生輸出之頻率(即，取樣頻率)。更明確言之，一較高線速率容許較高取樣頻率及因此較高切向解析度。在一此實例中，偵測器 之線速率在8位元下可為約100kHZ。
亦可藉由改變晶圓旋轉速率來變更系統在切向方向上之解析度。例如，可藉由一較慢旋轉速率實現在切向方向上之一較高解析度。為給出線速率及旋轉速度可如何影響解析度之一實例，一300mm晶圓具有約942mm之一圓周。一晶圓檢查系統可經組態以使晶圓以不同速度(針對較高靈敏度(HS)以一較低速度且針對較高處理量(HT)以一較高速度)旋轉。因而，對於兩個旋轉速度具有相同線速率之一偵測器針對HS旋轉速率將跨晶圓之整個圓周產生之每um(或其他單為尺寸)樣本多於針對HT旋轉速率將跨晶圓之整個圓周產生之每um樣本。因此，針對HS旋轉速度，將圓周劃分成多於針對HT旋轉速度之樣本意謂與HT旋轉速度相比，針對HS旋轉速度該等樣本將具有更小尺寸。
在一項實施例中，電腦處理器經組態以基於偵測器之輸出判定形成於晶圓之邊緣中之一凹口之晶圓檢查座標。例如，一旦已如上文所描述般偵測該凹口，即可基於關於在掃描中產生對應於該凹口之輸出之位置之資訊以及關於該掃描本身之資訊(例如，在掃描晶圓期間藉由諸如包含本文中所描述之載台之一掃描子系統產生之位置座標)來判定該凹口之晶圓檢查座標。如本文中所使用之術語「晶圓檢查座標」係指藉由一晶圓檢查系統判定之任何座標。可藉由一晶圓檢查系統相對於不同參考點判定該等晶圓檢查座標。此外，不同晶圓檢查系統可判定不同系統中之座標(例如，極座標系對笛卡爾(Cartesian)座標系，但因為本文中所描述之實施例尤其可用於螺旋掃描類型系統，所以用於本文中所描述之實施例中之晶圓檢查座標更有可能以極座標系表達)。在任何情況中，術語「晶圓檢查座標」係指可藉由一晶圓檢查系統或包含於其中之子系統產生之任何座標。
電腦處理器經組態以基於輸出判定晶圓之邊緣上之兩個或兩個 以上位置之晶圓檢查座標且基於該邊緣上之該兩個或兩個以上位置之該等晶圓檢查座標判定該晶圓上之一或多個固定位置之晶圓檢查座標。例如，因為本文中所描述之實施例經組態以產生晶圓邊緣區域之一影像，所以電腦處理器可經組態以使用一適當演算法及/或方法分析偵測器之輸出以判定來自晶圓及周圍區域之信號差。特定言之，因為晶圓之邊緣將對應於藉由偵測器產生之輸出之暗部分與亮部分之間的邊界，所以關於該邊界之資訊可用於偵測邊緣及判定關於晶圓邊緣之資訊(諸如晶圓檢查座標)。以此方式，電腦處理器可經組態以使用一演算法及/或軟體以處理來自偵測器之資料，使其與實體樣本定向同步並提供在所關注座標系中之邊緣及凹口位置資訊。此演算法及/或軟體可具有此項技術中已知之任何合適組態。
在一些例項中，本文中所描述之實施例可經組態以判定邊緣上與藉由本文中所描述之實施例獲取之樣本一樣多的位置之晶圓檢查座標。以此方式，該等晶圓檢查座標可針對晶圓之邊緣上之遠多於兩個位置來判定且該等位置可跨越晶圓之整個或將近整個邊緣。然而，在一些例項中，可針對邊緣判定少很多的晶圓檢查座標同時仍提供足夠資訊用於本文中所描述之額外功能(例如，判定晶圓之中心)。例如，若可判定晶圓之邊緣上已知為對徑地對置(即，在經繪製穿過晶圓之中心之一假想線之相對端上)之兩個位置之晶圓檢查座標，則該等晶圓檢查座標可如本文中進一步描述般用於判定晶圓上之一或多個固定位置之晶圓檢查座標。
在一項實施例中，該一或多個固定位置包含晶圓之一中心。例如，一旦已判定晶圓之邊緣上之至少兩個位置之晶圓檢查座標，即可判定關於晶圓之額外資訊，諸如晶圓圓周之晶圓檢查座標或一晶圓直徑之晶圓檢查座標。接著可使用該資訊以基於1)一圓之圓周與該圓之中心之間的關係；或2)一圓之直徑與該圓之中心之間的關係以任何合 適方式判定晶圓中心之晶圓檢查座標。
在一些實施例中，電腦處理器經組態以基於該一或多個固定位置之晶圓檢查座標判定在晶圓之一上表面上偵測之缺陷之晶圓檢查座標。例如，藉由本文中所描述之系統執行之晶圓邊緣/凹口偵測可為對晶圓執行之一晶圓檢查程序之部分。在一些此等例項中，可在針對缺陷檢查上表面之前執行晶圓邊緣/凹口偵測，但亦可以相反順序執行掃描。
對於在晶圓檢查之前執行之邊緣偵測，一旦將一晶圓裝載至晶圓檢查系統中，該系統即可開始使晶圓自旋至可為如上所述之一HS或HT掃描速度之邊緣掃描速度。在系統開始使晶圓旋轉時，本文中所描述之載台可使晶圓在x及/或y方向上移動以將晶圓邊緣定位於光點之下及光點內。一旦晶圓邊緣經如此定位且晶圓以邊緣掃描速度自旋，即可如本文中所描述般將光引導至光點且自該光點偵測光以用於使用晶圓之1.01轉以邊緣偵測速度執行之邊緣偵測。
接著，可將邊緣偵測掃描期間產生之輸出(例如，邊緣偵測影像資料)傳送至一電腦處理器或耦合至該電腦處理器之儲存媒體。當該資料傳送結束時，電腦處理器可如本文中所描述般基於邊緣偵測資料計算晶圓中心之座標。
一旦已完成針對1.01轉之邊緣偵測及資料傳送，晶圓檢查系統即可開始以晶圓檢查速度(其可與用於邊緣偵測之邊緣掃描速度相同)掃描晶圓之上表面。可將藉由此掃描產生之資料(例如，缺陷資料)儲存至一緩衝器中。一旦已計算晶圓之中心，儲存於該緩衝器中之傾斜掃描資料即可與晶圓中心資訊一起使用以使用該晶圓中心資訊及x/y校準資料執行所報告之缺陷座標之映射。換言之，藉由檢查系統報告之晶圓之中心之晶圓檢查座標與藉由本文中所描述之系統實施例判定之晶圓檢查座標之間的一映射、偏移、轉換或其他關係可經判定且接著 用於基於藉由本文中所描述之實施例判定之該映射、偏移、轉換或其他關係將藉由檢查系統針對缺陷報告之晶圓檢查座標轉譯成經校正之晶圓檢查座標。此外，可相對於晶圓之中心或晶圓上之另一固定位置(諸如凹口)判定該等經校正座標。換言之，晶圓之中心或凹口可用作該等經校正座標之原點。在任何情況中，較佳相對於晶圓上之一固定位置判定經校正座標使得該等座標及藉由另一系統(諸如一缺陷再檢測系統)判定之晶圓上之該固定位置之座標可用於在諸如缺陷再檢測之另一程序中重新定位缺陷。
在一進一步實施例中，光源、至少一光學元件及偵測器經組態使得以等於或小於1um之一精確度判定兩個或兩個以上位置之晶圓檢查座標。以此方式，本文中所描述之實施例可歸因於其等小於1um之邊緣及凹口偵測精確度及小於1秒之一總偵測時間而用於下一代工具。通常，藉由諸如商業上可自KLA-Tencor,Milpitas,Calif.購得之eDR系列工具之再檢測工具之需要驅動精確度要求。一晶圓檢查系統之較高精確度容許一再檢測系統大幅降低搜尋藉由晶圓檢查系統報告之所關注缺陷(DOI)所花費之時間。
因此，本文中所描述之實施例提供不同於可藉由晶圓檢查工具之晶圓對準子系統提供之資訊之資訊。例如，實體樣本定向通常可藉由對準程序、對準硬體(諸如一晶圓預對準器及一載台)定義。因此，對準程序及硬體可提供關於凹口位置之資訊且需要用於其等自身操作之關於晶圓邊緣位置之特定資訊。例如，晶圓中心必須在一百或數百微米內與載台中心重合。相比而言，本文中所描述之實施例經組態以提供關於邊緣及凹口位置之更準確資訊，即，大致1um之一偵測精確度。因此，本文中所描述之實施例提供改良之解析度，藉此容許邊緣/凹口偵測之改良精確度及準確度。
在一些實施例中，偵測器經組態以偵測自光點反射或散射之光 且電腦處理器經組態以基於輸出偵測晶圓之邊緣上之缺陷。例如，除了邊緣及凹口偵測之外，亦可藉由本文中所描述之實施例提供某一邊緣檢查能力。特定言之，本文中所描述之實施例歸因於其等相對較高解析度成像光學器件及多通道偵測器而提供邊緣檢查能力。在一此實例中，對於本文中所描述之光學組態，切向方向上(即，沿著晶圓之圓周)之一較高解析度可具有一較慢旋轉速率，例如，與本文中所描述之HT操作相比，在HS操作中慢至多4x。此較慢旋轉可提供一相對較高解析度(例如，5um)，藉此使系統適於晶圓之邊緣檢查。偵測自光點反射或散射之光之全部組態可用於該目的。
電腦處理器可經組態以使用(若干)任何合適缺陷偵測方法及/或演算法以任何合適方式偵測晶圓之邊緣上之缺陷。例如，可比較藉由偵測器產生之輸出與一臨限值且可將具有高於該臨限值之一值之輸出之任一者識別為一潛在缺陷，而不將不具有高於該臨限值之一值之輸出識別為對應於潛在缺陷。與臨限值比較之輸出之值可包含(例如)強度。可以任何合適方式判定該臨限值之適當值(例如，作為晶圓邊緣上之預期雜訊之某一倍數)。然而，許多其他缺陷偵測方法及/或演算法係可行的且可基於輸出之特性可能結合晶圓之特性及/或該晶圓上之所關注缺陷來選擇及/或判定與該輸出一起使用之方法及/或演算法。一旦已在晶圓之邊緣上偵測缺陷，即可如本文中進一步描述般判定且可能校正邊緣缺陷之晶圓檢查座標。
在一些此等例項中，一旦將一晶圓裝載至晶圓檢查系統中，該系統即可開始使該晶圓自旋至邊緣掃描速度(其可為如上所述之HS或HT掃描速度)。在系統開始使晶圓旋轉時，本文中所描述之載台可如本文中所描述般使晶圓在x及/或y方向上移動以將晶圓邊緣定位於光點之下及光點內。一旦晶圓邊緣經如此定位且晶圓以邊緣掃描速度自旋，即可如本文中所描述般將光引導至光點且自該光點偵測光以用於 使用1.01轉以邊緣掃描速度執行之邊緣檢查。
接著，可將邊緣檢查掃描期間產生之輸出(例如，邊緣檢查影像資料)傳送至一電腦處理器或耦合至該電腦處理器之儲存媒體。當該邊緣檢查資料傳送結束時，電腦處理器可處理該資料以偵測晶圓邊緣上之缺陷，此可如本文中所描述般執行。系統亦可整數倍降低取樣邊緣檢查資料以識別且接著僅傳送邊緣缺陷影像或資料至電腦處理器。一旦邊緣資料傳送結束，電腦處理器即可基於邊緣偵測資料計算晶圓中心之座標。
一旦針對1.01轉之邊緣偵測及資料傳送已完成，晶圓檢查系統即可增加晶圓邊緣掃描速度以匹配晶圓檢查速度且接著開始以該晶圓檢查速度掃描晶圓之上表面。可將藉由此掃描產生之資料(例如，缺陷資料)儲存至一緩衝器中。一旦已計算晶圓之中心，儲存於該緩衝器中之傾斜掃描資料即可與晶圓中心資訊一起使用以使用該晶圓中心資訊及x/y校準資料執行所報告之缺陷座標之映射，此可如本文中進一步描述般執行。
在另一實施例中，系統包含經組態以偵測自光點反射或散射之光且回應於該經偵測之反射或散射光產生輸出之一額外偵測器，且電腦處理器經組態以基於藉由該額外偵測器產生之輸出偵測晶圓上之缺陷。例如，可藉由引入多個偵測器及集光光學器件配置來增強檢查能力。在一實例中，圖2中所展示之光源200、202及204之一者或兩者可經組態為一額外偵測器，其經組態以歸因於藉由該等光源之至少一者之照明偵測自晶圓邊緣反射及/或散射之光。然而，圖2中所展示之全部光源可仍為光源且系統可包含經組態以歸因於藉由光源200、202及204之一或多者之光點之照明偵測自該光點散射及/或反射之光之一額外偵測器(未展示)。在一些例項中，該(等)額外偵測器可定位於入射平面中(作為散射光之例項中之「頂部」、「前面」或「背面」集光器) 以用於偵測反射及/或散射光或定位於入射平面外(作為「側」集光器)以用於偵測非鏡面光。該(等)額外偵測器可如本文中關於偵測器116所描述般進一步組態。偵測器116及該(等)額外偵測器可具有實質上相同組態或不同組態。例如，偵測器116可經組態為一線性感測器而該(等)額外偵測器可經組態為二維(2D)陣列感測器。該等偵測器之各者亦可耦合至其自身集光器，或該等偵測器可共用一或多個集光器。本文中所描述之(若干)其他光學元件之任一者亦可耦合至該(等)額外偵測器(定位於該(等)額外偵測器之光學路徑中)。電腦處理器可經組態以如本文中進一步描述般基於藉由額外偵測器產生之輸出偵測晶圓上之缺陷。
在一此實施例中，額外偵測器可經組態使得其物體平面相對於晶圓之一上表面傾斜。例如，若藉由(若干)額外偵測器及集光光學器件配置提供檢查能力，則經組態用於此目的之個別偵測器之物體平面可相對於樣本頂部表面傾斜，包含偵測器「看」向晶圓斜面之側及底部。以此方式，若系統包含多個偵測器，則該等偵測器之一或多者可具有不同於(若干)其他偵測器之物體平面。使經組態以偵測來自邊緣之一斜面或側之光之偵測器之一者之一物體平面傾斜對於其等之輸出將用於偵測該斜面或側上之缺陷之偵測器而言可為有利的。例如，若一偵測器之物體平面可經傾斜使得其實質上平行於邊緣之一上斜面，則藉由該偵測器產生之輸出可更回應於該上斜面上之缺陷，藉此以較高靈敏度實現此等缺陷之偵測。
本文中所描述之實施例亦可包含經組態以用於晶圓之邊緣上之缺陷之偵測之一完全不同的光學子系統。此一合適光學子系統之一實例係描述於在2007年10月9日頒予Rosengaus之美國專利第7,280,197號中，該案以宛如全文闡述引用的方式併入本文中。本文中所描述之實施例可如此專利中所描述般進一步組態以用於邊緣檢查。
然而，邊緣檢查系統(諸如藉由Rosengaus描述者)並不一定適於以邊緣偵測可用於判定晶圓上之一或多個固定位置(例如，晶圓之一中心)之一方式進行晶圓之邊緣偵測。例如，邊緣檢查系統並不一定照明晶圓上之延伸超出該晶圓之一光點，識別(藉由該等系統產生之)輸出中之對應於該晶圓之邊緣之一邊界且判定該邊緣之晶圓檢查座標(其等可接著用於判定該晶圓之中心或該晶圓上之另一固定位置)。此外，為如本文中所描述般實質上準確地計算晶圓之中心，偵測器需要在旋轉期間基於晶圓角位置產生輸出。然而，邊緣檢查系統一般並不包含此能力。此外，通常用於邊緣檢查系統中之照明方案實質上不同於本文中所描述之照明方案且與邊緣檢查系統相比，在本文中所描述之實施例中可更簡化。
本文中所描述之系統實施例之各者可根據本文中所描述之(若干)任何其他實施例進一步組態。此外，本文中所描述之系統實施例之各者可經組態以執行本文中所描述之方法實施例之一或多者。
另一實施例係關於一種非暫時性電腦可讀媒體，其儲存可執行於一電腦系統上以執行本文中所描述之用於判定一晶圓上之一或多個固定位置之晶圓檢查座標之一電腦實施方法之程式指令。一此實施例係展示於圖6中。例如，如圖6中所展示，電腦可讀媒體600儲存可執行於電腦系統604上以執行本文中所描述之方法之一或多個步驟之程式指令602。
實施諸如本文中所描述之方法之方法之程式指令602可儲存於電腦可讀媒體600上。該電腦可讀媒體可為一儲存媒體，諸如一磁碟或光碟或一磁帶或此項技術中已知之任何其他合適非暫時性電腦可讀媒體。
該等程式指令可以各種方法之任一者實施，包含基於程序之技術、基於組件之技術及/或物件導向之技術等。例如，程式指令可視 需要使用Matlab、Visual Basic、ActiveX controls、C、C++objects、C#、JavaBeans、微軟基礎類別(「MFC」)或其他技術或方法論實施。
電腦系統604可採取各種形式，包含一個人電腦系統、大型電腦系統、工作站、系統電腦、影像電腦、可程式化影像電腦、平行處理器或此項技術中已知之任何其他裝置。一般而言，術語「電腦系統」可經廣泛定義以包含具有執行來自一記憶體媒體之指令之一或多個處理器之任何裝置。
一額外實施例係關於一種用於判定一晶圓上之一或多個固定位置之晶圓檢查座標之方法。該方法包含將光引導至一晶圓之一邊緣上之一光點，此可根據本文中所描述之實施例之任一者使用本文中所描述之照明子系統之任一者來執行。該光點可如本文中所描述般組態。該方法亦包含使晶圓旋轉藉此使該光點掃描遍及該晶圓之邊緣，此可根據本文中所描述之實施例之任一者使用本文中所描述之載台之任一者來執行。如本文中進一步描述，在該光點掃描遍及該邊緣時，使該晶圓旋轉少於兩次。此外，該方法包含在該光點掃描遍及該邊緣時偵測來自該光點之光以藉此回應於該經偵測光產生輸出，此可根據本文中所描述之實施例之任一者使用本文中所描述之偵測器之任一者來執行。
該方法進一步包含基於該輸出判定該晶圓之該邊緣上之兩個或兩個以上位置之晶圓檢查座標，此可根據本文中所描述之實施例之任一者使用本文中所描述之電腦處理器之任一者來執行。該方法亦包含基於該邊緣上之該兩個或兩個以上位置之該等晶圓檢查座標判定該晶圓上之一或多個固定位置之晶圓檢查座標，此可根據本文中所描述之實施例之任一者使用本文中所描述之電腦處理器之任一者來執行。相同電腦處理器可執行上文所描述之判定步驟之兩者。
上文所描述之方法之步驟之各者可如本文中進一步描述般執行。上文所描述之方法可包含本文中所描述之(若干)任何其他方法之(若干)任何其他步驟。上文所描述之方法可使用本文中所描述之系統之任一者來執行。
本文中所描述之方法亦可包含將該等方法之任一者之(若干)步驟之任一者之結果儲存於一電腦可讀儲存媒體中。該等結果可包含本文中所描述之結果之任一者且可以此項技術中已知之任何方式儲存。該儲存媒體可包含此項技術中已知之任何合適儲存媒體。在已儲存該等結果之後，該等結果可在儲存媒體中存取且如本文中所描述般加以使用、經格式化以對一使用者顯示、藉由另一軟體模組、方法或系統使用等。
鑒於此描述，熟習此項技術者將明白本發明之各種態樣之進一步修改及替代實施例。例如，提供用於判定一晶圓上之一或多個固定位置之晶圓檢查座標之方法及系統。因此，此描述應僅理解為闡釋性且係出於教示熟習此項技術者實行本發明之一般方式之目的。應瞭解，本文中所展示及描述之本發明之形式應視為當前較佳實施例。如熟習此項技術者在受益於本發明之此描述之後將明白，元件及材料可替換本文中所繪示及描述之元件及材料，可反轉零件及程序且可獨立利用本發明之某些特徵。在不脫離如以下申請專利範圍中所描述之本發明之精神及範疇之情況下，可對本文中所描述之元件作出改變。

Claims (21)

  1. 一種經組態以判定一晶圓上之一或多個固定位置之多個晶圓檢查座標之晶圓檢查系統，其包括：一光源及至少一光學元件，其等形成經組態以將光引導至一晶圓之一邊緣上之一光點(spot)之一照明子系統，其中該光點延伸超出該晶圓之該邊緣使得該光點之一第一部分照射於該晶圓及該晶圓之該邊緣上且該光點之一第二部分並未照射於該晶圓或該晶圓之該邊緣上；一載台，其經組態以使該晶圓旋轉藉此使該光點被掃描遍及該晶圓之該邊緣，其中在該光點被掃描遍及該邊緣時，使該晶圓旋轉少於兩次；一偵測器，其經組態以在該光點被掃描遍及該邊緣時偵測來自該光點之光且回應於該經偵測光來產生輸出；一電腦處理器，其經組態以處理來自該偵測器之該輸出以提供該晶圓之邊緣及凹口位置資訊、基於該晶圓之該邊緣及凹口位置資訊判定該晶圓之該邊緣上之兩個或兩個以上位置之多個晶圓檢查座標且基於該邊緣上之該兩個或兩個以上位置之該等晶圓檢查座標判定該晶圓上之該一或多個固定位置之該等晶圓檢查座標；及一額外偵測器，其經組態以偵測自該光點反射或散射之光且回應於該經偵測之反射或散射光產生輸出，其中該電腦處理器進一步經組態以基於藉由該額外偵測器產生之該輸出偵測該晶圓上之多個缺陷。
  2. 如請求項1之系統，其中該光點具有大於2mm之至少一尺寸。
  3. 如請求項1之系統，其中引導至該晶圓之該邊緣上之該光點之該 光包含實質上準直光，其中該晶圓及該晶圓之該邊緣防止來自該光點之該第一部分之該光藉由該偵測器偵測，且其中該偵測器進一步經組態使得藉由該偵測器偵測來自該光點之該第二部分之該光。
  4. 如請求項1之系統，其中以一法線入射角將該光引導至該光點。
  5. 如請求項1之系統，其中以一傾斜入射角將該光引導至該光點。
  6. 如請求項1之系統，其中藉由該偵測器偵測之來自該光點之該光包括鏡面反射光。
  7. 如請求項1之系統，其中藉由該偵測器偵測之來自該光點之該光包括散射光。
  8. 如請求項1之系統，其中該偵測器係一多像素偵測器。
  9. 如請求項1之系統，其中該偵測器係一線性偵測器。
  10. 如請求項1之系統，其中該偵測器包括一二維像素陣列，且其中該偵測器進一步經組態以在一時間延遲積分模式中操作。
  11. 如請求項1之系統，其中該偵測器包括一二維像素陣列，且其中該偵測器進一步經組態以在一圖框模式中操作。
  12. 如請求項1之系統，其中該偵測器係經組態以基於落在該偵測器上之該光之空間分佈產生該輸出之一位置敏感偵測器。
  13. 如請求項1之系統，其中不存在定位於該偵測器與該晶圓之間之光學元件。
  14. 如請求項1之系統，其中該電腦處理器進一步經組態以基於該偵測器之該輸出判定形成於該晶圓之該邊緣中之一凹口之多個晶圓檢查座標。
  15. 如請求項1之系統，其中該電腦處理器進一步經組態以基於該輸出偵測形成於該晶圓之該邊緣中之一凹口，且其中該偵測器之一或多個參數係基於偵測該凹口所需之取樣進行組態。
  16. 如請求項1之系統，其中該光源、該至少一光學元件及該偵測器進一步經組態使得以等於或小於1um之一精確度判定該兩個或兩個以上位置之該等晶圓檢查座標。
  17. 如請求項1之系統，其中該一或多個固定位置包括該晶圓之一中心。
  18. 如請求項1之系統，其中該電腦處理器進一步經組態以基於該一或多個固定位置之該等晶圓檢查座標判定在該晶圓之一上表面上偵測之多個缺陷之多個晶圓檢查座標。
  19. 如請求項1之系統，其中該偵測器進一步經組態以偵測自該光點反射或散射之光，且其中該電腦處理器進一步經組態以基於該輸出偵測該晶圓之該邊緣上之多個缺陷。
  20. 如請求項1之系統，其中該額外偵測器進一步經組態使得其物體平面相對於該晶圓之一上表面傾斜。
  21. 一種用於判定一晶圓上之一或多個固定位置之多個晶圓檢查座標之方法，其包括：將光引導至一晶圓之一邊緣上之一光點，其中該光點延伸超出該晶圓之該邊緣使得該光點之一第一部分照射於該晶圓及該晶圓之該邊緣上且該光點之一第二部分並未照射於該晶圓或該晶圓之該邊緣上；使該晶圓旋轉，藉此使該光點被掃描遍及該晶圓之該邊緣，其中在該光點被掃描遍及該邊緣時使該晶圓旋轉少於兩次；在該光點被掃描遍及該邊緣時藉由一偵測器偵測來自該光點之光以藉此回應於該經偵測光來產生輸出；藉由一額外偵測器偵測自該光點反射或散射之光且回應於該經偵測之反射或散射光產生輸出；處理來自該偵測器之該輸出以提供該晶圓之邊緣及凹口位置 資訊，其中該處理步驟係藉由一電腦處理器執行，且其中該電腦處理器進一步經組態以基於由該額外偵測器產生之該輸出偵測該晶圓上之多個缺陷；基於該晶圓之該邊緣及凹口位置資訊判定該晶圓之該邊緣上之兩個或兩個以上位置之多個晶圓檢查座標；及基於該邊緣上之該兩個或兩個以上位置之該等晶圓檢查座標判定該晶圓上之該一或多個固定位置之該等晶圓檢查座標，其中該等判定步驟係藉由該電腦處理器執行。
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