以下揭露內容提供用於實施所提供的主題的不同特徵的許多不同的實施例或實例。下文描述元件及配置的特定實例以簡化本揭露。當然,這些特定實例僅為實例,而不旨在進行限制。例如,在以下描述中第一特徵在第二特徵上方或上的形成可以包含第一特徵及第二特徵直接接觸地形成的實施例,且亦可以包含額外特徵可以形成於第一特徵與第二特徵之間以使得第一特徵及第二特徵可以不直接接觸的實施例。另外,本揭露可以在各種實例中重複附圖標記及/或字母。此重複係出於簡單及清楚的目的,且其本身並不指示所論述的各種實施例及/或組態之間的關係。
另外,為便於描述,本文中可以使用空間相對術語(諸如「在...之下」、「在...下方」、「底部」、「在...上方」、「上部」及其類似者),以描述如圖式中所說明的一個部件或特徵與另一部件或特徵的關係。除在圖式中所描繪的定向之外,空間相對術語亦旨在涵蓋裝置在使用或操作中的不同定向。設備可以以其他方式定向(旋轉90度或處於其他定向),且因此可以相應地解釋本文中所使用的空間相對描述詞。另外,術語「由……製成」可以意謂「包括」或「由……組成」。在本揭露中,除非另有描述,否則短語「A、B及C中的一者」係指「A、B及/或C」(A,B,C,A及B,A及C,B及C,或A、B及C),而不意謂來自A的一個元素、來自B的一個元素及來自C的一個元素。
在一些實施例中,用照明源(例如檢驗系統的光源)檢驗基板(例如晶圓)的缺陷。在一些實施例中,基板逐個位置地被照亮,照亮位置的影像被獲取,且照亮位置的影像由在電腦處理器或控制器上運行的應用程式(例如軟體)檢驗檢驗包含檢查獲取影像、確定獲取影像的缺陷地點及報告缺陷。因為在半導體裝置中元件大小減小,所以檢驗需要高解析度,這又需要長時間進行檢驗。在一些實施例中,一種減少檢驗時間的方法為同時照亮多個位置,例如沿線的多個位置或區域中的多個位置,且同時獲取多個位置的影像。在一些實施例中,同時照亮兩個位置,同時獲取兩個位置的兩個影像,確定獲取的兩個影像的缺陷地點,且隨後檢驗系統移動至接下來的兩個位置且重複以上步驟。因此,檢驗時間減少至基板被逐個位置照亮的時間的約一半。
在一些實施例中,自檢驗系統的照明源產生的光束由分束器系統分成兩個、四個或八個光束,且因此,兩個、四個或八個位置同時被照亮,且檢驗時間減少至基板逐個位置照亮的時間的約一半、四分之一或八分之一。在一些實施例中,兩個、四個或八個光束根據劃分一個或多個照明源而產生。
在一些實施例中,來自檢驗系統的照明源的雷射束逐個位置地聚焦於安置在基板上的第一層上,來自這些位置的反射光束由照明偵測器偵測,且確定該位置處的第一層的厚度。將位置的厚度與厚度臨限值位準進行比較,以確定一個或多個缺陷是否存在於不在厚度臨限值內的位置處。
第1圖圖示根據本揭露的一些實施例的半導體基板的檢驗系統100。檢驗系統100包含照明光學器件150。照明光學器件150包含照明系統102、光學放大器104及分束器系統106。在一些實施例中,照明光學器件150包含照明系統102及分束器系統106且不包含光學放大器104,該照明系統102及該分束器系統106分別關於第2D圖及第2A圖進行描述。在一些實施例中,照明系統102產生一個或多個光束114,例如輻射束。在第5B圖中描述由照明系統102產生多個光束。在一些實施例中,如第1圖中所示出,光束114由光學放大器104放大,例如光束114的振幅或強度增加,且產生光束116,例如放大的光束。光束116被發送給分束器系統106,在分束器系統106處光束116被分離,例如,分成兩個或四個光束。在一些實施例中,如第1圖中所示出,光束116被分成彼此平行且具有基本相同強度的兩個光束117A及117B。如所描述,在一些實施例中,不使用光學放大器104,且光束114被直接傳輸給分束器系統106以產生光束117A及117B。
如檢驗系統100中所示出,光束117A及117B通過分束器108A及108B,且光束117A及117B的一部分(例如約50%)穿過分束器108A及108B且分別產生平行於光束117A及117B的光束138及134。光束117A及117B的其餘部分被偏轉為垂直於光束117A及117B (未示出),且被吸收在分束器108A及108B中或被反射至檢驗系統100的外部。光束138及134在照射在基板112上之前穿過光學系統130。在一些實施例中,光學系統130準直光束138及134以用準直光束照亮基板112的表面上的兩個地點A及A’,例如兩個位置。來自兩個地點A及A’的反射光束136及132穿過光學系統130 及分束器108A及108B,且光束136及132的一部分(例如約50%)產生垂直於光束136及132的光束122及124。光束136及132的其餘部分穿過分束器108A及108B光束(未示出)且被吸收或反射至檢驗系統100的外部。如第1圖中所示出,光束122及124分別被傳輸給光偵測系統120A及120B以產生兩個地點A及A’的影像。在一些實施例中,地點A與地點A’之間的距離介於0.05微米與2000微米之間,而在其他實施例中,距離介於0.5微米與100微米之間。在一些實施例中,地點A與地點A’之間的距離可根據形成在基板上的晶粒(晶片)大小進行調整。在一些實施例中,地點A與地點A’之間的距離與形成在基板上的晶粒(晶片)的間距相同。
在一些實施例中,光束138及134穿過光學系統130以將光束138及134聚焦在表面基板112的兩個地點A及A’處的聚焦點上。來自兩個地點A及A’處的聚焦點的反射光束136及132穿過光學系統130及分束器108A及108B以產生光束122及124。因此,在一些實施例中,光束122及124為來自兩個地點A或A’處的聚焦點的反射光束。在一些實施例中,地點A及A’為區域,且區域的影像被獲取且隨後關於不同部分的大小及形狀與模板影像進行比較以確定缺陷。在一些實施例中,使用人工智慧來確定缺陷。在一些實施例中,針對影像的結構的變窄、橋接或臨界尺寸來檢驗區域的影像以確定缺陷是否存在於地點A及A’中。在一些其他實施例中,光束聚焦在地點A及A’中的一個或多個點上,且基於反射的雷射光,地點A及A’中的沈積層的膜厚度被確定,且將膜厚度與臨限值厚度進行比較,以確定缺陷是否存在於地點A及A’中。
在一些實施例中,如第1圖中所示出,基板112 (例如半導體晶圓)安裝在載物台110上,且載物台110由載物台控制器125耦接及控制。在一些實施例中,載物台控制器125移動載物台110,以使得光束138及134被引導於不同於兩個地點A及A’的兩個其他地點處。
在一些實施例中,固定裝置142安裝在載物台110上且參考晶片140安裝在固定裝置142上。在一些實施例中,載物台控制器125移動載物台110,以使得光束138及134被引導於參考晶片140上的兩個地點處。在一些實施例中,來自參考晶片140的反射光束136及132穿過光學系統130及分束器108A及108B到達光偵測系統120A及120B以由光偵測系統120A及120B的照明偵測器偵測。在一些實施例中,基於來自參考晶片140的反射光束136及132的光偵測系統120A及120B的偵測訊號128用於校準光偵測系統120A及120B,例如,以校準光偵測系統120A及120B的照明偵測器。檢驗系統100此外包含控制系統145,該控制系統145耦接至且控制載物台控制器125、光偵測系統120A及120B、照明系統102及光學放大器104。在一些實施例中,控制系統145打開光學放大器104以放大光束114以在光學放大器104的輸出端處產生放大光束116。在一些實施例中,控制系統145關閉光學放大器以停止放大光束114且在光學放大器104的輸出端處提供光束114。在一些實施例中,控制系統145耦接至分束器系統106且控制(例如調整)光束117A與光束117B之間的距離。
第2A圖、第2B圖、第2C圖及第2D圖圖示根據本揭露的一些實施例的半導體基板的檢驗系統的元件。第2A圖展示分束器系統106,該分束器系統106具有安裝在固定裝置(未示出)上的分束器202 (例如50%分束器)及反射鏡204 (例如45度反射鏡)。如所示出,光束116進入分束器系統106,光束116的第一部分(例如50%)穿過分束器202且產生在與光束116相同的方向上的光束117A。光束116的剩餘第二部分由分束器202反射且產生垂直於光束116的光束115。光束115由反射鏡204反射且產生平行於光束116的光束117B。因此,分束器系統106劃分光束116且產生具有基本相同強度的兩個光束117A及117B。另外,如第2A圖中所示出,電動機203耦接至反射鏡204,例如耦接至反射鏡204的固定裝置,且調整反射鏡204與分束器202之間的距離205以調整兩個光束117A與光束117B之間的距離。在一些實施例中,控制系統145耦接至分束器系統106的電動機203且控制(例如調整)光束117A與光束117B之間的距離205。在一些實施例中,距離205被調整為與形成在基板上的晶粒的間距相同,以使得同時掃描兩個鄰近晶粒。
第2B圖展示包含主控制器210、分析器模組206及記憶體模組208的控制系統145。在一些實施例中,控制系統145的主控制器210耦接至且控制載物台控制器125、光偵測系統120A及120B、照明系統102及光學放大器104。在一些實施例中,光偵測系統120A及120B耦接至控制系統145的分析器模組206,且分析器模組206接收由光偵測系統120A及120B偵測到的訊號128。在一些實施例中,如上文所描述,分析器模組206自參考晶片140接收反射光束136及132的偵測訊號128,例如參考訊號,且將參考訊號保存在控制系統145的記憶體模組208中。在一些實施例中,分析器模組206自記憶體模組208擷取參考訊號以歸一化(例如校準)來自基板112上的地點(例如地點A或A')的反射光束136及132的偵測訊號128。在一些實施例中,光束117A及117B不具有相同的強度。因此,對應於來自基板112上的地點A及A'的反射光束136及132的訊號由對應於反射光束136及132的參考訊號歸一化。
第2C圖展示偵測系統,例如光偵測系統120A或120B。光偵測系統120A及120B中的每一者具有成像光學器件220,該成像光學器件220包含光學濾波器,例如空間光學濾波器。光偵測系統120A及120B中的每一者亦包含照明偵測器230。光偵測系統120A或120B接收被傳輸給成像光學器件220的光束122或124。成像光學器件220將光束122或124聚焦至照明偵測器230。在一些實施例中,成像光學器件220對光束122或124應用空間濾波以產生光束222或224且將光束222或224聚焦於照明偵測器230上。在一些實施例中,光束122或124與影像(例如在地點A或A’處的基板112的表面的影像)相關聯。在將影像聚焦於照明偵測器230 (例如二維影像偵測器)上之前,成像光學器件220可以對基板112的表面上的地點A或A’的影像應用高通濾波、低通濾波、帶通濾波或其組合。因此,照明偵測器230偵測(例如確定)基板112的表面上的地點A或A’的影像。在一些實施例中,光束122或124 (例如雷射束)為來自在基板112的表面上的地點A或A’處的聚焦雷射束的反射光束,且照明偵測器230偵測(例如確定)反射光束的振幅或強度及相位。照明偵測器230提供一個或多個偵測訊號128。
第2D圖展示照明系統102,該照明系統102包含一個或多個照明源240及耦接至且控制照明源240的照明控制器245。在一些實施例中,照明源240中的每一者產生單獨的光束,例如光束114,該光束自照明系統102傳輸出去。在一些實施例中,光束114為由一個或多個照明源240產生的光束的組合,且因此,光束114包含對應於多個照明源240的多個頻帶。在一些實施例中,照明源240為雷射源。
第3A圖、第3B圖、第3C圖、第3D圖、第3E圖、第3F圖、第3G圖及第3H圖圖示根據本揭露的一些實施例的檢驗系統的光偵測系統的成像光學器件的空間濾波器。在一些實施例中,第3A圖、第3B圖、第3C圖、第3D圖、第3E圖、第3F圖、第3G圖及第3H圖的空間濾波器用於成像光學器件220中,例如用於成像光學器件220的出瞳中,以執行高通濾波、帶通濾波或高通濾波與帶通濾波的組合。高通濾波允許高頻通過且阻擋其他頻率,且帶通濾波阻擋低頻及高頻且允許低頻與高頻之間的頻率通過。在第3A圖、第3B圖、第3C圖、第3D圖、第3E圖、第3F圖、第3G圖及第3H圖中,暗區域310 (例如黑色區域)為濾波器的振幅為零且暗區域310中的頻率由濾波器阻擋的地方。亮區域320 (例如白色區域)為濾波器的振幅為1且亮區域320中的頻率未被濾波器阻擋且穿過濾波器的地方。在一些實施例中,在亮區域320中存在空間相位(未示出),該空間相位使穿過濾波器的頻率移位。
第3B圖的空間濾波器用於沿所有方向執行高通濾波。第3E圖及第3F圖的空間濾波器用於沿有限方向執行方向高通濾波。
第3C圖的空間濾波器用於執行帶通濾波且阻擋低頻及高頻。與第3C圖的空間濾波器相比,第3D圖的空間濾波器亦用於執行帶通濾波且阻擋更多的低頻,而與第3C圖的空間濾波器相比阻擋較少的高頻。
第3A圖的空間濾波器用於沿所有方向執行帶通濾波與高通濾波的組合且阻擋低頻。第3G圖及第3H圖的空間濾波器沿有限方向執行帶通濾波與高通濾波的組合。第3G圖的空間濾波器阻擋低頻且沿Y方向執行影像的濾波。第3H圖的空間濾波器阻擋低頻且沿X方向執行影像的濾波。
如所描述,對地點A或A’的影像執行空間濾波。在一些實施例中,高通濾波包含邊緣偵測,以使得地點A或A’的邊緣偵測影像更清楚地顯示缺陷,且由照明偵測器230產生的影像更清楚地顯示缺陷。如上文所描述,分析器模組206擷取偵測影像。在一些實施例中,與非邊緣偵測影像相比,分析器模組206接收邊緣偵測影像且以更高的置信度偵測邊緣偵測影像中的缺陷。在一些實施例中,光束114包含對應於多個照明源240的多個頻帶,且成像光學器件220包含過濾器以將多個頻帶分開且產生多個頻帶中的地點A或A’的多個影像。在一些實施例中,分析器模組206接收多個頻帶中的地點A或A’的多個影像且使用多個頻帶中的地點A或A’的多個影像以更高的置信度偵測缺陷。
第4A圖、第4B圖、第4C圖、第4D圖及第4E圖圖示根據本揭露的一些實施例的檢驗系統中的半導體基板的掃描圖案。第4A圖展示晶圓400 (例如基板)的掃描圖案。掃描圖案包含依序執行的兩個掃描路徑410及420。在一些實施例中,掃描路徑410開始於晶圓的中心402處且檢驗系統100對晶圓400的掃描沿中心402與晶圓400的邊緣附近的點408之間的路徑410繼續。路徑410包含自中心402至晶圓邊緣附近的點404的水平移動、自點404至晶圓邊緣附近的另一點406的垂直移動,隨後為晶圓邊緣附近的點之間的多個水平及垂直移動,如第4A圖中所示出,直至路徑410在點408處結束為止。在一些實施例中,掃描路徑420開始於中心402處且檢驗系統100對晶圓400的掃描沿中心402與晶圓400的邊緣附近的點418之間的路徑420繼續。路徑420包含自中心402至晶圓邊緣附近的點414的水平移動、自點414至晶圓邊緣附近的另一點416的垂直移動,隨後為晶圓邊緣附近的點之間的多個水平及垂直移動,如第4A圖中所示出,直至路徑420在點418處結束為止。
第4B圖展示晶圓400的掃描圖案。在一些實施例中,掃描圖案包含螺旋掃描路徑440,該螺旋掃描路徑440開始於晶圓的中心402處且檢驗系統100對晶圓400的掃描沿中心402與晶圓400的邊緣附近的點438之間的螺旋路徑440繼續。路徑440包含在中心402與點438之間的多個水平及垂直移動。掃描圖案亦包含晶圓邊緣附近的螺旋路徑440的延續的斷裂區段440A、440B、440C及440D。當路徑440及斷裂區段440A、440B、440C及440D被掃描時,晶圓400的掃描完成。
第4C圖展示使用檢驗系統100掃描晶圓400時的掃描圖案。如關於第1圖所描述,檢驗系統100產生兩個光束,以供同時量測(例如取樣或檢驗)晶圓400的表面上的兩個地點A及A’。因此,沿第4A圖及第4B圖的掃描路徑410、420及440檢驗晶圓400一次在兩個地點執行,與一次僅檢驗一個地點時相比,這導致晶圓400的更快掃描。第4C圖展示沿路徑410、420或440的取樣地點。如所示出,地點A及A’ (第一對地點)、B及B’ (第二對地點)、C及C’ (第三對地點)以及D及D’ (第四對地點),被同時檢驗。在一些實施例中,距離422介於0.1微米與1000微米之間且距離424介於0.2微米與2000微米之間。在一些實施例中,距離422及424取決於晶片大小,例如晶片的晶粒的間距。因此,載物台停止且同時檢驗兩個晶粒,且移動兩個晶粒且檢驗接下來的兩個晶粒。在一些實施例中,載物台停止,且檢驗系統100獲取地點A及A’的影像,且在光偵測系統120A及120B獲取影像之後,載物台移動至接下來的兩個地點。在一些實施例中,接收影像(例如,包含影像的偵測訊號128)的分析器模組206在載物台移動至接下來的兩個地點期間及之後分析影像以偵測缺陷。
第4D圖展示使用檢驗系統100掃描晶圓400時的掃描圖案。第4D圖與第4C圖一致,不同之處在於,同時被檢驗的一對地點之間的距離432大於在檢驗第一對地點A及A’之後載物台移動以檢驗第二對地點B及B’的距離434。因此,第二對地點中的一個地點出現在第一對地點中的地點之間。如所示出,載物台110針對第三對地點C及C’移動距離436。在一些實施例中,距離432介於0.2微米與2000微米之間,距離434介於0.1微米與1000微米之間,且距離436介於0.3微米與3000微米之間。
第4E圖展示使用檢驗系統100掃描晶圓400時的掃描圖案。在第4E圖中,載物台110的卡盤繞中心402旋轉晶圓400,且因此,掃描圖案具有繞晶圓400的中心402的圓形形狀。因為檢驗系統100同時檢驗兩個(或更多個)地點,所以在第4E圖中,同時對圓452及454進行取樣,以使得地點A停留在圓454上而地點A’停留在圓452上。因為圓452及454的周長不相等,所以沿圓452及454的檢驗的密度不相同。在檢驗圓452及454之後,載物台控制器將載物台移動圓452與圓圈454之間的距離,且隨後沿圓456及458檢驗。再次,因為同時檢驗兩個地點,所以與一次僅檢驗一個地點時相比,晶圓400的掃描更快。因此,移動載物台,且檢驗另外兩個同心圓,直至整個晶圓400經檢驗為止。在一些實施例中,第4E圖的每兩個鄰近同心圓之間的距離介於0.1微米與1000微米之間。
第5A圖、第5B圖、第5C圖及第5D圖圖示根據本揭露的一些實施例的檢驗系統的照明光學器件。第5A圖展示與第1圖的照明光學器件150一致的照明光學器件500,其不同之處在於,第5A圖的分束器系統504將光束116分成四個光束117A、117B、117C及117D。在一些實施例中,光束117A、117B、117C及117D以基本相同的強度平行。如所示出,分束器系統504在兩個連續的階段中實施三個分束器系統106。在第一階段中,一個分束器系統106將光束116分成兩個等分的光束。在第一階段之後的第二階段中,使用兩個分束器系統106,以使得兩個分束器系統106中的每一者將每一等分的光束分成兩個束,且因此產生四個光束117A、117B、117C及117D。當在第1圖的檢驗系統100中使用分束器系統504時,在亦使用四個分束器及四個光偵測系統的情況下,檢驗系統100同時檢驗四個地點,且因此減少掃描時間。在一些實施例中,載物台110停止,檢驗基板112上的四個地點,且載物台110移動至接下來的四個地點。在一些實施例中,如所描述,每兩個鄰近光束117A、117B、117C以及117D之間的距離為晶片的晶粒的水平間距。因此,載物台停止,在水平方向上檢驗四個連續晶粒中的四個地點,且在水平方向上移動至接下來的四個晶粒。在一些實施例中,當這些地點到達晶圓邊緣時,載物台將晶圓向上或向下移動一個垂直間距,且繼續檢驗另一列。因此,檢驗時間減少約四倍。
第5B圖展示與第5A圖的照明光學器件500一致的照明光學器件550,其不同之處在於,第5B圖的分束器系統508將兩個單獨的光束116A及116B分成八個光束。照明系統102產生由光學放大器104放大的兩個單獨的光束114A及114B,且產生放大的光束116A及116B。分束器系統508包含第5A圖的兩個連續階段中的三個分束器系統106的兩個集合。兩個連續階段中的三個分束器系統106的一個集合將光束116A分成四個光束117A、117B、117C及117D。兩個連續階段中的三個分束器系統106的另一集合將光束116B分成四個光束118A、118B、118C及118D。當在第1圖的檢驗系統100中使用分束器系統508時,在使用八個分束器及八個光偵測系統的情況下,檢驗系統100同時檢驗八個地點,且因此進一步減少掃描時間。在一些實施例中,載物台110停止,檢驗基板112上的八個地點,且載物台110移動至接下來的八個地點。在一些實施例中,如所描述,每兩個鄰近光束117A、117B、117C以及117D或118A、118B、118C以及118D之間的距離為晶片的晶粒的水平間距。因此,載物台停止,在水平方向上檢驗八個連續晶粒中的八個地點,且在水平方向上移動至接下來的八個晶粒。在一些實施例中,當這些地點到達晶圓邊緣時,載物台將晶圓向上或向下移動一個垂直間距,且繼續檢驗另一列。因此,檢驗時間減少約八倍。
第5C圖與第5A圖一致,其不同之處在於,第5C圖的分束器系統510以二乘二個光束的二維組態產生四個光束117A、117B、117C及117D。在一些實施例中,光束117A與光束117B之間的距離或光束117B與光束117D之間的距離介於0.1微米與1000微米之間。在一些實施例中,光束117A與光束117B之間的距離為晶粒的水平間距且光束117B與光束117D之間的距離為晶片的晶粒的垂直間距。在一些實施例中,載物台110停止,基板112上的二乘二個地點在四個晶粒(例如二乘二個鄰近晶粒)中被檢驗,且在水平方向上或在垂直方向上移動至接下來的二乘二個晶粒。在一些實施例中,載物台110水平移動,且當這些地點到達晶圓邊緣時,載物台將晶圓向上或向下移動兩個垂直間距,且繼續檢驗另一列。因此,檢驗時間減少約四倍。
第5D圖與第5B圖一致,其不同之處在於,第5D圖的分束器系統512以二乘四個光束的二維組態產生四個光束117A、117B、117C及117D及四個光束118A、118B、118C及118D。在一些實施例中,每一鄰近光束117A、117B、117C以及117D之間、每一鄰近光束118A、118B、118C以及118D之間或光束117A與光束118A之間的距離介於0.1微米與1000微米之間。在一些實施例中,每一鄰近光束117A、117B、117C以及117D之間、每一鄰近光束118A、118B、118C以及118D之間或光束117A與光束118A之間的距離為晶片的晶粒的間距。在一些實施例中,載物台110停止,基板112上的二乘四個地點在八個晶粒(例如二乘四個鄰近晶粒)中被檢驗,且藉由一次移動四個水平間距來在水平方向上移動至接下來的二乘四個晶粒。在一些實施例中,載物台110水平移動,且當這些地點到達晶圓邊緣時,載物台將晶圓向上或向下移動兩個垂直間距,且繼續檢驗另一列。因此,檢驗時間減少約八倍。
第6A圖、第6B圖及第6C圖圖示執行掃描的檢驗系統的掃描圖案及側視圖。第6A圖的掃描圖案在晶圓400的x-y平面中與第4A圖的掃描圖案一致,且路徑610與第4A圖的路徑410與路徑420的組合一致。測試裝置602 (test device,TD)關於第6A圖進行描述,且展示測試地點如何沿路徑610移動。方向625展示查看第6B圖的檢驗系統的側視圖。
第6B圖的檢驗系統600與第1圖的檢驗系統100一致。檢驗系統600包含照明系統102,該照明系統102包含產生光束114的一個或多個照明源240。檢驗系統600的光學放大器104放大光束114且產生光束116。在一些實施例中,光束114包含與第5B圖的光束114A及114B一致的自兩個或更多個照明源240產生的兩個或更多個光束。另外,光束116包含與第5B圖的光束116A及116B一致的兩個或更多個光束。如第6A圖中所示出,分束器系統106將光束116分成與光束117A、117B、117C及117D以及光束118A、118B、118C及118D一致的複數個(例如四個、六個或更多個)光束606。複數個光束606穿過與分束器108A及108B一致的複數個分束器620。與第1圖一致,穿過複數個分束器620複數個光束618照射安裝在載物台110上的基板112。另外,與第1圖一致,複數個反射光束616穿過複數個分束器620且產生由複數個光偵測系統604 (D)偵測到的複數個光束614。與第1圖一致,複數個光偵測系統604耦接至控制系統145,且控制系統145的分析器模組206接收光偵測系統604的偵測訊號且確定缺陷。在一些實施例中,測試裝置602提供用於空間濾波、調整孔徑(例如出射孔徑)或用於提供偏振及自光束606產生光束612的光學系統。在一些實施例中,光偵測系統604使用入射光束618及反射光束616及614的偏振來確定沈積在基板112上的層的膜厚度或折射率。
第6C圖的檢驗系統650與第6B圖的檢驗系統600一致,其不同之處在於,照明系統102包含複數個單獨的照明源240,例如雷射源。在一些實施例中,照明系統102包含兩個與十個之間的單獨照明源。照明源240產生由光學放大器104放大的複數個單獨光束114且產生複數個放大的光束616。如所示出,檢驗系統650不包含分束器系統106,且因此,複數個放大的光束616與進入測試裝置602的第6B圖的光束606一致。如關於第6B圖所描述,在一些實施例中,測試裝置602提供第3A圖、第3B圖、第3C圖、第3D圖、第3E圖、第3F圖、第3G圖及第3H圖的空間濾波器,調整孔徑(例如出射孔徑),或提供偏振。因此,測試裝置602對光束606執行以上任務且產生與基板112相互作用的光束612。
第7圖圖示根據本揭露的一些實施例的用於半導體基板的檢驗的製程700的流程圖。製程700可以由第1圖、第2A圖、第2B圖、第2C圖及第2D圖的檢驗系統100執行。在一些實施例中,製程700或製程700的一部分由下文關於第8A圖及第8B圖所描述的電腦系統800執行及/或控制。
方法包含將第一光束分成兩個或更多個第二光束的操作S710。如第1圖中所示出,光束116由分束器系統106分成第二光束117A及117B。在操作S720中,兩個或更多個第二光束被傳輸至半導體基板的表面上的兩個或更多個第一地點上。如第1圖中所示出,第二光束117A及117B通過分束器108A及108B以及光學系統130傳輸至基板112的表面上。
在操作S730中,回應於傳輸的光束,自半導體基板的表面上的兩個或更多個第一地點接收兩個或更多個反射光束。如第1圖中所示出,反射光束136及132通過分束器108A及108B由光偵測系統120A及120B接收。在操作S740中,偵測接收到的兩個或更多個反射光束以產生兩個或更多個偵測訊號128。如第1圖中所示出,反射光束136及132分別由光偵測系統120A及120B偵測。在操作S750中,分析兩個或更多個偵測訊號128以確定缺陷是否存在於兩個或更多個第一地點處。如第1圖中所示出,來自兩個或更多個第一地點的兩個或更多個偵測訊號128被發送給控制系統145,且控制系統145的分析器模組206確定缺陷是否存在於兩個或更多個第一地點處。
第8A圖及第8B圖圖示根據本揭露的一些實施例的用於半導體基板的檢驗的設備。第8A圖為執行檢驗系統100的控制系統145的製程的電腦系統800的示意圖。因此,電腦系統800執行主控制器210及分析器模組206。另外,電腦系統800執行檢驗系統100的照明控制器245及載物台控制器125。前述實施例的製程、方法及/或操作的全部或部分可以使用電腦硬體及在其上執行的電腦程式來實現。操作包含:接收偵測訊號128或自來自基板上的一個或多個位置的反射光束產生的影像;分析偵測訊號128或影像;及確定缺陷是否存在於兩個或更多個位置處。在第8A圖中,電腦系統800設置有電腦801、鍵盤802、滑鼠803及監測器804,該電腦801包含唯讀記憶體光碟驅動器805(例如CD-ROM或DVD-ROM)及磁碟驅動器806。
第8B圖為示出電腦系統800的內部組態的圖。在第8B圖中,除光碟驅動器805及磁碟驅動器806之外,電腦801亦設置有一個或多個處理器811 (諸如微處理器單元(micro-processor unit,MPU))、唯讀記憶體(ROM) 812 (儲存程式(諸如啟動程式))、隨機存取記憶體(random access memory,RAM) 813 (連接至處理器811且其中臨時儲存應用程式的命令且提供臨時儲存區域)、硬碟814 (其中儲存應用程式、系統程式及資料)及匯流排815 (連接處理器811、ROM 812及其類似者)。注意,電腦801可以包含用於提供與LAN的連接的網卡(未示出)。在一些實施例中,電腦系統800包含記憶體模組208。
用於使電腦系統800執行前述實施例中的用於檢驗半導體基板的製程的程式可以儲存在光碟821或磁碟822中,該光碟821或磁碟822插入至光碟驅動器805或磁碟驅動器806中且傳輸給硬碟814。替代地,程式可以經由網路(未示出)傳輸給電腦801且儲存在硬碟814中。在執行時,將程式加載至RAM 813中。程式可以自光碟821或磁碟822加載,或直接自網路加載。程式不一定必須包含例如操作系統(operating system,OS)或第三方程式以使電腦801執行前述實施例中的用於製造半導體裝置的微影罩幕的製程。程式可以僅包含命令部分以在受控模式下調用適當的功能(模組)且獲得期望的結果。
在一些實施例中,實施上述製程及方法,藉由一次同時掃描基板上的多個位置來增加掃描基板(例如晶圓)的產量。
應理解,並非所有優點皆在本文中被必要地論述,所有實施例或實例不需要特定優點,且其他實施例或實例可提供不同的優點。
根據本揭露的一些實施例,一種製造半導體裝置的方法包含:將第一光束分成兩個或更多個第二光束;及將兩個或更多個第二光束分別傳輸至半導體基板的頂部的第一集合的兩個或更多個第一地點上。方法亦包含回應於傳輸的兩個或更多個第二光束,接收來自第一集合的兩個或更多個第一地點的兩個或更多個反射光束。方法進一步包含偵測接收到的兩個或更多個反射光束以產生兩個或更多個偵測訊號。方法包含:分析兩個或更多個偵測訊號;及基於分析來確定缺陷是否存在於該第一集合的兩個或更多個第一地點處。在實施例中,半導體基板安裝在載物台上,且方法進一步包含:移動載物台以使兩個或更多個第二光束照射至半導體基板的頂部的第二集合的兩個或更多個第二地點上;及執行接收、偵測及分析以確定缺陷是否存在於第二集合的兩個或更多個第二地點處。在實施例中,方法進一步包含兩個或更多個第二光束中的每一者照射至第一集合的兩個或更多個第一地點的不同地點上。第一集合的兩個或更多個第一地點配置在直線上,且直線上的每兩個連續的第一地點之間的距離介於0.1微米與1000微米之間。在實施例中,兩個或更多個第二光束同時照射至第一集合的兩個或更多個第一地點上。在實施例中,半導體基板安裝在載物台上,且方法進一步包含移動載物台使兩個或更多個第二光束遵循繞半導體基板的中心的螺旋圖案。在實施例中,方法進一步包含:引導兩個或更多個第二光束通過光學系統以照亮第一集合的兩個或更多個第一地點;及引導兩個或更多個反射光束通過成像光學器件以將第一集合的兩個或更多個第一地點的影像投影至照明偵測器上以產生兩個或更多個偵測訊號。兩個或更多個偵測訊號為第一集合的兩個或更多個第一地點的兩個或更多個影像,且分析兩個或更多個影像以確定缺陷是否存在於該第一集合的兩個或更多個第一地點處。在實施例中,成像光學器件包含一個或多個光學濾波器以對兩個或更多個影像執行一個或多個空間濾波操作。空間濾波操作包含銳化、邊緣偵測或方向濾波。
根據本揭露的一些實施例,一種製造半導體裝置的方法包含:傳輸來自第一照明源的第一光束;及傳輸來自第二照明源的第二光束。方法亦包含自第一光束及第二光束產生兩個或更多個第三光束。產生兩個或更多個第三光束包含分離第一光束中的一者、分離第二光束或分離兩者。方法包含:將兩個或更多個第三光束照射至半導體基板的頂部的集合的兩個或更多個第一地點上;及回應於照射的兩個或更多個第三光束,接收來自該集合的兩個或更多個第一地點的兩個或更多個反射光束。方法進一步包含:偵測接收到的兩個或更多個反射光束;基於兩個或更多個反射光束來產生兩個或更多個偵測訊號;分析兩個或更多個偵測訊號;及基於分析來確定缺陷是否存在於該集合的兩個或更多個第一地點處。在實施例中,第一光束被分成兩個或四個光束。第二光束被分成兩個或四個光束,且兩個或更多個第三光束包含四個平行光束、六個平行光束或八個平行光束。在實施例中,第一光束及第二光束為雷射束,且兩個或更多個第三光束為平行雷射束。在實施例中,兩個或更多個第三光束同時照射在該集合的兩個或更多個第一地點上,該集合的兩個或更多個第一地點沿直線配置,且直線上的每兩個連續的第一地點之間的距離為半導體基板的晶粒的間距。在實施例中,方法進一步包含:引導兩個或更多個第三光束通過光學系統以聚焦於該集合的兩個或更多個第一地點上;及引導兩個或更多個反射光束通過成像光學器件以將兩個或更多個反射光束聚焦於照明偵測器上以產生兩個或更多個偵測訊號。兩個或更多個偵測訊號為在該集合的兩個或更多個第一地點處的半導體基板上的指定層的厚度,且將厚度與臨限值位準進行比較以確定缺陷是否存在於該集合的兩個或更多個第一地點處。在實施例中,半導體基板安裝在載物台上,且方法進一步包含移動載物台以使兩個或更多個第三光束遵循繞半導體基板的中心的圓形圖案,且兩個或更多個第三光束中的每一者遵循單獨的圓形圖案。在實施例中,半導體基板安裝在載物台上且參考晶片安裝在載物台上,且方法進一步包含:將兩個或更多個第三光束聚焦於參考晶片上;接收來自參考晶片的兩個或更多個反射光束;由對應照明偵測器偵測接收到的兩個或更多個反射光束以產生兩個或更多個偵測訊號;及基於偵測訊號來校準照明偵測器。
根據本揭露的一些實施例,一種半導體基板的檢驗系統包含:控制系統,包含主控制器及分析器模組;及照明系統,包含一個或多個照明源。系統亦包含分束器系統,該分束器系統光學耦合至照明系統,該分束器系統接收來自照明系統的第一照明源的第一光束。分束器系統分離第一光束且產生兩個或更多個第二光束。分束器系統傳輸兩個或更多個第二光束以照射至半導體基板的頂部的兩個或更多個第一地點上。系統進一步包含兩個或更多個分束器及兩個或更多個光偵測系統。兩個或更多個分束器中的每一者光學耦合至單獨的光偵測系統。兩個或更多個光偵測系統中的每一者通過對應分束器接收來自兩個或更多個第一地點中的一者的單獨反射光束。兩個或更多個光偵測系統中的每一者基於接收到的反射光束來產生偵測訊號。兩個或更多個光偵測系統耦接至控制系統,且控制系統的分析器模組接收兩個或更多個偵測訊號。分析器模組基於兩個或更多個偵測訊號來確定缺陷是否存在於兩個或更多個第一地點處。在實施例中,照明系統進一步包含耦接至一個或多個照明源以控制一個或多個照明源的照明控制器;且系統進一步包含光學放大器,該光學放大器耦接在照明系統的一個或多個照明源與分束器系統之間以在遞送給分束器系統之前放大一個或多個照明源中的每一者的光束的振幅。在實施例中,檢驗系統進一步包含載物台及載物台控制器,且半導體基板安裝在載物台上,該載物台控制器耦接至載物台,該載物台控制器控制載物台。載物台控制器耦接至主控制器,且主控制器命令載物台控制器移動載物台,以使得兩個或更多個第二光束照射至半導體基板的表面上的兩個或更多個第二地點上。在實施例中,檢驗系統進一步包含安裝在載物台上的參考晶片。主控制器命令載物台控制器移動載物台,以使得兩個或更多個第二光束照射在參考晶片上的兩個或更多個位置上。控制系統基於來自參考晶片上的兩個或更多個位置的兩個或更多個反射光束來接收兩個或更多個偵測訊號,且控制系統的分析器模組基於兩個或更多個偵測訊號來校準兩個或更多個光偵測系統。在實施例中,光偵測系統中的每一者包含照明偵測器及包含一個或多個光學濾波器的成像光學器件。成像光學器件過濾來自兩個或更多個第一地點中的每一者的反射光束。成像光學器件將反射光束投影在照明偵測器上。在實施例中,第一照明源為窄帶照明源,且光學系統安裝在兩個或更多個分束器與針對檢驗系統的半導體基板之間以使用光學系統由兩個或更多個第二光束照亮兩個或更多個第一地點以獲取兩個或更多個第一地點的兩個或更多個影像。兩個或更多個偵測訊號為兩個或更多個第一地點的兩個或更多個偵測影像,且分析器模組確定缺陷是否存在於兩個或更多個偵測影像中。或者,使用光學系統將兩個或更多個第二光束聚焦於兩個或更多個第一地點上以在兩個或更多個第一地點處執行半導體基板的頂層的厚度量測。兩個或更多個偵測訊號為兩個或更多個第一地點處的頂層的兩個或更多個偵測到的厚度,且分析器模組藉由將兩個或更多個偵測到的厚度與厚度臨限值進行比較來確定缺陷是否存在於兩個或更多個第一地點處。
前文概述若干實施例或實例的特徵,以使得熟習此項技術者可以較佳地理解本揭露的態樣。熟習此項技術者應當瞭解,其可以容易地將本揭露用作設計或修改其他製程及結構的基礎,以供實現本文中所引入的實施例或實例的相同目的及/或達成相同優點。熟習此項技術者亦應該認識到,這些等效構造不脫離本揭露的精神及範疇,且在不脫離本揭露的精神及範疇的情況下,熟習此項技術者可以進行各種改變、取代及變更。