專利名稱：樣品檢驗(yàn)系統(tǒng)以及使用所述樣品檢驗(yàn)系統(tǒng)檢驗(yàn)樣品的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種樣品檢驗(yàn)系統(tǒng)以及一種使用所述樣品檢驗(yàn)系統(tǒng)檢驗(yàn)樣品的方法， 且更明確地說，涉及一種用于精確地檢驗(yàn)樣品的樣品檢驗(yàn)系統(tǒng)以及一種使用所述樣品檢驗(yàn)系統(tǒng)檢驗(yàn)樣品的方法。
背景技術(shù)：
對(duì)于有效率的發(fā)光二極管(LED)來說，高光提取效率(發(fā)光效率)以及高內(nèi)部量子效率為必要的。因此，一般來說，在襯底上形成多個(gè)2到3微米的凸-凹結(jié)構(gòu)以通過所述凸-凹結(jié)構(gòu)所致的光的折射以及不規(guī)則反射來改善光提取效率?？墒褂酶鞣N凸-凹結(jié)構(gòu) (例如，半球形或角錐形凸-凹結(jié)構(gòu))。
LED的發(fā)光效率很大程度上根據(jù)凸-凹結(jié)構(gòu)的特征而變化。舉例來說，LED的發(fā)光效率是通過凸-凹結(jié)構(gòu)的缺陷、大小以及形狀來確定。因此，當(dāng)使用襯底來制造LED時(shí)，在于襯底上形成LED之前，先在襯底上形成凸-凹結(jié)構(gòu)，且分析所述凸-凹結(jié)構(gòu)的特征，例如， 缺陷、形狀以及大小。
一般來說，使用光學(xué)系統(tǒng)來分析凸-凹結(jié)構(gòu)，此是因?yàn)榭稍诓磺懈顦悠返那闆r下獲得三維圖像。光學(xué)系統(tǒng)的實(shí)例包括共聚焦顯微鏡(confocal microscope)、白光掃描干涉儀(white light scanning interferometer, WSI)、相移干涉儀(phase shifting interferometer，PSI)、莫阿檢驗(yàn)系統(tǒng)(Moire inspection system)以及斐索干涉儀 (Fizeau interferometer)。共聚焦顯微鏡、WSI、PSI以及斐索干涉儀具有約1納米或低于1納米的良好分辨率。然而，由于光學(xué)畸變，難以檢驗(yàn)邊緣或點(diǎn)形表面。舉例來說，在形成有2到3微米的凸-凹結(jié)構(gòu)的襯底的情況下，難以準(zhǔn)確地觀測(cè)到所述凸-凹結(jié)構(gòu)的輪廓以提取信息(例如，缺陷的種類、數(shù)目以及大小)。此外，在形成有具有尖銳部分(例如，角錐形)的凸-凹結(jié)構(gòu)的襯底的情況下，由于所述尖銳部分處的光學(xué)畸變，難以用光學(xué)系統(tǒng)檢驗(yàn)所述襯底。因此，如圖5(b)中所顯示，在捕捉的圖像上，可能切割了凸-凹結(jié)構(gòu)的一些部分。即，盡管凸-凹結(jié)構(gòu)是有缺陷的，但是難以準(zhǔn)確地觀測(cè)到并確定缺陷。另外，盡管在觀測(cè)到有缺陷的凸-凹結(jié)構(gòu)的情況下有必要修改凸-凹結(jié)構(gòu)形成工藝，但是可能難以適當(dāng)?shù)匦薷耐?凹結(jié)構(gòu)形成工藝，此是因?yàn)殡y以準(zhǔn)確地觀測(cè)到有缺陷的凸-凹結(jié)構(gòu)。此情形可能會(huì)降低LED制造工藝的合格率。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種能夠精確地檢驗(yàn)樣品的樣品檢驗(yàn)系統(tǒng)以及一種使用所述系統(tǒng)檢驗(yàn)樣品的方法。
本發(fā)明還提供一種能夠精確地檢驗(yàn)具有尖銳部分的樣品的樣品檢驗(yàn)系統(tǒng)以及一種使用所述系統(tǒng)檢驗(yàn)樣品的方法。
本發(fā)明還提供一種包括光學(xué)顯微鏡以及掃描電子顯微鏡的檢驗(yàn)系統(tǒng)，以及一種使用所述系統(tǒng)檢驗(yàn)樣品的方法。
根據(jù)示范性實(shí)施例，一種檢驗(yàn)系統(tǒng)包括第一光學(xué)檢驗(yàn)裝置，其用以在宏觀級(jí)或中觀(meso)級(jí)下放大并觀測(cè)樣品；第二光學(xué)檢驗(yàn)裝置，其與所述第一光學(xué)檢驗(yàn)裝置通信且用以在微觀級(jí)下放大并觀測(cè)樣品；掃描電子檢驗(yàn)裝置，其與所述第一光學(xué)檢驗(yàn)裝置以及所述第二光學(xué)檢驗(yàn)裝置通信且用以通過用電子束掃描樣品而放大并觀測(cè)所述樣品；以及機(jī)器人臂，其用以將樣品攜帶到所述第一光學(xué)檢驗(yàn)裝置、所述第二光學(xué)檢驗(yàn)裝置以及所述掃描電子檢驗(yàn)裝置。
所述掃描電子檢驗(yàn)裝置可從樣品捕捉三維圖像。
所述檢驗(yàn)系統(tǒng)可進(jìn)一步包括第一載臺(tái)(stage)，其安置于對(duì)應(yīng)于所述第一光學(xué)檢驗(yàn)裝置的下側(cè)的位置處以用于支撐樣品；第二載臺(tái)，其安置于對(duì)應(yīng)于所述第二光學(xué)檢驗(yàn)裝置的下側(cè)的位置處以用于支撐樣品；以及第三載臺(tái)，其安置于對(duì)應(yīng)于所述掃描電子檢驗(yàn)裝置的下側(cè)的位置處。
所述檢驗(yàn)系統(tǒng)可進(jìn)一步包括用以水平地移動(dòng)所述第一載臺(tái)到所述第三載臺(tái)的第一可水平移動(dòng)部件到第三可水平移動(dòng)部件。
根據(jù)另一示范性實(shí)施例，提供一種使用檢驗(yàn)系統(tǒng)檢驗(yàn)樣品的方法，所述檢驗(yàn)系統(tǒng)包括第一光學(xué)檢驗(yàn)裝置，其用以在宏觀級(jí)或中觀級(jí)下放大并觀測(cè)所述樣品；第二光學(xué)檢驗(yàn)裝置，其用以在微觀級(jí)下放大并觀測(cè)所述樣品；以及掃描電子檢驗(yàn)裝置，其用以放大并觀測(cè)所述樣品。所述方法包括通過使用所述第一光學(xué)檢驗(yàn)裝置完全檢驗(yàn)所述樣品；確定所述樣品是否有缺陷；在確定所述樣品并非有缺陷的情況下，終止所述樣品的檢驗(yàn)；以及在確定所述樣品有缺陷的情況下，根據(jù)所述樣品的表面形狀使用所述第二光學(xué)檢驗(yàn)裝置或所述掃描電子檢驗(yàn)裝置檢驗(yàn)所述樣品。
在使用所述第二光學(xué)檢驗(yàn)裝置或所述掃描電子檢驗(yàn)裝置檢驗(yàn)所述樣品之前，所述方法可進(jìn)一步包括確定所述樣品的表面形狀。
所述樣品可能在其一側(cè)上具有多個(gè)凸-凹結(jié)構(gòu)。
如果所述樣品具有尖銳部分，那么可在使用所述第一光學(xué)檢驗(yàn)裝置檢驗(yàn)所述樣品之后使用所述掃描電子檢驗(yàn)裝置檢驗(yàn)所述樣品。
如果所述樣品并不具有尖銳部分，那么可在使用所述第一光學(xué)檢驗(yàn)裝置檢驗(yàn)所述樣品之后使用所述第二光學(xué)檢驗(yàn)裝置或所述掃描電子檢驗(yàn)裝置檢驗(yàn)所述樣品。
如果使用所述第二光學(xué)檢驗(yàn)裝置或所述掃描電子檢驗(yàn)裝置檢驗(yàn)所述樣品，那么便可放大并觀測(cè)所述樣品的一部分。
所述第二光學(xué)檢驗(yàn)裝置或所述掃描電子檢驗(yàn)裝置可從所述第一光學(xué)檢驗(yàn)裝置接收關(guān)于所述樣品的缺陷的位置信息以便基于所述位置信息而放大所述樣品。
可從結(jié)合附圖所進(jìn)行的以下描述來更詳細(xì)地理解示范性實(shí)施例，在附圖中
圖1為說明根據(jù)示范性實(shí)施例的檢驗(yàn)系統(tǒng)的框圖。
圖2為說明根據(jù)示范性實(shí)施例的光學(xué)檢驗(yàn)單元的視圖。
圖3為說明根據(jù)示范性實(shí)施例的掃描電子檢驗(yàn)單元的視圖。
圖4(a)為說明在襯底上形成有多個(gè)半球形凸-凹結(jié)構(gòu)的第一樣品的截面圖，且圖 4(b)為使用第二光學(xué)顯微鏡從第一樣品截取的截面大尺度圖像。
圖5(a)為說明在襯底上形成有多個(gè)角錐形凸-凹結(jié)構(gòu)的第二樣品的截面圖，圖 5(b)為使用第二光學(xué)顯微鏡從第二樣品截取的截面大尺度圖像，且圖5(c)為使用掃描電子顯微鏡(scanning electron microscope, SEM)從第二樣品截取的截面大尺度圖像。
圖6為解釋根據(jù)示范性實(shí)施例的使用檢驗(yàn)系統(tǒng)檢驗(yàn)第一樣品以及第二樣品的方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
在下文中，將參看附圖詳細(xì)地描述特定實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以不同形式來體現(xiàn)且不應(yīng)被解釋為限于本文中所闡述的實(shí)施例。實(shí)情為，提供這些實(shí)施例是為了使得本揭示可為詳盡的以及完整的，且將本發(fā)明的范疇完全地傳達(dá)給所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員。
圖1為說明根據(jù)示范性實(shí)施例的檢驗(yàn)系統(tǒng)的框圖。圖2為說明根據(jù)示范性實(shí)施例的光學(xué)檢驗(yàn)單元的視圖。圖3為說明根據(jù)示范性實(shí)施例的掃描電子檢驗(yàn)單元的視圖。
根據(jù)實(shí)施例，可使用檢驗(yàn)系統(tǒng)來在放大尺度上(從宏觀級(jí)或中觀級(jí)到微觀級(jí))檢驗(yàn)樣品(S)以實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品(S)的精確檢驗(yàn)。在實(shí)施例中，將以預(yù)定間隔形成有多個(gè)凸-凹結(jié)構(gòu)的襯底(例如，晶片)用作樣品(S)。“樣品(S)的表面”這個(gè)措辭的意思是襯底的表面以及多個(gè)凸-凹結(jié)構(gòu)的表面。然而，樣品(S)不限于此情形。即，可將各種物件用作樣品 ⑶。
參看圖1，實(shí)施例的檢驗(yàn)系統(tǒng)包括光學(xué)檢驗(yàn)單元100、掃描電子檢驗(yàn)單元200以及機(jī)器人臂300。光學(xué)檢驗(yàn)單元100包括第一光學(xué)檢驗(yàn)裝置170，其用以在宏觀級(jí)或中觀級(jí)下通過使用光放大并觀測(cè)樣品( 的表面；以及第二光學(xué)檢驗(yàn)裝置180，其用以在微觀級(jí)下放大并觀測(cè)樣品(S)。掃描電子檢驗(yàn)單元200用以通過用電子束掃描樣品(S)而檢驗(yàn)樣品 (S)0機(jī)器人臂300用以攜帶樣品(S)。另外，檢驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)一步包括第一卡匣410，第一卡匣 410中含有待檢驗(yàn)的樣品(S)；第二卡匣420，其用以含有觀測(cè)到缺陷的樣品(S)；以及第三卡匣430，其用以含有未觀測(cè)到缺陷的樣品(S)。機(jī)器人臂300將樣品(S)從第一卡匣410 攜帶到第一光學(xué)檢驗(yàn)裝置170、第二光學(xué)檢驗(yàn)裝置180以及掃描電子檢驗(yàn)單元200。另外， 機(jī)器人臂300將樣品( 從第一光學(xué)檢驗(yàn)裝置170、第二光學(xué)檢驗(yàn)裝置180以及掃描電子檢驗(yàn)單元200攜帶到第二卡匣420或第三卡匣430。
參看圖1以及圖2，光學(xué)檢驗(yàn)單元100具有內(nèi)部空間。光學(xué)檢驗(yàn)單元100包括第一腔室130，其保持處于真空；第一光學(xué)檢驗(yàn)裝置170，其通過從上側(cè)向第一腔室130發(fā)光而在宏觀級(jí)或中觀級(jí)下放大并觀測(cè)樣品( ；第二光學(xué)檢驗(yàn)裝置180，其安置于第一腔室130 外部且與第一光學(xué)檢驗(yàn)裝置170水平地隔開以在微觀級(jí)下觀測(cè)樣品( ；第一載臺(tái)132a， 其安置于第一腔室130中對(duì)應(yīng)于第一光學(xué)檢驗(yàn)裝置170的下側(cè)的位置處以支撐樣品(S)； 以及第二載臺(tái)132b，其安置于第一腔室130中對(duì)應(yīng)于第二光學(xué)檢驗(yàn)裝置180的下側(cè)的位置處。第一窗口 131a以及第二窗口 131b設(shè)置于第一腔室130的頂側(cè)上對(duì)應(yīng)于第一光學(xué)檢驗(yàn)裝置170以及第二光學(xué)檢驗(yàn)裝置180的下端的位置處。光學(xué)檢驗(yàn)單元100進(jìn)一步包括第一可水平移動(dòng)部件133a以及第二可水平移動(dòng)部件13北，其移動(dòng)第一載臺(tái)13 以及第二載臺(tái)132b ；以及第一提升部件13 以及第二提升部件134b，其提升第一載臺(tái)13 以及第二載臺(tái)132b。
在實(shí)施例中，第一腔室130具有空心矩形盒形狀。然而，第一腔室130的形狀不限于此情形。可在第一腔室130的側(cè)面處形成進(jìn)入口(未顯示)以將樣品( 攜帶到第一腔室130中以及從第一腔室130攜帶出。另外，可使用壓力控制單元(未顯示)控制第一腔室130的內(nèi)部壓力，且可使用排氣單元(未顯示)將第一腔室130的內(nèi)部排空。從安置于第一腔室130上方的第一光學(xué)顯微鏡110以及第二光學(xué)顯微鏡120發(fā)射的光透射穿過第一窗口 131a以及第二窗口 131b。第一窗口 131a以及第二窗口 131b是通過透明玻璃材料形成。
第一光學(xué)檢驗(yàn)裝置170以及第二光學(xué)檢驗(yàn)裝置180包括第一光學(xué)顯微鏡110以及第二光學(xué)顯微鏡120，其用以通過將光投射到樣品( 上而從樣品( 提取圖像數(shù)據(jù)；以及第一讀取器140以及第二讀取器150，其與第一光學(xué)顯微鏡110以及第二光學(xué)顯微鏡120 通信。第一光學(xué)檢驗(yàn)裝置170可用以在宏觀級(jí)或中觀級(jí)下放大并觀測(cè)樣品( ，且第二光學(xué)檢驗(yàn)裝置180可用以在微觀級(jí)下放大并觀測(cè)樣品(S)?？蓪⒗绻簿劢癸@微鏡(confocal microscope)、白光掃描干涉儀(white light scanning interferometer, WSI)、相移干涉儀(phase shifting interferometer, PSI)、莫阿檢驗(yàn)裝置(Moire inspection device)以及斐索干涉儀(Fizeau interferometer)的裝置用作第一光學(xué)顯微鏡110以及第二光學(xué)顯微鏡120。然而，第一光學(xué)顯微鏡110以及第二光學(xué)顯微鏡120的實(shí)例不限于此。舉例來說，可將具有各種結(jié)構(gòu)以及配置的任何裝置用作第一光學(xué)顯微鏡110以及第二光學(xué)顯微鏡 120，只要其可用以在宏觀級(jí)或中觀級(jí)以及微觀級(jí)下放大并觀測(cè)樣品(S)即可。
第一讀取器140以及第二讀取器150與第一光學(xué)顯微鏡110以及第二光學(xué)顯微鏡 120通信，這樣便可通過使用第一光學(xué)顯微鏡110以及第二光學(xué)顯微鏡120收集的光能來讀取關(guān)于樣品(S)的信息。
如上文所描述，根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例，通過使用第一光學(xué)檢驗(yàn)裝置170在宏觀級(jí)或中觀級(jí)下觀測(cè)樣品(S)，且接著通過使用第二光學(xué)檢驗(yàn)裝置180放大樣品( 而在微觀級(jí)下觀測(cè)樣品(S)。當(dāng)使用第二光學(xué)檢驗(yàn)裝置180觀測(cè)樣品( 時(shí)，基于使用第一光學(xué)檢驗(yàn)裝置 170獲得的關(guān)于缺陷的位置信息而使用第二光學(xué)檢驗(yàn)裝置180放大樣品( 的有缺陷位置。 詳細(xì)地說，將存儲(chǔ)于第一讀取器140中的關(guān)于缺陷的位置信息傳輸?shù)降诙x取器150，且第二光學(xué)顯微鏡120基于所述位置信息而在微觀級(jí)下放大樣品(S)。以此方式，由于使用第一光學(xué)顯微鏡110以及第二光學(xué)顯微鏡120接連地檢驗(yàn)樣品(S)，故可減少使有缺陷樣品(S) 通過的可能性。即，可準(zhǔn)確地檢測(cè)缺陷。
掃描電子檢驗(yàn)單元200用以通過用電子束掃描樣品(S)而在微觀級(jí)或納米級(jí)下放大并觀測(cè)樣品(S)。掃描電子檢驗(yàn)單元200包括真空鎖(Ioadlock) 220，其具有內(nèi)部空間；以及掃描電子檢驗(yàn)裝置250，其連接到真空鎖220以通過用電子束掃描樣品(S)而檢驗(yàn)樣品(S)。掃描電子檢驗(yàn)裝置250包括第二腔室230，其具有內(nèi)部空間；掃描電子顯微鏡 (scanning electron microscope，SEM) M0，其部分地插入于第二腔室230中以用電子束掃描樣品(S)；第三讀取器210，其與掃描電子顯微鏡240通信；以及第三載臺(tái)23 ，其安置于第二腔室230中對(duì)應(yīng)于掃描電子顯微鏡240的下側(cè)的位置處，以支撐樣品(S)。掃描電子檢驗(yàn)單元200進(jìn)一步包括第三可水平移動(dòng)部件233a，其水平地移動(dòng)第三載臺(tái)232a ；以及第三提升部件23 ，其提升第三載臺(tái)232a。
掃描電子顯微鏡240包括電子槍Ml，其用以產(chǎn)生電子束；以及光學(xué)鏡筒(optical column) M2，其安置于電子槍241的下側(cè)處且其中具有透鏡(未顯示)。光學(xué)鏡筒242為以透鏡聚集的電子束的光學(xué)通道。電子槍241朝向樣品( 發(fā)射電子束。熱離子電子槍或場(chǎng)致發(fā)射電子槍可用作電子槍Ml。近年來，通常使用場(chǎng)致發(fā)射電子槍，因?yàn)槠浞直媛室约靶瘦^高。然而，可將任何種類的電子槍用作電子槍Ml。透鏡使用電場(chǎng)以及磁場(chǎng)干擾從電子槍241發(fā)射的電子束，以便使電子束聚集。或者，可使用任何其他類型的聚集透鏡。通過光學(xué)鏡筒242將從電子槍241發(fā)射的且通過聚集透鏡而聚集的電子束導(dǎo)向樣品( 。光學(xué)鏡筒242與第二腔室230連通，且因此，當(dāng)觀測(cè)樣品(S)時(shí)，光學(xué)鏡筒242處于約10-6托的高真空狀態(tài)。
第三讀取器210可包括圖像處理單元(未顯示)、確定單元、缺陷坐標(biāo)計(jì)算單元，以及存儲(chǔ)器單元。圖像處理單元通過放大來自樣品( 的表面的二次電子或反射電子且將所得量子強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成亮度而取得樣品( 的圖像。確定單元檢測(cè)缺陷且確定缺陷的種類。缺陷坐標(biāo)計(jì)算單元計(jì)算缺陷的位置。存儲(chǔ)器存儲(chǔ)缺陷的位置。
當(dāng)使用掃描電子顯微鏡240觀測(cè)樣品( 時(shí)，使用通過使用第一光學(xué)檢驗(yàn)裝置170 獲得的關(guān)于樣品(S)的缺陷的位置信息。詳細(xì)地說，掃描電子檢驗(yàn)裝置250的第三讀取器 210從第一讀取器140接收關(guān)于樣品(S)的缺陷的位置信息，且掃描電子顯微鏡240基于所述位置信息而用電子束掃描樣品(S)。
根據(jù)實(shí)施例，可使用掃描電子檢驗(yàn)單元200來觀測(cè)具有凸-凹結(jié)構(gòu)(具至少一尖銳部分)的樣品(S)。尖銳部分可為樣品( 的尖銳部分或銳角部分。舉例來說，參看圖 5(a)，角錐形凸-凹結(jié)構(gòu)的尖端為尖銳部分。使用掃描電子檢驗(yàn)單元200觀測(cè)具有尖銳部分的樣品( 的表面，此是因?yàn)槿绻麖牡诙鈱W(xué)顯微鏡120向樣品( 發(fā)射光以使用第二光學(xué)顯微鏡120在微觀級(jí)下觀測(cè)樣品(S)，那么會(huì)因樣品(S)的尖銳部分而發(fā)生光學(xué)畸變。 如圖5(b)中所顯示(其中切割了凸-凹結(jié)構(gòu)的一些部分)，如果發(fā)生光學(xué)畸變，那么無法確切地捕捉凸-凹結(jié)構(gòu)的形狀。即，如果使用第二光學(xué)顯微鏡120觀測(cè)樣品(S)，那么無法精確地觀測(cè)樣品(S)的特征，例如缺陷、凸-凹結(jié)構(gòu)的形狀、大小以及角度。
因此，在實(shí)施例中，當(dāng)檢驗(yàn)具有尖銳部分的樣品( 時(shí)，在使用光學(xué)檢驗(yàn)單元100 的第一光學(xué)檢驗(yàn)裝置170觀測(cè)樣品( 之后，使用掃描電子檢驗(yàn)裝置250。如上文所描述，由于掃描電子檢驗(yàn)裝置250通過用電子束掃描樣品(S)而捕捉樣品(S)的放大圖像，故不會(huì)發(fā)生光學(xué)畸變。因此，可使用掃描電子檢驗(yàn)裝置250精確地觀測(cè)具有尖銳部分的樣品(S)。
在實(shí)施例中，如上文所描述，通過使用第一光學(xué)檢驗(yàn)裝置170在宏觀級(jí)或中觀級(jí)下完全觀測(cè)樣品(S)以便檢測(cè)缺陷以及缺陷的位置，且接續(xù)地使用掃描電子檢驗(yàn)裝置250 放大樣品(S)以在微觀級(jí)下觀測(cè)樣品(S)。因此，可減少使有缺陷的樣品( 通過的可能性。即，可更準(zhǔn)確地檢測(cè)缺陷。
圖4(a)為說明在襯底上形成有多個(gè)半球形凸-凹結(jié)構(gòu)的第一樣品的截面圖，且圖 4(b)為使用第二光學(xué)顯微鏡120從第一樣品截取的截面大尺度圖像。圖5(a)為說明在襯底上形成有多個(gè)角錐形凸-凹結(jié)構(gòu)的第二樣品的截面圖，圖5(b)為使用第二光學(xué)顯微鏡7120從第二樣品截取的截面大尺度圖像，且圖5(c)為使用掃描電子顯微鏡240從第二樣品截取的截面大尺度圖像。圖6為解釋根據(jù)示范性實(shí)施例的使用檢驗(yàn)系統(tǒng)檢驗(yàn)第一樣品以及第二樣品的方法的流程圖。
參看圖1到圖6，將給出關(guān)于根據(jù)示范性實(shí)施例的使用檢驗(yàn)系統(tǒng)檢驗(yàn)第一樣品Sl 的方法的解釋。
首先，通過使用機(jī)器人臂300將第一樣品Sl從第一卡匣410移動(dòng)到光學(xué)檢驗(yàn)單元 100的第一載臺(tái)13加。在將第一樣品Sl放置于第一載臺(tái)13 上之后，通過使用光學(xué)檢驗(yàn)單元100的第一光學(xué)檢驗(yàn)裝置170在宏觀級(jí)或中觀級(jí)下放大第一樣品Si，以便完全觀測(cè)第一樣品Sl的表面(S100)。接下來，使用與第一光學(xué)顯微鏡110通信的第一讀取器140分析第一樣品Sl的圖像以確定第一樣品Sl是否有缺陷。
在使用第一光學(xué)檢驗(yàn)裝置170完全觀測(cè)第一樣品Sl之后，如果確定第一樣品Sl 并非有缺陷的，那么終止第一樣品Sl的檢驗(yàn)。通過機(jī)器人臂300(未顯示)將并非有缺陷的第一樣品Sl從第一載臺(tái)13 卸下并將其移動(dòng)到第三卡匣430。
另一方面，如果通過使用第一光學(xué)檢驗(yàn)裝置170在宏觀級(jí)或中觀級(jí)下完全觀測(cè)第一樣品S 1之后確定第一樣品Sl有缺陷，那么第一讀取器140存儲(chǔ)第一樣品Sl的缺陷位置。接下來，使用第二光學(xué)檢驗(yàn)裝置180在微觀級(jí)下觀測(cè)第一樣品Sl (S310)。詳細(xì)地說，通過使用機(jī)器人臂300將第一樣品Sl從第一載臺(tái)13 移動(dòng)到第二載臺(tái)132b。接下來，通過使用第二光學(xué)檢驗(yàn)裝置180在微觀級(jí)下放大并觀測(cè)第一樣品Si。此時(shí)，第二光學(xué)檢驗(yàn)裝置 180的第二讀取器150從第一讀取器140接收關(guān)于第一樣品Sl的缺陷位置的信息，以在微觀級(jí)下放大第一樣品Si，且使用所述信息取得第一樣品Sl的圖像。如果第一樣品Sl具有多個(gè)有缺陷區(qū)域，那么在水平地移動(dòng)第二載臺(tái)132b的同時(shí)使用第二光學(xué)檢驗(yàn)裝置180觀測(cè)第一樣品Si。此時(shí)，可在觀測(cè)第一樣品Sl的圖像的同時(shí)精確地檢驗(yàn)缺陷的位置以及大小。 另外，可詳細(xì)地檢驗(yàn)形成于第一樣品Sl上的多個(gè)凸-凹結(jié)構(gòu)的特征，例如凸-凹結(jié)構(gòu)的輪廓、形狀、大小、高度以及角度?？墒褂脵z驗(yàn)的結(jié)果來改善于襯底上形成凸-凹結(jié)構(gòu)的工藝。
在使用第二光學(xué)檢驗(yàn)裝置180檢驗(yàn)第一樣品Sl之后，終止第一樣品Sl的檢驗(yàn)。通過機(jī)器人臂300(未顯示)將并非有缺陷的第一樣品Sl從第二載臺(tái)132b卸下并將其移動(dòng)到第二卡匣420。
如上文所描述，在使用第一光學(xué)檢驗(yàn)裝置170檢驗(yàn)第一樣品Sl之后，通過使用第二光學(xué)檢驗(yàn)裝置180在微觀級(jí)下放大并觀測(cè)第一樣品Si。然而，本發(fā)明不限于此情形。舉例來說，如果在使用第一光學(xué)檢驗(yàn)裝置170檢驗(yàn)第一樣品Sl的表面之后確定第一樣品Sl有缺陷，那么可通過使用掃描電子檢驗(yàn)裝置250在微觀級(jí)下放大并觀測(cè)第一樣品Sl (S320)。 因此，使用機(jī)器人臂300攜帶第一樣品Si，使其從光學(xué)檢驗(yàn)單元100的第一載臺(tái)13 通過掃描電子檢驗(yàn)單元200的真空鎖220，進(jìn)入掃描電子檢驗(yàn)裝置250中。接下來，將第一樣品 Sl放置于第三載臺(tái)23 上，且通過使用掃描電子顯微鏡240用電子束掃描第一樣品Sl。此時(shí)，使用與掃描電子顯微鏡240通信的第三讀取器210，通過放大來自第一樣品Sl的表面的二次電子或反射電子且將所得量子強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成亮度來捕捉第一樣品Sl的圖像。接著，觀測(cè)圖像以在微觀級(jí)下尋找第一樣品Sl的缺陷。在使用掃描電子檢驗(yàn)裝置250檢驗(yàn)第一樣品Sl之后，終止第一樣品Sl的檢驗(yàn)。接著，通過機(jī)器人臂300將有缺陷的第一樣品Sl從第二載臺(tái)132b卸下并將其攜帶到第二卡匣420。
如上文所描述，在通過使用第一光學(xué)檢驗(yàn)裝置170而在宏觀級(jí)或中觀級(jí)下完全觀測(cè)第一樣品Sl之后，通過使用掃描電子檢驗(yàn)裝置250在微觀級(jí)下放大并觀測(cè)第一樣品Si。 以此方式，可精確地檢驗(yàn)樣品(S)，使具有宏觀級(jí)或中觀級(jí)缺陷或微觀級(jí)缺陷的樣品(S)通過的可能性較小。
在下文中，參看圖1到圖6，將給出關(guān)于根據(jù)示范性實(shí)施例的使用檢驗(yàn)系統(tǒng)檢驗(yàn)第二樣品S2的方法的解釋。將不描述或簡(jiǎn)單地描述與上述描述中所描述的程序相同的程序。 第二樣品S2為形成有角錐形凸-凹結(jié)構(gòu)P2的襯底，如圖5(a)以及圖6中所顯示。
首先，通過使用機(jī)器人臂300將第二樣品S2從第一卡匣410攜帶到光學(xué)檢驗(yàn)單元 100的第一載臺(tái)13加。接著，使用光學(xué)檢驗(yàn)單元100的第一光學(xué)顯微鏡110在宏觀級(jí)或中觀級(jí)下放大并觀測(cè)第二樣品S2 (S100)。此時(shí)，在使用第一可水平移動(dòng)部件133a水平地移動(dòng)第二樣品S2的同時(shí)，觀測(cè)第二樣品S2的整個(gè)區(qū)。使用與第一光學(xué)顯微鏡110通信的第一讀取器140分析第二樣品S2的圖像以確定第二樣品S2是否有缺陷(S200)。
如果在使用第一光學(xué)檢驗(yàn)裝置170完全地觀測(cè)第二樣品S2之后確定第二樣品S2 并非有缺陷的，那么終止第二樣品S2的檢驗(yàn)。通過機(jī)器人臂300(未顯示)將并非有缺陷的第二樣品S2從第一載臺(tái)13 卸下并將其攜帶到第三卡匣430。
如果在通過使用第一光學(xué)檢驗(yàn)裝置170在宏觀級(jí)或中觀級(jí)下完全觀測(cè)第二樣品 S2之后確定第二樣品S2有缺陷，那么第一讀取器140存儲(chǔ)第二樣品S2的缺陷的位置。接著，通過使用掃描電子檢驗(yàn)單元200在微觀級(jí)下放大并觀測(cè)第二樣品S2(S320)。詳細(xì)地說， 使用機(jī)器人臂300攜帶第二樣品S2，使其從光學(xué)檢驗(yàn)單元100的第一載臺(tái)13 通過掃描電子檢驗(yàn)單元200的第三讀取器210，進(jìn)入掃描電子檢驗(yàn)裝置250中。將第二樣品S2放置于第三載臺(tái)23 上，且掃描電子顯微鏡240用電子束掃描第二樣品S2。此時(shí)，使用與掃描電子顯微鏡240通信的第三讀取器210來通過放大來自第二樣品S2的表面的二次電子或反射電子且將所得量子強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成亮度而捕捉第二樣品S2的圖像。接著，觀測(cè)圖像以在微觀級(jí)下檢驗(yàn)第二樣品S2的缺陷。
在使用掃描電子檢驗(yàn)裝置250檢驗(yàn)第二樣品S2之后，終止第二樣品S2的檢驗(yàn)。通過使用機(jī)器人臂300(未顯示)將有缺陷的第二樣品S2從第三載臺(tái)23 卸下并將其攜帶到第二卡匣420。
根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例，盡管第二樣品S2的凸-凹結(jié)構(gòu)P2具有尖銳部分，但可精確地觀測(cè)第二樣品S2的特征，例如凸-凹結(jié)構(gòu)P2的輪廓以及缺陷的位置、形狀以及大小。另外， 由于在通過使用第一光學(xué)檢驗(yàn)裝置170在宏觀級(jí)或中觀級(jí)下完全檢驗(yàn)第二樣品S2之后通過使用掃描電子檢驗(yàn)裝置250在微觀級(jí)下放大并觀測(cè)第二樣品S2，故可精確地檢驗(yàn)第二樣品S2，檢測(cè)不到第二樣品S2的宏觀級(jí)或中觀級(jí)缺陷或微觀級(jí)缺陷的可能性較小。
在上文所描述的實(shí)施例中，將形成有半球形凸-凹結(jié)構(gòu)Pl的第一襯底Wl用作第一樣品Si，且將形成有角錐形凸-凹結(jié)構(gòu)P2的第二襯底W2用作第二樣品S2。然而，本發(fā)明不限于此情形。即，可將形成有各種凸-凹結(jié)構(gòu)的襯底用作樣品(S)。
如上文所描述，實(shí)施例的檢驗(yàn)系統(tǒng)包括宏觀光學(xué)檢驗(yàn)裝置，其用以在宏觀級(jí)下放大樣品；微觀光學(xué)檢驗(yàn)裝置，其用以在微觀級(jí)下放大樣品；以及掃描電子檢驗(yàn)裝置，其用以通過用電子束掃描樣品而放大樣品。在通過使用宏觀光學(xué)檢驗(yàn)裝置在宏觀級(jí)下完全檢驗(yàn)樣品之后，根據(jù)樣品的形狀，通過使用微觀光學(xué)檢驗(yàn)裝置或掃描電子檢驗(yàn)裝置在微觀級(jí)下檢驗(yàn)樣品。
因此，可精確地檢驗(yàn)樣品，使有缺陷樣品通過的可能性較小。另外，當(dāng)使用微觀光學(xué)檢驗(yàn)裝置或掃描電子檢驗(yàn)裝置檢驗(yàn)樣品時(shí)，使用宏觀光學(xué)檢驗(yàn)裝置檢測(cè)的樣品缺陷坐標(biāo)來放大并觀測(cè)樣品，可減少用微觀光學(xué)檢驗(yàn)裝置或掃描電子檢驗(yàn)裝置檢驗(yàn)樣品所必要的時(shí)間。
此外，當(dāng)檢驗(yàn)具有尖銳部分或銳角部分的樣品時(shí)，使用掃描電子檢驗(yàn)裝置在微觀級(jí)下檢驗(yàn)樣品。因此，不會(huì)發(fā)生光學(xué)畸變。即，可以若干納米的分辨率測(cè)量具有尖銳部分或銳角部分的樣品而無圖像畸變，且因此可改善檢驗(yàn)精確度。
盡管已參考特定實(shí)施例描述樣品檢驗(yàn)系統(tǒng)以及使用所述系統(tǒng)檢驗(yàn)樣品的方法，但其不限于此情形。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易理解，可在不偏離通過所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的精神以及范疇的情況下，對(duì)本發(fā)明作出各種修改以及改變。
權(quán)利要求
1.一種檢驗(yàn)系統(tǒng)，其包括第一光學(xué)檢驗(yàn)裝置，其用以在宏觀級(jí)或中觀級(jí)下放大并觀測(cè)樣品； 第二光學(xué)檢驗(yàn)裝置，其與所述第一光學(xué)檢驗(yàn)裝置通信且用以在微觀級(jí)下放大并觀測(cè)樣Pm ；掃描電子檢驗(yàn)裝置，其與所述第一光學(xué)檢驗(yàn)裝置以及所述第二光學(xué)檢驗(yàn)裝置通信且用以通過用電子束掃描樣品而放大并觀測(cè)所述樣品；以及機(jī)器人臂，其用以將樣品攜帶到所述第一光學(xué)檢驗(yàn)裝置、所述第二光學(xué)檢驗(yàn)裝置以及所述掃描電子檢驗(yàn)裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢驗(yàn)系統(tǒng)，其中所述掃描電子檢驗(yàn)裝置從樣品捕捉三維圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的檢驗(yàn)系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括第一載臺(tái)，其安置于對(duì)應(yīng)于所述第一光學(xué)檢驗(yàn)裝置的下側(cè)的位置處以用于支撐樣品； 第二載臺(tái)，其安置于對(duì)應(yīng)于所述第二光學(xué)檢驗(yàn)裝置的下側(cè)的位置處以用于支撐樣品；以及第三載臺(tái)，其安置于對(duì)應(yīng)于所述掃描電子檢驗(yàn)裝置的下側(cè)的位置處。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的檢驗(yàn)系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括用以水平地移動(dòng)所述第一載臺(tái)到所述第三載臺(tái)的第一可水平移動(dòng)部件到第三可水平移動(dòng)部件。
5.一種使用檢驗(yàn)系統(tǒng)檢驗(yàn)樣品的方法，所述檢驗(yàn)系統(tǒng)包括第一光學(xué)檢驗(yàn)裝置，其用以在宏觀級(jí)或中觀級(jí)下放大并觀測(cè)所述樣品；第二光學(xué)檢驗(yàn)裝置，其用以在微觀級(jí)下放大并觀測(cè)所述樣品；以及掃描電子檢驗(yàn)裝置，其用以放大并觀測(cè)所述樣品，所述方法包括通過使用所述第一光學(xué)檢驗(yàn)裝置完全檢驗(yàn)所述樣品； 確定所述樣品是否有缺陷；在確定所述樣品并非有缺陷的情況下，終止所述樣品的檢驗(yàn)；以及在確定所述樣品有缺陷的情況下，根據(jù)所述樣品的表面形狀使用所述第二光學(xué)檢驗(yàn)裝置或所述掃描電子檢驗(yàn)裝置檢驗(yàn)所述樣品。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中在所述使用所述第二光學(xué)檢驗(yàn)裝置或所述掃描電子檢驗(yàn)裝置檢驗(yàn)所述樣品之前，所述方法進(jìn)一步包括確定所述樣品的所述表面形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述樣品在其一側(cè)上具有多個(gè)凸-凹結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5到7中任一項(xiàng)所述的方法，其中如果所述樣品具有尖銳部分，那么在使用所述第一光學(xué)檢驗(yàn)裝置檢驗(yàn)所述樣品之后使用所述掃描電子檢驗(yàn)裝置檢驗(yàn)所述樣品。
9.根據(jù)權(quán)利要求5或7所述的方法，其中如果所述樣品并不具有尖銳部分，那么在使用所述第一光學(xué)檢驗(yàn)裝置檢驗(yàn)所述樣品之后使用所述第二光學(xué)檢驗(yàn)裝置或所述掃描電子檢驗(yàn)裝置檢驗(yàn)所述樣品。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中如果使用所述第二光學(xué)檢驗(yàn)裝置或所述掃描電子檢驗(yàn)裝置檢驗(yàn)所述樣品，所述樣品的一部分被放大并觀測(cè)。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述第二光學(xué)檢驗(yàn)裝置或所述掃描電子檢驗(yàn)裝置從所述第一光學(xué)檢驗(yàn)裝置接收關(guān)于所述樣品的缺陷的位置信息以便基于所述位置信息而放大所述樣品。
全文摘要
本發(fā)明提供一種檢驗(yàn)系統(tǒng)。所述檢驗(yàn)系統(tǒng)包括第一光學(xué)檢驗(yàn)裝置，其用以在宏觀級(jí)或中觀級(jí)下放大并觀測(cè)樣品；第二光學(xué)檢驗(yàn)裝置，其與所述第一光學(xué)檢驗(yàn)裝置通信且用以在微觀級(jí)下放大并觀測(cè)樣品；掃描電子檢驗(yàn)裝置，其與所述第一光學(xué)檢驗(yàn)裝置以及所述第二光學(xué)檢驗(yàn)裝置通信且用以通過用電子束掃描樣品而放大并觀測(cè)所述樣品；以及機(jī)器人臂，其用以將樣品攜帶到所述第一光學(xué)檢驗(yàn)裝置、所述第二光學(xué)檢驗(yàn)裝置以及所述掃描電子檢驗(yàn)裝置。因此，可精確地檢驗(yàn)樣品，使有缺陷樣品通過的可能性較小。
文檔編號(hào)G01N23/22GK102539447SQ20111032246
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月21日
發(fā)明者姜元求, 李鎮(zhèn)煥 申請(qǐng)人:Ap系統(tǒng)股份有限公司