TW202212813A

TW202212813A - 用於對基板作缺陷檢查量測的方法、用於對基板成像的設備及其操作方法

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Publication number: TW202212813A
Application number: TW110129041A
Authority: TW
Inventors: 博哈德Ｇ穆勒; 尼可萊克諾柏
Original assignee: 美商應用材料股份有限公司
Priority date: 2020-08-11
Filing date: 2021-08-06
Publication date: 2022-04-01
Also published as: WO2022033661A1; KR20230048409A; CN116018612A; TWI789863B

Abstract

描述了一種用於對基板進行缺陷檢查量測的方法。該方法包括生成包括缺陷的基板部分的缺陷圖像；生成對應於缺陷圖像的參考圖像；基於參考圖像確定遮罩圖案；以及在遮罩圖案之外的區域中比較缺陷圖像和參考圖像以偵測缺陷。

Description

用於對基板作缺陷檢查量測的方法、用於對基板成像的設備及其操作方法

本揭示案係關於一種用於對基板成像的設備和方法。更特定言之，本文所述的實施例係關於一種用於對基板，特別是對於顯示器製造，諸如大面積基板作缺陷檢查(defect review, DR)量測的方法。特別地，實施例係關於一種用於對基板作缺陷檢查量測的方法、一種用於對基板成像的設備及其操作方法。

在許多應用中，檢驗基板以監控基板的品質是有益的。例如，為顯示器市場製造其上沉積有塗層材料層的玻璃基板。由於缺陷可能例如發生在基板處理期間，例如在基板塗覆期間，所以檢驗基板以檢查缺陷並監控顯示器的品質是有益的。

顯示器往往是在基板大小不斷增長的大面積基板上製造的。此外，顯示器，諸如TFT顯示器，正在進行持續改進。基板的檢查可以由光學系統進行。然而，缺陷檢查(defect review; DR)量測，例如，TFT陣列的DR的量測，需要使用光學檢查無法提供的分辨率。DR量測可以例如表徵先前已經偵測到的缺陷。因此，DR量測對於過程控制是有價值的，因為可以採取防止或降低缺陷機率的對策。

藉由比較參考圖像和缺陷圖像，亦即要檢驗的圖像，可以提供「缺陷檢查系統」中的缺陷偵測或重新偵測。缺陷被認為是參考圖像與缺陷圖像之間的偏差超過給定閾值。

用於顯示器製造的基板通常是面積為例如1 m ²或更大的玻璃基板。此類大基板上的高分辨率圖像本身非常具有挑戰性，並且來自晶圓行業的大多數發現都不適用。此外，上面例示性描述的用於DR量測的選項可能不適用於大面積基板。

在顯示器行業中，顯示器產品的特定位置的圖像之間的偏差因為基於顯示器製造的製造公差的製程變化而顯示出顯著的偏差。與晶圓上的半導體製造相比，顯示器製造的製造公差可能更高，此是由於與半導體製造相比面積要大得多。特別地，圖案結構的邊緣粗糙度可能導致來自晶圓行業的缺陷檢查程序可能不提供預期結果的事實。此類偏差可能導致錯誤的缺陷偵測，或者導致低閾值設置，此繼而可能導致低偵測靈敏度。通常，與待偵測的缺陷大小相比，處於相同數量級或接近數量級的製造公差可能導致錯誤的缺陷偵測或低閾值設置。

因此，考慮到例如對缺陷檢查品質的日益增長的需求，需要一種改進的用於對基板成像的設備和方法，例如不將基板搗碎成更小的樣品並且允許在DR量測之後繼續基板的製造製程。

鑒於上述，提供了一種用於對基板進行缺陷檢查量測的方法、一種用於對基板的至少一部分成像的設備，以及一種操作該設備的方法。根據描述和附圖，本揭示案的其他態樣、優點和特徵是顯而易見的。

根據一個實施例，提供了一種用於對基板進行缺陷檢查量測的方法。該方法包括生成包括缺陷的基板部分的缺陷圖像；生成對應於缺陷圖像的參考圖像；基於參考圖像確定遮罩圖案；以及在遮罩圖案之外的區域中比較缺陷圖像和參考圖像以偵測缺陷。

根據一個實施例，提供了一種用於對基板的一部分成像的設備。該設備包括真空腔室、佈置在真空腔室中的基板支撐件和第一成像帶電粒子束顯微鏡。控制器包括處理器和儲存指令的記憶體，該等指令當由處理器執行時使得設備執行根據本文所述的實施例中的任何實施例的方法。

根據一個實施例，提供了一種操作根據本文所述的實施例中的任何實施例的設備的方法。該方法包括將第一成像帶電粒子束顯微鏡的基板上的第一坐標系與第二成像帶電粒子束顯微鏡的基板上的第二坐標系匹配。

現在將詳細參考各種例示性實施例，本揭露案的各種例示性實施例的一或多個實例在各附圖中圖示。每個實例都是以解釋的方式提供的，並不意謂限制。例如，作為一個實施例的一部分圖示或描述的特徵可以用在其他實施例上或與其他實施例結合使用以產生另外的實施例。意圖是本揭示案包括此類修改和變化。

在附圖的以下描述中，相同的附圖標記代表相同的部件。僅描述了關於各個實施例的差異。附圖中所示的結構不一定是按比例真實描繪的，而是用於更好地理解實施例。

電子束檢查(electron beam review, EBR)是一項相對年輕的技術，特別是用於大面積基板，其中量測整個基板或分佈在整個基板上的區域，使得例如待製造的顯示器在檢查過程期間或用於檢查過程時不被破壞。例如，20 nm或更低，諸如10 nm或更低的分辨率是非常難以實現的，並且鑒於基板大小的顯著差異，來自晶圓成像的先前發現可能不適合。例如，工作台，即基板台，可能有利地適合於定位在電子束下方的整個基板的任意區域中，並且在大面積上的定位必須非常精確。對於大面積基板，例如與晶圓成像設備相比，待量測的面積更大，並且各種區域可以彼此相距更遠。因此，簡單的規模擴大無法成功，例如由於不同的生產量要求而無法成功。此外，製程和設備有益地適用於將大尺寸上的振動降低到低於所需分辨率。此外，鑒於所需的生產量以及分佈在大面積基板的面積上的量測位置的可重複性，手動或半自動製程亦可能不適合。

此外，大面積基板上的顯示器製造的製造公差比晶圓上的半導體製造更大。因此，與半導體製造相比，第一位置處的圖像相對於具有相同圖案的第二位置處的圖像的可接受偏差更大。因此，缺陷的大小可以在與可接受偏差相同的數量級內，或者與可接受偏差相比，缺陷的大小僅大一個或兩個數量級。通常，對於顯示器製造以及在半導體行業中，缺陷檢查可以基於圖像比較和圖像偏差的閾值。只要缺陷大小接近可接受偏差的大小，例如基於製造公差的偏差，此類比較就有局限性。因此，本揭示案的實施例特別地係關於用於顯示器製造的缺陷檢查，例如以檢查大面積基板上的缺陷。此外，本揭示案的實施例亦可以涉及半導體行業，其中與製造公差相比，缺陷很小，特別地處於相同數量級或者僅大一個或兩個數量級。本揭示案的實施例提供了一種改進的缺陷檢查計量法。

本揭示案的實施例係關於基於圖像比較（諸如包括顯示器（例如，TFT顯示器的電晶體）的一個像素處的缺陷的缺陷圖像與鄰近像素處的參考圖像的比較）或者基於一個晶粒與鄰近晶粒的比較的缺陷檢查。術語「鄰近」可以指具有圖案化的薄膜的相同圖案的直接鄰近結構或緊鄰的鄰近結構。直接鄰近結構亦可以被稱為與缺陷結構相鄰的結構。在陣列區域（顯示器區域）內，特徵（像素）結構是重複的或對於單位單元是重複的。單位單元是在顯示器陣列區域中週期性重複的最小結構群組。例如，單位單元是一群組紅、綠和藍(red, green and blue, RGB)像素結構，或N×RGB。單位單元內的一個結構等於任何其他單位單元內的等同結構。任何單位單元的結構都可以用作與包括待偵測和檢查的缺陷候選物的單位單元進行比較的參考。根據可以與本文所述的其他實施例組合的一些實施例，缺陷圖像可以在一個單位單元處生成，並且參考圖像可以在另一個單位單元處生成。例如，參考圖像的另一個單位單元可以是鄰近的單位單元（包括第二、第三、第四等鄰近單位單元）或直接鄰近單位單元。

根據本揭示案的實施例，參考圖像中的圖案邊緣被利用來創建遮罩，亦即遮罩圖案，該遮罩圖案被形成為具有限定大小的圖案邊緣。比較參考圖像和缺陷圖像。例如，可以計算亮度差異。遮罩圖案覆蓋在圖案邊緣上，亦即經遮蔽的區域被缺陷偵測忽略。選擇缺陷圖像的缺陷候選物。例如，可以選擇最佳缺陷候選物或一或多個缺陷候選物，亦即遮罩圖案外部的結構的偏差。在沒有遮罩圖案的情況下，一或多個缺陷候選物的區域被再次評估用於缺陷偵測。

第1A圖至第1C圖圖示了用於缺陷檢查量測的方法的例示性實施例。第1A圖至第1C圖的對應圖片圖示在第7A圖至第7C圖中，其中特徵中的一些特徵另外用附圖標記A、B和C標記。第1A圖圖示了參考圖像10。例如，該圖像可以包括顯示器的像素的薄膜電晶體的一部分。該圖像可以是掃描電子顯微鏡圖像。例如，量測一次電子撞擊基板時生成的信號電子，亦即可以量測信號強度。可以顯示信號電子的強度信號以生成圖像。參考圖像10圖示了結構14。結構14對應於在顯示器製造期間製造的結構。根據可以與本文所述的其他實施例組合的一些實施例，參考圖像10亦可包括特徵12（亦參見第7A圖中的附圖標記C）。特徵12可以是非期望的特徵或奇怪的特徵，該特徵可能不會導致缺陷，但並不意欲用於完美製造的結構14。

第1B圖圖示了缺陷圖像。缺陷圖像包括缺陷22。根據本揭示案的實施例的用於對基板進行缺陷檢查量測的方法的一些操作在第1C圖中圖示。計算參考圖像10與缺陷圖像20之間的比較。例如，藉由計算參考圖像10與缺陷圖像20之間的亮度差來生成比較圖像30。例如，完全匹配的缺陷圖像和參考圖像將導致黑色的比較圖像，亦即沒有偏差的圖像。參考圖像與缺陷圖像之間的差異表現為亮點，亦即亮度偏差。例如，可以計算參考圖像和缺陷圖像的差值的絕對值及/或將參考圖像和缺陷圖像的差值的絕對值繪成曲線。強度信號的偏差越大，絕對差值越大，且因此比較圖像中的區域越亮。根據可以與本文所述的其他實施例組合的一些實施例，比較圖像可以另外地或替代地由濾波器和進一步的圖像處理常式生成，其中比較缺陷圖像及參考圖像。

遮罩圖案32覆蓋在比較圖像30上。遮罩圖案32由參考圖像10的結構14生成。根據本揭示案的實施例，該結構可包括選自由以下項組成的群組的一或多個特徵：通孔、線、溝槽、連接、材料邊界、經蝕刻的層結構等。根據可以與本文所述的其他實施例組合的一些實施例，該結構可以是薄膜電晶體的一部分或者用於操作顯示器的像素的另一個電晶體。

根據可以與本文所述的其他實施例組合的一些實施例，遮罩圖案32是藉由圖案識別方法生成的。

根據可以與本文所述的其他實施例組合的一些實施例，遮罩圖案32可以包括特徵12，亦即參考圖像10的奇怪特徵。因為特徵12不是有意的，所以它可能導致參考圖像與缺陷圖像之間的亮度差異。然而，由於參考圖像不包括缺陷，所以對應於特徵12的亮度差可能導致不正確的缺陷偵測。比較圖像30被遮罩圖案32遮蔽，並且遮罩圖案的區域被忽略。因此，包括特徵12的遮罩圖案防止了對奇怪特徵的錯誤缺陷偵測。

另外地或替代地，由可能在比較圖像30中生成錯誤缺陷偵測的製造公差（諸如邊緣粗糙度或其他製造公差）導致的亮度差24（亦參見第7B圖中的附圖標記B）被遮罩圖案32遮蔽。因此，第一位置處的圖像（例如參考圖像10）相對於第二位置的圖像（例如，具有相同圖案的缺陷圖像20）的可接受偏差可能不會導致缺陷警報，因為可接受偏差被遮罩圖案32遮蔽。

如第1C圖所示，缺陷22（亦參見第7C圖中的附圖標記A）圖示了參考圖像10與缺陷圖像20之間的亮度差。缺陷22在遮罩圖案32的外部。遮罩圖案外部的區域中的缺陷圖像與參考圖像的比較被用來偵測缺陷22。根據可以與本文所述的其他實施例組合的一些實施例，在比較圖像30中搜索遮罩圖案外部的一或多個最佳缺陷候選物。在偵測到一或多個缺陷，例如第1C圖中的缺陷22之後，可以在沒有遮罩圖案32的情況下進一步提供在該缺陷的位置處的缺陷偵測。

多步驟方法包括使用遮罩圖案進行缺陷選擇和在沒有遮罩圖案的情況下對所選缺陷進行進一步缺陷重偵測，作為幾個優點。此類優點可以根據顯示器的製造條件來定製。顯示器製造中更顯著的圖案邊緣粗糙度不會導致錯誤的缺陷。由於遮蔽，可以以更高的靈敏度搜索圖像的剩餘區域，亦即未遮蔽區域(region/area)的缺陷。藉由第二局部化缺陷偵測操作，亦即沒有遮罩圖案的第二缺陷偵測，在輪廓上校正了被遮罩部分覆蓋或被遮罩分離的缺陷候選物。因此，可以提供正確的缺陷輪廓，亦即沒有遮罩的缺陷輪廓，此有利於缺陷類型分類。正確的缺陷輪廓，例如沒有遮罩圖案的缺陷偵測，允許確定真實缺陷區域和真實缺陷大小。

第2圖圖示了根據本文所述的實施例的用於對基板的部分進行成像，特別是用於利用掃描帶電粒子束顯微鏡進行成像以用於大面積顯示器，例如用於顯示器製造的設備的側視圖。設備100包括真空腔室120。設備100亦包括基板支撐件110，基板160可以支撐在該基板支撐件上。設備100包括第一成像帶電粒子束顯微鏡130。此外，該設備可包括第二成像帶電粒子束顯微鏡140。在第2圖所示的實例中，第一成像帶電粒子束顯微鏡130及第二成像帶電粒子束顯微鏡140佈置在基板支撐件110上方。

如第2圖進一步所示，基板支撐件110沿著x方向150延伸。在第2圖的繪圖平面中，x方向150是左右方向。基板160設置在基板支撐件110上。基板支撐件110可沿x方向150移動，以使真空腔室120中的基板160相對於第一成像帶電粒子束顯微鏡130和第二成像帶電粒子束顯微鏡140移位。因此，基板160的區域可以位於第一成像帶電粒子束顯微鏡130下方或第二成像帶電粒子束顯微鏡140下方，以用於DR量測。該區域可包括包含在基板上的塗層中或塗層上的用於DR量測的結構。基板支撐件110亦可沿著y方向移動（未圖示），使得基板160可以沿著y方向移動，如下所述。藉由適當地使將基板160保持在真空腔室120內的基板支撐件110移位，可以在真空腔室120內量測沿著基板160的整個範圍的部分。

第一成像帶電粒子束顯微鏡130沿著x方向150與第二成像帶電粒子束顯微鏡140相距距離135。在第2圖所示的實施例中，距離135是第一成像帶電粒子束顯微鏡130的中心與第二成像帶電粒子束顯微鏡140的中心之間的距離。特別地，距離135是由第一成像帶電粒子束顯微鏡限定的第一光軸131與由第二成像帶電粒子束顯微鏡140限定的第二光軸141之間沿著x方向150的距離。第一光軸131及第二光軸141沿著z方向151延伸。第一光軸131可以例如由第一成像帶電粒子束顯微鏡130的物鏡限定。類似地，第二光軸141可以例如由第二成像帶電粒子束顯微鏡140的物鏡限定。

如第2圖進一步所示，真空腔室120具有沿著x方向150的內部寬度121。內部寬度121可以是當沿著x方向穿過真空腔室120從真空腔室120的左手壁123至真空腔室120的右手壁122時獲得的距離。本揭示案的一個態樣係關於設備100相對於例如x方向150的尺寸。根據實施例，第一成像帶電粒子束顯微鏡130與第二成像帶電粒子束顯微鏡140之間沿著x方向150的距離135可以是至少30 cm，諸如至少40 cm。根據可與本文所述的其他實施例組合的其他實施例，真空腔室120的內部寬度121可位於第一成像帶電粒子束顯微鏡130與第二成像帶電粒子束顯微鏡140之間的距離135的250%至450%的範圍內。進一步的細節、態樣和特徵將在下面關於第2圖及第3圖進行描述。

因此，本文所述的實施例可提供一種設備，該設備用於在真空腔室中使用兩個彼此遠離的成像帶電粒子束顯微鏡來成像基板，特別是大面積基板的部分。基板是作為整體在真空腔室中處理的。特別地，本文所述的實施例不需要破壞基板或蝕刻基板的表面。因此，可以提供用於缺陷檢查量測的高分辨率圖像。

如本文所述的一些實施例所提供的，具有尺寸減小的真空腔室的優點在於，可以減小真空腔室的一或多個振動，因為振動水平根據真空腔室的大小而增大。因此，亦可以有利地減小基板的振動幅度。

例示性的第一成像帶電粒子束顯微鏡及第二成像帶電粒子束顯微鏡沿第一方向的距離在基板接收區域的第一接收區域尺寸的30%至70%的範圍內。更特別地，沿著第一方向的距離可以在第一接收區域尺寸的40%至60%的範圍內，例如第一接收區域尺寸的約50%。例如，參考第2圖所示的實施例，沿著第一方向的距離可以指第一成像帶電粒子束顯微鏡130與第二成像帶電粒子束顯微鏡140之間的距離135。在第2圖所示的例示性實施例中，距離135是基板接收區域210的寬度220的約50%。

基板支撐件可以在真空腔室中相對於第一成像帶電粒子束顯微鏡及/或相對於第二成像帶電粒子束顯微鏡移動。根據可與本文所述的其他實施例組合的實施例，第二成像帶電粒子束顯微鏡與第一成像帶電粒子束顯微鏡相距至少30 cm的距離，更特別地至少40 cm的距離，諸如第一接收區域尺寸的約50%。在第一成像帶電粒子束顯微鏡與第二成像帶電粒子束顯微鏡之間具有最小距離（亦即，大於僅僅重複兩個彼此相鄰以獲得冗餘的成像帶電粒子束顯微鏡，例如兩個彼此相鄰的SEMS的距離）的優點在於減小了由該設備檢驗的基板行進的距離。此允許減小真空腔室的大小，使得亦可以有利地減小真空腔室的振動。

根據可以與本文所述的其他實施例組合的一些實施例，用於對大面積基板的部分進行成像的設備亦可包括控制器180。控制器180可以連接（參見附圖標記182）至基板支撐件110，且特別是基板支撐件的位移單元。此外，控制器180可以連接至成像帶電粒子束顯微鏡（諸如第一成像帶電粒子束顯微鏡130和成像第二帶電粒子束顯微鏡140）的掃描偏轉器組件184。

控制器180包括中央處理單元(central processing unit; CPU)、記憶體和例如支援電路。為了促進控制用於檢驗大面積基板的設備，CPU可以是任何形式的通用電腦處理器中的一者，其可以在工業環境中用於控制各種腔室和子處理器。記憶體耦合至CPU。記憶體或電腦可讀取媒體可以是一或多個易獲得的記憶體裝置，諸如隨機存取記憶體、唯讀記憶體、軟碟、硬碟或任何其他形式的本端或遠端數位儲存裝置。支援電路可以耦合至CPU，以用於以傳統方式支援處理器。該等電路包括快取、電源、時鐘電路、輸入/輸出電路系統和相關子系統等。檢驗過程指令通常作為軟體常式（通常稱為配方）儲存在記憶體中。軟體常式亦可以由遠離由CPU控制的硬體定位的第二CPU（未圖示）儲存及/或執行。軟體常式當由CPU執行時將通用電腦轉換成專用電腦（控制器），該專用電腦控制設備操作，諸如用於在成像過程期間控制基板支撐件定位和帶電粒子束掃描。儘管本揭示案的方法及/或過程被論述為作為軟體常式實施，但是其中所揭示的方法步驟中的一些方法步驟可以在硬體中以及由軟體控制器來執行。如此，本發明可以在電腦系統上執行的軟體中實施，並且可以在作為特殊應用積體電路的硬體或其他類型的硬體實施中實施，或者在軟體和硬體的組合中實施。

根據本揭示案的實施例，並且如參考第1A圖至第1C圖、第5圖和第6A圖至第6E圖例示性描述的，控制器可以進行或執行用於對基板進行缺陷檢查量測的方法，例如以用於顯示器製造。

根據一個實施例，提供了一種用於對基板的一部分成像的設備。該設備包括真空腔室和佈置在真空腔室中的基板支撐件。根據可以與本文所述的其他實施例組合的一些實施例，基板支撐件可以視情況提供至少1.2 m ²的基板接收區域。該設備亦包括第一成像帶電粒子束顯微鏡和控制器，該控制器具有處理器和儲存指令的記憶體，該等指令當由處理器執行時使得該設備執行根據本揭示案的實施例中的任何實施例的方法。

根據一個實施例，提供了一種用於對基板進行缺陷檢查量測的方法。該方法包括生成包括缺陷的基板部分的缺陷圖像，以及生成對應於缺陷圖像的參考圖像。基於參考圖像確定遮罩圖案。在遮罩圖案外部的區域中比較缺陷圖像及參考圖像以偵測缺陷。根據可以與本文所述的其他實施例組合的一些實施例，在沒有遮罩圖案的情況下重偵測缺陷。例如，可以確定缺陷的缺陷輪廓。根據又一任選實施，可以生成缺陷的類圖像視圖。

第3圖圖示了根據本文所述的實施例的用於對基板的部分成像的另一設備的側視圖。設備100包括真空腔室120。設備100亦包括基板支撐件110，基板160可以支撐在該基板支撐件上。設備100包括第一成像帶電粒子束顯微鏡130。與第2圖相反，第3圖圖示了設置在基板支撐件110上方的單個成像帶電粒子束顯微鏡。即使此可能導致成像能力降低，例如分辨率降低，所得的分辨率可能亦足以用於一些DR量測。此外，對於待偵測缺陷的缺陷大小與可接受的製造公差相比較小的半導體晶圓應用，可以提供一種具有單個成像帶電粒子束顯微鏡的用於對基板的部分成像的設備。類似於第2圖，第3圖所示的設備可包括控制器和偏轉組件。控制器可以連接至基板支撐件，且特別是基板支撐件的位移單元。此外，控制器可以連接至成像帶電粒子束顯微鏡的偏轉組件。

缺陷檢查量測通常在基板的各個區域，諸如半導體製造中的晶圓或諸如用於顯示器製造的大面積玻璃基板上提供。因此，可以在整個基板區域和複數個經處理的基板上對結構的缺陷檢查進行統計分析。對於小基板，諸如晶圓，此可以用半導體行業中已知的具有足夠生產量的方法來完成。在半導體行業中，工具與工具之間提供量測能力的匹配。對於顯示器基板的電子束檢查(EBR)，在一個設備中的兩個成像帶電粒子束顯微鏡（參見第2圖）可以相對於彼此匹配。此係關於相對位置以及量測能力。單柱裝置（參見第3圖）可以在接受降低的分辨率的同時避免一個系統中的柱匹配。多柱設備可以有利地包括柱匹配並且具有增加的分辨率。

根據可以與本文所述的其他實施例組合的一些實施例，一種操作本揭示案的用於成像的設備的方法可以包括將第一成像帶電粒子束顯微鏡的大面積基板上的第一坐標系與第二成像帶電粒子束顯微鏡的大面積基板上的第二坐標系匹配。

兩種選項，亦即單柱方法和多柱方法，都允許本文所述的改進的DR量測過程，其中提供了足夠的偵測靈敏度以及足夠的生產量，特別是亦在大面積基板上。根據本揭示案的實施例，如本文所述的DR量測可以在大面積基板的各個區域中提供。例如，可以在基板上方分佈兩個或更多個區域，諸如5個區域至100個區域。

如本文所用的成像帶電粒子束顯微鏡可適用於生成著陸能量為2 keV或更低，特別是1 keV或更低的低能帶電粒子束。與高能束相比，低能束在缺陷檢查量測期間不會影響或損壞顯示器背板結構。根據可以與本文所述的其他實施例組合的其他實施例，帶電粒子能量，例如電子能量，可在粒子束源與基板之間增加到5 keV或更高，諸如10 keV或更高。加速柱內的帶電粒子減少了帶電粒子之間的相互作用，減少了電光部件的像差，並且因此提高了成像掃描帶電粒子束顯微鏡的分辨率。

根據可以與本文所述的其他實施例組合的又一實施例，如本文所用的術語「基板」包括非撓性基板，例如玻璃基板或玻璃板，以及撓性基板，諸如腹板或箔。基板可以是經塗覆的基板，其中例如藉由物理氣相沉積(physical vapor deposition, PVD)製程或化學氣相沉積製程(chemical vapor deposition process, CVD)在基板上塗覆或沉積一或多個材料薄層。用於顯示器製造的基板通常包含絕緣材料，例如玻璃。因此，與半導體晶圓SEM相反，用於對大面積基板的部分進行成像的設備不允許對基板進行偏置。根據可以與本文所述的其他實施例組合的本文所述的實施例，基板是接地的。基板不能被偏置到影響著陸能量或掃描電子束顯微鏡的其他電光態樣的電勢。此是用於大面積基板的EBR系統與半導體晶圓SEM檢驗之間的差異的另一個實例。此可能進一步導致在基板支撐件上進行基板處理時的靜電放電問題(electrostatic discharge, ESD)。因此，可以看出，晶圓檢驗方案可能不容易應用於顯示器製造的基板的DR量測。

根據可以與本文所述的其他實施例組合的其他實施例，對用於顯示器製造的大面積顯示器的缺陷檢查量測可以基於掃描技術進一步區分半導體晶圓DR。通常，可以區分類比掃描技術和數位掃描技術。類比掃描技術可以包括以預定頻率提供給掃描偏轉器組件的類比鋸齒信號。鋸齒信號可以與至基板掃描區域的連續或準連續基板移動組合。數位掃描技術為帶電粒子束在基板上的x定位和y定位提供離散值，並且經掃描的圖像的各個像素藉由坐標值進行逐像素尋址，亦即數位地尋址。由於掃描速度和降低的複雜性，類比掃描技術（「飛行階段」）可能被認為對於半導體晶圓SEM檢驗是較佳的，但是它對大面積基板的DR量測沒有益處。由於基板的大小，數位地掃描待掃描區域，亦即藉由提供所需射束位置坐標的列表。亦即，用數位掃描技術，亦即數位掃描儀掃描圖像。由於基板的大小，此類掃描過程提供了更好的生產量和準確度。

根據可以與本文所述的其他實施例組合的一些實施例，用於根據本揭示案的方法和設備的成像帶電粒子束顯微鏡的視場可以具有500 μm或更小的尺寸及/或5 μm或更大的尺寸。圖像的分辨率可以是約100 nm或更低，諸如20 nm或更低，例如10 nm或更低。

用於對圖像進行缺陷檢查的方法可以從顯示器製造工廠的控制器或介面接收缺陷或缺陷候選物的列表。例如，顯示器的像素可以用顯示器測試方法來測試。像素缺陷、線缺陷、驅動器缺陷或其他缺陷可以用電子束測試系統和光學測試系統或其他量測（諸如電氣量測）來測試。因此，缺陷像素可以被提供用於缺陷檢查量測及/或可以被提供給用於缺陷檢查量測的設備。缺陷像素的區域是用於提供缺陷圖像的圖像。量測區域，例如鄰近像素的對應區域，以提供參考圖像。可以使用DR量測來評估來自先前計量工具的對缺陷的缺陷檢查。由於用於顯示器製造的基板的大小以及所得的製造製程挑戰，用於如關於本揭示案的實施例所述的對大面積基板進行缺陷檢查量測的位置可以分佈在大面積基板上。例如，顯示器可以具有500萬或更高的像素上，諸如約800萬像素。大型顯示器可包括更高數量的像素。對於每個像素，至少提供用於紅色的電極、用於綠色的電極和用於藍色的電極。因此，被認為對製造製程至關重要的缺陷可能出現在非常大的面積上。如上所述，本揭示案的實施例包括基於使用遮罩圖案的第一操作和沒有遮罩圖案的後續第二操作來提供DR量測。DR量測是使用參考圖像在缺陷圖像的結構處提供的。

根據可以與本文所述的其他實施例組合的一些實施例，缺陷圖像在基板上的缺陷像素處生成，並且參考圖像在與缺陷像素鄰近的像素處生成，特別是在與缺陷像素相鄰的像素處生成。另外地或替代地，可以在基板的一或多個區域上重複缺陷檢查量測，該等區域分佈在至少1.2 m ²上。

根據可以與本文所述的其他實施例組合的一些實施例，本文所述的基板係關於大面積基板，特別是用於顯示器市場的大面積基板。根據一些實施例，大面積基板或相應的基板支撐件可以具有至少1 m ²，諸如至少1.375 m ²的大小。該大小可以從約1.375 m ²（1100 mm×1250 mm-Gen 5）至約9 m ²，更特別地從約2 m ²至約9 m ²，或者甚至高達12 m ²。提供根據本文所述實施例的結構、設備和方法所針對的基板或基板接收區域可以是如本文所述的大面積基板。例如，大面積基板或載體可以是對應於約1.375 m ²基板（1.1 m×1.25 m）的GEN 5、對應於約4.39 m ²基板（1.95 m×2.25 m）的GEN 7.5、對應於約5.7 m ²基板（2.2 m×2.5 m）的GEN 8.5，或者甚至對應於約9 m ²基板（2.88 m×3130 m）的GEN 10。甚至更大的代諸如GEN 11和GEN 12以及對應的基板面積亦可以類似地實施。必須考慮的是，基板大小代提供了固定的行業標準，即使GEN 5基板的大小從一個顯示器製造商到另一個顯示器製造商可能略有不同。用於測試的設備的實施例可以例如具有GEN 5基板支撐件或GEN 5基板接收區域，使得許多顯示器製造商的GEN 5基板可以由支撐件支撐。此同樣適用於其他基板大小代。

第4圖圖示了成像帶電粒子束顯微鏡，亦即帶電粒子束設備500，諸如如本文所述的第一成像帶電粒子束顯微鏡及/或第二成像帶電粒子束顯微鏡。帶電粒子束裝置500包括提供例如第一腔室421、第二腔室422及第三腔室423的電子束柱420。第一腔室，亦可以稱為槍腔室，包括具有發射器31和抑制器432的電子束源430。

發射器431連接至電源531，以用於向發射器提供電勢。提供給發射器的電勢可以使得電子束被加速到例如20 keV或更高的能量。因此，發射器可以被偏置到-1 kV電壓的電勢，以向接地的基板提供1 keV的著陸能量。上部電極562被設置在較高的電勢，以用於以較高的能量引導電子穿過柱。

使用第5圖所示的設備，電子束源430可以生成電子束（未圖示）。射束可以與射束限制孔隙550對準，該射束限制孔隙定尺寸為對射束進行塑形，亦即阻擋射束的一部分。此後，射束可以穿過射束分離器580，該射束分離器將一次電子束與信號電子束分離，亦即與信號電子分離。一次電子束可以藉由物鏡聚焦在基板460上。基板460位於基板支撐件410上的基板位置上。在電子束撞擊到基板460上時，信號電子，例如二次及/或反向散射的電子或x射線從基板460釋放出，該等信號電子可以被偵測器598偵測到。

在第4圖所示的例示性實施例中，提供了聚焦透鏡520和射束塑形或射束限制孔徑550。兩級偏轉系統540設置在聚焦透鏡與射束限制孔隙550（例如射束塑形孔徑）之間，以用於將射束對準孔徑。電子可以由提取器或陽極加速至柱中的電壓。提取器可以例如由聚焦透鏡520的上部電極或由另一個電極（未圖示）提供。

如第4圖所示，物鏡具有磁性透鏡部件561，該磁性透鏡部件具有極片464和463，並具有線圈462，該線圈將一次電子束聚焦在基板460上。基板460可以位於基板支撐件410上。第4圖所示的物鏡包括上部極片463、下部極片464和線圈462，從而形成物鏡的磁性透鏡部件461。此外，上部電極562和下部電極530形成物鏡的靜電透鏡部件。

此外，在第4圖所示的實施例中，提供了掃描偏轉器組件570。掃描偏轉器組件570（亦參見第2圖中的掃描偏轉器組件184）可以例如是磁性的，但較佳地是靜電掃描偏轉器組件，該靜電掃描偏轉器組件被配置用於高像素速率。掃描偏轉器組件570可以是單級組件，如第4圖所示。或者，亦可以提供兩級甚至三級偏轉器組件。各個工作台被設置在沿著光軸2的不同位置處。

下部電極530連接至電壓源（未圖示）。第4圖所示的實施例圖示了下部極片464下方的下部電極530。下部電極是物鏡的浸沒透鏡部件（亦即阻滯場透鏡部件）的減速電極，通常處於用於在基板上提供2 keV或更低，例如500 V或1 keV的帶電粒子著陸能量的電勢。

射束分離器580適於分離一次電子及信號電子。射束分離器可以是Wien濾波器及/或可以是至少一個磁性偏轉器，使得信號電子偏離光軸402。隨後，信號電子由射束彎曲器591（例如半球形射束彎曲器）和透鏡595引導至偵測器598。可以提供類似濾波器596的其他元件。根據進一步的修改，偵測器可以是分段偵測器，該分段偵測器被配置用於取決於試樣處的起始角度偵測信號電子。

第一成像帶電粒子束顯微鏡及第二成像帶電粒子束顯微鏡可以是成像帶電粒子束顯微鏡類型的帶電粒子束裝置，諸如第4圖所示的帶電粒子束裝置500。

第5圖圖示了說明用於對基板進行缺陷檢查量測的方法的流程圖。在操作510處，生成參考圖像。如參照第1A圖至第1C圖所述，在操作511處，從參考圖像生成遮罩圖案。進一步，在操作512處生成缺陷圖像。生成包括缺陷（例如已知缺陷）的基板部分的圖像。例如，缺陷圖像可以被提供在先前已經藉由計量過程報告了像素的缺陷的基板部分處。

如第6A圖所示，生成比較圖像30，例如差分圖像。比較圖像被遮罩圖案32覆蓋。在比較圖像內的遮罩圖案32的區域外部提供缺陷選擇。

根據可以與本文所述的其他實施例組合的一些實施例，比較圖像可以是差分圖像或另一比較圖像。可以為圖像的每個像素計算及/或確定參考圖像及缺陷圖像的強度信號。例如，參考圖像及缺陷圖像可以相對於彼此對準，以對準圖像的像素。強度信號的差異可以由強度信號差異的絕對值提供。或者，可以從顯示器佈局設計資料（CAD資料）提取參考圖像的相關結構（邊緣）。可以從獲取缺陷圖像的相同單位單元位置提取參考結構。另外地或替代地，可以儲存參考圖像。因此，可以省略獲取每個缺陷位置的參考圖像。對佈局CAD資料及/或儲存的參考圖像上的參考可以增加缺陷檢查的生產量。每次DR量測都沒有獲取新的參考圖像。

第6B圖圖示了第6A圖的放大視圖。如第6B圖所示，可以選擇在遮罩圖案32外部的缺陷22。缺陷圖示了遮罩圖案32外部的區域中的參考圖像與缺陷圖像之間的偏差，亦即比較圖像中的亮點。因此，在操作513處，可以基於經遮蔽的比較圖像來選擇缺陷。如第6C圖所示，可以在比較圖像30的區域62中重新偵測缺陷。另外地或替代地，可以在區域62中的缺陷圖像中重新偵測缺陷。根據操作514，可以在沒有遮罩圖案的情況下提供此缺陷的局部重新偵測。

第6D圖圖示了缺陷圖像。根據可以與本文所述的其他實施例組合的一些實施例，可以提供所選缺陷的區域的局部圖像60。例如，可以在比較圖像（亦即，比較圖像的一部分）內重新偵測缺陷。另外地或替代地，可以在缺陷圖像60中確定輪廓64。對於自動缺陷分類(automatic defect classification, ADC)，有益的是在較大的FOV中可看到缺陷。可以評估與相鄰圖案結構的關係（參見第6D圖）。可以提供圖示更多缺陷細節的更高變焦圖像，如例如第6E圖所示。局部圖像可以是缺陷圖像的數字變焦。另外地或替代地，可以以不同於缺陷圖像的分辨率生成另一缺陷圖像，例如用成像帶電粒子顯微鏡量測。特別地，另一個缺陷圖像可以具有比缺陷圖像，亦即初始缺陷圖像更高的分辨率。

如第6D圖所示，在沒有遮罩圖案32的情況下，可以藉由缺陷的局部重新偵測來提供缺陷輪廓64（參見例如操作515）。此可以在比較圖像30或缺陷圖像60中提供。對於圖像的分類，可以提供類圖像視圖80（參見第6E圖）。根據可以與其他實施例組合的一些實施例，類圖像視圖可以具有提高的分辨率，例如藉由用成像帶電粒子束顯微鏡重新掃描期望的FOV。類圖像視圖特別可基於所確定的缺陷輪廓。取決於缺陷輪廓的大小，類圖像或類圖像視圖可以圖示包括缺陷並且具有與缺陷輪廓的大小相比的預定比率的大小的區域。

由於使用在經遮蔽的比較圖像上進行缺陷選擇和重新偵測，特別是局部重新偵測的兩步方法，在沒有遮罩圖案的情況下，可以提供更高的靈敏度、改進的邊緣抑制基/或大小缺陷輪廓偵測。

儘管前述針對一些實施例，但是在不脫離本揭示案的基本範疇的情況下，可以設計出其他和進一步的實施例，並且本揭示案的範疇由所附申請專利範圍確定。

10:參考圖像 12:特徵 14:結構 20:缺陷圖像 22:缺陷 24:亮度差 30:比較圖像 32:遮罩圖案 60:局部圖像 62:區域 64:缺陷輪廓 80:類圖像視圖 100:設備 110:基板支撐件 120:真空腔室 121:內部寬度 122:右手壁 123:左手壁 130:第一成像帶電粒子束顯微鏡 131:第一光軸 135:距離 140:第二成像帶電粒子束顯微鏡 141:第二光軸 150:x方向 151:z方向 160:基板 180:控制器 182:連接 184:掃描偏轉器組件 402:光軸 410:基板支撐件 420:電子束柱 421:第一腔室 422:第二腔室 423:第三腔室 430:電子束源 431:發射器 432:抑制器 460:基板 461:磁性透鏡部件 462:線圈 463:上部極片 464:下部極片 500:帶電粒子束裝置 510:操作 511:操作 512:操作 513:操作 514:操作 515:操作 520:聚焦透鏡 530:下部電極 531:電源 540:兩級偏轉系統 550:射束限制孔隙 561:磁性透鏡部件 562:上部電極 570:掃描偏轉器組件 580:射束分離器 591:射束彎曲器 595:透鏡 596:濾波器 598:偵測器

為了能夠詳細理解本揭示案的上述特徵，可以參考實施例對以上簡要概述的本揭示案進行更特別的描述，實施例中的一些實施例在附圖中圖示。然而，應當注意的是，附圖僅圖示了示例性實施例，並且因此不應被視為是對其範疇的限制，並且可以允許其他同等有效的實施例。

第1A圖至第1C圖圖示了用於說明根據本揭示案的實施例的缺陷檢查量測的圖像。

第2圖圖示了根據本文所述的實施例的用於對基板的部分成像的設備的側視圖。

第3圖圖示了根據本文所述的實施例的用於對基板的部分成像的另一設備的側視圖。

第4圖圖示了根據本文所述的實施例的成像帶電粒子束顯微鏡，亦即用於檢驗對基板的一部分的成像的例示性設備的側視圖。

第5圖圖示了根據本揭示案的實施例的說明用於缺陷檢查量測的，特別是對大面積基板進行缺陷檢查量測，例如以用於顯示器製造的方法的流程圖。

第6A圖至第6E圖圖示了根據本揭示案的實施例的缺陷檢查量測的例示性圖像。

第7A圖至第7C圖圖示了用於說明對應於第1A圖至第1C圖的缺陷檢查量測的圖像的圖片。

為了促進理解，在可能的情況下，使用相同的附圖標記來表示附圖中共用的元件。預期一個實施例的元件和特徵可以有益地結合到其他實施例中，而無需進一步敘述。

國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

22:缺陷

24:亮度差

30:比較圖像

32:遮罩圖案

Claims

一種用於對一基板進行缺陷檢查量測的方法，包括以下步驟：生成包括一缺陷的一基板部分的一缺陷圖像；生成對應於該缺陷圖像的一參考圖像；基於該參考圖像確定一遮罩圖案；以及比較該遮罩圖案外部的區域中的該缺陷圖像及該參考圖像以偵測該缺陷。
如請求項1所述之方法，進一步包括以下步驟：在沒有該遮罩圖案的情況下重新偵測該缺陷。
如請求項1所述之方法，進一步包括以下步驟中的至少一者：用一縮小的搜索區域在沒有該遮罩圖案的情況下重新偵測該缺陷，以及用該偵測到的缺陷位置周圍的一視場在沒有該遮罩圖案的情況下重新偵測該缺陷。
如請求項2所述之方法，進一步包括：確定該缺陷的一缺陷輪廓。
如請求項4所述之方法，進一步包括：生成該缺陷的一類圖像視圖。
如請求項2所述之方法，其中利用該缺陷圖像重新偵測該缺陷，或者其中利用以不同於該缺陷圖像的一分辨率生成的一另一缺陷圖像重新偵測該缺陷。
如請求項3所述之方法，其中利用該缺陷圖像重新偵測該缺陷，或者其中利用以不同於該缺陷圖像的一分辨率生成的一另一缺陷圖像重新偵測該缺陷。
如請求項4所述之方法，其中利用該缺陷圖像重新偵測該缺陷，或者其中利用以不同於該缺陷圖像的一分辨率生成的一另一缺陷圖像重新偵測該缺陷。
如請求項5所述之方法，其中利用該缺陷圖像重新偵測該缺陷，或者其中利用以不同於該缺陷圖像的一分辨率生成的一另一缺陷圖像重新偵測該缺陷。
如請求項1至9中任一項所述之方法，其中該缺陷圖像在該基板上的一缺陷像素處生成，並且其中該參考圖像在與該缺陷像素鄰近的一像素處生成。
如請求項1至9中任一項所述之方法，其中該缺陷圖像在該基板上的一缺陷像素處生成，並且其中該參考圖像在與該缺陷像素相鄰的一像素處生成。
如請求項1至9中任一項所述之方法，其中該缺陷圖像及該參考圖像由一掃描電子束生成。
如請求項1至9中任一項所述之方法，其中藉由一帶電粒子束裝置的信號電子的一強度信號來量測該缺陷圖像。
如請求項1至9中任一項所述之方法，其中用一數位掃描儀量測一視場。
如請求項14所述之方法，其中該視場具有200 μm或更低的一尺寸及5 μm或更高的一尺寸中的至少一者。
如請求項1至9中任一項所述之方法，進一步包括以下步驟：在該基板的一或多個另外的區域上重複該缺陷檢查量測，該等區域分佈在至少1.2 m ²上。
一種用於對一基板的一部分成像的設備，該設備包括：一真空腔室；一基板支撐件，佈置在該真空腔室中；第一成像帶電粒子束顯微鏡；以及一控制器，包括：一處理器和一記憶體，該記憶體儲存指令，該等指令當由該處理器執行時使得該設備執行如請求項1至9中任一項所述之方法。
如請求項17所述之用於對一基板的一部分進行成像的設備，其中該基板接收區域具有沿著一第一方向的一第一接收區域尺寸，該設備進一步包括：一第二成像帶電粒子束顯微鏡，其中該第一成像帶電粒子束顯微鏡及該第二成像帶電粒子束顯微鏡沿著該第一方向具有為該第一接收區域尺寸的30%至70%的一距離。
如請求項18所述之用於對一基板的一部分進行成像的設備，其中該第二成像帶電粒子束顯微鏡沿著該第一方向與該第一成像帶電粒子束顯微鏡相距至少30 cm的一距離。
一種操作如請求項18至19中任一項所述之設備的方法，包括以下步驟：將該第一成像帶電粒子束顯微鏡的該基板上的一第一坐標系與該第二成像帶電粒子束顯微鏡的該基板上的一第二坐標系匹配。