TWI864777B

TWI864777B - 用於校準帶電粒子束設備的偏轉器的方法，以及帶電粒子束設備

Info

Publication number: TWI864777B
Application number: TW112119470A
Authority: TW
Inventors: 艾希爾溫茲爾; 羅柏川能; 盧德威奇雷斗; 博哈德Ｇ穆勒
Original assignee: 美商應用材料股份有限公司
Priority date: 2022-06-02
Filing date: 2023-05-25
Publication date: 2024-12-01
Also published as: WO2023232257A1; KR20250016322A; CN119213525A; TW202412042A

Abstract

一種用於校準帶電粒子束設備的偏轉器的方法，該等偏轉器基於該帶電粒子束設備的設備坐標偏轉該帶電粒子束設備的帶電粒子束，該方法包括以下步驟：將試樣放置在真空腔室中的平台上，該試樣提供週期性圖案，該週期性圖案包括該試樣的試樣坐標中的單元胞（unit cell）向量；使用該帶電粒子束設備獲取該週期性圖案的第一區域的第一影像；基於該第一影像決定至少一個第一局部失真參數；獲取該週期性圖案的第二區域的第二影像，該第二區域遠離該第一區域；基於該第二影像決定至少一個第二局部失真參數；基於該至少一個第一局部失真參數和基於該至少一個第二局部失真參數，決定該第一區域與該第二區域之間在試樣坐標中的第一向量；以及基於該第一向量校準該等偏轉器。

Description

用於校準帶電粒子束設備的偏轉器的方法，以及帶電粒子束設備

本揭示內容涉及一種用於校準帶電粒子束設備的偏轉器的方法。更特別的是，本文所述的實施例涉及對帶電粒子束設備（例如電子束系統的帶電粒子束設備）的失真校準。進一步地，描述了一種用於對試樣進行成像的帶電粒子束設備。

在許多應用中，檢驗試樣（諸如上面形成有結構的基板，特別是上面形成有電子或光電子結構的基板）是有益的。例如，可以對試樣進行檢驗，以監測試樣的品質，特別是偵測在基板的處理期間（例如在基板的結構化或塗層期間）可能出現的缺陷。

在一些應用中，薄層被沉積在基板上，例如沉積在玻璃基板或電路板基板上。基板通常在塗層裝置的真空腔室中進行塗層，特別是使用氣相沉積技術來進行。在過去的幾年裡，電子設備（特別是光電子設備）被製造為具有越來越大的結構密度。例如，對於薄膜電晶體（TFT）顯示器，高密度的TFT整合是有益的。儘管設備內的結構數量和密度增加，但產率也要增加，並且製造成本也要進一步降低。

在電子或光電子設備（諸如顯示器）的製造期間，可以對試樣的經沉積結構進行成像以監測試樣的品質。例如，對試樣的成像可以使用帶電粒子束設備實現。帶電粒子束設備的偏轉器傳統上使用一個校準靶進行校準，該校準靶具有以幾毫米的已知距離佈置的標記陣列。然而，傳統的校準靶往往需要昂貴的、特殊的遮罩來生產，並可能進一步需要特殊的生產過程。進一步地，傳統的校準靶可能不是容易取得的，不能隨時插入到系統中，可能需要儲存空間，和/或可能不是非常準確的。進一步地，基於這種傳統校準靶的偏轉器的校準可能很慢和/或不準確。

因此，鑒於對改進顯示器或其他試樣的品質、審查和測試的需求，需要一種改進的方法來以高校準準確度和/或高校準速度校準帶電粒子束設備的偏轉器。

依據本揭示內容的態樣，提供了用於校準帶電粒子束設備的偏轉器的方法以及用於對試樣進行成像的帶電粒子束設備。從附屬請求項、說明書和附圖中可以看出進一步的態樣、優點和有益的特徵。

依據一個態樣，提供了一種用於校準帶電粒子束設備的偏轉器的方法，該等偏轉器基於該帶電粒子束設備的設備坐標偏轉該帶電粒子束設備的帶電粒子束。該方法包括以下步驟：將試樣放置在真空腔室中的平台上，該試樣提供週期性圖案，該週期性圖案包括該試樣的試樣坐標中的單元胞（unit cell）向量。該方法包括以下步驟：使用該帶電粒子束設備獲取該週期性圖案的第一區域的第一影像。該方法包括以下步驟：基於該第一影像決定至少一個第一局部失真參數。該方法進一步包括以下步驟：獲取該週期性圖案的第二區域的第二影像，該第二區域遠離該第一區域。該方法包括以下步驟：基於該第二影像決定至少一個第二局部失真參數。該方法進一步包括以下步驟：基於該至少一個第一局部失真參數和基於該至少一個第二局部失真參數，決定該第一區域與該第二區域之間在試樣坐標中的第一向量。該方法包括以下步驟：基於該第一向量校準該等偏轉器。

依據另一個態樣，提供了一種用於對試樣進行成像的帶電粒子束設備。該帶電粒子束設備包括：平台，用於佈置要成像的該試樣；以及偏轉器，用於偏轉該帶電粒子束設備的帶電粒子束。該帶電粒子束設備進一步包括：電腦可讀取媒體，包含用於校準該等偏轉器的程式，該程式當由處理器執行時，執行依據本文所述的實施例的方法。

依據另一個態樣，提供了一種用於校準帶電粒子束設備的偏轉器（特別是副偏轉器和/或主偏轉器）的方法，該等偏轉器基於該帶電粒子束設備的設備坐標偏轉該帶電粒子束設備的帶電粒子束。該方法包括以下步驟：將試樣放置在真空腔室中的平台上，該試樣提供週期性圖案，該週期性圖案包括該試樣的試樣坐標中的單元胞（unit cell）向量。該方法包括以下步驟：使用該帶電粒子束設備獲取該週期性圖案的第一區域的第一影像。該方法進一步包括以下步驟：基於該第一影像決定至少一個第一局部失真參數，其中該至少一個第一局部失真參數是基於該第一影像的傅立葉變換來決定的。決定該至少一個第一局部失真參數的步驟可以包括以下步驟：在頻率空間中對該第一影像的至少一個部分進行分佈擬合，特別是基於高斯分佈的分佈擬合。該等偏轉器可以基於該至少一個第一局部失真參數來校準。

實施例還針對用於實現所揭露的方法的裝置，並且包括用於執行每個所描述的方法態樣的裝置零件。這些方法態樣可以藉由硬體部件、由適當軟體程式化的電腦、兩者的任何組合或以任何其他方式執行。此外，依據本揭示內容的實施例還針對用於操作所述的裝置的方法和用於製造本文所述的裝置和設備的方法。用於操作所述裝置的方法包括用於實現該裝置的每項功能的方法態樣。

現在將詳細參考示例性實施例，其中一個或多個實例在圖式中得到說明。每個實例都是以解釋的方式提供的，並不意味著是一種限制。例如，作為一個實施例的一部分所說明或描述的特徵可以在其他實施方式上使用或與其他實施例一起使用，以產生進一步的實施例。本揭示內容旨在包括這種修改和變化。

在下面的附圖描述中，相同的附圖標記指的是相同的部件。只描述了與各個實施例有關的差異。附圖中所示的結構不一定是按真實比例描繪的，而是用來更好地理解實施例。

圖1顯示了配置為依據本文所述的方法操作的帶電粒子束設備100。帶電粒子束設備100可以包括掃描顯微鏡102，特別是掃描電子顯微鏡，其射束源110被配置為產生帶電粒子束101，特別是電子束。帶電粒子束101可以沿著光軸A通過掃描顯微鏡102的柱子103被引導。柱子103的內部容積可以被抽空。掃描顯微鏡102可以包括射束影響元件（諸如加速器115、減速器、透鏡元件120、偏轉器140或其他聚焦或散焦元件）、射束改正器、射束分離器、偵測器和/或為了影響沿光軸A傳播的帶電粒子束101而提供的其他元件。

帶電粒子束設備100包括平台20，用於將試樣10佈置在其上。本文所使用的術語「試樣」可以涉及上面形成有一個或多個層、特徵或電氣設備（諸如TFT）的基板。例如，試樣可以是顯示器，或者可以包括一個或多個顯示器。試樣10可以放在平台20上，用於校準帶電粒子束設備100，特別是偏轉器140，和/或用於對試樣10進行成像，例如用於測試或審查試樣10。平台20可以被佈置在成像腔室105中，該成像腔室在一些實施例中可以被抽空。平台20可以是可動平台。特別是，平台20可以在垂直於帶電粒子束設備100的光軸A的平面（在本文也稱為X-Y平面）內移動。平台20可以在與光軸A平行的方向Z上移動。

掃描顯微鏡102可以包括一個或多個聚焦透鏡，例如透鏡元件120的一個或多個聚焦透鏡。該一個或多個聚焦透鏡可以被配置為將帶電粒子束101聚焦到佈置在平台20上的試樣10上。當帶電粒子束101撞擊試樣10的表面時，會產生二次電子或背散射電子（也稱為「訊號電子」）。訊號電子提供了關於試樣10的表面特徵的尺寸、空間特性和/或其他特性的資訊。訊號電子可以用偵測器進行偵測。藉由在試樣10的表面上掃描帶電粒子束101（例如用偏轉器140），並偵測作為訊號電子的產生位置的函數的訊號電子，試樣10的表面或其區域可以被成像。

在實施例中，可以提供偏轉器140，用於將帶電粒子束101定位在試樣10的表面上和/或用於在試樣10的表面上掃描帶電粒子束101，例如在X方向上和/或在Y方向上。在一些實施例中，偏轉器140包括主偏轉器142和副偏轉器144。例如，主偏轉器142可以是磁性偏轉器。副偏轉器144可以是靜電偏轉器。在實施例中，主偏轉器和/或副偏轉器可以各自包括兩個或更多個偏轉器，特別是用於將帶電粒子束101偏轉到兩個或更多個不同的方向上。依據一些實施例，主偏轉器142可以被配置為將帶電粒子束101定位在試樣10上的指定區域中的指定位置。副偏轉器144或主偏轉器142可以在指定區域上掃描帶電粒子束101，例如用於對指定區域進行成像或用於測試佈置在指定區域內的電氣設備。例如，在圖1中，帶電粒子束101被主偏轉器142偏轉到試樣10的第一區域14內的第一位置16，第一區域14橫跨第一掃描範圍18。副偏轉器144或主偏轉器142可以藉由在第一掃描範圍18內掃描帶電粒子束101，在第一區域14上掃描帶電粒子束101。

依據一些實施例，帶電粒子束設備100被配置為審查和/或測試試樣。例如，要審查和/或測試的試樣可以是面板級封裝（PLP）基板或先進封裝（AP）基板，該基板可以使用帶電粒子束來進行非接觸測試，以識別和表徵缺陷，諸如短路、開路和/或漏電。在另一個實例中，試樣可以是顯示器，該顯示器包括基板和佈置在其上的複數個顯示像素。可以藉由向顯示像素施加一個電壓圖案，然後將帶電粒子束101（特別是電子束）定位到每個顯示像素上，來測試顯示像素。由撞擊顯示像素的帶電粒子束101產生的二次電子的電壓對比可以被測量和評估。顯示器像素的負性越大，發射的二次電子就越多。顯示器像素的正性越大，發射的二次電子就越少。有缺陷的顯示像素是藉由在電壓對比影像中顯示錯誤的電壓來顯露的。

然而，對PLP基板、AP基板、顯示器或其他電子或光電設備的審查或測試依賴於帶電粒子束101在偏轉區域上的準確定位，該偏轉區域可以使用主偏轉器142和副偏轉器144進行掃描。在一些實施例中，偏轉區域可以例如大於25平方公分，特別是大於100平方公分或大於400平方公分。為了實現帶電粒子束101在柱子103覆蓋的整個偏轉區域上的準確定位，可以對偏轉器140執行所謂的失真校準。失真校準可以提供一個二維（2D）校準函數，該函數將偏轉器數位/類比轉換器值（D/A轉換器值）變換成整個偏轉區域上的試樣坐標——且反之亦然。

如本文所使用的，試樣坐標可以指試樣10的坐標。具體來說，試樣坐標可以用長度的度量來表示。試樣坐標可以特別以長度單位指定，諸如微米或毫米。試樣坐標中的距離和方向可以表明試樣10上的真實距離和真實方向。在實施例中，帶電粒子束設備100可以基於帶電粒子束設備100的內部坐標來定位帶電粒子束101，這些坐標在本文稱為「設備坐標」。在實施例中，設備坐標可以是或可以對應於D/A轉換器的值。設備坐標可以例如以帶電粒子束設備的像素來表示。例如，在帶電粒子束設備100獲取的影像中，在試樣坐標中具有第一形狀的物體在設備坐標中可能表現為失真的第二形狀。第一形狀的失真可以包括例如第一形狀的拉伸、旋轉和/或傾斜。進一步地，在偏轉區域的不同區域中，失真可能是不同的。校準函數可以考慮到這種失真，並且可以提供帶電粒子束101在偏轉區域上（特別是在主偏轉器和/或副偏轉器的偏轉區域上）的準確定位。

依據本揭示內容的實施例，提供了一種用於校準帶電粒子束設備100的偏轉器140（特別是用於校準帶電粒子束設備100的副偏轉器和/或主偏轉器）的方法。圖2顯示了依據本文所述實施例的方法200的流程圖。帶電粒子束設備100可以被配置為基於帶電粒子束設備100的設備坐標來偏轉帶電粒子束設備100的帶電粒子束101。

在實施例中，方法200包括以下步驟：將試樣10放置在真空腔室中的平台20上（方框210）。試樣10提供了週期性圖案12。在一些實施例中，試樣10包括基板11和形成在基板11上的電氣設備陣列。例如，試樣10可以是顯示器，該顯示器包括玻璃基板和在其上形成的顯示像素，該等顯示像素特別包括TFT。週期性圖案12可以藉由向電氣設備陣列施加電壓圖案來提供。特別是，可以藉由以下步驟來提供週期性圖案12：向第一組電氣設備施加第一電壓，並向第二組電氣設備施加第二電壓，第二電壓與第一電壓不同。附加性地或替代性地，週期性圖案可以由基板上週期性佈置的結構提供。在使用帶電粒子束設備100獲取的影像中，結構可能顯示出不同的材料對比或不同的地形對比。例如，這些結構可以包括在基板上以微影方式產生的、高解析度的圖案，特別是永久性圖案。更具體地說，該圖案的結構可能不是可電氣定址的。

圖3顯示了試樣10的週期性圖案12，其中試樣10包括顯示器。顯示器可以包括顯示像素410，例如如圖4所示。圖3和4所示的顯示像素410在結構上可以相似或相同。週期性圖案12可以藉由向試樣10的顯示像素410施加電壓圖案來提供。更具體地說，正電壓可以被施加到第一組310的顯示像素，而負電壓可以被施加到第二組320的顯示像素。在圖3中，電壓圖案是依據棋盤圖案施加的。在進一步的實施例中，電壓圖案可以依據不同的週期性圖案來施加。

在本揭示內容的實施例中，週期性圖案12在試樣10的試樣坐標x, y中具有單元胞向量e、f，特別是週期性圖案12的原始單元胞的單元胞向量e、f。例如，圖3顯示了週期性圖案12的單元胞向量e、f，包括試樣坐標x, y中的第一單元胞向量e=(e _x, e _y)和第二單元胞向量f=(f _x, f _y)。在實施例中，週期性圖案12的每個單元胞向量e、f的長度最大為2毫米，特別是最大為1.5毫米或最大為1毫米。在一些實施例中，週期性圖案12的每個單元胞向量e、f的長度最小可以為500奈米，特別是最小為1微米或最小為5微米。

依據實施例，方法200包括以下步驟：使用帶電粒子束設備100獲取週期性圖案12的第一區域14的第一影像500（方框220）。特別是，帶電粒子束101可以使用主偏轉器142偏轉到第一區域14的第一位置16。第一影像500可以藉由在第一區域14上掃描帶電粒子束101來獲取。在一些實施例中，帶電粒子束101可以藉由使用主偏轉器142在第一區域14上進行掃描，特別是用於校準主偏轉器142。在可以與本文所述的其他實施例相結合的進一步實施例中，帶電粒子束101可以藉由使用副偏轉器144在第一區域14上進行掃描，特別是用於校準副偏轉器144。在實施例中，第一影像包括週期性圖案12的至少兩個單元胞，特別是至少四個單元胞或至少八個單元胞。

在一些實施例中，特別是如果週期性圖案12是藉由施加電壓圖案提供的，那麼第一影像可以藉由電壓對比成像獲取。在電壓對比成像中，由撞擊週期性圖案12的帶電粒子束101產生的二次電子的電壓對比被測量和評估，以獲取諸如第一影像500的影像。例如，圖5說明了圖3所示的週期性圖案12的第一區域14的第一影像500。由電壓圖案提供的週期性圖案12可以藉由顯示像素410的電壓對比成像來觀察。顯示像素410的電壓越負，發射的二次電子就越多。顯示像素410的電壓越正，發射的二次電子就越少。第一影像500顯示了設備坐標s, t中的週期性圖案12，其中週期性圖案12出現失真。在進一步的實施例中，可以使用其他成像技術（諸如傳統的SEM成像，特別是在不對試樣施加不同電壓的情況下）來獲取週期性圖案的第一影像。例如，如果週期性圖案是由基板上的結構提供的，其中這些結構沒有被電氣定址或不能電氣定址，那麼可以使用傳統的成像方式。

在實施例中，方法200包括以下步驟：基於第一影像500決定至少一個第一局部失真參數（方框230）。該至少一個第一局部失真參數可以表明第一影像500中週期性圖案12的失真。依據一些實施例，該至少一個第一局部失真參數包括第一局部失真矩陣U。第一局部失真矩陣U可以提供試樣坐標x, y與設備坐標s, t之間的局部轉換，特別是對第一影像500而言。在第一影像500中，經成像的週期性圖案可以有影像單元胞向量u=(u _s, u _t)和v=(v _s, v _t)，例如如圖5所示。在實施例中，第一局部失真矩陣U可以特別提供試樣坐標x, y中的單元胞向量e、f與設備坐標s, t中的影像單元胞向量u、v之間的轉換，例如依據方程式1。週期性圖案12的單元胞向量e、f可能是已知的，例如從試樣10的製造中得知。影像單元胞向量u、v可以根據第一影像500決定，特別是依據本文所述的實施例。（方程式1）

在一些實施例中，該至少一個第一局部失真參數是基於第一影像500的傅立葉變換決定的。傅立葉變換可以是快速傅立葉變換。傅立葉變換可以是離散傅立葉變換。傅立葉變換可以是第一影像500的二維（2D）傅立葉變換。例如，傅立葉變換可以是二維快速傅立葉變換。例如，可以依據方程式2使用影像解析度N、使用k、l = 0, 1 ... N-1和使用影像灰階g來決定傅立葉變換。（方程式2）

週期性圖案12（特別是影像單元胞向量u、v）由傅立葉變換F的幅度R := |F|中的峰值反映，更特別是由峰位a、b處的峰值反映，其中a = (a _k, a _l)和b = (b _k, b _l)。在實施例中，影像單元胞向量u、v可以基於第一影像500的傅立葉變換來決定。決定影像單元胞向量u、v可以包括決定第一影像500的傅立葉變換在頻率空間中的峰位a、b。峰位a、b可以定義為指向傅立葉變換中的峰620的向量，特別是從中心峰610到最接近中心峰610的兩個峰620的向量。例如，圖6說明了頻率空間坐標k, l中傅立葉變換的幅度R。傅立葉變換包括中心峰610。與峰位a、b對應的每個向量都指向最接近中心峰610的一個峰620。由於對稱性的原因，決定兩個峰位a、b可能就足夠了。

依據一些實施例，決定該至少一個第一局部失真參數包括在頻率空間中對第一影像500的至少一個部分進行分佈擬合。特別是，最接近第一影像500的傅立葉變換的中心峰610的峰620可以使用分佈來擬合。在一些實施例中，每個峰620可以藉由擬合峰620的峰值705和峰620的相鄰值（例如峰值705和八個相鄰值710）來擬合。藉由分佈擬合來決定的最大值和可以用作峰位a、b。分佈擬合尤其可以提供對峰位a、b更準確的決定。

在一些實施例中，分佈擬合是基於高斯分佈的，特別是二維高斯分佈。特別是，可以使用高斯分佈對峰620進行擬合，以決定峰620的最大值a ⁰, b ⁰。例如，圖7說明了在頻率空間中使用高斯分佈進行擬合的與圖6的峰位a相對應的峰值705和峰值705的八個相鄰值710。特別是，可以使用參數c ₁、c ₂、c ₃、k ₀和l ₀將二維高斯分佈R(k, l)擬合到資料值，以決定峰值最大值的位置a=(k ₀, l ₀)。例如，方程式3提供了一個二維高斯分佈。如果傅立葉變換中的峰沒有最小高度，那麼參數c ₁可以用於識別沒有週期性圖案的影像。（方程式3）

依據實施例，第一影像500的影像單元胞向量u、v可以基於峰位a、b來決定，例如依據方程式4。例如，圖5所示的單元胞向量u、v可以基於頻率空間中決定的峰位a、b來決定。（方程式4）

基於單元胞向量e、f和基於影像單元胞向量u、v，可以決定第一局部失真矩陣U，特別是依據方程式5。（方程式5）

該至少一個第一局部失真參數（特別是第一局部失真矩陣U）可以用於局部失真校準。局部失真校準可以用於校準副偏轉器144，特別是針對第一區域14。

為了為主偏轉器142和副偏轉器144的偏轉區域的其他區域（特別是整個偏轉區域）校準偏轉器140（特別是主偏轉器142），可以執行全域失真校準。執行全域失真校準可以包括對偏轉區域中的週期性圖案的其他區域執行額外的局部失真校準。全域失真校準可以進一步包括決定已經被執行局部失真校準的區域之間的向量。

在一些實施例中，方法200包括以下步驟：獲取週期性圖案12的第二區域910的第二影像810（方框240）。第一區域14和第二區域910分別是第一影像500和第二影像810中顯示的週期性圖案12的區域。第二區域910可以遠離第一區域14。特別是，第一區域14和第二區域可以是週期性圖案12的不相交區域。第一區域14和第二區域可以不是重疊的區域，也可以不是週期性圖案12的鄰接區域。帶電粒子束101可以使用主偏轉器142偏轉到第二區域910的第二位置，第二位置與第一位置16不同。第二影像810可以藉由在第二區域910上掃描（特別是使用主偏轉器142掃描）帶電粒子束101來獲取。在實施例中，第二影像810包括週期性圖案12的至少兩個單元胞，特別是至少四個單元胞或至少八個單元胞。

依據本揭示內容的實施例，方法200包括以下步驟：基於第二影像810決定至少一個第二局部失真參數（方框250）。該至少一個第二局部失真參數可以基於第二影像810決定，這與基於第一影像500決定該至少一個第一局部失真參數相類似。特別是，該至少一個第二局部失真參數可以基於第二影像810的傅立葉變換決定。決定該至少一個第二局部失真參數的步驟可以包括以下步驟：在頻率空間中對該第二影像的至少一個部分進行分佈擬合，特別是使用高斯分佈進行。

在一些實施例中，該至少一個第二局部失真參數包括第二局部失真矩陣U'。第二局部失真矩陣U'可以提供試樣坐標與設備坐標之間的局部轉換，特別是對於第二影像810和第二區域910。

依據一些實施例，方法200包括以下步驟：基於該至少一個第一局部失真參數和基於該至少一個第二局部失真參數，決定第一區域14與第二區域910之間在試樣坐標中的第一向量d _g'（方框260）。第一向量d _g'可以將獲取第一影像500的第一位置16連接到獲取第二影像810的第二位置。在實施例中，試樣坐標x, y中的第一向量d _g'可以對應於設備坐標s, t中的影像連接向量d _g，影像連接向量d _g連接第一影像500和第二影像810。例如，影像連接向量d _g可以將第一影像500的中心連接到第二影像810的中心。

圖8和9示意性地說明了依據實施例來決定第一向量d _g'。圖8說明了週期性圖案12的第一區域14的第一影像500，以及週期性圖案12的第二區域910的第二影像810。影像連接向量d _g在設備坐標s, t中連接第一影像500的中心和第二影像810的中心。在實施例中，影像連接向量d _g是預先決定的，或者可以根據設備坐標s, t中的第一位置和第二位置計算出來。圖9示意性地顯示了試樣坐標x, y中的週期性圖案12，該週期性圖案包括第一區域14和第二區域910。圖9顯示了試樣坐標x, y中的第一向量d _g'，它與設備坐標s, t中的影像連接向量d _g相對應。

依據實施例，決定第一向量d _g'包括基於第一局部失真矩陣U、基於第二局部失真矩陣U'和基於影像連接向量d _g來決定近似的第一向量d _g0'。特別是，近似的第一向量d _g0'可以基於第一局部失真矩陣U和第二局部失真矩陣U'的平均值來決定，特別是依據方程式6。（方程式6）

在實施例中，第一向量d _g'可以進一步比近似的第一向量d _g0'更準確地決定。特別是，失真可能沿著影像連接向量d _g變化。第一向量d _g'可以基於週期性圖案12的週期性來更準確地決定。在實施例中，第一向量d _g'是基於週期性圖案12的單元胞向量e、f進一步決定的。基於週期性圖案12決定第一向量d _g'可以特別包括決定表明週期性圖案12與第一影像500和第二影像810中的每一者之間的移位或偏移的移位向量。

依據實施例，該至少一個第一局部失真參數包括第一移位向量s ₁。第一移位向量s ₁可以表明週期性圖案12與第一影像500之間的第一偏移。例如，第一移位向量s ₁可以表明週期性圖案12的圖案參考點與第一影像500的影像參考點之間的偏移。圖案參考點可以是週期性圖案12的單元胞的參考點，特別是該單元胞的特徵點。例如，在圖8中，圖案參考點是棋盤圖案中的矩形的角。第一影像500的影像參考點可以例如是第一影像500的中心。在實施例中，第一移位向量s ₁可以基於第一影像500的傅立葉變換來決定。影像的位移s = (s _s, s _t)（在設備坐標s, t中）改變了傅立葉變換F =: R·e ^‑i ^φ的相位φ達Δφ，特別是依據方程式7。（方程式7）

藉由定義傅立葉變換F的相位φ是由移位s引起的，移位s可以根據傅立葉變換中峰位a、b的相位φ計算出來。特別是，移位s可以根據峰位a、b的相位φ（見方程式8和9）計算出來，其中由頻率空間中的分佈擬合決定的峰620的最大值和被用作峰位a、b。移位s可以依據方程式10來計算。（方程式8）（方程式9）（方程式10）

例如，第一移位向量s ₁可以被計算為第一影像500的移位s。

依據實施例，該至少一個第二局部失真參數包括第二移位向量s ₂。第二移位向量s ₂可以表明週期性圖案12與第二影像810之間的第二移位或偏移。第二移位向量s ₂可以基於第二影像810計算，這與基於第一影像500計算第一移位向量s ₁相類似。特別是，第二移位向量s ₂可以被計算為第二影像810的移位s。

設備坐標s, t中的第一移位向量s ₁可以轉換為試樣坐標x, y中經轉換的第一移位向量s ₁'，特別是基於第一局部失真矩陣U藉由s ₁'=U ^-1·s ₁。同樣，設備坐標s, t中的第二移位向量s ₂可以轉換為試樣坐標x, y中經轉換的第二移位向量s ₂'，特別是基於第二局部失真矩陣U'藉由s ₂'=U' ^-1·s ₂。

第一移位向量s ₁、影像連接向量d _g和第二移位向量s ₂的向量相加可以提供設備坐標s, t中的向量d _u，其中向量d _u從第一影像500的圖案參考點指向第二影像810的另一個圖案參考點，例如如圖8所示。與設備坐標s, t中的向量d _u相似，試樣坐標x, y中的參考向量d _u'連接週期性圖案12的兩個參考點，例如如圖9所示。參考向量d _u'=(d _ux', d _uy')必須是單元胞向量e、f的整數i、j倍（見方程式11），因為經轉換的第一移位向量s ₁'和經轉換的第二移位向量s ₂'中的每一者都指向單元胞的圖案參考點。（方程式11）

近似的參考向量d _u0' = d _g0' + s ₂' - s ₁'可以基於近似的第一向量d _g0'和移位向量s ₂'和s ₁'來決定。作為對整數的近似，非整數i _r和j _r可以基於近似的參考向量d _u0'來決定，例如依據方程式12。（方程式12）

接下來，整數i、j可以分別藉由對非整數i _r和j _r進行捨入來決定。基於對應於參考向量d _u'的整數i、j，第一向量d _g'可以藉由向量加法決定，特別是依據方程式13。（方程式13）

依據實施例，該方法包括以下步驟：基於第一向量d _g'校準偏轉器（方框270）。在實施例中，第一向量d _g'提供了第二影像810相對於第一影像500在試樣坐標x, y中的準確相對位置。第一向量d _g'和對應的影像連接向量d _g可以用於決定試樣坐標x, y與設備坐標s, t之間的關係。所決定的關係可以用於例如決定校準函數或校準查找表。進一步地，可以為第一區域14與第二區域910之間的區域對一個或多個局部失真參數進行內插。在一些實施例中，可以基於第一局部失真矩陣U和第二局部失真矩陣U'，為第一區域14與第二區域910之間的任何區域對局部失真矩陣進行內插。

在實施例中，方法200進一步包括以下步驟：基於週期性圖案12的不相交區域的其他影像，決定試樣坐標x, y中的複數個其他向量。依據實施例，第一影像500、第二影像810和其他影像是在網格位置1010處獲取的，特別是在設備坐標s, t中的網格位置1010處。

在實施例中，第一影像的第一位置與第二影像的第二位置之間的距離和/或網格位置之間的距離可以被選擇，使得非整數i _r和j _r與對應的整數i、j的絕對偏差保持很小，例如小於0.3或小於0.2。在出現較大的絕對偏差時，可以選擇位置之間在設備坐標s, t中較小的距離進行校準。在一些實施例中，試樣坐標x, y中的位置之間的距離可以大於1毫米，特別是大於2毫米或大於3毫米。例如，該距離可以為約5毫米。

決定該複數個其他向量中的每個其他向量可以包括基於其中一個其他影像決定至少一個其他局部失真參數。用於其他影像的該至少一個其他局部失真參數可以與決定用於第一影像500的該至少一個第一局部失真參數相類似地決定。基於該至少一個其他局部失真參數和基於該至少一個先前決定的局部失真參數，可以決定該複數個其他向量中的其他向量。該複數個其他向量中的每一者都可以與決定第一向量d _g'類似地決定。

例如，該複數個其他向量中的第二向量可以依據就方法200的方框240、250、260所概述的操作來決定。特別是，在決定第一向量d _g'後，可以在遠離第二位置的網格位置1010處獲取第三影像。可以基於第三影像決定至少一個第三局部失真參數。第二向量可以基於與第二影像810相關聯的該至少一個第二局部失真參數來決定，並進一步基於該至少一個第三局部失真參數來決定。

依據一些實施例，用於獲取第一影像的第一位置可以是網格位置1010的中心位置。後續的影像可以在網格位置1010的相鄰網格位置處獲取。例如，第一影像、第二影像和其他影像可以沿著網格位置，特別是從中央位置開始，按照方形螺旋路徑1020獲取，例如如圖10所示。

在實施例中，方法200包括以下步驟：基於該複數個其他向量（特別是基於第一向量d _g'和該複數個其他向量）來校準偏轉器140。例如，圖11說明了與圖10所示的網格位置1010相對應的試樣坐標x, y中的位置。依據圖10和11的圖允許決定一個校準函數或校準查找表，該校準函數或校準查找表將設備坐標s, t中的網格位置1010（圖10）與試樣坐標x, y中的對應位置1110（圖11）聯繫起來，且反之亦然。

特別是，基於設備坐標s, t與試樣坐標x, y之間的關係，可以決定失真校準函數的反函數，這提供了作為試樣坐標x, y的函數的在設備坐標s, t中的偏轉器D/A轉換器值。例如，圖12說明了設備坐標s, t中的複數個D/A轉換器值，這些值對應於試樣坐標x, y中複數個等距的網格位置。

進一步地，為網格位置1010決定的局部失真矩陣可以在網格位置1010之間進行內插。例如，圖13說明了基於使用顯示器來提供週期性圖案的校準的失真校準結果的一個實例。特別是，圖13顯示了在網格位置1010處決定和在網格位置1010之間進行內插的局部失真矩陣的矩陣元素U ₁。相比之下，圖14說明了依據以前的校準技術決定的矩陣元素U ₁的一個實例，該技術是基於利用以間隔約5毫米的L形標記進行的校準。特別是，與依據以前的校準技術的偏轉器校準（圖14）相比，基於依據本文所述的實施例決定的局部失真矩陣的偏轉器校準（圖13）可以更準確，並顯示出更少的雜訊。依據本文所述的實施例的主偏轉器校準尤其可以提供更可靠的校準。特別是，可以減少或避免人工改正。進一步地，副偏轉器的校準的執行速度可以比以前的校準技術快約10倍。

依據進一步的實施例，提供了一種用於校準帶電粒子束設備100的偏轉器140（特別是副偏轉器144）的方法。該方法可以包括本文描述的方法200的任何操作，特別是就方法200的方框210、220和230描述的操作。該方法可以進一步包括以下步驟：基於該至少一個第一局部失真參數來校準偏轉器140，特別是副偏轉器144。例如，副偏轉器144可以基於為獲取的第一影像500決定的第一局部失真矩陣進行校準。

在可以與其他實施例相結合的一些實施例中，用於校準帶電粒子束設備的一個或多個偏轉器的方法可以部分或完全自動化。特別是，自動校準和/或成像可以提供高產量和/或降低成本。

依據一些實施例，帶電粒子束設備可以被用於或配置為對封裝基板（諸如PLP基板或AP基板）進行成像、測試和/或審查。多年來，為了減少半導體封裝的空間要求，封裝基板的複雜性一直在增加。為了降低製造成本，人們提出了一些封裝技術，諸如2.5D IC、3D-IC和晶圓級封裝（WLP），例如扇出式（fan-out）WLP。在WLP技術中，積體電路在切分前進行封裝。本文所用的「封裝基板」涉及配置為用於先進封裝技術（特別是WLP技術或面板級封裝（PLP）技術）的封裝基板。

「2.5D積體電路」（2.5D IC）和「3D積體電路」（3D IC）將多個裸晶（die）結合在單個整合封裝中。在這裡，兩個或更多個裸晶被放置在一個封裝基板上，例如放置在一個矽插板或一個面板級封裝基板上。在2.5D積體電路中，裸晶是並排放置在封裝基板上的，而在3D積體電路中，至少有一些裸晶放置在其他裸晶的上面。該組件可以作為單一的部件進行封裝，與傳統的2D電路板組件相比，這可以降低成本和尺寸。

封裝基板通常包括複數個設備與設備之間的電氣互連路徑，用於在要放置在封裝基板上的晶片或裸晶之間提供電連接。設備與設備之間的電氣互連路徑可以呈一個複雜的連接網路通過封裝基板的主體、與在封裝基板的表面處曝露的端點（在本文稱為表面觸點）垂直地（垂直於封裝基板的表面）和/或水平地（平行於封裝基板的表面）延伸。

先進封裝（AP）基板在諸如矽晶圓之類的晶圓上或晶圓內提供設備與設備之間的電氣互連路徑。例如，AP基板可以包括矽穿孔（Through Silicon Via；TSV）（其例如是在矽插板中提供的）、其他通過AP基板延伸的導體線。面板級封裝基板是由複合材料提供的，例如印刷電路板（PCB）的材料或另一複合材料，包括例如陶瓷和玻璃材料。

製造的面板級封裝基板被配置為用於在單個整合封裝中整合複數個設備（例如，可能是異質（例如可能有不同的尺寸和配置）的晶片/裸晶）。進一步地，AP基板可以在PLP基板上進行組合。面板級基板通常為放置在其表面上的複數個晶片、裸晶或AP基板提供位點（site）（例如在其一側或兩側），以及通過PLP基板的主體延伸的複數個設備與設備之間的電氣互連路徑。

值得注意的是，面板級基板的尺寸不限於晶圓的尺寸。例如，面板級基板可以是矩形或具有另一種形狀。具體來說，面板級基板可以提供比典型晶圓的表面積更大的表面積，例如，1000 cm²或更大。例如，面板級基板的尺寸可以是30 cm x 30 cm或更大，60 cm x 30 cm或更大，60 cm x 60 cm或更大。

在一些實施例中，帶電粒子束設備被配置為對試樣進行成像和/或使用試樣進行校準，該試樣包括用於顯示器製造的大面積基板，其表面積為1 m²或更大。該表面積可以從約1.375 m ²（1100 mm×1250 mm—GEN 5）到約10 m ²，更具體地說，從約2 m ²到約10 m ²，甚至高達12 m ²。例如，基板可以是GEN 7.5（對應於約4.39 m²（1.95 m x 2.25 m）的表面積）、GEN 8.5（對應於約5.7 m²（2.2 m x 2.5 m）的表面積）或甚至GEN 10.5（對應於約10 m²（2.95 m × 3.37 m）的表面積）。甚至可以實施更大的世代（諸如GEN 11和GEN 12）。

試樣可以包括非柔性的基板（例如玻璃基板或玻璃板）或柔性的基板（諸如卷材或箔或薄玻璃片）。試樣可以是一個塗層基板，其中一個或多個薄材料層或其他特徵沉積在該基板上，例如藉由物理氣相沉積（PVD）過程或化學氣相沉積過程（CVD）或微影過程或蝕刻過程。特別是，試樣可以包括用於顯示器製造的基板和在其上形成的複數個電子或光電子設備。在基板上形成的電子或光電子設備通常是包括薄層堆疊的薄膜設備。例如，試樣可以是上面形成有薄膜電晶體（TFT）陣列的基板，例如，基於薄膜電晶體的基板。

依據本揭示內容的實施例，用於對試樣10進行成像的帶電粒子束設備100包括用於佈置要成像的試樣10的平台20。帶電粒子束設備100可以進一步包括一個或多個偏轉器140，用於偏轉帶電粒子束設備100的帶電粒子束101。在實施例中，帶電粒子束設備100包括電腦可讀取媒體，該電腦可讀取媒體包含用於校準該一個或多個偏轉器140的程式，該程式當由處理器執行時，執行依據本文所述實施例的方法，特別是用於校準帶電粒子束設備100的該一個或多個偏轉器的方法。帶電粒子束設備100可以被配置為基於依據本文所述方法執行的校準，對試樣10進行成像。

在一些實施例中，帶電粒子束設備100包括控制器160，控制器160與帶電粒子束設備100相連接（見例如圖1）。帶電粒子束設備100的控制器160可以包括中央處理單元（CPU）、依據本文所述實施例的電腦可讀取媒體和例如支援電路。為了便於控制帶電粒子束設備100，CPU可以是任何形式的通用電腦處理器之一，該處理器可以在工業環境中用於控制各種部件和子處理器。電腦可讀取媒體與CPU耦合。電腦可讀取媒體或記憶體可以是一個或多個容易取得的記憶體設備，諸如隨機存取記憶體、唯讀記憶體、硬碟或任何其他形式的本端或遠端的數位儲存器。支援電路可以與CPU耦合，用於以傳統的方式支援處理器。支援電路包括快取、電源供應器、時脈電路、輸入/輸出電路系統和相關的子系統，以及類似物。用於校準帶電粒子束設備100的該一個或多個偏轉器140的指令一般作為通常稱為配方的軟體常式儲存在電腦可讀取媒體中。也可以由第二CPU儲存和/或執行軟體常式，該第二CPU遠離被該CPU控制的硬體。軟體常式當由CPU執行時，將通用電腦轉變成專用電腦（控制器），該專用電腦（控制器）控制帶電粒子束設備100，並能夠依據本揭示內容的任何實施例校準帶電粒子束設備100的該一個或多個偏轉器140。儘管本揭示內容的方法被討論為作為軟體常式實施，但其中揭露的一些方法操作也可以以硬體執行以及由軟體控制器執行。因此，實施例可以在電腦系統上執行時以軟體實施，以硬體實施為特殊應用積體電路或其他類型的硬體實施方式，或者以軟體與硬體的組合實施。控制器160可以依據本文所述的實施例執行（execute/perform）用於校準帶電粒子束設備的一個或多個偏轉器的方法。

依據本文所述的實施例，本揭示內容的方法可以使用電腦程式、軟體、電腦軟體產品和相互關聯的控制器進行，這些控制器可以具有CPU、電腦可讀取媒體或記憶體、使用者介面以及與裝置的對應部件通訊的輸入和輸出設備。

依據本文所述的實施例的方法可以用於校準用於製程控制（例如用於生產封裝基板，諸如PLP基板或AP基板、平板、顯示器、OLED設備（諸如OLED螢幕）、基於TFT的基板和/或其他上面形成有複數個電子或光電子設備的試樣）的帶電粒子束設備。製程控制可以包括例如定期監測、成像和/或缺陷審查。

本揭示內容的實施例可以有利地提供對帶電粒子設備（諸如掃描電子顯微鏡）的一個或多個偏轉器更快和/或更準確的校準。進一步地，依據實施例的校準可以在沒有傳統校準板的情況下執行，這些校準板可能很昂貴，可能需要儲存空間，和/或可能需要生產特殊遮罩。例如，依據實施例的校準可以使用包括具有準確的高解析度週期性圖案的基板的試樣執行。這種試樣可以是容易取得的，或者可以用現有的遮罩（例如用於製造電子或光電子設備的遮罩）來生產。在一些實施例中，用於校準的試樣可以是要測試或審查的試樣，例如顯示器。

雖然上述內容是針對一些實施例，但在不偏離其基本範圍的情況下，可以設計出其他和進一步的實施例，並且其範圍是由後面的請求項決定的。

10:試樣 11:基板 12:週期性圖案 14:區域 16:位置 18:掃描範圍 20:平台 100:帶電粒子束設備 101:帶電粒子束 102:掃描顯微鏡 103:柱子 105:成像腔室 110:射束源 115:加速器 120:透鏡元件 140:偏轉器 142:主偏轉器 144:副偏轉器 160:控制器 200:方法 210:方框 220:方框 230:方框 240:方框 250:方框 260:方框 270:方框 310:組 320:組 410:顯示像素 500:影像 610:中心峰 620:峰 705:峰值 710:值 810:影像 910:區域 1010:網格位置 1020:路徑 1110:位置 A:光軸 a:峰位 b:峰位 d _g:向量 d _g':向量 d _u:向量 d _u':向量 e:單元胞向量 f:單元胞向量 s ₁':移位向量 s ₂:移位向量 s ₂':移位向量 u:影像單元胞向量 v:影像單元胞向量

在本說明書的包括對附圖的參考的其餘部分中闡述了對於本領域的普通技術人員充分和賦能的揭示內容。

圖1顯示了配置為依據本文所述的方法操作的帶電粒子束設備；

圖2是一個流程圖，說明依據本文所述的實施例，用於校準帶電粒子束設備的偏轉器的方法；

圖3示意性地說明了由試樣在試樣坐標中提供的週期性圖案；

圖4顯示了用作用於校準帶電粒子束設備的試樣的顯示器的顯示像素陣列的示意圖；

圖5顯示了圖3的週期性圖案在設備坐標中的第一影像；

圖6說明了週期性圖案的影像的傅立葉變換的一部分；

圖7顯示了圖6的傅立葉變換的峰值的分佈擬合；

圖8示意性地說明了第一影像和第二影像；

圖9顯示了依據本文所述的實施例，用於決定第一向量的週期性圖案的一部分和向量的示意圖；

圖10說明了設備坐標中的網格位置，其用於獲取週期性圖案的影像；

圖11顯示了試樣坐標中的位置，這些位置與圖10的網格位置對應；

圖12說明了針對試樣坐標中的複數個網格位置，在設備坐標中的偏轉器數位/類比（D/A）轉換器值；

圖13顯示了基於依據本文所述的實施例的校準的校準結果；以及

圖14說明了基於依據以前的校準技術的校準的校準結果。

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

10:試樣

11:基板

12:週期性圖案

14:區域

16:位置

18:掃描範圍

20:平台

100:帶電粒子束設備

101:帶電粒子束

102:掃描顯微鏡

103:柱子

105:成像腔室

110:射束源

115:加速器

120:透鏡元件

140:偏轉器

142:主偏轉器

144:副偏轉器

160:控制器

A:光軸

Claims

一種用於校準一帶電粒子束設備的偏轉器的方法，該等偏轉器基於該帶電粒子束設備的設備坐標偏轉該帶電粒子束設備的一帶電粒子束，該方法包括以下步驟：將一試樣放置在一真空腔室中的一平台上，該試樣提供一週期性圖案，該週期性圖案包括該試樣的試樣坐標中的單元胞(unit cell)向量；使用該帶電粒子束設備獲取該週期性圖案的一第一區域的一第一影像；基於該第一影像決定至少一個第一局部失真參數；獲取該週期性圖案的一第二區域的一第二影像，該第二區域遠離該第一區域；基於該第二影像決定至少一個第二局部失真參數；基於該至少一個第一局部失真參數和基於該至少一個第二局部失真參數，決定該第一區域與該第二區域之間在試樣坐標中的一第一向量；以及基於該第一向量校準該等偏轉器；其中該至少一個第一局部失真參數是基於該第一影像的一傅立葉變換來決定的；並且其中該至少一個第二局部失真參數是基於該第二影像的一傅立葉變換來決定的。
如請求項1所述的方法，其中該第一向量是進一步基於該週期性圖案的該等單元胞向量來決定的。
如請求項1所述的方法，其中決定該至少一個第一局部失真參數的步驟包括以下步驟：在頻率空間中對該第一影像的至少一個部分進行分佈擬合；並且其中決定該至少一個第二局部失真參數的步驟包括以下步驟：在頻率空間中對該第二影像的至少一個部分進行分佈擬合。
如請求項3所述的方法，其中分佈擬合是基於一高斯分佈。
如請求項1所述的方法，其中該至少一個第一局部失真參數包括一第一局部失真矩陣，其中該至少一個第二局部失真參數包括一第二局部失真矩陣，並且其中該第一局部失真矩陣和該第二局部失真矩陣中的每一者提供該等試樣坐標與該等設備坐標之間的一局部轉換。
如請求項1到5中的任一者所述的方法，其中該至少一個第一局部失真參數包括一第一移位向量，該第一移位向量表明該週期性圖案與該第一影像之間的一第一偏移；並且其中該至少一個第二局部失真參數包括一第二移位向量，該第二移位向量表明該週期性圖案與該第二影像之間的一第二偏移。
如請求項1到5中的任一者所述的方法，其中該等偏轉器包括一主偏轉器和一副偏轉器。
如請求項7所述的方法，其中該第一影像和該第二影像中的每一者是藉由使用該主偏轉器掃描該帶電粒子束獲取的。
如請求項7所述的方法，其中使用該主偏轉器將該帶電粒子束偏轉到一第一位置，以獲取該第一影像；並且其中使用該主偏轉器將該帶電粒子束偏轉到一第二位置，以獲取該第二影像。
如請求項1到5中的任一者所述的方法，其中該週期性圖案的該等單元胞向量中的每一者的一長度最大為2毫米。
如請求項1到5中的任一者所述的方法，其中該第一影像和該第二影像中的每一者包括該週期性圖案的至少兩個單元胞。
如請求項1到5中的任一者所述的方法，其中該第一影像和該第二影像中的每一者包括至少四個單元胞。
如請求項1到5中的任一者所述的方法，其中該試樣包括一基板和形成在該基板上的一電氣設備陣列，並且其中該週期性圖案是藉由以下步驟來提供的：向該等電氣設備的一第一組施加一第一電壓，並向該等電氣設備的一第二組施加一第二電壓，該第二電壓與該第一電壓不同。
如請求項1至5中的任一者所述的方法，進一步包括以下步驟：基於該週期性圖案的不相交區域的其他影像，決定試樣坐標中的複數個其他向量，其中決定該複數個其他向量中的每個其他向量的步驟包括以下步驟：基於該等其他影像中的一者，決定至少一個其他局部失真參數；基於該至少一個其他局部失真參數和基於至少一個先前決定的局部失真參數，決定該其他向量；以及基於該複數個其他向量，校準該等偏轉器。
如請求項14所述的方法，其中該第一影像、該第二影像和該等其他影像是在網格位置處獲取的。
如請求項14所述的方法，其中該第一影像、該第二影像和該等其他影像是在設備坐標中的網格位置處獲取的。
一種用於對一試樣進行成像的帶電粒子束設備，該帶電粒子束設備包括：一平台，用於佈置要成像的該試樣；偏轉器，用於偏轉該帶電粒子束設備的一帶電粒子束；以及一電腦可讀取媒體，包含用於校準該等偏轉器的一程式，該程式當由一處理器執行時，執行如請求項1到5中的任一者所述的方法。