樣品檢驗系統以及使用所述樣品檢驗系統檢驗樣品的方法
2023-05-09 15:48:36
專利名稱：樣品檢驗系統以及使用所述樣品檢驗系統檢驗樣品的方法
技術領域：
本發明涉及一種樣品檢驗系統以及一種使用所述樣品檢驗系統檢驗樣品的方法， 且更明確地說，涉及一種用於精確地檢驗樣品的樣品檢驗系統以及一種使用所述樣品檢驗系統檢驗樣品的方法。
背景技術：
對於有效率的發光二極體(LED)來說，高光提取效率(發光效率)以及高內部量子效率為必要的。因此，一般來說，在襯底上形成多個2到3微米的凸-凹結構以通過所述凸-凹結構所致的光的折射以及不規則反射來改善光提取效率。可使用各種凸-凹結構 (例如，半球形或角錐形凸-凹結構)。
LED的發光效率很大程度上根據凸-凹結構的特徵而變化。舉例來說，LED的發光效率是通過凸-凹結構的缺陷、大小以及形狀來確定。因此，當使用襯底來製造LED時，在於襯底上形成LED之前，先在襯底上形成凸-凹結構，且分析所述凸-凹結構的特徵，例如， 缺陷、形狀以及大小。
一般來說，使用光學系統來分析凸-凹結構，此是因為可在不切割樣品的情況下獲得三維圖像。光學系統的實例包括共聚焦顯微鏡(confocal microscope)、白光掃描幹涉儀(white light scanning interferometer, WSI)、相移幹涉儀(phase shifting interferometer，PSI)、莫阿檢驗系統(Moire inspection system)以及斐索幹涉儀 (Fizeau interferometer)。共聚焦顯微鏡、WSI、PSI以及斐索幹涉儀具有約1納米或低於1納米的良好解析度。然而，由於光學畸變，難以檢驗邊緣或點形表面。舉例來說，在形成有2到3微米的凸-凹結構的襯底的情況下，難以準確地觀測到所述凸-凹結構的輪廓以提取信息(例如，缺陷的種類、數目以及大小)。此外，在形成有具有尖銳部分(例如，角錐形)的凸-凹結構的襯底的情況下，由於所述尖銳部分處的光學畸變，難以用光學系統檢驗所述襯底。因此，如圖5(b)中所顯示，在捕捉的圖像上，可能切割了凸-凹結構的一些部分。即，儘管凸-凹結構是有缺陷的，但是難以準確地觀測到並確定缺陷。另外，儘管在觀測到有缺陷的凸-凹結構的情況下有必要修改凸-凹結構形成工藝，但是可能難以適當地修改凸-凹結構形成工藝，此是因為難以準確地觀測到有缺陷的凸-凹結構。此情形可能會降低LED製造工藝的合格率。發明內容
本發明提供一種能夠精確地檢驗樣品的樣品檢驗系統以及一種使用所述系統檢驗樣品的方法。
本發明還提供一種能夠精確地檢驗具有尖銳部分的樣品的樣品檢驗系統以及一種使用所述系統檢驗樣品的方法。
本發明還提供一種包括光學顯微鏡以及掃描電子顯微鏡的檢驗系統，以及一種使用所述系統檢驗樣品的方法。
根據示範性實施例，一種檢驗系統包括第一光學檢驗裝置，其用以在宏觀級或中觀(meso)級下放大並觀測樣品；第二光學檢驗裝置，其與所述第一光學檢驗裝置通信且用以在微觀級下放大並觀測樣品；掃描電子檢驗裝置，其與所述第一光學檢驗裝置以及所述第二光學檢驗裝置通信且用以通過用電子束掃描樣品而放大並觀測所述樣品；以及機器人臂，其用以將樣品攜帶到所述第一光學檢驗裝置、所述第二光學檢驗裝置以及所述掃描電子檢驗裝置。
所述掃描電子檢驗裝置可從樣品捕捉三維圖像。
所述檢驗系統可進一步包括第一載臺(stage)，其安置於對應於所述第一光學檢驗裝置的下側的位置處以用於支撐樣品；第二載臺，其安置於對應於所述第二光學檢驗裝置的下側的位置處以用於支撐樣品；以及第三載臺，其安置於對應於所述掃描電子檢驗裝置的下側的位置處。
所述檢驗系統可進一步包括用以水平地移動所述第一載臺到所述第三載臺的第一可水平移動部件到第三可水平移動部件。
根據另一示範性實施例，提供一種使用檢驗系統檢驗樣品的方法，所述檢驗系統包括第一光學檢驗裝置，其用以在宏觀級或中觀級下放大並觀測所述樣品；第二光學檢驗裝置，其用以在微觀級下放大並觀測所述樣品；以及掃描電子檢驗裝置，其用以放大並觀測所述樣品。所述方法包括通過使用所述第一光學檢驗裝置完全檢驗所述樣品；確定所述樣品是否有缺陷；在確定所述樣品並非有缺陷的情況下，終止所述樣品的檢驗；以及在確定所述樣品有缺陷的情況下，根據所述樣品的表面形狀使用所述第二光學檢驗裝置或所述掃描電子檢驗裝置檢驗所述樣品。
在使用所述第二光學檢驗裝置或所述掃描電子檢驗裝置檢驗所述樣品之前，所述方法可進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上具有多個凸-凹結構。
如果所述樣品具有尖銳部分，那麼可在使用所述第一光學檢驗裝置檢驗所述樣品之後使用所述掃描電子檢驗裝置檢驗所述樣品。
如果所述樣品並不具有尖銳部分，那麼可在使用所述第一光學檢驗裝置檢驗所述樣品之後使用所述第二光學檢驗裝置或所述掃描電子檢驗裝置檢驗所述樣品。
如果使用所述第二光學檢驗裝置或所述掃描電子檢驗裝置檢驗所述樣品，那麼便可放大並觀測所述樣品的一部分。
所述第二光學檢驗裝置或所述掃描電子檢驗裝置可從所述第一光學檢驗裝置接收關於所述樣品的缺陷的位置信息以便基於所述位置信息而放大所述樣品。
可從結合附圖所進行的以下描述來更詳細地理解示範性實施例，在附圖中
圖1為說明根據示範性實施例的檢驗系統的框圖。
圖2為說明根據示範性實施例的光學檢驗單元的視圖。
圖3為說明根據示範性實施例的掃描電子檢驗單元的視圖。
圖4(a)為說明在襯底上形成有多個半球形凸-凹結構的第一樣品的截面圖，且圖 4(b)為使用第二光學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角錐形凸-凹結構的第二樣品的截面圖，圖 5(b)為使用第二光學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為解釋根據示範性實施例的使用檢驗系統檢驗第一樣品以及第二樣品的方法的流程圖。
具體實施方式
在下文中，將參看附圖詳細地描述特定實施例。然而，本發明可以不同形式來體現且不應被解釋為限於本文中所闡述的實施例。實情為，提供這些實施例是為了使得本揭示可為詳盡的以及完整的，且將本發明的範疇完全地傳達給所屬領域的技術人員。
圖1為說明根據示範性實施例的檢驗系統的框圖。圖2為說明根據示範性實施例的光學檢驗單元的視圖。圖3為說明根據示範性實施例的掃描電子檢驗單元的視圖。
根據實施例，可使用檢驗系統來在放大尺度上(從宏觀級或中觀級到微觀級)檢驗樣品(S)以實現對樣品(S)的精確檢驗。在實施例中，將以預定間隔形成有多個凸-凹結構的襯底(例如，晶片)用作樣品(S)。「樣品(S)的表面」這個措辭的意思是襯底的表面以及多個凸-凹結構的表面。然而，樣品(S)不限於此情形。即，可將各種物件用作樣品 ⑶。
參看圖1，實施例的檢驗系統包括光學檢驗單元100、掃描電子檢驗單元200以及機器人臂300。光學檢驗單元100包括第一光學檢驗裝置170，其用以在宏觀級或中觀級下通過使用光放大並觀測樣品( 的表面；以及第二光學檢驗裝置180，其用以在微觀級下放大並觀測樣品(S)。掃描電子檢驗單元200用以通過用電子束掃描樣品(S)而檢驗樣品 (S)0機器人臂300用以攜帶樣品(S)。另外，檢驗系統進一步包括第一卡匣410，第一卡匣 410中含有待檢驗的樣品(S)；第二卡匣420，其用以含有觀測到缺陷的樣品(S)；以及第三卡匣430，其用以含有未觀測到缺陷的樣品(S)。機器人臂300將樣品(S)從第一卡匣410 攜帶到第一光學檢驗裝置170、第二光學檢驗裝置180以及掃描電子檢驗單元200。另外， 機器人臂300將樣品( 從第一光學檢驗裝置170、第二光學檢驗裝置180以及掃描電子檢驗單元200攜帶到第二卡匣420或第三卡匣430。
參看圖1以及圖2，光學檢驗單元100具有內部空間。光學檢驗單元100包括第一腔室130，其保持處於真空；第一光學檢驗裝置170，其通過從上側向第一腔室130發光而在宏觀級或中觀級下放大並觀測樣品( ；第二光學檢驗裝置180，其安置於第一腔室130 外部且與第一光學檢驗裝置170水平地隔開以在微觀級下觀測樣品( ；第一載臺132a， 其安置於第一腔室130中對應於第一光學檢驗裝置170的下側的位置處以支撐樣品(S)； 以及第二載臺132b，其安置於第一腔室130中對應於第二光學檢驗裝置180的下側的位置處。第一窗口 131a以及第二窗口 131b設置於第一腔室130的頂側上對應於第一光學檢驗裝置170以及第二光學檢驗裝置180的下端的位置處。光學檢驗單元100進一步包括第一可水平移動部件133a以及第二可水平移動部件13北，其移動第一載臺13 以及第二載臺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13 以及第二載臺132b。
在實施例中，第一腔室130具有空心矩形盒形狀。然而，第一腔室130的形狀不限於此情形。可在第一腔室130的側面處形成進入口(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的內部壓力，且可使用排氣單元(未顯示)將第一腔室130的內部排空。從安置於第一腔室130上方的第一光學顯微鏡110以及第二光學顯微鏡120發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。
第一光學檢驗裝置170以及第二光學檢驗裝置180包括第一光學顯微鏡110以及第二光學顯微鏡120，其用以通過將光投射到樣品( 上而從樣品( 提取圖像數據；以及第一讀取器140以及第二讀取器150，其與第一光學顯微鏡110以及第二光學顯微鏡120 通信。第一光學檢驗裝置170可用以在宏觀級或中觀級下放大並觀測樣品( ，且第二光學檢驗裝置180可用以在微觀級下放大並觀測樣品(S)。可將例如共聚焦顯微鏡(confocal microscope)、白光掃描幹涉儀(white light scanning interferometer, WSI)、相移幹涉儀(phase shifting interferometer, PSI)、莫阿檢驗裝置(Moire inspection device)以及斐索幹涉儀(Fizeau interferometer)的裝置用作第一光學顯微鏡110以及第二光學顯微鏡120。然而，第一光學顯微鏡110以及第二光學顯微鏡120的實例不限於此。舉例來說，可將具有各種結構以及配置的任何裝置用作第一光學顯微鏡110以及第二光學顯微鏡 120，只要其可用以在宏觀級或中觀級以及微觀級下放大並觀測樣品(S)即可。
第一讀取器140以及第二讀取器150與第一光學顯微鏡110以及第二光學顯微鏡 120通信，這樣便可通過使用第一光學顯微鏡110以及第二光學顯微鏡120收集的光能來讀取關於樣品(S)的信息。
如上文所描述，根據當前實施例，通過使用第一光學檢驗裝置170在宏觀級或中觀級下觀測樣品(S)，且接著通過使用第二光學檢驗裝置180放大樣品( 而在微觀級下觀測樣品(S)。當使用第二光學檢驗裝置180觀測樣品( 時，基於使用第一光學檢驗裝置 170獲得的關於缺陷的位置信息而使用第二光學檢驗裝置180放大樣品( 的有缺陷位置。 詳細地說，將存儲於第一讀取器140中的關於缺陷的位置信息傳輸到第二讀取器150，且第二光學顯微鏡120基於所述位置信息而在微觀級下放大樣品(S)。以此方式，由於使用第一光學顯微鏡110以及第二光學顯微鏡120接連地檢驗樣品(S)，故可減少使有缺陷樣品(S) 通過的可能性。即，可準確地檢測缺陷。
掃描電子檢驗單元200用以通過用電子束掃描樣品(S)而在微觀級或納米級下放大並觀測樣品(S)。掃描電子檢驗單元200包括真空鎖(Ioadlock) 220，其具有內部空間；以及掃描電子檢驗裝置250，其連接到真空鎖220以通過用電子束掃描樣品(S)而檢驗樣品(S)。掃描電子檢驗裝置250包括第二腔室230，其具有內部空間；掃描電子顯微鏡 (scanning electron microscope，SEM) M0，其部分地插入於第二腔室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23 ，其安置於第二腔室230中對應於掃描電子顯微鏡240的下側的位置處，以支撐樣品(S)。掃描電子檢驗單元200進一步包括第三可水平移動部件233a，其水平地移動第三載臺232a ；以及第三提升部件23 ，其提升第三載臺232a。
掃描電子顯微鏡240包括電子槍Ml，其用以產生電子束；以及光學鏡筒(optical column) M2，其安置於電子槍241的下側處且其中具有透鏡(未顯示)。光學鏡筒242為以透鏡聚集的電子束的光學通道。電子槍241朝向樣品( 發射電子束。熱離子電子槍或場致發射電子槍可用作電子槍Ml。近年來，通常使用場致發射電子槍，因為其解析度以及效率較高。然而，可將任何種類的電子槍用作電子槍Ml。透鏡使用電場以及磁場幹擾從電子槍241發射的電子束，以便使電子束聚集。或者，可使用任何其他類型的聚集透鏡。通過光學鏡筒242將從電子槍241發射的且通過聚集透鏡而聚集的電子束導向樣品( 。光學鏡筒242與第二腔室230連通，且因此，當觀測樣品(S)時，光學鏡筒242處於約10-6託的高真空狀態。
第三讀取器210可包括圖像處理單元(未顯示)、確定單元、缺陷坐標計算單元，以及存儲器單元。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度轉換成亮度而取得樣品( 的圖像。確定單元檢測缺陷且確定缺陷的種類。缺陷坐標計算單元計算缺陷的位置。存儲器存儲缺陷的位置。
當使用掃描電子顯微鏡240觀測樣品( 時，使用通過使用第一光學檢驗裝置170 獲得的關於樣品(S)的缺陷的位置信息。詳細地說，掃描電子檢驗裝置250的第三讀取器 210從第一讀取器140接收關於樣品(S)的缺陷的位置信息，且掃描電子顯微鏡240基於所述位置信息而用電子束掃描樣品(S)。
根據實施例，可使用掃描電子檢驗單元200來觀測具有凸-凹結構(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-凹結構的尖端為尖銳部分。使用掃描電子檢驗單元200觀測具有尖銳部分的樣品( 的表面，此是因為如果從第二光學顯微鏡120向樣品( 發射光以使用第二光學顯微鏡120在微觀級下觀測樣品(S)，那麼會因樣品(S)的尖銳部分而發生光學畸變。 如圖5(b)中所顯示(其中切割了凸-凹結構的一些部分)，如果發生光學畸變，那麼無法確切地捕捉凸-凹結構的形狀。即，如果使用第二光學顯微鏡120觀測樣品(S)，那麼無法精確地觀測樣品(S)的特徵，例如缺陷、凸-凹結構的形狀、大小以及角度。
因此，在實施例中，當檢驗具有尖銳部分的樣品( 時，在使用光學檢驗單元100 的第一光學檢驗裝置170觀測樣品( 之後，使用掃描電子檢驗裝置250。如上文所描述，由於掃描電子檢驗裝置250通過用電子束掃描樣品(S)而捕捉樣品(S)的放大圖像，故不會發生光學畸變。因此，可使用掃描電子檢驗裝置250精確地觀測具有尖銳部分的樣品(S)。
在實施例中，如上文所描述，通過使用第一光學檢驗裝置170在宏觀級或中觀級下完全觀測樣品(S)以便檢測缺陷以及缺陷的位置，且接續地使用掃描電子檢驗裝置250 放大樣品(S)以在微觀級下觀測樣品(S)。因此，可減少使有缺陷的樣品( 通過的可能性。即，可更準確地檢測缺陷。
圖4(a)為說明在襯底上形成有多個半球形凸-凹結構的第一樣品的截面圖，且圖 4(b)為使用第二光學顯微鏡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角錐形凸-凹結構的第二樣品的截面圖，圖5(b)為使用第二光學顯微鏡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為解釋根據示範性實施例的使用檢驗系統檢驗第一樣品以及第二樣品的方法的流程圖。
參看圖1到圖6，將給出關於根據示範性實施例的使用檢驗系統檢驗第一樣品Sl 的方法的解釋。
首先，通過使用機器人臂300將第一樣品Sl從第一卡匣410移動到光學檢驗單元 100的第一載臺13加。在將第一樣品Sl放置於第一載臺13 上之後，通過使用光學檢驗單元100的第一光學檢驗裝置170在宏觀級或中觀級下放大第一樣品Si，以便完全觀測第一樣品Sl的表面(S100)。接下來，使用與第一光學顯微鏡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。
在使用第一光學檢驗裝置170完全觀測第一樣品Sl之後，如果確定第一樣品Sl 並非有缺陷的，那麼終止第一樣品Sl的檢驗。通過機器人臂300(未顯示)將並非有缺陷的第一樣品Sl從第一載臺13 卸下並將其移動到第三卡匣430。
另一方面，如果通過使用第一光學檢驗裝置170在宏觀級或中觀級下完全觀測第一樣品S 1之後確定第一樣品Sl有缺陷，那麼第一讀取器140存儲第一樣品Sl的缺陷位置。接下來，使用第二光學檢驗裝置180在微觀級下觀測第一樣品Sl (S310)。詳細地說，通過使用機器人臂300將第一樣品Sl從第一載臺13 移動到第二載臺132b。接下來，通過使用第二光學檢驗裝置180在微觀級下放大並觀測第一樣品Si。此時，第二光學檢驗裝置 180的第二讀取器150從第一讀取器140接收關於第一樣品Sl的缺陷位置的信息，以在微觀級下放大第一樣品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具有多個有缺陷區域，那麼在水平地移動第二載臺132b的同時使用第二光學檢驗裝置180觀測第一樣品Si。此時，可在觀測第一樣品Sl的圖像的同時精確地檢驗缺陷的位置以及大小。 另外，可詳細地檢驗形成於第一樣品Sl上的多個凸-凹結構的特徵，例如凸-凹結構的輪廓、形狀、大小、高度以及角度。可使用檢驗的結果來改善於襯底上形成凸-凹結構的工藝。
在使用第二光學檢驗裝置180檢驗第一樣品Sl之後，終止第一樣品Sl的檢驗。通過機器人臂300(未顯示)將並非有缺陷的第一樣品Sl從第二載臺132b卸下並將其移動到第二卡匣420。
如上文所描述，在使用第一光學檢驗裝置170檢驗第一樣品Sl之後，通過使用第二光學檢驗裝置180在微觀級下放大並觀測第一樣品Si。然而，本發明不限於此情形。舉例來說，如果在使用第一光學檢驗裝置170檢驗第一樣品Sl的表面之後確定第一樣品Sl有缺陷，那麼可通過使用掃描電子檢驗裝置250在微觀級下放大並觀測第一樣品Sl (S320)。 因此，使用機器人臂300攜帶第一樣品Si，使其從光學檢驗單元100的第一載臺13 通過掃描電子檢驗單元200的真空鎖220，進入掃描電子檢驗裝置250中。接下來，將第一樣品 Sl放置於第三載臺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，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度轉換成亮度來捕捉第一樣品Sl的圖像。接著，觀測圖像以在微觀級下尋找第一樣品Sl的缺陷。在使用掃描電子檢驗裝置250檢驗第一樣品Sl之後，終止第一樣品Sl的檢驗。接著，通過機器人臂300將有缺陷的第一樣品Sl從第二載臺132b卸下並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檢驗裝置170而在宏觀級或中觀級下完全觀測第一樣品Sl之後，通過使用掃描電子檢驗裝置250在微觀級下放大並觀測第一樣品Si。 以此方式，可精確地檢驗樣品(S)，使具有宏觀級或中觀級缺陷或微觀級缺陷的樣品(S)通過的可能性較小。
在下文中，參看圖1到圖6，將給出關於根據示範性實施例的使用檢驗系統檢驗第二樣品S2的方法的解釋。將不描述或簡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-凹結構P2的襯底，如圖5(a)以及圖6中所顯示。
首先，通過使用機器人臂300將第二樣品S2從第一卡匣410攜帶到光學檢驗單元 100的第一載臺13加。接著，使用光學檢驗單元100的第一光學顯微鏡110在宏觀級或中觀級下放大並觀測第二樣品S2 (S100)。此時，在使用第一可水平移動部件133a水平地移動第二樣品S2的同時，觀測第二樣品S2的整個區。使用與第一光學顯微鏡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檢驗裝置170完全地觀測第二樣品S2之後確定第二樣品S2 並非有缺陷的，那麼終止第二樣品S2的檢驗。通過機器人臂300(未顯示)將並非有缺陷的第二樣品S2從第一載臺13 卸下並將其攜帶到第三卡匣430。
如果在通過使用第一光學檢驗裝置170在宏觀級或中觀級下完全觀測第二樣品 S2之後確定第二樣品S2有缺陷，那麼第一讀取器140存儲第二樣品S2的缺陷的位置。接著，通過使用掃描電子檢驗單元200在微觀級下放大並觀測第二樣品S2(S320)。詳細地說， 使用機器人臂300攜帶第二樣品S2，使其從光學檢驗單元100的第一載臺13 通過掃描電子檢驗單元200的第三讀取器210，進入掃描電子檢驗裝置250中。將第二樣品S2放置於第三載臺23 上，且掃描電子顯微鏡240用電子束掃描第二樣品S2。此時，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度轉換成亮度而捕捉第二樣品S2的圖像。接著，觀測圖像以在微觀級下檢驗第二樣品S2的缺陷。
在使用掃描電子檢驗裝置250檢驗第二樣品S2之後，終止第二樣品S2的檢驗。通過使用機器人臂300(未顯示)將有缺陷的第二樣品S2從第三載臺23 卸下並將其攜帶到第二卡匣420。
根據當前實施例，儘管第二樣品S2的凸-凹結構P2具有尖銳部分，但可精確地觀測第二樣品S2的特徵，例如凸-凹結構P2的輪廓以及缺陷的位置、形狀以及大小。另外， 由於在通過使用第一光學檢驗裝置170在宏觀級或中觀級下完全檢驗第二樣品S2之後通過使用掃描電子檢驗裝置250在微觀級下放大並觀測第二樣品S2，故可精確地檢驗第二樣品S2，檢測不到第二樣品S2的宏觀級或中觀級缺陷或微觀級缺陷的可能性較小。
在上文所描述的實施例中，將形成有半球形凸-凹結構Pl的第一襯底Wl用作第一樣品Si，且將形成有角錐形凸-凹結構P2的第二襯底W2用作第二樣品S2。然而，本發明不限於此情形。即，可將形成有各種凸-凹結構的襯底用作樣品(S)。
如上文所描述，實施例的檢驗系統包括宏觀光學檢驗裝置，其用以在宏觀級下放大樣品；微觀光學檢驗裝置，其用以在微觀級下放大樣品；以及掃描電子檢驗裝置，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檢驗裝置在宏觀級下完全檢驗樣品之後，根據樣品的形狀，通過使用微觀光學檢驗裝置或掃描電子檢驗裝置在微觀級下檢驗樣品。
因此，可精確地檢驗樣品，使有缺陷樣品通過的可能性較小。另外，當使用微觀光學檢驗裝置或掃描電子檢驗裝置檢驗樣品時，使用宏觀光學檢驗裝置檢測的樣品缺陷坐標來放大並觀測樣品，可減少用微觀光學檢驗裝置或掃描電子檢驗裝置檢驗樣品所必要的時間。
此外，當檢驗具有尖銳部分或銳角部分的樣品時，使用掃描電子檢驗裝置在微觀級下檢驗樣品。因此，不會發生光學畸變。即，可以若干納米的解析度測量具有尖銳部分或銳角部分的樣品而無圖像畸變，且因此可改善檢驗精確度。
儘管已參考特定實施例描述樣品檢驗系統以及使用所述系統檢驗樣品的方法，但其不限於此情形。因此，本領域技術人員將容易理解，可在不偏離通過所附權利要求定義的本發明的精神以及範疇的情況下，對本發明作出各種修改以及改變。
權利要求
1.一種檢驗系統，其包括第一光學檢驗裝置，其用以在宏觀級或中觀級下放大並觀測樣品； 第二光學檢驗裝置，其與所述第一光學檢驗裝置通信且用以在微觀級下放大並觀測樣Pm ；掃描電子檢驗裝置，其與所述第一光學檢驗裝置以及所述第二光學檢驗裝置通信且用以通過用電子束掃描樣品而放大並觀測所述樣品；以及機器人臂，其用以將樣品攜帶到所述第一光學檢驗裝置、所述第二光學檢驗裝置以及所述掃描電子檢驗裝置。
2.根據權利要求1所述的檢驗系統，其中所述掃描電子檢驗裝置從樣品捕捉三維圖像。
3.根據權利要求1或2所述的檢驗系統，其進一步包括第一載臺，其安置於對應於所述第一光學檢驗裝置的下側的位置處以用於支撐樣品； 第二載臺，其安置於對應於所述第二光學檢驗裝置的下側的位置處以用於支撐樣品；以及第三載臺，其安置於對應於所述掃描電子檢驗裝置的下側的位置處。
4.根據權利要求3所述的檢驗系統，其進一步包括用以水平地移動所述第一載臺到所述第三載臺的第一可水平移動部件到第三可水平移動部件。
5.一種使用檢驗系統檢驗樣品的方法，所述檢驗系統包括第一光學檢驗裝置，其用以在宏觀級或中觀級下放大並觀測所述樣品；第二光學檢驗裝置，其用以在微觀級下放大並觀測所述樣品；以及掃描電子檢驗裝置，其用以放大並觀測所述樣品，所述方法包括通過使用所述第一光學檢驗裝置完全檢驗所述樣品； 確定所述樣品是否有缺陷；在確定所述樣品並非有缺陷的情況下，終止所述樣品的檢驗；以及在確定所述樣品有缺陷的情況下，根據所述樣品的表面形狀使用所述第二光學檢驗裝置或所述掃描電子檢驗裝置檢驗所述樣品。
6.根據權利要求5所述的方法，其中在所述使用所述第二光學檢驗裝置或所述掃描電子檢驗裝置檢驗所述樣品之前，所述方法進一步包括確定所述樣品的所述表面形狀。
7.根據權利要求5所述的方法，其中所述樣品在其一側上具有多個凸-凹結構。
8.根據權利要求5到7中任一項所述的方法，其中如果所述樣品具有尖銳部分，那麼在使用所述第一光學檢驗裝置檢驗所述樣品之後使用所述掃描電子檢驗裝置檢驗所述樣品。
9.根據權利要求5或7所述的方法，其中如果所述樣品並不具有尖銳部分，那麼在使用所述第一光學檢驗裝置檢驗所述樣品之後使用所述第二光學檢驗裝置或所述掃描電子檢驗裝置檢驗所述樣品。
10.根據權利要求5所述的方法，其中如果使用所述第二光學檢驗裝置或所述掃描電子檢驗裝置檢驗所述樣品，所述樣品的一部分被放大並觀測。
11.根據權利要求5所述的方法，其中所述第二光學檢驗裝置或所述掃描電子檢驗裝置從所述第一光學檢驗裝置接收關於所述樣品的缺陷的位置信息以便基於所述位置信息而放大所述樣品。
全文摘要
本發明提供一種檢驗系統。所述檢驗系統包括第一光學檢驗裝置，其用以在宏觀級或中觀級下放大並觀測樣品；第二光學檢驗裝置，其與所述第一光學檢驗裝置通信且用以在微觀級下放大並觀測樣品；掃描電子檢驗裝置，其與所述第一光學檢驗裝置以及所述第二光學檢驗裝置通信且用以通過用電子束掃描樣品而放大並觀測所述樣品；以及機器人臂，其用以將樣品攜帶到所述第一光學檢驗裝置、所述第二光學檢驗裝置以及所述掃描電子檢驗裝置。因此，可精確地檢驗樣品，使有缺陷樣品通過的可能性較小。
文檔編號G01N23/22GK102539447SQ20111032246
公開日2012年7月4日 申請日期2011年10月21日 優先權日2010年10月21日
發明者姜元求, 李鎮煥 申請人:Ap系統股份有限公司