CN116018612A - 用于对基板作缺陷检查测量的方法、用于对基板成像的设备及其操作方法 - Google Patents

用于对基板作缺陷检查测量的方法、用于对基板成像的设备及其操作方法 Download PDF

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CN116018612A CN202080104034.9A CN202080104034A CN116018612A CN 116018612 A CN116018612 A CN 116018612A CN 202080104034 A CN202080104034 A CN 202080104034A CN 116018612 A CN116018612 A CN 116018612A
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Abstract

描述了一种用于对基板进行缺陷检查测量的方法。该方法包括生成包括缺陷的基板部分的缺陷图像；生成对应于缺陷图像的参考图像；基于参考图像确定掩模图案；以及在掩模图案之外的区域中比较缺陷图像和参考图像以检测缺陷。

Description

用于对基板作缺陷检查测量的方法、用于对基板成像的设备及其操作方法
技术领域
本公开内容涉及一种用于对基板成像的设备和方法。更特定言之，本文所述的实施方式涉及一种用于对基板，特别是对于显示器制造，诸如大面积基板作缺陷检查(defectreview,DR)测量的方法。特别地，实施方式涉及一种用于对基板作缺陷检查测量的方法、一种用于对基板成像的设备及其操作方法。
背景技术
在许多应用中，检验基板以监控多个基板的质量是有益的。例如，为显示器市场制造其上沉积有涂层材料层的玻璃基板。由于缺陷可能例如发生在基板处理期间，例如在基板涂覆期间，所以检验基板以检查缺陷并监控显示器的质量是有益的。
显示器往往是在基板大小不断增长的大面积基板上制造的。此外，显示器，诸如TFT显示器，正在进行持续改进。基板的检验可以由光学***进行。然而，缺陷检查(defectreview；DR)测量，例如，TFT阵列的DR的测量，需要使用光学检验无法提供的分辨率。DR测量可以例如表征先前已经检测到的缺陷。因此，DR测量对于过程控制是有价值的，因为可以采取防止或降低缺陷机率的对策。
通过比较参考图像和缺陷图像，即要检验的图像，可以提供“缺陷检查***”中的缺陷检测或重新检测。缺陷被认为是参考图像与缺陷图像之间的偏差超过给定阈值。
用于显示器制造的基板通常是面积为例如1m2或更大的玻璃基板。此类大基板上的高分辨率图像本身非常具有挑战性，并且来自晶片行业的大多数发现都不适用。此外，上面例示性描述的用于DR测量的选项可能不适用于大面积基板。
在显示器行业中，显示器产品的特定位置的图像之间的偏差因为基于显示器制造的制造公差的工艺变化而显示出显著的偏差。与晶片上的半导体制造相比，显示器制造的制造公差可能更高，此是由于与半导体制造相比面积要大得多。特别地，图案结构的边缘粗糙度可能导致来自晶片行业的缺陷检查程序可能不提供预期结果的事实。此类偏差可能导致错误的缺陷检测，或者导致低阈值设置，此继而可能导致低检测灵敏度。通常，与待检测的缺陷大小相比，处于相同数量级或接近数量级的制造公差可能导致错误的缺陷检测或低阈值设置。
因此，考虑到例如对缺陷检查质量的日益增长的需求，需要一种改进的用于对基板成像的设备和方法，例如不将基板捣碎成更小的样品并且允许在DR测量之后继续基板的制造工艺。
发明内容
鉴于上述，提供了一种用于对基板进行缺陷检查测量的方法、一种用于对基板的至少一部分成像的设备，以及一种操作该设备的方法。根据描述和附图，本公开内容的其他方面、优点和特征是显而易见的。
根据一个实施方式，提供了一种用于对基板进行缺陷检查测量的方法。该方法包括生成包括缺陷的基板部分的缺陷图像；生成对应于缺陷图像的参考图像；基于参考图像确定掩模图案；以及在掩模图案之外的区域中比较缺陷图像和参考图像以检测缺陷。
根据一个实施方式，提供了一种用于对基板的一部分成像的设备。该设备包括真空腔室、布置在真空腔室中的基板支撑件和第一成像带电粒子束显微镜。控制器包括处理器和存储指令的存储器，所述指令当由处理器执行时使得设备执行根据本文所述的实施方式中的任何实施方式的方法。
根据一个实施方式，提供了一种操作根据本文所述的实施方式中的任何实施方式的设备的方法。该方法包括将第一成像带电粒子束显微镜的基板上的第一坐标系与第二成像带电粒子束显微镜的基板上的第二坐标系匹配。
附图说明
为了能够详细理解本公开内容的上述特征，可以参考实施方式对以上简要概述的本公开内容进行更特别的描述，实施方式中的一些实施方式在附图中图示。然而，应当注意的是，附图仅图示了示例性实施方式，并且因此不应被视为是对其范围的限制，并且可以允许其他同等有效的实施方式。
图1A至图1C图示了用于说明根据本公开内容的实施方式的缺陷检查测量的图像。
图2图示了根据本文所述的实施方式的用于对基板的部分成像的设备的侧视图。
图3图示了根据本文所述的实施方式的用于对基板的部分成像的另一设备的侧视图。
图4图示了根据本文所述的实施方式的成像带电粒子束显微镜，即用于检验对基板的一部分的成像的例示性设备的侧视图。
图5图示了根据本公开内容的实施方式的说明用于缺陷检查测量的，特别是对大面积基板进行缺陷检查测量，例如以用于显示器制造的方法的流程图。
图6A至图6E图示了根据本公开内容的实施方式的缺陷检查测量的例示性图像。
图7A至图7C图示了用于说明对应于图1A至图1C的缺陷检查测量的图像的图片。
为了促进理解，在可能的情况下，使用相同的附图标记来表示附图中共享的元件。预期一个实施方式的元件和特征可以有益地结合到其他实施方式中，而无需进一步叙述。
具体实施方式
现在将详细参考各种例示性实施方式，本公开内容的各种例示性实施方式的一个或多个实例在各附图中图示。每个实例都是以解释的方式提供的，并不意谓限制。例如，作为一个实施方式的一部分图标或描述的特征可以用在其他实施方式上或与其他实施方式结合使用以产生另外的实施方式。意图是本公开内容包括此类修改和变化。
在附图的以下描述中，相同的附图标记代表相同的部件。仅描述了关于各个实施方式的差异。附图中所示的结构不一定是按比例真实描绘的，而是用于更好地理解实施方式。
电子束检查(electron beam review,EBR)是一项相对年轻的技术，特别是用于大面积基板，其中测量整个基板或分布在整个基板上的区域，使得例如待制造的显示器在检查过程期间或用于检查过程时不被破坏。例如，20nm或更低，诸如10nm或更低的分辨率是非常难以实现的，并且鉴于基板大小的显著差异，来自晶片成像的先前发现可能不适合。例如，工作台，即基板台，可能有利地适合于定位在电子束下方的整个基板的任意区域中，并且在大面积上的定位必须非常精确。对于大面积基板，例如与晶片成像设备相比，待测量的面积更大，并且各种区域可以彼此相距更远。因此，简单的规模扩大无法成功，例如由于不同的生产量要求而无法成功。此外，工艺和设备有益地适用于将大尺寸上的振动降低到低于所需分辨率。此外，鉴于所需的生产量以及分布在大面积基板的面积上的测量位置的可重复性，手动或半自动工艺也可能不适合。
此外，大面积基板上的显示器制造的制造公差比晶片上的半导体制造更大。因此，与半导体制造相比，第一位置处的图像相对于具有相同图案的第二位置处的图像的可接受偏差更大。因此，缺陷的大小可以在与可接受偏差相同的数量级内，或者与可接受偏差相比，缺陷的大小仅大一个或两个数量级。通常，对于显示器制造以及在半导体行业中，缺陷检查可以基于图像比较和图像偏差的阈值。只要缺陷大小接近可接受偏差的大小，例如基于制造公差的偏差，此比较就有局限性。因此，本公开内容的实施方式特别地涉及用于显示器制造的缺陷检查，例如以检测大面积基板上的缺陷。此外，本公开内容的实施方式还可以涉及半导体行业，其中与制造公差相比，缺陷很小，特别地处于相同数量级或者仅大一个或两个数量级。本公开内容的实施方式提供了一种改进的缺陷检查计量法。
本公开内容的实施方式涉及基于图像比较(诸如包括显示器(例如，TFT显示器的晶体管)的一个像素处的缺陷的缺陷图像与邻近像素处的参考图像的比较)或者基于一个裸片与邻近裸片的比较的缺陷检查。术语“邻近”可以指具有图案化的薄膜的相同图案的直接邻近结构或紧邻的邻近结构。直接邻近结构也可以被称为与缺陷结构相邻的结构。在阵列区域(显示器区域)内，特征(像素)结构是重复的或对于单位单元是重复的。单位单元是在显示器阵列区域中周期性重复的最小结构组。例如，单位单元是一组红、绿和蓝(red,green and blue,RGB)像素结构，或N×RGB。单位单元内的一个结构等于任何其他单位单元内的等同结构。任何单位单元的结构都可以用作与包括待检测和检查的缺陷候选物的单位单元进行比较的参考。根据可以与本文所述的其他实施方式组合的一些实施方式，缺陷图像可以在一个单位单元处生成，并且参考图像可以在另一个单位单元处生成。例如，参考图像的另一个单位单元可以是邻近的单位单元(包括第二、第三、第四等邻近单位单元)或直接邻近单位单元。
根据本公开内容的实施方式，参考图像中的图案边缘被利用来创建掩模，即掩模图案，该掩模图案被形成为具有限定大小的图案边缘。比较参考图像和缺陷图像。例如，可以计算亮度差异。掩模图案覆盖在图案边缘上，即经遮蔽的区域被缺陷检测忽略。选择缺陷图像的缺陷候选物。例如，可以选择最佳缺陷候选物或一个或多个缺陷候选物，即掩模图案外部的结构的偏差。在没有掩模图案的情况下，一个或多个缺陷候选物的区域被再次评估用于缺陷检测。
图1A至图1C图示了用于缺陷检查测量的方法的例示性实施方式。图1A至图1C的对应图片图标在图7A至图7C中，其中特征中的一些特征另外用附图标记A、B和C标记。图1A图标了参考图像10。例如，该图像可以包括显示器的像素的薄膜晶体管的一部分。该图像可以是扫描电子显微镜图像。例如，测量一次电子撞击基板时生成的信号电子，即可以测量信号强度。可以显示信号电子的强度信号以生成图像。参考图像10图标了结构14。结构14对应于在显示器制造期间制造的结构。根据可以与本文所述的其他实施方式组合的一些实施方式，参考图像10也可包括特征12(亦参见图7A中的附图标记C)。特征12可以是非期望的特征或奇怪的特征，该特征可能不会导致缺陷，但并不意欲用于完美制造的结构14。
图1B图标了缺陷图像。缺陷图像包括缺陷22。根据本公开内容的实施方式的用于对基板进行缺陷检查测量的方法的一些操作在图1C中图示。计算参考图像10与缺陷图像20之间的比较。例如，通过计算参考图像10与缺陷图像20之间的亮度差来生成比较图像30。例如，完全匹配的缺陷图像和参考图像将导致黑色的比较图像，即没有偏差的图像。参考图像与缺陷图像之间的差异表现为亮点，即亮度偏差。例如，可以计算参考图像和缺陷图像的差值的绝对值及/或将参考图像和缺陷图像的差值的绝对值绘成曲线。强度信号的偏差越大，绝对差值越大，且因此比较图像中的区域越亮。根据可以与本文所述的其他实施方式组合的一些实施方式，比较图像可以另外地或替代地由滤波器和进一步的图像处理程序生成，其中比较缺陷图像及参考图像。
掩模图案32覆盖在比较图像30上。掩模图案32由参考图像10的结构14生成。根据本公开内容的实施方式，该结构可包括选自由以下项组成的组的一个或多个特征：通孔、线、沟槽、连接、材料边界、经蚀刻的层结构等。根据可以与本文所述的其他实施方式组合的一些实施方式，该结构可以是薄膜晶体管的一部分或者用于操作显示器的像素的另一个晶体管。
根据可以与本文所述的其他实施方式组合的一些实施方式，掩模图案32是通过图案识别方法生成的。
根据可以与本文所述的其他实施方式组合的一些实施方式，掩模图案32可包括特征12，即参考图像10的奇怪特征。因为特征12不是有意的，所以它可能导致参考图像与缺陷图像之间的亮度差异。然而，由于参考图像不包括缺陷，所以对应于特征12的亮度差可能导致不正确的缺陷检测。比较图像30被掩模图案32遮蔽，并且掩模图案的区域被忽略。因此，包括特征12的掩模图案防止了对奇怪特征的错误缺陷检测。
另外地或替代地，由可能在比较图像30中生成错误缺陷检测的制造公差(诸如边缘粗糙度或其他制造公差)导致的亮度差24(亦参见图7B中的附图标记B)被掩模图案32遮蔽。因此，第一位置处的图像(例如参考图像10)相对于第二位置的图像(例如，具有相同图案的缺陷图像20)的可接受偏差可能不会导致缺陷警报，因为可接受偏差被掩模图案32遮蔽。
如图1C所示，缺陷22(亦参见图7C中的附图标记A)图标了参考图像10与缺陷图像20之间的亮度差。缺陷22在掩模图案32的外部。掩模图案外部的区域中的缺陷图像与参考图像的比较被用来检测缺陷22。根据可以与本文所述的其他实施方式组合的一些实施方式，在比较图像30中搜索掩模图案外部的一个或多个最佳缺陷候选物。在检测到一个或多个缺陷，例如图1C中的缺陷22之后，可以在没有掩模图案32的情况下进一步提供在该缺陷的位置处的缺陷检测。
多步骤方法包括使用掩模图案进行缺陷选择和在没有掩模图案的情况下对所选缺陷进行进一步缺陷重检测，作为几个优点。此类优点可以根据显示器的制造条件来定制。显示器制造中更显著的图案边缘粗糙度不会导致错误的缺陷。由于遮蔽，可以以更高的灵敏度搜索图像的剩余区域，即未遮蔽区域(region/area)的缺陷。通过第二局部化缺陷检测操作，即没有掩模图案的第二缺陷检测，在轮廓上校正了被掩模部分覆盖或被掩模分离的缺陷候选物。因此，可以提供正确的缺陷轮廓，即没有掩模的缺陷轮廓，此有利于缺陷类型分类。正确的缺陷轮廓，例如没有掩模图案的缺陷检测，允许确定真实缺陷区域和真实缺陷大小。
图2图示了根据本文所述的实施方式的用于对基板的部分进行成像，特别是用于利用扫描带电粒子束显微镜进行成像以用于大面积显示器，例如用于显示器制造的设备的侧视图。设备100包括真空腔室120。设备100还包括基板支撑件110，基板160可以支撑在该基板支撑件上。设备100包括第一成像带电粒子束显微镜130。此外，该设备可包括第二成像带电粒子束显微镜140。在图2所示的实例中，第一成像带电粒子束显微镜130及第二成像带电粒子束显微镜140布置在基板支撑件110上方。
如图2进一步所示，基板支撑件110沿着x方向150延伸。在图2的绘图平面中，x方向150是左右方向。基板160设置在基板支撑件110上。基板支撑件110可沿x方向150移动，以使真空腔室120中的基板160相对于第一成像带电粒子束显微镜130和第二成像带电粒子束显微镜140移位。因此，基板160的区域可以位于第一成像带电粒子束显微镜130下方或第二成像带电粒子束显微镜140下方，以用于DR测量。该区域可包括包含在基板上的涂层中或涂层上的用于DR测量的结构。基板支撑件110还可沿着y方向移动(未图示)，使得基板160可以沿着y方向移动，如下所述。通过适当地使将基板160保持在真空腔室120内的基板支撑件110移位，可以在真空腔室120内测量沿着基板160的整个范围的部分。
第一成像带电粒子束显微镜130沿着x方向150与第二成像带电粒子束显微镜140相距距离135。在图2所示的实施方式中，距离135是第一成像带电粒子束显微镜130的中心与第二成像带电粒子束显微镜140的中心之间的距离。特别地，距离135是由第一成像带电粒子束显微镜限定的第一光轴131与由第二成像带电粒子束显微镜140限定的第二光轴141之间沿着x方向150的距离。第一光轴131及第二光轴141沿着z方向151延伸。第一光轴131可以例如由第一成像带电粒子束显微镜130的物镜限定。类似地，第二光轴141可以例如由第二成像带电粒子束显微镜140的物镜限定。
如图2进一步所示，真空腔室120具有沿着x方向150的内部宽度121。内部宽度121可以是当沿着x方向穿过真空腔室120从真空腔室120的左手壁123至真空腔室120的右手壁122时获得的距离。本公开内容的一个方面涉及设备100相对于例如x方向150的尺寸。根据实施方式，第一成像带电粒子束显微镜130与第二成像带电粒子束显微镜140之间沿着x方向150的距离135可以是至少30cm，诸如至少40cm。根据可与本文所述的其他实施方式组合的其他实施方式，真空腔室120的内部宽度121可位于第一成像带电粒子束显微镜130与第二成像带电粒子束显微镜140之间的距离135的250％至450％的范围内。进一步的细节、方面和特征将在下面关于图2及图3进行描述。
因此，本文所述的实施方式可提供一种设备，该设备用于在真空腔室中使用两个彼此远离的成像带电粒子束显微镜来成像基板，特别是大面积基板的部分。基板是作为整体在真空腔室中处理的。特别地，本文所述的实施方式不需要破坏基板或蚀刻基板的表面。因此，可以提供用于缺陷检查测量的高分辨率图像。
如本文所述的一些实施方式所提供的，具有尺寸减小的真空腔室的优点在于，可以减小真空腔室的一个或多个振动，因为振动水平根据真空腔室的大小而增大。因此，也可以有利地减小基板的振动幅度。
例示性的第一成像带电粒子束显微镜及第二成像带电粒子束显微镜沿第一方向的距离在基板接收区域的第一接收区域尺寸的30％至70％的范围内。更特别地，沿着第一方向的距离可以在第一接收区域尺寸的40％至60％的范围内，例如第一接收区域尺寸的约50％。例如，参考图2所示的实施方式，沿着第一方向的距离可以指第一成像带电粒子束显微镜130与第二成像带电粒子束显微镜140之间的距离135。在图2所示的例示性实施方式中，距离135是基板接收区域210的宽度220的约50％。
基板支撑件可以在真空腔室中相对于第一成像带电粒子束显微镜和/或相对于第二成像带电粒子束显微镜移动。根据可与本文所述的其他实施方式组合的实施方式，第二成像带电粒子束显微镜与第一成像带电粒子束显微镜相距至少30cm的距离，更特别地至少40cm的距离，诸如第一接收区域尺寸的约50％。在第一成像带电粒子束显微镜与第二成像带电粒子束显微镜之间具有最小距离(即，大于仅仅重复两个彼此相邻以获得冗余的成像带电粒子束显微镜，例如两个彼此相邻的SEMS的距离)的优点在于减小了由该设备检验的基板行进的距离。此允许减小真空腔室的大小，使得也可以有利地减小真空腔室的振动。
根据可以与本文所述的其他实施方式组合的一些实施方式，用于对大面积基板的部分进行成像的设备可进一步包括控制器180。控制器180可连接(参见附图标记182)至基板支撑件110，且特别是基板支撑件的位移单元。此外，控制器180可连接至成像带电粒子束显微镜(诸如第一成像带电粒子束显微镜130和成像第二带电粒子束显微镜140)的扫描偏转器组件184。
控制器180包括中央处理单元(central processing unit；CPU)、存储器和例如支持电路。为了促进控制用于检验大面积基板的设备，CPU可以是任何形式的通用计算机处理器中的一者，其可以在工业环境中用于控制各种腔室和子处理器。存储器耦合至CPU。存储器或计算机可读介质可以是一个或多个易获得的存储器装置，诸如随机存取存储器、只读存储器、软盘、硬盘或任何其他形式的本端或远程数字储存装置。支持电路可以耦合至CPU，以用于以传统方式支持处理器。这些电路包括高速缓存、电源、时钟电路、输入/输出电路***和相关子***等。检验过程指令通常作为软件例程(通常称为配方)存储在存储器中。软件例程也可以由远离由CPU控制的硬件定位的第二CPU(未图示)存储和/或执行。软件例程当由CPU执行时将通用计算机转换成专用计算机(控制器)，该专用计算机控制设备操作，诸如用于在成像过程期间控制基板支撑件定位和带电粒子束扫描。尽管本公开内容的方法和/或过程被论述为作为软件例程实施，但是其中所公开的方法步骤中的一些方法步骤可以在硬件中以及由软件控制器来执行。如此，本发明可以在计算机***上执行的软件中实施，并且可以在作为专用集成电路的硬件或其他类型的硬件实施中实施，或者在软件和硬件的组合中实施。
根据本公开内容的实施方式，并且如参考图1A至图1C、图5和图6A至图6E例示性描述的，控制器可以进行或执行用于对基板进行缺陷检查测量的方法，例如以用于显示器制造。
根据一个实施方式，提供了一种用于对基板的一部分成像的设备。该设备包括真空腔室和布置在真空腔室中的基板支撑件。根据可以与本文所述的其他实施方式组合的一些实施方式，基板支撑件可以视情况提供至少1.2m2的基板接收区域。该设备进一步包括第一成像带电粒子束显微镜和控制器，该控制器具有处理器和存储指令的存储器，所述指令当由处理器执行时使得该设备执行根据本公开内容的实施方式中的任何实施方式的方法。
根据一个实施方式，提供了一种用于对基板进行缺陷检查测量的方法。该方法包括生成包括缺陷的基板部分的缺陷图像，以及生成对应于缺陷图像的参考图像。基于参考图像确定掩模图案。在掩模图案外部的区域中比较缺陷图像及参考图像以检测缺陷。根据可以与本文所述的其他实施方式组合的一些实施方式，在没有掩模图案的情况下重检测缺陷。例如，可以确定缺陷的缺陷轮廓。根据又一任选实施，可以生成缺陷的类图像视图。
图3图示了根据本文所述的实施方式的用于对基板的部分成像的另一设备的侧视图。设备100包括真空腔室120。设备100进一步包括基板支撑件110，基板160可以支撑在该基板支撑件上。设备100包括第一成像带电粒子束显微镜130。与图2相反，图3图示了设置在基板支撑件110上方的单个成像带电粒子束显微镜。即使此可能导致成像能力降低，例如分辨率降低，所得的分辨率可能也足以用于一些DR测量。此外，对于待检测缺陷的缺陷大小与可接受的制造公差相比较小的半导体晶片应用，可以提供一种具有单个成像带电粒子束显微镜的用于对基板的部分成像的设备。类似于图2，图3所示的设备可包括控制器和偏转组件。控制器可以连接至基板支撑件，且特别是基板支撑件的位移单元。此外，控制器可以连接至成像带电粒子束显微镜的偏转组件。
缺陷检查测量通常在基板的各个区域，诸如半导体制造中的晶片或诸如用于显示器制造的大面积玻璃基板上提供。因此，可以在整个基板区域和多个经处理的基板上对结构的缺陷检查进行统计分析。对于小基板，诸如晶片，此可以用半导体行业中已知的具有足够生产量的方法来完成。在半导体行业中，工具与工具之间提供测量能力的匹配。对于显示器基板的电子束检查(EBR)，在一个设备中的两个成像带电粒子束显微镜(参见图2)可以相对于彼此匹配。此关于相对位置以及测量能力。单柱装置(参见图3)可以在接受降低的分辨率的同时避免一个***中的柱匹配。多柱设备可以有利地包括柱匹配并且具有增加的分辨率。
根据可以与本文所述的其他实施方式组合的一些实施方式，一种操作本公开内容的用于成像的设备的方法可以包括将第一成像带电粒子束显微镜的大面积基板上的第一坐标系与第二成像带电粒子束显微镜的大面积基板上的第二坐标系匹配。
两种选项，即单柱方法和多柱方法，都允许本文所述的改进的DR测量过程，其中提供了足够的检测灵敏度以及足够的生产量，特别是亦在大面积基板上。根据本公开内容的实施方式，如本文所述的DR测量可以在大面积基板的各个区域中提供。例如，可以在基板上方分布两个或更多个区域，诸如5个区域至100个区域。
如本文所用的成像带电粒子束显微镜可适用于生成着陆能量为2keV或更低，特别是1keV或更低的低能带电粒子束。与高能束相比，低能束在缺陷检查测量期间不会影响或损坏显示器背板结构。根据可以与本文所述的其他实施方式组合的其他实施方式，带电粒子能量，例如电子能量，可在粒子束源与基板之间增加到5keV或更高，诸如10keV或更高。加速柱内的带电粒子减少了带电粒子之间的相互作用，减少了电光部件的像差，并且因此提高了成像扫描带电粒子束显微镜的分辨率。
根据可以与本文所述的其他实施方式组合的又一实施方式，如本文所用的术语“基板”包括非柔性基板，例如玻璃基板或玻璃板，以及柔性基板，诸如腹板或箔。基板可以是经涂覆的基板，其中例如通过物理气相沉积(physical vapor deposition,PVD)工艺或化学气相沉积工艺(chemical vapor deposition process,CVD)在基板上涂覆或沉积一个或多个材料薄层。用于显示器制造的基板通常包含绝缘材料，例如玻璃。因此，与半导体晶片SEM相反，用于对大面积基板的部分进行成像的设备不允许对基板进行偏置。根据可以与本文所述的其他实施方式组合的本文所述的实施方式，基板是接地的。基板不能被偏置到影响着陆能量或扫描电子束显微镜的其他电光方面的电势。此是用于大面积基板的EBR***与半导体晶片SEM检验之间的差异的另一个实例。此可能进一步导致在基板支撑件上进行基板处理时的静电放电问题(electrostatic discharge,ESD)。因此，可以看出，晶片检验方案可能不容易应用于显示器制造的基板的DR测量。
根据可以与本文所述的其他实施方式组合的其他实施方式，对用于显示器制造的大面积显示器的缺陷检查测量可以基于扫描技术进一步区分半导体晶片DR。通常，可以区分模拟扫描技术和数字扫描技术。模拟扫描技术可以包括以预定频率提供给扫描偏转器组件的模拟锯齿信号。锯齿信号可以与至基板扫描区域的连续或准连续基板移动组合。数字扫描技术为带电粒子束在基板上的x定位和y定位提供离散值，并且经扫描的图像的各个像素由坐标值进行逐像素寻址，即数字地寻址。由于扫描速度和降低的复杂性，模拟扫描技术(“飞行阶段”)可能被认为对于半导体晶片SEM检验是较佳的，但是它对大面积基板的DR测量没有益处。由于基板的大小，数字地扫描待扫描区域，即通过提供所需射束位置坐目标列表。也就是说，用数字扫描技术，即数字扫描仪扫描图像。由于基板的大小，此类扫描过程提供了更好的生产量和准确度。
根据可以与本文所述的其他实施方式组合的一些实施方式，用于根据本公开内容的方法和设备的成像带电粒子束显微镜的视场可以具有500μm或更小的尺寸和/或5μm或更大的尺寸。图像的分辨率可以是约100nm或更低，诸如20nm或更低，例如10nm或更低。
用于对图像进行缺陷检查的方法可以从显示器制造工厂的控制器或接口接收缺陷或缺陷候选物的列表。例如，显示器的像素可以用显示器测试方法来测试。像素缺陷、线缺陷、驱动器缺陷或其他缺陷可以用电子束测试***和光学测试***或其他测量(诸如电气测量)来测试。因此，缺陷像素可以被提供用于缺陷检查测量和/或可以被提供给用于缺陷检查测量的设备。缺陷像素的区域是用于提供缺陷图像的图像。测量区域，例如邻近像素的对应区域，以提供参考图像。可以使用DR测量来评估来自先前计量工具的对缺陷的缺陷检查。由于用于显示器制造的基板的大小以及所得的制造工艺挑战，用于如关于本公开内容的实施方式所述的对大面积基板进行缺陷检查测量的位置可以分布在大面积基板上。例如，显示器可以具有500万或更高的像素上，诸如约800万像素。大型显示器可包括更高数量的像素。对于每个像素，至少提供用于红色的电极、用于绿色的电极和用于蓝色的电极。因此，被认为对制造工艺至关重要的缺陷可能出现在非常大的面积上。如上所述，本公开内容的实施方式包括基于使用掩模图案的第一操作和没有掩模图案的后续第二操作来提供DR测量。DR测量是使用参考图像在缺陷图像的结构处提供的。
根据可以与本文所述的其他实施方式组合的一些实施方式，缺陷图像在基板上的缺陷像素处生成，并且参考图像在与缺陷像素邻近的像素处生成，特别是在与缺陷像素相邻的像素处生成。另外地或替代地，可以在基板的一个或多个区域上重复缺陷检查测量，所述区域分布在至少1.2m2上。
根据可以与本文所述的其他实施方式组合的一些实施方式，本文所述的基板涉及大面积基板，特别是用于显示器市场的大面积基板。根据一些实施方式，大面积基板或相应的基板支撑件可以具有至少1m2，诸如至少1.375m2的大小。该大小可以从约1.375m2(1100mm×1250mm-Gen 5)至约9m2，更特别地从约2m2至约9m2，或者甚至高达12m2。提供根据本文所述实施方式的结构、设备和方法所针对的基板或基板接收区域可以是如本文所述的大面积基板。例如，大面积基板或载体可以是对应于约1.375m2基板(1.1m×1.25m)的GEN 5、对应于约4.39m2基板(1.95m×2.25m)的GEN 7.5、对应于约5.7m2基板(2.2m×2.5m)的GEN 8.5，或者甚至对应于约9m2基板(2.88m×3130m)的GEN 10。甚至更大的代诸如GEN 11和GEN 12以及对应的基板面积也可以类似地实施。必须考虑的是，基板大小代提供了固定的行业标准，即使GEN 5基板的大小从一个显示器制造商到另一个显示器制造商可能略有不同。用于测试的设备的实施方式可以例如具有GEN 5基板支撑件或GEN 5基板接收区域，使得许多显示器制造商的GEN 5基板可以由支撑件支撑。此同样适用于其他基板大小代。
图4图示了成像带电粒子束显微镜，即带电粒子束设备500，诸如如本文所述的第一成像带电粒子束显微镜和/或第二成像带电粒子束显微镜。带电粒子束装置500包括提供例如第一腔室421、第二腔室422及第三腔室423的电子束柱420。第一腔室，也可以称为枪腔室，包括具有发射器31和抑制器432的电子束源430。
发射器431连接至电源531，以用于向发射器提供电势。提供给发射器的电势可以使得电子束被加速到例如20keV或更高的能量。因此，发射器可以被偏置到-1kV电压的电势，以向接地的基板提供1keV的着陆能量。上部电极562被设置在较高的电势，以用于以较高的能量引导电子穿过柱。
使用图5所示的装置，电子束源430可以生成电子束(未图标)。射束可以与射束限制孔隙550对准，该射束限制孔隙定尺寸为对射束进行塑形，即阻挡射束的一部分。此后，射束可以穿过射束分离器580，该射束分离器将一次电子束与信号电子束分离，即与信号电子分离。一次电子束可以通过物镜聚焦在基板460上。基板460位于基板支撑件410上的基板位置上。在电子束撞击到基板460上时，信号电子，例如二次和/或反向散射的电子或x射线从基板460释放出，所述信号电子可以被检测器598检测到。
在图4所示的例示性实施方式中，提供了聚焦透镜520和射束塑形或射束限制孔径550。两级偏转***540设置在聚焦透镜与射束限制孔隙550(例如射束塑形孔径)之间，以用于将射束对准孔径。电子可以由提取器或阳极加速至柱中的电压。提取器可以例如由聚焦透镜520的上部电极或由另一个电极(未图示)提供。
如图4所示，物镜具有磁性透镜部件561，该磁性透镜部件具有极片464和463，并具有线圈462，该线圈将一次电子束聚焦在基板460上。基板460可以位于基板支撑件410上。图4所示的物镜包括上部极片463、下部极片464和线圈462，从而形成物镜的磁性透镜部件461。此外，上部电极562和下部电极530形成物镜的静电透镜部件。
此外，在图4所示的实施方式中，提供了扫描偏转器组件570。扫描偏转器组件570(亦参见图2中的扫描偏转器组件184)可以例如是磁性的，但较佳地是静电扫描偏转器组件，该静电扫描偏转器组件被配置用于高像素速率。扫描偏转器组件570可以是单级组件，如图4所示。或者，也可以提供两级甚至三级偏转器组件。各个工作台被设置在沿着光轴2的不同位置处。
下部电极530连接至电压源(未图标)。图4所示的实施方式图示了下部极片464下方的下部电极530。下部电极是物镜的浸没透镜部件(即阻滞场透镜部件)的减速电极，通常处于用于在基板上提供2keV或更低，例如500V或1keV的带电粒子着陆能量的电势。
射束分离器580适于分离一次电子及信号电子。射束分离器可以是Wien滤波器和/或可以是至少一个磁性偏转器，使得信号电子偏离光轴402。随后，信号电子由射束弯曲器591(例如半球形射束弯曲器)和透镜595引导至检测器598。可以提供类似滤波器596的其他元件。根据进一步的修改，检测器可以是分段检测器，该分段检测器被配置用于取决于试样处的起始角度检测信号电子。
第一成像带电粒子束显微镜及第二成像带电粒子束显微镜可以是成像带电粒子束显微镜类型的带电粒子束装置，诸如图4所示的带电粒子束装置500。
图5图示了说明用于对基板进行缺陷检查测量的方法的流程图。在操作510处，生成参考图像。如参照图1A至图1C所述，在操作511处，从参考图像生成掩模图案。进一步，在操作512处生成缺陷图像。生成包括缺陷(例如已知缺陷)的基板部分的图像。例如，缺陷图像可以被提供在先前已经通过计量过程报告了像素的缺陷的基板部分处。
如图6A所示，生成比较图像30，例如差分图像。比较图像被掩模图案32覆盖。在比较图像内的掩模图案32的区域外部提供缺陷选择。
根据可以与本文所述的其他实施方式组合的一些实施方式，比较图像可以是差分图像或另一比较图像。可以为图像的每个像素计算和/或确定参考图像及缺陷图像的强度信号。例如，参考图像及缺陷图像可以相对于彼此对准，以对准图像的像素。强度信号的差异可以由强度信号差异的绝对值提供。或者，可以从显示器布局设计数据(CAD数据)提取参考图像的相关结构(边缘)。可以从获取缺陷图像的相同单位单元位置提取参考结构。另外地或替代地，可以存储参考图像。因此，可以省略获取每个缺陷位置的参考图像。对布局CAD数据和/或存储的参考图像上的参考可以增加缺陷检查的生产量。每次DR测量都没有获取新的参考图像。
图6B图示了图6A的放大视图。如图6B所示，可以选择在掩模图案32外部的缺陷22。缺陷图标了掩模图案32外部的区域中的参考图像与缺陷图像之间的偏差，即比较图像中的亮点。因此，在操作513处，可以基于经遮蔽的比较图像来选择缺陷。如图6C所示，可以在比较图像30的区域62中重新检测缺陷。另外地或替代地，可以在区域62中的缺陷图像中重新检测缺陷。根据操作514，可以在没有掩模图案的情况下提供此缺陷的局部重新检测。
图6D图标了缺陷图像。根据可以与本文所述的其他实施方式组合的一些实施方式，可以提供所选缺陷的区域的局部图像60。例如，可以在比较图像(即，比较图像的一部分)内重新检测缺陷。另外地或替代地，可以在缺陷图像60中确定轮廓64。对于自动缺陷分类(automatic defect classification,ADC)，有益的是在较大的FOV中可看到缺陷。可以评估与相邻图案结构的关系(参见图6D)。可以提供图示更多缺陷细节的更高变焦图像，如例如图6E所示。局部图像可以是缺陷图像的数字变焦。另外地或替代地，可以以不同于缺陷图像的分辨率生成另一缺陷图像，例如用成像带电粒子显微镜测量。特别地，另一个缺陷图像可以具有比缺陷图像、即初始缺陷图像更高的分辨率。
如图6D所示，在没有掩模图案32的情况下，可以通过缺陷的局部重新检测来提供缺陷轮廓64(参见例如操作515)。此可以在比较图像30或缺陷图像60中提供。对于图像的分类，可以提供类图像视图80(参见图6E)。根据可以与其他实施方式组合的一些实施方式，类图像视图可以具有提高的分辨率，例如通过用成像带电粒子束显微镜重新扫描期望的FOV。类图像视图特别可基于所确定的缺陷轮廓。取决于缺陷轮廓的大小，类图像或类图像视图可以图标包括缺陷并且具有与缺陷轮廓的大小相比的预定比率的大小的区域。
由于使用在经遮蔽的比较图像上进行缺陷选择和重新检测，特别是局部重新检测的两步方法，在没有掩模图案的情况下，可以提供更高的灵敏度、改进的边缘抑制和/或大小缺陷轮廓检测。
尽管前述针对一些实施方式，但是在不脱离本公开内容的基本范围的情况下，可以设计出其他和进一步的实施方式，并且本公开内容的范围由所附权利要求书确定。

Claims (15)

1.一种用于对基板进行缺陷检查测量的方法，包括以下步骤：
生成包括缺陷的基板部分的缺陷图像；
生成对应于所述缺陷图像的参考图像；
基于所述参考图像确定掩模图案；和
比较所述掩模图案外部的区域中的所述缺陷图像及所述参考图像以检测所述缺陷。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：
在没有所述掩模图案的情况下重新检测所述缺陷，特别地，用缩小的搜索区域和/或用所检测到的缺陷位置周围的视场在没有所述掩模图案的情况下重新检测所述缺陷。
3.如权利要求2所述的方法，进一步包括：
确定所述缺陷的缺陷轮廓。
4.如权利要求3所述的方法，进一步包括：
生成所述缺陷的类图像视图。
5.如权利要求2至4中任一项所述的方法，其中利用所述缺陷图像重新检测所述缺陷，或者其中利用以不同于所述缺陷图像的分辨率生成的另一缺陷图像重新检测所述缺陷。
6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述缺陷图像在所述基板上的缺陷像素处生成，并且其中所述参考图像在与所述缺陷像素邻近的像素处生成，特别地，所述参考图像在与所述缺陷像素相邻的像素处生成。
7.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述缺陷图像及所述参考图像由扫描电子束生成。
8.如权利要求1至7中任一项所述的方法，其中通过带电粒子束装置的信号电子的强度信号来测量所述缺陷图像。
9.如权利要求1至8中任一项所述的方法，其中用数字扫描仪测量视场。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述视场具有200μm或更低的尺寸和/或5μm或更高的尺寸。
11.如权利要求1至10中任一项所述的方法，进一步包括以下步骤：
在所述基板的一个或多个另外的区域上重复所述缺陷检查测量，所述区域分布在至少1.2m2上。
12.一种用于对基板的一部分成像的设备，所述设备包括：
真空腔室；
基板支撑件，布置在所述真空腔室中；
第一成像带电粒子束显微镜；和
控制器，包括：处理器和存储器，所述存储器存储指令，所述指令当由所述处理器执行时使得所述设备执行如权利要求1至11中任一项所述的方法。
13.如权利要求12所述的用于对基板的一部分成像的设备，其中所述基板接收区域具有沿着第一方向的第一接收区域尺寸，所述设备进一步包括：
第二成像带电粒子束显微镜，其中所述第一成像带电粒子束显微镜及所述第二成像带电粒子束显微镜沿着所述第一方向具有为所述第一接收区域尺寸的30％至70％的距离。
14.如权利要求13所述的用于对基板的一部分进行成像的设备，其中所述第二成像带电粒子束显微镜沿着所述第一方向与所述第一成像带电粒子束显微镜相距至少30cm的距离。
15.一种操作如权利要求12至13中任一项所述的设备的方法，包括以下步骤：
将所述第一成像带电粒子束显微镜的所述基板上的第一坐标系与所述第二成像带电粒子束显微镜的所述基板上的第二坐标系匹配。
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