TWI687648B - 用於顯示器製造之一基板的自動臨界尺寸測量的方法、檢查用於顯示器製造之一大面積基板的方法、用以檢查用於顯示器製造之一大面積基板之設備及操作其之方法 - Google Patents

用於顯示器製造之一基板的自動臨界尺寸測量的方法、檢查用於顯示器製造之一大面積基板的方法、用以檢查用於顯示器製造之一大面積基板之設備及操作其之方法 Download PDF

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Abstract

根據一實施例，提出一種用於顯示器製造之一基板之自動臨界尺寸測量的方法。方法包括利用一帶電粒子束掃描具有一第一尺寸的一第一視場，以取得一第一影像，第一影像具有用於顯示器製造之基板之一第一部份的一第一解析度；決定第一影像中之一圖案，圖案具有一第一位置；利用帶電粒子束掃描一第二視場，以取得基板之一第二部份之一第二影像，第二視場具有一第二尺寸及具有一第二位置，第二尺寸小於第一尺寸，第二位置相對於第一位置提供，第二影像具有一第二解析度，高於第一解析度；以及從第二影像決定提供於基板上之一結構的一臨界尺寸。

Description

用於顯示器製造之一基板的自動臨界尺寸測量 的方法、檢查用於顯示器製造之一大面積基板的方法、用以檢查用於顯示器製造之一大面積基板之設備及操作其之方法
本揭露是有關於一種用以檢查一基板之設備及方法。更特別是，此處所述之數個實施例係有關於一種用於顯示器製造之基板的自動臨界尺寸(critical dimensicn，CD)測量之方法，基板例如是大面積基板。特別是，數個實施例係有關於一種用於顯示器製造之一基板的自動臨界尺寸測量之方法，一種用於顯示器製造之一大面積基板之方法，及一種用以檢查用於顯示器製造之一大面積基板之設備，及一種其之操作方法。
在許多應用中，必須檢查基板來監控基板的品質。 舉例來說，玻璃基板係製造而用於顯示器市場，塗佈材料之層係沈積於玻璃基板上。既然缺陷可能舉例為在處理基板期間發生，舉例為在塗佈基板期間發生，檢查基板來檢驗缺陷及監控顯示器之品質係必要的。此外，由任何圖案化製成步驟產生之結構的尺寸、形狀及相對位置需要透過掃描式電子顯微鏡(SEM)檢驗來監控及控制，舉例來說臨界尺寸(critical dimensions，CD)的測量。
隨著持續增加的基板尺寸，顯示器時常製造於大面積基板上。再者，顯示器係面臨持續的改善，顯示器例如是薄膜電晶體顯示器(TFT-displays)。檢查基板可藉由光學系統執行。 然而，舉例為薄膜電晶體陣列之結構的CD測量需要一解析度，此解析度不可以提供來用於光學檢查。CD測量可舉例為提供在大約十奈米之範圍中之結構的尺寸或數個結構之間的數個距離。所取得之尺寸可相較於所需之尺寸，其中此尺寸可視為用於評估製程的性質之關鍵。
CD測量可提供在舉例為半導體工業中。在半導體工業中，晶圓係藉由人工過程檢查。舉例來說，光顯微鏡可利用，以辨識晶圓上之關注區域(area of interest)。再者，關注區域可人工地增加放大率來進一步定義，及可提供可利用掃描電子顯微鏡執行之最終CD測量。根據另一例子，晶圓之高解析度影像可掃描，及臨界尺寸可從晶圓之高解析度影像擷取出來。
用於顯示器製造之基板通常為玻璃基板，玻璃基板具有舉例為1m2或更多之面積。此種大基板上之高解析度影像本質上係非常具挑戰性，及來自晶圓工業之大多數的發現係不適用的。再者，範例地說明於上之用於CD測量的選擇係不適用於大面積基板，因為舉例為所得之產量會為不符合需求的。
因此，假設舉例為對大面積基板上之顯示器之品質的需求增加，對於用以檢查大面積基板之改善的設備及方法係有需求的，而無需破壞基板成較小的樣本，及允許在檢查或CD測量後繼續基板之製程。
有鑑於上述，提出一種用於顯示器製造之一基板的自動臨界尺寸測量之方法，一種檢查用於顯示器製造之一大面積基板之方法，一種用以檢查用於顯示器製造之一大面積基板之設備，及一種操作其之方法。本揭露之其他方面、優點及特徵係透過說明及所附之圖式更為清楚。
根據一實施例，提出一種用於顯示器製造之一基板之自動臨界尺寸測量的方法。方法包括利用一帶電粒子束掃描具有一第一尺寸的一第一視場，以取得一第一影像，第一影像具有用於顯示器製造之基板之一第一部份的一第一解析度；決定第一影像中之一圖案，圖案具有一第一位置；利用帶電粒子束掃描一第二視場，以取得基板之一第二部份之一第二影像，第二視場具有一第二尺寸及具有一第二位置，第二尺寸小於第一尺寸，第二 位置相對於第一位置提供，第二影像具有一第二解析度，第二解析度高於第一解析度；以及從第二影像決定提供於基板上之一結構的一臨界尺寸。
根據其他實施例，提出一種檢查用於顯示器製造之一大面積基板之方法。此方法包括(a)使具有一第一結構形式之一第一區域中之基板的一第一部份成像，以取得一第一影像；(b)決定第一部份中之一圖案；(c)使第一區域中之基板的一第二部份成像，以取得一第二影像，第二影像具有高於第一影像之一解析度；(d)決定第一區域中之第一結構形式的一臨界尺寸；以及在大面積基板上之數個區域中重複(a)至(c)，此些區域分散在大面積基板上之至少1.2m2。
根據其他實施例，提出一種用以檢查用於顯示器製造的一大面積基板之設備。設備包括一真空腔室；一基板支撐件，配置於真空腔室中，其中基板支撐件提供至少1.2m2及具有沿著一第一方向之一第一接收區域尺寸之一基板接收區域；一第一成像帶電粒子束顯微鏡及一第二成像帶電粒子束顯微鏡，具有第一接收區域尺寸之30%至70%的沿著第一方向之一距離；以及一控制器，包括：一處理器及一記憶儲存指令，當由該處理器執行記憶儲存指令時係致使設備執行根據本揭露之數個實施例之一方法。
根據其他實施例，提出一種操作根據本揭露之數個實施例之一設備的方法。此方法包括匹配第一成像帶電粒子束顯 微鏡之大面積基板上之一第一座標系統於第二成像帶電粒子束顯微鏡之大面積基板上之一第二座標系統。為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：
2:光軸
20:電子束立柱
21:第一腔室
22:第二腔室
23:第三腔室
30:電子束源
31:發射器
32:抑制器
60:磁性透鏡元件
62:線圈
63:上磁極片
64:下磁極片
100:設備
110:基板支撐件
120:真空腔室
121:內部寬度
122:右壁
123:左壁
130:第一成像帶電粒子束顯微鏡
131:第一光軸
135、761、762、781、782、783: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
152:y方向
160:基板
180:控制器
182:連接
184、570:掃描致偏器組件
190:第二視場
210:基板接收區域
220:寬度
410:位移單元
420:真空幫浦
430:連接件
431:振動阻尼器
432:第一耦接件
433:第二耦接件
450:振動感測器
500:帶電粒子束裝置
510:預透鏡致偏單元
512:浸沒致偏單元
513:維恩過濾器
520:聚光器透鏡
530:下電極
531:電源供應器
540:兩階段致偏器系統
550:束限制孔
560:物鏡
561:磁性透鏡元件
562:上電極
580:射束分離器
590:第一視場
591:射束彎曲器
592:圖案
593:方塊
594:第一位置
595:透鏡
596:濾光器
598:偵測器
680:訊號
681:第一峰值
682:第二峰值
690:第二測量框
691:第三測量框
710、730:y座標
720、741:第一y座標
721、740:第二y座標
722:第一投射軸
723:第二投射軸
724、725:中心
750:第三成像帶電粒子束顯微鏡
760:第四成像帶電粒子束顯微鏡
770:尺寸
810:基板寬度
對本技術領域中具有通常知識者而言，充分及能夠實施之本揭露係更特別是提供於本說明的其餘部份，本說明的其餘部份包括參照所附之圖式，其中：第1圖繪示根據此處所述實施例之用以檢查基板之設備的側視圖；第2及3圖繪示根據此處所述實施例之用以檢查基板之設備的上視圖；第4圖繪示根據此處所述實施例之用以檢查基板之另一設備的側視圖；第5圖繪示用以說明自動CD測量之方法之用於顯示器製造之大面積基板的示意圖；第6A及6B圖繪示自動CD測量之範例結果的示意圖；第7圖繪示根據此處所述實施例之用以檢查基板之設備的側視圖，其中設備包括用以減少振動之元件；第8A圖繪示根據此處所述實施例之成像帶電粒子束顯微鏡的側視圖，成像帶電粒子束顯微鏡也就是用以檢查基板之範例設備； 第8B及8C圖繪示根據此處所述實施例之在成像帶電粒子束顯微鏡中傾斜帶電粒子束的示意圖；以及第9a-d圖繪示根據此處所述實施例之在真空腔室中之成像帶電粒子束之不同配置的示意圖。
詳細的參照現在將以數種範例實施例達成，數種範例實施例的一或多個例子係繪示於各圖式中。各例子係藉由說明的方式提供且不意味為一限制。舉例來說，所說明或敘述而做為一實施例之部份之特徵可用於其他實施例或與其他實施例結合，以取得再其他實施例。此意圖係本揭露包括此些調整及變化。
在圖式之下方說明中，相同的參考編號係意指相同的元件。僅有有關於個別實施例之相異處係進行說明。繪示於圖式中之結構係不一定按比例繪示，而是用於較佳地理解實施例。
根據可與此處所述其他實施例結合之一些實施例，此處所述之基板係有關於大面積基板，特別是用於顯示器市場之大面積基板。根據一些實施例，大面積基板或個別之基板支撐件可具有至少1m2之尺寸，例如是至少1.375m2之尺寸。尺寸可為從約1.375m2(1100mm x 1250mm-第5代)至約9m2，更特別是從約2m2至約9m2或甚至達12m2。用於根據此處所述實施例之結構、設備、及方法之基板或基板接收區域可為此處所述之大面積基板。舉例來說，大面積基板可為第5代、第7.5代、第8.5代、或甚至是第10代。第5代對應於約1.375m2之基板(1.1m x 1.25 m)、第7.5代對應於約4.39m2之基板(1.95m x 2.25m)、第8.5代對應於約5.7m2之基板(2.2m x 2.5m)、第10代對應於約9m2之基板(2.88m×3.13m)。甚至例如是第11代及第12代之更高代及對應之基板面積可以類似之方式應用。必須考量的是，儘管第5代之基板在尺寸上因顯示器製造者而異而可能略微地偏差，基板尺寸世代係提供固定之工業標準。用以測試之設備的數個實施例可舉例為具有第5代之基板支撐件或第5代之基板接收區域，使得許多顯示器製造者之第5代的基板可藉由支撐件為可支撐的。此亦應用於其他基板尺寸世代。
用於大面積基板之電子束檢驗(Electron beam review，EBR)係為相對新的技術，其中整個基板或分散於整個基板之區域係測量，使得舉例為將製造的顯示器係不在檢驗製程期間受到破壞或用於檢驗製程而受到破壞。舉例為20nm或以下，例如是10nm或以下之解析度係非常具挑戰性來達成，及有鑑於基板尺寸之顯著差異，來自晶圓成像之先前發現可能不適用。舉例來說，平台可有利地適用於定位在電子束之下方的整個基板之任意區域，及定位在整個大面積上必須非常精準。此平台也就是基板台(substrate table)。對於大面積基板來說，舉例為相較於晶圓成像設備，將測量之區域係較大及數種區域可能更彼此分離。因此，舉例為因所需的產量之故，樣本的尺寸增加(upscaling)可能無法成功。更進一步來說，在低於所需之解析度下，製程及設備係在大尺寸上有利地適用於減少振動。再者，有鑑於所需之 產量及在分散於大面積基板之區域的測量位置的重複性，人工或半自動製程可能亦不適用。
根據本揭露之數個實施例，可提出用於顯示器製造之基板之自動CD測量。令人驚訝地發現，準確性與產量之間的平衡在CD測量之大面積基板結合不同成像方法時係可行的。根據一些實施例，較低解析度之SEM影像係需要，以取得基板上之參照特徵。參照特徵係作為定位測量框於將測量之結構。測量框對應於包括將測量之結構的基板之一部份，也就是說，測量框可為用於帶電粒子束成像製程之視場。測量框或測量框之內部係以較高解析度再掃描。CD測量可在較高解析度下提供。相較於較高解析度之影像，較低解析度的SEM影像可更快地取得。較低解析度的SEM影像可利用以取得參照特徵，以定位測量框於將測量之結構上。因此，當全自動控制可提供及當高解析度CD測量可提供時，可增加節拍時間(tact time)及因而舉例為增加產量。根據可與此處所述其他實施例結合之一些實施例，一或多個測量框係以顯著較高解析度掃描。
有鑑於在現行顯示器製造技術中所製造及處理之基板之大尺寸，處理或測試整個基板或分散於整個基板之數個區域係特別有挑戰性，也就是在不破壞玻璃之情況下。既然舉例為大面積基板之基板之尺寸係持續地增加，較大的真空腔室係利用來處理基板或使基板成像。然而，針對非需要的振動，較大的真空腔室比較小之真空腔室更為敏感。真空腔室之振動係限制解析 度，基板可舉例為利用此解析度進行檢查。特別是，具有低於檢查系統之解析度之尺寸的臨界尺寸將仍舊看不見及因而不可能進行測量。
第1圖繪示根據此處所述實施例之用以檢查基板之設備的側視圖。設備100包括真空腔室120。設備100更包括基板支撐件110，基板160可支撐於基板支撐件110上。設備100包括第一成像帶電粒子束顯微鏡130。再者，設備可包括第二成像帶電粒子束顯微鏡140。在第1圖中所示之例子中，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係配置於基板支撐件110之上方。
如第1圖中進一步所示，基板支撐件110係沿著x方向150延伸。於第1圖之圖面中，x方向150係為左右方向。基板160係設置於基板支撐件110上。基板支撐件110係沿著x方向150為可移動的，以在真空腔室120中相對於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位移。因此，基板160之區域可定位在第一成像帶電粒子束顯微鏡130之下方或第二成像帶電粒子束顯微鏡140之下方來進行CD測量。此區域可包括用於CD測量之結構，包含於基板上之塗層中或上。基板支撐件110可亦沿著y方向(未繪示)為可移動的，使得基板160可沿著y方向移動，如下所討論。藉由在真空腔室120中適當地位移支承基板160之基板支撐件110，基板160的整個範圍可在真空腔室120之內側進行測量。
第一成像帶電粒子束顯微鏡130係沿著x方向150遠離第二成像帶電粒子束顯微鏡140一距離135。在第1圖中所示之實施例中，距離135係為第一成像帶電粒子束顯微鏡130之中心及第二成像帶電粒子束顯微鏡140之中心之間的距離。特別是，距離135係為沿著x方向150之第一光軸131及第二光軸141之間的距離，第一光軸131由第一成像帶電粒子束顯微鏡所定義，第二光軸141係由第二成像帶電粒子束顯微鏡140所定義。第一光軸131及第二光軸141沿著z方向151延伸。第一光軸131可舉例為藉由第一成像帶電粒子束顯微鏡130之物鏡所定義。類似地，第二光軸141可舉例為藉由第二成像帶電粒子束顯微鏡140之物鏡所定義。
如第1圖中進一步所示，真空腔室120具有沿著x方向150之內部寬度121。內部寬度121可為從真空腔室120之左壁123沿著x方向橫過真空腔室120至真空腔室120之右壁122時所取得之距離。本揭露之一方面係有關於舉例為相對x方向150之設備100的尺寸。根據數個實施例，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之間沿著x方向150的距離135可為至少30cm，例如是至少40cm。根據可與此處所述其他實施例結合之其他實施例，真空腔室120之內部寬度121可在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之間的距離135之從250%至450%的範圍中。其他細節、方面、及特徵係參照第2及3圖說明於下方。
此處所述之數個實施例因而可提供一種用以在真空腔室中利用彼此遠離之兩個成像帶電粒子束顯微鏡檢查基板之設備，特別是檢查大面積基板。基板係在真空腔室中整體地處理。 特別是，此處所述之數個實施例係不需要破壞基板或蝕刻基板之表面。因此，可提供用於臨界尺寸測量之高解析度影像。
如此處所述之一些實施例所提供，具有減少尺寸之真空腔室的優點係可減少真空腔室之一或多個振動，因為振動之程度係以真空腔室的尺寸之一函數增加。因此，基板之振幅可亦有利地減少。
根據可與此處所述其他實施例結合之一些實施例，用以檢查大面積基板之設備可更包括控制器180。控制器180可連接(見參考編號182)於基板支撐件110，及特別是基板支撐件的位移單元。再者，控制器180可連接於成像帶電粒子束顯微鏡之掃描致偏器組件184，例如是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。
控制器180包括中央處理單元(central processing unit，CPU)、記憶體及舉例為支援電路。為了有利地控制用以檢查大面積基板之設備，CPU可為任何形式之通用電腦處理器，可使用於工業裝置中來控制數種腔室或次處理器。記憶體係耦接於CPU。記憶體或電腦可讀取媒體(computer readable medium)可為一或多個隨時可用記憶體裝置(readily available memory devices)，例如是隨機存取記憶體(random access memory)、唯 讀記憶體(read only memory)、軟碟機(floppy disk)、硬碟機(hard disk)、或任何其他形式之本端或遠端的電子儲存體。支援電路可耦接於CPU，用於以傳統方式支援處理器。此些電路包括快取記憶體(cache)、電源供應器、時脈電路(clock circuits)、輸入/輸出電路及相關之次系統、及類似者。檢查製程指令一般係儲存於記憶體中來作為一般已知為配方(recipe)之軟體常式。軟體常式可亦藉由第二CPU(未繪示)儲存及/或執行，第二CPU遠離由CPU控制之硬體。軟體常式由CPU執行時係轉換通用電腦成專用電腦(控制器)。專用電腦(控制器)控制設備操作，以在成像製程期間用於控制基板支撐件定位及帶電粒子束掃描。雖然本揭露之方法及/或製程係討論成以軟體常式來應用，此處所揭露之一些方法步驟可以硬體執行及藉由軟體控制器執行。於是，本發明可基於電腦系統執行以軟體來應用，及作為專用積體電路或其他形式之硬體工具以硬體來應用，或以軟體及硬體的組合來應用。
控制器可施行或執行用於顯示器製造之基板之自動化臨界尺寸測量的方法。根據一些實施例之方法包括利用一帶電粒子束掃描具有一第一尺寸的一第一視場，以取得一第一影像，第一影像具有用於顯示器製造之基板之一第一部份的一第一解析度；決定第一影像中之一圖案，圖案具有一第一位置；利用帶電粒子束掃描一第二視場，以取得基板之一第二部份之一第二影像，第二視場具有一第二尺寸及具有一第二位置，第二尺寸小於第一尺寸，第二位置相對於第一位置提供，第二影像具有一第二 解析度，第二解析度高於第一解析度；以及從第二影像決定提供於基板上之一結構的一臨界尺寸。
第5圖繪示此種方法之一例子的示意圖。控制器180(見第1圖)可提供訊號，以移動基板支撐件至成像帶電粒子束顯微鏡之下方的所需的位置。帶電粒子束例如是電子束，掃描第一視場590。藉由掃描第一視場取得之第一影像包括圖案592。第一影像具有第一解析度，第一解析度夠低以實現足夠的產量。然而，第一解析度係夠高以實現圖案592及圖案之第一位置594的決定。第二視場190具有相對於第一位置594之位置，如第5圖中之箭頭所範例性繪示。繪示於第5圖中之第二視場190可視為一或多個測量框之其中一者，測量框係利用第二解析度之帶電粒子束掃描，第二解析度高於第一解析度。舉例來說，第二視場之尺寸可小於第一視場之尺寸。因此，藉由掃描第二視場所產生之影像的較高解析度對CD測量之產量具有較少之負面影像。掃描第二視場190係產生第二影像，第二視場也就是測量框。第二影像具有一解析度，高於第一影像之解析度。用於顯示器製造之基板上之結構的臨界尺寸可基於第二影像來決定。
第4圖繪示根據此處所述實施例之用以檢查基板之另一設備的側視圖。設備100包括真空腔室120。設備100更包括基板支撐件110，基板160可支撐於基板支撐件110上。設備100包括第一成像帶電粒子束顯微鏡130。相較於第1圖，第4圖繪示單一個成像帶電粒子束顯微鏡，此單一個成像帶電粒子束顯微鏡 設置於基板支撐件110之上方。雖然此舉可能致使成像能力減少，舉例為解析度減少，所取得之解虛度可能足以用於一些CD測量。 類似於第1圖，繪示於第4圖中之設備可包括控制器及致偏組件。 控制器可連接於基板支撐件，及特別是連接於基板支撐件的位移單元。再者，控制器可連接於成像帶電粒子束顯微鏡之致偏組件。
臨界尺寸測量一般提供於基板之數種區域上，例如是在半導體製造中之晶圓，或例如是用於顯示器製造之大面積玻璃基板。結構之臨界尺寸可因而在整個基板區域及數個已處理之基板上進行統計分析。對於例如是晶圓之小基板來說，此可在具有足夠產量下利用來自半導體工業之已知方法完成。測量能力之匹配係在半導體工業中以工具對工具(tool-to-tool)提供。對於顯示器基板之電子束檢驗(EBR)來說，一個檢查設備(見第1圖)中之兩個成像帶電粒子束顯微鏡可相對於彼此匹配。此與相對位置及測量能力有關。單一立柱(column)的檢查設備(見第4圖)可避免在接受減少之解析度時於一個系統中匹配數個立柱。數個立柱的檢查設備可有利地包括立柱匹配及具有增加之解析度。
兩個選擇係提供此處所述之改善的CD測量製程，其中足夠之準確性及足夠的產量係提供在大面積基板上。根據本揭露之數個實施例，此處所述之CD測量可提供於大面積基板之數種區域中。舉例來說，5個區域到100個區域可分散於基板上。舉例來說，此些區域可均勻地分散於基板上。基板上所分散的面積係 提供基板之臨界尺寸的均勻性分析，特別是整個基板之臨界尺寸的均勻性分析。
如此處所使用之成像帶電粒子束顯微鏡可適用於產生低能量的帶電粒子束，具有2keV或更低，特別是1keV或更低之著陸能量(landing energy)。相較於高能量束，低能量束係不影響或損壞顯示器背板(backplane)結構。根據可與此處所述其他實施例結合之再其他實施例，帶電粒子能量舉例為電子能量，在粒子束源及基板之間可增加至5keV或以上，例如是10keV或以上。在立柱中加速帶電粒子束係減少帶電粒子之間的交互作用、減少光電元件之像差、及因而改善成像掃描帶電粒子束顯微鏡之解析度。
根據可與此處所述其他實施例結合之再其他實施例，此處使用之名稱「基板」包含非撓性基板及撓性基板兩者。 非撓性基板舉例為玻璃基板或玻璃板材。撓性基板例如是網格(web)或箔。基板可為已塗佈之基板，其中一或多個材料薄層係塗佈或沈積於基板上，舉例為藉由物理氣相沈積(physical vapor deposition，PVD)製程或化學氣相沈積(chemical vapor deposition，CVD)製程。用於顯示器製造之基板一般包括絕緣材料，舉例為玻璃。因此，相較於一般的半導體晶圓SEMs，用以檢查大面積基板之設備不允許施加偏壓於基板。根據可與此處所述其他實施例結合之此處的數個實施例，基板係接地。基板不能施加偏壓至一電位來影響著陸能量或掃描電子束顯微鏡之其他光電 方面。此係為用於大面積基板之EBR系統及半導體晶圓SEM檢查之間的差異的其他例子。基於在基板支撐件上之基板處理，此可能更產生靜電放電(electrostatic discharge，ESD)之問題。因此，晶圓檢查方法可能不易地應用在用於顯示器製造之基板的CD測量係可見的。
第6A圖繪示根據本揭露之數個實施例之CD測量的例子的示意圖。舉例為藉由基板支撐件(見第1及4圖中之110)的運動，大面積基板及成像帶電粒子束顯微鏡係相對於彼此移動至基板之一區域。用於CD測量之一或多個結構係位於基板之此區域中。第一(較大)視場(field of view，FOV)590係利用帶電粒子束掃描。所取得之影像係繪示於第6A圖中。影像包括圖案592，圖案592係以第6A圖中之方塊593突顯出來。
根據本揭露之數個實施例，圖案可包括一或多個特徵，選自由通孔、線、溝槽、連接件、材料邊界、蝕刻層結構或類似者所組成之群組。圖案592具有用於CD測量之將檢驗之區域中的預定位置。圖案具有特徵之尺寸及/或總量，使得第一位置594可決定。舉例來說，圖案及圖案位置可藉由圖案辨識技術來決定。 由於圖案之結構及圖案的此些特徵，第一位置可在第一FOV 590中提供而具有足夠準確性。舉例來說，第一位置可提供而具有200nm或更好的準確性。
根據可與此處所述其他實施例結合之一些實施例，第一視場的尺寸可為50μm至200μm，第一視場的尺寸也就是基 板之已掃描矩形部份的尺寸。考慮舉例為512個像素之像素解析度來說，第一影像之解析度可為約100nm至400nm。如上所述，第一位置可提供而具有約400nm或更好之準確性，例如是100nm或更好之準確性。測量框舉例為第二視場，係相對於圖案592之第一位置594決定。此測量框舉例為第一測量框，可以較高解析度進行測量。舉例來說，可提供60nm或以下的解析度，例如是20nm或以下的解析度，舉例為10nm或以下的解析度。
在第6A圖中所示之例子中，第二視場190的測量框在長度上係約為25μm。舉例來說，10至20條描線可提供於第二視場190中，舉例為使用以計算具有較佳的訊雜比(signal to noise ratio)的平均掃描線。訊號電子之訊號的強度之對應結果係繪示於第6B圖中。考慮舉例為512個像素之像素解析度來說，約50nm之解析度可提供於測量框中，也就是第二視場190中。
根據本揭露之數個實施例，CD測量係提供於測量框中，也就是具有小於第一視場之尺寸及具有第二視場之第二影像之解析度的第二視場中，第二視場之第二影像之解析度高於第一視場之第一影像的解析度。對應之CD測量係繪示於第6B圖中。沿著測量框之訊號強度係繪示出來。訊號680具有第一峰值681及第二峰值682。此兩個峰值之距離可測量成臨界尺寸。根據再其他實施例，在第二視場190之各掃描線的訊號可平均。
根據可與此處所述其他實施例結合之再其他實施例，在第二視場190中之第6A圖中所示的線可在第一影像中視覺 化，第一影像也就是較低解析度的影像。因此，在高解析度測量之CD測量可在較低解析度之影像視覺化而用於使用者之測量解果的改善利用。舉例為包括在較大視場中產生之CD測量結果之視覺化的整個製程可完全地自動化。
第6A圖繪示第二測量框690及第三測量框691之示意圖，第二測量框690例如是第三視場，第三測量框691例如是第四視場。各其他測量框可相對於圖案592之第一位置594定位。因此，額外之高解析度CD測量可基於第一視場590提供。此可更增加大面積基板上之CD測量的產量。利用帶電粒子束掃描一第三視場，以取得基板之一第三部份之一第三影像，第三視場具有一第三尺寸及具有一第三位置，第三尺寸小於第一尺寸，第三位置相對於第一位置提供，第三影像具有一第三解析度，第三解析度高於第一解析度；以及從第三影像決定提供於基板上之一其他結構的一其他臨界尺寸。在一實施例中，第二解析度及第三解析度係類似。
根據可與此處所述其他實施例結合之一些實施例，測量框可為基板的矩形部份，具有矩形之任意深寬比及/或任意尺寸。再者，矩形之定向可自由地選擇。舉例來說，第6A圖繪示兩個橫向定向之矩形及一個縱向定向之矩形。
根據可與此處所述其他實施例結合之一些實施例，測量框可為基板之矩形部份，矩形具有長度及寬度。舉例來說，定向可在矩形基板之卡式座標系統(Cartesian coordinate system)中為任何角度。第6A圖繪示數個橫向定向之矩形及一個縱向定向之矩形，橫向定向之矩形可視為相對於基板具有0°角度，縱向定向之矩形可視為相對於基板具有90°角度。從0°及90°偏差之其他角度可亦提供。舉例來說，根據本揭露之數個實施例，矩形之長度可定向，以沿著臨界尺寸擴展。矩形的寬度可舉例為對應於臨界尺寸所測量之線的數量。舉例來說，可提供線之此些數量的平均。
根據可與此處所述其他實施例結合之再其他實施例，測量框之長度可選擇，以調整CD測量的解析度。根據可與此處所述其他實施例結合之再其他實施例，第二視場之高解析度可為20nm或以下，例如是10nm或以下，舉例為5nm或以下。再者，高解析度可額外地或替代地為2nm或以上，例如是5nm或以上。
相較於根據在顯示器製造中之CD測量的傳統SEM，根據本揭露之數個方法提供以較快的速度(增加產量)及較高之準確程度(較高的解析度)執行自動臨界尺寸測量(automated critical dimension measurement，ACD)。
根據可與此處所述其他實施例結合之再其他實施例，用於顯示器製造之大面積基板之自動臨界尺寸測量可基於掃描技巧更與半導體晶圓CD有所區分。一般來說，類比掃描技術及數位掃描技術可有所區別。類比掃描技術可包括類比鋸齒訊號，提供至具有預定頻率之掃描致偏器組件。鋸齒訊號可結合連續或 擬連續(quasi-continuous)基板運動至基板的掃描區域。數位掃描技術提供基板上之帶電粒子束之x位置及y位置的離散值，及已掃描之影像的個別像素係藉由座標值定址(addressed)每個像素，也就是數位地定址。因掃描速度及減少之複雜度而可能視為較佳適用於半導體晶圓SEM檢查之類比掃描技術(「飛行階段(flying stage)」)在大面積基板上之CD測量並非有利的。由於基板之尺寸之故，將掃描之區域係數位地掃描，也就是藉由提供所需之束位置座標的表單。換言之，第一FOV，也就是較大FOV；第二FOV，也就是較小FOV，係皆利用數位掃描技術掃描，也就是數位掃描器。由於基板之尺寸之故，此一掃描製程係提供較佳之產量及準確性。
第2及3圖繪示基板支撐件上之基板160的示意圖。 基板支撐件提供基板接收區域。此處所使用之「基板接收區域」之技術用語可包括可用於接收基板之基板支撐件的最大面積。也就是說，基板支撐件可適用於接收具有與基板接收區域相同之空間尺寸的基板，或接收具有小於基板接收區域之一或多個空間尺寸的基板，使得基板在基板接收區域中符合。第2圖繪示設備100之一實施例，其中基板支撐件110提供基板接收區域210。在第2圖中所示之範例性實施例中，基板接收區域210係為以虛線所示之矩形。因此，基板接收區域210可適用於接收矩形之基板(未繪示)，具有相同於第2圖中所示之矩形的基板接收區域210之長度及寬度(或較小之長度即寬度)。作為一例子來說，第3圖繪示矩形之 基板160，設置於基板支撐件110上，其中繪示於第3圖中之基板160的尺寸係實質上與第2圖中所示之基板接收區域210的尺寸一致。特別是，繪示於第3圖中之基板160之長度及寬度係實質上分別等同於第3圖中所示之基板接收區域210之長度及寬度。也就是說，基板額外地或替代地具有各為基板接收區域之90%至100%的長度及寬度。
基板接收區域具有沿著第一方向之第一接收區域尺寸。相對於此處所述之圖式，第一方向可意指為x方向150。第一方向可平行於基板支撐件。基板支撐件可沿著第一方向為可位移的。基板接收區域之第一接收區域尺寸可包括沿著第一方向之基板接收區域之範圍、寬度、長度及直徑。第一接收區域尺寸可替代地或額外地意指為可由基板支撐件接收之基板之沿著第一方向的最大寬度。舉例來說，參照第2圖中所示之設備，沿著第一方向之基板接收區域的第一接收區域尺寸可意指為沿著x方向150之基板接收區域210的寬度220。寬度220可對應於可由基板支撐件110接收之基板之沿著x方向150之最大寬度。作為一例子來說，繪示於第3圖中之基板160具有沿著x方向150之基板寬度810，其中基板寬度810係本質上相同於繪示於第2圖中之基板接收區域210之寬度220。
範例之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具有沿著第一方向之一距離，此距離係在基板接收區域之第一接收區域尺寸之30%至70%之範圍中。更特別是，沿 著第一方向之距離可在第一接收區域尺寸之從40%至60%之範圍中，舉例為第一接收區域尺寸之約50%。舉例來說，參照第2圖中所示之實施例，沿著第一方向之距離可意指為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之間的距離135。 在第2圖中所示之範例性實施例中，距離135係為基板接收區域210之寬度220的大約50%。
基板支撐件可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為可移動的。根據可與此處所述其他實施例結合之數個實施例，第二成像帶電粒子束顯微鏡係遠離第一成像帶電粒子束顯微鏡至少30cm之距離，更特別是至少40cm之距離，例如是第一接收區域尺寸之約50%。在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之間具有最小距離也就是大於僅複製彼此相鄰之兩個成像帶電粒子束顯微鏡來作為冗餘(redundancy)之距離，係具有藉由設備行進而檢查基板的距離減少的優點。此彼此相鄰之兩個成像帶電粒子束顯微鏡舉例為彼此相鄰的兩個SEMs。此提供縮減尺寸的真空腔室，使得真空腔室之振動可亦有利地減少。
由於用於顯示器製造之基板的尺寸及製程所產生的挑戰之故，臨界尺寸測量亦適用於本揭露之數個實施例所述之大面積基板。舉例來說，顯示器可具有5百萬個像素或以上，例如是約8百萬個像素。大顯示器可包括甚至更高數量之像素。針對各像素來說，提供至少用於紅色之電極、用於綠色之電極、及用於藍 色之電極(RGB)。因此，可包括視為製程之關鍵的尺寸(臨界尺寸)之基板上的結構可能數量非常多及在非常大的區域。如上所述，本揭露之數個實施例包括利用第一、較低解析度掃描第一視場；基於第一視場中的圖案決定第一位置；利用第二、較高解析度掃描相對於第一位置之第二視場；以及基於具有較高解析度的影像提供CD測量。CD測量係提供於第二視場中的結構，及舉例來說，CD測量亦提供於第一視場中的結構，也就是說，第二視場係提供於第一視場中。根據一些實施例，一或多個CD測量可供於結構。 用於其他CD測量之二或多個結構可額外地或替代地提供於第一視場中。
由於顯示器之本質(nature)之故，可提供非常高數量的對應結構。對於顯示器製造來說，特別是有鑑於將處理之大面積，得知一結構是否可在大面積基板之全部位置可靠地製造係為重要的。基板之區域上的製程的均勻性係時常在說明製程之特徵時考量。因此，一或多種形式的結構係舉例為藉由CD測量在基板上的不同位置將進行評估。此些位置可能分散在基板之整個區域，舉例為均勻地分散在基板。有鑑於上述，根據可與此處所述其他實施例結合之一些實施例，可提供檢查用於顯示器製造之大面積基板的方法。方法可包括(a)使具有一第一結構形式之一第一區域中之基板的一第一部份成像，以取得一第一影像；(b)決定第一部份中之一圖案；(c)使第一區域中之基板的一第二部份成像，以取得一第二影像，第二影像具有高於第一影像之一解析度； (d)決定第一區域中之第一結構形式的一臨界尺寸；以及在大面積基板上之數個區域中重複(a)至(c)，此些區域分散在大面積基板上之至少1.2m2。
第7圖繪示用於大面積基板之檢查的設備之另一例子的示意圖。舉例來說，在第7圖中所繪示之設備中，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沿著z方向151延伸，也就是垂直於x方向150及y方向152，其中x-y平面係平行於基板支撐件110。或者，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可相對於基板支撐件及/或第一方向傾斜。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可沿著一方向延伸，此方向係形成相對於第一方向之一角度，其中此角度係不同於90度。特別是，此角度可在60到90度之範圍中，特別是從75至90度。根據可與此處所述其他實施例結合之再其他實施例，成像帶電粒子束顯微鏡立柱可垂直於基板支撐件配置，及成像帶電粒子束顯微鏡光學器件可裝配，以傾斜帶電粒子束舉例為達20°之角度。具有相對於基板之表面法線傾斜的帶電粒子束可用於形貌成像(topography imaging)或甚至具有高解析度之3D影像，也就是10nm或以下之解析度。傾斜帶電粒子束之其他細節可參照第8B及8C圖來理解。
第7圖繪示根據此處所述實施例之用以檢查基板之設備的側視圖。設備包括位移單元410。位移單元410係適用於沿著第一方向位移基板支撐件，舉例為沿著x方向150位移基板支撐 件，以定位基板支撐件110在第一成像帶電粒子束顯微鏡130的下方及/或第二成像帶電粒子束顯微鏡140的下方。位移單元410可適用於沿著x方向150向前及向後移動基板支撐件110，也就是在第7圖中朝右及朝左移動基板支撐件110。根據可與此處所述其他實施例結合之數個實施例，此處所述之設備更包括位移單元，位移單元例如是舉例為第7圖中所示之位移單元410。位移單元可適用於沿著第一方向位移基板支撐件。位移單元410可舉例為包括數個線性致動器(未繪示)，基板支撐件110設置於此些線性致動器上。位移單元可舉例為替代地或額外地包括磁性導引系統(未繪示)，用以沿著x方向150導引基板支撐件110。在第7圖中所示之代表圖中，位移單元410係配置在真空腔室120中。或者，特別是如果設備100耦接於裝載腔室或為串連設備時，部份之位移單元410可延伸至真空腔室120之外側。延伸至真空腔室120之外側的位移單元410可適用於傳送基板支撐件110至真空腔室120內及離開真空腔室120。舉例來說，位移單元410可在真空腔室120之右側及真空腔室120之左側延伸至真空腔室120的外側。因此，基板支撐件110可舉例為藉由位移單元410從左移動至真空腔室120中，及可藉由位移單元410向右移動離開真空腔室120。
位移單元可適用於沿著第一方向從相鄰於真空腔室之第一端或壁的一位置位移基板支撐件至相鄰於真空腔室之第二端或壁的一位置。位移單元可具有沿著第一方向之位移範圍，其 中位移單元可適用於位移基板支撐件至位移範圍中的任意靶材座標。
第7圖中所示之設備可更包括其他位移單元(未繪示)，適用於在真空腔室120中沿著y方向152位移基板支撐件110。位移單元410及此其他位移單元可形成共同位移系統，適用於在x-y平面中移動基板支撐件110。因此，藉由在x-y平面中適當地移動支承基板的基板支撐件110，設置於基板支撐件110上之基板的任何區域可位於第一成像帶電粒子束顯微鏡130之下方或第二成像帶電粒子束顯微鏡140之下方來進行靶材部份的CD測量。基板支撐件可固定於此其他位移單元上，或固定於由位移單元及此其他位移單元形成之共同位移系統上。此其他位移單元可適用於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位移基板支撐件。此其他位移單元可具有沿著第一方向之位移範圍，其中位移範圍可在基板寬度或基板接收區域之個別寬度的從150%至180%之範圍中。真空腔室可具有沿著第一方向之第一內部尺寸，為沿著第一方向之第一接收區域尺寸的150%至180%。
第7圖中所示之設備100更包括真空幫浦420，適用於在真空腔室120中產生真空。真空幫浦420係經由連接件430流體耦接於真空腔室120，連接件430舉例為導管，其中連接件430連接真空幫浦420於真空腔室。經由連接件430，真空幫浦420可排氣真空腔室。因此，舉例為10-1mbar或以下之壓力可提供於真 空腔室中。在操作期間，真空幫浦420可能振動。經由貼附於真空幫浦420及貼附於真空腔室120的連接件430，真空幫浦420之機械振動可能傳送到真空腔室120。因此，不需要的振動可能傳送到真空腔室120及/或傳送到位於基板支撐件110上之基板(未繪示)。為了抑制真空幫浦420之振動，振動阻尼器431係包括於設備100中，更特別是包括在連接件430中。如圖所示，振動阻尼器431係經由第一耦接件432耦接於真空幫浦420及經由第二耦接件433耦接於真空腔室120。
第7圖更繪示適用於測量真空腔室120之振動的振動感測器450。舉例來說，振動感測器可適用於測量真空腔室120之振動的振幅及/或頻率。振動感測器450可更適用於在一或多個方向中測量振動。振動感測器450可包括光學源(未繪示)，適用於產生光束。光束可導引至真空腔室120，舉例為真空腔室120之牆上，其中光束之至少部份可從真空腔室反射。振動感測器450可更包括偵測器(未繪示)，用以在從真空腔室120反射後偵測光束。因此，有關於真空腔室120之振動的資訊可藉由振動感測器450收集。振動感測器可為干涉儀(interferometer)。
根據一些實施例，振動感測器係裝配，以用於測量影響成像帶電粒子束顯微鏡及基板支撐件之間的相對位置的振動。如第7圖中所示，有鑑於在真空腔室產生之相對大振幅，此測量可在真空腔室執行。根據再其他或額外應用，振動感測器可固定於基板支撐件，以測量成像帶電粒子束顯微鏡之相對位置(及位 置振動)，或可固定於成像帶電粒子束顯微鏡，以測量基板支撐件之相對位置(及位置振動)。振動感測器舉例為干涉儀或壓電振動感測器。
振動感測器450所收集之有關於成像帶電粒子束顯微鏡及基板支撐件之間的相對位置及/或真空腔室120之振動的資料可傳送到控制單元(舉例為第1圖中所示之控制器180)。利用由振動感測器450收集之資料，控制單元可控制設備100。特別是，利用振動感測器450收集之資料，控制單元可控制第一成像帶電粒子束顯微鏡130、第二成像帶電粒子束顯微鏡140、位移單元410或包括於設備100中之其他元件，以舉例為在如果振動感測器450指出真空腔室之振動超出預定限制時暫時地停止基板之CD測量。相對位置之測量可再更額外地或替代地使用，以利用校正因子(correction factor)校正影像。校正因子係源自於相對位置之測量。
第8A圖繪示如此處所述之成像帶電粒子束顯微鏡，也就是帶電粒子束裝置500，例如是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包括電子束立柱20，提供舉例為第一腔室21、第二腔室22及第三腔室23。可亦意指為槍腔室(gun chamber)之第一腔室包括電子束源30，具有發射器31及抑制器32。
發射器31連接於電源供應器531，用以提供電位至發射器。提供至發射器之電位可使得電子束加速至舉例為20keV 或以上的能量。因此，發射器可施加偏壓至-1kV電壓的電位，以提供1keV之著陸能量來用於接地基板。上電極562係提供於較高之電位來在較高能量導引電子穿過立柱。
在利用第8A圖中所示之裝置下，電子束(未繪示)可藉由電子束源30產生。束可對準於束限制孔550。束限制孔550調整尺寸以塑形束，也就是阻擋部份之束。之後，束可通過射束分離器580，射束分離器580分離主電子束及訊號電子束，也就是分離主電子束與訊號電子。主電子束可藉由物鏡聚焦於基板160上。 基板160位於基板支撐件110上之基板位置。在電子束衝擊基板160上時，二次及/或背向散射電子或x射線係從基板160釋放，而可由偵測器598偵測。
在第8A圖中所示之範例實施例中，聚光器透鏡520及束塑形或束限制孔550係提供。兩階段致偏器系統540係設置於聚光器透鏡及束限制孔550之間，用以對準束於孔。束限制孔550舉例為束塑形孔。電子可藉由引出器(extractor)或藉由正極加速至立柱中之電壓。引出器可舉例為藉由聚光器透鏡520或藉由其他電極(未繪示)提供。
如第8A圖中所示，物鏡具有磁性透鏡元件561，具有下磁極片64及上磁極片63及具有線圈62，聚焦主電子束於基板160上。基板160可位於基板支撐件110上。繪示於第8A圖中之物鏡包括上磁極片63、下磁極片64及線圈62，形成物鏡之磁性透鏡元件60。再者，上電極562及下電極530形成物鏡之靜電透鏡元件。
再者，在第8A圖中所示之實施例中，掃描致偏器組件570係提供。掃描致偏器組件570(亦見第1圖中之掃描致偏器組件184)可舉例為磁性，但較佳地為靜電掃描致偏器組件，裝配以用於高像素率。掃描致偏器組件570可為單一階段組件，如第8A圖中所示。或者，可亦提供兩階段或甚至三階段致偏器組件。各階段係提供於沿著光軸2之不同位置處。
下電極530係連接於電壓供應器(未繪示)。第8A圖中所示之實施例係繪示在下磁極片64之下方的下電極530。物鏡之下電極為浸沒透鏡元件之減速電極，也就是物鏡之下電極，一般係在一電位來提供2keV或以下之著陸能量之帶電粒子於基板上，舉例為500eV或1keV之著陸能量。
射束分離器580係適用於分離主及訊號電子。射束分離器可為維恩過濾器(Wien filter)及/或可為至少一磁性致偏器，使得訊號電子係致偏離開光軸2。訊號電子係接著由射束彎曲器591及透鏡595導引至偵測器598，射束彎曲器591舉例為半球形射束彎曲器。可設置像是濾光器596之其他元件。根據再其他調整，偵測器可為分段的偵測器，裝配以用於根據在樣本之起始角度偵測訊號電子。
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為成像帶電粒子束顯微鏡形式之帶電粒子束裝置，例如是舉例為第8A圖中所示之帶電粒子束裝置500。
第8B及8C圖繪示部份之帶電粒子束裝置500的其他選擇實施例。在第8B及8C圖中，在預定傾斜之射束著陸角度下傾斜主帶電粒子束來衝擊於基板上的選擇係繪示出來。根據此處所述之數個實施例，如此處所述之成像帶電粒子束顯微鏡可利用一或多個傾斜束來成像。因此，3D成像、階梯之成像、溝槽之成像、孔洞及/或突出物之成像可改善。
根據可與此處所述其他實施例結合之一些實施例，臨界尺寸測量可提供而用於結構之形狀，舉例來說，孔或柱可基於完美製造結構而具有圓形的形狀。事實上，孔或柱可能偏離完美圓形之形狀，但可能略微地呈現卵形或橢圓形。因此，形狀之粗糙度或其他比可利用根據本揭露之數個實施例的CD測量來進行測量。特別是針對孔、開孔、柱或其他三維結構，及利用傾斜之射束的測量或利用不同傾斜之射束的兩個(舉例為接續的)測量可具有優點。因此，根據可與此處所述其他實施例結合之一些實施例，可提供如此處所述之帶電粒子束傾斜(舉例為參照第8B及8C圖)。再者，利用傾斜射束之成像可利用來測量結構之形狀的深寬比。深寬比(例如是為圓對上橢圓之結構)可亦利用根據本揭露之數個實施例之非傾斜的射束來進行測量。然而，特別是三維結構之深寬比可舉例有利地利用立體影像及/或傾斜之射束來測量。
在第8B圖中，帶電粒子束源(未繪示)射出帶電粒子束，以沿著光軸2朝向物鏡560行進，物鏡560係聚焦此束於基板160之表面上。預透鏡致偏單元510可包括兩個致偏線圈，使束偏 離光軸2。有鑑於兩階段，此束可偏離，以看似從與帶電粒子束源之視位(apparent position)重合的點出現(emerge)。預透鏡致偏單元510係配置在帶電粒子束源及物鏡560之間。浸沒(in-lens)致偏單元512可提供於物鏡之場內，使得個別之場重疊。浸沒致偏單元512可為兩階段單元，包括兩個致偏線圈。當第8B圖之示意圖繪示一個線圈位在物鏡560之主平面的上方及一個線圈位在物鏡560之主平面的下方之配置時，其他配置亦為可行的，特別是提供浸沒致偏單元及物鏡之場之間的重疊的配置。
浸沒致偏單元512可重新導向束，使得束在光軸穿過物鏡之中心，也就是聚集作用之中心。重新導向係使得帶電粒子束從一方向擊中基板之表面，此方向實質上相反於無需穿過光軸2的方向。浸沒致偏單元512及物鏡560之結合作用係導引主帶電粒子束回到光軸，使得主帶電粒子束在預定傾斜之束著陸角度下擊中樣本。
在第8C圖中，帶電粒子束源(未繪示)射出帶電粒子束，以沿著光軸2朝向物鏡560行進，物鏡560係聚焦此束於基板160之表面上。預透鏡致偏單元510包括兩個致偏器，以使束偏離光軸。有鑑於兩階段，此束可偏離，以看似從與帶電粒子束源之視位重合的點出現。預透鏡致偏單元510可配置在帶電粒子束源及物鏡560之間。在預透鏡致偏單元510的上方，維恩過濾器513可設置而產生交叉電磁場。通過物鏡560之帶電粒子束的離軸路徑(off-axis path)致使第一色差。維恩過濾器153之能量分散效應 (energy dispersive effect)引發與第一色差之相同形式的第二色差。適當地選擇維恩過濾器之電場E及磁場B的強度，第二色差可調整，以與第一色差之大小相同但方向相反。實際上，第二色差在基板表面之平面係實質上補償第一色差。主帶電粒子束係藉由離軸行進通過物鏡560及物鏡之聚焦作用來傾斜。
第9a-d圖繪示根據此處所述實施例之真空腔室中之成像帶電粒子束顯微鏡之不同配置的例子之示意圖，成像帶電粒子束顯微鏡包括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。第9a圖中所示之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之配置係類似於上方所考慮之實施例。特別是，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係沿著x方向150配置。如圖所示，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140兩者係配置在相對於y方向152相同之y座標710。
第9b圖繪示設備100，其中第一成像帶電粒子束顯微鏡130係配置在真空腔室120中之第一y座標720及其中第二成像帶電粒子束顯微鏡係配置在第二y座標721，第二y座標721不同於第一y座標。在第9b圖中所示之實施例中，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之間沿著x方向150之距離係為第一投射軸722及第二投射軸723之間的距離。第一投射軸722沿著y方向152延伸通過第一成像帶電粒子束顯微鏡130之中心724，及第二投射軸723沿著y方向延伸通過第二成像帶電 粒子束顯微鏡140之中心725。從數學的角度而言，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之間沿著x方向150之距離135係為兩個點A及B之間的距離，其中A係為中心724於x方向150之正交投影及B係為中心725於x方向150之正交投影。
第9c圖繪示根據設備100更包括第三成像帶電粒子束顯微鏡750之實施例的示意圖，及其中第一成像帶電粒子束顯微鏡130、第二成像帶電粒子束顯微鏡140及第三成像帶電粒子束顯微鏡750係沿著x方向150配置。如圖所示，第一成像帶電粒子束顯微鏡130、第二成像帶電粒子束顯微鏡140及第三成像帶電粒子束顯微鏡750係配置在相對於y方向152相同之y座標730。第三成像帶電粒子束顯微鏡750係沿著x方向150遠離第一成像帶電粒子束顯微鏡130一距離761，及係沿著x方向遠離第二成像帶電粒子束顯微鏡140一距離762。在範例實施例中，第一成像帶電粒子束顯微鏡130、第二成像帶電粒子束顯微鏡140及第三成像帶電粒子束顯微鏡750係以對稱方式線性配置，其中距離761係等同於距離762。相較於具有兩個成像帶電粒子束顯微鏡之設備，如第9c圖中所示之包含第三成像帶電粒子束顯微鏡750可更減少基板沿著x方向150移動來在基板上進行CD測量的距離。因此，相較於包括兩個成像帶電粒子束顯微鏡之真空腔室，例如是舉例為第9a圖中所示之真空腔室120，繪示於第9c圖中之真空腔室120的內部寬度121係較小。
第9d圖繪示根據設備100更包括第四成像帶電粒子束顯微鏡760之實施例的示意圖。第一成像帶電粒子束顯微鏡130、第二成像帶電粒子束顯微鏡140、第三成像帶電粒子束顯微鏡750及第四成像帶電粒子束顯微鏡760係對稱配置成如方形的矩陣。其中，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係在第一y座標741配置成陣列之第一列。第三成像帶電粒子束顯微鏡750及第四成像帶電粒子束顯微鏡760係在第二y座標740配置成陣列之第二列。第三成像帶電粒子束顯微鏡750係沿著y方向152遠離第一成像帶電粒子束顯微鏡130一距離781，及沿著x方向遠離第四成像帶電粒子束顯微鏡760一距離782。第四成像帶電粒子束顯微鏡760係沿著y方向更遠離第二成像帶電粒子束顯微鏡140一距離783。距離135、距離781、距離782及距離783係為相等距離。相較於具有兩個成像帶電粒子束顯微鏡之設備，如第9d圖中所示之四個成像帶電粒子束顯微鏡的配置可減少基板沿著y方向152移動來進行基板上之CD測量的距離。因此，相較於包括兩個成像帶電粒子束顯微鏡之真空腔室，例如是舉例為第9a圖中所示之真空腔室120，沿著y方向之真空腔室120之尺寸770可減少。
綜上所述，雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因 此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
2:光軸
20:電子束立柱
2.1:第一腔室
22:第二腔室
23:第三腔室
30:電子束源
31:發射器
32:抑制器
60:磁性透鏡元件
62:線圈
63:上磁極片
64:下磁極片
110:基板支撐件
160:基板
500:帶電粒子束裝置
520:聚光器透鏡
530:下電極
531:電源供應器
540:兩階段致偏器系統
550:束限制孔
561:磁性透鏡元件
562:上電極
570:掃描致偏器組件
580:射束分離器
591:射束彎曲器
595:透鏡
596:濾光器
598:偵測器

Claims (19)

  1. 一種用於顯示器製造之一基板之自動臨界尺寸測量的方法，包括：利用一帶電粒子束掃描具有一第一尺寸的一第一視場，以取得一第一影像，該第一影像具有用於顯示器製造之該基板之一第一部份的一第一解析度；決定該第一影像中之一圖案，該圖案具有一第一位置；利用該帶電粒子束掃描一第二視場，以取得該基板之一第二部份之一第二影像，該第二視場具有一第二尺寸及具有一第二位置，該第二尺寸小於該第一尺寸，該第二位置相對於該第一位置提供，該第二影像具有一第二解析度，該第二解析度高於該第一解析度；以及從該第二影像決定提供於該基板上之一結構的一臨界尺寸。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該臨界尺寸係為該基板上之一距離。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之方法，更包括：視覺化該距離於該第一影像中。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，更包括：利用該帶電粒子束掃描一第三視場，以取得該基板之一第三部份之一第三影像，該第三視場具有一第三尺寸及具有一第三位置，該第三尺寸小於該第一尺寸，該第三位置相對於該第一位置提供，該第三影像具有一第三解析度，該第三解析度高於該第一解析度；以及 從該第三影像決定提供於該基板上之一其他結構的一其他臨界尺寸。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該第三視場係不同於該第二視場或該第三位置係不同於該第二位置。
  6. 如申請專利範圍第1至5項之任一者所述之方法，其中該第二影像係在該第一影像中。
  7. 如申請專利範圍第1至5項之任一者所述之方法，其中該第一位置係藉由圖案辨識計算。
  8. 如申請專利範圍第1至5項之任一者所述之方法，其中該第一位置係藉由該圖案之複數個特徵決定。
  9. 如申請專利範圍第1至5項之任一者所述之方法，其中該臨界尺寸係藉由複數個訊號電子之一強度訊號測量。
  10. 如申請專利範圍第1至5項之任一者所述之方法，其中該第一視場係利用一數位掃描器(digital scanner)測量。
  11. 如申請專利範圍第1至5項之任一者所述之方法，其中該第一視場具有50μm或以上之一最小尺寸，及該第二視場具有35μm或以下之最大尺寸。
  12. 如申請專利範圍第1至5項之任一者所述之方法，其中該第一解析度及該第二解析度之間的比係從2：1至20：1。
  13. 如申請專利範圍第1至5項之任一者所述之方法，更包括：在該基板之至少五個區域重複該自動臨界尺寸測量，該些區域分散在至少1.2m2。
  14. 一種檢查用於顯示器製造之一大面積基板之方法，包括：(a)使具有一第一結構形式之一第一區域中之該大面積基板的一第一部份成像，以取得一第一影像；(b)決定該第一部份中之一圖案；(c)使該第一區域中之該大面積基板的一第二部份成像，以取得一第二影像，該第二影像具有高於該第一影像之一解析度；(d)決定該第一區域中之該第一結構形式的一臨界尺寸；以及在該大面積基板上之複數個區域中重複(a)至(c)，該些區域分散在該大面積基板上之至少1.2m2。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之方法，更包括：計算相對於該些區域之該第一結構形式之該臨界尺寸的一靜電(static)。
  16. 一種用以檢查用於顯示器製造的一大面積基板之設備，該設備包括：一真空腔室；一基板支撐件，配置於該真空腔室中，其中該基板支撐件提供至少1.2m2及具有沿著一第一方向之一第一接收區域尺寸之一基板接收區域；一第一成像帶電粒子束顯微鏡及一第二成像帶電粒子束顯微鏡，具有該第一接收區域尺寸之30%至70%的沿著該第一方向之一距離；以及 一控制器，包括：一處理器及一記憶儲存指令，當由該處理器執行該記憶儲存指令時係致使該設備執行如申請專利範圍第1至15項之任一項的該方法。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之設備，其中該真空腔室具有沿著該第一方向之一第一內部尺寸，為沿著該第一方向之該第一接收區域尺寸的150%至180%。
  18. 如申請專利範圍第16至17項之任一者所述之設備，其中該第二成像帶電粒子束顯微鏡係沿著該第一方向遠離該第一成像帶電粒子束顯微鏡至少30cm的一距離。
  19. 一種操作如申請專利範圍第16至17項之任一者所述之設備的方法，包括：匹配該第一成像帶電粒子束顯微鏡之該大面積基板上之一第一座標系統於該第二成像帶電粒子束顯微鏡之該大面積基板上之一第二座標系統。
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