對(duì)相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本專(zhuān)利申請(qǐng)要求于2016年3月3日向韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第10-2016-0025805號(hào)的優(yōu)先權(quán)，該韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用整體合并于此。

本發(fā)明構(gòu)思涉及一種檢查方法和系統(tǒng)以及使用該檢查方法和系統(tǒng)檢查半導(dǎo)體器件的方法。

背景技術(shù)：

由于半導(dǎo)體器件的小型化(small-sized)、多功能和/或低成本特性，半導(dǎo)體器件是電子工業(yè)中的重要元件。可以使用諸如光刻、蝕刻、沉積、離子注入和清洗工藝的各種工藝來(lái)制造半導(dǎo)體器件。

執(zhí)行檢查處理以檢查制造的半導(dǎo)體器件的圖案是否存在任何故障。通過(guò)執(zhí)行檢查處理，能夠優(yōu)化制造工藝的工藝條件并且在早期階段確定半導(dǎo)體器件中是否存在任何故障。

隨著半導(dǎo)體器件規(guī)模減小，對(duì)能夠可靠地測(cè)量半導(dǎo)體器件中的精細(xì)圖案的尺寸的方法和系統(tǒng)存在日益增長(zhǎng)的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例提供了一種被配置為在減少的處理時(shí)間內(nèi)檢查樣品的方法和系統(tǒng)。

本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例提供了一種經(jīng)濟(jì)地(costeffectively)檢查半導(dǎo)體器件的方法。

在一個(gè)方面中，一種檢查樣品的方法可以包括：對(duì)樣品的目標(biāo)圖案執(zhí)行聚焦操作。聚焦操作可以包括以不同聚焦高度(level)掃描目標(biāo)圖案以獲得多個(gè)聚焦圖像。該方法還可以包括使用多個(gè)聚焦圖像中的至少一個(gè)作為目標(biāo)圖案的目標(biāo)圖案圖像，并且然后基于目標(biāo)圖案圖像測(cè)量目標(biāo)圖案的尺寸。

在另一方面中，一種用于檢查樣品的系統(tǒng)可以包括：圖像掃描單元，被配置為獲得形成在樣品上的圖案的圖像；以及控制器，被配置為控制圖像掃描單元?？刂破骺梢员慌渲脼榭刂茍D像掃描單元以不同聚焦高度對(duì)圖案執(zhí)行掃描操作并且獲得多個(gè)聚焦圖像。該系統(tǒng)還可以包括：數(shù)據(jù)處理單元，被配置為將多個(gè)聚焦圖像中的至少一個(gè)存儲(chǔ)為圖案的圖案圖像并且基于圖案圖像測(cè)量圖案的尺寸。

在另一方面中，一種檢查半導(dǎo)體器件的方法可以包括：提供具有目標(biāo)圖案的半導(dǎo)體基板；在半導(dǎo)體基板上安置圖像掃描單元；操作連接到圖像掃描單元的控制器，以控制圖像掃描單元以不同聚焦高度對(duì)目標(biāo)圖案執(zhí)行掃描操作并且獲得多個(gè)聚焦圖像；操作連接到圖像掃描單元的數(shù)據(jù)處理單元，以將多個(gè)聚焦圖像中的至少一個(gè)存儲(chǔ)為目標(biāo)圖案的目標(biāo)圖案圖像并且基于目標(biāo)圖案圖像測(cè)量目標(biāo)圖案的尺寸；以及檢查目標(biāo)圖案的尺寸是否在可允許范圍內(nèi)。

在另一方面中，一種檢查樣品的方法可以包括：對(duì)樣品的圖案執(zhí)行聚焦操作。聚焦操作可以包括在第一方向上在彼此間隔的不同聚焦高度掃描圖案以獲得多個(gè)聚焦圖像。該方法還可以包括：使用多個(gè)聚焦圖像中的至少一個(gè)作為圖案的圖案圖像并且基于圖案圖像測(cè)量圖案的尺寸。

附圖說(shuō)明

根據(jù)結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例進(jìn)行的下面的描述，本總體發(fā)明構(gòu)思的這些和/或其他方面和優(yōu)點(diǎn)將變得清楚和更加容易理解。

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例的樣品檢查系統(tǒng)的示意圖。

圖2是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例的樣品檢查方法的流程圖。

圖3是示出圖2的步驟s200的操作的流程圖。

圖4是示出圖2的步驟s300的操作的流程圖。

圖5是示出圖2的步驟s500的操作的流程圖。

圖6是示出圖2的步驟s600的操作的流程圖。

圖7是示出要由圖1的圖像掃描單元執(zhí)行的聚焦高度可調(diào)節(jié)掃描操作的示意圖。

圖8是圖7所示的部分'q'的放大圖。

圖9是示出由圖1的圖像掃描單元獲得的聚焦圖像的圖像特性的曲線(xiàn)圖。

圖10是示出使用根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例的樣品檢查方法來(lái)檢查半導(dǎo)體器件的方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將詳細(xì)參考在附圖中示出其示例的本總體發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例，在附圖中，相同的附圖標(biāo)記始終指代相同的元件。以下通過(guò)參考附圖來(lái)描述實(shí)施例以便解釋本總體發(fā)明構(gòu)思。

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例的樣品檢查系統(tǒng)500的示意圖。

參考圖1，樣品檢查系統(tǒng)500可以包括圖像掃描設(shè)備200和計(jì)算機(jī)300。圖像掃描設(shè)備200可以包括其中可以安置樣品10的腔室100和圖像掃描單元110。圖像掃描單元110連接到腔室100并且被配置為從樣品10中的圖案獲得圖像?？梢栽谇皇?00中提供其上可以加載樣品10的臺(tái)架(stage)102。圖像掃描設(shè)備200可以被配置為執(zhí)行非破壞性測(cè)試。作為示例，圖像掃描單元110可以是掃描電子顯微鏡(sem)，并且腔室100可以是真空腔室。

計(jì)算機(jī)300可以控制圖像掃描設(shè)備200從樣品10獲得圖像數(shù)據(jù)，并且可以處理由圖像掃描設(shè)備200獲得的圖像數(shù)據(jù)。例如，計(jì)算機(jī)300可以包括被配置為控制圖像掃描設(shè)備200的控制器120、被配置為處理各種數(shù)據(jù)類(lèi)型的信息的數(shù)據(jù)處理單元130以及被配置為存儲(chǔ)各種數(shù)據(jù)類(lèi)型的信息的庫(kù)140。庫(kù)140例如可以包括硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)和/或非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器設(shè)備，例如，閃速(flash)存儲(chǔ)器設(shè)備、相變存儲(chǔ)器設(shè)備和/或磁存儲(chǔ)器設(shè)備等。數(shù)據(jù)處理單元130可以與圖像掃描單元110、控制器120和庫(kù)140通信?？刂破?20可以與數(shù)據(jù)處理單元和圖像掃描單元110通信?？刂破?20、數(shù)據(jù)處理單元130和庫(kù)140中的每個(gè)的功能將在下面更加詳細(xì)地描述。盡管未示出，但是計(jì)算機(jī)300還可以包括輸入/輸出單元和接口單元。輸入/輸出單元可以包括鍵盤(pán)、鍵區(qū)和/或顯示設(shè)備等。由圖像掃描設(shè)備200獲得的圖像數(shù)據(jù)可以通過(guò)接口單元傳送到計(jì)算機(jī)300。另外，由計(jì)算機(jī)300處理的數(shù)據(jù)可以通過(guò)接口單元被傳送到圖像掃描設(shè)備200。接口單元可以包括例如有線(xiàn)元件、無(wú)線(xiàn)元件、通用串行總線(xiàn)(usb)端口等?？刂破?20、數(shù)據(jù)處理單元130、庫(kù)140、輸入/輸出單元和接口單元可以經(jīng)由至少一個(gè)數(shù)據(jù)總線(xiàn)彼此耦合。

樣品檢查系統(tǒng)500可以用于對(duì)樣品——例如，樣品10——執(zhí)行檢查處理。在下文中，將參考圖2至圖9描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例的樣品檢查方法。

圖2是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例的樣品檢查方法的流程圖。圖3是示出圖2的步驟s200的操作的流程圖，而圖4是示出圖2的步驟s300的操作的流程圖。圖5是示出圖2的步驟s500的操作的流程圖，而圖6是示出圖2的步驟s600的操作的流程圖。圖7是示出要由圖1的圖像掃描單元110執(zhí)行的聚焦高度可調(diào)節(jié)掃描操作的示意圖，而圖8是圖7的部分'q'的放大圖。圖9是示出由圖1的圖像掃描單元110獲得的聚焦圖像的圖像特性的曲線(xiàn)圖。

參考圖1和圖2，樣品10可以被加載在圖像掃描設(shè)備200的腔室100中的臺(tái)架102上。樣品10可以是例如其上提供有精細(xì)圖案的晶片。精細(xì)圖案可以包括：要測(cè)量其尺寸的目標(biāo)圖案；以及與目標(biāo)圖案間隔以提供關(guān)于目標(biāo)圖案的位置的信息的參考圖案。作為示例，參考圖案可以具有與鄰近其的其他圖案可區(qū)分的特有形狀，并且目標(biāo)圖案可以是規(guī)則排列的精細(xì)圖案之一。

圖像掃描單元110可以被定位在樣品10上，以對(duì)樣品10的參考圖案執(zhí)行聚焦操作(s100)。

首先，將參考圖7至圖9描述圖像掃描單元110的聚焦操作。聚焦操作可以包括掃描樣品10的其上具有精細(xì)圖案20的表面10s。可以在掃描樣品10的表面10s期間調(diào)節(jié)圖像掃描單元110的聚焦高度，如圖7和圖8所示。精細(xì)圖案20可以包括參考圖案和/或目標(biāo)圖案。圖像掃描單元110的焦點(diǎn)可以形成在樣品10的表面10s上。在該實(shí)施例中，樣品10的表面10s可以定義為被定位在相對(duì)于圖像掃描單元110的例如第三聚焦高度f(wàn)l3的聚焦高度處。圖像掃描單元110的聚焦高度的調(diào)節(jié)可以包括在與樣品10的表面10s垂直的方向——例如，z方向——上，將圖像掃描單元110的聚焦高度從fl3的聚焦高度改變?yōu)槠渌劢垢叨?，例如，第一聚焦高度f(wàn)l1、第二聚焦高度f(wàn)l2或第四聚焦高度f(wàn)l4。第四聚焦高度f(wàn)l4可以在z方向上在第三聚焦高度f(wàn)l3之上并且與其間隔。第二聚焦高度f(wàn)l2可以在z方向上在第三聚焦高度f(wàn)l3之下并且與其間隔。第一聚焦高度f(wàn)l1可以在z方向上在第二聚焦高度f(wàn)l2之下并且與其間隔?？梢栽诿總€(gè)聚焦高度(即，第一聚焦高度至第四聚焦高度f(wàn)l1、fl2、fl3或fl4)并且在與樣品10的表面10s基本上平行的平面——例如，x-y平面——上執(zhí)行掃描操作。x-y平面可以與樣品10的表面10a基本上平行，并且z方向可以與x-y平面基本上垂直?？梢詧?zhí)行聚焦操作來(lái)在多個(gè)聚焦高度——即，第一聚焦高度至第四聚焦高度f(wàn)l1、fl2、fl3和fl4——中的每個(gè)獲得聚焦圖像。本發(fā)明構(gòu)思被描述為具有第一聚焦高度至第四聚焦高度f(wàn)l1、fl2、fl3和fl4；然而，本發(fā)明構(gòu)思不限于此。例如，本發(fā)明構(gòu)思可以包括多于或少于四個(gè)聚焦高度。

在一些實(shí)施例中，圖像掃描單元110可以是掃描電子顯微鏡。例如，圖像掃描單元110可以被配置為采用電子束e掃描樣品10的表面10s。在這樣的實(shí)施例中，電子束e的焦點(diǎn)可以形成在樣品10的表面10s上，并且在該實(shí)施例中，樣品10的表面10s可以定義為被放置在相對(duì)于圖像掃描單元110的例如第三聚焦高度f(wàn)l3的聚焦高度處。可以在x-y平面上對(duì)樣品10的表面10s執(zhí)行圖像掃描單元110的掃描操作。可以在圖1的控制器120的控制下改變圖像掃描單元110的聚焦高度?？梢栽谂c樣品10的表面10s或x-y平面垂直的方向——即，z方向——上執(zhí)行圖像掃描單元110的聚焦高度的改變。在圖像掃描單元110是掃描電子顯微鏡的實(shí)施例中，可以控制圖像掃描單元110中產(chǎn)生的電場(chǎng)以改變電子束e的傳播方向，并且從而改變圖像掃描單元110的聚焦高度。在每個(gè)改變后的聚焦高度處，例如第一聚焦高度f(wàn)l1、第二聚焦高度f(wàn)l2和/或第四聚焦高度f(wàn)l4，圖像掃描單元110可以在與x-y平面平行的方向上對(duì)樣品10的表面10s執(zhí)行掃描操作。

也就是說(shuō)，對(duì)樣品10的精細(xì)圖案20的聚焦操作可以包括在與x-y平面平行的方向上、在沿z方向彼此間隔的第一聚焦高度至第四聚焦高度f(wàn)l1、fl2、fl3和/或fl4中的每個(gè)處執(zhí)行掃描操作。因此，可以分別地在第一聚焦高度至第四聚焦高度f(wàn)l1、fl2、fl3和fl4處獲得多個(gè)聚焦圖像img1、img2、img3和img4，如圖9所示。圖9的曲線(xiàn)圖的x軸表示聚焦高度f(wàn)l，而圖9的曲線(xiàn)圖的y軸表示分辨率。多個(gè)聚焦圖像img1、img2、img3和img4可以具有不同的分辨率。聚焦圖像img1、img2、img3和img4中的最高分辨率的圖像可以被選擇為最佳聚焦圖像，例如聚焦圖像img3；并且最佳聚焦圖像的聚焦高度——例如第三聚焦高度f(wàn)l3——可以被定義為最佳聚焦。

參考回到圖1和圖2，對(duì)參考圖案20的聚焦操作可以包括掃描樣品10的具有參考圖案的表面10s，并且在這樣的掃描操作期間，圖像掃描單元110的聚焦高度可以在多個(gè)聚焦高度之間調(diào)節(jié)，如參考圖7至圖9所述。因此，可以在每個(gè)聚焦高度處獲得參考圖案的多個(gè)第一聚焦圖像img1r、img2r、img3r和img4r。第一聚焦圖像img1r、img2r、img3r和img4r中的最高分辨率的圖像可以被選擇為第一最佳聚焦圖像，例如聚焦圖像img3r，并且，例如聚焦圖像img3r的第一最佳聚焦圖像的聚焦高度——例如第三聚焦高度f(wàn)l3——可以被定義為最佳聚焦。

參考圖1、圖2和圖3，在對(duì)參考圖案的聚焦操作之后，可以從參考圖案獲得參考圖案圖像(s200)。獲得參考圖案圖像可以包括操作圖1的數(shù)據(jù)處理單元130，以從圖像掃描單元110獲得第一聚焦圖像img1r、img2r、img3r和img4r(s210)，并且選擇第一聚焦圖像img1r、img2r、img3r和img4r中的至少一個(gè)作為參考圖案的參考圖案圖像(s220)。在一些實(shí)施例中，第一最佳聚焦圖像，例如聚焦圖像img3r，或者例如聚焦圖像img3r的第一最佳聚焦圖像與其他第一聚焦圖像——例如img1r、img2r和img4r——的合成圖像可以被選擇為參考圖案圖像。也就是說(shuō)，數(shù)據(jù)處理單元130可以被配置為將第一最佳聚焦圖像img3r或合成圖像存儲(chǔ)為參考圖案圖像。結(jié)果，可以從在對(duì)參考圖案的聚焦操作期間獲得的第一聚焦圖像img1r、img2r、img3r和img4r獲得參考圖案圖像，而無(wú)需對(duì)參考圖案的額外的掃描操作。

參考圖1、圖2和圖4，參考圖案圖像可以用于尋找目標(biāo)圖案的尋址操作(s300)。例如，圖1的數(shù)據(jù)處理單元130可以被操作為或被配置為將參考圖案圖像與第一可比較對(duì)象圖像進(jìn)行比較并且識(shí)別參考圖案(s310)。第一可比較對(duì)象圖像可以存儲(chǔ)在圖1的庫(kù)140中，并且可以用作用于識(shí)別參考圖案的參考圖像。數(shù)據(jù)處理單元130可以被配置為從庫(kù)140提取第一可比較對(duì)象圖像，并且基于參考圖案圖像與第一可比較對(duì)象圖像是否一致來(lái)識(shí)別參考圖案。之后，可以基于目標(biāo)圖案相對(duì)于參考圖案的位置或地址信息來(lái)定位目標(biāo)圖案(s320)。目標(biāo)圖案的位置信息可以是存儲(chǔ)在庫(kù)140中的信息。如果參考圖案被識(shí)別，則數(shù)據(jù)處理單元130可以從庫(kù)140提取目標(biāo)圖案的位置信息。數(shù)據(jù)處理單元130可以向控制器120提供目標(biāo)圖案的位置信息。基于從數(shù)據(jù)處理單元130提供的目標(biāo)圖案的位置信息，控制器120可以控制圖像掃描單元110將圖像掃描單元110的成像區(qū)域從將參考圖案移動(dòng)到目標(biāo)圖案。

參考回到圖1和圖2，在響應(yīng)于控制器120將圖像掃描單元110的成像區(qū)域移動(dòng)到目標(biāo)圖案之后，圖像掃描單元110可以對(duì)樣品10的目標(biāo)圖案執(zhí)行聚焦操作(s400)。對(duì)目標(biāo)圖案的聚焦操作可以包括在不同聚焦高度——例如，在z方向上彼此間隔的第一聚焦高度f(wàn)l1至第四聚焦高度f(wàn)l4——處掃描樣品10的具有目標(biāo)圖案的表面，如參考圖7至圖9所述。因此，可以獲得目標(biāo)圖案的多個(gè)第二聚焦圖像img1t、img2t、img3t和img4t。第二聚焦圖像img1t、img2t、img3t和img4t中的最高分辨率的圖像可以被選擇為第二最佳聚焦圖像，例如聚焦圖像img3t，并且例如聚焦圖像img3t的第二最佳聚焦圖像的聚焦高度——例如第三聚焦高度f(wàn)l3——可以被定義為最佳聚焦。

參考圖1、圖2和圖5，在對(duì)目標(biāo)圖案的聚焦操作之后，可以從目標(biāo)圖案獲得目標(biāo)圖案圖像(s500)。獲得目標(biāo)圖案圖像可以包括操作圖1的數(shù)據(jù)處理單元130以采用圖像掃描單元110獲得第二聚焦圖像img1t、img2t、img3t和img4t(s510)，并且選擇第二聚焦圖像img1t、img2t、img3t和img4t中的至少一個(gè)作為目標(biāo)圖案的目標(biāo)圖案圖像(s520)。在一些實(shí)施例中，第二聚焦圖像img1t、img2t、img3t和img4t中的第二最佳聚焦圖像，例如聚焦圖像img3t，或者例如img3t的第二最佳聚焦圖像與其他第二聚焦圖像——例如，聚焦圖像img1t、img2t和img4t——的合成圖像可以被選擇為目標(biāo)圖案圖像。也就是說(shuō)，數(shù)據(jù)處理單元130可以被配置為將第二最佳聚焦圖像img3t或合成圖像存儲(chǔ)為目標(biāo)圖案圖像。結(jié)果，可以從在對(duì)目標(biāo)圖案的聚焦操作期間獲得的第二聚焦圖像img1t、img2t、img3t和img4t獲得目標(biāo)圖案圖像，而無(wú)需對(duì)目標(biāo)圖案的額外的掃描操作。

獲得目標(biāo)圖案圖像還可以包括基于目標(biāo)圖案圖像調(diào)節(jié)圖像的圖像屬性，例如，亮度和對(duì)比度(s530)。數(shù)據(jù)處理單元130可以向控制器120提供目標(biāo)圖案圖像?？刂破?20可以控制圖像掃描單元110以基于從數(shù)據(jù)處理單元130提供的目標(biāo)圖案圖像，調(diào)節(jié)從樣品10獲得的圖像的亮度和對(duì)比度。圖像掃描單元110可以是例如掃描電子顯微鏡，并且在這樣的實(shí)施例中，為了調(diào)節(jié)從樣品10獲得的圖像的亮度和對(duì)比度，控制器120可以控制圖像掃描單元110調(diào)節(jié)從圖像掃描單元110朝向樣品10的表面10s傳播的電子束e的入射角和/或施加到圖像掃描單元110的加速電壓。

參考圖1、圖2和圖6，目標(biāo)圖案圖像可以用于測(cè)量目標(biāo)圖案的尺寸(s600)。首先，可以將目標(biāo)圖案圖像與第二可比較對(duì)象圖像進(jìn)行比較以識(shí)別目標(biāo)圖案(s610)。第二可比較對(duì)象圖像可以存儲(chǔ)在圖1的庫(kù)140中，并且可以用作用于識(shí)別目標(biāo)圖案的參考圖像。數(shù)據(jù)處理單元130可以被配置為從庫(kù)140提取第二可比較對(duì)象圖像，以檢查目標(biāo)圖案圖像與第二可比較對(duì)象圖像是否一致并且基于檢查的結(jié)果識(shí)別目標(biāo)圖案。接下來(lái)，圖像掃描單元110可以對(duì)所識(shí)別的目標(biāo)圖案執(zhí)行掃描操作以獲得圖像數(shù)據(jù)(s620)。也就是說(shuō)，數(shù)據(jù)處理單元130可以向控制器120提供目標(biāo)圖案的識(shí)別信息，并且圖像掃描單元110可以在控制器120的控制下對(duì)所識(shí)別的目標(biāo)圖案執(zhí)行掃描操作。之后，數(shù)據(jù)處理單元130可以基于從圖像掃描單元110獲得的圖像數(shù)據(jù)測(cè)量目標(biāo)圖案的尺寸(s630)。在一些實(shí)施例中，圖像掃描單元110可以是例如掃描電子顯微鏡，該掃描電子顯微鏡被配置為將電子束e發(fā)射到樣品10的表面10s上，如圖7所示。在這樣的實(shí)施例中，從圖像掃描單元110獲得的圖像數(shù)據(jù)可以包含關(guān)于從樣品10的表面10s發(fā)射的二次電子的信息。在數(shù)據(jù)處理單元130中，關(guān)于二次電子的信息可以用于測(cè)量在樣品10的表面10s上形成的目標(biāo)圖案的尺寸，例如線(xiàn)寬?；趫D像數(shù)據(jù)測(cè)量的目標(biāo)圖案的尺寸可以被存儲(chǔ)在庫(kù)140中并且可以被顯示在計(jì)算機(jī)300的輸入/輸出單元上。

圖10是示出使用根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例的樣品檢查方法來(lái)檢查半導(dǎo)體器件的方法的流程圖。

參考圖1和圖10，可以提供具有參考圖案和目標(biāo)圖案的樣品10，例如半導(dǎo)體基板(s700)。作為示例，參考圖案可以具有與鄰近其的其他圖案可區(qū)分的特有形狀，并且目標(biāo)圖案可以是在半導(dǎo)體基板10上重復(fù)地形成的精細(xì)圖案之一。參考圖案可以被提供為與目標(biāo)圖案間隔并且可以用作用于尋找目標(biāo)圖案的位置參考，以及可以執(zhí)行檢查以測(cè)量目標(biāo)圖案的尺寸。半導(dǎo)體基板10可以被加載在臺(tái)架102上，該臺(tái)架102被提供在圖像掃描設(shè)備200的腔室100中，并且圖像掃描設(shè)備200的圖像掃描單元110可以被放置在半導(dǎo)體基板10上(s710)。

可以操作連接到圖像掃描單元110的控制器120以從參考圖案獲得多個(gè)第一聚焦圖像img1r、img2r、img3r和img4r(s720)。可以通過(guò)使用圖像掃描單元110對(duì)參考圖案執(zhí)行聚焦操作來(lái)獲得第一聚焦圖像img1r、img2r、img3r和img4r。也就是說(shuō)，控制器120可以被配置為控制圖像掃描單元110獲得第一聚焦圖像img1r、img2r、img3r和img4r。對(duì)參考圖案的聚焦操作可以包括在不同聚焦高度——例如，在z方向上彼此間隔的第一聚焦高度f(wàn)l1至第四聚焦高度f(wàn)l4——處掃描具有參考圖案的半導(dǎo)體基板10的表面，如參考圖7至圖9所述。

可以操作連接到圖像掃描單元110的數(shù)據(jù)處理單元130獲得參考圖案的參考圖案圖像，并且可以使用參考圖案圖像來(lái)尋找目標(biāo)圖案(s730)。

獲得參考圖案圖像可以包括從圖像掃描單元110獲得第一聚焦圖像img1r、img2r、img3r和img4r，并且選擇多個(gè)第一聚焦圖像img1r、img2r、img3r和img4r中的至少一個(gè)作為參考圖案圖像，如參考圖3所述。也就是說(shuō)，數(shù)據(jù)處理單元130可以將從第一聚焦圖像img1r、img2r、img3r和img4r中選擇的第一最佳聚焦圖像——即，具有最高分辨率的聚焦圖像img3r——或者第一最佳聚焦圖像img3r與其他第一聚焦圖像img1r、img2r和img4r的合成圖像存儲(chǔ)為參考圖案圖像。

目標(biāo)圖案的尋找可以包括：操作數(shù)據(jù)處理單元130將參考圖案圖像與第一可比較對(duì)象圖像進(jìn)行比較并且識(shí)別參考圖案；以及然后，基于關(guān)于目標(biāo)圖案相對(duì)于參考圖案的位置或地址的信息尋找目標(biāo)圖案，如參考圖4所述。數(shù)據(jù)處理單元130可以從庫(kù)140提取目標(biāo)圖案相對(duì)于參考圖案的位置信息，并且控制器120可以基于從數(shù)據(jù)處理單元130提供的目標(biāo)圖案的位置信息來(lái)控制圖像掃描單元110，使得圖像掃描單元110的成像區(qū)域從參考圖案移動(dòng)到目標(biāo)圖案。

可以操作連接到圖像掃描單元110的控制器120從目標(biāo)圖案獲得多個(gè)第二聚焦圖像img1t、img2t、img3t和img4t(s740)?？梢酝ㄟ^(guò)使用圖像掃描單元110對(duì)目標(biāo)圖案執(zhí)行聚焦操作來(lái)獲得第二聚焦圖像img1t、img2t、img3t和img4t。也就是說(shuō)，控制器120可以控制圖像掃描單元110以對(duì)目標(biāo)圖案執(zhí)行聚焦操作。對(duì)目標(biāo)圖案的聚焦操作可以包括在不同聚焦高度——例如，在z方向上彼此間隔的第一聚焦高度f(wàn)l1至第四聚焦高度f(wàn)l4——處掃描具有目標(biāo)圖案的半導(dǎo)體基板10的表面10s，如參考圖7至圖9所述。

可以操作連接到圖像掃描單元110的數(shù)據(jù)處理單元130從圖像掃描單元110獲得目標(biāo)圖案的目標(biāo)圖案圖像，并且基于目標(biāo)圖案圖像測(cè)量目標(biāo)圖案的尺寸(s750)。

獲得目標(biāo)圖案圖像可以包括：從圖像掃描單元110獲得多個(gè)第二聚焦圖像img1t、img2t、img3t和img4t；并且然后，選擇多個(gè)第二聚焦圖像img1t、img2t、img3t和img4t中的至少一個(gè)作為目標(biāo)圖案圖像，如參考圖5所述。也就是說(shuō)，數(shù)據(jù)處理單元130可以存儲(chǔ)從第二聚焦圖像img1t、img2t、img3t和img4t選擇的第二最佳聚焦圖像，即，具有最高分辨率的聚焦圖像img3t，或者第二最佳聚焦圖像img3t與其他第二聚焦圖像img1t、img2t和img4t的合成圖像作為目標(biāo)圖案圖像。獲得目標(biāo)圖案圖像還可以包括基于目標(biāo)圖案圖像來(lái)調(diào)節(jié)圖像的圖像屬性，例如亮度和對(duì)比度。也就是說(shuō)，控制器120可以控制圖像掃描單元110基于從數(shù)據(jù)處理單元130向控制器120提供的目標(biāo)圖案圖像來(lái)調(diào)節(jié)從半導(dǎo)體基板10獲得的圖像的亮度和對(duì)比度，如結(jié)合圖5所述。

如參考圖6所述，測(cè)量目標(biāo)圖案的尺寸可以包括：將目標(biāo)圖案圖像與第二可比較對(duì)象圖像進(jìn)行比較以識(shí)別目標(biāo)圖案；對(duì)所識(shí)別的目標(biāo)圖案執(zhí)行掃描操作以獲得圖像數(shù)據(jù)；以及然后，基于圖像數(shù)據(jù)測(cè)量目標(biāo)圖案的尺寸。數(shù)據(jù)處理單元130可以被配置為從庫(kù)140提取第二可比較對(duì)象圖像，以檢查目標(biāo)圖案圖像與第二可比較對(duì)象圖像是否一致，并且基于檢查的結(jié)果識(shí)別目標(biāo)圖案。數(shù)據(jù)處理單元130可以向控制器120提供目標(biāo)圖案的識(shí)別信息，并且控制器120可以控制圖像掃描單元110對(duì)所識(shí)別的目標(biāo)圖案執(zhí)行掃描操作。結(jié)果，可以通過(guò)圖像掃描單元110獲得關(guān)于目標(biāo)圖案的圖像數(shù)據(jù)。之后，數(shù)據(jù)處理單元130可以基于從圖像掃描單元110獲得的圖像數(shù)據(jù)測(cè)量目標(biāo)圖案的尺寸。

在測(cè)量目標(biāo)圖案的尺寸之后，可以從臺(tái)架102和腔室100卸載半導(dǎo)體基板10。之后，可以執(zhí)行用于檢查目標(biāo)圖案的尺寸是否在可允許范圍內(nèi)的步驟(s760)。如果目標(biāo)圖案的尺寸在可允許范圍內(nèi)，則可以執(zhí)行用于在半導(dǎo)體基板10上形成半導(dǎo)體器件的后續(xù)制造工藝(s770)。如果目標(biāo)圖案的尺寸不在允許范圍內(nèi)，則可以產(chǎn)生警報(bào)(s780)。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例，圖像掃描單元110可以被配置為在對(duì)形成在樣品10上的參考圖案的聚焦操作期間，獲得多個(gè)聚焦圖像，例如，第一聚焦圖像img1r、img2r、img3r和img4r，以及選擇和使用第一聚焦圖像img1r、img2r、img3r和img4r中的至少一個(gè)作為參考圖案圖像。另外，圖像掃描單元110可以被配置為在對(duì)形成在樣品10上的目標(biāo)圖案的聚焦操作期間，獲得多個(gè)聚焦圖像，例如，第二聚焦圖像img1t、img2t、img3t和img4t，以及選擇和使用第二聚焦圖像img1t、img2t、img3t和img4t中的至少一個(gè)作為目標(biāo)圖案圖像。也就是說(shuō)，可以分別地從多個(gè)聚焦圖像——例如，第一聚焦圖像img1r、img2r、img3r和img4r以及第二聚焦圖像img1t、img2t、img3t和img4t——容易地獲得參考圖案圖像或目標(biāo)圖案圖像，而無(wú)需對(duì)參考圖案或目標(biāo)圖案的額外的掃描操作，所述多個(gè)聚焦圖像在對(duì)參考圖案或目標(biāo)圖案的聚焦操作期間獲得。因此，能夠減少檢查具有參考圖案和/或目標(biāo)圖案的樣品10所花費(fèi)的處理時(shí)間。

此外，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例的方法或系統(tǒng)用于檢查半導(dǎo)體器件時(shí)，可以減少檢查半導(dǎo)體器件所花費(fèi)的處理時(shí)間。結(jié)果，可以降低半導(dǎo)體器件的制造成本。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例，圖像掃描單元可以被配置為在對(duì)形成在樣品上的圖案的聚焦操作期間獲得多個(gè)聚焦圖像，以及選擇和使用聚焦圖像中的至少一個(gè)作為圖案圖像。結(jié)果，可以從在對(duì)圖案的聚焦操作期間獲得的聚焦圖像容易地獲得圖案圖像，而無(wú)需對(duì)圖案的額外的掃描操作。因此，可以減少檢查具有圖案的樣品所花費(fèi)的處理時(shí)間。

此外，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例的方法或系統(tǒng)用于檢查半導(dǎo)體器件時(shí)，可以減少檢查半導(dǎo)體器件所花費(fèi)的處理時(shí)間，并且結(jié)果，可以降低半導(dǎo)體器件的制造成本。

雖然已經(jīng)示出和描述了本總體發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到，可以在實(shí)施例中進(jìn)行變化，而不脫離其范圍由所附權(quán)利要求及其等同物定義的總體發(fā)明構(gòu)思的原理和精神。