檢測晶片的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】一種用于晶片檢測的方法和系統(tǒng)。系統(tǒng)包括光學(xué)檢測頭、晶片工作臺、晶片堆棧、XY工作臺和振動隔離器。光學(xué)檢測頭包括一些照明器、圖像采集裝置、物鏡和其他光學(xué)元件。本系統(tǒng)和方法能夠采集明場圖像、暗場圖像、3D圖像和復(fù)查圖像。采集的圖像被轉(zhuǎn)換為圖像信號并傳輸至可編程的控制器中進行處理。檢測在晶片移動的過程中進行。將采集的圖像與參考圖進行比較來發(fā)現(xiàn)晶片上的缺陷。本發(fā)明提供了一種用于生成優(yōu)選參考圖像的過程方法和一種優(yōu)選的圖片檢測的過程方法。參考圖的生成過程是自動進行的。
【專利說明】檢測晶片的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種晶片檢測的工序。尤其涉及用于檢測半導(dǎo)體元件的自動化系統(tǒng)和 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 保證半導(dǎo)體元件，例如半導(dǎo)體晶片和芯片生產(chǎn)質(zhì)量的能力在半導(dǎo)體制造業(yè)中的重 要性日益增加。半導(dǎo)體晶片的制造工藝通過不斷的改進，將數(shù)量越來越多的特征尺寸納入 到表面面積跟小的半導(dǎo)體晶片中。因此，光刻工藝用于半導(dǎo)體晶片的生產(chǎn)變得越來越成熟， 使得數(shù)量越來越多的特征尺寸納入到表面面積跟小的半導(dǎo)體晶片中（例如，獲得更高性能 的半導(dǎo)體晶片）。因此，半導(dǎo)體晶片上可能的誤差尺寸通常在微米到亞微米的范圍內(nèi)。
[0003] 顯然，半導(dǎo)體晶片的制造對改善半導(dǎo)體晶片生產(chǎn)質(zhì)量控制和確保高質(zhì)量的半導(dǎo)體 晶片生產(chǎn)的檢測工序的迫切需求日益增加。半導(dǎo)體晶片通過檢測后發(fā)現(xiàn)的缺陷一般有表面 有微粒、瑕疵、波動和其他不平整的地方。這些缺陷能影響到半導(dǎo)體晶片的最終性能。因此， 在半導(dǎo)體晶片的生產(chǎn)過程中去除或杜絕半導(dǎo)體晶片的缺陷是非常重要的。
[0004] 半導(dǎo)體檢測系統(tǒng)和工序已經(jīng)變得十分先進。例如，使用更高分辨率的成像系統(tǒng)，更 快的計算機和精確度更高的機械裝載系統(tǒng)。另外，從以往來看，半導(dǎo)體晶片的檢測系統(tǒng)、方 法和技術(shù)至少要利用到明場照明、暗場照明和空間過濾波術(shù)中的一種。
[0005] 利用明場成像，半導(dǎo)體晶片上的小顆粒會使光形成散射，導(dǎo)致光線偏離成像設(shè)備 的聚光孔徑，從而導(dǎo)致返回到成像設(shè)備的光能變少。當(dāng)顆粒比透鏡或數(shù)字化像素的光點擴 散函數(shù)還小時，顆粒周圍領(lǐng)域內(nèi)的明場光能聚集了大量顆粒的光能，從而導(dǎo)致很難發(fā)現(xiàn)這 些顆粒。另外，非常小的光能的減少是因為小顆粒的尺寸經(jīng)常被顆粒周圍的反射率的變化 掩蓋，從而導(dǎo)致缺陷檢測出現(xiàn)誤差的情況增多。為了克服上述的現(xiàn)象，半導(dǎo)體檢測系統(tǒng)已經(jīng) 裝備了具有更高分辨率的高端照相機，這種照相機能夠拍攝到半導(dǎo)體晶片上更小表面的圖 像。明場圖像通常有更好的像素對比并且這也有利于估計缺陷的尺寸以及在檢測暗的缺陷 時。
[0006] 暗場成像和它的優(yōu)點在本【技術(shù)領(lǐng)域】中是眾所周知的。暗場成像已經(jīng)被用于一些現(xiàn) 存的半導(dǎo)體晶片檢測系統(tǒng)中。暗場成像一般是依靠光線入射到待檢物體上的角度。在一個 相對于待檢物品的水平面較低的角度（例如3到30度），暗場成像一般生成一個黑色的圖 像除了有缺陷的位置不是黑色的，例如表面的顆粒，瑕疵和其他不平整的地方。這種暗場成 像的特殊應(yīng)用是照亮尺寸小于用來生成暗場圖像的透鏡的解析尺寸的缺陷。在一個相對于 待檢物品的水平面較高的角度（例如30到85度），暗場成像一般能生成更好的明暗對比圖 來與明場圖像作比較。這種高角度的暗場成像的特殊應(yīng)用提高了鏡面加工或透明物體的表 面上不平整的對比程度。此外，高角度的暗場成像提高了傾斜物品的成像質(zhì)量。
[0007] 半導(dǎo)體晶片的光的反射率對于每一次明場和暗場成像所得到的圖像質(zhì)量來說通 常具有重大的影響。存在于半導(dǎo)體晶片上的微觀結(jié)構(gòu)和宏觀結(jié)構(gòu)影響著半導(dǎo)體晶片的光的 反射率。一般來說，半導(dǎo)體晶片所反射的光的數(shù)量是由入射光的方向或角度、觀察的方向和 半導(dǎo)體晶片表面的光的反射率而作用的。光的反射率依次由入射光的波長和半導(dǎo)體晶片的 制造材料決定。
[0008] 通常很難控制用于檢測的半導(dǎo)體晶片的光的反射率。這是因為半導(dǎo)體晶片由多層 材料組成。每一層材料都能透過不同波長的光，例如不同的速度。另外，各層都有不同的光 源滲透率甚至是反射率。因此，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】中的技術(shù)人員來說，光的使用或使用單一波 長或窄帶光，通常會影響到采集的圖像的質(zhì)量是顯而易見的。需要經(jīng)常利用多重空間濾波 器或波長調(diào)諧器來改變單一波長或窄帶光，這通常是不方便的。為了緩解這樣問題，使用寬 頻照明是很重要的（例如，波長范圍較寬的光源），例如寬頻照明的波長范圍在300納米至 1000納米之間。
[0009] 寬頻照明對于采集高質(zhì)量圖像和檢測表面反射率范圍廣泛的半導(dǎo)體晶片來說有 重大的影響。另外，晶片檢測系統(tǒng)通過利用多個照明角度或明暗反差來提高發(fā)現(xiàn)缺陷的能 力，例如，利用明場和暗場照明。目前市場上的晶片檢測系統(tǒng)通常沒有利用多個角度的照明 和完全的寬頻波長的光源。
[0010]目前能得到的晶片檢測系統(tǒng)或裝備通常利用下列方法的一種在晶片檢測的過程 中獲得多種反應(yīng)：
[0011] (1)帶有多重照明的多重圖像采集裝置（Multiple Image Capture Devices MICD)
[0012] MI⑶利用多重圖像采集裝置和多種照明。MI⑶是基于將全部波長光譜劃分為多 個窄帶光并且將每個分段的波長光譜用于各自的照明的原理。在設(shè)計利用MICD的方法的 系統(tǒng)的過程中，每一個圖像采集裝置都對應(yīng)一種照明（例如，照明光源），并裝有像空間濾 光器或有特殊涂層的分光器之類的相應(yīng)的光學(xué)配件。例如明場照明的波長利用水銀弧光燈 和空間濾光器被限定在400到600納米之間，以及暗場照明的波長利用激光發(fā)射器被限制 在650到700納米之間。MI⑶方法也有它的缺點，例如較低的圖像質(zhì)量和系統(tǒng)設(shè)計及配置 相對不具有靈活性。較低的圖像治療通常是由于待檢半導(dǎo)體晶片變化的表面反射率，以及 利用窄帶光源來檢測半導(dǎo)體晶片而造成的。系統(tǒng)設(shè)計的不靈活性是因為改變系統(tǒng)所使用的 單一照明的波長通常需要重新配置整個系統(tǒng)的光學(xué)裝置。另外，MICD方法通常無法容易通 過一臺不能改善采集的圖像的質(zhì)量或采集圖像速度的圖像采集裝置來實現(xiàn)采集變化波長 的照明。
[0013] (2)帶有多重照明的單一圖像采集裝置（Single Image Capture Device SIO))
[0014] SICD方法利用單一圖像采集裝置來采集多種照明的光，每個照明的光是分段的波 長光譜光源（例如窄帶光源）或?qū)掝l光源。然而，這種方法無法在半導(dǎo)體晶片移動的同時 獲得多個照明反應(yīng)。換句話說，SICD方法在半導(dǎo)體晶片移動時只能允許一個照明反應(yīng)。為 了實現(xiàn)多個照明反應(yīng)，SICD方法需要在半導(dǎo)體晶片靜止的時候來采集圖像，這樣就影響了 晶片檢測系統(tǒng)的工作效率。
[0015] 同時或獨立使用通過利用寬頻明場照明和暗場照明，或普通的多重照明并利用多 重圖像采集裝置而實現(xiàn)動態(tài)的圖像采集的半導(dǎo)體晶片檢測系統(tǒng)在當(dāng)前是無法實現(xiàn)的，這是 由于相對缺乏對它的實際實施和操作優(yōu)勢的理解而造成的。
[0016] 如上所述，現(xiàn)有的半導(dǎo)體晶片檢測系統(tǒng)通常使用MI⑶或SI⑶。使用MI⑶的設(shè)備 不利用寬頻照明并且通?；蛴休^低的圖像質(zhì)量和系統(tǒng)設(shè)置或配置的不靈活性等缺點。另一 方面，使用SICD的半導(dǎo)體晶片檢測系統(tǒng)會降低系統(tǒng)的工作效率并且無法獲得動態(tài)圖像的 同時出現(xiàn)多個照明反應(yīng)。
[0017] 在美國專利US5,822,055(KLA1)中描述了一種當(dāng)前優(yōu)選的利用明場照明和暗場 照明的半導(dǎo)體晶片光學(xué)檢測系統(tǒng)。在KLA1中描述了一種光學(xué)檢測系統(tǒng)的實施例使用了上 述的MICD。在KLA1中描述的光學(xué)檢測系統(tǒng)使用多個照相機來分別采集明場和暗場圖像。 采集的明場和暗場圖像然后被分開或一起處理來發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體晶片上的缺陷。另外，KLA1的 光學(xué)檢測系統(tǒng)使用不同的明場和暗場照明的光源來采集明場和暗場同步圖像。KLA1的光學(xué) 檢測系統(tǒng)通過使用由照明發(fā)射器發(fā)射的分段的波長光譜和空間濾光器來實現(xiàn)同步圖像的 采集（例如，明場和暗場圖像的采集）。關(guān)于KLA1的光學(xué)檢測系統(tǒng)，配置一臺用于采集暗場 圖像的照相機，相應(yīng)的利用了窄帶激光照明和空間濾光器。配置了另一臺用于采集明場圖 像的照相機，相應(yīng)的利用了明場照明和具有特殊涂層的分光器。KLA1所述的光學(xué)檢測系統(tǒng) 的劣勢包括你適合用于具有大量表面反射率的半導(dǎo)體晶片的成像。這由于使用了分段的波 長光譜照明。這些照相機各自采集預(yù)設(shè)的波長光譜的照明。對于每個用于采集多個不同波 長光譜來加強所采集的某個類型晶片的圖像來說有一點不靈活性。例如，第一表面具有碳 涂層的晶片在某些照明角度，例如明場照明時，就只能顯出一點微弱的反射性。因此，觀察 這些晶片上的某些缺陷需要結(jié)合明場照明和高角度的暗場照明。KLA1的光學(xué)檢測系統(tǒng)使用 一些照明發(fā)射器或光源和濾光器。KLA1的光學(xué)檢測系統(tǒng)經(jīng)過執(zhí)行多次檢測（例如，多重審 查）來使其能夠采集明場和暗場圖像。因此這種光學(xué)檢測系統(tǒng)的工作效率不高。
[0018] 另一在美國專利 US6, 826, 298(AUGTECH1)和 US6, 937, 753(AUGTECH2)中所描述 的當(dāng)前優(yōu)選的使用明場和暗場成像的光學(xué)檢測系統(tǒng)。AUGTECH1和AUGTECH2的光學(xué)檢測系 統(tǒng)使用一些用于執(zhí)行低角度暗場成像的激光發(fā)射器和用于執(zhí)行高角度暗場成像的光纖環(huán) 光。另外，AUGTECH1和AUGTECH2的光學(xué)檢測系統(tǒng)都是使用一個照相機傳感器和之前所述 的SI⑶方法。因此，利用AUGTECH1和AUGTECH2的光學(xué)檢測系統(tǒng)的半導(dǎo)體晶片的檢測是通 過明場成像或暗場成像或兩者的結(jié)合來實施的，其中每一次明場成像和暗場成像是在另一 個動作完成后才開始進行的。AUGTECH1和AUGTECH2的檢測系統(tǒng)不能同步、動態(tài)和獨立的明 場和暗場成像。因此，為了完成檢測，每個半導(dǎo)體晶片都需要經(jīng)過多次檢測。結(jié)果就是降低 了生產(chǎn)效率以及增加了使用資源。
[0019] 另外，一些現(xiàn)有的光學(xué)檢測系統(tǒng)使用極好的圖或參考圖，所述的參考圖用于與較 近一次獲得的半導(dǎo)體晶片圖像作比較。參考圖的挑選的方法通常是采集一些已知的或人工 挑選的"良好"半導(dǎo)體晶片圖像，然后利用統(tǒng)計方法或技術(shù)來獲得參考圖。上述挑選技術(shù)的 一個缺點是不精確或與人工挑選的"良好"半導(dǎo)體晶片不一致。使用這樣的參考圖的光學(xué) 檢測系統(tǒng)由于不精確或不一致的參考圖而經(jīng)常發(fā)生好的半導(dǎo)體晶片被退回的情況。隨著半 導(dǎo)體晶片日益復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)，依靠人工選擇"良好"半導(dǎo)體晶片來作為參考圖變得越來越 不可能，尤其是，隨著半導(dǎo)體檢測工業(yè)設(shè)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的提高。
[0020] 獲得極好的參考圖涉及許多統(tǒng)計技術(shù)和計算。大多數(shù)現(xiàn)有的統(tǒng)計技術(shù)非常普通并 且有它們自己的優(yōu)勢。目前能得到的光學(xué)檢測系統(tǒng)或設(shè)備在獲得極好的參考像素時，通常 使用平均數(shù)或平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。利用平均值和標(biāo)準(zhǔn)差來獲得極好的參考像素能夠變成有用 的好的像素；否則，任何缺陷或噪點像素會干預(yù)并影響到參考像素的最終平均數(shù)或中位數(shù) 的數(shù)值。另一個統(tǒng)計技術(shù)利用中位數(shù)來減少由于噪點像素造成的干預(yù)。然而，本質(zhì)上消除 早點的影響是不可能的或至少很難實現(xiàn)?，F(xiàn)有的光學(xué)檢測系統(tǒng)或設(shè)備視圖通過利用變化的 統(tǒng)計學(xué)技術(shù)來減少噪點的影響。然而，一種方便用戶的或簡單的用于減少或消除噪點的影 響（例如，錯誤）的方法仍然還在設(shè)計中。這樣的方法將幫助消除能夠影響最終參考像素 至的噪點像素。
[0021] US6, 324, 298(AUGTECH3)描述了一種用于生成在半導(dǎo)體晶片檢測中使用的極好的 參考圖或參考圖的對準(zhǔn)方法。在AUGTECH3中描述的方法需要"已知的高品質(zhì)"或"無缺陷" 的晶片。這種"已知的高品質(zhì)"的晶片的選擇是人工的或使用者操作的。然后利用統(tǒng)計方 法或技術(shù)來獲得參考圖。同樣，精確的和一致的選擇"已知的高品質(zhì)"的晶片對于維持半導(dǎo) 體檢測的高質(zhì)量來說至關(guān)重要。AUGTECH3的方法使用平均值和標(biāo)準(zhǔn)差來計算參考圖上不同 的像素。因此，任何不完美的像素的出現(xiàn)都會導(dǎo)致獲得不精確的參考像素。不完美的像素 是由于雜質(zhì)或其他缺陷而造成的。這樣的雜質(zhì)或缺陷對統(tǒng)計計算有不利的影響并導(dǎo)致獲得 不精確的參考像素。對本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員來說，AUGTECH3的方法在半導(dǎo)體晶片檢測中 發(fā)生的不精確、不一致和錯誤是顯而易見的。
[0022] 另外，AUGTECH3描述的光學(xué)檢測系統(tǒng)使用閃光或頻閃燈來照明半導(dǎo)體晶片。本技 術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該知道由于許多因素會造成不同的閃光或頻閃之間的不一致，這些因 素包括但并不限于，溫度的不同、電子的不一致性和不同的閃光或頻閃的強度。即使是"良 好"半導(dǎo)體晶片，這些差別和不一致性也是內(nèi)在的。如果系統(tǒng)沒有考慮到這些差別的話，這 樣差別的出現(xiàn)將影響到獲得的極好的參考圖的質(zhì)量。另外，影響照明強度和半導(dǎo)體晶片表 面很截面的均勻性變化的因素包括，但不限于，晶片不同的平整性，安裝和在半導(dǎo)體晶片表 面上不同位置的光的反射率。不考慮上述的差別和因素，當(dāng)用來比較獲得的半導(dǎo)體晶片表 面上不同位置的圖像時，任何利用上述方法獲得的參考圖都是不可靠的和不精確的。
[0023] 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的變化在半導(dǎo)體工業(yè)中是常見的，這些變化例如半導(dǎo)體晶片的尺寸、復(fù) 雜性、表面反射率。因此，半導(dǎo)體晶片檢測系統(tǒng)和方法需要能夠檢測不同標(biāo)準(zhǔn)的半導(dǎo)體晶 片。然而，現(xiàn)有的半導(dǎo)體晶片檢測系統(tǒng)和方法來檢測標(biāo)準(zhǔn)范圍廣泛的半導(dǎo)體晶片通常是無 法令人滿意的，尤其是由于半導(dǎo)體工業(yè)設(shè)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的提高。
[0024] 例如，通常當(dāng)前的半導(dǎo)體晶片檢測系統(tǒng)使用由元件組成的傳統(tǒng)的光學(xué)設(shè)備，例如， 照相機、照明器、濾光器、偏光鏡、反光鏡和透鏡，這些被固定在空間位置上。加入或移除光 學(xué)設(shè)備上的元件通常需要重新組裝和重新設(shè)計整個光學(xué)設(shè)備。因此，這樣的半導(dǎo)體晶片檢 測系統(tǒng)有著不靈活的設(shè)計或構(gòu)造并且需要一個相對較長的改模時間。另外，傳統(tǒng)的光學(xué)設(shè) 備的物鏡與用于檢測的半導(dǎo)體晶片之間的距離通常太短使得減緩便于暗場成像的不同角 度的光纖照明的采用。
[0025] 還有許多其他的現(xiàn)有的半導(dǎo)體晶片檢測系統(tǒng)和方法。然而，由于當(dāng)前缺乏專業(yè)技 術(shù)知識和操作技能，盡管設(shè)計和構(gòu)造有靈活性，但當(dāng)晶片在移動過程中，現(xiàn)有的半導(dǎo)體晶片 檢測系統(tǒng)不能同步進行明場和暗場成像用于檢測。也需要半導(dǎo)體晶片檢測系統(tǒng)和方法能夠 具有資源效率的靈活性、精確及快速的半導(dǎo)體晶片檢測。尤其是由于半導(dǎo)體晶片電子電路 的復(fù)雜性的增加和半導(dǎo)體工業(yè)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的提高。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0026] 如今，缺乏能夠利用明場和暗場成像來檢測移動中的半導(dǎo)體晶片的半導(dǎo)體晶片檢 測系統(tǒng)和方法，除了便利的系統(tǒng)構(gòu)造和設(shè)計的靈活性。另外，還需要半導(dǎo)體晶片檢測系統(tǒng)中 具有靈活性和可調(diào)空間的相關(guān)構(gòu)造的元件，例如照明發(fā)射器、照相機、物鏡、濾光器和反光 鏡。由于半導(dǎo)體晶片電子電路復(fù)雜性的增加和半導(dǎo)體工業(yè)設(shè)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的提高，半導(dǎo)體 晶片檢測的精確性和一致性變得至關(guān)重要。要獲得用于與采集到的半導(dǎo)體晶片的圖像進 行比較的極好的參考和參考圖像，目前需要對"良好"的半導(dǎo)體晶片進行人工選擇。這樣的 人工選擇會導(dǎo)致得到的參考圖以及隨后半導(dǎo)體晶片檢測的不精確和不一致。因此，需要改 進獲得參考圖的對準(zhǔn)方法或處理過程，從而使之隨后與采集到的半導(dǎo)體晶片的圖像進行比 較。本發(fā)明旨在尋找能夠解決至少一種上述的問題的方法。
[0027] 本發(fā)明提供了一種用于檢測半導(dǎo)體模塊的檢測系統(tǒng)和方法，包括，但不限于半導(dǎo) 體晶片、芯片，發(fā)光二極管（LED)芯片和太陽能硅片。檢測系統(tǒng)被設(shè)計成用于進行二維（2D) 和三維（3D)晶片的檢測。這種檢測系統(tǒng)更進一步設(shè)計為用于進行缺陷檢測。
[0028] 2D晶片檢測通過2D光學(xué)模塊被簡化，所述的2D光學(xué)模塊包括至少兩個圖像采集 裝置。2D晶片檢測使用至少兩個用來采集相應(yīng)的對比照明圖像的不同的對比照明。2D晶 片檢測能夠在半導(dǎo)體晶片移動的過程中執(zhí)行并且能夠在一片半導(dǎo)體晶片通過后完成工作。 3D晶片檢測通過3D光學(xué)模塊被簡化，所述的3D光學(xué)模塊包括至少一個圖像采集裝置和至 少一個細線照明器或細線照明發(fā)射器。細線照明器進行細線照明，所述的照明器是激光發(fā) 射器或?qū)掝l照明源或兩者結(jié)合，并針對移動的半導(dǎo)體晶片來采集它的3D圖像。有檢測系統(tǒng) 執(zhí)行的缺陷檢測通過缺陷檢測模塊被簡化。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，描述了一種方法，包括采集在第一對比照明下的晶片的 第一圖像和采集在第二對比照明下的晶片的第二圖像，第一照明和第二照明各自具有寬頻 波長，第一對比照明和第二對比照明用于在第一和第二圖像中發(fā)現(xiàn)至少一個缺陷位置。晶 片被放在第一圖像的采集位置和第二圖像的采集位置之間預(yù)先設(shè)定好的位置。這種方法更 進一步包括關(guān)聯(lián)第一和第二圖像以及對第一圖像中的缺陷位置和第二圖像中的缺陷位置 進行比較來提供缺陷證明。
[0030] 根據(jù)本發(fā)明的第二方面，描述了一種方法，包括提供具有一個或更多缺陷位置的 晶片的第一圖像和具有一個或更多缺陷位置的晶片的第二圖像，并且晶片被放置在提供第 一和第二圖像之間的位置。所述的方法更進一步包括關(guān)聯(lián)第一和第二圖像的晶片的空間位 移以及對第一圖像中的缺陷位置和第二圖像中的缺陷位置進行比較來提供缺陷證明。
[0031] 根據(jù)本發(fā)明的第三方面，描述了一種方法，包括采集在第一對比照明下的晶片的 第一圖像和采集第二對比照明下的晶片的第二圖像，第一對比照明和第二對比照明用于在 第一和第二圖像中發(fā)現(xiàn)至少一個缺陷位置。晶片被放在第一圖像的采集位置和第二圖像的 采集位置之間預(yù)先設(shè)定好的位置。這種方法更進一步包括關(guān)聯(lián)第一和第二圖像以及對第一 圖像中的缺陷位置和第二圖像中的缺陷位置進行比較來提供缺陷證明。
[0032] 根據(jù)本發(fā)明的第四方面，描述了一種系統(tǒng)，包括用于采集晶片的第一圖像的第一 圖像采集模塊和用于采集晶片的第二圖像的第二圖像采集模塊，晶片被放在第一圖像的采 集位置和第二圖像的采集位置之間預(yù)先設(shè)定好的位置。所述的系統(tǒng)更進一步包括連接著第 一和第二圖像采集模塊的缺陷位置比較模塊，所述的缺陷位置比較模塊用于關(guān)聯(lián)第一和第 二圖像的晶片的空間位移，對在第一圖像中發(fā)現(xiàn)的缺陷位置與第二圖像中發(fā)現(xiàn)的另一個缺 陷位置進行比較并由此提供缺陷證明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0033] 下文及參考附圖中描述了本發(fā)明的優(yōu)選的實施例，它們是：
[0034] 圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的用于檢測晶片的優(yōu)選系統(tǒng)局部平面圖；
[0035] 圖2顯示了圖1所示系統(tǒng)的局部軸測圖；
[0036] 圖3顯示了圖1的系統(tǒng)根據(jù)圖2中的"A"方向突出的光學(xué)檢測頭的局部暴露軸測 圖；
[0037] 圖4顯示了圖1的系統(tǒng)根據(jù)圖2中"B"方向突出的自動晶片工作臺的局部暴露軸 測圖；
[0038] 圖5顯示了圖1的系統(tǒng)根據(jù)圖2中"C"方向突出的自動晶片裝載/卸載的局部暴 露軸測圖；
[0039] 圖6顯示了圖1的系統(tǒng)根據(jù)圖2中"D"方向突出的警員堆棧模塊的局部暴露軸測 圖；
[0040] 圖7顯示了圖1所示的系統(tǒng)的光學(xué)檢測頭的局部軸測圖；
[0041] 圖8顯不了圖1的系統(tǒng)的光學(xué)檢測頭的局部正視圖；
[0042] 圖9顯示了圖1的系統(tǒng)在明場照明器、低角度暗場照明器、高角度暗場照明器、第 一圖像采集器和第二圖像采集器兩兩之間的光線路徑；
[0043] 圖10是圖9的明場照明器提供的沿著明場照明的優(yōu)選第一光線路徑的流程圖；
[0044] 圖11是圖9的高角度暗場照明器提供的沿著高角度暗場照明的優(yōu)選第二光線路 徑的流程圖；
[0045] 圖12是圖9的低角度暗場照明器提供的沿著低角度暗場照明的優(yōu)選第三光線路 徑的流程圖；
[0046] 圖13顯示的是圖1的系統(tǒng)中的在細線照明器和3D圖像采集器或攝像機之間的照 明光線路徑；
[0047] 圖14顯示的是圖1的系統(tǒng)中在復(fù)查明場照明器、復(fù)查暗場照明器和復(fù)查圖像采集 設(shè)備兩兩之間的照明光線路徑；
[0048] 圖15是沿著圖14所示的復(fù)查明場照明器和復(fù)查圖像采設(shè)備之間的明場照明的優(yōu) 選第四光線路徑的流程圖；
[0049] 圖16是沿著圖14所示的復(fù)查暗場照明器和復(fù)查圖像采集設(shè)備之間的暗場照明的 優(yōu)選第五光線路徑的流程圖；
[0050] 圖17是本發(fā)明提供的用于檢測晶片的優(yōu)選方法的方法流程圖表；
[0051] 圖18是優(yōu)選參考圖像生成工藝工序流程圖，用于生成參考圖像，與在執(zhí)行圖17的 方法所采集的圖像進行比較；
[0052] 圖19是在圖17的方法的步驟中優(yōu)選的帶有定時偏移的二維晶片掃描過程的工序 流程圖；
[0053] 圖20顯示了圖1的系統(tǒng)的照明配置器選擇的照明配置表；
[0054] 圖21顯示了用于通過第一圖像采集器采集第一圖像和通過第二圖像采集器采集 第二圖像的脈沖波形圖；
[0055] 圖22a顯示了圖1的第一圖像采集設(shè)備采集的第一圖像；
[0056] 圖22b顯示了圖1的第二圖像采集設(shè)備采集的第二圖像；
[0057] 圖22c顯示了將圖22a的第一圖像和圖22b的第二圖像組合用于表明由于當(dāng)晶片 移動時的采集第一圖像和第二圖像的圖像偏移；
[0058] 圖23是執(zhí)行圖17的方法的步驟的優(yōu)選的二維圖像處理過程的工序流程圖；
[0059] 圖24是執(zhí)行圖17的方法的步驟的優(yōu)選的三維圖像處理過程的工序流程圖；
[0060] 圖25顯示的圖1的系統(tǒng)的細線照明器和3D圖像采集器或攝像機之間的優(yōu)選照明 光線路徑；
[0061] 圖26是執(zhí)行圖17的方法的步驟的第二個優(yōu)選的三維晶片掃描過程的工序流程 圖；
[0062] 圖27是執(zhí)行圖17的方法的步驟的優(yōu)選的復(fù)查過程的工序流程圖。
【具體實施方式】
[0063] 對半導(dǎo)體元件的檢測，例如，對半導(dǎo)體晶片和芯片的檢測，在半導(dǎo)體的加工和制造 過程中是日益重要的步驟。由于半導(dǎo)體晶片上電路復(fù)雜程度的增加，同時由于對半導(dǎo)體晶 片質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的提高，越來越需要改進了的半導(dǎo)體晶片的檢測系統(tǒng)和檢測方法。
[0064]目前的半導(dǎo)體晶片檢測系統(tǒng)和檢測方法盡管能提供配置和設(shè)計的靈活性，但無法 同時生成明場和暗場圖像，以進行半導(dǎo)體晶片的動態(tài)檢測，此外，還需要半導(dǎo)體晶片檢測系 統(tǒng)中具有靈活性和可調(diào)空間的相關(guān)構(gòu)造的部件，例如照明器、照相機或圖像采集裝置，物 鏡，過濾器及其反光鏡。由于半導(dǎo)體晶片電子電路復(fù)雜性的增加和半導(dǎo)體工業(yè)設(shè)定的質(zhì)量 標(biāo)準(zhǔn)的提高，半導(dǎo)體晶片檢測的精確性和一致性變得至關(guān)重要。要獲得用于與采集到的半 導(dǎo)體晶片的圖像進行比較的極好的參考和參考圖像，目前需要對"良好"的半導(dǎo)體晶片進行 人工選擇。這種人工選擇會導(dǎo)致獲得的參考圖像的不精確和不一致，并影響半導(dǎo)體晶片檢 測的結(jié)果。因此，需要改進獲得參考圖的對準(zhǔn)方法或處理過程，從而使之隨后與采集到的半 導(dǎo)體晶片的圖像進行比較。
[0065] 本發(fā)明例提供了用于檢測半導(dǎo)體元件的優(yōu)選系統(tǒng)與方法用以解決至少一種上述 所發(fā)現(xiàn)問題。
[0066] 為了簡潔和明確的目的，對本發(fā)明的描述僅限以下用于半導(dǎo)體晶片檢測的系統(tǒng)和 方法。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，這并不排除本發(fā)明的具體實施例應(yīng)用在其他方面，而其 他方面與本發(fā)明的很多實施例具有相同的基本原理，這些基本原理如操作，功能或性能特 征。例如，本發(fā)明的具體實施例所提供的系統(tǒng)和方法也能用于其他半導(dǎo)體元件的檢測，包括 但不限于半導(dǎo)體芯片，發(fā)光二極管（LED)芯片和太陽能硅片。
[0067] 如圖1和2所示，依據(jù)本發(fā)明的第一個具體實施例，提供了一個優(yōu)選的系統(tǒng)10用 于檢測晶片12。系統(tǒng)10也可以用于檢測其他半導(dǎo)體器件或需要檢測的元件，其特點是，系 統(tǒng)10包括一個光學(xué)檢測頭14 (如圖3所示），一個晶片運輸工作臺或晶片卡盤16 (如圖4所 示），自動晶片處理器18 (如圖5所示），一個晶片堆棧模型20 (如圖6所示），或膠卷畫面 盒式裝載器，一個XY位移工作臺22,并至少有一組四振動隔離器24 (如圖1和圖2所示）。
[0068] 圖7和圖8所示的光學(xué)檢測頭14由很多照明器和圖像采集裝置構(gòu)成。其特征是， 光學(xué)檢測頭14包括一個明場照明器26, 一個低角度暗場照明器28和一個高角度暗場照明 器30。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，可能需要將更多的暗場照明器應(yīng)用到系統(tǒng)10中。本領(lǐng) 域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)進一步知道低角度暗場照明器28和高角度暗場照明器30能集成為一個 的暗場照明器，并能夠按需要靈活放置。
[0069] 明場照明器26,也稱為明場照明光源或明場照明發(fā)射器，提供或發(fā)射明場照明或 明場光。例如，明場照明器26是閃光燈或白色發(fā)光二極管。其特征是，明場照明器26提供 寬頻明場照明，其充分包括在300nm和lOOOnm之間的波長。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解明 場照明有波長可變性及光學(xué)特性。
[0070] 明場照明器26尤其包括一個第一光纖（圖中未顯示），明場照明光在從明場照明 器26中發(fā)射之前從第一光纖中通過，最好是第一光纖作為明場照明的傳輸?shù)膶?dǎo)向，更進一 步的說，第一光纖給從明場照明器26發(fā)出的明場照明以指引。
[0071] 低角度暗場照明器28和高角度暗場照明器30也被稱為暗場照明光源或暗場照明 發(fā)射器，用以提供或發(fā)射暗場照明。暗場照明精確對齊照明或光源，使數(shù)量最小化的直接傳 送（未離散）的光進入它們相應(yīng)的圖像采集裝置，一般來說，圖像采集裝置采集暗場圖像只 接收已經(jīng)被樣品或物體分散了的光照或光源。暗場圖像一般被增強從而與明場圖像形成對 比，明場照明和暗場照明為對比照明的例子。
[0072] 低角度暗場照明器28和高角度暗場照明器30都以閃光燈或白光發(fā)光二極管為 例。最好每個低角度暗場照明器28和每個高角度暗場照明器30所提供的暗場照明如明場 照明一樣具有相似的光學(xué)特性。更具體的說，每個低角度暗場照明器28和高角度照明器30 所提供的暗場照明是寬頻暗場照明（也被稱為暗場寬頻照明），其包括300nm和lOOOnm之 間的波長。就是說，明場照明和暗場照明是寬頻照明。換言之，低角度暗場照明器28和高 角度暗場照明器30提供或發(fā)射不同波長的暗場照明或其他光學(xué)特性的暗場照明。
[0073] 低角度暗場照明器28定在一個較低角度的位置，相對于高角度暗場照明器30和 放置在晶片工作臺16上的晶片12的水平面（或者晶片工作臺16的水平面）。例如，低角 度暗場照明器28最好的定位是與放置在晶片工作臺16上的晶片12的水平面成3至30之 間的角度。另外，高角度暗場照明器30最好的定位是與放置在晶片工作臺16上的晶片12 的水平面成30至85之間的角度。如上所述的角度最好是通過調(diào)整各個低角度暗場照明器 28和高角度暗場照明器30的位置來改變的。
[0074] 每個低角度暗場照明燈28和高角度暗場照明燈30,最好包括一個第二和第三光 纖（圖中未顯示），暗場照明通過第二和第三光纖并由此發(fā)射出去。第二和第三光纖作為一 個波導(dǎo)，用于引導(dǎo)暗場照明通過每個低角度暗場照明器28和高角度暗場照明器30的光路 傳輸。另外，第二光纖有利于引導(dǎo)暗場照明從低角度暗場照明器28發(fā)射以及第三光纖有利 于引導(dǎo)暗場照明從高角度暗場照明器30發(fā)射。由每個暗場照明器26,低角度暗場照明器 28及高角度暗場照明器30所提供的照明是可控的，并且可連續(xù)性提供或間斷性提供。
[0075] 明場照明和暗場照明的全部波長光譜增強了晶片12的檢測和缺陷檢測的精確 度。寬頻照明通過改變表面反射來識別半導(dǎo)體晶片缺陷的類型。此外，明場照明和暗場照 明的寬頻波長使晶片12的檢測在執(zhí)行過程不受晶片12的反射特性的約束。這意味晶片12 上的缺陷檢測不會被由于晶片12對不同的光照波長具有的不同敏感度或反射度或偏振所 影響。
[0076] 最好是，由明場照明器26、暗場照明器28、30所提供的明場照明和暗場照明的強 度可以按需要依照晶片12的特性分別選擇和改變，例如晶片12的材料和表面涂層。此外， 每個明場和暗場照明可被選擇和改變，以增強晶片12所采集的圖像的質(zhì)量，同時用以提高 晶片12檢測的質(zhì)量或精確性。
[0077] 如圖7至圖9所示，系統(tǒng)10更進一步包括一個第一圖像采集裝置32 (例如第一照 相機）和一個第二圖像采集裝置34 (例如第二照相機）。第一圖像采集裝置32和第二個圖 像采集裝置34都能夠接收由明場照明器26提供的明場照明和由各個低角度暗場照明器28 以及高角度暗場照明器30提供的暗場照明。被接收或進入第一圖像采集裝置32的明場和 暗場照明最好是聚焦在一個第一圖像采集平面（圖中未顯示）用于采集相應(yīng)的圖像。被接 收或進入第二圖像采集裝置34的明場和暗場照明最好聚焦在一個第二圖像采集平面（圖 中未顯示）用于相應(yīng)圖像的采集。
[0078] 第一圖像采集裝置32和第二圖像采集裝置34為單色圖像或彩色圖像。第一圖像 采集裝置32和第二圖像采集裝置34也就是所謂的圖像采集模塊或圖像傳感器。利用單個 或三個芯片顏色傳感器，最好能夠采集晶片12的彩色圖像，以增強精確度和缺陷檢測速度 這二者中的至少一個方面。例如，采集晶片12的顏色圖像的能力幫助減少晶片12上的虛 假缺陷檢測，并相應(yīng)減少其造成的錯誤拒絕。
[0079] 光學(xué)檢測頭14進一步包括用于第一圖像采集裝置32的一個第一管鏡36。此外， 學(xué)檢測頭14進一步包括用于第二圖像采集裝置34的一個第二管鏡38。第一管鏡36和第 二管鏡38都具有共同的光學(xué)特性和功能。因此，僅為了清楚起見，管鏡36和管鏡38被冠 以第一管鏡36和第二管鏡38。物鏡裝置還包括多個物鏡40,例如四個物鏡40。所有物鏡 40共同安裝在一個可旋轉(zhuǎn)的固定裝置42 (如圖所示3)上，旋轉(zhuǎn)是為了將每個物鏡定位在每 個檢測位置之上（未顯示）或晶片12用于檢測的位置。從整體來看，所有物鏡40和可旋 轉(zhuǎn)的固定裝置42能夠被稱作是一個物鏡的組合。
[0080] 每個物鏡40用以實現(xiàn)不同的放大，并且他們具有等焦面，每個物鏡40最好具有一 個不同的預(yù)定放大系數(shù)，例如5倍，10倍，20倍及50倍。最好每個物鏡40具有無窮的修正 像差。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，每個物鏡可以改變或重新設(shè)計，以達到不同的放 大倍率及性能。
[0081] 每個低角度暗場照明器28和高角度暗場照明器30,最好包括重點手段或機械裝 置，用于指引或聚焦暗場照明指向設(shè)置在檢測位置的晶片12。低角度暗場照明器28和晶 片12的水平面之間的角度以及高角度暗場照明器30和晶片12的水平面之間的角度最好 設(shè)置并調(diào)整，用以增強缺陷檢測的精度。最好是，參考檢測位置，每個低角度暗場照明器28 和高角度暗場照明器30具有固定空間位置。另外，在系統(tǒng)10正常運作過程中，參考檢測位 置，每個低角度暗場照明器28和高角度暗場照明器30的位置是可變的。
[0082] 如上所述，無論是明場照明還是暗場照明，都聚焦在檢測位置。明場照明和暗場照 明聚焦在檢測位置，光照在位于檢測位置的晶片12上或其中一部分。
[0083] 如圖6所示，系統(tǒng)10包括一個晶片堆棧20或膠卷畫面盒式裝載器。晶片堆棧20最 好包括多個槽，用以裝載多個晶片12。每個晶片12按順序加載或轉(zhuǎn)移到晶片工作臺16 (如 圖4所示）或通過自動晶片處理器18轉(zhuǎn)移到晶片卡盤（如圖5所示）。最好，晶片工作臺 16上吸氣或形成真空，以確保晶片12設(shè)置在晶片工作臺16上。晶片工作臺16最好包括一 個預(yù)先設(shè)定的多個小孔或縫隙，從而形成真空，以增加設(shè)置在晶片工作臺16上的框架磁帶 盒和框架（圖中未顯示）可靠并平坦的位置。晶片工作臺16也最好能夠處理直徑在6到 12英尺之間的（包括端點值）晶片。
[0084] 晶片工作臺16耦合于XY位移工作臺22 (如圖1和2所示），使晶片工作臺16在 在X和Y方向移動。晶片工作臺16的轉(zhuǎn)移相應(yīng)的取代了放置其上的晶片12的轉(zhuǎn)移。具體 來說，晶片工作臺16位移以及放置其上的晶片12的移位能夠被控制用來控制晶片12在檢 測位置的定位。XY位移工作臺22是可選的作為一個氣隙線性定位器。XY位移工作臺22 或空氣間隙線性定位器便于晶片工作臺16在X和Y方向上高精度位移并且具有來自系統(tǒng) 10的其他部件振動轉(zhuǎn)移到晶片工作臺16的最小影響，確保晶片12或其上的部件在檢測位 置平穩(wěn)準(zhǔn)確的定位。XY位移工作臺22和晶片工作臺16共同安裝在緩沖器或振動隔離器 24(如圖2所示），以吸收沖擊或振動，并確保裝配的平坦度及其安裝在其上的其他模塊或 配件平坦度。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，可選機械裝置可用于耦合或用于晶片工作臺16 控制其上的轉(zhuǎn)移，并促進晶片12在檢測位置具有高精度定位。
[0085] 晶片12的檢測是在晶片12移動過程中，檢測其上可能存在的缺陷。也就是說，圖 像的采集，例如對半導(dǎo)體圖像12的明場圖像和暗場圖像的采集，最好發(fā)生在晶片12被轉(zhuǎn)移 經(jīng)過檢測位置時。另外，晶片12能夠在檢測位置以及要求獲得高分辨率圖像的位置上保持 靜止。在檢測過程中，晶片12的位移或移動是由軟件控制的。
[0086] 如上所述，系統(tǒng)10還包括第一管鏡36和第二管鏡38。最好管鏡36放置在物鏡 40和第一個圖像采集裝置32之間。光照穿過第一管鏡36進入第一圖像采集裝置32。此 夕卜，第二管鏡38放置在物鏡40和第二圖像采集裝置34之間，光照通過第二管鏡38并被一 個反光鏡或一個棱鏡反射進入第二圖像采集裝置34。
[0087] 每個物鏡40具有無窮糾正像差。因此，經(jīng)過物鏡40后，照明或光線被校準(zhǔn)。這就 是說，光照在物鏡40和每個第一管鏡36以及第二管鏡38之間傳輸后被校準(zhǔn)，在物鏡40和 每個第一管鏡36以及第二管鏡38之間光照的校準(zhǔn)增加了每個第一圖像采集裝置32和第 二圖像采集裝置34分別定位的靈活性。管鏡36, 38的實施，使得當(dāng)使用不同的物鏡時，不 需要重調(diào)焦距進入每個第一圖像采集裝置32和第二圖像采集裝置34。此外，光照的校準(zhǔn)使 額外光學(xué)部件和附件現(xiàn)場引入和定位到系統(tǒng)10中，特別在物鏡40和每個第一管鏡36及第 二管鏡38之間，不需要重新配置系統(tǒng)10。此外，這種安排與現(xiàn)有的設(shè)備相比，有助于實現(xiàn)物 鏡40和晶片12之間的更遠的工作距離，物鏡40和晶片之間的更長的工作距離能有效的使 用暗場照明。
[0088] 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，本發(fā)明的系統(tǒng)10使得系統(tǒng)10的部件具有靈活性和能 夠進行原位置設(shè)計及重構(gòu)。本發(fā)明的系統(tǒng)10方便了光學(xué)元件或系統(tǒng)引入系統(tǒng)10和拆卸移 出系統(tǒng)10。
[0089] 第一管鏡36有利于校準(zhǔn)光照集中到第一圖像采集平面。同樣，第二管透鏡38有 利于校準(zhǔn)光照集中到第二圖像采集平面。雖然在之前的描述中提到，管鏡被用于本發(fā)明的 系統(tǒng)10中，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，其他光學(xué)裝置或機械裝置可以用于光照的校 準(zhǔn)，更具體的，明場照明和暗場照明隨后分別調(diào)焦在各個第一圖像采集平面上和第二圖像 采集平面上。
[0090] 第一圖像采集裝置和第二圖像采集34最好都沿相鄰平行軸設(shè)置。最好是，第一圖 像采集裝置32和第二圖像采集裝置34的空間位置決定了由第一圖像采集裝置32和第二 圖像采集裝置34所決定的空間占用的減少，使系統(tǒng)10占用一個更小的總面積（即是空間 效率）。
[0091] 尤其是，系統(tǒng)10進一步包括多個分光器和反光鏡或反射表面。分光器和反光鏡或 反射表面最好被定位用于引導(dǎo)每個低角度暗場照明器28和高角度暗場照明器30發(fā)出的明 場照明和暗場照明。
[0092] 尤其是，系統(tǒng)10進一步包括一個具有存儲器或數(shù)據(jù)庫（也被稱為一個后處理器） (圖中未顯示）的中央處理器（CPU)。CPU與系統(tǒng)10中的其他部件電子連接或耦合，例如， 第一圖像采集裝置32和第二圖像采集裝置34。由第一圖像采集裝置32和第二圖像采集裝 置34采集到的圖象被轉(zhuǎn)換成圖像信號并傳送給CPU。
[0093] CPU可編程用于處理信息，更明確到圖像，將圖像信息傳輸?shù)紺UP以檢測晶片12上 的缺陷。晶片12上的缺陷檢測由系統(tǒng)10自動地執(zhí)行，尤其是指由CPU執(zhí)行。更進一步說， 晶片12上的缺陷檢測由系統(tǒng)10自動地執(zhí)行并且由CPU控制。另外，為了方便對晶片12進 行缺陷檢測，至少包括一個手動輸入端。
[0094] CPU可編程用于存儲信息并將信息傳輸至數(shù)據(jù)庫中。此外，CPU可編程用于分類發(fā) 現(xiàn)的缺陷。此外，CPU更能夠編程用于存儲處理過程中的信息，更具體的說，是數(shù)據(jù)庫中的 處理圖像和發(fā)現(xiàn)的缺陷。至于采集圖像、處理采集圖像以及晶片12上缺陷的檢測將在下面 進行詳細描述。
[0095] 本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)上述的內(nèi)容，明場照明器26發(fā)射或提供明場照 明和每個低角度暗場照明器26及高角度暗場照明器30發(fā)射或提供暗場照明（以下分別簡 稱為暗場低角度或DLA照明和暗場高角度或DHA照明），每個伴隨著一個不同的射線路徑或 光路3。
[0096] 一個伴隨著明場照明的優(yōu)選的第一光線路徑100的流程圖如圖10所示。
[0097] 在第一光線路徑100的步驟102中，由明場照明器26提供明場照明或光線。如前 所述，明場照明從明場照明器26的第一光纖中射出。更進一步說，第一光纖照明引導(dǎo)明場 照明從明場照明器26中發(fā)射，明場照明經(jīng)過一個聚光鏡44。聚光鏡44用于集中明場照明。
[0098] 在步驟104中，第一反射表面46或第一反光鏡反射明場照明，由第一反射表面46 反射的明場照明指向第一分光器48。
[0099] 在步驟106中，第一分光器48反射至少一部分明場照明。第一分光器48具有一 個30 :70的反射/傳輸比（reflection/transmission R/T)率。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員 應(yīng)當(dāng)理解，第一分光器48可按需調(diào)節(jié)，用于控制明場照明反射或傳輸?shù)膹姸然驍?shù)量。
[0100] 由第一分光器48反射的明場照明指向檢測位置。更具體地說，由第一分光器48 反射的明場照明指向檢測位置正上方的物鏡40。在步驟108中，明場照明器26由物鏡40 集中在檢測位置或放置在檢測位置的晶片12上。
[0101] 明場照明器26提供明場照明，并集中在檢測位置，光照晶片12,更具體的說，光照 晶片12定位在檢測位置的一部分。在步驟110中，明場照明由設(shè)置在檢測位置的晶片12 反射。
[0102] 在步驟112中，由晶片12反射的明場照明通過物鏡40。如前所述，物鏡40具有無 窮的糾正像差。因此，明場照明通過物鏡并由物鏡40校準(zhǔn)。放大鏡對明場照明的放大程度 取決于物鏡40的放大系數(shù)。
[0103] 明場照明通過物鏡40指向第一分光器48。在步驟114中，投射到第一分光器48 的明場照明及其中一部分通過第一分光器48傳輸。步驟114中，第一分光器48傳輸?shù)拈L 度取決于第一分光器48的R/T比。明場照明通過第一分光器48后指向第二分光器50。
[0104] 系統(tǒng)10的第二分光器50為一個具有預(yù)先設(shè)定的R/T比的立方體分光器50, R/T 比為50/50。該R/T比可按需要改變。立方體分光器50是因為立方體分光器50將接收到 的光照分成兩個光路。因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，由于此目的，立體分光器50的結(jié) 構(gòu)和形狀可以提供更好的性能和對準(zhǔn)。由第二分光器50反射或傳輸?shù)墓庹盏拈L度取決于 第二分光器50的R/T比。在步驟116中，明場光照投射到第二分光器50。投射到分光器上 的明場照明由此處傳輸或反射。
[0105] 通過第二分光器50的明場照明指向第一圖像采集裝置32。步驟118中明場照明 通過第一管鏡36然后進入步驟120中的第一圖像采集裝置32。第一管鏡36有助于將校準(zhǔn) 后的明場照明集中到第一圖像采集裝置32的第一圖像采集平面。明場照明集中到第一圖 像采集平面使第一圖像采集裝置32采集一個明場圖像。
[0106] 由第一圖像采集平面采集的明場圖像優(yōu)選的轉(zhuǎn)換為圖像信號。圖像信號隨后經(jīng)傳 輸或下載至CPU，圖像信號傳輸至CPU也被稱為數(shù)據(jù)傳送。之后，CPU至少會對明場圖像進 行處理或存儲在CPU內(nèi)。
[0107] 明場照明由第二分光器50反射并指向第二圖像采集裝置34。步驟122中，明場照 明通過第二管鏡38,然后，步驟124中，進入第二圖像采集裝置34。第二管鏡38有助于經(jīng) 過校準(zhǔn)后的明場照明集中至第二圖像采集平面。明場照明集中至第二圖像平面幫助第二圖 像采集裝置34采集一個明場圖像。
[0108] 由第二圖像采集平面采集的明場圖像優(yōu)選的轉(zhuǎn)換為圖像信號。圖像信號隨后經(jīng)傳 輸或下載至CPU，圖像信號傳輸至CPU也被稱為數(shù)據(jù)傳送。之后，CPU至少會對傳輸?shù)拿鲌?圖像進行處理或存儲在CPU內(nèi)。。
[0109] 一個優(yōu)選的第二光線路徑200伴隨暗高角度（DHA)照明的一個流程圖如圖11所 /_J、1 〇
[0110] 在步驟202中的第二光線路徑200，DHA照明由高角度光照器30提供。如前所述， 第二光纖能幫助指引由高角度暗場照明器30提供的DHA照明。DHA照明直接集中在檢測位 置，而不需要通過像物鏡40之類的光學(xué)元件或附件。
[0111] 在步驟204中，指向檢測位置的DHA照明被放置在檢測位置的晶片12或它的一部 分反射。在步驟206中，從晶片12反射的DHA照明通過物鏡40。在步驟206中，具有無窮 糾正像差的物鏡40校準(zhǔn)DHA照明從物鏡位置通過。
[0112] DHA照明通過物鏡40直接指向第一分光器48。在步驟208中，DHA照明投至第一 分光器48, DHA照明的一部分通過第一分光器48, DHA照明在第一分光器48內(nèi)傳輸?shù)拈L度 取決于第一分光器48的R/T比。
[0113] DHA照明傳輸通過第一分光器48直接指向第二分光器50。在步驟210中，DHA照 明投射至第二分光器50上，投射到第二分光器50上的DHA照明的傳輸或反射取決于第二 分光器50的R/T比。
[0114] 在步驟212中，通過第二分光器50傳輸?shù)腄HA照明通過第一管鏡36,然后，在步驟 214中，進入第一圖像采集裝置32。第一管鏡36有助于將校準(zhǔn)后的DHA光照集中至第一圖 像采集裝置32的第一義圖像采集平面。DHA照明集中至第一圖像采集平面有助于一個暗場 圖像的采集，更具體來講，通過第一圖像采集裝置32采集一個暗場高角度（DHA)圖像。
[0115] 另外，DHA照明由第二分光器50反射。在步驟216中，從第二分光器50反射后 的DHA照明傳輸通過第二管鏡38,然后，在步驟218中，進入第二圖像采集裝置34。第二管 鏡38有助于將校準(zhǔn)后的DHA照明集中在第二采集裝置34的第二圖像采集平面。DHA照明 集中在第二圖像采集平面有助于暗場圖像的采集，更為具體的是通過第二圖像采集裝置34 采集一個暗場高角度（DHA)圖像。
[0116] 如圖12所示，一個優(yōu)選的第三光線路徑250伴隨暗場低角度（DLA)照明的流程 圖。
[0117] 在包含第三光線路徑200的步驟252中，DLA照明由低角度暗場照明器28提供。 第三光纖有助于引導(dǎo)由低角度暗場照明器28提供的DLA照明。DLA照明直接照射在檢測位 置，不需要通過像物鏡40之類的光學(xué)元件或附件。
[0118] 在步驟254中，指向檢測位置的DLA光照被設(shè)置在檢測位置的晶片12或其上一部 分反射。在步驟256中，被半導(dǎo)體晶片反射的DLA光照通過物鏡40。在步驟256中，具有無 窮糾正像差的物鏡40校準(zhǔn)DLA從物鏡位置通過。
[0119] DLA照明通過物鏡40之間指向第一分光器48,在步驟258中，投射至第一分光器 48的DLA照明和其一部分傳輸通過第一分光器48。傳輸通過第一分光器48的傳輸長度取 決于第一分光器的R/T比。
[0120] DLA照明傳輸通過第一分光器48后直接指向第二分光器50。在步驟260中，DLA 照明投射至第二分光器50。投射至第二分光器50的DLA的傳輸或反射取決于第二分光器 50的R/T比。
[0121] 在步驟262中傳輸通過第二分光器50的DLA光照通過管鏡36,然后，在步驟264 中，進入第一圖像采集裝置。第一管鏡36有助于將校準(zhǔn)后的DLA照明集中照射至第一圖像 采集裝置32的第一圖像采集平面。集中光照在第一圖像采集平面的DLA照明有助于一個 暗場圖像的采集，更具體來講，通過第一圖像采集裝置32采集暗場高角度（DLA)圖像。
[0122] 另外，DLA照明由第二分光器50反射。在步驟266中，從第二分光器50反射的DLA 照明通過第二管鏡38,在步驟268中，進入第二圖像采集裝置。第二管鏡38有助于將校準(zhǔn) 后的DLA光照集中照射至第二圖像采集裝置34的第二圖像采集平面。集中照射在第二圖 像采集平面的DLA圖像有助于一個暗場圖像的采集，更具體來說，由第二圖像采集裝置34 采集一個暗場高角度（DLA)圖像。
[0123] 本領(lǐng)域的技術(shù)人員從上述描述中應(yīng)當(dāng)理解，DHA照明和DLA照明經(jīng)過晶片12反射 后遵循一個相似的光線路徑。然而，DHA照明的第二光線路徑200和DLA照明的第三光線 路徑250可以用本領(lǐng)域所指技術(shù)分別對其進行改變。另外，DHA光照和DLA光照投射到放 置在檢測位置的晶片12的角度可以按照需要調(diào)整，以增強缺陷檢測的精度。例如，DHA光 照和DLA光照投射到放置在檢測位置的晶片12的角度可以根據(jù)設(shè)置在檢測位置的晶片12 的類型或系統(tǒng)10的使用者的所需進行調(diào)整。
[0124] 被每個第一圖像采集裝置32和第二圖像采集裝置34所采集的DHA圖像和DLA圖 像被轉(zhuǎn)換為圖像信號，圖像信號隨后被傳送或下載至CPU。圖像信號傳送至CPU也被稱為數(shù) 據(jù)傳送。之后，CUP根據(jù)需求處理或存儲傳輸?shù)腄HA圖像或DLA圖像。
[0125] 如上所述，第一圖像采集裝置32和第二圖像采集裝置34具有各自相對的預(yù)定空 間位置。物鏡40和第一管鏡36及第二管鏡38的共同使用有利于第一圖像采集裝置32和 第二圖像采集裝置34的空間定位。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)更加理解到，其他光學(xué)元件或附 件，例如反光鏡也可用于引導(dǎo)明場照明、DHA照明及DLA照明，并也有利于第一圖像采集裝 置32和第二圖像采集裝置34的空間定位。更為優(yōu)選地，第一圖像采集裝置32和第二圖像 采集裝置34的空間位置參考檢測位置設(shè)定。第一圖像采集裝置32和第二圖像采集裝置34 的空間位置的設(shè)定增加系統(tǒng)10檢測晶片的精度和效率中的至少一方面的性能。例如，第一 圖像采集裝置32和第二圖像采集裝置34相對于檢測位置的空間位置的設(shè)定優(yōu)選的用于減 少與移動圖像采集裝置或照相機有關(guān)的校準(zhǔn)損耗和校準(zhǔn)反饋損耗。
[0126] 系統(tǒng)10的光學(xué)檢測頭14更進一步包括一個第三照明器（下文稱為細線照明器 52)。細線照明器52也叫作細線照明發(fā)射器。細線照明器52發(fā)射或提供細線照明。細線 照明器52是一個用于提供細線激光照明的激光源。另外，細線照明器52是用以提供寬頻 細線照明的寬頻照明器。細線照明指向檢測位置，更具體的是以預(yù)設(shè)的角度，指向設(shè)置在檢 測位置的晶片12,該角度可以根據(jù)需要改變。一個鏡面裝置54或反光鏡被優(yōu)選以耦合或設(shè) 置一個與細線照明器52相對的位置，以引導(dǎo)細線照明指向檢測位置。
[0127] 系統(tǒng)10的光學(xué)檢測頭14進一步包括一個第三圖像采集裝置（下文稱為三維（3D) 圖像照相機56)。三維圖像照相機56接收由晶片12反射的細線照明。進入3D圖像照相 機56的細線照明集中照射在3D圖像采集平面（圖中未顯示）并由此采集晶片12的3D圖 像。3D光學(xué)裝置包括如圖13所示的細線照明器52和3D圖像照相機56。
[0128] 光寫檢測頭14進一步包括一個用于3D圖像照相機的物鏡（以下稱為3D圖像物 鏡58)。由晶片12反射的細線照明通過3D圖像物鏡58,然后進入3D圖像照相機56。3D 圖像物鏡58具有無窮糾正像差的功能。因此，細線照明通過3D圖像物鏡58并由此校準(zhǔn)。 光學(xué)檢測頭14進一步包括用于3D圖像物鏡58和3D圖像照相機56的一個管鏡60。管鏡 60使校準(zhǔn)后的細線光照聚焦至3D圖像采集平面。管鏡60和3D圖像物鏡58和3D圖像照 相機56的配合使用方便了 3D圖像照相機56的靈活定位和重構(gòu)。另外，管鏡60和3D圖像 物鏡58和3D圖像照相機56的配合使用也方便引入其他光學(xué)元件或附件進入3D圖像物鏡 58和管鏡60之間。
[0129] 細線照明器52和3D圖像照相機56共同使用方便晶片12的3D圖像掃描和檢測。 細線照明器52和3D圖像照相機56都耦合至CPU，其幫助細線照明器52和3D圖像照相機 56的協(xié)調(diào)或同步操作。更為優(yōu)選地，系統(tǒng)10使用自動的3D圖像掃描和檢測晶片12。該自 動的3D圖像掃描和檢測晶片12優(yōu)選地受到CPU的控制。
[0130] 另外，光學(xué)檢測頭14包括一個復(fù)查圖像采集裝置62。復(fù)查圖像采集裝置62例如 為一個彩色照相機。復(fù)查圖像采集裝置62采集彩色圖像。另外，復(fù)查圖像采集裝置62也 采集單色圖像。復(fù)查圖像采集裝置62采集晶片12的至少一個確定了的復(fù)查圖像，以分類 和復(fù)查晶片12上的缺陷檢測。
[0131] 光學(xué)檢測頭14進一步包括分別用于實施明場照明和暗場照明的復(fù)查明場照明器 62和復(fù)查暗場照明器64。復(fù)查圖像采集裝置60接收分別由明場照明器62和復(fù)查暗場照 明器64提供的明場照明和暗場照明，并由晶片12反射，用于采集晶片12的復(fù)查圖像。另 夕卜，復(fù)查圖像采集裝置60采集由可選照明器提供的照明。例如上述描述的一個例子，用于 采集晶片12的復(fù)查圖像。復(fù)查圖像采集裝置60采集晶片12的高分辨率圖像。
[0132] 圖14描述了復(fù)查明場照明器62、復(fù)查暗場照明器64、復(fù)查圖像采集裝置60以及 他們之間的照明形式。圖15描述了伴隨著由復(fù)查明場照明器62提供的明場照明的一個優(yōu) 選的第四光線路徑300的流程圖。
[0133] 在包括第四光線路徑300的步驟302中，明場照明由復(fù)查明場照明器62提供。由 復(fù)查明場照明器62提供的明場照明被指向一個第一反射表面66。在步驟304中，由明場照 明由復(fù)查明場照明器62提供，由復(fù)查明場照明器62提供的明場照明指向一個第一反射表 面66。在步驟304中，明場照明由第一反射表面66反射并被引導(dǎo)指向一個分光器68。在 之后的步驟306中，投射至分光器68的明場照明由此反射并指向檢測位置。由分光器68 反射的明場照明的長度取決于分光器的R/T比率。
[0134] 在步驟308中，明場光照被設(shè)置在檢測位置的晶片12或其上一部分反射。在步驟 310中，被反射的明場光照通過一個復(fù)查物鏡70。復(fù)查物鏡70被繼承為物鏡裝置或物鏡集 合。復(fù)查物鏡具有無窮糾正像差的能力。因此，通過復(fù)查物鏡70的明場光照在步驟310中 被復(fù)查物鏡70所校準(zhǔn)。
[0135] 在步驟312中，投射至分光器68的明場照明并且它的一部分從該處傳輸。通過分 光器68的明場照明的長度取決于分光器68的R/T比率。在步驟314中，明場照明通過一 個復(fù)查管鏡72,然后，在步驟316中，進入復(fù)查圖像采集裝置60。復(fù)查管鏡72將校準(zhǔn)后的 明場照明集中照射在復(fù)查圖像采集裝置60的一個圖像采集平面。明場照明集中照射在復(fù) 查圖像采集裝置的圖像采集平面有助于步驟318中的復(fù)查明場圖像的采集。
[0136] 復(fù)查物鏡70和復(fù)查管鏡72之間的明場照明的瞄準(zhǔn)有利于他們之間光學(xué)元件和附 件的引入。另外，復(fù)查物鏡70和復(fù)查管鏡72之間的明場照明的瞄準(zhǔn)按復(fù)查圖像采集裝置 60的需要靈活定位和重構(gòu)。
[0137] 如圖16所示，由復(fù)查暗場照明器64提供的暗場照明的一個優(yōu)選的第五光線路徑 350的流程圖。
[0138] 在包含第五光路徑350的步驟352中，暗場光照由復(fù)查暗場光照器64提供，由復(fù) 查暗場光照64提供的暗場照明直接集中照射在檢測位置。另外，由復(fù)查暗場光照64提供 的暗場照明優(yōu)選地以一個與晶片12的水平面成一個預(yù)設(shè)的角度指向檢測位置。該預(yù)設(shè)的 角度優(yōu)選的為一個高角度，并且可以用本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的技術(shù)按需要進行調(diào)整。
[0139] 在步驟354中，暗場光照被放置在檢測位置的晶片12或其上的一部分反射。在步 驟356中，被反射的暗場光照然后通過復(fù)查物鏡70。在步驟356中，暗場照明通過復(fù)查物鏡 70并被復(fù)查物鏡70所校準(zhǔn)。
[0140] 在步驟358中，投射至分光器的經(jīng)過校準(zhǔn)后的暗場照明及其一部分從該處傳輸。 通過分光器68的暗場照明的長度取決于分光器68的R/T比率。之后，在步驟360中，所述 的暗場照明通復(fù)查管鏡72,然后，在步驟362中進入復(fù)查圖像采集裝置60。第四管鏡72將 校準(zhǔn)后的暗場照明集中照射在復(fù)查圖像采集裝置60的一個圖像采集平面。暗場照明集中 照射在復(fù)查圖像采集裝置60的圖像采集平面有助于步驟364中的復(fù)查明場圖像的采集。復(fù) 查物鏡70和復(fù)查管鏡72之間的每個明場照明和暗場照明的瞄準(zhǔn)增強了系統(tǒng)10的設(shè)計和 重構(gòu)的方便，了他們之間光學(xué)元件和附件的引入。進一步說，復(fù)查物鏡70和復(fù)查管鏡72之 間的明場照明的瞄準(zhǔn)優(yōu)選地按復(fù)查圖像采集裝置60的需要靈活定位和重構(gòu)，從而當(dāng)晶片 12在運動過程中方便明場圖像和暗場圖像的采集。
[0141] 采集到的復(fù)查明場圖像和暗場圖像被轉(zhuǎn)換成圖片信號，并由復(fù)查采集裝置60傳 輸至可編程控制器，由此進行處理存儲或保存在數(shù)據(jù)庫中。
[0142] 復(fù)查圖像采集裝置60可以具有一個相對于檢測位置的固定空間位置。復(fù)查圖像 采集裝置60的固定空間位置優(yōu)選地減小與移動圖像采集裝置或照相機有關(guān)的校準(zhǔn)損耗和 校準(zhǔn)反饋損耗，從而增強復(fù)查明場圖像和復(fù)查暗場圖像的采集的質(zhì)量。
[0143] 系統(tǒng)10進一步包括振動隔離器24,被共同稱為穩(wěn)定裝置。當(dāng)系統(tǒng)正常工作時，系 統(tǒng)10被優(yōu)選地安裝在振動隔離器24或穩(wěn)定裝置上。系統(tǒng)10包括四個振動隔離器24,每 個振動隔離器放置在系統(tǒng)10的一個不同角落。振動隔離器24有助于支持和穩(wěn)定系統(tǒng)10。 每個振動隔離器24優(yōu)選地為一個可壓縮結(jié)構(gòu)或罐結(jié)構(gòu)，其能吸收地面的振動，從而作為一 個緩沖以防止地面的振動傳輸至系統(tǒng)。通過阻止不需要的對系統(tǒng)10的振動或物理移動，振 動隔離器24有助于增強由每個第一圖像采集裝置32所采集的圖像的質(zhì)量。第二圖像采集 裝置34, 3D圖像照相機56和復(fù)查照相機60改進了晶片12的檢測質(zhì)量。
[0144] 依據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，提供了一個優(yōu)選的用于檢測晶片12的方法400。 圖17描述了實施方法400的方法流程圖。用于晶片12的檢測的方法400至少實施晶片12 上缺陷的檢測、分類及復(fù)查中的一種。
[0145] 用于晶片12的檢測的實施方法400利用參考圖像（也被稱為極好參考或極好參 考圖），對比采集到的晶片12的圖像用于至少包括晶片12上缺陷的檢測、分類及復(fù)查中的 一種。為了清晰起見，在描述用于檢測半導(dǎo)體晶片的實施方法400前，提供了一個實施參考 圖像的生成過程900。如18描述了實施參考圖像生成過程900的流程圖。
[0146] 實施參考圖像牛成討稈900
[0147] 在參考圖形生成過程900的步驟902中，該方法包括在晶片12上加載一個參考區(qū) 域的預(yù)設(shè)編號。該方法優(yōu)選地由電腦軟件編程設(shè)計產(chǎn)生。另外，該方法也可以手動產(chǎn)生。該 方法可以存儲在CPU的數(shù)據(jù)庫中。另外，該方法也可存儲在外部數(shù)據(jù)庫或存儲空間內(nèi)。
[0148] 每個參考區(qū)域的預(yù)設(shè)編號設(shè)置在晶片12上，它的質(zhì)量是不為人所知的。多個參考 區(qū)域的使用有助于補償晶片12的不同部位的表面振動或多個晶片12之間振動的可能。這 樣的表面振動包括，但不限于，各個不同平面度和光照強度。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解， 參考區(qū)域的預(yù)設(shè)編號表示晶片12的整個表面面積。另外，參考區(qū)域的預(yù)設(shè)數(shù)字也可表示多 個芯片上的多個預(yù)設(shè)位置。
[0149] 在步驟904中，選擇第一參考區(qū)域，在之后的步驟906中，圖像的一個預(yù)設(shè)的編號 ("η"）被選擇的參考區(qū)域的第一采集位置所獲得。更為具體來講，η個圖像被選擇參考區(qū) 域的每個預(yù)設(shè)位置所獲得，選好的參考區(qū)域的預(yù)設(shè)位置的編號和位置可以按需要改變并且 可以方便的通過軟件編程或手動輸入的方式進行改變。
[0150] 根據(jù)需要，能夠通過利用第一圖像采集裝置32、第二圖像采集裝置34、3D圖像照 相機56和復(fù)查圖像采集裝置62這其中的至少一種裝置來采集η個圖像。另外，也能夠用 不同的圖形采集裝置來獲得η個圖像。用于獲得η個圖像的照明可以按照需要變化，例如 用一種或混合的明場照明，DHA照明、DLA照明和細線照明。用于采集η個圖像的色彩、波長 和光強可以按需要選擇和變化。
[0151] 每個位置的多個圖像的采集使在參考圖像生成時考慮到照明的振動，在參考圖像 的采集過程中的使用光學(xué)設(shè)備及成像裝置。由于光照條件之間的變化，參考圖像生成的方 法減少了對缺陷檢測及分類的不需要的振動或影響。另外，一些可選參考區(qū)域的圖像可能 被每個具體的光照條件所采集。在每個具體光照條件下的多個圖像的采集對閃光燈及閥門 引起照明振動起補償作用，使其正?；?br>
[0152] η個圖像存儲至CPU的書庫庫中。另外，η個圖像也可按需要存儲在外部數(shù)據(jù)庫或 存儲空間內(nèi)。在步驟908中，步驟906所采集的η個圖像被排成一線并進行預(yù)處理。優(yōu)選 地，記下步驟906中采集的η個圖像的子像素。使用現(xiàn)有的方法對采集的η個圖像的子像 素進行記錄，這些方法包括但不限于，用一個或多個二進制、灰階或幾何圖像匹配在一個或 多個晶片上形成痕跡隆起物或墊。
[0153] 在步驟910中，計算η個圖像的參考強度。更具體來講，計算在選擇的參考區(qū)域的 預(yù)設(shè)位置所采集的每個圖像的參考強度。η個圖像的參考強度的計算有助補償晶片12 (或 多個晶片）上的不同位置和區(qū)域的顏色振動，使其正?；?。更一進步的是，每個η個圖像的 參考強度的計算有助于描述或補償晶片12 (或多個晶片）上的不同位置和區(qū)域的其他表面 振動。
[0154] 步驟910的結(jié)果計算了 η的參考強度，η個參考強度一一對應(yīng)η個圖像，在步驟912 中，計算每個圖像的每個像素的大量靜態(tài)信息。大量靜態(tài)信息的計算包括，但不限于，每個 圖像的每個像素的平均值，范圍，標(biāo)準(zhǔn)偏離，最大強度和最小強度。
[0155] 更為具體地，平均數(shù)是每個η個η個圖像的每個像素的參考強度的一個幾何均數(shù)。 幾何均數(shù)是一種平均值或平均數(shù)，其表示一組數(shù)據(jù)或η個數(shù)字的中心均數(shù)或均值，由該組 數(shù)據(jù)首先相乘，然后開η次根號得到，產(chǎn)生幾何均數(shù)的方程如下所示：
[0156]
【權(quán)利要求】
1. 一種方法，用于當(dāng)半導(dǎo)體晶片沿著掃描運動路徑產(chǎn)生位移時，采集半導(dǎo)體晶片的圖 像，所述掃描運動路徑隨后定位位于檢測面積內(nèi)的所述半導(dǎo)體晶片的每一塊預(yù)定區(qū)域，所 述方法包括： 當(dāng)所述半導(dǎo)體晶片沿著所述掃描運動路徑產(chǎn)生位移時，定位一第一區(qū)域，所述第一區(qū) 域位于所述半導(dǎo)體晶片的多個預(yù)定區(qū)域內(nèi)，所述半導(dǎo)體晶片位于所述檢測面積內(nèi)； 當(dāng)在所述半導(dǎo)體晶片沿著所述掃描運動路徑位移的期間內(nèi)，所述半導(dǎo)體晶片的第一區(qū) 域留在所述檢測面積內(nèi)時，執(zhí)行半導(dǎo)體晶片掃描過程，所述半導(dǎo)體晶片掃描過程包括： 在第一對比照明下，利用第一圖像采集裝置，在所述檢測面積內(nèi)的第一圖像的采集位 置采集半導(dǎo)體晶片的第一區(qū)域的第一圖像； 在采集了半導(dǎo)體晶片的第一區(qū)域的第一圖像后，立即在第二對比照明下，利用第二圖 像采集裝置，在所述檢測面積內(nèi)的第二圖像的采集位置采集半導(dǎo)體晶片的第一區(qū)域的第二 圖像，所述帶有圖像的第一圖像偏離所述第二圖像，是因為采集所述的第一圖像的位置與 采集所述的第二圖像的位置之間有一段預(yù)設(shè)的距離，所述半導(dǎo)體晶片被放置在這個位置 上； 通過確定所述第一圖像和所述第二圖像之間的圖像偏移，關(guān)聯(lián)所述第一圖像和所述第 二圖像。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體晶片的多個預(yù)定區(qū)域的每一塊 預(yù)定區(qū)域，包括至少一個半導(dǎo)體晶片芯片或半導(dǎo)體晶片的一部分。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，更進一步包括將所述的第一圖像上的缺 陷位置與所述的第二圖像上的缺陷位置進行對比，以在關(guān)聯(lián)所述第一和第二圖像后，提供 缺陷檢測結(jié)果。
4. 如權(quán)利要求1-3所述的方法，其特征在于，所述第一對比照明是明場照明以及所述 第一圖像是明場圖像。
5. 如權(quán)利要求1-4所述的方法，其特征在于，所述第二對比照明是暗場照明以及所述 第二圖像是暗場圖像。
6. 如權(quán)利要求1-5所述的方法，其特征在于，所述第一對比照明和所述第二對比照明 都是寬頻照明。
7. 如權(quán)利要求1-3或權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一對比照明和所述第 二對比照明都可以從明場照明、暗場照明以及明場照明和暗場照明的結(jié)合中選擇出來。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一對比照明和所述第二對比照明都 可以從明場照明、暗場高角照明、暗場低角照明以及三者任意的結(jié)合中選擇出來。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述明場照明、所述暗場高角照明以及所述 暗場低角照明都是具有相等波長光譜的寬頻照明。
10. 如權(quán)利要求7-9所述的方法，其特征在于，由閃光燈發(fā)射所述明場照明。
11. 如權(quán)利要求7-10所述的方法，其特征在于，所述明場照明是白光照明。
12. 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，如果所述的第一圖像上的缺陷位置與所述 的第二圖像上的缺陷位置一致的話，那么這就是準(zhǔn)確的檢測結(jié)果。
13. 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，如果所述的第一與第二圖像上沒有一致的 缺陷位置，那么所述缺陷的檢測結(jié)果是錯誤的檢測結(jié)果。
14. 如權(quán)利要求1-13所述的方法，其特征在于，確定所述第一圖像和所述第二圖像之 間的圖像偏移包括： 分別檢索代表第一和第二半導(dǎo)體晶片位置的XY編碼值，所述第一和第二半導(dǎo)體晶片 位置對應(yīng)于所述第一圖像的采集以及所述第二圖像的采集；以及 基于所述檢索后的XY編碼值，計算所述第一圖像和所述第二圖像之間的粗糙補償。
15. 如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，確定所述第一圖像和所述第二圖像之間 的圖像偏移更進一步包括，通過所述第一圖像和所述第二圖像的亞像素對準(zhǔn)計算所述第一 圖像和所述第二圖像之間的最終補償。
16. 如任一權(quán)利要求1-15所述的方法，更進一步包括： 當(dāng)所述半導(dǎo)體晶片沿著所述掃描運動路徑位移時定位第二區(qū)域，所述第二區(qū)域位于所 述檢測面積內(nèi)的半導(dǎo)體晶片的多個預(yù)定區(qū)域中； 當(dāng)在所述半導(dǎo)體晶片沿著所述掃描運動路徑產(chǎn)生位移的期間，半導(dǎo)體晶片的第二區(qū)域 保留在檢測面積內(nèi)，相對于所述半導(dǎo)體晶片的第二區(qū)域重復(fù)所述半導(dǎo)體晶片掃描過程來采 集： 所述半導(dǎo)體晶片的第二區(qū)域的第一圖像，所述第一圖像在所述第一對比照明下，利用 所述第一圖像的采集裝置采集，所述半導(dǎo)體晶片位于所述檢測面積內(nèi)的第一圖像的采集位 置；以及 所述半導(dǎo)體晶片的第二區(qū)域的第二圖像，所述第一圖像在所述第二對比照明下，利用 所述第二圖像的采集裝置采集，所述半導(dǎo)體晶片位于所述檢測面積內(nèi)的第二圖像采集位 置， 其特征在于，在（a)定位在所述檢測面積內(nèi)的半導(dǎo)體晶片的第一位置用以采集所述半 導(dǎo)體晶片的第一位置的第一圖像，和（b)定位在所述檢測面積內(nèi)的半導(dǎo)體晶片的第二位置 用以采集所述半導(dǎo)體晶片的第二位置的第一圖像之間的時間差等于（i)暴露所述第一圖 像采集裝置以及采集所述半導(dǎo)體晶片的第一區(qū)域的第一圖像所需的時間，加上（ii)將所 述半導(dǎo)體晶片的第一區(qū)域的第一圖像轉(zhuǎn)化為第一圖像信號以及將所述第一圖像信號傳輸 到數(shù)據(jù)庫或存儲系統(tǒng)所需要的時間。
17. -種系統(tǒng)，用于當(dāng)半導(dǎo)體晶片沿著掃描運動路徑產(chǎn)生位移時采集半導(dǎo)體晶片的圖 像，所述掃描運動路徑隨后定位半導(dǎo)體晶片的每一塊預(yù)定區(qū)域，所述半導(dǎo)體晶片位于檢測 面積內(nèi)，所述系統(tǒng)包括： 第一圖像采集模塊，用于當(dāng)在所述半導(dǎo)體晶片沿著所述掃描運動路徑產(chǎn)生位移的期 間，所述半導(dǎo)體晶片的第一區(qū)域保留在所述檢測面積域內(nèi)時，采集在第一對比照明下所述 半導(dǎo)體晶片的第一區(qū)域的第一圖像； 第二圖像采集模塊，用于當(dāng)在所述半導(dǎo)體晶片沿著所述掃描運動路徑產(chǎn)生位移的期 間，所述半導(dǎo)體晶片的第二區(qū)域保留在所述檢測面積域內(nèi)時，采集在第二對比照明下所述 半導(dǎo)體晶片的第一區(qū)域的第二圖像，所述具有圖像的第一圖像偏離所述第二圖像，是因為 采集所述的第一圖像的位置與采集所述的第二圖像的位置之間有一段預(yù)設(shè)的距離，所述半 導(dǎo)體晶片被放置在這個位置上；以及 缺陷位置比較模塊與所述的第一和第二圖像采集模塊耦合，所述的缺陷位置比較模塊 通過確定所述圖像偏移，關(guān)聯(lián)所述的第一和第二圖像與半導(dǎo)體晶片的空間位移，將所述的 第一圖像上發(fā)現(xiàn)的缺陷位置與所述的第二圖像上發(fā)現(xiàn)的另一個缺陷位置并以此提供缺陷 檢測結(jié)果。
18. 如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述半導(dǎo)體晶片的多個預(yù)定區(qū)域的每一 塊預(yù)定區(qū)域包括至少一個半導(dǎo)體晶片芯片或半導(dǎo)體晶片的一部分。
19. 如權(quán)利要求17或18所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一對比照明和所述第二對比 照明都是寬頻照明。
20. 如權(quán)利要求17-19所述的系統(tǒng)，更進一步包括照明配置器，用于選擇性控制一部分 的明場照明、暗場照明以及二者的結(jié)合作為所述第一對比照明和第二對比照明。
21. 如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述照明配置器選擇性地控制一部分明 場照明、高角暗場照明、底角暗場照明以及三者的任意結(jié)合作為所述第一對比照明和第二 對比照明。
22. 如權(quán)利要求17-21所述的系統(tǒng)，更進一步包括與缺陷位置比較模塊耦合的輸出模 塊，所述的輸出模塊根據(jù)缺陷位置比較模塊給出的檢測結(jié)果來存放半導(dǎo)體晶片。
23. 如權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述的第一圖像上發(fā)現(xiàn)的缺陷位置與 所述的第二圖像上發(fā)現(xiàn)的缺陷位置一致時，那么缺陷檢測結(jié)果是準(zhǔn)確的結(jié)果，并且其特征 在于，否則，所述的缺陷檢測結(jié)果是錯誤的結(jié)果。
24. 如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的輸出模塊包括第一輸出結(jié)點和第 二輸出點，并且其特征在于，當(dāng)所述的檢測結(jié)果是準(zhǔn)確的結(jié)果時，那么半導(dǎo)體晶片被存放在 所述的第一輸出點，當(dāng)所述的檢測結(jié)果是錯誤的結(jié)果時，那么半導(dǎo)體晶片被存放在所述的 第二輸出點。
25. 如權(quán)利要求17-24所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述缺陷位置對比模塊被配置用以確 定所述圖像偏移來將所述第一圖像和第二圖像關(guān)聯(lián)于所述半導(dǎo)體晶片的位移，通過： 檢索對應(yīng)于所述第一圖像采集位置和所述第二圖像采集位置的XY編碼值；以及 基于所述檢索后的XY編碼值計算所述第一圖像和所述第二圖像之間的粗糙補償。
26. 如權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述缺陷位置比較模塊更進一步被配置 用來通過計算最終補償，來確定所述圖像偏移以關(guān)聯(lián)所述第一圖像和所述第二圖像與所述 半導(dǎo)體晶片的位移，通過所述第一圖像和所述第二圖像的亞像素，對準(zhǔn)計算所述第一圖像 和所述第二圖像之間的所述最終補償。
【文檔編號】G01N21/89GK104091766SQ201410258203
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2010年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2009年1月13日
【發(fā)明者】阿杰亞拉里·阿曼努拉, 葛漢成 申請人:聯(lián)達科技設(shè)備私人有限公司