專利名稱：多方向上反射的光源的采集系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及一種晶圓檢測(cè)方法。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種用于檢測(cè)半導(dǎo)體元件的自動(dòng)化系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
能夠始終如一地確保所制造的例如半導(dǎo)體晶圓和芯片這樣的半導(dǎo)體元件的高質(zhì)量，在半導(dǎo)體工業(yè)中變得日益重要。半導(dǎo)體晶圓制造技術(shù)不斷改善以將越來(lái)越多的功能包含在半導(dǎo)體晶圓的更加小的表面區(qū)域中。因此，用于半導(dǎo)體晶圓的光刻工藝變得更加復(fù)雜以使得在半導(dǎo)體晶圓的更加小的表面區(qū)域內(nèi)包含越來(lái)越多的功能(例如，半導(dǎo)體晶圓的更高的性能)。所以，半導(dǎo)體晶圓的潛在缺陷的尺寸通常在微米到亞微米的范圍內(nèi)。很明顯半導(dǎo)體制造商日益迫切地需要提高半導(dǎo)體晶圓的質(zhì)量控制和監(jiān)測(cè)工藝以始終如一地確保所制造的半導(dǎo)體晶圓的高質(zhì)量，半導(dǎo)體晶圓檢測(cè)一般用于檢測(cè)其上存在的缺陷，例如表面顆粒，瑕疵，彎曲或者其他的不平整的存在。這種缺陷將會(huì)影響半導(dǎo)體晶圓的最終性能。所以，在制造過(guò)程中淘汰或者選出有缺陷的半導(dǎo)體晶圓至關(guān)重要。半導(dǎo)體檢測(cè)系統(tǒng)和工藝目前已有進(jìn)展。例如已經(jīng)授權(quán)的高分辨率的成像系統(tǒng)，高速計(jì)算機(jī)，以及高精度的機(jī)械處理系統(tǒng)。另外，半導(dǎo)體晶圓檢測(cè)系統(tǒng)，方法和技術(shù)已經(jīng)至少利用了明場(chǎng)照明，暗場(chǎng)照明以及空間濾光技術(shù)中的一中。在明場(chǎng)成像中，半導(dǎo)體晶圓上的小顆粒將一圖像采集設(shè)備的聚光孔徑中的光分散開去，因此導(dǎo)致了圖像采集設(shè)備的返回能量的減少。當(dāng)顆粒相較于透鏡的光點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)或者數(shù)字化像素較小時(shí)，來(lái)自接近顆粒周圍的區(qū)域的明場(chǎng)能量一般相對(duì)于該顆粒提供了大量的能量，因此使得顆粒很難被檢測(cè)到。另外，源于小的顆粒尺寸的非常細(xì)微的能量減少經(jīng)常會(huì)被接近顆粒周圍的區(qū)域的反射率所掩蓋因此導(dǎo)致了更加多的錯(cuò)誤的缺陷檢測(cè)的發(fā)生。為避免上述的現(xiàn)象，半導(dǎo)體檢測(cè)設(shè)備已經(jīng)裝備有高分辨率的高端相機(jī)，以采集半導(dǎo)體晶圓的較小的表面區(qū)域的圖像。盡管如此，明場(chǎng)圖像通常具有更好的像素對(duì)比度并且在估計(jì)缺陷的大小以及在檢測(cè)暗缺陷時(shí)具有優(yōu)勢(shì)。暗場(chǎng)照明及其優(yōu)點(diǎn)在本技術(shù)領(lǐng)域中通常是眾所周知的。暗場(chǎng)成像已經(jīng)應(yīng)用于數(shù)個(gè)已有的半導(dǎo)體晶圓檢測(cè)系統(tǒng)之中。暗場(chǎng)成像通常取決于射入所檢測(cè)的對(duì)象的光線的角度。 以小角度射入待檢測(cè)的對(duì)象的水平面(例如3到30度)，暗場(chǎng)成像通常會(huì)在除了缺陷所在的位置(例如表面顆粒，瑕疵或者其他的不平整的位置)以外的地方產(chǎn)生暗像。暗場(chǎng)成像的一個(gè)特別的應(yīng)用是照亮尺寸比用于產(chǎn)生明場(chǎng)圖像的物鏡分辨力還小的瑕疵。以較大的與水平面所成的角度(例如30到80度)，暗場(chǎng)成像通常比明場(chǎng)成像可以產(chǎn)生更加好的強(qiáng)反差圖像。這種高角度暗場(chǎng)成像的應(yīng)用增強(qiáng)了鏡面精加工或者透明對(duì)象上的表面不規(guī)則的差別。另外，高角度暗場(chǎng)成像增強(qiáng)了傾斜對(duì)象的成像。半導(dǎo)體晶圓的光反射率通常對(duì)于用明場(chǎng)成像和暗場(chǎng)成像所獲得的圖像的質(zhì)量有著重大的影響。出現(xiàn)在半導(dǎo)體晶圓上的微觀和宏觀結(jié)構(gòu)都會(huì)影響半導(dǎo)體晶圓的光反射率。 通常，半導(dǎo)體晶圓所反射的光的數(shù)量取決于入射光的角度或者方向，視向以及半導(dǎo)體晶圓的光反射率。光發(fā)射率反過(guò)來(lái)依賴于入射光的波長(zhǎng)以及半導(dǎo)體晶圓的組成成分。待檢測(cè)的半導(dǎo)體晶圓的光反射率通常很難控制。這是因?yàn)榘雽?dǎo)體晶圓可由數(shù)層材料組成。每層材料可能會(huì)有差別地發(fā)射不同波長(zhǎng)的光，例如以不同的速度。另外，材料層可能會(huì)具有不同的滲透率，或者甚至是反射率。所以，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)很明顯單一波長(zhǎng)或者窄寬度波長(zhǎng)的光或者照明的使用通常會(huì)對(duì)于采集的圖像的質(zhì)量產(chǎn)生不利的影響。單一波長(zhǎng)或者窄帶波長(zhǎng)需要使用多個(gè)空間濾光器或者波長(zhǎng)調(diào)諧器進(jìn)行頻繁的修改， 這通常很不方便。為減輕這種問(wèn)題，使用寬幅光源(即波長(zhǎng)幅度寬的光源)很重要，例如波長(zhǎng)范圍從300nm到IOOOnm之間的寬波段光源?，F(xiàn)有可用的晶圓檢測(cè)系統(tǒng)或者設(shè)備通常采用下面的方法之一獲得或者采集晶圓檢測(cè)過(guò)程中的多重響應(yīng)(1)具有多個(gè)光源的多重圖像采集設(shè)備(MI⑶)MICD使用多個(gè)圖像采集設(shè)備和多個(gè)光源。MICD是建立在將波譜分離成窄波段的原則的基礎(chǔ)上的，并且將所分離的波譜分配給單獨(dú)的光源。在使用MICD方法的系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，每個(gè)圖像采集設(shè)備都搭配有一相關(guān)聯(lián)的光源(即，照明光源)，并具有一個(gè)相應(yīng)的諸如空間濾光器或者一個(gè)具有特殊涂層的光束分離器之的光學(xué)附件。例如，使用水銀燈和空間濾光器將明場(chǎng)光源的波長(zhǎng)限于400到600nm之間以及使用激光將暗場(chǎng)光源限于650到 700nm之間。MICD方法存在著不足，例如圖像質(zhì)量低劣或者設(shè)計(jì)缺乏靈活性。低劣的圖像質(zhì)量是由于所測(cè)晶圓的表面的不同的反射率，以及使用窄波段波長(zhǎng)的光源聯(lián)合造成的。設(shè)計(jì)缺乏靈活性是由于單一光源的波長(zhǎng)的修改通常需要重新配置晶圓檢測(cè)系統(tǒng)的整個(gè)光學(xué)裝置。另外，MICD通常不允許用一個(gè)單一的圖像采集設(shè)備采集不同波長(zhǎng)的光源而不損害所采集圖像的質(zhì)量。(2)具有多個(gè)光源的單一圖像采集設(shè)備(Si⑶)SICD方法使用單一的圖像采集設(shè)備采集具有多個(gè)分離波長(zhǎng)或者寬波段波長(zhǎng)的光源。盡管如此，它不可能同時(shí)獲得運(yùn)動(dòng)中的晶圓的多個(gè)光源反應(yīng)。換句話說(shuō)，SICD方法僅允許運(yùn)動(dòng)中的晶圓的一個(gè)光源反應(yīng)。為了獲得多重光源反應(yīng)，SI⑶方法需要采集靜止晶圓的圖像，這將會(huì)影響晶圓檢測(cè)系統(tǒng)的產(chǎn)量?，F(xiàn)如今還不存在利用寬波段明場(chǎng)和暗場(chǎng)或者普通的多個(gè)光源以及使用多個(gè)圖像采集設(shè)備來(lái)進(jìn)行同步的，獨(dú)立的，動(dòng)態(tài)的圖像采集的半導(dǎo)體晶圓檢測(cè)系統(tǒng)，因?yàn)橄鄬?duì)地缺乏對(duì)于其實(shí)際執(zhí)行情況和操作優(yōu)點(diǎn)的了解?，F(xiàn)有的半導(dǎo)體晶圓檢測(cè)系統(tǒng)利用前述的MICD或者SICD。利用MICD的設(shè)備不使用寬波段光源并且圖像質(zhì)量低劣以及系統(tǒng)裝置不靈活。另一方面使用SICD的設(shè)備會(huì)減少系統(tǒng)的產(chǎn)量并且通常無(wú)法獲得動(dòng)態(tài)的同步的多重光源反應(yīng)。US專利5，822，055 (KLAl)公開了一種典型的同時(shí)使用明場(chǎng)光源和暗場(chǎng)光源的半導(dǎo)體晶圓光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)。KLAl所發(fā)明的光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式使用了前述的MICD。 它使用多個(gè)相機(jī)分別采集半導(dǎo)體晶圓的暗場(chǎng)圖像和明場(chǎng)圖像。所采集的明場(chǎng)和暗場(chǎng)圖像隨后被分別或者一起予以處理以檢測(cè)半導(dǎo)體晶圓上的瑕疵。另外，KLAl的光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)分別使用不同的明場(chǎng)和暗場(chǎng)光源同步采集明場(chǎng)和暗場(chǎng)圖像。KLAl通過(guò)使用光源波譜分離，窄波段光源以及空間濾光器采集明場(chǎng)和暗場(chǎng)圖像獲得了同步的圖像采集。在KLAl光學(xué)系統(tǒng)中， 其中的一臺(tái)相機(jī)被配置成使用窄波段激光和空間濾光器來(lái)接收暗場(chǎng)成像。另外一臺(tái)相機(jī)被配置成使用明場(chǎng)光源和一具有特種涂料的光束分離器來(lái)接收其余的波譜。KLAl所發(fā)明的光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)的缺點(diǎn)包括不適用于包含有不同的表面反射率的變化的半導(dǎo)體晶圓的成像因?yàn)椴ㄗV分離。這些相機(jī)與各自的光源緊密配合并且不具有將多個(gè)可得的光源結(jié)合以增強(qiáng)特定的晶圓類型的靈活性。這種類型的其中一種在其前側(cè)具有碳覆蓋層并且在特定的光源角度時(shí)會(huì)呈現(xiàn)較差的反射特性，例如單獨(dú)使用明場(chǎng)。它需要將明場(chǎng)和高角度暗場(chǎng)光源相結(jié)合以觀察特定的瑕疵。因此，KLAl的光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)需要多個(gè)光源或照明光源和濾光器以執(zhí)行多個(gè)觀察路徑(多重掃描會(huì)反過(guò)來(lái)影響系統(tǒng)的產(chǎn)量)以因此采集多個(gè)明場(chǎng)和暗場(chǎng)圖像。美國(guó)專利6，826，298 (AUGTECH1)和美國(guó)專利 6，937，753 (AUGTECH2)公開了現(xiàn)有的其他的同時(shí)使用安裝和明場(chǎng)成像的光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)。AUGTECH1和AUGTECH2的光學(xué)成像系統(tǒng)中的暗場(chǎng)成像使用多個(gè)激光以進(jìn)行低角度暗場(chǎng)成像，并使用一纖維光環(huán)燈用于進(jìn)行高角度暗場(chǎng)成像。另外，AUGTECH1和AUGTECH2的光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)使用一個(gè)單獨(dú)的相機(jī)傳感器并屬于前述的SI⑶方法。因此，AUGTECH1和AUGTECH2中的半導(dǎo)體晶圓的檢測(cè)是通過(guò)明場(chǎng)成像或者暗場(chǎng)成像或者通過(guò)明場(chǎng)成像和暗場(chǎng)成像的結(jié)合來(lái)執(zhí)行的，其中每個(gè)明場(chǎng)成像和暗場(chǎng)成像都是在另外一個(gè)已經(jīng)完成的時(shí)候才開始執(zhí)行的。AUGTECH1和AUGTECH2的檢測(cè)系統(tǒng)不能進(jìn)行同步的動(dòng)態(tài)的或者運(yùn)動(dòng)的晶圓的以及獨(dú)立的明場(chǎng)和暗場(chǎng)成像。因此，需要各個(gè)半導(dǎo)體晶圓的多個(gè)路徑以完成它們的檢測(cè)，導(dǎo)致了較低的生產(chǎn)產(chǎn)量和資源利用的過(guò)度增加。另外，現(xiàn)有的數(shù)個(gè)光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)使用了一黃金圖像或者參照?qǐng)D像以與所獲得新的半導(dǎo)體晶圓的圖像進(jìn)行比較。參照?qǐng)D像的參照通常需要采集已知的或者手工選取的好的半導(dǎo)體晶圓的數(shù)個(gè)圖像并且隨后運(yùn)用一統(tǒng)計(jì)公式或者技術(shù)以因此取得參照?qǐng)D像。上述取得方式的缺點(diǎn)是好半導(dǎo)體晶圓的人工選取的不準(zhǔn)確性和不一致性。使用這種參照?qǐng)D像的光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)通常會(huì)遭受由于參照?qǐng)D像的不準(zhǔn)確性和不一致性所導(dǎo)致的半導(dǎo)體晶圓的檢測(cè)出現(xiàn)誤差。隨著半導(dǎo)體晶圓的電路幾何結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，依靠手工選取好的半導(dǎo)體晶圓以獲取參照?qǐng)D像越來(lái)越與半導(dǎo)體工業(yè)設(shè)置的日益高的圖像質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不相兼容。一個(gè)極好的參照?qǐng)D像的獲取涉及統(tǒng)計(jì)技術(shù)和計(jì)算。大多數(shù)的統(tǒng)計(jì)技術(shù)都非常一般并且具有它們自己的優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)有的可得的設(shè)備的現(xiàn)狀是使用平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算一個(gè)極好的參照像素。這種方法對(duì)于已知的好像素效果很好；否則，任何缺陷或者噪聲像素將會(huì)干擾或者影響參照像素的最終的平均值。另外一種方法是使用中間值并且它因?yàn)樵肼曄袼乜梢詼p少干擾但是不能從本質(zhì)上消除噪聲的影響。所有的這些可得的設(shè)備都試圖減少由于運(yùn)用不同種類的統(tǒng)計(jì)技術(shù)諸如平均值，中間值等產(chǎn)生的誤差。但是它們不具有特別的或者用戶友好的序列以消除這種誤差。這種特別的序列必定有助于消除將會(huì)影響最終的像素值的像素。美國(guó)專利6，324，298 (AUGTECH3)公開了一種用在半導(dǎo)體晶圓檢測(cè)中產(chǎn)生極好的參照或者參照?qǐng)D像來(lái)使用的訓(xùn)練方法。AUGTECH3所發(fā)明的方法需要“已知的高質(zhì)量”或者 “無(wú)缺陷”的晶圓。這種晶圓的選取是手工的或者用戶執(zhí)行的。隨后運(yùn)用統(tǒng)計(jì)公式或者技術(shù)獲得參照?qǐng)D像。由于這種準(zhǔn)確的，一致的“高質(zhì)量”晶圓的選取對(duì)于半導(dǎo)體的檢測(cè)的準(zhǔn)確和一致的質(zhì)量至關(guān)重要。而且，AUGTECH3使用平均值和標(biāo)準(zhǔn)差值來(lái)計(jì)算各個(gè)像素的參照?qǐng)D像并且任意缺陷像素的出現(xiàn)將會(huì)導(dǎo)致參照像素的不準(zhǔn)確。這種由于雜質(zhì)或者其他的缺陷所導(dǎo)致的缺陷像素的發(fā)生，將會(huì)混淆統(tǒng)計(jì)計(jì)算并導(dǎo)致參照像素的不準(zhǔn)確。顯然，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)AUGTECH3的方法容易在半導(dǎo)體晶圓檢測(cè)中產(chǎn)生不準(zhǔn)確型，不一致性和誤差。
另外，AUGTECH3所發(fā)明的光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)使用了一個(gè)閃光燈來(lái)照亮半導(dǎo)體晶圓。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的是不同的閃光燈之間將會(huì)因?yàn)楹芏嘁蛩匕l(fā)生不一致性，包括，當(dāng)不限于，溫度差異，電子不一致性以及閃光燈強(qiáng)度的差異。這種差異和不一致性在 “好”半導(dǎo)體晶圓中是固有的。這些差異的存在將會(huì)影響極好的參照?qǐng)D像的質(zhì)量，如果系統(tǒng)沒(méi)有注意這些由于閃光燈造成的差異。另外，引起半導(dǎo)體晶圓表面之上的光源強(qiáng)度和一致性的變化因素包括，但不限于晶圓的平面度，晶圓表面不同位置處的上升和光反射率。不考慮閃光燈的閃光強(qiáng)度和頻閃特性的不同，任何用上述的方式產(chǎn)生的參照?qǐng)D像當(dāng)被用于與晶圓不同位置所采集的圖像進(jìn)行比較時(shí)將可能會(huì)不可靠和不準(zhǔn)確。產(chǎn)品規(guī)格的不同，例如半導(dǎo)體晶圓的大小，復(fù)雜度，表面反射率以及質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，在半導(dǎo)體工業(yè)中是公知的。因此，半導(dǎo)體晶圓檢測(cè)系統(tǒng)需要能夠檢測(cè)這種產(chǎn)品規(guī)格的變化。盡管如此，現(xiàn)有的半導(dǎo)體晶圓檢測(cè)系統(tǒng)和方法通常不能令人滿意地檢查這種產(chǎn)品規(guī)格的變化，特別是考慮到半導(dǎo)體工業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)日益提高。例如，一種典型的半導(dǎo)體晶圓檢測(cè)系統(tǒng)使用一種傳統(tǒng)的具有固定的空間位置的光學(xué)組件包括，例如相機(jī)，光源，濾光器，偏光器， 鏡子和透鏡。光學(xué)組件的引入或者移除通常需要重新布置和設(shè)計(jì)整個(gè)光學(xué)組件。所以，這種半導(dǎo)體晶圓檢測(cè)系統(tǒng)具有不靈活的設(shè)計(jì)和配置，并且其修改需要相對(duì)長(zhǎng)的時(shí)間間隔。另外，傳統(tǒng)的光學(xué)組件的透鏡之間的距離以及所呈現(xiàn)待檢測(cè)的半導(dǎo)體晶圓通常太短以至于不能解除用于暗場(chǎng)照明的具有不同角度的光線照明的引入。還有許多其他的已有的半導(dǎo)體晶圓檢測(cè)系統(tǒng)和方法。盡管如此，由于現(xiàn)在技術(shù)專門人才和操作訣竅的缺乏，已有的半導(dǎo)體晶圓檢測(cè)系統(tǒng)不能利用同步的明場(chǎng)和暗場(chǎng)成像來(lái)檢測(cè)運(yùn)動(dòng)中的晶圓，雖然仍舊保有設(shè)計(jì)上的靈活性。同樣也需要半導(dǎo)體晶圓檢測(cè)系統(tǒng)和方法可以節(jié)約，靈活，準(zhǔn)確以及快速的檢測(cè)半導(dǎo)體晶圓。這是特別考慮到半導(dǎo)體晶圓電路日益復(fù)雜以及半導(dǎo)體工業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)日益提高。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)在缺乏一種半導(dǎo)體晶圓檢測(cè)系統(tǒng)和方法可以同時(shí)運(yùn)用明場(chǎng)和暗場(chǎng)成像同步的并且對(duì)運(yùn)動(dòng)中的半導(dǎo)體晶圓進(jìn)行獨(dú)立地檢測(cè)，同時(shí)提供設(shè)計(jì)和配置的靈活性。另外，半導(dǎo)體晶圓檢測(cè)系統(tǒng)中所需要的組件，例如光源，相機(jī)，透鏡，濾光器和鏡子，相互之間可以具有靈活和可調(diào)整的相對(duì)位置?？紤]到半導(dǎo)體晶圓電路的日益復(fù)雜性，以及半導(dǎo)體工業(yè)所設(shè)置的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)日益提高，半導(dǎo)體晶圓檢測(cè)的準(zhǔn)確性和一致性也日益重要。本發(fā)明提供了一種檢測(cè)裝置，設(shè)備，系統(tǒng)，方法和/或檢測(cè)半導(dǎo)體元件的工藝，包括，但不限于，半導(dǎo)體晶圓，芯片塊，LED芯片以及太陽(yáng)能晶圓。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)目的，其公開了一種裝置，包括一組用于提供照明的光源，所述的一組光源所提供的光射向一個(gè)與被檢測(cè)的表面相應(yīng)的檢測(cè)位置。光通過(guò)該表面至少在一第一方向和第二方向上被反射。所述裝置同樣包括一第一組反射器，所述的第一組反射器的位置能夠被配置成用于接收該表面從第一方向上反射過(guò)來(lái)的光并將所接收的光沿著第一反射光傳播路徑射出和一第二組反射器，所述的第二組反射器的位置能夠被配置成用于接收該表面從第二方向上反射過(guò)來(lái)的光并將所接收的光沿著第二反射光傳播路徑射出。另外，所述裝置包括一圖像采集設(shè)備配置成用于同步接收各個(gè)沿著第一和第二反射光傳播路徑的光以分別提供一第一反應(yīng)和一第二反應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，其公開了一種檢測(cè)表面的方法。所述方法包括將光射向與被檢測(cè)的表面相應(yīng)的檢測(cè)位置的并將光從所述表面至少在第一方向上和第二方向上被反射，另外，所述方法包括將光從表面上在第一方向上和第二方向上分別沿著第一反射光傳播路徑、第二反射光傳播路徑傳播被反射出去。而且，所述方法包括由一圖像采集設(shè)備同步接收沿著第一和第二反射光傳播路徑傳播的光以產(chǎn)生分別與第一和第二反射光傳播路徑相應(yīng)的第一反應(yīng)和第二反應(yīng)。根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面，其公開了一種光學(xué)系統(tǒng)其包括一組配置成為與檢測(cè)位置相應(yīng)的表面提供照明的一組光源，所述光源包括一與所述表面成一第一角度的射入所述表面的第一束光以及以所述表面成一第二角度的射入所述表面的第二束光，所述的第二角度與第一角度不相同。所述光學(xué)系統(tǒng)也包括一圖像采集設(shè)備配成用于同步接收沿著所述圖像采集設(shè)備的光軸被所述表面反射的第一束和第二束光根據(jù)本發(fā)明的第四方面，其公開了一種方法包括為一與表面相應(yīng)的檢測(cè)位置提供第一束光，所述第一束光以第一角度射入所述表面并且為所述表面提供第二束光，所述的束光以不同于第一角度的第二角度射入所述表面。另外，所述方法包括將所述第一和第二束光反射出所述表明并由一圖像采集設(shè)備同步接收所反射的第一束和第二束光。


本發(fā)明的特定的實(shí)施方式將結(jié)合下面的附圖進(jìn)行描述，其中，圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施方式的一個(gè)典型晶圓檢測(cè)系統(tǒng)的部分平面圖；圖2示出了圖1的系統(tǒng)的部分側(cè)視圖；圖3示出了根據(jù)圖2中突出的“A”部分的圖1中的系統(tǒng)的光學(xué)檢測(cè)頭的部分等比例分解示意圖；圖4示出了根據(jù)圖2中突出的“B”部分的圖1中的系統(tǒng)的機(jī)械晶圓臺(tái)部分等比例分解示意圖；圖5示出了根據(jù)圖2中突出的“C”部分的圖1中的系統(tǒng)的機(jī)械晶圓裝卸器的部分等比列分解示意圖；圖6示出了根據(jù)圖2中突出的“D”部分的圖1中的系統(tǒng)的晶圓堆棧模塊的部分等比列分解示意圖；圖7示出了圖1中的系統(tǒng)的光學(xué)檢測(cè)頭的部分等比例示意圖；圖8示出了圖1所示的系統(tǒng)中的光學(xué)檢測(cè)頭的部分主視圖；圖9示出了圖1的系統(tǒng)的一明場(chǎng)光源，一低角度暗場(chǎng)光源，一高角度暗場(chǎng)光源，一第一圖像采集設(shè)備，以及一第二圖像采集設(shè)備之間的光的光程圖；圖10是圖9中的明場(chǎng)光源所提供的明場(chǎng)光所遵循的一個(gè)典型的第一光程的流程圖；圖11是圖9中的高角暗場(chǎng)光源所提供的暗場(chǎng)高角度光所遵循的典型的第二光程的流程圖；圖12是圖9中的低角度暗場(chǎng)光源所提供的暗場(chǎng)低角度光的典型的第三光程的流程圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的一個(gè)系統(tǒng)的一細(xì)線光源和一 3D圖像采集設(shè)備或者相機(jī)之間的光的光學(xué)光程圖；圖14示出了圖1中的系統(tǒng)的復(fù)核明場(chǎng)光源，一復(fù)核暗場(chǎng)光源以及一復(fù)核圖像采集設(shè)備之間的光的光學(xué)光程圖；圖15是圖14中的復(fù)核明場(chǎng)光源和復(fù)核圖像采集設(shè)備之間的明場(chǎng)光所遵循的一典型的第四光程的流程圖；圖16是圖14中的復(fù)核暗場(chǎng)光源和復(fù)核圖像采集設(shè)備之間的暗場(chǎng)光所遵循的一典型的第四光程的流程圖；圖17是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式提供的晶圓檢測(cè)工藝的工藝流程圖；圖18是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的圖17中的工藝的執(zhí)行過(guò)程中用于創(chuàng)建與所采集圖像相比較的參照?qǐng)D像的創(chuàng)建工藝的工藝流程圖；圖19是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的圖17中的工藝中執(zhí)行的具有時(shí)間補(bǔ)償?shù)囊粋€(gè)典型的二維晶圓掃描工藝的工藝流程圖；圖20示出了圖1中的系統(tǒng)的光配置器選擇的光配置的表格；圖21示出了第一圖像采集設(shè)備的第一圖像的采集和第二圖像采集設(shè)備的第二圖像的采集的定時(shí)流程圖；圖2 示出了圖1中的第一圖像采集設(shè)備所采集的第一圖像；圖22b示出了圖1中的第二圖像采集設(shè)備所采集的第二圖像；圖22c示出了圖22a的第一圖像和圖2 中的第二圖像的結(jié)合圖像以證明由于晶圓在運(yùn)動(dòng)之時(shí)的第一圖像和第二圖像的采集所導(dǎo)致的圖像補(bǔ)償；圖23是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的圖17中的工藝所執(zhí)行的二位圖像處理工藝的工藝流程圖；圖M是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的圖17中的工藝所執(zhí)行的第一典型三維晶圓掃描工藝的工藝流程圖；圖25是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的圖17中的工藝所執(zhí)行的第二典型三維晶圓掃描工藝的工藝流程圖；圖沈是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的圖17中的工藝所執(zhí)行的典型復(fù)核工藝的工藝流程圖；圖27a示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的細(xì)線光源和3D圖像采集設(shè)備或者相機(jī)之間的光的一個(gè)典型的光學(xué)光程圖；圖27b示出了兩個(gè)細(xì)線光源和3D圖像采集設(shè)備或者相機(jī)之間的光的另外一個(gè)典型的光學(xué)光程圖；圖27c示出了兩個(gè)細(xì)線光源和3D圖像采集設(shè)備或者相機(jī)之間的光的又一個(gè)典型的光學(xué)光程圖；圖^a示出了離開半導(dǎo)體晶圓的表面的光的反射圖，所反射的光用于產(chǎn)生第一反應(yīng)和第二反應(yīng)；圖28b示出了沿著圖^a中的半導(dǎo)體晶圓的多個(gè)位置其中光被反射并被一圖像采集設(shè)備按照順序接收；以及圖四示出了圖^b中的各位置Pl至P9相關(guān)的典型的第一但應(yīng)和第二反應(yīng)；
圖30是根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)施方式的一第三三維晶圓掃描工藝的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式半導(dǎo)體元件的檢測(cè)，例如半導(dǎo)體晶圓和芯片塊的檢測(cè)，在半導(dǎo)體元件的制造或者構(gòu)造中是日益關(guān)鍵的步驟。日益復(fù)雜的半導(dǎo)體晶圓電路，加上半導(dǎo)體晶圓的日益漸高的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致了需要日益改進(jìn)的半導(dǎo)體晶圓檢測(cè)系統(tǒng)和方法?？紤]到日益復(fù)雜的半導(dǎo)體晶圓電路和半導(dǎo)體工業(yè)設(shè)置的半導(dǎo)體晶圓的日益漸高的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，半導(dǎo)體晶圓檢測(cè)的準(zhǔn)確性和一致性越來(lái)越關(guān)鍵。尤其是，出現(xiàn)在半導(dǎo)體晶圓上的缺陷的識(shí)別的準(zhǔn)確性和一致性也越來(lái)越重要。本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)，裝置，設(shè)備，方法，工藝，以及技術(shù)來(lái)檢測(cè)器件，例如半導(dǎo)體元件，用于解決至少一個(gè)前述的識(shí)別問(wèn)題。為了簡(jiǎn)潔和清晰，本發(fā)明的實(shí)施方式的描述限于以下的用于檢測(cè)半導(dǎo)體晶圓的系統(tǒng)，裝置，設(shè)備，方法，工藝以及技術(shù)。盡管如此本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的是這并沒(méi)有排除本發(fā)明其中普遍存在于本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方式中的基本原理例如所需的操作，實(shí)用，或者動(dòng)作特性的其他應(yīng)用。例如，本發(fā)明的各種具體實(shí)施方式
所提供的系統(tǒng)，裝置，設(shè)備，方法，工藝以及技術(shù)可以用于其他半導(dǎo)體元件的檢測(cè)，包括但不限于，半導(dǎo)體芯片塊， LED芯片，以及太陽(yáng)能晶圓或者設(shè)備。圖1和圖2示出了本發(fā)明的特定具體實(shí)施方式
所提供的用于檢測(cè)半導(dǎo)體晶圓12 的典型系統(tǒng)10。圖3至圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的系統(tǒng)10的各個(gè)方面或者組件。系統(tǒng)10也可以用于檢測(cè)其他類型的設(shè)備或者元件(例如半導(dǎo)體設(shè)備或者元件)。 在多個(gè)實(shí)施方式中，系統(tǒng)10包括一個(gè)光學(xué)檢測(cè)頭14 (如圖3所示)，一個(gè)晶圓傳送臺(tái)或者晶圓夾16(如圖4所示)，一個(gè)自動(dòng)的晶圓裝卸器18(如圖5所示)，一個(gè)晶圓堆棧模塊20(如圖6所示)或者膜框支架，一個(gè)X-Y置換桌22，以及至少一組四個(gè)一組構(gòu)成的隔振器M (如圖1和圖2所示)。如圖7和圖8所示，在各種實(shí)施方式中，光學(xué)檢測(cè)頭14包括一些光源，例如兩個(gè)， 三個(gè)，四個(gè)或者更多的光源，一些圖像采集設(shè)備，例如兩個(gè)，三個(gè)，四個(gè)或者更多的圖像采集設(shè)備一種檢測(cè)工藝通常包括由一個(gè)或者多個(gè)系統(tǒng)中的圖像采集設(shè)備產(chǎn)生的采集反應(yīng)。 在各種實(shí)施方式中，一個(gè)反應(yīng)可以被定義為所采集的光源(例如所采集的光學(xué)信號(hào)或者一個(gè)所采集的圖像)，所述的光源具有特性或者帶有信息內(nèi)容，所述的特性或信息內(nèi)容與一個(gè)晶圓或者基底表面的一個(gè)特定部分或者區(qū)域的二維或者三維外表相對(duì)應(yīng)或者就是它們的表征。另外或者可選地，一個(gè)反應(yīng)可以被定義為具有特性或者帶有信息內(nèi)容的光源，所述的特性或信息內(nèi)容與表面的一個(gè)部分的二維或者三維外表相對(duì)應(yīng)或者就是它們的表征，其中應(yīng)該考慮到光源與表面的一個(gè)部分相互作用的影響。通常，一個(gè)反應(yīng)包括或者相當(dāng)于具有特性或者信息內(nèi)容的光源或圖像數(shù)據(jù)，所述的特性或信息內(nèi)容用于確定或者評(píng)估一個(gè)晶圓的一個(gè)部分的特定的二維或者三維特征。在許多的實(shí)施方式中，光學(xué)檢測(cè)頭14包括一明場(chǎng)光源沈(也稱為明場(chǎng)光源發(fā)射器)，一個(gè)低角度暗場(chǎng)光源28 (也稱為暗場(chǎng)低角度光源發(fā)射器)和一個(gè)高角度暗場(chǎng)光源30 (也稱為暗場(chǎng)高角度光源發(fā)射器)。系統(tǒng)10中還可以包括另外的暗場(chǎng)光源，例如取決于系統(tǒng)10的特定的動(dòng)能。在各種實(shí)施方式中，低角度暗場(chǎng)光源觀和高角暗場(chǎng)光源30可以整合成一個(gè)單獨(dú)的暗場(chǎng)光源，以可以靈活地放置。明場(chǎng)光源沈，也稱為明場(chǎng)光源或者明場(chǎng)光發(fā)射器，發(fā)射或者提供明場(chǎng)照明或光。明場(chǎng)光源26例如是一個(gè)閃光燈或者一個(gè)白色發(fā)光二極管。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，明場(chǎng)光源26提供了大體上具有并包括300nm到IOOOnm波長(zhǎng)的寬頻光源。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的是明場(chǎng)光源可以具有可選擇的波長(zhǎng)和光學(xué)特性。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，明場(chǎng)光源沈包括一第一光導(dǎo)纖維(未示出)，明場(chǎng)光在被明場(chǎng)光源26發(fā)射前首先通過(guò)第一光導(dǎo)纖維傳播。第一光導(dǎo)纖維用作引導(dǎo)明場(chǎng)光源傳播方向的波導(dǎo)管。在本發(fā)明的很多實(shí)施方式中，第一光導(dǎo)纖維促進(jìn)了明場(chǎng)光源26所發(fā)射的明場(chǎng)光的導(dǎo)向。低角度暗場(chǎng)光源觀和高角度暗場(chǎng)光源30也被稱為暗場(chǎng)光發(fā)射器或者暗場(chǎng)光源， 并且發(fā)射或者提供暗場(chǎng)光源。通常，暗場(chǎng)光源是仔細(xì)排列或者設(shè)置的光源以可以最小化直接發(fā)射(或者為發(fā)散的)的光進(jìn)入它們相應(yīng)的圖像采集設(shè)備的數(shù)量。通常，用于采集暗場(chǎng)圖像的圖像采集設(shè)備僅僅接收由一個(gè)樣品或者對(duì)象所分散的光(例如被樣品的表面成角度地反射)。暗場(chǎng)圖像通常具有一個(gè)增強(qiáng)的對(duì)比圖像以與明場(chǎng)圖像相比較。明場(chǎng)光源和暗場(chǎng)光源是對(duì)比光源的例子。低角度暗場(chǎng)光源觀和高角暗場(chǎng)光源30例如可以是閃光燈或者白色發(fā)光二極管。 在本發(fā)明的許多實(shí)施方式中，各個(gè)低角度暗場(chǎng)光源觀和高角暗場(chǎng)光源30所提供的暗場(chǎng)光與明場(chǎng)光源具有相似的光學(xué)特性。在一些實(shí)施方式中，各個(gè)低角度暗場(chǎng)光源觀和高角暗場(chǎng)光源30所提供的暗場(chǎng)光是具有波長(zhǎng)大體上在并包括300nm到IOOOnm之間的寬頻暗場(chǎng)光。 這就是說(shuō)本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中的系統(tǒng)10的明場(chǎng)光源和暗場(chǎng)光源都是寬頻光源。作為選擇，低角度暗場(chǎng)光源觀和高角暗場(chǎng)光源30提供不同波長(zhǎng)或者其他光學(xué)特性的暗場(chǎng)光。在許多實(shí)施方式中，低角度暗場(chǎng)光源觀相對(duì)于置于晶圓臺(tái)16上的半導(dǎo)體晶圓12 的水平面(或者與晶圓臺(tái)16的水平面)形成一個(gè)較小的角度，所述的角度是與高角暗場(chǎng)光源30相較而言的。在一些實(shí)施方式中，低角度暗場(chǎng)光源觀與置于晶圓臺(tái)16上的半導(dǎo)體晶圓12的水平面成大約3到80度的夾角且高角度暗場(chǎng)光源與置于晶圓臺(tái)16上的半導(dǎo)體晶圓12的水平面成大約30到85度的夾角。上述的角度可以根據(jù)需要確定或者改變，例如取決于系統(tǒng) 10的功能或者特性，通過(guò)調(diào)整各個(gè)低角度暗場(chǎng)光源觀和高角度暗場(chǎng)光源30的位置進(jìn)行調(diào)離
iF. ο在數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，低角度暗場(chǎng)光源28和高角度暗場(chǎng)光源30分別包括一第二光導(dǎo)纖維和第三光導(dǎo)纖維(未示出)，在暗場(chǎng)光被發(fā)射前通過(guò)它們傳播。第二光導(dǎo)纖維和第三光導(dǎo)纖維用作引導(dǎo)穿過(guò)各個(gè)低角度暗場(chǎng)光源觀和高角度暗場(chǎng)光源30的暗場(chǎng)光的方向的波導(dǎo)管。另外，第二光導(dǎo)纖維和第三光導(dǎo)纖維促進(jìn)了從低角度暗場(chǎng)光源觀和高角度暗場(chǎng)光源 30所發(fā)射的暗場(chǎng)光的導(dǎo)向。每個(gè)明場(chǎng)光源沈，低角度暗場(chǎng)光源觀和高角度暗場(chǎng)光源30所提供的光是可控的，并可以或者連續(xù)地供應(yīng)或者脈沖式地供應(yīng)。在各種實(shí)施方式中，明場(chǎng)光和暗場(chǎng)光的波譜增加了晶圓12的缺陷檢測(cè)和檢測(cè)的準(zhǔn)確性。寬頻光可以進(jìn)行具有不同表面反射率的一個(gè)較寬范圍的晶圓缺陷類型的識(shí)別。另夕卜，在特定的實(shí)施方式中，明場(chǎng)光源和暗場(chǎng)光源(例如低角度暗場(chǎng)光源和高角度暗場(chǎng)光源) 的相似的寬頻波長(zhǎng)使得晶圓12的檢測(cè)可以脫離晶圓12的反射特性進(jìn)行。因此，在特定的實(shí)施方式中，由于不同光的波長(zhǎng)，晶圓12上的缺陷的檢測(cè)可以不會(huì)因?yàn)榫A的不同的靈敏度，反射率而產(chǎn)生的不必要的影響。在本發(fā)明的許多實(shí)施方式中，明場(chǎng)光源26和暗場(chǎng)光源28，30所提供的明場(chǎng)光和暗場(chǎng)光可以根據(jù)晶圓12的特性進(jìn)行選擇或者變化，例如晶圓12的材料。另外，明場(chǎng)光源26 和暗場(chǎng)光源28所提供的明場(chǎng)光和暗場(chǎng)光的強(qiáng)度可以根據(jù)增強(qiáng)晶圓12的采集圖像和加強(qiáng)晶圓12的檢測(cè)的需要進(jìn)行選擇和變化。如圖7和圖8所示，在各種實(shí)施方 中，系統(tǒng)10進(jìn)一步包括一第一圖像采集設(shè)備 32 (例如一第一相機(jī))以及一第二圖像采集設(shè)備34 (例如一第二相機(jī))。在很多的實(shí)施方式中，各個(gè)第一圖像采集設(shè)備32和第二圖像采集設(shè)備34可以接收明場(chǎng)光源26所提供的明場(chǎng)光以及暗場(chǎng)光源中的低角度暗場(chǎng)光源22和高角暗度場(chǎng)光源30 所提供的暗場(chǎng)光。由第一圖像采集設(shè)備32接收或進(jìn)入其中的明場(chǎng)和暗場(chǎng)光被聚焦在第一圖像采集平面上以用于相應(yīng)圖像的采集。由第二圖像采集設(shè)備34接收或進(jìn)入其中的明場(chǎng)和暗場(chǎng)光被聚焦在第二圖像采集平面上以用于相應(yīng)圖像的采集。第一圖像采集設(shè)備32和第二圖像采集設(shè)備34或者采集單一色圖像或者采集彩色圖像。在許多實(shí)施方式中，采集晶圓12的彩色圖像的能力是使用圖像采集設(shè)備32和34所包含的一個(gè)單獨(dú)的彩色傳感器或者一個(gè)三芯片彩色傳感器以增強(qiáng)缺陷檢測(cè)的準(zhǔn)確性和速度中的至少一個(gè)方面。例如，采集晶圓12的彩色圖像的能力有助于減少晶圓12上的缺陷檢測(cè)的誤差以及相應(yīng)的錯(cuò)誤拒絕。在許多實(shí)施方式中，光學(xué)檢測(cè)頭14包含一第一管透鏡或這一管透鏡組件36以與第一圖像采集設(shè)備32 —起使用。另外，在多個(gè)實(shí)施方式中，光學(xué)檢測(cè)頭14包括一第二管透鏡或者管透鏡組件38以與第二圖像采集設(shè)備34—起使用。在多個(gè)實(shí)施方式中，第一管透鏡36和第二管透鏡38有著共同的光學(xué)特性和功能。因此，管透鏡36和38稱為第一管透鏡36和第二管透鏡38專門是為了區(qū)分它們。在許多實(shí)施方式中，光學(xué)檢測(cè)頭14也包括一組物鏡40 (或者物鏡組件40)，例如四個(gè)物鏡40。在各種實(shí)施方式中，物鏡40是共同地安裝在一旋轉(zhuǎn)底座42上(如圖3所示)， 其是可旋轉(zhuǎn)的以將每組中的物鏡40置于檢測(cè)位置(未示出)之上，也即是晶圓12所在的檢測(cè)位置。在多個(gè)實(shí)施方式中，數(shù)個(gè)物鏡40中的各個(gè)物鏡的形狀可以被改變并配置成用于獲得不同的放大系數(shù)。另外，在許多實(shí)施方式中，物鏡40是齊焦的。在數(shù)個(gè)實(shí)施方式總，數(shù)個(gè)物鏡40中的各個(gè)物鏡具有不同的預(yù)定的放大系數(shù)，例如五倍，十倍，二十倍和五十倍。在一些實(shí)施方式中，一組物鏡40中的各個(gè)物鏡具有一個(gè)無(wú)限校正的誤差。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的是多個(gè)物鏡40中的每個(gè)物鏡可以改變，重新設(shè)計(jì)或者重新配置以獲得不同的放大系數(shù)和性能。在本發(fā)明的許多實(shí)施方式中，各個(gè)低角度暗場(chǎng)光源28和高角度暗場(chǎng)光源30包括對(duì)焦工具或者機(jī)械結(jié)構(gòu)以將它們所發(fā)射的暗場(chǎng)光向在晶圓12所在的檢測(cè)位置引導(dǎo)或者聚焦。在特定的實(shí)施方式中，低角度暗場(chǎng)光源28與晶圓12的水平面之間的夾角和高角度暗場(chǎng)光源30與晶圓12的水平面之間的夾角可以為了增強(qiáng)缺陷檢測(cè)的準(zhǔn)確性進(jìn)行確定和調(diào)整。
在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，各個(gè)低角度暗場(chǎng)光源28和高角度暗場(chǎng)光源30相對(duì)于檢測(cè)位置具有一個(gè)固定的空間位置。在其他的實(shí)施方式中，各個(gè)低角度暗場(chǎng)光源28和高角暗場(chǎng)光源30相對(duì)于在系統(tǒng)10的正常操作過(guò)程中的檢測(cè)位置是可變的。如上所述，在許多實(shí)施方式中，明場(chǎng)光源和暗場(chǎng)光源可以根據(jù)晶圓12所在的檢測(cè)位置進(jìn)行聚焦，引導(dǎo)。聚焦或者引導(dǎo)向檢測(cè)位置的明場(chǎng)光和暗場(chǎng)光能夠照明位于檢測(cè)位置的晶圓12或者其的 一部分。如圖6所示，在各種實(shí)施方式中，系統(tǒng)10包括一晶圓堆棧20或者膜框盒支架。在數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，晶圓堆棧20包括一用于支撐數(shù)個(gè)晶圓12的槽。在一些實(shí)施方式中，各個(gè)晶圓12通過(guò)自動(dòng)化的晶圓裝卸器18(如圖5所示)按照順序地裝載或者傳送至晶圓臺(tái) 16 (如圖4所示)上或者晶圓夾中(如圖5所示)。晶圓臺(tái)16中可以運(yùn)用一個(gè)吸管或者一真空吸塵器以固定其上的晶圓12。在一些實(shí)施方式中，晶圓臺(tái)16包括一組預(yù)設(shè)小洞或小孔，通過(guò)這些小洞或小孔使得所應(yīng)用的真空吸塵器能夠?qū)澢暮袔Ъ芎鸵豢蚣?兩者都未示出)可靠并平穩(wěn)地放置在晶圓臺(tái)16上。在多個(gè)實(shí)施方式中，晶圓臺(tái)16的形狀，尺寸和設(shè)計(jì)是能夠改變的，以形成用于容納尺寸范圍介于并包括大約6到12英寸的直徑的晶圓 12。在特定的實(shí)施方式中，晶圓臺(tái)16的形狀，尺寸和設(shè)計(jì)是能夠改變的，以形成用于容納不同尺寸的晶圓12，例如小于大約6英寸，或者大于大約12英寸的晶圓。在許多實(shí)施方式中，晶圓臺(tái)16與XY-坐標(biāo)桌22相嚙合以便利于或者使得晶圓臺(tái) 16在X-和Y方向上的可以進(jìn)行位移。晶圓臺(tái)16的位移相應(yīng)地移置了置于其上的晶圓12。 在許多實(shí)施方式中，晶圓臺(tái)16的位移，以及因此的置于其上的晶圓12的位移是可控的以控制檢測(cè)位置處的晶圓12的位置。XY-坐標(biāo)桌22可選地作為一個(gè)空氣隙線性定位器。XY-坐標(biāo)桌22或者空氣隙線性定位器有利于高準(zhǔn)確性地在X-和Y方向上移置晶圓臺(tái)16并對(duì)于從余下的系統(tǒng)10至晶圓臺(tái)16的傳送具有很小的振動(dòng)效果并且確保了檢測(cè)位置的晶圓或者晶圓的一部分的定位的流暢和準(zhǔn)確。在多個(gè)實(shí)施方式中，XY-坐標(biāo)桌22和/或晶圓臺(tái)16安裝在一阻尼器或者隔振器 24 (如圖2所示)上以吸收施加在XY-坐標(biāo)桌22和/或晶圓臺(tái)16上的沖擊或者振動(dòng)，并確保XY-坐標(biāo)桌22和/或晶圓臺(tái)16和安裝它們之上的其他模塊或者附件的平坦。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的是可選的機(jī)制或者設(shè)備可以與晶圓臺(tái)16擬合或者一起使用以控制它們的位移，并有利于檢測(cè)位置處的晶圓12的高準(zhǔn)確地良好定位。在本發(fā)明的許多實(shí)施方式中，用于檢測(cè)晶圓12上可能存在的缺陷的檢測(cè)是在晶圓12運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中進(jìn)行的。這也就是說(shuō)，圖像的采集，例如晶圓12的明場(chǎng)圖像和暗場(chǎng)圖像， 發(fā)生在晶圓12跨越檢測(cè)位置之時(shí)。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，每一個(gè)新的晶圓12可以被停止在成像工具之下以采集高像素圖像，如果用戶通過(guò)編程配置表進(jìn)行選擇的話。如前所述，系統(tǒng)10包括第一管透鏡36和第二管透鏡38。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，第一管透鏡36被置于物鏡和第一圖像采集設(shè)備32之間。光在進(jìn)入第一圖像采集設(shè)備之前穿過(guò)第一管透鏡36。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，第二管透鏡38被置于物鏡40和第二圖像采集設(shè)備34之間。光在進(jìn)入第二圖像采集設(shè)備34之前穿過(guò)第二管透鏡38并被一個(gè)鏡子或者棱鏡47折射。在許多實(shí)施方式中，數(shù)個(gè)物鏡40中的各個(gè)物鏡具有一個(gè)無(wú)限校正的誤差。因此， 物鏡40所接收的光是經(jīng)過(guò)校正的。因此，在許多實(shí)施方式中，在物鏡40和第一管透鏡36以及第二管透鏡38之間傳播的光是經(jīng)過(guò)校正的。在物鏡40和第一管透鏡36以及第二管透鏡38之間光的傳播的校正分別增強(qiáng)了各個(gè)第一圖像采集設(shè)備32和第二圖像采集設(shè)備34 的定位的簡(jiǎn)易性和靈活性。由于管透鏡36，38的實(shí)施或者使用，在使用不同的物鏡40時(shí)也不需要對(duì)于進(jìn)入第一圖像采集設(shè)備32和第二圖像采集設(shè)備34中的光的進(jìn)行重新聚焦。另夕卜，光的校正也不需要引入和安置其他的光學(xué)元件或者配件進(jìn)系統(tǒng)10中，特別是物鏡40和第一管透鏡36以及第二管透鏡38之間。在本發(fā)明的大多數(shù)實(shí)施方式中，光的校正使得可以原位置地將其他的光學(xué)元件或者配件引入和安置進(jìn)系統(tǒng)10中，特別是物鏡40和第一管透鏡36以及第二管透鏡38之間，而不需要重新配置系統(tǒng)10的其他部分。另外，在數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，上述的布置有助于物鏡40和晶圓12之間具有與已有的設(shè)備相比更加長(zhǎng)的工作距離。物鏡40和晶圓12之間較長(zhǎng)的工作距離通常在有效使用暗場(chǎng)光源中是必須的。

因此本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的是本發(fā)明中的系統(tǒng)10可以允許系統(tǒng)10中的元件的靈活的和在原位置的設(shè)計(jì)和重新配置。本發(fā)明的系統(tǒng)10增強(qiáng)了系統(tǒng)10之中引入光學(xué)元件或者移除光學(xué)元件的簡(jiǎn)易性。在許多實(shí)施方式中，第一管透鏡36有利于將校正后的光聚焦進(jìn)第一圖像采集平面。相似地，在許多實(shí)施方式中，第二管透鏡38有利于將校正后的光聚焦進(jìn)第二圖像采集平面。在各種實(shí)施方式中，第一管透鏡36的位置設(shè)置使得第一圖像采集平面與第一焦距或者第一管透鏡36的距離相關(guān)聯(lián)；并且第二管透鏡38的位置設(shè)置使得第二圖像采集平面與第二焦距或者第二管透鏡38的距離相關(guān)聯(lián)。雖然在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中管透鏡36， 38的描述是與系統(tǒng)10的使用相結(jié)合的，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的是也可以實(shí)用可選的光學(xué)設(shè)備或者機(jī)制進(jìn)行光的校正，特別是明場(chǎng)和暗場(chǎng)光源，并且在本發(fā)明的其他實(shí)施方式中，將這些光最終分別聚焦在第一圖像采集平面或者第二圖像采集平面上。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，第一圖像采集設(shè)備32和第二圖像采集設(shè)備34沿著兩個(gè)相鄰的平行軸設(shè)置。第一圖像采集設(shè)備32和第二圖像采集設(shè)備34的空間位置的確定是用于減少第一圖像采集設(shè)備32和第二圖像采集設(shè)備34所占據(jù)的空間以使得系統(tǒng)10占用更小的總空間(例如是節(jié)省空間的)。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，系統(tǒng)10進(jìn)一步包括數(shù)個(gè)光分離器和鏡子或者反射平面。光分離器和鏡子或者反射平面被置成用于引導(dǎo)或者重新引導(dǎo)來(lái)自各個(gè)低角度暗場(chǎng)光源28和高角度暗場(chǎng)光源30的明場(chǎng)光或者暗場(chǎng)光。在本發(fā)明的大多數(shù)實(shí)施方式中，系統(tǒng)10進(jìn)一步包括一中央處理器(CPU)(也成為處理單元)具有一存儲(chǔ)器或者數(shù)據(jù)庫(kù)(也成為后信息處理機(jī))(未示出)。CPU與系統(tǒng)10 的其他元件電通訊或者相連接，例如第一圖像采集設(shè)備32和第二圖像采集設(shè)備34。在本發(fā)明的許多實(shí)施方式中，第一圖像采集設(shè)備32和第二圖像采集設(shè)備34所采集的圖像或者反應(yīng)被轉(zhuǎn)換成為圖像信號(hào)并傳送給CPU。在大多數(shù)實(shí)施方式中，CPU是可編程地以處理信息，特別是傳送給它的圖像信號(hào)以因此檢測(cè)出現(xiàn)在晶圓12上的缺陷。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，晶圓12上的缺陷的檢測(cè)是由系統(tǒng)10自動(dòng)進(jìn)行地并且更加具體地說(shuō)是CPU進(jìn)行的。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，系統(tǒng)10所進(jìn)行的晶圓12的檢測(cè)是自動(dòng)的，并由CPU進(jìn)行控制。可選擇地，用于晶圓12的缺陷檢測(cè)至少由一個(gè)的人工輸入進(jìn)行簡(jiǎn)化。在許多實(shí)施方式中，CPU是可編程地以用于存儲(chǔ)信息并將信息傳送至一數(shù)據(jù)庫(kù)中。另外，CPU是可編程地以將所檢測(cè)的缺陷進(jìn)行歸類。另外，CPU優(yōu)選地是可編程地用于處理信息，更加具體地說(shuō)是用來(lái)處理數(shù)據(jù)庫(kù)中的圖像和所檢測(cè)的缺陷。關(guān)于圖像的采集，所采集圖像的處理，以及晶圓12上的缺陷的檢測(cè)將在下面予以詳細(xì)描述。本技 術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的是，使用上述所提供的描述，明場(chǎng)光由明場(chǎng)光源26所發(fā)射，以及暗場(chǎng)光源由低角度暗場(chǎng)光源28和高角度暗場(chǎng)光源30所發(fā)射(以下分別稱為暗場(chǎng)小角或者DLA光以及暗場(chǎng)高角DHA光)各自遵循不同的射線路徑或者光路。圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的明場(chǎng)光所遵循的典型第一射線路徑的流程圖。在第一光程100的步驟102中，由明場(chǎng)光源26提供明場(chǎng)光.如前所述，明場(chǎng)光可以由明場(chǎng)光源26的第一光纖發(fā)射。第一光纖引導(dǎo)明場(chǎng)光源26所發(fā)射的明場(chǎng)光。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，明場(chǎng)光穿過(guò)聚光器44。聚光器44集中明場(chǎng)光。在步驟104中，明場(chǎng)光被第一反射表面或者第一鏡子反射。第一反射表面所反射的明場(chǎng)光被射向第一光分離器48。在步驟106中光分離器48反射至少一部分的射在其上的明場(chǎng)光。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，第一光分離器48具有一 30 70反射/傳輸率(R/T)。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的是第一光分離器48的R/T比率可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，用于控制所反射的或者因此傳輸?shù)拿鲌?chǎng)光源強(qiáng)度或者數(shù)量。第一光分離器48所反射的明場(chǎng)光被射向檢測(cè)位置。更加具體地說(shuō)，第一光分離器 48所反射的明場(chǎng)光被射向直接地置于檢測(cè)位置之上的物鏡40。在步驟108中，由物鏡40 將明場(chǎng)光源26聚焦在檢測(cè)位置或者位于檢測(cè)位置的晶圓12上。由明場(chǎng)光源26所提供的明場(chǎng)光聚焦在檢測(cè)位置，照明了晶圓12，更加具體地說(shuō)是晶圓12的位于檢測(cè)位置處的部分。在步驟110中，明場(chǎng)光被檢測(cè)位置的晶圓12反射。在步驟112中，由晶圓12反射的明場(chǎng)光穿過(guò)物鏡40.如前所述，在本發(fā)明的大多數(shù)實(shí)施方式中，物鏡40具有一個(gè)無(wú)限的校正誤差。穿過(guò)物鏡40的明場(chǎng)光被物鏡40校正。 放大鏡對(duì)于明場(chǎng)光的放大程度取決于物鏡40的放大系數(shù)。穿過(guò)物鏡40的明場(chǎng)光被射向第一光分離器48。在步驟114中，明場(chǎng)光射擊在第一光分離器48上且其一部分穿過(guò)第一光分離器繼續(xù)傳播。步驟114中穿過(guò)第一光分離器48 傳播的明場(chǎng)光的程度取決于第一光分離器48的R/T率。穿過(guò)第一光分離器48傳播的明場(chǎng)光傳播向第二光分離器50。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，系統(tǒng)10中的第二光分離器50是一個(gè)具有一個(gè)預(yù)定的R/T率的立方分光鏡50。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，R/T率是50/50。R/T率可以根據(jù)需要變化。立方分光鏡50是優(yōu)選的因?yàn)榱⒎椒止忡R50將所接收的光分成兩個(gè)光路。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的是立方分光鏡50可以為這個(gè)目的提供更好的性能和準(zhǔn)線。 立方分光鏡50所反射或者傳播的光的程度取決于立方分光鏡50的R/T率。在步驟116中， 明場(chǎng)光射擊第二光分離器50。射擊在光分離器上的光或者穿過(guò)它繼續(xù)傳播或者被它反射。穿過(guò)第二光分離器50傳播的明場(chǎng)光向第一圖像采集設(shè)備32傳播。在步驟118中， 明場(chǎng)光在進(jìn)入第一圖像采集設(shè)備32的步驟120中之前先穿過(guò)第一管透鏡36。第一管透鏡 36有助于將校正后的明場(chǎng)光聚焦在第一圖像采集設(shè)備32的第一圖像采集平面上。聚焦在第一圖像采集平面上的明場(chǎng)光使得第一圖像采集設(shè)備32可以采集一明場(chǎng)圖像。
第一圖像采集平面所采集的明場(chǎng)圖像被轉(zhuǎn)換成為圖像信號(hào)。圖像信號(hào)被按照順序地傳送或者下載在CPU中。圖像信號(hào)向CPU的傳送也被稱為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移。至少一個(gè)所轉(zhuǎn)移的明場(chǎng)圖像隨后被CPU處理和存儲(chǔ)。第 二光分離器50所反射的明場(chǎng)光傳播向第二圖像采集設(shè)備34。明場(chǎng)光在進(jìn)入第二圖像采集設(shè)備34的步驟124中之前在步驟122中先穿過(guò)第二管透鏡38。第二管透鏡38 有助于將校正后的明場(chǎng)光聚焦在第二圖像采集設(shè)備34的第二圖像采集平面上。聚焦在第二圖像采集平面上的明場(chǎng)光使得第二圖像采集設(shè)備34可以采集一明場(chǎng)圖像。第二圖像采集平面所采集的明場(chǎng)圖像被轉(zhuǎn)換成為圖像信號(hào)。圖像信號(hào)被按照順序地傳送或者下載在CPU中。圖像信號(hào)向CPU的傳送也被稱為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移。至少一個(gè)所轉(zhuǎn)移的明場(chǎng)圖像隨后被CPU處理和存儲(chǔ)。圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的暗場(chǎng)高角(DHA)光所遵循的典型第二射線路徑200的流程圖。在第二光程200的步驟202中，由高角度暗場(chǎng)光源30提供DHA光.如前所述，第二光纖有助于引導(dǎo)高角暗場(chǎng)光源30所發(fā)射的DHA光。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，DHA光直接聚焦在檢測(cè)位置而不需要穿過(guò)光學(xué)元件或者配件，例如物鏡40。在步驟204中，射向檢測(cè)位置的DHA光被位于檢測(cè)位置的晶圓12，或者它的一部分反射。在步驟206中被晶圓反射的DHA光穿過(guò)物鏡40。在步驟206中物鏡40，其具有一個(gè)無(wú)限的校正誤差，將穿過(guò)其中的DHA光進(jìn)行校正。穿過(guò)物鏡40的DHA光被射向第一光分離器48。在步驟208中，DHA光射擊在第一光分離器48上且其一部分穿過(guò)第一光分離器48繼續(xù)傳播。穿過(guò)第一光分離器48的DHA 光的傳播取決于第一光分離器48的R/T率。穿過(guò)第一光分離器48的DHA光被射向第二光分離器50。在步驟210中，DHA光射擊在第二光分離器50且其一部分穿過(guò)第二光分離器繼續(xù)傳播。穿過(guò)第二光分離器50暗場(chǎng)高角光的傳播和反射取決于第二光分離器50的R/T率。在步驟212中，DHA光在進(jìn)入第一圖像采集設(shè)備32中的步驟214之前穿過(guò)第一管透鏡36。第一管透鏡36有助于校正后的DHA光聚焦在第一圖像采集設(shè)備32的第一圖像采集平面上。聚焦在第一圖像采集平面上的DHA光使得第一圖像采集設(shè)備32可以采集一明場(chǎng)圖像，更加具體地說(shuō)是第一圖像采集設(shè)備32所采集的暗場(chǎng)高角(DHA)圖像可選地，DHA光被第二光分離器50反射。在步驟216中，從第二光分離器50反射的DHA光在進(jìn)入第二圖像采集設(shè)備34中的步驟218之前先穿過(guò)第二管透鏡38。第二管透鏡38有助于校正后的DHA光聚焦在第二圖像采集設(shè)備34的第二圖像采集平面上。聚焦在第二圖像采集平面上的DHA光使得第二圖像采集設(shè)備34可以采集一暗場(chǎng)圖像，更加具體地說(shuō)是第二圖像采集設(shè)備34所采集的暗場(chǎng)高角(DHA)圖像。圖12示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的暗場(chǎng)低角度光(DLA)所遵循的典型第三射線路徑200的流程圖。在第三光程200的步驟252中，由低角度暗場(chǎng)光源28提供DLA光。第三光纖有助于引導(dǎo)低角度暗場(chǎng)光源28所提供的DLA光。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，DLA光直接聚焦在檢測(cè)位置而不需要穿過(guò)穿過(guò)光學(xué)元件或者配件，例如物鏡40。在步驟254中，射向檢測(cè)位置的DLA光被位于檢測(cè)位置的晶圓12，或者它的一部分反射。在步驟256中被晶圓反射的DLA光穿過(guò)物鏡40。在步驟256中物鏡40，其具有一個(gè)無(wú)限的校正誤差，將穿過(guò)其中的DLA光進(jìn)行校正。穿過(guò)物鏡40的DLA光被射向第一光分離器48。在步驟258中，DLA光射在第一光分離器48上且其一部分穿過(guò)第一光分離器48。穿過(guò)第一光分離器48的DLA光的傳播程度取決于第一光分離器48的R/T率。穿過(guò)第一光分離器48傳播的DLA光被射向第二光分離器50。在步驟260中，DLA 光射擊在第二光分離器50上。射擊在第二光分離器50上DLA光的傳播或者反射取決于第二光分離器50的R/T率。在步驟262中，DLA 光在進(jìn)入第一圖像采集設(shè)備32中的步驟264之前先穿過(guò)第一管透鏡36。第一管透鏡36有助于校正后的DLA光聚焦在第一圖像采集設(shè)備32的第一圖像采集平面上。聚焦在第一圖像采集平面上的DLA光使得第一圖像采集設(shè)備32可以采集一暗場(chǎng)圖像，更加具體地說(shuō)是第一圖像采集設(shè)備32所采集的暗場(chǎng)低角度(DLA)圖像。可選地，DLA光被第二光分離器50反射。在步驟266中，從第二光分離器50反射的DLA光在進(jìn)入第二圖像采集設(shè)備34中的步驟268之前先穿過(guò)第二管透鏡38。第二管透鏡38有助于校正后的DLA光聚焦在第二圖像采集設(shè)備34的第二圖像采集平面上。聚焦在第二圖像采集平面上的DLA光使得第二圖像采集設(shè)備34可以采集一暗場(chǎng)圖像，更加具體地說(shuō)是第二圖像采集設(shè)備34所采集的暗場(chǎng)低角度(DLA)圖像。從上面所提供的描述中本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的是在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中DHA光和DLA光在被晶圓12反射后遵循相似的射光路徑。盡管如此，DHA的第二射光路徑200和DLA的第三射光路徑250可以根據(jù)需要用本技術(shù)領(lǐng)域中已知的技術(shù)可選擇地進(jìn)行個(gè)別地改變。另外，在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，DHA光和DLA光射向檢測(cè)位置的晶圓12的角度可以根據(jù)增強(qiáng)缺陷檢測(cè)的準(zhǔn)確性的需要進(jìn)行調(diào)整。例如，在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，DHA光和DLA光射向檢測(cè)位置的晶圓12的角度可以根據(jù)檢測(cè)位置的晶圓12的類型和系統(tǒng)10的用戶希望檢測(cè)的晶圓缺陷的類型進(jìn)行調(diào)整。第一圖像采集設(shè)備32和第二圖像采集設(shè)備所采集的DHA圖像和DLA圖像優(yōu)選為被轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)，并被按照順序地傳送或者下載到CPU中。將圖像傳送至CPU也被稱為數(shù)據(jù)傳送。所傳送的DHA圖像和DLA圖像隨后可以根據(jù)需要至少被CPU處理或者存儲(chǔ)。在本發(fā)明的許多實(shí)施方式中，第一圖像采集設(shè)備32和第二圖像采集設(shè)備34相互之間具有預(yù)定的相對(duì)的空間位置。物鏡40和第一管透鏡36和第二管透鏡38的聯(lián)合使用便利了第一圖像采集設(shè)備32和第二圖像采集設(shè)備34的空間定位。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以進(jìn)一步理解的是也可以使用其他的元件或者配件，例如鏡子，以引導(dǎo)明場(chǎng)光，DHA光和DLA光，并有利于第一圖像采集設(shè)備32和第二圖像采集設(shè)備34的空間定位。在本發(fā)明的大多數(shù)實(shí)施方式中，第一圖像采集設(shè)備32和第二圖像采集設(shè)備34的空間位置相對(duì)于檢測(cè)位置是固定的。第一圖像采集設(shè)備32和第二圖像采集設(shè)備34固定的空間位置有助于增強(qiáng)系統(tǒng)10的晶圓檢測(cè)的準(zhǔn)確性和效率性。例如第一圖像采集設(shè)備32和第二圖像采集設(shè)備 34相對(duì)于檢測(cè)位置的固定的空間位置更好地降低了伴隨著移動(dòng)圖像采集設(shè)備或者相機(jī)的使用的校正損失和調(diào)整反饋損失。在本發(fā)明的許多實(shí)施方式中，系統(tǒng)10包括若干第三光源52，下文中被稱為細(xì)線光源52。
在一些實(shí)施方式中，例如如圖13和27a所示，系統(tǒng)10包括一細(xì)線光源52。在其他的實(shí)施方式中，例如如圖27b和27c所示，系統(tǒng)包括兩個(gè)細(xì)線光源52，也即第一細(xì)線光源 52a和第二細(xì)線光源52b。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的是系統(tǒng)10可以包括可選數(shù)量的細(xì)線光源52，例如在本發(fā)明的范圍內(nèi)包括3個(gè)，4個(gè)，5個(gè)或者更多的細(xì)線光源。 細(xì)線光源52提供細(xì)線光。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，細(xì)線光源52可以是一個(gè)用于提供細(xì)線激光的激光源。在本發(fā)明的其他實(shí)施方式中，細(xì)線光源52用于提供寬頻細(xì)線光的細(xì)線光源。細(xì)線光源52所提供或者發(fā)射的細(xì)線光的波長(zhǎng)是可控的(例如可選的和/或變化的)，例如取決于待檢測(cè)的晶圓12的特征，屬性，和/或地形特征。在一些實(shí)施方式中的系統(tǒng)10包括兩個(gè)或者更多的細(xì)線光源52 (例如第一細(xì)線光源52a和第二細(xì)線光源52b)，細(xì)線光源52所提供的細(xì)線光的波長(zhǎng)可以是相似的或者大體上相似的。盡管如此，其他實(shí)施方式中的系統(tǒng)10包括兩個(gè)或者更多的細(xì)線光源52(例如第一細(xì)線光源52a和第二細(xì)線光源52b)，細(xì)線光源52所提供的細(xì)線光的波長(zhǎng)相互之間是不同的，或者是大體上不相同的。另外，在特定的實(shí)施方式中的系統(tǒng)10包括兩個(gè)或者更多的細(xì)線光源52(例如第一細(xì)線光源52a和第二細(xì)線光源52b)，各個(gè)細(xì)線光源52所提供細(xì)線光的強(qiáng)度相互之間可以是相似的或者不同的。在各種實(shí)施方式中，各個(gè)細(xì)線光源52所提供細(xì)線光的相對(duì)強(qiáng)度是可控的(例如可選的和/或變化的)，例如取決于待檢測(cè)的晶圓12的特征，屬性，和/或地形特征。在本發(fā)明的許多實(shí)施方式中，細(xì)線光源所提供或者發(fā)射的細(xì)線光被射向檢測(cè)位置。根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式，檢測(cè)位置可以定義為在檢測(cè)工藝中目前正在考慮中用于被反射或者被引導(dǎo)的光信號(hào)的采集的晶圓，基底，或者物體表面的位置或者場(chǎng)所，和/ 或一個(gè)晶圓臺(tái)的位置。檢測(cè)位置可以相當(dāng)于一個(gè)位于晶圓，基底或物體表面之上的當(dāng)前 X-Y(和可能的θ )位置；和/或由承載有一個(gè)晶圓，基底或者其他物體的晶圓臺(tái)16所創(chuàng)建的當(dāng)前X-Y(和可能的Θ)位置。檢測(cè)位置可以同時(shí)或者可選擇地定義為具體位置或者特定一組的空間坐標(biāo)(例如X-Y-θ )，所述的檢測(cè)位置應(yīng)當(dāng)處于考慮之中以便沿著晶圓的掃描運(yùn)動(dòng)路徑進(jìn)行檢測(cè)，其中的晶圓掃描運(yùn)動(dòng)路徑創(chuàng)建了一系列空間位置，在一個(gè)檢測(cè)工藝中的一個(gè)晶圓12穿過(guò)所述的空間位置進(jìn)行移動(dòng)或者轉(zhuǎn)移(例如，在動(dòng)態(tài)檢測(cè)情形下通過(guò)連續(xù)運(yùn)動(dòng)的方式)。因此，一個(gè)檢測(cè)位置可以定義為一個(gè)空間位置(例如，一組X-Y-θ坐標(biāo)所給出的)沿著一個(gè)與所采集的晶圓的表面相互作用的光的晶圓運(yùn)動(dòng)路徑(例如，通過(guò)一圖像采集設(shè)備56)。細(xì)線光被以一預(yù)定的角度引向檢測(cè)位置，該預(yù)定的角度例如可以根據(jù)系統(tǒng)10的功能進(jìn)行確定和改變。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，系統(tǒng)10至少包括一組鏡子54 (也稱為一個(gè)鏡子裝置 54或者一個(gè)鏡子組件54)其被排列并配置成用于引導(dǎo)檢測(cè)位置的細(xì)線光。在許多實(shí)施方式中，其中的系統(tǒng)10包括一個(gè)細(xì)線光源52，系統(tǒng)10相應(yīng)地包括一組鏡子54，所述的一組鏡子 54被排列并配置成引導(dǎo)檢測(cè)位置處的細(xì)線光，所述的細(xì)線光由細(xì)線光源52所提供。同樣， 許多實(shí)施方式中的系統(tǒng)10包括多個(gè)細(xì)線光源52，例如圖27b中所示的第一細(xì)線光源52a和第二細(xì)線光源52b。系統(tǒng)10包括多組鏡子54，例如第一鏡子組54a和第二鏡子組54b，其被排列并配置成引導(dǎo)檢測(cè)位置處的由第一細(xì)線光源52a和第二細(xì)線光源52b所提供的細(xì)線光。在多個(gè)實(shí)施方式中 ，每組鏡子54包括若干反射面，或者鏡子，所述的反射面或鏡子被配置，布置，和/或排列成用于引導(dǎo)細(xì)線光射向檢測(cè)位置。各個(gè)相對(duì)的鏡子的配置可以進(jìn)行確定和改變，例如根據(jù)系統(tǒng)10的功能或者特性而進(jìn)行改變。在各種實(shí)施方式中，鏡子組54，例如第一鏡子組54a和第二鏡子組54b，被排列或者布置成本質(zhì)上對(duì)稱的布局。可選地，鏡子組54可以安置成或者布置成其他的布局，例如取決于系統(tǒng)10的功能或者系統(tǒng)10可用的放置空間的大小。在許多實(shí)施方式中，系統(tǒng)10的光學(xué)檢測(cè)頭14包括一第三圖像采集設(shè)備(以下稱為一三維(3D)輪廓相機(jī)56)。在多個(gè)實(shí)施方式中，三維輪廓相機(jī)56接收晶圓12所發(fā)射的細(xì)線光，更加具體地說(shuō)是檢測(cè)位置的晶圓12的表面。在一些實(shí)施方式中，例如如圖27a和圖7b所示，系統(tǒng)10包括若干反光鏡組84 (也被稱為反光鏡組件或者反光鏡裝置)，例如一個(gè)，兩個(gè)，三個(gè)，四個(gè)或者更多的反光鏡組84， 以將晶圓12所反射的細(xì)線光引向三維輪廓相機(jī)56。在大多數(shù)實(shí)施方式中，每組反光鏡組84的形狀，配置和/或排列是可以改變的，以形成用于將晶圓12所反射的細(xì)線光引向3D輪廓相機(jī)56。在數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，系統(tǒng)10中的反光鏡組84的個(gè)數(shù)相當(dāng)于系統(tǒng)10中的細(xì)線光源 52的數(shù)量。因此，當(dāng)系統(tǒng)10中包括兩個(gè)細(xì)線光源52，例如第一和第二細(xì)線光源52a和52b 時(shí)也包括兩組反光鏡組，例如第一反光鏡組84a和第二反光鏡組84b。在其他的實(shí)施方式中，系統(tǒng)10中的反光鏡組94的數(shù)量并不取決于系統(tǒng)10中的細(xì)線光源52的數(shù)量。在許多實(shí)施方式中，每組反光鏡組84包括若干反射面或者鏡子，例如兩個(gè)，三個(gè)， 四個(gè)或者更多的反射面，它們的的形狀，配置和/或排列是可以改變的，以形成用于將細(xì)線光引向3D輪廓相機(jī)56。在各種實(shí)施方式中，反光鏡組84可以包括一棱鏡組件(未示出) 成型，配置，和/或排列成用于將細(xì)線光引向3D輪廓相機(jī)56。一棱鏡組件可以包括之后搜啊一個(gè)光學(xué)棱鏡配置成接收光，并且將所接收的這種光通過(guò)光學(xué)折射和/或色散引向沿著一個(gè)或者多個(gè)光傳播路徑或者方向。在多個(gè)實(shí)施方式中，每組反光鏡組件84排列成用于接收晶圓12的表面所反射的特定方向的細(xì)線光。例如，第一反光鏡組84a排列成用于接收晶圓12表面所反射的第一方向上的細(xì)線光且第二反光鏡組84b排列成用于接收晶圓12表面所反射的第二個(gè)方向上的細(xì)線光，其中第一方向不同于第二方向。在系統(tǒng)10包括其他數(shù)量的反光鏡組84的實(shí)施方式中，所述反光鏡組84可以排列成用于接收相應(yīng)數(shù)量方向上的晶圓表面所反射的光。在各種實(shí)施方式中，例如如圖27c所示，系統(tǒng)10并不包括用于將晶圓12表面所反射和/或發(fā)散的細(xì)線光引向3D輪廓相機(jī)的反光鏡組84 (或者反光鏡組件)。下面將描述晶圓的表面發(fā)射或者發(fā)散這種光的典型的方式。晶圓12的表面所反射和/或發(fā)散的細(xì)線光直接被3D輪廓相機(jī)所采集，3D輪廓相機(jī)可以置于或者配置成用于接收所述細(xì)線光。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，光學(xué)檢測(cè)頭14進(jìn)一步包括一物鏡或者物鏡組件(以下稱為3D輪廓物鏡58)以與3D輪廓相機(jī)56或者3D圖像采集設(shè)備一起使用。在許多實(shí)施方式中，晶圓12的表面所反射的細(xì)線光在進(jìn)入3D輪廓相機(jī)56之前穿過(guò)3D輪廓物鏡58。在許多實(shí)施方式中，3D輪廓物鏡58具有一個(gè)無(wú)線的校正誤差。因此，穿過(guò)3D輪廓物鏡58 的細(xì)線光被因此予以校正。在一些實(shí)施方式中，光學(xué)檢測(cè)頭14進(jìn)一步包括一管透鏡60以與3D輪廓物鏡58 和3D輪廓相機(jī)56 —起使用。3D輪廓相機(jī)56成型和配置橫用于促進(jìn)或者使得校正的細(xì)線光可以聚焦在3D輪廓相機(jī)56的3D圖像采集平面上。在各種實(shí)施方式中，管透鏡60和3D輪廓物鏡58以及3D輪廓相機(jī)56的使用便利了 3D輪廓相機(jī)56的靈活定位和重新配置。另外，在特定的實(shí)施方式中，管透鏡60和3D輪廓物鏡58以及3D輪 廓相機(jī)56的聯(lián)合使用使得3D輪廓物鏡58和管透鏡60之間不必再引入其他的光學(xué)元件或者配件。在許多實(shí)施方式中，細(xì)線光源52和3D輪廓相機(jī)56配合操作以便利于晶圓12的 3D輪廓掃描和檢測(cè)。這也就是說(shuō)，細(xì)線光源52和3D輪廓相機(jī)56聯(lián)合使用以獲得晶圓12 的表面的3D特性(或者物理布局)信息。在本發(fā)明的許多實(shí)施方式中，細(xì)線光源52和3D輪廓相機(jī)56與CPU (或者處理部件)相連接，這有助于調(diào)整或者同步細(xì)線光源52和3D輪廓相機(jī)56的操作。在數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，系統(tǒng)10進(jìn)行晶圓12的自動(dòng)化3D掃描和檢測(cè)。這種晶圓12的自動(dòng)化3D掃描和檢測(cè)可以由CPU控制。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，光學(xué)檢測(cè)頭14包括一復(fù)核圖像采集設(shè)備62。復(fù)核圖像采集設(shè)備62例如是一臺(tái)彩色相機(jī)。在一些實(shí)施方式中，復(fù)核圖像采集設(shè)備62采集彩色圖像。在其他的實(shí)施方式中，復(fù)核圖像采集設(shè)備62采集單色像。在各種實(shí)施方式中，復(fù)核圖像采集設(shè)備62采集晶圓12的復(fù)核圖像以至少對(duì)晶圓12上的缺陷進(jìn)行確認(rèn)，分類，以及復(fù)核。圖14示出了根據(jù)本發(fā)明的特定的實(shí)施方式中的復(fù)核明場(chǎng)光源64，一復(fù)核暗場(chǎng)光源66，一復(fù)核圖像采集設(shè)備62，以及它們之間的光照?qǐng)D。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，光學(xué)檢測(cè)頭14進(jìn)一步包括，或者具有，復(fù)核明場(chǎng)光源64和復(fù)核暗場(chǎng)光源66以分別提供明場(chǎng)光和暗場(chǎng)光。復(fù)核圖像采集設(shè)備62接收分別由復(fù)核明場(chǎng)光源64和復(fù)核暗場(chǎng)光源66提供并由晶圓12反射的明場(chǎng)光和暗場(chǎng)光，以采集晶圓12的復(fù)核圖像。在本發(fā)明其他的實(shí)施方式中。 復(fù)核圖像采集設(shè)備62采集可選光源的光，例如上述之一，以采集晶圓12的復(fù)核圖像。復(fù)核圖像采集設(shè)備62可以采集晶圓12的高分辨率的圖像。圖15示出了根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的由復(fù)核明場(chǎng)光源64所提供的明場(chǎng)光所遵循的一個(gè)典型射光路徑300的流程圖。在第三光程300的步驟302中，由復(fù)核明場(chǎng)光源64提供明場(chǎng)光。復(fù)核明場(chǎng)光源64 提供明場(chǎng)光被引向第一反射面74。在步驟304中，明場(chǎng)光被第一反射表面74反射并射向一光分離器68。在隨后的步驟306中，射擊在光分離器68上的光因此被反射并射向向檢測(cè)位置。光分離器68的光反射程度取決于其R/T率。在步驟308中，明場(chǎng)光被位于檢測(cè)位置的晶圓12，或者其一部分反射。在步驟310 中，被反射的明場(chǎng)光穿過(guò)復(fù)核物鏡70。在本發(fā)明的大多數(shù)實(shí)施方式中，復(fù)核物鏡70具有一個(gè)無(wú)限的校正誤差。因此，穿過(guò)復(fù)核物鏡70的明場(chǎng)光在步驟310中被復(fù)核物鏡70校正。在步驟312中，明場(chǎng)光射擊在光分離器68上并且其中的一部分光穿過(guò)光分離器68。穿過(guò)光分離器68傳播的明場(chǎng)光的程度取決于光分離器68的R/T率。在步驟314中， 明場(chǎng)光在進(jìn)入復(fù)核圖像采集設(shè)備62中的步驟316之前先穿過(guò)一復(fù)核管透鏡72。復(fù)核管透鏡72將校正后的明場(chǎng)光聚焦在復(fù)核圖像采集設(shè)備62的圖像采集平面上。聚焦在復(fù)核圖像采集設(shè)備62的圖像采集平面上的明場(chǎng)光便利了步驟318中復(fù)核明場(chǎng)圖像的采集。復(fù)核物鏡7 0和復(fù)核管透鏡72之間明場(chǎng)光的校準(zhǔn)使得它們之間不需要再引入其他的光學(xué)元件或者配件。另外，復(fù)核物鏡70和復(fù)核管透鏡72之間明場(chǎng)光的校準(zhǔn)更好地使得復(fù)核圖像采集設(shè)備62可以靈活地定位和重新設(shè)置。圖16示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的由復(fù)核暗場(chǎng)光源66所提供的暗場(chǎng)光所遵循的一個(gè)典型射光路徑350的流程圖。在第三光程350的步驟352中，由復(fù)核暗場(chǎng)光源66提供暗場(chǎng)光。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，復(fù)核暗場(chǎng)光源66提供的暗場(chǎng)光直接聚焦在檢測(cè)位置。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，復(fù)核暗場(chǎng)光源66提供的暗場(chǎng)光一與晶圓12的水平面成預(yù)定的角度射向檢測(cè)位置。這個(gè)預(yù)定的角度優(yōu)選為一高角，并且可以用根據(jù)需要本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的技術(shù)進(jìn)行調(diào)整。在步驟354中，暗場(chǎng)光被位于檢測(cè)位置處的晶圓12，或者其一部分，反射。在步驟 356中所反射的暗場(chǎng)給隨后穿過(guò)復(fù)核物鏡70。穿過(guò)復(fù)核物鏡70的暗場(chǎng)光被復(fù)核物鏡70校正。在步驟358中，校正后的暗場(chǎng)光射擊在光分離器上且其一部分闖過(guò)光分離器傳播。穿過(guò)光分離器的光的程度取決于光分離器68的R/T率。在步驟360中，穿過(guò)光分離器 68的暗場(chǎng)光在進(jìn)入復(fù)核圖像采集設(shè)備62中的步驟362之前先穿過(guò)復(fù)核管透鏡72。第四管透鏡72將校正后的暗場(chǎng)光聚焦在復(fù)核圖像采集設(shè)備62的圖像采集平面上。聚集在復(fù)核圖像采集設(shè)備62的圖像采集平面上暗場(chǎng)光便利了步驟364中復(fù)核暗場(chǎng)圖像的采集。復(fù)核物鏡70和復(fù)核管透鏡72之間暗場(chǎng)光的校準(zhǔn)緩和了系統(tǒng)10的設(shè)計(jì)和重新配置。更加具體地說(shuō)，復(fù)核物鏡70和復(fù)核管透鏡72之間的明場(chǎng)光和暗場(chǎng)光的校正緩和了系統(tǒng)10中的復(fù)核圖像采集設(shè)備62和其他元件的定位和重新配置，因此便利了運(yùn)動(dòng)中的晶圓12的復(fù)核明場(chǎng)圖像和復(fù)核暗場(chǎng)圖像的采集。所采集的復(fù)核明場(chǎng)圖像和復(fù)核暗場(chǎng)圖像被轉(zhuǎn)換成為圖像信號(hào)并被從復(fù)核圖像采集設(shè)備62傳送至一可編程控制器，其可以處理圖像，并且儲(chǔ)存或者保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中。復(fù)核圖像采集設(shè)備62具有一個(gè)相對(duì)于檢測(cè)位置固定的空間位置。復(fù)核圖像采集設(shè)備62固定的空間位置更好地減少了通常伴隨著移動(dòng)圖像采集設(shè)備或者相機(jī)的使用的校準(zhǔn)損失和調(diào)整反饋損失，因此提高了所采集的復(fù)核明場(chǎng)圖像和復(fù)核暗場(chǎng)圖像的質(zhì)量。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，系統(tǒng)10進(jìn)一步包括若干隔振器24，總體地稱為穩(wěn)定機(jī)械結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)10在正常操作中可以安裝在隔振器24或者穩(wěn)定機(jī)械結(jié)構(gòu)上。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，系統(tǒng)10包括四個(gè)隔振器24，各置于系統(tǒng)10的不同的角落處。隔振器24 幫助支撐和穩(wěn)定系統(tǒng)10。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，隔振器24是一個(gè)可壓縮結(jié)構(gòu)或者是一個(gè)罐，其吸收地面振動(dòng)以因此作為一個(gè)用于防止地面振動(dòng)傳送到系統(tǒng)10的緩沖器。通過(guò)阻止系統(tǒng)10的不需要的振動(dòng)或者物理運(yùn)動(dòng)，隔振器24幫助提高了系統(tǒng)各個(gè)第一圖像采集設(shè)備32，第二圖像采集設(shè)備34，3D輪廓相機(jī)56所采集的圖像的質(zhì)量，并因此提高了晶圓12 的檢測(cè)的質(zhì)量。
圖17示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的用于檢測(cè)晶圓的一個(gè)典型方法和或者工藝400的流程圖。在許多實(shí)施方式中，一年高于檢測(cè)晶圓12的工藝400使得可以至少進(jìn)行晶圓12上的缺陷的檢測(cè)，歸類以及復(fù)核之一。 本發(fā)明的大多數(shù)實(shí)施方式中，用于檢測(cè)晶圓12的工藝400利用了參照?qǐng)D像(也稱為黃金參照)以與所采集的圖像進(jìn)行比較以至少進(jìn)行晶圓12上的缺陷的檢測(cè)，歸類以及復(fù)核之一。為了清楚起見，在典型工藝400的描述之前首先提供了典型參照?qǐng)D像的創(chuàng)建工藝 900的描述。典型參照?qǐng)D像創(chuàng)津工藝900圖18示出了本發(fā)明的特定實(shí)施方式中的參照?qǐng)D像創(chuàng)建工藝900的流程圖。在參照?qǐng)D像創(chuàng)建工藝900的步驟902中，加載一個(gè)方法，所述的方法包含有晶圓12 上的預(yù)定數(shù)量的參照區(qū)域。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，該方法是通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件程序創(chuàng)建或者取得的?？蛇x擇地，該方法是手工創(chuàng)建的。該方法可以存儲(chǔ)在CPU。的數(shù)據(jù)庫(kù)中。可選擇地，該方法可以存儲(chǔ)在外部存儲(chǔ)器器或者存儲(chǔ)空間中。晶圓12上各個(gè)預(yù)定的參照區(qū)域代表晶圓12的位置，并具有未知的質(zhì)量。多個(gè)參照區(qū)域的使用有助于補(bǔ)償晶圓12上的不同位置的，或者多個(gè)晶圓之間的曲面變分的可能性。 這種曲面變分包括，但不限于，平整度差異和光反射率。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的是預(yù)定數(shù)量的參照區(qū)域可以代表晶圓12的一個(gè)整塊表面區(qū)域?？蛇x地，預(yù)定數(shù)量的參照區(qū)域可以代表多個(gè)晶圓上的多個(gè)預(yù)定位置。在步驟904中，選取第一參照區(qū)域。在隨后的步驟906中，采集所選取的參照區(qū)域的第一采集位置預(yù)定數(shù)量(“η”)的圖像。更加具體地說(shuō)，η個(gè)圖像是在隨選取的參照區(qū)域的預(yù)定位置采集的。所選取參照區(qū)域的預(yù)定位置的數(shù)量和位置可以根據(jù)需要變化并可通過(guò)軟件程序和人工輸入之一變得更加便利。η個(gè)圖像可以根據(jù)需要使用第一圖像采集設(shè)備32，第二圖像采集設(shè)備34和復(fù)核圖像采集設(shè)備62之一采集?？蛇x地，η個(gè)圖像可以使用一個(gè)不同的圖像采集設(shè)備進(jìn)行采集。 用于采集η個(gè)圖像的光源可根據(jù)需要進(jìn)行變化，且例如明場(chǎng)光源，DHA光和DLA光的一個(gè)或者它們的結(jié)合。用于圖像采集的光源的顏色和強(qiáng)度可以根據(jù)需要選取或者變化。各個(gè)位置處的多個(gè)圖像的采集使得待創(chuàng)建參照?qǐng)D像可以過(guò)程中考慮到光源的變化，光學(xué)裝置以及參照?qǐng)D像采集過(guò)程中使用的成像方法。這種參照?qǐng)D像的創(chuàng)建方法因?yàn)楣庠粗g的狀況的變化而將缺陷檢測(cè)，以及分類中不需要的影響降到最低。另外，所選取的參照?qǐng)D像的數(shù)量可以在每個(gè)特定的照明狀況下采集。在本發(fā)明的大多數(shù)實(shí)施方式中，各特定照明狀況下的多個(gè)圖像的采集便利了閃光燈到閃光燈之間的光源變化的正?；脱a(bǔ)償。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，η個(gè)圖像優(yōu)選為存儲(chǔ)在CPU的圖像采集設(shè)備中。在本發(fā)明的其他實(shí)施方式中，η個(gè)圖像根據(jù)需要存儲(chǔ)在一外部數(shù)據(jù)庫(kù)或者存儲(chǔ)空間中。在步驟908中，調(diào)整和預(yù)處理步驟906中所采集的η個(gè)圖像。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，記錄步驟906中采集的η個(gè)圖像的亞像素。η個(gè)圖像的亞像素的記錄可以使用現(xiàn)有的參照進(jìn)行，現(xiàn)有的參照包括，但不限于使用二進(jìn)位，灰度或者幾何圖形匹配形成于一個(gè)或者多個(gè)晶圓之上的痕跡，凸起，或者襯墊。在步驟910中，計(jì)算η個(gè)圖像的各圖像的對(duì)照強(qiáng)度。更加具體地說(shuō)，計(jì)算各個(gè)所選取的參照區(qū)域非各個(gè)預(yù)定位置處采集的圖像的對(duì)照強(qiáng)度。η個(gè)圖像的各圖像的對(duì)照強(qiáng)度的計(jì)算有助于晶圓12上(或者多個(gè)晶圓)的不同位置或者區(qū)域的色彩變化的正?；脱a(bǔ)償。另外，η個(gè)圖像的各圖像的對(duì)照強(qiáng)度的計(jì)算有助于解釋或者補(bǔ)償晶圓12上(或者多個(gè)晶圓)的不同位置和區(qū)域處的其他的曲面變分。步驟910導(dǎo)致了 η對(duì)照強(qiáng)度的計(jì)算，每個(gè)η對(duì)照強(qiáng)度與η個(gè)圖像中的一個(gè)圖像相關(guān)聯(lián)。在步驟912中，計(jì)算η個(gè)圖像中的各個(gè)圖像每個(gè)像素的強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)信息。統(tǒng)計(jì)信息的數(shù)量包括，但不限于η個(gè)圖像中的各個(gè)圖像每個(gè)像素的一個(gè)平均值，一個(gè)幅度，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差，一個(gè)最大強(qiáng)度和一個(gè)強(qiáng)度。在本發(fā)明的大多數(shù)實(shí)施方式中，平均值是“η”個(gè)圖像中的每個(gè)圖像的每個(gè)像素的對(duì)照強(qiáng)度的幾何平均數(shù)。幾何平均數(shù)是平均數(shù)或者平均值的一種類型，其表示了一組或者 η組數(shù)的集中趨勢(shì)或者 代表值。該組數(shù)相乘并隨后獲得了結(jié)果乘積的第η根部。下面示出了獲取幾何平均值的方程式
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、！ =1 ■‘計(jì)算幾何平均值而不是算術(shù)平均值是為了避免η個(gè)圖像中的各個(gè)圖像每個(gè)像素被數(shù)組中的極值過(guò)度地影響。另外，為η個(gè)圖像中的各個(gè)圖像每個(gè)像素計(jì)算出絕對(duì)強(qiáng)度(以下稱為Ri)的范圍。 優(yōu)選地，η個(gè)圖像中的各個(gè)圖像每個(gè)像素的Ri是一個(gè)介于最大值和最小值之間的數(shù)值。如前所述，同時(shí)計(jì)算出步驟906中的η個(gè)圖像中的各個(gè)圖像每個(gè)像素的強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)偏差。在本發(fā)明的大多數(shù)的實(shí)施方式中，標(biāo)準(zhǔn)偏差是一個(gè)幾何標(biāo)準(zhǔn)偏差，其描述了一組最佳平均值為幾何平均數(shù)的數(shù)值是如何伸展的。下面示出了獲取標(biāo)準(zhǔn)偏差的公式其中，yg是數(shù)組{A1，A2，。。。，An}的結(jié)合平均數(shù)。在步驟914中，所采集的“η”圖像和與它們相關(guān)聯(lián)的信息例如晶圓12或者第一參照區(qū)域的位置一起進(jìn)行暫時(shí)地保存。在本發(fā)明的大多數(shù)實(shí)施方式中，步驟912中計(jì)算出的統(tǒng)計(jì)信息也在步驟914中暫時(shí)地保存。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，上述的數(shù)據(jù)保存在CPU 的數(shù)據(jù)庫(kù)中。在本發(fā)明的其他實(shí)施方式中，上述的數(shù)據(jù)可以根據(jù)需要保存在一個(gè)可選的數(shù)據(jù)庫(kù)或者存儲(chǔ)空間中。在步驟916中，確定是否需要所選取的參照區(qū)域的更多的圖像。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，步驟916是軟件控制的并自動(dòng)執(zhí)行的。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，步驟916 依靠步驟910和912中獲取的信息執(zhí)行。在本發(fā)明的其他實(shí)施方式中，步驟916是手工便利的或者使用現(xiàn)有技術(shù)中已知的技術(shù)控制。如果在步驟916中確定需要更多的所選取區(qū)域的圖像，則重復(fù)步驟904到916。步驟904到916可以根據(jù)需要重復(fù)任意次數(shù)。當(dāng)步驟916中確定不需要更多的第一參照區(qū)域的圖像，則執(zhí)行步驟918以確定是否需要為預(yù)定數(shù)量的參照區(qū)域的下一個(gè)參照區(qū)域重復(fù)步驟904到916 (為了現(xiàn)有說(shuō)明的目的，一第二參照區(qū)域)。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式總，步驟918是軟件控制的并且是自動(dòng)執(zhí)行的。另外，步驟918優(yōu)選為使用在步驟910，912和916中至少一個(gè)步驟中胡群毆的信息執(zhí)行。在本發(fā)明的其他實(shí)施方式中，步驟918是手工便利的或者使用現(xiàn)有技術(shù)中已知的技術(shù)進(jìn)行控制。如果在步驟918中確定需要采集第二參照區(qū)域的圖像，例如，如果為了第二參照區(qū)域需要重復(fù)步驟904到916，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)需要重復(fù)904到916的信號(hào)。步驟904到918 可以根據(jù) 需要重復(fù)任意次。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，步驟904到918的重復(fù)是軟件控制的并且是自動(dòng)的。當(dāng)在步驟918中確定不需要重復(fù)步驟904到918時(shí)，例如預(yù)定數(shù)量的參照區(qū)域中的下一個(gè)區(qū)域不需要，黃金參照?qǐng)D像(以下稱為參照?qǐng)D像)在步驟920中被計(jì)算出來(lái)。在本發(fā)明的大多數(shù)實(shí)施方式中，參照?qǐng)D像的計(jì)算是軟件控制的，并且通過(guò)一系列程序指令計(jì)算。下面的部首是用于執(zhí)行參照?qǐng)D像的計(jì)算的典型步驟。盡管如此，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的是，可以運(yùn)行其他的步驟或者技術(shù)以與下面的步驟想補(bǔ)充以計(jì)算參照?qǐng)D像。在步驟922中，確定具有大于預(yù)定限制的對(duì)照強(qiáng)度的像素。另外，在步驟922中，確定具有大于預(yù)定范圍的像素強(qiáng)度的范圍的像素。步驟922中預(yù)定的限制和范圍可以是軟件選取或者確定或者手工選取或者確定的。在步驟924中，識(shí)別出具有標(biāo)準(zhǔn)偏差大于預(yù)定值的強(qiáng)度像素。步驟924中的預(yù)定值或者是軟件選取或者確定或者是手工選取或者確定的。 在步驟926中，若在步驟922至924中識(shí)別出具有對(duì)照強(qiáng)度的像素在預(yù)定值或者范圍之外， 前面保存的圖像，如在步驟914中，被重新載入以重復(fù)904到924中的一個(gè)或者多個(gè)步驟。。步驟922至926有利于識(shí)別出包含有特定像素強(qiáng)度的像素的圖像的。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，步驟922至926使得包含有預(yù)定限制或者范圍之外的對(duì)照強(qiáng)度的像素的圖像可以識(shí)別，例如待識(shí)別的“不受歡迎”圖像的識(shí)別。更加具體地說(shuō)，步驟922至926從參照?qǐng)D像的計(jì)算中去除了 “不受歡迎”圖像并且有助于防止“不受歡迎”圖像影響參照?qǐng)D像的參照像素值。丟棄這種“不受歡迎”圖像。這有利于去除缺陷數(shù)據(jù)或圖像，因此防止影響或者這種缺陷數(shù)據(jù)出現(xiàn)在所生成的參照?qǐng)D像。在步驟928中，合并像素在預(yù)定限制和范圍之內(nèi)的圖像(例如，沒(méi)有丟棄的圖像)。在本發(fā)明的大多數(shù)實(shí)施方式中，參照?qǐng)D像創(chuàng)建工藝900導(dǎo)致衍生出下面的圖像數(shù)據(jù)(a)合并圖像中的每個(gè)圖像的每個(gè)像素的強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)平均值(b)合并圖像中的每個(gè)圖像的每個(gè)像素的強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)偏差(c)合并圖像中的每個(gè)圖像的每個(gè)像素的強(qiáng)度的最大值和最小值(d)步驟702中的預(yù)定數(shù)量的參照區(qū)域的每個(gè)參照區(qū)域的平均對(duì)照強(qiáng)度步驟918中的合并圖像代表參照?qǐng)D像。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，在步驟928 中，進(jìn)一步與相關(guān)聯(lián)的圖像數(shù)據(jù)一起保存參照?qǐng)D像。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，參照?qǐng)D像和它們的相關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)保存在CPU的數(shù)據(jù)庫(kù)中。在本發(fā)明其他實(shí)施方式中。參照?qǐng)D像和它們的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)保存在一可選的數(shù)據(jù)庫(kù)或者存儲(chǔ)空間中。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的是步驟922至926有助于減少存儲(chǔ)參照?qǐng)D像和它們的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)所需的存儲(chǔ)空間的數(shù)量和大小，這將可以使得方法400可以以較高的速度和準(zhǔn)確性執(zhí)行。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，各個(gè)像素的平均強(qiáng)度值標(biāo)準(zhǔn)化為255以顯示和形象化參照?qǐng)D像。盡管如此本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的是各個(gè)像素的平均強(qiáng)度值可以標(biāo)準(zhǔn)化為一任意的值以顯示和形象化參照?qǐng)D像。步驟904至928可以重復(fù)一預(yù)定次數(shù)以用至少第一圖像采集設(shè)備32，第二圖像采集設(shè)備34以及復(fù)核相機(jī)62之一來(lái)采集一相應(yīng)數(shù)量的圖像。另外，步驟904至928可以根據(jù)需要重復(fù)以在不同的光源或者照明條件下，例如明場(chǎng)光，DHA光，DLA光以及細(xì)線光，采集圖像。重復(fù)步驟904至928 —使得在多光源或照明條件，并根據(jù)需要采用多個(gè)圖像采集設(shè)備可以創(chuàng)建參照?qǐng)D像。如前所述，晶圓12的多個(gè)參照區(qū)域以及多照明條件下的參照?qǐng)D像的標(biāo)準(zhǔn)差有助于確保由于照明條件的變化引起的隨后采集的圖像質(zhì)量的變化說(shuō)明，以及所需的補(bǔ)償。例如，晶圓12的不同參照區(qū)域的參照?qǐng)D像的采集(例如晶圓12上的不同的位置)更好地確保了晶圓12上的不同位置出的色彩變化的解釋和補(bǔ)償。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，步驟904至928優(yōu)選為由CPU執(zhí)行和控制。更加具體地說(shuō)，步驟904至928中的至少一個(gè)步驟由軟件程序執(zhí)行和控制。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，步驟904至928中的至少一個(gè)步驟如果需要可以手工協(xié)助。通過(guò)實(shí)例參照?qǐng)D像創(chuàng)建工藝900所創(chuàng)建的參照?qǐng)D像用于與隨后采集的質(zhì)量不詳?shù)木A12的圖像進(jìn)行比較一因此使得可以進(jìn)行至少晶圓12上的缺陷的檢測(cè)，分類和復(fù)核之一。如前所述，本發(fā)明的各種實(shí)施方式提供了晶圓12的檢測(cè)的工藝或者方法400以因此至少進(jìn)行晶圓12上出現(xiàn)的缺陷的檢測(cè)，分類或者復(fù)核之一。

在工藝400的第一工藝部分402中，有待于系統(tǒng)10檢測(cè)的晶圓12被裝載在晶圓臺(tái)16之上。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，由自動(dòng)化晶圓處理機(jī)將晶圓12從晶圓堆棧中抽取并被傳送至晶圓臺(tái)16上。晶圓臺(tái)16上應(yīng)用了吸取或者真空以牢固其上的晶圓12。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，晶圓12包括一晶圓編號(hào)(ID號(hào)碼)或者條形碼刻在或者標(biāo)記在晶圓12的表面上，更加具體地說(shuō)是在晶圓12的表面的外圍。晶圓ID號(hào)或者條形碼有助于識(shí)別晶圓12并確保晶圓12正確地或者適當(dāng)?shù)丶虞d在晶圓臺(tái)16上。在第二工藝部分404中，獲取加載在晶圓臺(tái)16上的晶圓圖。晶圓圖可以從可編程控制器的數(shù)據(jù)庫(kù)中載入。可選地，晶圓圖可一在晶圓12裝載在可移動(dòng)的支撐平臺(tái)上時(shí)使用本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的方法和技術(shù)準(zhǔn)備好或者取得。在第三工藝部分406中，在晶圓圖上采集或者確定一個(gè)或者多個(gè)參照位置并且使用本技術(shù)領(lǐng)域中已知的技術(shù)計(jì)算晶圓的X，Y平移的或者旋轉(zhuǎn)便宜。在隨后的工藝部分408中，計(jì)算或確定晶圓掃描路徑和多個(gè)圖像采集位置。步驟 404中獲得的晶圓圖優(yōu)選地用于晶圓掃描路徑和多個(gè)圖像采集位置的計(jì)算。在本發(fā)明的大多數(shù)實(shí)施方式中，晶圓掃描路徑的計(jì)算取決于數(shù)個(gè)已知參數(shù)中的至少一個(gè)。這種已知的參數(shù)包括，但不限于，旋轉(zhuǎn)偏移，晶圓尺寸，晶圓芯片塊尺寸，晶圓斜度，檢測(cè)區(qū)域，晶圓掃描速度以及解碼位置。多個(gè)采集位置中的每個(gè)都反映或者對(duì)應(yīng)待采集圖像的晶圓12上的一個(gè)位置。在本發(fā)明的大多數(shù)實(shí)施方式中，多個(gè)采集位置中的每個(gè)都可以根據(jù)需要使用本技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員已知的技術(shù)更改。圖像采集位置的數(shù)量也可以根據(jù)需要使用本技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員已知的技術(shù)更改。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，工藝部分404至408可以由系統(tǒng)10自動(dòng)執(zhí)行，更加具體地說(shuō)是系統(tǒng)10的可編程控制器。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，工藝部分404至408可以有一個(gè)可選的處理器執(zhí)行，或者予以協(xié)助。在第五工藝部分410中，系統(tǒng)10的可編程控制器確定一個(gè)合適的黃金參照的可用性(以下稱為參照?qǐng)D像)。如果參照?qǐng)D像不可用，則在第六工藝部分412中由 上述的典型參照?qǐng)D像創(chuàng)建工藝900創(chuàng)建一參照?qǐng)D像。在本發(fā)明的大多數(shù)實(shí)施方式中，在第七工藝部分414中執(zhí)行一個(gè)典型二維(2D)晶圓掃描工藝之前獲得或者創(chuàng)建一參照?qǐng)D像。根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的典型二維(2D) 晶圓掃描工藝500的工藝流程圖在圖19予以示出。典型二維(2D)晶圓掃描工藝500圖19示出了根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的典型二維(2D)晶圓掃描工藝500的工藝流程圖。2D晶圓掃描工藝500使得第一圖像采集設(shè)備32和第二圖像采集設(shè)備34可以采集明場(chǎng)圖像和暗場(chǎng)圖像。在2D晶圓掃描工藝500的第一工藝部分502中，曝光第一圖像采集設(shè)備32。在第二工藝部分504中，提供一第一光，第一光例如是明場(chǎng)光源26提供的明場(chǎng)光，高角度暗場(chǎng)光源30提供的DHA光或者低角度暗場(chǎng)光源28提供的DLA光。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中， 步驟504中所提供的第一光的選取由一光配置器(未示出)所決定。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，光線配置器是系統(tǒng)10的一個(gè)元件，并與系統(tǒng)10的光源(28，30，52，64和66)電連接。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，光線配置器是CPU的一個(gè)元件。圖像采集設(shè)備32和34可以使用明場(chǎng)光源26，DHA光源30以及DLA光源28所提供的光。第一圖像采集設(shè)備32所使用的第一光和第二圖像采集設(shè)備34所使用的第二光的可能的配置的典型在圖19的表格中予以示出。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，如果第一圖像采集設(shè)備32和第二圖像采集設(shè)備34都使用一大體上相似的光，然后這種配置的產(chǎn)量將會(huì)是所有可能的配置中最高的。為了下面的描述，圖20中的表格中示出的配置1由光配置器進(jìn)行選取。因此，第一光就是明場(chǎng)光源26所提供的明場(chǎng)光。在本發(fā)明的大多數(shù)實(shí)施方式中，工藝部分502和504是同時(shí)執(zhí)行的。工藝部分502 和504的執(zhí)行使得第一圖像采集設(shè)備32可以采集一第一圖像，如圖22a所示。在第三工藝部分506中，第一圖像采集設(shè)備采集的第一圖像被轉(zhuǎn)換成為圖像信號(hào)并通過(guò)以數(shù)據(jù)傳送處理被傳送至CPU并存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)或者存儲(chǔ)器中。在第四工藝部分508中，曝光第二圖像采集設(shè)備34。在一第五工藝部分510中，提供一第二光。與第一光一樣，本發(fā)明的大多數(shù)實(shí)施方式中的第二光由光配置器選取。為了本描述的目的，圖20中的表格1中示出的配置1由光配置器選取。因此，第二光時(shí)高角暗場(chǎng)光源30所提供的DHA光。盡管如此本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的是第一光和第二光可以是根據(jù)需要供選擇的光，例如圖20中所示的不同配置的光。在本發(fā)明的大多是實(shí)施方式中，工藝部分508和510是同時(shí)執(zhí)行的。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，工藝部分506是與工藝部分508和510的執(zhí)行聯(lián)合發(fā)生的。在許多實(shí)施方式中，工藝部分508和510的執(zhí)行便利了或者使得第二圖像采集設(shè)備34可以采集一第二圖像，如圖22b所示。在第六工藝部分512中，第二圖像采集設(shè)備34所采集的第二圖像被轉(zhuǎn)換成為圖像信號(hào)并通過(guò)一數(shù)據(jù)傳送進(jìn)程傳送至一可編程控制器并優(yōu)選存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)或者存儲(chǔ)器中。
圖21示出了第一圖像采集設(shè)備32的暴露圖，提供第一光，暴露第二圖像采集設(shè)備 34，提供第二光，并根據(jù)本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送工序。 在許多實(shí)施方式中，工藝部分502至512可以重復(fù)任意次數(shù)以采集晶圓12的相應(yīng)數(shù)量的第一圖像和第二圖像。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，工藝部分502至512優(yōu)選重復(fù)以利用第一光和第二光采集在沿著工藝部分408算出的晶圓掃描路徑的多個(gè)圖像采集位置下的晶圓12的圖像。如前所示，各個(gè)第一圖像(或者第一反應(yīng))和第二圖像(或者第二反應(yīng))可以轉(zhuǎn)化成為圖像信號(hào)并傳送至一可編程控制器并隨后存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)或存儲(chǔ)器中。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，工藝部分502至512是在晶圓12運(yùn)動(dòng)時(shí)執(zhí)行的。這就是說(shuō)，第一圖像和第二圖像的采集是在晶圓12沿著晶圓掃描路徑運(yùn)動(dòng)時(shí)進(jìn)行的。因此， 本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員將能理解的是晶圓12將會(huì)在工藝部分502，504 (其中在數(shù)個(gè)實(shí)施方式中是同時(shí)發(fā)生的)和工藝部分508，510 (其中在數(shù)個(gè)實(shí)施方式中也是同時(shí)發(fā)生的)之間沿著晶圓掃描運(yùn)動(dòng)路徑以預(yù)定的距離置換。預(yù)定的距離取決于數(shù)個(gè)因素，包括，但不限于， 沿著晶圓掃描運(yùn)動(dòng)路徑的晶圓12的置換速度和工藝部分502至512所需的時(shí)間。預(yù)定距離可以根據(jù)需要例如由CPU控制和改變。預(yù)定距離的控制和變化可以至少是軟件或者手動(dòng)便利的之一。在許多實(shí)施方式中，上述的晶圓12的置換導(dǎo)致了第一圖像附件在，或者與第二圖像比較時(shí)產(chǎn)生了一個(gè)預(yù)定的圖像補(bǔ)償。圖22c示出了證明了由于晶圓12在運(yùn)動(dòng)時(shí)采集第一圖像和第二圖像導(dǎo)致的圖像補(bǔ)償?shù)牡谝粓D像和第二圖形的合成圖像。預(yù)定的圖像補(bǔ)償取決于數(shù)個(gè)因素，包括，但不限于，沿著晶圓掃描運(yùn)動(dòng)路徑的晶圓12的置換速度以及工藝部分502至512所需的時(shí)間。預(yù)定圖像補(bǔ)償?shù)目刂坪妥兓梢灾辽偈擒浖蛘呤止け憷?。在工藝部?14中，接收XY解碼值。在本發(fā)明的大多數(shù)實(shí)施方式中，XY解碼值是在工藝部分504和510中獲得的。在在本發(fā)明的大多數(shù)實(shí)施方式中，XY解碼值代表了沿著晶圓掃描運(yùn)動(dòng)路徑上的晶圓12的位置(XY-位移)。在工藝部分516中所獲得的XY解碼值用于第一圖像和第二圖像之間圖像補(bǔ)償(粗補(bǔ)償)的計(jì)算(例如，第二圖像與第一圖像的相對(duì)補(bǔ)償)。通過(guò)使用圖像匹配技術(shù)執(zhí)行亞像素圖像調(diào)整計(jì)算精細(xì)的圖像補(bǔ)償。通過(guò)對(duì)粗補(bǔ)償和精細(xì)補(bǔ)償應(yīng)用一預(yù)定的數(shù)學(xué)公式可以獲取最終的補(bǔ)償。預(yù)定的數(shù)學(xué)公式可以根據(jù)需要使用本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的技術(shù)進(jìn)行調(diào)整。工藝中的工藝部分414執(zhí)行的2D晶圓掃描工藝500導(dǎo)致了多個(gè)晶圓12圖像的采集，在大多數(shù)實(shí)施方式中，是沿著晶圓掃描運(yùn)動(dòng)路徑計(jì)算出的圖像采集位置。在工藝400的第八工藝部分416中，執(zhí)行一典型二維(2D)圖像處理工序600以至少進(jìn)行晶圓12上的缺陷的識(shí)別，檢測(cè)，分類，合并以及存儲(chǔ)之一。典型二維(2D)圖像處理工序600圖23示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的典型二維(2D)圖像處理工序600的流程圖。在許多實(shí)施方式中，根據(jù)本發(fā)明公開的實(shí)施方式的2D圖像處理工序600有助于2D 晶圓掃描工藝500中采集的圖像的處理。另外，2D圖像處理工序600至少有助于進(jìn)行晶圓 12上的缺陷的識(shí)別，檢測(cè)，分類，合并以及存儲(chǔ)之一。
2D圖像處理工序的第一工序部分602中，選取一第一工作圖像并存儲(chǔ)在一存儲(chǔ)工作區(qū)中。第一工作圖像時(shí)從2D晶圓掃描工藝中采集和保存的第一圖像和第二圖像中選取的。為了本說(shuō)明的目的，第一工作圖像和第二工作圖像代表了 2D晶圓掃描工藝500中第一圖像采集設(shè)備32所采集的第一圖像。在第二工藝部分604中，執(zhí)行第一工作圖像的亞像素調(diào)整。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，亞像素調(diào)整是使用一個(gè)或者多個(gè)模板的圖像匹配技術(shù)進(jìn)行的。這種亞像素調(diào)整的執(zhí)行使用了二進(jìn) 制，灰度或者幾何圖像匹配方法之一。一旦調(diào)整，如第三工藝部分606所示從感興趣的預(yù)定區(qū)域中計(jì)算出每個(gè)圖像的對(duì)照強(qiáng)度。工藝部分604和606可以共同地成為第一圖像的預(yù)處理。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的是預(yù)處理并不限于上述的工藝部分。如果需要預(yù)處理中也可以包括其他的工藝部分或者步驟。在隨后的工藝部分608中，選取第一黃金參照或者參照?qǐng)D像。工藝部分608所選取的第一參照?qǐng)D像與第一工作圖像相關(guān)聯(lián)或者相匹配。在本發(fā)明的大多數(shù)實(shí)施方式中，第一參照?qǐng)D像是從工藝400的工藝部分421中的典型參照創(chuàng)建工藝900創(chuàng)建的黃金圖像或者參照?qǐng)D像幾何或者數(shù)據(jù)庫(kù)中選取的。上面詳細(xì)描述了典型參照創(chuàng)建工藝900，并在圖18中予以示出。在地五個(gè)工藝部分610中，計(jì)算出第一工作圖像的每個(gè)像素的定量數(shù)據(jù)值。在隨后的工藝部分中612中，計(jì)算出的第一工作圖像的每個(gè)像素的定量數(shù)據(jù)值與倍增的或者添加的因數(shù)一起被預(yù)定的閾值引用。在第七工藝部分614中，第一工作圖像隨后相對(duì)于第四工藝部分608中的選取的第一參照?qǐng)D像進(jìn)行匹配或者評(píng)估。第一工作圖像與第一參照?qǐng)D像的匹配或者評(píng)估有助于晶圓12上的缺陷的檢測(cè)或者識(shí)別。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，對(duì)CPU進(jìn)行編程以實(shí)現(xiàn)第一工作圖像和第一參照?qǐng)D像之間的自動(dòng)匹配?？删幊炭刂破鲌?zhí)行一系列的計(jì)算指令或者算法匹配第一工作圖像和第一參照?qǐng)D像以因此可以進(jìn)行晶圓12上的缺陷的檢測(cè)或者識(shí)別。2D圖像處理工序600的第八工藝部分616確定了一個(gè)或者多個(gè)缺陷的出現(xiàn)。如果在工藝部分616中檢測(cè)或者識(shí)別出不止一個(gè)缺陷，算法將會(huì)基于區(qū)域，長(zhǎng)度，寬度，反差，密度，填充因數(shù)，棱邊強(qiáng)度中的一個(gè)或者全部將缺陷從大類歸到小類中。而且該算法至選取這些滿足用戶所定的標(biāo)準(zhǔn)的缺陷一計(jì)算感興趣的缺陷區(qū)域(DROI)。如果在工藝部分616中檢測(cè)或者識(shí)別一個(gè)缺陷(或者不止一個(gè)缺陷)，隨后在第九工藝部分618中計(jì)算出晶圓12上的 DIiOI。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，工藝部分618中DROI是由CPU動(dòng)態(tài)地計(jì)算的。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，對(duì)CPU進(jìn)行編程(例如包括或者體現(xiàn)一系列的計(jì)算指令或者軟件) 以可以進(jìn)行DROI的計(jì)算。在第十工藝部分620中，檢測(cè)一第二工作圖像的相關(guān)聯(lián)的DR0I。更加具體地說(shuō)是第二工作圖像2D晶圓掃描工藝400中第二圖像采集設(shè)備34采集的第二圖像。在執(zhí)行了第二工作圖像的亞像素校準(zhǔn)滯后在工藝部分620中檢測(cè)第二圖像(第一圖像的關(guān)聯(lián)圖像)的 DR0L·在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，第二圖像的DROI的檢測(cè)有助于確認(rèn)工藝部分616中所檢測(cè)的缺陷。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，工藝部分620有助于工藝部分606中的所檢測(cè)的缺陷的分類。系統(tǒng)10處理第二工作圖像的DROI而非整個(gè)圖像。另外，在工藝部分616中，如果沒(méi)有發(fā)現(xiàn)缺陷，工藝或者方法600將會(huì)跳過(guò)工藝部分618并繼續(xù)進(jìn)行。這將會(huì)進(jìn)一步減少處理第二工作圖像所需的資源或者處理帶寬的數(shù)量。容易理解的是這種智能的處理順序是根據(jù)前面步驟動(dòng)態(tài)決定的。這將會(huì)有助于提高系統(tǒng)10的產(chǎn)量或者每小時(shí)所檢測(cè)的晶圓的數(shù)量。在工藝部分622中，保存所檢測(cè)的缺陷，更加具體地說(shuō)是缺陷的地點(diǎn)或者位置以及它們的類別。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，所檢測(cè)的缺陷，以及它們的位置和類別保存在 CPU的數(shù)據(jù)庫(kù)中。在本發(fā)明的其他實(shí)施方式中，檢測(cè)的缺陷，以及它們的位置和類別保存在供選擇的數(shù)據(jù)庫(kù)或者存儲(chǔ)空間中。工藝部分602至622可以重復(fù)或者循環(huán)任意次以處理2D晶圓掃描工藝500中所采集的圖像。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，2D晶圓掃描工藝中所采集的每個(gè)圖像被順序地載入存儲(chǔ)空間中以有助于可能出現(xiàn)在晶圓12上的缺陷的檢測(cè)。工藝部分602至622以及它們的重復(fù)至少有助于可能出現(xiàn)在沿著晶圓掃描路徑的多個(gè)圖像采集位置的晶圓12上的缺陷的檢測(cè)，確認(rèn)，以及分類之一。在工藝部分624中，2D圖像處理工序600中檢測(cè)出的多個(gè)缺陷，以及它們的位置和分類被合并并保存在，在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，CPU的數(shù)據(jù)庫(kù)中。在本發(fā)明的其他的實(shí)施方式中，這些缺陷，以及它們的位置和分類被合并并保存在一個(gè)供選擇的數(shù)據(jù)庫(kù)或者存儲(chǔ)空間中。

在本發(fā)明的大多數(shù)實(shí)施方式中，2D圖像處理工序是一個(gè)自動(dòng)化的工序。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，對(duì)CPU進(jìn)行編程，或者包括一系列的運(yùn)算指令或者軟件程序，以自動(dòng)執(zhí)行2D圖像處理工序。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，2D圖像處理工序可以通過(guò)至少一個(gè)有需要的人工輸入變得更加容易。方法400的步驟416中的2D圖像處理工序的完成導(dǎo)致了用明場(chǎng)光，DHA光和DLA 光所檢測(cè)的缺陷，以及它們的位置和分類的合并和存儲(chǔ)。在工藝400隨后的工藝部分418中，執(zhí)行本發(fā)明的特定實(shí)施方式的一個(gè)典型三維 (3D)晶圓掃描工藝，例如第一 3D晶圓掃描工藝700，第二 3D晶圓掃描工藝750，或者第三 3D晶圓掃描工藝950。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，3D晶圓掃描工藝700，750，950使得可以進(jìn)行晶圓12 的3D輪廓圖像(或者3D圖像)的采集，以有助于最后形成晶圓12的3D輪廓(或者獲得晶圓12的3D特性或者拓?fù)湫畔?。晶圓12沿著計(jì)算出的晶圓掃描運(yùn)動(dòng)路徑置換以采集一個(gè)或者多個(gè)圖像采集位置，例如，沿著工藝部分408中算出的晶圓掃描運(yùn)動(dòng)路徑，的3D圖像。在本發(fā)明的許多實(shí)施方式中，第一 3D晶圓掃描工藝700，第二 3D晶圓掃描工藝 750，或者第三3D晶圓掃描工藝950的選取和使用，在工藝400的工藝部分418中，取決于多個(gè)因素，例如系統(tǒng)10中的可以引導(dǎo)光(例如，鏡子54和/或反光鏡84)的光學(xué)元件或者設(shè)備組的出現(xiàn)或者數(shù)量，檢測(cè)要求，和/或晶圓特性，屬性和/或布局特征。第一 3D晶圓掃描工藝700圖24示出了根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的第一 3D晶圓掃描工藝700的流程圖。在第一 3D晶圓掃描工藝700的第一工藝部分702中，細(xì)線光由細(xì)線光源52提供或者發(fā)射。在特定的實(shí)施方式中，例如圖27a所示的系統(tǒng)10中，細(xì)線光由細(xì)線光源52提供或者發(fā)射。在第二工藝部分704中，細(xì)線光被鏡子組54引向檢測(cè)位置。如前所述，鏡子組54 可以配置和排列成用于將細(xì)線光源52所提供的細(xì)線光引向檢測(cè)位置。在特定的實(shí)施方式中，鏡子組54可以 配置和排列成用于控制，例如設(shè)立，選取，和/或改變引向檢測(cè)位置的細(xì)線光的角度。在一個(gè)典型的執(zhí)行中(例如，與圖27a相對(duì)應(yīng))，細(xì)線光可以通過(guò)鏡子組54射向晶圓12的表面以至于細(xì)線光垂直地或者按照所需的入射角射入晶圓的表面。鏡子組54的數(shù)量可以取決于用于提供細(xì)線光的細(xì)線光源52的數(shù)量，將細(xì)線光射向檢測(cè)位置的方式，和/或射入晶圓的表面的細(xì)線光所要求的入射角。在隨后的工藝部分706中，細(xì)線光被位于檢測(cè)位置的晶圓12，或者晶圓12的一部分反射。更加具體地說(shuō)，細(xì)線光是被位于檢測(cè)位置處的晶圓表面，或者晶圓的一部分反射。 晶圓12反射的細(xì)線光可以使用若干反光鏡84引向3D輪廓物鏡58。在第一 3D晶圓掃描工藝700的第四工藝部分708中，晶圓12反射的細(xì)線光穿過(guò) 3D輪廓物鏡58，3D輪廓物鏡58具有一無(wú)線的校正誤差。因此，工藝部分708中穿過(guò)過(guò)3D 輪廓物鏡58的細(xì)線光的傳播校正了細(xì)線光。在第五工藝部分710中，校正的細(xì)線光在第六工藝部分712中進(jìn)入3D輪廓物鏡之前穿過(guò)管透鏡60。管透鏡60將校正的細(xì)線光聚集在3D輪廓攝像機(jī)56的圖像采集平面上。 聚集在3D圖像采集平面上的細(xì)線光使得在步驟714中可以采集晶圓12的第一 3D輪廓圖像。為了本發(fā)明的目的，一 3D輪廓圖像或3D圖像可以是一個(gè)圖像包括，提供，或者傳送與一表面或者結(jié)構(gòu)的三維(3D)特性(例如，表面和結(jié)構(gòu)的布局)相關(guān)聯(lián)的信息或者信號(hào)。另外，3D輪廓圖像也可以是3D輪廓相機(jī)56所采集的一個(gè)反應(yīng)，或者一個(gè)光學(xué)反應(yīng)。在數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，3D輪廓物鏡和管透鏡60之間的細(xì)線光的校正有助于解除它們之間光學(xué)元件或者配件的引入，并使得3D輪廓相機(jī)56可以靈活定位和重更配置。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，由激光或者一個(gè)寬頻光纖光源提供細(xì)線光。另外，細(xì)線光優(yōu)選為以一個(gè)特定的角度引向檢測(cè)位置，例如，相對(duì)于位于那里的晶圓12的水平面， 和/或晶圓臺(tái)16的水平面，確定的一個(gè)垂直軸。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，將細(xì)線光引向檢測(cè)位置的角度可以根據(jù)需要使用本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的技術(shù)改變。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員也可以理解的是細(xì)線光的波長(zhǎng)是可選的和變化的，例如根據(jù)晶圓檢測(cè)的要求而定。例如，在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，細(xì)線光的選取是為了提高缺陷檢測(cè)，確認(rèn)，以及分類中的至少一方面。在工藝部分716中，第一 3D圖像被轉(zhuǎn)換成為圖像信號(hào)并被傳送至CPU。在隨后的工藝部分718中，CPU處理第一 3D圖像或者圖像信號(hào)以進(jìn)行晶圓12上的缺陷的3D高度測(cè)量，共面測(cè)量，以及檢測(cè)和/或分類。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，工藝部分702至718可以重復(fù)任意的次數(shù)以采集相應(yīng)數(shù)量的3D圖像并將所采集的3D圖像傳送給CPU。工藝部分702至718可以在沿著晶圓掃描路徑所選取的采集位置或者對(duì)于整個(gè)晶圓執(zhí)行。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，第一 3D晶圓掃描工序700提高了檢測(cè)儀半導(dǎo)體晶圓的典型方法的300的準(zhǔn)確性。在許多實(shí)施方式中，第一 3D晶圓掃描工序700提高了方法 300的缺陷檢測(cè)的準(zhǔn)確性。第一 3D晶圓掃描工序700的使用可以有助于或者可以確定單獨(dú)的芯片塊以及整個(gè)晶圓的3D度量衡學(xué)的細(xì)節(jié)例如共面和三維結(jié)構(gòu)的高度，例如焊球，金隆起焊盤，以及扭曲。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，工藝部分702至718以及它們的重復(fù)的結(jié)果，(例如， 處理3D圖像獲得的結(jié)果)被保存在CPU的數(shù)據(jù)庫(kù)中。在本發(fā)明的其他實(shí)施方式中，工藝部分702至718以及它們的重復(fù)的結(jié)果，(例如，處理3D圖像獲得的結(jié)果)可以根據(jù)需要被保存在可供選擇的數(shù)據(jù)庫(kù)或者存儲(chǔ)空間中。第二 3D晶圓掃描工序750圖25示出了根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)施方式的第二 3D晶圓掃描工序750的流程圖。在許多實(shí)施方式中，第二三維(3D)晶圓掃描工序750便利了或者使得3D輪廓相機(jī)56可以同步采集晶圓12的表面反射的至少兩個(gè)方向上的細(xì)線光，其中的每個(gè)方向確定了至少一個(gè)不同的反射光的傳播路徑的一部分。一個(gè)反射光傳播路徑可以定義為沿著光傳播和/或由于與晶圓的表面的布局相互作用而從檢測(cè)位置射向圖像采集設(shè)備(例如，3D輪廓相機(jī))56的路徑或者路線。在數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，第二三維(3D)晶圓掃描工序750在系統(tǒng) 10中包括若干反光鏡組84 (例如，至少一反光鏡組84或者反光鏡組件a)時(shí)選擇和使用。 為了簡(jiǎn)潔和清楚起見，以下描述的第二三維(3D)晶圓掃描工序750是與包括有兩組反光鏡或者反光鏡組件84a，84b的系統(tǒng)10—起使用的。因此，下述的第二三維(3D)晶圓掃描工序750伴隨著在兩個(gè)不同的方向上的晶圓12所反射的細(xì)線光以因此至少有助于或者可以大體上同步地采集晶圓12的一個(gè)3D特性(例如，一個(gè)3D特征)的兩個(gè)反應(yīng)(或者光學(xué)反應(yīng))，或者兩個(gè)視圖。在第二三維(3D)晶圓掃描工序750的第一工藝部分752中，由一個(gè)或者多個(gè)細(xì)線光源52 (細(xì)線光發(fā)射器)提供或者發(fā)射細(xì)線光。在一些實(shí)施方式中，例如如圖FIG。27a所示，細(xì)線光由一個(gè)細(xì)線光源52提供。在其他的實(shí)施方式中，細(xì)線光由至少兩個(gè)細(xì)線光源52 提供，例如圖27b所示的至少一第一細(xì)線光源52a和第二細(xì)線光源52b。在特定的實(shí)施方式中，細(xì)線光的多個(gè)光束被引向晶圓12的表面，例如第一束細(xì)線光和第二束細(xì)線光被引向晶圓的表面。在一個(gè)實(shí)施方式例如如圖27b所示，第一細(xì)線光源 52a可以發(fā)射，輸出或者提供第二束細(xì)線光，第二細(xì)線光源52b可以發(fā)射，輸出或者提供第二束細(xì)線光。在第二工藝部分754中，細(xì)線光源52提供的細(xì)線光被引向檢測(cè)位置。在數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，用若干鏡子組54(或者鏡子組件)將細(xì)線光源52提供的細(xì)線光射向檢測(cè)位置。在圖27a所示的實(shí)施方式中，沿著一單一的入射光傳播路徑將細(xì)線光引向檢測(cè)位置。入射光傳播路徑可以定義為沿著光傳播和/或光被動(dòng)細(xì)線光源52引向檢測(cè)位置的路徑或者路線。在一個(gè)代表性的執(zhí)行中如圖27a所示，單一的鏡子組54可有助于將細(xì)線光引向晶圓，以至于細(xì)線光以所需的入射角到達(dá)晶圓的表面(例如，與垂直于晶圓的垂直軸大約成0° )。在圖27b所示的實(shí)施方式中，細(xì)線光被沿著兩個(gè)不同的入射光傳播路徑引向檢測(cè)位置。更加具體地說(shuō)，第一細(xì)線光源52a提供的第一束細(xì)線光沿著第一入射光傳播路徑傳播并且第二細(xì)線光源52b提供的第二束細(xì)線光沿著第二入射光傳播路徑傳播。一般來(lái)說(shuō)， 在檢測(cè)位置，第一束細(xì)線光和第二束細(xì)線光是一致的或者重合的。第一組鏡子54a可以沿著第一入射光傳播路徑傳播引導(dǎo)第一束細(xì)線光，并且第二組鏡子54b可以沿著第二入射光傳播路徑傳播引導(dǎo)第二束細(xì)線光。通過(guò)第一組鏡子54a，第一束細(xì)線光可以以一第一入射角達(dá)到晶圓表面(例如，相對(duì)于與晶圓表面垂直的軸成大約0° )；類似地，通過(guò)第二組鏡子 54b，第二束細(xì)線光可以以一與第一入射角不同的第二入射角達(dá)到晶圓表面(例如，相對(duì)于與晶圓表面垂直的軸成大約45° )。

在許多實(shí)施方式中，鏡子組54的數(shù)量相當(dāng)于細(xì)線光源52的數(shù)量。因此，在各種實(shí)施方式中，第一組鏡子54a用于沿著第一入射光傳播路徑將第一細(xì)線光源52a提供的第一束細(xì)線光引向檢測(cè)位置，并且第二組鏡子54b用于沿著第二入射光傳播路徑將第二細(xì)線光源52b提供的第二束細(xì)線光引向檢測(cè)位置。在第三工藝部分756中，細(xì)線光在檢測(cè)位置處被晶圓12的表面布局反射。射入晶圓12表面的細(xì)線光可以在若干方向上被反射，更加具體地說(shuō)是若干不同的方向。晶圓12的表面反射細(xì)線光的方向通常取決于，或者至少是部分地取決于，檢測(cè)位置處的晶圓12的表面的布局特征(例如，3D特性)。例如，晶圓13的表面的結(jié)構(gòu)性的，幾何的，或者布局的變化引起射入晶圓12的入射細(xì)線光被反射向不同的方向。通常，根據(jù)表面輪廓，例如晶圓12的3D或者布局特性，晶圓12所反射的細(xì)線光可以在不同的方向上分散開。在現(xiàn)有的系統(tǒng)中晶圓表面所反射的光僅僅被從一個(gè)單一的反射方向采集，多方向分散的細(xì)線光使得晶圓12的表面輪廓的準(zhǔn)確的測(cè)量，分析或者確定很難獲得。這通常是因?yàn)榫A12表面反射的細(xì)線光的分散使得進(jìn)入3D輪廓相機(jī)56的反射的細(xì)線光的數(shù)量不適當(dāng)?shù)販p少，因此導(dǎo)致了 3D輪廓相機(jī)56采集的模糊的圖像(或者較差的反應(yīng))。通常很難從太，模糊的圖像中獲得準(zhǔn)確的測(cè)量和分析。有時(shí)候，晶圓12的表面所反射的分散細(xì)線光可能會(huì)導(dǎo)致進(jìn)入3D輪廓相機(jī)的被反射的細(xì)線光的數(shù)量不適當(dāng)?shù)卦黾?，因此，?dǎo)致了 3D輪廓相機(jī)56擦劑的圖像過(guò)度地明亮。這也很難從太亮的圖像中獲得準(zhǔn)確的測(cè)量。根據(jù)本發(fā)明的目的，從晶圓表面反射的多個(gè)方向的光被沿著多個(gè)相應(yīng)的(例如，預(yù)定的或者可選的)反射光傳播路徑引向3D輪廓相機(jī)56，以至于3D輪廓相機(jī)56可以同時(shí)采集在考慮之中的檢測(cè)位置相關(guān)聯(lián)的多個(gè)反射的光反應(yīng)。在第四工藝部分中，至少?gòu)膬蓚€(gè)方向從晶圓表面所反射的細(xì)線光被沿著至少另個(gè)各不相同的，不同的，或者可區(qū)別的反射光傳播路徑引向3D輪廓相機(jī)56，其中各個(gè)反射光傳播路徑與不同的反光鏡組84a，84b相關(guān)聯(lián)。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，系統(tǒng)10至少包括兩組反光鏡組或者至少兩組反光鏡組件84a，84b，配置和排列成用于接收晶圓12所反射的細(xì)線光。每組反光鏡組配置和排列成用于接收和/或引導(dǎo)(再引導(dǎo))在一個(gè)特定的不同的方向上反射的細(xì)線光。更加具體地說(shuō)，在各種實(shí)施方式中，晶圓12反射的第一個(gè)方向上的細(xì)線光被接收并通過(guò)第一反光鏡組84a沿著通向3D輪廓相機(jī)56的第一反射光傳播路徑弓丨導(dǎo)(再引導(dǎo))， 并且晶圓12反射的第二個(gè)方向上的細(xì)線光被接收并通過(guò)第二反光鏡組84b沿著通向3D輪廓相機(jī)56的第二反射光傳播路徑引導(dǎo)(再引導(dǎo))。因此，第一組反光鏡組84a配置和排列成用于引導(dǎo)所接收的細(xì)線光并因此沿著第一反射光傳播路徑，第二組反光鏡組84b配置和排列成用于引導(dǎo)所接收的細(xì)線光并因此沿著第二反射光傳播路徑。第一和第二反射光傳播路徑(或者光學(xué)反射路徑)包括相互獨(dú)立和不同的部分(例如，空間段)。雖然在本發(fā)明中的特定實(shí)施方式具有兩組反光鏡84或者兩組反光鏡組件以接收晶圓12反射的兩個(gè)不同方向的細(xì)線光，系統(tǒng)10也使用不容數(shù)量的反光鏡組84，例如三個(gè)， 四個(gè)，或者更多的反光鏡組84以接收相應(yīng)數(shù)量的方向上的晶圓12表面所反射的細(xì)線光。在許多實(shí)施方式中，至少部分的第一和第二入射或者反射光傳播路徑相互之間是不平行的(例如，分開的或者聚集的)。在許多的實(shí)施方式中，第一反光鏡組84a和第二反光鏡組84b是配置和排列成大體上相互對(duì)稱的形式。在許多實(shí)施方式中，第五工藝部分760包括將各自沿著第一和第一反射光傳播路徑傳播的細(xì)線光傳送穿過(guò)物鏡58或者物鏡組件58。物鏡58校正穿過(guò)其中的細(xì)線光。在第六工藝部分762中，校正的細(xì)線光被傳送穿過(guò)管透鏡60。在第七工藝部分764 中，與各個(gè)第一和第二反射光傳播路徑相關(guān)聯(lián)的細(xì)線光進(jìn)入3D輪廓相機(jī)56.如上所示，管透鏡60有助于或者實(shí)現(xiàn)了將校正的細(xì)線光聚集在3D輪廓相機(jī)56的圖像采集平面上。在許多實(shí)施方式中，細(xì)線光在3D輪廓相機(jī)56的圖像采集平面上的聚集使得可以采集與晶圓 12有關(guān)的一個(gè)3D輪廓圖像的兩個(gè)反應(yīng)，或者兩個(gè)視圖。與在考慮之中的檢測(cè)位置的晶圓12的表面布局有關(guān)的一個(gè)3D輪廓圖像的兩個(gè)反應(yīng)(或者光學(xué)反應(yīng))，或者兩個(gè)視圖的采集發(fā)生在第八工藝部分766中。對(duì)于本發(fā)明來(lái)說(shuō)， 兩個(gè)反應(yīng)可以稱為第一反應(yīng)和第二反應(yīng)，并且3D輪廓圖像的兩個(gè)反應(yīng)，以及兩個(gè)視圖可以稱為3D輪廓圖像的第一視圖和第二視圖。在各種實(shí)施方式中，第一反應(yīng)和第二反應(yīng)可以聚集在3D輪廓相機(jī)的圖像采集平面上并被采集以至于它們?cè)谙嗷ブg的空間相鄰的。與目前的檢 測(cè)位置處的晶圓表面布局相關(guān)的3D輪廓圖像第一反應(yīng)，或者第一視圖是從，或者使用，沿著第一反射光傳播路徑傳播的細(xì)線光產(chǎn)生出來(lái)的。與目前的檢測(cè)位置處的晶圓表面布局相關(guān)的3D輪廓圖像第二反應(yīng)，或者第二視圖是從，或者使用，沿著第二反射光傳播路徑傳播的細(xì)線光產(chǎn)生出來(lái)的。第一反應(yīng)和第二反應(yīng)可以作為包含有光在各自的第一和第二方向上被晶圓12的表面布局反射的方式相關(guān)聯(lián)的一組單一的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。結(jié)果包含有第一束細(xì)線光和第二束細(xì)線光的射入晶圓12的表面，合成的反應(yīng)可以包括有與第一方向上被晶圓12的表面布局反射的第一束細(xì)線光的方式相關(guān)聯(lián)的圖像數(shù)據(jù)，以及與第二方向上被晶圓12的表面布局反射的第二束細(xì)線光的方式相關(guān)聯(lián)的圖像數(shù)據(jù)。在一些實(shí)施方式中，所提供的第一束細(xì)線光可以是第一波長(zhǎng)，所提供的第二束細(xì)線光可以是第二波長(zhǎng)(例如，第一細(xì)線光源 52a輸出具有與第二細(xì)線光源52b所輸出的細(xì)線光不同的波長(zhǎng)的光)。在這種實(shí)施方式中， 3D輪廓相機(jī)56可以是一彩色相機(jī)以有助于第一和第二反應(yīng)的采集，區(qū)分和/或分析。其他的實(shí)施方式中系統(tǒng)10包括風(fēng)度組或者兩組可以采集與晶圓12相關(guān)的3D輪廓圖像的多于兩個(gè)的反應(yīng)，或者視圖。在隨后的工藝部分768中，這些反應(yīng)，例如第一反應(yīng)和第二反應(yīng)，被傳送至CPU或者處理單元(例如，作為一單一的圖像數(shù)據(jù)組)。在下一個(gè)工藝部分770中，這些反應(yīng)，例如第一反應(yīng)和第二反應(yīng)被CPU處理以確定或者獲取與晶圓12的3D特性或者布局相關(guān)聯(lián)的信息。CPU可以實(shí)用第一反應(yīng)和第二反應(yīng)確定一合成反應(yīng)，其中的合成反應(yīng)相當(dāng)于一個(gè)標(biāo)示與第一反應(yīng)和第二反應(yīng)相關(guān)聯(lián)的檢測(cè)位置的晶圓表面布局的特定的3D特性的單一的反應(yīng)或者圖像，在工藝部分770中的這種反應(yīng)的處理有助于或者使得可以進(jìn)行晶圓12上的缺陷的 3D高度測(cè)量，共面測(cè)量，3D特征分析，和/或檢測(cè)和/或分類的至少其中之一。 在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，工藝部分752至770c可以重復(fù)任意次以獲取相應(yīng)數(shù)量的第一和第二反應(yīng)組并傳送所述反應(yīng)組至CPU以獲得晶圓12上的3D特性或布局信息。 例如，工藝部分752-770可以為沿著定義為包括多個(gè)分析和采集與晶圓表面布局相關(guān)聯(lián)的圖像數(shù)據(jù)的檢測(cè)位置的晶圓掃描運(yùn)動(dòng)路徑的各個(gè)檢測(cè)位置重復(fù)。第三3D晶圓掃描工序950圖30示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特定的實(shí)施方式的第三三維(3D)晶圓掃描工序 950的流程圖。工序950可以在系統(tǒng)10刪去或者不包括(例如固有地由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)，或者有選擇地由于系統(tǒng)配置的可選的配置)反光鏡時(shí)使用，應(yīng)用，或者選擇，例如用于反射和/或再引導(dǎo)晶圓12的表面反射的光的反光鏡組84a，84b。例如，在各種實(shí)施方式中，工序950可以與圖27c的系統(tǒng)一起使用，應(yīng)用，或者選擇。

第一工藝部分952包括將多束細(xì)線光引向晶圓12的目標(biāo)位置或者區(qū)域。第一工藝部分952可以包括若干細(xì)線光源52提供或者發(fā)射細(xì)線光，例如，至少一個(gè)細(xì)線光源52，并且在數(shù)個(gè)實(shí)施方式中如圖27c所示至少具有連個(gè)細(xì)線光源52 (例如，第一細(xì)線光源52a和第二細(xì)線光源52b)。在第二個(gè)工藝部分954中，各個(gè)第一和第二細(xì)線光源52a和52b所發(fā)射的細(xì)線光被引向檢測(cè)位置，更加具體地說(shuō)是位于檢測(cè)位置的晶圓12，或者晶圓12的一部分(例如，晶圓12上的目標(biāo)位置或者區(qū)域)。在一些實(shí)施方式中，若干鏡子組54 (例如，一個(gè)或者多個(gè)鏡子54)可以用于將一個(gè)或多個(gè)細(xì)線光源52所發(fā)射的細(xì)線光引向位于檢測(cè)位置的晶圓12。所使用的鏡子組54的數(shù)量可以取決于，或至少部分地取決于用于向晶圓12提供或者發(fā)射細(xì)線光的細(xì)線光源52的數(shù)量，和/或以一給定的細(xì)線光源52，晶圓12的表面或者平面，以及圖像采集設(shè)別56(例如，一個(gè)圖像采集設(shè)別5的光軸)之間的配置。在數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，細(xì)線光源52a和/或52b和/或一組或者多組安置和/或配置成以至于細(xì)線光被以相對(duì)于晶圓12的平面和/或圖像采集設(shè)備56的光軸成一特定的角度引向晶圓12。在特定的實(shí)施方式中，細(xì)線光源52a和52b可以安裝和/或配置成用于控制例如選擇和/或改變細(xì)線光束被引向晶圓13的一組角度，以及從晶圓12反射和/或分散向圖像采集設(shè)備的光軸的細(xì)線光束的一組角度。關(guān)于鏡面內(nèi)反射和分散方面的光學(xué)檢測(cè)鏡面反射(這里也成為完全的，充分的，本質(zhì)上全面的，或者實(shí)質(zhì)上的全反射)發(fā)生在本質(zhì)上或者大約所有的細(xì)線光以一特定的入射角入射到一高反射率，鏡子類型，或者發(fā)光表面(例如具有鏡子類型裝飾的晶圓12的一部分或者目標(biāo)區(qū)域)被從該表面與入射角大小相等的反射角反射時(shí)。更加具體地說(shuō)，當(dāng)以一強(qiáng)度Il提供并以相對(duì)于二維的鏡子類型的表面或者表面特征成α 1角的細(xì)線光射擊鏡子類型表面時(shí)，所反射的細(xì)線光顯示出與 Il相同或者大約相同的強(qiáng)度12，并本質(zhì)上所有或者大多數(shù)的反射的細(xì)線光沿著一相對(duì)于垂直軸成α 2角的光學(xué)路徑傳播離開二維的鏡子類型的表面，其中的α 1和α 2在垂直軸的兩邊并且α 1和α 2相等或者大約相等(即，關(guān)于垂直軸以及角度大小，α 1和α 2是全等的，例如α 2等于α )。因此，對(duì)于一個(gè)晶圓表面，表面特征，或者完全反射強(qiáng)度為Il沿著α 角入射的細(xì)線光的結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，反射的細(xì)線光強(qiáng)度為12與Il大致相等，反射角α 2等于α 1。
發(fā)散，非鏡面，或者四散的反射(這里也成為部分或者不完全反射)發(fā)生在當(dāng)入射到一非鏡面型的表面(例如，有紋理的，毛糙的，啞光的，或不平滑的表面和/或表面布局多變的或不一致的表面，包括像是焊點(diǎn)這樣的分散的中心點(diǎn)組)的細(xì)線光被分散，四散反射， 或者被沿著與細(xì)線光射入到非鏡面型的表面的角度不同的一個(gè)或者多個(gè)光學(xué)傳播路徑重新引導(dǎo)離開該表面。即，一個(gè)給定的分散的光傳播路徑可以表現(xiàn)為具有與細(xì)線光的入射角不相等或者大約不相等的一個(gè)發(fā)射或者再引導(dǎo)角。因此，以強(qiáng)度Ii和相對(duì)于非鏡面型的表面或者表面特征的垂直軸的細(xì)線光射向非鏡面型的表面，一個(gè)沿著通過(guò)在垂直軸相反的一側(cè)的大小等于或者約等于α 1的反射角α 2限定的光傳播路徑的反射的細(xì)線光顯示一個(gè)小于或者本質(zhì)上小于強(qiáng)度Il的強(qiáng)度12因?yàn)榉晴R面表面沿著一個(gè)或者多個(gè)與α 1不同的分散或者四散了入社的細(xì)線光。根據(jù)本發(fā)明的目的，多個(gè)細(xì)線光可以同時(shí)引向晶圓12的目標(biāo)位置或者區(qū)域，以至于(a) —個(gè)目標(biāo)晶圓位置的與入射的細(xì)線光的全反射相關(guān)聯(lián)的全反射反應(yīng)；以及(b) —個(gè)與被目標(biāo)晶圓位置的散射，四射，或者部分反射相關(guān)聯(lián)的散射反應(yīng)可以在目標(biāo)晶圓位置同時(shí)產(chǎn)生，并作為一個(gè)疊加的反應(yīng)被以單一的圖像采集設(shè)備56同時(shí)檢測(cè)或者采集。入射細(xì)線光的這種多個(gè)不同類型的反應(yīng)的同時(shí)產(chǎn)生和同時(shí)采集(例如，一個(gè)包括有一個(gè)全反射反應(yīng)和一個(gè)散射反應(yīng)的疊加的反應(yīng))有助于或者使得可以更加全面，更加準(zhǔn)確，和/或更加有效的進(jìn)行目標(biāo)晶圓位置的3D方面的刻畫或者分析。在大多數(shù)實(shí)施方式中，圖像采集設(shè)備56可以相對(duì)于由晶圓12的相關(guān)平面或者表面(或者晶圓臺(tái)16的水平面)限定的垂直軸成一給定的(例如，預(yù)定的或者可調(diào)整的)光反應(yīng)角度設(shè)置。垂直軸，例如，可以由相對(duì)于晶圓平面的第一和第二束細(xì)線光入射到晶圓平面的一個(gè)橫截面區(qū)域中的一個(gè)合適的中點(diǎn)限定。光反應(yīng)角度相當(dāng)于一個(gè)考慮之中的晶圓位置或者表面反射或者散射的光由于這種反射或者散射離開或者傳播離開晶圓位置或者表面的一個(gè)角度。一個(gè)給定的細(xì)線光束被引向晶圓，更加具體地說(shuō)是晶圓12的平面，的角度， 取決于細(xì)線光束是否用于產(chǎn)生相對(duì)于光反應(yīng)角度的一個(gè)全反射反應(yīng)或者散射反應(yīng)。在各種實(shí)施方式中，至少一第一束細(xì)線光(例如由第一細(xì)線光源52a提供)以相對(duì)于晶圓平面的垂直軸的第一入射角被引向晶圓12的平面，其中的第一入射角的膽小與光反應(yīng)角相一致或者相等。根據(jù)目前正在考慮之中的晶圓地點(diǎn)或者位置的反射或者散射特性而定，如果第一束細(xì)線光入射到具有鏡面型裝飾的晶圓位置，第一束細(xì)線光將會(huì)沿著光反應(yīng)角所限定的光學(xué)路徑被全反射，并且圖像采集設(shè)備56可以將全反射的第一束細(xì)線光作為第一反應(yīng)采集。如果第一束細(xì)線光入射到具有非鏡面型裝飾的晶圓位置，第一束細(xì)線光將不會(huì)沿著光反應(yīng)角被全反射(例如，它將會(huì)被散射)并且圖像采集設(shè)備56只能將四散單設(shè)的第一束細(xì)線光的一部分(也許可以忽略不計(jì))作為第一反應(yīng)采集。在一些實(shí)施方式中，至少一個(gè)鏡子54可用于引導(dǎo)射向晶圓表面的第一束細(xì)線光， 例如，倘若第一細(xì)線光源空間定位或者安置成以一個(gè)不是第一入射角的角度發(fā)射第一束細(xì)線光(例如，倘若第一細(xì)線光源被安置成沿著垂直光軸發(fā)射第一束細(xì)線光，如圖27c所示)。除了上述的，與射向晶圓表面的第一束細(xì)線光的的提供同步，至少有一第二束細(xì)線光(例如，由第二細(xì)線光源52b提供的)可以沿著相對(duì)于垂直軸的第二入射角引向晶圓表面，其中第一入射角的大小與光反應(yīng)角明顯不同。取決于目前正在考慮之中的晶圓位置的反射或者散射特性，如果第二束細(xì)線光入射到具有鏡面型裝飾的晶圓位置，第二束細(xì)線光將會(huì)沿著非光反應(yīng)角被全反射，并且圖像采集設(shè)備56將會(huì)將可以忽略不計(jì)的或者基本上沒(méi)有的全反射的第二束細(xì)線光作為第二反應(yīng)采集。如果第二束細(xì)線光入射到具有非鏡面型裝飾的晶圓位置，第二束細(xì)線光將會(huì)被散射或者四射反射，并且圖像采集設(shè)備56可以將沿著光反應(yīng)角所限定的光學(xué)路徑被散射或者四射反射的一部分第二束細(xì)線光作為第二反應(yīng)采集在一個(gè)典型的執(zhí)行中，光反應(yīng)角可以大約等于45°，且第一入射角也可以因此約等于45°。在這種執(zhí)行中，光反應(yīng)角和第一入射角之間的第一方向夾角θ 1可以等于或者約等于90°。另外，第二入射角可以關(guān)于垂直軸成大約0°，也即，第二束細(xì)線光可以沿著垂直軸引向晶圓12的平面。在這種執(zhí)行中，光反應(yīng)角和第二入射角之間的第二方向夾角 θ 2可以等于或者約等于45°。當(dāng)?shù)诙?xì)線光入射到具有鏡面型裝飾的晶圓位置時(shí)，第二束細(xì)線光就會(huì)沿著垂直軸被完全反射回來(lái)。當(dāng)?shù)诙?xì)線光入射到非鏡面型的表面的晶圓位置上時(shí)，圖像采集設(shè)備56可以采集沿著45°角散射或者四射反射的第二束細(xì)線光的一部分。如上所示，光被引向的晶圓表面12的一個(gè)特定位置，部分，或者區(qū)域的特定位置， 的表面特性或者屬性，和/或布局特征(或者半導(dǎo)體元件)，將會(huì)影響或者決定這種光被從該考慮之中的晶圓12的位置，部分或者區(qū)域全反射或者散射的相對(duì)可能性。通常，一個(gè)特定的晶圓12 (或者半導(dǎo)體元件)的特定位置，區(qū)域或者布局特征將會(huì)因?yàn)闄z測(cè)到全反射二得到更好的，或者更加適當(dāng)?shù)臋z測(cè)，而當(dāng)其他的其他的位置，區(qū)域或者布局特征將會(huì)因?yàn)闄z測(cè)的散射或者四射反射而得到更好的，或者更加適當(dāng)?shù)臋z測(cè)。例如，晶圓表面上的焊球可以通過(guò)焊球所散射的細(xì)線光的采集而更加準(zhǔn)確地檢測(cè)。相反，晶圓12的反光或者高反光度平整或者光滑的部分，區(qū)域或者表面則可以通過(guò)晶圓表面全反射的細(xì)線光的采集而馮家準(zhǔn)確地檢測(cè)。根據(jù)本發(fā)明的目的，射向晶圓12的特定目標(biāo)位置和區(qū)域的不同角度細(xì)線光的同步檢測(cè)(例如，通過(guò)通過(guò)第一束細(xì)線光和光反應(yīng)角之間的90°方向夾角θ 1以及第二束細(xì)線光和光反應(yīng)角之間45°的方向夾角θ 2)導(dǎo)致了與目標(biāo)位置相關(guān)聯(lián)的全反射反應(yīng)和散射反應(yīng)的同步采集。全反射反應(yīng)和散射反應(yīng)可以由圖像采集設(shè)備56作為一個(gè)包括有全反射反應(yīng)和散射反應(yīng)的的疊加的單一的反應(yīng)進(jìn)行采集。為了簡(jiǎn)潔和清楚起見，下面的工序950的是與上面規(guī)定的第一和第二入射角和/ 或第一和第二方向夾角Θ1和θ 2相結(jié)合進(jìn)行描述的。盡管如此，可以理解的是細(xì)線光也可以其他的角度被引向晶圓。例如25°，30°，50°，60°，或者75°，也在本發(fā)明的范圍之內(nèi)，以至于全反射反應(yīng)和散射反應(yīng)可以作為一個(gè)疊加的反應(yīng)同時(shí)產(chǎn)生，并且圖像采集設(shè)備 56可以采集這個(gè)疊加反應(yīng)。在本發(fā)明的各種實(shí)施方式中，第一細(xì)線光源52a所提供或者發(fā)射的細(xì)線光被以相對(duì)于垂直軸成約等于45°引向晶圓12(或者晶圓12的平面)，并且下稱為45°細(xì)線光。第二細(xì)線光源52b所提供或者發(fā)射的細(xì)線光被以相對(duì)于垂直軸成約等于0°引向晶圓12(或者晶圓12的平面)，并且下稱為0°細(xì)線光。在第三工藝部分956中，第一細(xì)線光源和第二細(xì)線光源52a和52b各族發(fā)射的細(xì)線光被位于檢測(cè)位置的晶圓12，或者晶圓12的一部分反射(例如，由于全反射和/或散射)。在許多實(shí)施方式中，晶圓12散射或者反射的45°細(xì)線光和0°細(xì)線光可以相互疊加以提供或者生成一疊加細(xì)線光。疊加細(xì)線光可以包括或者體現(xiàn)45°細(xì)線光和0°細(xì)線光各自的一個(gè)或者多個(gè)屬性，特性，和/或相關(guān)益處或者優(yōu)點(diǎn)。因此，疊加細(xì)線光可有助于或者使得晶圓12的檢測(cè)可以以表明考慮之中的一個(gè)晶圓位置相當(dāng)于一個(gè)高反射率或者鏡面型表面還是一個(gè)非鏡面型表面的方式進(jìn)行。在第四工藝部分958中，晶圓12所反射的疊加的細(xì)線光穿過(guò)3D輪廓物鏡58，其具有一個(gè)無(wú)限的校正誤差，因此，穿過(guò)3D輪廓物鏡58疊加細(xì)線光的傳播校正了疊加細(xì)線光。在第五工藝部分960中，校正的疊加細(xì)線光穿過(guò)管透鏡60。如前所述，管透鏡60 有助于或者實(shí)現(xiàn)了將疊加細(xì)線光聚集在3D輪廓相機(jī)56的圖像采集平面上。在第六工藝部分962中，疊加細(xì)線光進(jìn)入3D輪廓相機(jī)56。在一些實(shí)施方式中，3D 輪廓相機(jī)56是一個(gè)單色相機(jī)。在其他的實(shí)施方式中，3D輪廓相機(jī)56是一個(gè)尅一接收，采集，辨別，鑒別，和/或分離不同波長(zhǎng)的細(xì)線光的彩色相機(jī)。第七工藝部分64包括第一 3D輪廓圖像的采集。對(duì)于本發(fā)明來(lái)說(shuō)，3D輪廓圖像可以是指一個(gè)包括，提供或者傳送與一表面或者結(jié)構(gòu)(例如，表面或者結(jié)構(gòu)的布局)的三維特性相關(guān)聯(lián)的信息或信號(hào)的圖像。另外，3D輪廓圖像可以是指3D輪廓相機(jī)56所采集的一個(gè)反應(yīng)，或者光學(xué)反應(yīng)。在第八工藝部分966中，第一 t3D輪廓圖像被轉(zhuǎn)換成為圖像信號(hào)并被傳送至CPU 中。在第九工藝部分968中，第一 3D輪廓圖像，或者其圖像信號(hào)，被CPU處理以進(jìn)行晶圓12 上的缺陷的3D高度檢測(cè)，共面檢測(cè)，以及檢測(cè)或者分類其中之一。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，工藝部分952至968可以重復(fù)任意此以采集相應(yīng)數(shù)量的3D圖像，以及將3D圖像傳送給CPU。工藝部分952至968可以在沿著所選取的晶圓掃描運(yùn)動(dòng)路徑或者整個(gè)晶圓掃描運(yùn)動(dòng)路徑或者對(duì)于整個(gè)晶圓12執(zhí)行。根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)施方式的工序950使得可以使用同時(shí)引向晶圓12的45°和 0°細(xì)線光進(jìn)行晶圓12(和/或其他的半導(dǎo)體元件)的檢測(cè)。45°和0°細(xì)線光可以由于沿著光反應(yīng)角反射而疊加并以此被圖像采集設(shè)備56同步采集。因此，在各種實(shí)施方式中，工序900可以同時(shí)，或者本質(zhì)上同時(shí)檢測(cè)和或分析不同特性的晶圓布局特征或者特性。鑒于不同的細(xì)線光源所發(fā)射的細(xì)線光的相對(duì)強(qiáng)度方面的光學(xué)檢測(cè)在本發(fā)明的不同實(shí)施方式中，45°細(xì)線光和0°細(xì)線光的相對(duì)強(qiáng)度是可控的，例如根據(jù)需要選取和/或改變，例如取決于晶圓12的特性，屬性，和/或布局特征。更加具體地說(shuō)，45°細(xì)線光和0°細(xì)線光的相對(duì)強(qiáng)度取決于所采集的或者所檢測(cè)的全反射細(xì)線光束相對(duì)于所采集的或者所檢測(cè)的散射或者四散反射細(xì)線光束強(qiáng)度的強(qiáng)度而單獨(dú)控制。通常，對(duì)于具有大致相等的強(qiáng)度的第一和第二束細(xì)線光來(lái)說(shuō)，全反射的第一束細(xì)線光比散射的第二束細(xì)線光顯示出較高的或者高的多的強(qiáng)度。因此全發(fā)射的第一束細(xì)線光可以導(dǎo)致比散射的第二束細(xì)線光具有更大的一個(gè)所采集或者檢測(cè)的反應(yīng)信號(hào)。在特定的實(shí)施方式中，為了適當(dāng)?shù)仄胶饣蛘哒{(diào)整所采集的全反射細(xì)線光的反應(yīng)信號(hào)強(qiáng)度相對(duì)于散射細(xì)線光的反應(yīng)信號(hào)的強(qiáng)度，可以減少第一細(xì)線光源52a所發(fā)射的細(xì)線光 (例如，45°細(xì)線光)的強(qiáng)度相對(duì)于第二細(xì)線光源52b所發(fā)射的細(xì)線光(例如，0°細(xì)線光) 的強(qiáng)度。例如，第二細(xì)線光源52b所發(fā)射的細(xì)線光的(例如，0°細(xì)線光)20%或者30%強(qiáng)度可以使用第一細(xì)線光源52a所發(fā)射的細(xì)線光(例如，45°細(xì)線光)70%或者80%的強(qiáng)度。第一細(xì)線光源和第二細(xì)線光源52a，52b所提供的細(xì)線光的相對(duì)強(qiáng)度是可控的，例如由CPU控制。在特定的實(shí)施方式中，第一細(xì)線光源和第二細(xì)線光源52a，52b所提供的細(xì)線光的相對(duì)強(qiáng)度是可控的以相應(yīng)地控制，例如選擇，和/或改變圖像采集設(shè)備56所采集的反應(yīng)的最大值和最小值。雖然本發(fā)明中提供了相對(duì)的細(xì)線光的強(qiáng)度的例子，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的是也可以根據(jù)需要選擇，應(yīng)用或者使用其他的與第一和第二細(xì)線光源52a和52b相關(guān)聯(lián)的相對(duì)細(xì)線光強(qiáng)度值，例如取決于特定的屬性，特性，和/或布局特征或者晶圓12。使用不同波長(zhǎng)的細(xì)線光的方位，以及效果在數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，特定的系統(tǒng)10中不同的細(xì)線光源52所提供的發(fā)射的細(xì)線光是相同的，或者大體上相同的。盡管如此，在其他的實(shí)施方式中，系統(tǒng)10中不同的細(xì)線光源 52所提供的發(fā)射的細(xì)線光是不同的，或者大不相同的。聯(lián)系27c中的系統(tǒng)10的特定的實(shí)施方式中，第一細(xì)線光源52a所發(fā)射的細(xì)線光 (例如，第一束細(xì)線光)的波長(zhǎng)與第二細(xì)線光源52b所發(fā)射的細(xì)線光(例如，第二束細(xì)線光) 的波長(zhǎng)是不同的。換句話說(shuō)，在特定的實(shí)施方式中，45°細(xì)線光的波長(zhǎng)不同于0°細(xì)線光的波長(zhǎng)。不同波長(zhǎng)的細(xì)線光可以在被晶圓12反射或者散射后疊加并被圖像采集設(shè)備56同步采集。在許多實(shí)施方式中，其中的細(xì)線光源52所發(fā)射的新細(xì)線光的波長(zhǎng)是不同的，圖像采集設(shè)備56是一個(gè)彩色相機(jī)。一個(gè)彩色相機(jī)可有助于或者可以接收，采集，辨別，分離，和 /或鑒別不同波長(zhǎng)的細(xì)線光。當(dāng)細(xì)線光源52所發(fā)射的細(xì)線光的波長(zhǎng)相同時(shí)，它們?cè)诏B加后就可能不能輕易地區(qū)分，單獨(dú)識(shí)別，或者分離。所以，在一些不同細(xì)線光源所反射的細(xì)線光具有相同的波長(zhǎng)的情況中，不同細(xì)線光束之間可能會(huì)干擾，干涉，或者相互作用。因此，圖像采集設(shè)備56所采集的反應(yīng)將會(huì)受到不利的影響。盡管如此，當(dāng)不同細(xì)線光源52 (例如，第一和第二細(xì)線光源52a和52b)所反射的細(xì)線光具有不同的波長(zhǎng)，可以減輕或者消除干擾，并且一個(gè)細(xì)線光源(例如，第一細(xì)線光源 52a)所發(fā)射的細(xì)線光可以輕易地于不同的細(xì)線光源(例如，第二細(xì)線光源52b)所提供的細(xì)線光進(jìn)行區(qū)分，單獨(dú)辨別，或者分離。在大多數(shù)實(shí)施方式中，不同細(xì)線光源所發(fā)射的細(xì)線光的差異至少約為30nm以減少或者消除干擾并因此可以增強(qiáng)所述不同細(xì)線光束的區(qū)分，鑒別，和/或分離的準(zhǔn)確性。在一特定的實(shí)施方式中，第一細(xì)線光源52a的45°細(xì)線光的波長(zhǎng)介于大約200nm 至 750nm 之間，例如，300nm, 350nm, 400nm, 450nm, 500nm, 550nm,或者 600nm，并且 0 ° 細(xì)線光的波長(zhǎng)至少約為30nm，例如大約50nm，75nm，IOOnm, 150nm，或者200nm，不同于45°細(xì)線光的波長(zhǎng)。在其他的實(shí)施方式中，第一細(xì)線光源52a可以輸出具有與紅色相關(guān)聯(lián)的中心波長(zhǎng)的光，而第二細(xì)線光源52b可以輸出與藍(lán)色或者綠色相關(guān)聯(lián)的中心波長(zhǎng)的光?？蛇x地，第一細(xì)線光源52a可以輸出具有與藍(lán)色或者綠色相關(guān)聯(lián)的中心波長(zhǎng)的光，而第二細(xì)線光源52b 可以輸出與藍(lán)色或者綠色相關(guān)聯(lián)的中心波長(zhǎng)的光，分別地。在實(shí)施方式中，其中的圖像采集設(shè)備56所采集的不同的細(xì)線光束可以被鑒別，和 /或單獨(dú)處理，通過(guò)，或者結(jié)合每束細(xì)線光可以獲得，使用，和/或單獨(dú)存儲(chǔ)每束細(xì)線光所提供的信息。
例如，當(dāng)45°細(xì)線光的波長(zhǎng)與0°細(xì)線光的波長(zhǎng)不同時(shí)，圖像采集設(shè)備所采集的反應(yīng)(例如，疊加的45°細(xì)線光的波長(zhǎng)與0°細(xì)線光的采集)可以進(jìn)行處理以分別提取與特別或者獨(dú)特的45°細(xì)線光和0°細(xì)線光有關(guān)的信息。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，工藝部分952至968，及其重復(fù)的中間和/或最終結(jié)果，(例如，3D圖像處理所得的結(jié)果)保存在CPU的數(shù)據(jù)庫(kù)中。在其他的實(shí)施方式中，工藝部分952至968，及其重復(fù)的結(jié)果(例如，3D圖像處理所得的結(jié)果)根據(jù)需要保存在可供選擇的數(shù)據(jù)庫(kù)或者存儲(chǔ)空間中。圖28a和圖28b說(shuō)明了晶圓12的不同方向發(fā)射的細(xì)線光可以導(dǎo)致所反射的細(xì)線光具有不同，或者不相等的強(qiáng)度的典型的方式。圖28b示出了沿著晶圓12的細(xì)線光被晶圓 12反射的位置，例如，位置Pl到P9，其中的位置P2到P8與晶圓12上的一個(gè)3D特征相關(guān)。 在一些實(shí)施方式中，P2到P8的3D特征包括或者具有一個(gè)缺陷或者一個(gè)光學(xué)噪聲源。當(dāng)被晶圓12反射時(shí)，所反射的細(xì)線光(或者反射的細(xì)線光束)沿著多個(gè)光學(xué)傳播路徑遠(yuǎn)離晶圓12傳播。圖29描述了與分別沿著第一和第二光學(xué)傳播路徑傳播的光相關(guān)聯(lián)的第一和第二反應(yīng)，由3D輪廓相機(jī)在位置Pl到P9生成。各個(gè)反應(yīng)(或者光學(xué)反應(yīng))于一個(gè)特定的細(xì)線光強(qiáng)度，分布，模式，和/或數(shù)量相關(guān)聯(lián)，與晶圓12在各個(gè)Pl到P9處的該表面的輪廓，或者 3D特性或者布局相應(yīng)地關(guān)聯(lián)。如前所述，晶圓12反射的細(xì)線光取決于晶圓12的3D特性或者布局，例如，晶圓12 上所包括的結(jié)構(gòu)，特征，缺陷，和/或光學(xué)噪聲或者散射源的出現(xiàn)和/或特性。因此，在許多實(shí)施方式中，沿著一個(gè)晶圓12的表面的一個(gè)給定位置(例如，位置Pl 到P9的第一反應(yīng)和第二反應(yīng)的相對(duì)的輪廓取決于沿著晶圓12表面的所述給定位置的3D 特性或者布局。如圖29所示，第一晶圓位置P1，沿著各個(gè)第一和第二光學(xué)傳播路徑反射的細(xì)線光并沒(méi)有受到晶圓12的表面的3D特性或者布局的影響。這是由于晶圓12在位置1處沒(méi)有 3D特征。因此，第一和第二方向上反射的細(xì)線光的各自的強(qiáng)度，以及因此各自沿著第一和第二光學(xué)傳播路徑的傳播，是相似或者本質(zhì)上相同的。因此，位置1處晶圓12的表面的細(xì)線光的反射導(dǎo)致了相似和第一和第二反應(yīng)。盡管如此。沿著晶圓12表面的各個(gè)位置P2到P8，晶圓12的表面所反射的細(xì)線光受到存在的一個(gè)3D特征的影響。例如，在沿著晶圓12的表面的位置P2，3D特性或者3D特征的布局致使第一方向上細(xì)線光的反射，以及因此的沿著第一光學(xué)路徑的細(xì)線光的傳播都沒(méi)有受到影響，但是卻阻止了細(xì)線光沿著第二光學(xué)傳播路徑傳播(例如，3D特性阻礙了第二光學(xué)路徑)。這導(dǎo)致了第一反應(yīng)，或則第一光學(xué)反應(yīng)，與第二反應(yīng)，或者第二光學(xué)反應(yīng)相比具有更大的強(qiáng)度.如圖29所示，在位置P2，第二反應(yīng)處于最小或者0強(qiáng)度的水平，將類似的考慮因素應(yīng)用于位置 P3，其上出現(xiàn)的3D特征的側(cè)距離或者跨度(例如，寬度)比位置P2處要大。在位置P4，細(xì)線光沿著各個(gè)第一和第二光學(xué)傳播路徑反射，但是所述反射被滅有受到位置P4處的3D特征的影響。更加具體地說(shuō)，缺陷引起了細(xì)線光在第一方向上比第二方向更加顯著的反射，因此，第一反應(yīng)，或者第一光學(xué)反應(yīng)，具有比第二反應(yīng)更大的強(qiáng)度。在各種實(shí)施方式中，第一和第二反應(yīng)的比較和分析有助于晶圓12上，或者攜帶的缺陷的鑒別
42和分類。在位置P5，沿著第一方向上反射并此后沿著第一光學(xué)傳播路徑的細(xì)線光與第二方向上反射，此后沿著第二光學(xué)傳播路徑的細(xì)線光相比不那么強(qiáng)烈。這導(dǎo)致了第一反應(yīng)具有與第二反應(yīng)相比較低的強(qiáng)度。這種在給定位置(例如，在P5)的第一和第二反應(yīng)的相對(duì)強(qiáng)度的比較和分析有助于出現(xiàn)在晶圓12的表面上，或者攜帶的缺陷的鑒別和/或分類。在位置P6，其大致上對(duì)應(yīng)于3D特征的頂點(diǎn)，在各個(gè)第一和第二方向上反射的細(xì)線光大致上是相等的，并且此后沿著第一和第二光學(xué)傳播路徑。因此，第一和第二反應(yīng)是大致上相等或者相同的。在位置7和8，3D特征的3D特性或者布局導(dǎo)致了第二方向上的細(xì)線光的反射，并此后沿著第二光學(xué)傳播路徑，但是阻止了第一方向上反射并此后沿著第一光學(xué)傳播路徑的的細(xì)線光的反射。結(jié)果是，在位置P7和P8，出現(xiàn)了第二反應(yīng)或者第二光學(xué)反應(yīng)，而第一反應(yīng)或者第一光學(xué)反應(yīng)最小或者0強(qiáng)度。最后，在位置P9，以與位置Pl相關(guān)的類似的方式，在各自的第一和第二方向上反射，并此后沿著第一和第二光學(xué)傳播路徑的反射的細(xì)線光并沒(méi)有受到影響。因此，位置P9 處的第一和第二反應(yīng)是大致相同的(例如，具有相等的強(qiáng)度)。在數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，第二 3D晶圓掃描工藝750和/或第三3D晶圓掃描工藝950 有助于或者可以使用一單一的圖像采集設(shè)備，例如3D輪廓相機(jī)56可以采集與晶圓12的3D 特性(或者3D特征)相關(guān)的至少兩個(gè)反應(yīng)，以及此后的至少兩個(gè)視圖。另外，在數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，與晶圓12的3D特性(或者3D特征)相關(guān)的至少兩個(gè)反應(yīng)，以及以后的兩個(gè)視圖由3D輪廓相機(jī)56同時(shí)采集。在各種實(shí)施方式中，至少兩個(gè)反應(yīng)，或者至少兩個(gè)視圖可以結(jié)合，合成，或者一起使用以生成晶圓12的3D特性(或者3D特征)一個(gè)單一的表現(xiàn)，視圖或者圖像。在數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，兩個(gè)反應(yīng)的結(jié)合或者構(gòu)成可以生成一個(gè)增強(qiáng)的，例如更加準(zhǔn)確的，晶圓12的3D 特性(或者3D特征)圖像。至少兩個(gè)反應(yīng)的采集可以提高晶圓的3D描繪或者檢測(cè)的準(zhǔn)確性。例如，在各種實(shí)施方式中，至少兩個(gè)的反應(yīng)的采集可以提高鑒別出現(xiàn)在晶圓12的表面上的缺陷的準(zhǔn)確性。用已有的或者傳統(tǒng)的晶圓檢測(cè)方法，昂貴的，體積大的，和/或復(fù)雜的系統(tǒng)或者設(shè)備裝置包括有用于采集3D特征相關(guān)的多個(gè)反應(yīng)，或者視圖的采集的多個(gè)圖像采集設(shè)備的使用通常是需要的。用現(xiàn)有的晶圓檢測(cè)系統(tǒng)和方法也不可能通過(guò)圖像采集設(shè)備，及其曝光時(shí)間安排始終如一地同步圖像采集。通常，連續(xù)圖像采集之間輕微的不同步將會(huì)導(dǎo)致不想要的或者不適當(dāng)?shù)姆瓷涞牟杉?，因此?dǎo)致的不適當(dāng)?shù)幕蛘卟粶?zhǔn)確的圖像采集，另外，由于晶圓的3D輪廓通常不一致，所述為傳輸至圖像采集設(shè)備以及采集的晶圓的表面所反射的光也不一致和均勻。由于晶圓的表面的結(jié)構(gòu)性的或則幾何變化所致的光的分散通常會(huì)導(dǎo)致僅僅使用一個(gè)單一的視圖或者光學(xué)反應(yīng)的晶圓檢測(cè)的不準(zhǔn)確性。在本發(fā)明的許多實(shí)施方式中，系統(tǒng)10可以使得晶圓12所反射的多個(gè)方向上的光可以為3D輪廓相機(jī)56或者3D圖像采集設(shè)備56同步采集。例如，在各種實(shí)施方式中，系統(tǒng)10使得光至少可以在第一方向和第二方向上為晶圓12的表面所反射，第一和第二方向至少其中之一是偏離的和非平行的，以被3D輪廓相機(jī)56或者3D圖像采集設(shè)備56同步采集。這有助于沿著晶圓12的表面的多個(gè)光學(xué)反應(yīng)或者圖像(也稱為視圖)的采集或者生成。因此，提供本發(fā)明的許多實(shí)施方式以提高晶圓12的3D刻畫的準(zhǔn)確性，并因此加強(qiáng)晶圓 12的檢測(cè)，例如缺陷檢測(cè)的準(zhǔn)確性的提高。一單一的圖像采集設(shè)備，更加具體地說(shuō)是3D圖像采集設(shè)備56的使用也有助于或者實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的增強(qiáng)的成本和/或空間效能。而且，在各種實(shí)施方式中，單一的物鏡58和管透鏡60的使用有助于提高與晶圓12的檢測(cè)，或者圖像采集相關(guān)的緩和，速度以及校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性。以與上述的與2D晶圓掃描或者檢測(cè)工藝相關(guān)的相似的或者類似的方式，物鏡58 和管透鏡60之間的光的校正可以不需要在系統(tǒng)10中引入其他的光學(xué)元件，例如物鏡58和管透鏡60之間本質(zhì)上不需要重新配置或者重新安排系統(tǒng)10的現(xiàn)有的元件。在完成第一，第二，或者第三晶圓掃描工藝700，750,950完成之后，合并通過(guò)執(zhí)行工藝部分416和418獲得的晶圓12上的所檢測(cè)的缺陷，以及它們的分類。這種缺陷，和位置以及它們的分類的合并有助于工藝部分420中的復(fù)核掃描運(yùn)動(dòng)路徑的計(jì)算。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，復(fù)核掃描運(yùn)動(dòng)路徑的計(jì)算取決于沿著晶圓掃描路徑的晶圓12上的所檢測(cè)到的缺陷的位置。另外，沿著復(fù)核掃描運(yùn)動(dòng)路徑的缺陷圖像采集位置是在工藝部分420 中計(jì)算或者確定的。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，缺陷圖像采集位置與晶圓12上的在工藝部分416和418中檢測(cè)出缺陷的位置(例如晶圓12的DR0I)相對(duì)應(yīng)。在典型的方法400的一個(gè)工藝部分422中，執(zhí)行了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的一個(gè)典型的復(fù)核工藝800。復(fù)核工藝800可以復(fù)核工藝部分416和418中所檢測(cè)出的缺陷。 在本發(fā)明的大多數(shù)實(shí)施方式中，復(fù)核工藝800是通過(guò)第一模式800a，第二模式800b和第三模式800c至少其中之一發(fā)生的。典型的復(fù)核工藝800圖26示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的典型的復(fù)核工藝800的流程圖S。在本發(fā)明的大多數(shù)實(shí)施方式中，復(fù)核工藝800包括三種復(fù)核模式，稱為第一模式 800a，第二模式800b和第三模式800c。在步驟802中，選取一個(gè)復(fù)核模式(例如第一模式 800a，第二模式800b和第三模式800c)。復(fù)核工藝800的第一模式800a在復(fù)核工藝800的第一模式800a的步驟804中，合并和保存在2D圖像處理工序 600中所檢測(cè)到的所有缺陷的第一圖像和第二圖像。在步驟806中，將合并以及保存的晶圓12的缺陷的第一圖像和第二圖像上傳或者傳送給一外部存儲(chǔ)器或者服務(wù)器以離線復(fù)核。在步驟808中，用機(jī)械手將晶圓12從晶圓堆棧20中加載到晶圓臺(tái)16上。在步驟 810中，為第二晶圓重復(fù)步驟804至808。步驟804至808按照順序地重復(fù)任意次，取決于晶圓堆棧20中的晶圓的數(shù)量。步驟804至808的重復(fù)導(dǎo)致了晶圓堆棧20中的每個(gè)晶圓所獲得的第一圖像和第二圖像的合并和保存，以及第一圖像和第二圖像向外部存儲(chǔ)器或者服務(wù)器的上傳以離線復(fù)核。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的是第一模式800a使得步驟804至810可以自動(dòng)執(zhí)行而不需要用戶介入以及不會(huì)影響生成。這種方法可以使得用于在執(zhí)行保存圖像的離線復(fù)核時(shí)可以進(jìn)行連續(xù)的生成。這種方法加強(qiáng)了系統(tǒng)10的利用以及生產(chǎn)率。復(fù)核工藝800的第二模式800b
在復(fù)核工藝800的第二模式800b的步驟820中，在步驟420中所計(jì)算出的各個(gè)缺陷圖像采集位置采集若干復(fù)核圖像。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，用圖14所示的圖像采集設(shè)備62在步驟420中所計(jì)算出的各個(gè)缺陷圖像采集位置采集一個(gè)明場(chǎng)圖像和一個(gè)暗場(chǎng)圖像。這就是說(shuō)，采集通過(guò)步驟416中2D圖像處理工藝采集的600所檢測(cè)到的缺陷的一使用明場(chǎng)光源64的復(fù)核明場(chǎng)圖像和一使用暗場(chǎng)光源66的復(fù)核暗場(chǎng)圖像。若干復(fù)核圖像中的各個(gè)圖像由復(fù)核圖像采集設(shè)備62采集。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，若干復(fù)核圖像中的各個(gè)圖像是彩色圖像。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的是，在本發(fā)明的描述中提供的用于采集明場(chǎng)復(fù)核圖像和暗場(chǎng)復(fù)核圖像所使用的明場(chǎng)光和暗場(chǎng)光的強(qiáng)度可以根據(jù)需要確定或者變化。例如，用于采集若干復(fù)核圖像的光的強(qiáng)度可以根據(jù)系統(tǒng)10的用戶希望復(fù)核的晶圓缺陷的類型或者根據(jù)晶圓12的材料進(jìn)行選擇。也可能使用用戶設(shè)定的各種結(jié)合以及各種強(qiáng)度水平明場(chǎng)和暗場(chǎng)光以采集復(fù)核圖像。在步驟822中，合并和保存在步驟420中極端出的各個(gè)缺陷圖像采集位置所采集若干復(fù)核圖像。合并和保存的在各個(gè)缺陷采集位置采集的復(fù)核圖像在步驟824中被隨后上傳至外部存儲(chǔ)器或者服務(wù)器中。在步驟826中，卸下晶圓12(例如，晶圓臺(tái)16上目前的晶圓12)并用機(jī)械晶圓裝卸器18將以第二晶圓從晶圓堆棧20裝載在晶圓臺(tái)16上。在步驟828中，為第二晶圓重復(fù)步驟402至422。將合并和保存的第二晶圓12上的所檢測(cè)到的缺陷的第一圖像和第二圖像上傳是外部存儲(chǔ)器或者服務(wù)器中。在復(fù)核工藝800的第二模式800b中，步驟820至828可以重復(fù)任意次，取決于晶圓堆棧20中的晶圓的數(shù)量。步驟820至828重復(fù)導(dǎo)致了晶圓堆棧20中的每個(gè)晶圓所獲得的第一圖像和第二圖像的合并和保存，以及第一圖像和第二圖像向外部存儲(chǔ)器或者服務(wù)器的上傳以離線復(fù)核。這種方法可以使得用戶在執(zhí)行所保存的圖像的離線檢測(cè)時(shí)進(jìn)行連續(xù)的生產(chǎn)。這種方法允許在各種混合光下采集各個(gè)缺陷的多個(gè)圖像的采集以在不影響設(shè)備負(fù)荷的條件下進(jìn)行離線復(fù)核以及提高生產(chǎn)率。復(fù)核工藝800的第三模式800c在本發(fā)明的大多數(shù)數(shù)實(shí)施方式中，復(fù)核工藝800的第三模式800c通過(guò)人工輸入進(jìn)行初始化，更加具體地說(shuō)是用戶的一個(gè)輸入或者命令。在步驟840中，用戶采集第一缺陷圖像采集位置的第一復(fù)核明場(chǎng)圖像和第一復(fù)核暗場(chǎng)圖像。在步驟842中，用戶手工檢測(cè)或者復(fù)核所采集的第一復(fù)核明場(chǎng)圖像和第一復(fù)核暗場(chǎng)圖像。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，第一復(fù)核明場(chǎng)圖像和第一暗場(chǎng)復(fù)核圖像顯示在一屏幕或者顯示器上以有助于用戶的形象化檢測(cè)。用戶可以觀察使用明場(chǎng)和暗場(chǎng)光源的不同的組合光下的缺陷。在步驟844中，用戶或者接受或者拒絕或者重新分類與第一圖像采集位置相關(guān)聯(lián)的缺陷。隨后為步驟420中算出的每個(gè)缺陷圖像采集位置按照順序重復(fù)步驟840至844。在為每個(gè)缺陷圖像采集位置按照順序重復(fù)步驟840至844之后，在步驟846中合并和保存明顯的缺陷和它們的分類。隨后在步驟848中將合并和保存的明顯的缺陷和它們的分類上傳或者傳送至外部存儲(chǔ)器或者服務(wù)器中。復(fù)核工藝800的第三模式800c中，在步驟846完成之后卸載晶圓12(例如，晶圓臺(tái)16上目前的晶圓12)。因此，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的是復(fù)核工藝的第三模式800c需要用戶不斷地出現(xiàn)以形象化每個(gè)晶圓的檢測(cè)和復(fù)核。在復(fù)核工藝800步驟848中，卸載晶圓12(例如，晶圓臺(tái)16上目前的晶圓12)并隨后用機(jī)械晶片裝卸器將第二晶圓從晶圓堆棧20裝載在晶圓臺(tái)16上。步驟840至848可以根據(jù)待檢測(cè)的晶圓的數(shù)量(晶圓堆棧20中的晶圓的數(shù)量)重復(fù)任意次。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的是用上述的本發(fā)明所提供的復(fù)核工藝的第一模式800a和第二模式800b可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)相對(duì)不加選擇的合并，存儲(chǔ)和上傳所采集的圖像至外部存儲(chǔ)器或者服務(wù)器。第一模式800a和第二模式800b代表了自動(dòng)化的復(fù)核工藝。用戶可以根據(jù)需要以及在需要時(shí)進(jìn)入存儲(chǔ)器或者服務(wù)器以離線復(fù)核采集的圖像。第一模式 800a和第二模式800b使得可以進(jìn)行晶圓堆棧20中各個(gè)晶圓的連續(xù)的復(fù)核，或者連續(xù)的圖像采集，合并，上傳以及存儲(chǔ)。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的是雖然本發(fā)明僅僅描述了三個(gè)復(fù)核模式，即第一模式800a，第二模式800b以及第三模式。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以利用可供選擇的復(fù)核工藝或者三個(gè)復(fù)核模式800a，800b和800c中各個(gè)的步驟的不同的排或者合并列變化。 另外，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的是三個(gè)復(fù)核模式800a，800b和800c可以在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下用本技術(shù)領(lǐng)域中已知的方法根據(jù)需要進(jìn)行修飾和變換。執(zhí)行復(fù)核工藝800后，在步驟426中將核實(shí)的缺陷，及其位置和分類進(jìn)行合并和保存。合并核實(shí)的缺陷，及其位置和分類并或者保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中或者保存在一個(gè)外部數(shù)據(jù)庫(kù)或者存儲(chǔ)空間中。晶圓圖也在步驟426中進(jìn)行了更新。如前所述，各個(gè)所采集的明場(chǎng)圖像，DHA圖像和DLA圖像與一相關(guān)聯(lián)的黃金參照或者參照?qǐng)D像進(jìn)行比較以鑒別和檢測(cè)晶圓12上的缺陷。本發(fā)明所提供的典型參照?qǐng)D像創(chuàng)建工藝900 (如圖18所示)有助于這種參照?qǐng)D像的創(chuàng)建和派生。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的是典型參照?qǐng)D像創(chuàng)建工藝900也可以稱為一個(gè)培訓(xùn)工藝。如前所述，在2D晶圓掃描工藝500中采集的2D明場(chǎng)圖像，2DDHA圖像，2DDLA圖像優(yōu)選用于與參照?qǐng)D像創(chuàng)建工藝900所創(chuàng)建的參照?qǐng)D像相匹配。一個(gè)典型的比較工藝也已經(jīng)結(jié)合2D圖像處理工藝600進(jìn)行了描述。盡管如此，為了增加清晰性，下面提供了工作圖像和參照?qǐng)D像之間的匹配的概要。首先，在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中紅，所選取的工作圖像的亞像素配準(zhǔn)用已知的參照包括，但不限于，樣本，痕跡， 表面隆起，襯墊以及其他的獨(dú)特的模型執(zhí)行。第二，計(jì)算晶圓12在采集工作圖像的圖像采集位置的對(duì)照強(qiáng)度。隨后選取與工作圖像相匹配的合適的參照?qǐng)D像。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，合適的參照?qǐng)D像是從參照?qǐng)D像創(chuàng)建工藝900所創(chuàng)建的多個(gè)參照?qǐng)D像中選取的。可以對(duì)CPU進(jìn)行編程以使得可以選擇和抽取合適的參照?qǐng)D像以與工作圖像相匹配。在本發(fā)明的大多數(shù)實(shí)施方式中，參照?qǐng)D像的每個(gè)像素的標(biāo)準(zhǔn)平均數(shù)或者幾何平均值，標(biāo)準(zhǔn)偏差，最大強(qiáng)度和最小強(qiáng)度的計(jì)算，存儲(chǔ)提高了將會(huì)與工作圖像相比較的參照?qǐng)D像的抽取的速度和準(zhǔn)確性。之后計(jì)算工作圖像的每個(gè)像素的相應(yīng)的定量數(shù)據(jù)。定量數(shù)據(jù)例如是工作圖像的每個(gè)像素的標(biāo)準(zhǔn)平均數(shù)，或者幾何平均數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)偏差。隨后工作圖像的每個(gè)像素定量數(shù)據(jù)值與所選取的參考圖像的相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)值進(jìn)行對(duì)照或者核對(duì)。
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工作圖像的像素和參考圖像的像素之間的定量數(shù)據(jù)值之間的比較可以鑒別或者檢測(cè)缺陷。在本發(fā)明的大多數(shù)實(shí)施方式中，用戶可以設(shè)定預(yù)定的閾值。工作圖像的像素和參考圖像的像素之間的定量數(shù)據(jù)值之間的差異與倍增的，添加的，以及連續(xù)的值之一一起與預(yù)定的閾值相匹配.如果工作圖像的像素和參考圖像的像素之間的定量數(shù)據(jù)值之間的差異大于預(yù)定的閾值，標(biāo)示一個(gè)缺陷(或者多個(gè)缺陷)。預(yù)定的閾值可以根據(jù)需要變化。在本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施方式中，預(yù)定的閾值可以改變以調(diào)整工藝400嚴(yán)密性。另外，預(yù)定的閾值根據(jù)需要的變化取決于檢測(cè)到的缺陷的類型， 提交檢測(cè)的晶圓12的材料。而且，預(yù)定的閾值可以根據(jù)一個(gè)顧客的，或者一般地說(shuō)，半導(dǎo)體工業(yè)的，要求而改變。上面描述了根據(jù)本發(fā)明的用于晶圓檢測(cè)的系統(tǒng)10的工藝。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)上面的描述可以理解的是可以在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下對(duì)于系統(tǒng)10和工藝 400進(jìn)行修飾。例如，工藝400的工藝部分的順序，以及工藝500，600，700，750，800，900，和 950的順序可以在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下進(jìn)行修飾。本發(fā)明的各種實(shí)施方式中的系統(tǒng)10的工藝400的目的是進(jìn)行準(zhǔn)確的和有成本效益的晶圓的檢測(cè)。對(duì)于運(yùn)動(dòng)中的晶圓的系統(tǒng)10工藝和400的自動(dòng)化晶圓檢測(cè)增強(qiáng)了晶圓檢測(cè)的效率。這是因時(shí)間并沒(méi)有浪費(fèi)在數(shù)個(gè)已有的晶圓檢測(cè)系統(tǒng)的的為采集圖像的檢測(cè)位置的單獨(dú)的晶圓減速和停止，以及為了在圖像采集之后將晶圓從檢測(cè)位置的順序加速和傳送上。已知的多個(gè)圖像采集之間的補(bǔ)償有助于所采集圖像的處理以因此檢測(cè)可能出現(xiàn)的缺陷。同一晶圓的相對(duì)于特定組圖像的補(bǔ)償使得如見可以準(zhǔn)確地確定晶圓20上的缺陷的坐標(biāo)以及，隨后地，整個(gè)框架中的晶圓的位置。該補(bǔ)償優(yōu)選由X和Y偏置馬達(dá)的解碼值的讀取確定并用于計(jì)算缺陷的坐標(biāo)。另外，在每個(gè)檢測(cè)位置的兩個(gè)圖像的使用幾何了用于兩個(gè)不同成像技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)以有助于更加準(zhǔn)確的晶圓檢測(cè)。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員也可以理解的是圖像采集的時(shí)間同步可以根據(jù)需要變化。 更加具體地說(shuō)，時(shí)間同步可以為了增強(qiáng)可編程控制器的所采集圖像之間的圖像補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償能力進(jìn)行調(diào)整。本發(fā)明的系統(tǒng)10和工藝400有助于光的提供和用于圖像采集的相關(guān)聯(lián)的圖像采集設(shè)備的曝光以將檢測(cè)能力的下降減到最小。系統(tǒng)10中所有的光可以是全可見光譜的光以進(jìn)行增強(qiáng)質(zhì)量的圖像的采集。用于系統(tǒng)10的圖像采集所提供的光的強(qiáng)度及其結(jié)合易于根據(jù)需要進(jìn)行選擇和變化決定因素包括，但不限于，檢測(cè)到的缺陷的類型，晶圓的材料以及晶圓檢測(cè)的嚴(yán)密性。本發(fā)明所述提供的系統(tǒng)10和工藝400也可以進(jìn)行運(yùn)動(dòng)中的晶圓上的3D元素的高度的測(cè)量，以及3D輪廓圖像的分析。本發(fā)明的系統(tǒng)10具有一個(gè)光學(xué)裝置(例如光學(xué)檢測(cè)頭14)，其不需要頻繁的控制重置以滿足晶圓結(jié)構(gòu)或者特性的變化的需要。另外，系統(tǒng)10中的管透鏡的使用使得不需奧重置和設(shè)計(jì)系統(tǒng)10，更加具體地說(shuō)是光學(xué)檢測(cè)頭14。管透鏡的使用也使得系統(tǒng)10不需要引入更多的元件和配件，更加具體地說(shuō)是物鏡和管透鏡之間。本發(fā)明的系統(tǒng)10包括隔振器24 (共同地稱為穩(wěn)定機(jī)械結(jié)構(gòu))以緩沖系統(tǒng)10不需要的振動(dòng)。隔振器24有助于增強(qiáng)第一圖像采集設(shè)備32，第二圖像采集設(shè)備34，3D輪廓相機(jī)和復(fù)核圖像采集設(shè)備62圖像采集質(zhì)量，并因此提高缺陷檢測(cè)的準(zhǔn)確性。另外，系統(tǒng)10中的 XY桌使得可以進(jìn)行檢測(cè)位置相關(guān)的晶圓的準(zhǔn)確的位移和調(diào)整。
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如背景技術(shù)所述，現(xiàn)有的參照?qǐng)D像推導(dǎo)或者創(chuàng)建工藝需要人工選取“好”晶圓，導(dǎo)致了所得的參照?qǐng)D像的相對(duì)不準(zhǔn)確和不一致。因此，對(duì)于晶圓檢測(cè)的質(zhì)量產(chǎn)生不利的影響。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的系統(tǒng)10和工藝400實(shí)現(xiàn)了不需要手工選取(例如，主觀選取)“好”晶圓的參照?qǐng)D像創(chuàng)建的提高的檢測(cè)質(zhì)量。參照?qǐng)D像創(chuàng)建工藝900允許晶圓的不同位置上的不同的強(qiáng)度閾值的應(yīng)用，因此適應(yīng)了晶圓上的非線性光的變化。工藝400因此有助于缺陷減少缺陷的錯(cuò)誤或者多余的檢測(cè)并最終提高了晶圓檢測(cè)的質(zhì)量。本發(fā)明的實(shí)施方式有助于或者可以利用分析模式進(jìn)行自動(dòng)化的缺陷檢測(cè)，所述的分析模式就是將參照?qǐng)D像與采集的質(zhì)量未知的晶圓圖像進(jìn)行比較。本發(fā)明的也可以優(yōu)選通過(guò)對(duì)數(shù)字化圖像(例如工作圖像和參照?qǐng)D像)執(zhí)行數(shù)字分析進(jìn)行自動(dòng)化的缺陷檢測(cè)。本發(fā)明的實(shí)施方式有助于或者可以進(jìn)行自動(dòng)化的復(fù)核模式而不或影響生產(chǎn)和提高機(jī)械利用，而現(xiàn)有的設(shè)備僅僅提供了人工復(fù)核模式，其需要操作者通過(guò)在不同的光強(qiáng)度下觀察確定每個(gè)缺陷。在前面描述了本發(fā)明的各種實(shí)施方式所提供的半導(dǎo)體晶圓和元件檢測(cè)的方式，系統(tǒng)，裝置，方法，工藝和技術(shù)。這下系統(tǒng)，裝置，方法，工藝和技術(shù)解決了背景技術(shù)中所述的現(xiàn)有的半導(dǎo)體晶圓檢測(cè)系統(tǒng)和方法所面臨的至少一個(gè)問(wèn)題。盡管如此本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以的理解的是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式的特定形式或者結(jié)構(gòu)。很明顯本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在不偏離本發(fā)明的范圍和精神的情況下進(jìn)行多種變化和修飾。
權(quán)利要求
1.一種裝置，其特征在于，包括一組被配置成用于提供光的光源，所述的一組光源所提供的光被射向一個(gè)檢測(cè)位置， 所述的檢測(cè)位置相當(dāng)于檢測(cè)中的表面，所述表面至少在第一方向和第二方向上反射所述光；一第一反光鏡組被安置并配置成用于接收由所述表面在第一方向上所反射的光并將所接收的光沿著第一反射光傳播路徑射出；一第二反光鏡組被置和配置成用于接收由所述表面在第二方向上所反射的光并將所接收的光沿著第二反射光傳播路徑射出；以及一圖像采集設(shè)備+被配置成同步接收沿著第一和第二光傳播路徑傳播的光以分別提供一第一反應(yīng)和一第二反應(yīng)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的細(xì)線光源組包括一組提供細(xì)線光的細(xì)線光源。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述光源組被配置成提供以一單一入射角射向所述表面的光。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述光源組被配置成提供以多個(gè)入射角射向所述表面的光。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述的光源組包括第一光源被配置成提供一第一束光；以及第二光源被配置成提供第二束光，所述第一和第二束光以不同的入射角入射到所述表
6.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，由圖像采集設(shè)備對(duì)沿著第一和第二反射光傳播路徑的細(xì)線光所進(jìn)行的接收有助于反應(yīng)的采集，所述的反應(yīng)包括與所述表面的三維特性相關(guān)聯(lián)的信息。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述第一和第二方向至少一部分取決于所述表面的三維特性。
8.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述表面是一個(gè)半導(dǎo)體晶圓的表面，由所述半導(dǎo)體晶圓的所述表面在第一和第二方向上而進(jìn)行的細(xì)線光的反射取決于所述半導(dǎo)體晶圓的表面布局。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，由所述半導(dǎo)體晶圓的所述表面而進(jìn)行的光的反射和圖像采集設(shè)備對(duì)反射光的接收是在所述半導(dǎo)體晶圓處于運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)下發(fā)生的。
10.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括一處理單元與所述圖像采集設(shè)備相連接以接收來(lái)自圖像采集設(shè)備的第一和第二反應(yīng)，所述處理單元被配置成處理所述第一和第二反應(yīng)以確定與所述表面的三維特性相關(guān)聯(lián)的信息。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述處理單元被配置成處理所述第一和第二反應(yīng)來(lái)產(chǎn)生一合成反應(yīng)，以便有助于所述表面上的缺陷的檢測(cè)。
12.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，通過(guò)圖像采集設(shè)備對(duì)沿著所述第一和第二反射光傳播路徑傳播的光所進(jìn)行的同步接收至少有助于增強(qiáng)所述表面的圖像采集的明亮度，對(duì)比度，以及較高的準(zhǔn)確性中的一個(gè)。
13.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一反光鏡組包括若干反射面，所述的反射面被安置并配置成接收光并將所接收的光沿著第一光反射路徑射出，以及第二反光鏡組包括若干反射面，所述的反射面被安置并配置成接收光并將所接收的光沿著第二光反射路徑射出。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述第一和第二反光鏡組中至少一組包括一棱鏡。
15.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括一物鏡組件置于所述反光鏡組和所述圖像采集設(shè)備之間，所述物鏡組件被配置成接收和校正沿著第一和第二反射光傳播路徑傳播的光。
16.如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括一管透鏡設(shè)置在所述物鏡組件和所述圖像采集設(shè)備之間，所述管透鏡被配置成將校正的光聚集在所述圖像采集設(shè)備的一圖像采集平面上。
17.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括一穩(wěn)定的機(jī)械結(jié)構(gòu)被配置成用于減少所述圖像設(shè)備所接收的振動(dòng)。
18.一種用于檢測(cè)表面的方法，其特征在于，包括將光射向被檢測(cè)的表面相關(guān)聯(lián)的檢測(cè)位置；所述表面至少在第一方向和第二方向上反射光；分別沿著第一反射光傳播路徑和第二反射光傳播路徑將所述表面在第一方向和第二方向上反射的光射出；以及由圖像采集設(shè)備同步接收沿著第一和第二反射光傳播路徑的光以生成分別與所述第一和第二反射光傳播路徑相關(guān)聯(lián)的第一反應(yīng)和第二反應(yīng)。
19.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括提供一組用于提供光的光源。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述的一組光源是一組提供細(xì)線光的細(xì)線光源。
21.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括配置所述一組光源以提供以單一的入射角入射到所述平面的光。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括配置所述一組光源以提供以多個(gè)入射角入射到所述平面的光。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，所述的一組光源包括一第一光源用于提供第一束光；以及一第二光源用于提供第二束光，所述第一束和第二束光以不同的入射角入射到所述平
24.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，其中的通過(guò)所述圖像采集設(shè)備對(duì)沿著各自的第一和第二反射光傳播路徑的細(xì)線光所進(jìn)行的接收有助于反應(yīng)的采集，所述的反應(yīng)包括與所述表面的一三維特性相關(guān)聯(lián)的信息。
25.如權(quán)利要求M所述的方法，其特征在于，所述第一和第二方向上的光的反射至少一部分取決于所述表面的三維特性。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，所述表面是位于檢測(cè)位置的半導(dǎo)體晶圓的一個(gè)表面，并且其中的第一和第二方向上的光的反射取決于所述半導(dǎo)體晶圓的表面布局。
27.如權(quán)利要求沈所述的方法，其特征在于，由所述半導(dǎo)體晶圓表面而進(jìn)行的光的反射以及所述圖像采集設(shè)備對(duì)光的進(jìn)行的接收是在所述半導(dǎo)體晶圓處于運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)下發(fā)生的。
28.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括使用一處理單元處理所述第一和第二反應(yīng)以獲得置于與檢測(cè)位置的表面有關(guān)的三維信息。
29.如權(quán)利要求觀所述的方法，其特征在于，所述第一和第二反應(yīng)的處理有助于所述表面上的布局缺陷的檢測(cè)。
30.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，通過(guò)所述圖像采集設(shè)備對(duì)沿著第一和第二反射光傳播路徑傳播的光所進(jìn)行的同步接收有助于至少亮度提高，對(duì)比度增強(qiáng)，以及準(zhǔn)確度高的其中之一的圖像的生成。
31.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括在檢測(cè)位置和圖像采集設(shè)備之間設(shè)置第一反光鏡組，所述第一反光鏡組被安置并配置成接收所述表面反射的光并將所述表面反射的光沿著所述第一反射光傳播路徑傳播；以及在檢測(cè)位置和圖像采集設(shè)備之間設(shè)置第二反光鏡組，所述第二反光鏡組被安置并配置成接收所述表面反射的光并將所述表面反射的光沿著所述第二反射光傳播路徑傳播。
32.如權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，所述第一和第二反光鏡組中至少一組包括一棱鏡。
33.如權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括利用一物鏡組件來(lái)校正沿著第一和第二反射光傳播路徑傳播的各所述第一和第二束光。
34.如權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括利用一管透鏡將所述校正后的第一和第二束光聚集到圖像采集設(shè)備的圖像采集平面。
35.一種光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，包括一組光源被配置成向一與檢測(cè)位置相關(guān)聯(lián)的表面提供光，所述光包括以第一角入射到所述表面的第一束光和以與所述第一角不同的第二角入射到所述表面的第二束光；以及一圖像采集設(shè)備被配置成同步接收沿著所述采集設(shè)備的光軸由所述表面而反射的第一和第二束光。
36.如權(quán)利要求35所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述的一組光源包括一組用于提供細(xì)線光的一組細(xì)線光源。
37.如權(quán)利要求36所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述一組細(xì)線光源包括，一第一細(xì)線光源和第二細(xì)線光源被配置成分別提供第一和第二束細(xì)線光。
38.如權(quán)利要求37所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，第一和第二束細(xì)線光在由所述表面反射的時(shí)候相互疊加以生成一疊加細(xì)線光束，所述疊加細(xì)線光束由圖像采集設(shè)備接收以因此有助于相關(guān)聯(lián)的疊加反應(yīng)的生成。
39.如權(quán)利要求36所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述細(xì)線光源以所述圖像采集設(shè)備可以同步采集一全反射反應(yīng)和散射方式的范式相對(duì)于所述圖像采集設(shè)備設(shè)置。
40.如權(quán)利要求39所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述細(xì)線光源相對(duì)于所述圖像采集設(shè)備設(shè)置以至于第一束細(xì)線光以所述第一角度入射到所述平面導(dǎo)致了其被所述表面的全反射和第二束細(xì)線光以所述第二角入射到所述平面導(dǎo)致了其被所述表面的散射。
41.如權(quán)利要求40所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，第一束細(xì)線光以相對(duì)于所述表面的垂直軸約成45°的角入射到所述表面且第二束細(xì)線光以相對(duì)于所述表面的垂直軸約成 0°的角入射到所述表面。
42.如權(quán)利要求36所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，各所述第一和所述第二束細(xì)線光的相對(duì)強(qiáng)度是可控的。
43.如權(quán)利要求36所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一光源被配置成提供第一波長(zhǎng)的第一束細(xì)線光且第二光源被配置成提供第二波長(zhǎng)的細(xì)線光，所述第一和第二波長(zhǎng)至之間少相差大約30nm。
44.如權(quán)利要求38所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，圖像采集設(shè)備對(duì)疊加細(xì)線光的進(jìn)行的接收至少有助于增強(qiáng)位于采集位置的表面的圖像采集的明亮度，對(duì)比度，以及較高準(zhǔn)確性中的一個(gè)。
45.如權(quán)利要求38所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述表面是半導(dǎo)體晶圓的一個(gè)表面， 并且其中的半導(dǎo)體晶圓的所述表面對(duì)細(xì)線光的反射以及所述圖像采集設(shè)備的對(duì)細(xì)線光的接收發(fā)生在半導(dǎo)體晶圓在運(yùn)動(dòng)之中。
46.如權(quán)利要求38所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括一處理單元與所述圖像采集設(shè)備相連接以接收所述疊加反應(yīng)，所述圖像處理單元進(jìn)一步配置成以處理疊加反應(yīng)以獲得與所述表面的三維特性相關(guān)聯(lián)的信息。
47.如權(quán)利要求46所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述處理單元配置成以處理所述疊加反應(yīng)以因此生成一 3D圖像以有助于或?qū)崿F(xiàn)所述表面上缺陷的檢測(cè)。
48.如權(quán)利要求46所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括一物鏡組件被配置成以接收和校正位于檢測(cè)位置的所述表面所反射的疊加的細(xì)線光。
49.如權(quán)利要求48所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括一設(shè)置在所述物鏡組件和所述圖像采集設(shè)備之間的管透鏡，所述管透鏡配置成將校正后的疊加的細(xì)線光聚集在所述圖像采集設(shè)備的所述圖像采集平面。
50.一種方法，其特征在于，包括向與一表面相關(guān)聯(lián)的檢測(cè)位置提供一第一束光，所述第一束光以第一角入射到所述表向與所述表面相關(guān)聯(lián)的檢測(cè)位置提供一第二束光，所述第二束光以與所述第一角不同的第二角入射到所述表面；由所述表面將所述第一和第二束光反射；以及通過(guò)所述圖像采集設(shè)備同步接收所反射的第一和第二束光。
51.如權(quán)利要求50所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括提供一組光源以提供所述第一和第二束光。
52.如權(quán)利要求51所述的方法，其特征在于，所述一組光源包括一組細(xì)線光源以提供第一和第二束細(xì)線光。
53.如權(quán)利要求52所述的方法，其特征在于，所述第一和第二束細(xì)線光在被所述表面反射時(shí)疊加以生成一疊加細(xì)線光束，所述疊加細(xì)線光束由所述圖像采集設(shè)備接收以因此有助于一相關(guān)聯(lián)的疊加反應(yīng)的產(chǎn)生。
54.如權(quán)利要求53所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括相對(duì)于所述圖像采集設(shè)備設(shè)置所述一組細(xì)線光源，以可以由所述圖像采集設(shè)備同步采集一全反射反應(yīng)和以散射反應(yīng)的方式。
55.如權(quán)利要求M所述的方法，其特征在于，所述一組細(xì)線光源相對(duì)于所述圖像采集設(shè)備設(shè)置以至于第一束細(xì)線光以一角度入射到所述表面導(dǎo)致了所述表面的全反射反應(yīng)以及第二束細(xì)線光以一角度入射到所述表面導(dǎo)致了所述表面的散射反應(yīng)。
56.如權(quán)利要求55所述的方法，其特征在于，所述第一束細(xì)線光以相對(duì)于所述表面的垂直軸約45°的角度入射到所述表面且所述第二束細(xì)線光以相對(duì)于所述表面的垂直軸約 0°的角度入射到所述表面。
57.如權(quán)利要求53所述的方法，其特征在于，各第一束和第二束細(xì)線光的相對(duì)強(qiáng)度是可控的。
58.如權(quán)利要求53所述的方法，其特征在于，所述一組細(xì)線光源包括第一細(xì)線光源被配置成提供第一束細(xì)線光；以及第二細(xì)線光源被配置成提供第二束細(xì)線光。
59.如權(quán)利要求58所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括配置所述第一細(xì)線光源以至于所提供的第一束細(xì)線光具有第一波長(zhǎng)；以及配置所述第二細(xì)線光源以至于所提供的第二束細(xì)線光具有第二波長(zhǎng)，所述第一波長(zhǎng)與所述第二波長(zhǎng)相互之間至少相差具有30nm。
60.如權(quán)利要求58所述的方法，其特征在于，由圖像采集設(shè)備對(duì)疊加的細(xì)線光進(jìn)行的接收有助于至少提高亮度，增強(qiáng)對(duì)比度，以及高準(zhǔn)確度之一的測(cè)位置的表面的圖像的采集。
61.如權(quán)利要求60的方法，其特征在于，所述表面時(shí)檢測(cè)位置處的一半導(dǎo)體晶圓的一個(gè)表面，并且由半導(dǎo)體晶圓的表面對(duì)光進(jìn)行的反射以及由圖像采集設(shè)備對(duì)光進(jìn)行的接收發(fā)生在所述半導(dǎo)體晶圓運(yùn)動(dòng)之時(shí)。
62.如權(quán)利要求61所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括將以處理單元與所述圖像采集設(shè)備相連接，所述處理單元被配置成接收所述疊加反應(yīng)，所述處理單元進(jìn)一步被配置成處理所述疊加反應(yīng)以或者與所述表面的三維特性相關(guān)聯(lián)的信息。
63.如權(quán)利要求62所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括處理所述疊加細(xì)線光以因此生成一 3D圖像以有助于或者實(shí)現(xiàn)所述表面上的缺陷的檢測(cè)。
64.如權(quán)利要求62所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括在所述表面和所述圖像采集設(shè)備之間設(shè)置一物鏡組件，所述物鏡組件被配置成接收和校正所述疊加細(xì)線光。
65.如權(quán)利要求64所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括在所述物鏡組件和所述圖像采集設(shè)備之間設(shè)置一管透鏡，所述管透鏡被配置成將校正后的疊加細(xì)線光聚集在所述圖像采集設(shè)備的一圖像采集平面上。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)可以配置成同時(shí)采集基底表面所反射的多方向上的光，因此克服了由基底表面外觀的不準(zhǔn)確或不完整的特征引起的反射強(qiáng)度變化，當(dāng)僅從單一方向來(lái)采集光的時(shí)候，所述的反射強(qiáng)度會(huì)上升。一個(gè)這種系統(tǒng)包括一組光源和一圖像采集設(shè)備配置成同時(shí)采集所述表面反射的至少兩束光。所述圖像采集設(shè)備同時(shí)采集的至少兩束光具有與它們的反射傳播路徑不同的方向夾角。該光源組可以包括一組細(xì)線光源安置和配置成提供入射到所述表面的一束或者多束細(xì)線光。例如，兩束細(xì)線光可以以與所述表面的一個(gè)垂直軸成不同的入射角被引向所述表面。
文檔編號(hào)G01N21/95GK102412170SQ20111020802
公開日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2011年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月13日
發(fā)明者阿曼努拉·阿杰亞拉里 申請(qǐng)人:聯(lián)達(dá)科技設(shè)備私人有限公司