專利名稱：檢測(cè)晶片的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種晶片檢測(cè)的工序。尤其涉及用于檢測(cè)半導(dǎo)體元件的自動(dòng)化系統(tǒng)和 方法。
背景技術(shù)：
保證半導(dǎo)體元件，例如半導(dǎo)體晶片和芯片生產(chǎn)質(zhì)量的能力在半導(dǎo)體制造業(yè)中的重 要性日益增加。半導(dǎo)體晶片的制造工藝通過不斷的改進(jìn)，將數(shù)量越來越多的特征尺寸納入 到表面面積跟小的半導(dǎo)體晶片中。因此，光刻工藝用于半導(dǎo)體晶片的生產(chǎn)變得越來越成熟， 使得數(shù)量越來越多的特征尺寸納入到表面面積跟小的半導(dǎo)體晶片中(例如，獲得更高性能 的半導(dǎo)體晶片)。因此，半導(dǎo)體晶片上可能的誤差尺寸通常在微米到亞微米的范圍內(nèi)。顯然，半導(dǎo)體晶片的制造對(duì)改善半導(dǎo)體晶片生產(chǎn)質(zhì)量控制和確保高質(zhì)量的半導(dǎo)體 晶片生產(chǎn)的檢測(cè)工序的迫切需求日益增加。半導(dǎo)體晶片通過檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)的缺陷一般有表面 有微粒、瑕疵、波動(dòng)和其他不平整的地方。這些缺陷能影響到半導(dǎo)體晶片的最終性能。因此， 在半導(dǎo)體晶片的生產(chǎn)過程中去除或杜絕半導(dǎo)體晶片的缺陷是非常重要的。半導(dǎo)體檢測(cè)系統(tǒng)和工序已經(jīng)變得十分先進(jìn)。例如，使用更高分辨率的成像系統(tǒng)，更 快的計(jì)算機(jī)和精確度更高的機(jī)械裝載系統(tǒng)。另外，從以往來看，半導(dǎo)體晶片的檢測(cè)系統(tǒng)、方 法和技術(shù)至少要利用到明場(chǎng)照明、暗場(chǎng)照明和空間過濾波術(shù)中的一種。利用明場(chǎng)成像，半導(dǎo)體晶片上的小顆粒會(huì)使光形成散射，導(dǎo)致光線偏離成像設(shè)備 的聚光孔徑，從而導(dǎo)致返回到成像設(shè)備的光能變少。當(dāng)顆粒比透鏡或數(shù)字化像素的光點(diǎn)擴(kuò) 散函數(shù)還小時(shí)，顆粒周圍領(lǐng)域內(nèi)的明場(chǎng)光能聚集了大量顆粒的光能，從而導(dǎo)致很難發(fā)現(xiàn)這 些顆粒。另外，非常小的光能的減少是因?yàn)樾☆w粒的尺寸經(jīng)常被顆粒周圍的反射率的變化 掩蓋，從而導(dǎo)致缺陷檢測(cè)出現(xiàn)誤差的情況增多。為了克服上述的現(xiàn)象，半導(dǎo)體檢測(cè)系統(tǒng)已經(jīng) 裝備了具有更高分辨率的高端照相機(jī)，這種照相機(jī)能夠拍攝到半導(dǎo)體晶片上更小表面的圖 像。明場(chǎng)圖像通常有更好的像素對(duì)比并且這也有利于估計(jì)缺陷的尺寸以及在檢測(cè)暗的缺陷 時(shí)。暗場(chǎng)成像和它的優(yōu)點(diǎn)在本技術(shù)領(lǐng)域中是眾所周知的。暗場(chǎng)成像已經(jīng)被用于一些現(xiàn) 存的半導(dǎo)體晶片檢測(cè)系統(tǒng)中。暗場(chǎng)成像一般是依靠光線入射到待檢物體上的角度。在一個(gè) 相對(duì)于待檢物品的水平面較低的角度(例如3到30度)，暗場(chǎng)成像一般生成一個(gè)黑色的圖 像除了有缺陷的位置不是黑色的，例如表面的顆粒，瑕疵和其他不平整的地方。這種暗場(chǎng)成 像的特殊應(yīng)用是照亮尺寸小于用來生成暗場(chǎng)圖像的透鏡的解析尺寸的缺陷。在一個(gè)相對(duì)于 待檢物品的水平面較高的角度(例如30到85度)，暗場(chǎng)成像一般能生成更好的明暗對(duì)比圖 來與明場(chǎng)圖像作比較。這種高角度的暗場(chǎng)成像的特殊應(yīng)用提高了鏡面加工或透明物體的表 面上不平整的對(duì)比程度。此外，高角度的暗場(chǎng)成像提高了傾斜物品的成像質(zhì)量。半導(dǎo)體晶片的光的反射率對(duì)于每一次明場(chǎng)和暗場(chǎng)成像所得到的圖像質(zhì)量來說通 常具有重大的影響。存在于半導(dǎo)體晶片上的微觀結(jié)構(gòu)和宏觀結(jié)構(gòu)影響著半導(dǎo)體晶片的光的 反射率。一般來說，半導(dǎo)體晶片所反射的光的數(shù)量是由入射光的方向或角度、觀察的方向和
4半導(dǎo)體晶片表面的光的反射率而作用的。光的反射率依次由入射光的波長(zhǎng)和半導(dǎo)體晶片的 制造材料決定。通常很難控制用于檢測(cè)的半導(dǎo)體晶片的光的反射率。這是因?yàn)榘雽?dǎo)體晶片由多層 材料組成。每一層材料都能透過不同波長(zhǎng)的光，例如不同的速度。另外，各層都有不同的光 源滲透率甚至是反射率。因此，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員來說，光的使用或使用單一波 長(zhǎng)或窄帶光，通常會(huì)影響到采集的圖像的質(zhì)量是顯而易見的。需要經(jīng)常利用多重空間濾波 器或波長(zhǎng)調(diào)諧器來改變單一波長(zhǎng)或窄帶光，這通常是不方便的。為了緩解這樣問題，使用寬 頻照明是很重要的(例如，波長(zhǎng)范圍較寬的光源)，例如寬頻照明的波長(zhǎng)范圍在300納米至 1000納米之間。寬頻照明對(duì)于采集高質(zhì)量圖像和檢測(cè)表面反射率范圍廣泛的半導(dǎo)體晶片來說有 重大的影響。另外，晶片檢測(cè)系統(tǒng)通過利用多個(gè)照明角度或明暗反差來提高發(fā)現(xiàn)缺陷的能 力，例如，利用明場(chǎng)和暗場(chǎng)照明。目前市場(chǎng)上的晶片檢測(cè)系統(tǒng)通常沒有利用多個(gè)角度的照明 和完全的寬頻波長(zhǎng)的光源。目前能得到的晶片檢測(cè)系統(tǒng)或裝備通常利用下列方法的一種在晶片檢測(cè)的過程 中獲得多種反應(yīng)(1)帶有多重照明的多重圖像采集裝置(Multiple Image Capture Devices MICD)MI⑶利用多重圖像采集裝置和多種照明。MI⑶是基于將全部波長(zhǎng)光譜劃分為多 個(gè)窄帶光并且將每個(gè)分段的波長(zhǎng)光譜用于各自的照明的原理。在設(shè)計(jì)利用MICD的方法的 系統(tǒng)的過程中，每一個(gè)圖像采集裝置都對(duì)應(yīng)一種照明(例如，照明光源)，并裝有像空間濾 光器或有特殊涂層的分光器之類的相應(yīng)的光學(xué)配件。例如明場(chǎng)照明的波長(zhǎng)利用水銀弧光燈 和空間濾光器被限定在400到600納米之間，以及暗場(chǎng)照明的波長(zhǎng)利用激光發(fā)射器被限制 在650到700納米之間。MI⑶方法也有它的缺點(diǎn)，例如較低的圖像質(zhì)量和系統(tǒng)設(shè)計(jì)及配置 相對(duì)不具有靈活性。較低的圖像治療通常是由于待檢半導(dǎo)體晶片變化的表面反射率，以及 利用窄帶光源來檢測(cè)半導(dǎo)體晶片而造成的。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的不靈活性是因?yàn)楦淖兿到y(tǒng)所使用的 單一照明的波長(zhǎng)通常需要重新配置整個(gè)系統(tǒng)的光學(xué)裝置。另外，MICD方法通常無法容易通 過一臺(tái)不能改善采集的圖像的質(zhì)量或采集圖像速度的圖像采集裝置來實(shí)現(xiàn)采集變化波長(zhǎng) 的照明。(2)帶有多重照明的單一圖像采集裝置(Single Image Capture Device SICD)SICD方法利用單一圖像采集裝置來采集多種照明的光，每個(gè)照明的光是分段的波 長(zhǎng)光譜光源(例如窄帶光源)或?qū)掝l光源。然而，這種方法無法在半導(dǎo)體晶片移動(dòng)的同時(shí) 獲得多個(gè)照明反應(yīng)。換句話說，SICD方法在半導(dǎo)體晶片移動(dòng)時(shí)只能允許一個(gè)照明反應(yīng)。為 了實(shí)現(xiàn)多個(gè)照明反應(yīng)，SICD方法需要在半導(dǎo)體晶片靜止的時(shí)候來采集圖像，這樣就影響了 晶片檢測(cè)系統(tǒng)的工作效率。同時(shí)或獨(dú)立使用通過利用寬頻明場(chǎng)照明和暗場(chǎng)照明，或普通的多重照明并利用多 重圖像采集裝置而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的圖像采集的半導(dǎo)體晶片檢測(cè)系統(tǒng)在當(dāng)前是無法實(shí)現(xiàn)的，這是 由于相對(duì)缺乏對(duì)它的實(shí)際實(shí)施和操作優(yōu)勢(shì)的理解而造成的。如上所述，現(xiàn)有的半導(dǎo)體晶片檢測(cè)系統(tǒng)通常使用MI⑶或SI⑶。使用MI⑶的設(shè)備 不利用寬頻照明并且通?；蛴休^低的圖像質(zhì)量和系統(tǒng)設(shè)置或配置的不靈活性等缺點(diǎn)。另一方面，使用SICD的半導(dǎo)體晶片檢測(cè)系統(tǒng)會(huì)降低系統(tǒng)的工作效率并且無法獲得動(dòng)態(tài)圖像的 同時(shí)出現(xiàn)多個(gè)照明反應(yīng)。在美國(guó)專利US 5，822，055 (KLAl)中描述了一種當(dāng)前優(yōu)選的利用明場(chǎng)照明和暗場(chǎng) 照明的半導(dǎo)體晶片光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)。在KLAl中描述了一種光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)的實(shí)施例使用了上 述的MICD。在KLAl中描述的光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)使用多個(gè)照相機(jī)來分別采集明場(chǎng)和暗場(chǎng)圖像。 采集的明場(chǎng)和暗場(chǎng)圖像然后被分開或一起處理來發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體晶片上的缺陷。另外，KLAl的 光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)使用不同的明場(chǎng)和暗場(chǎng)照明的光源來采集明場(chǎng)和暗場(chǎng)同步圖像。KLAl的光學(xué) 檢測(cè)系統(tǒng)通過使用由照明發(fā)射器發(fā)射的分段的波長(zhǎng)光譜和空間濾光器來實(shí)現(xiàn)同步圖像的 采集(例如，明場(chǎng)和暗場(chǎng)圖像的采集)。關(guān)于KLAl的光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)，配置一臺(tái)用于采集暗場(chǎng) 圖像的照相機(jī)，相應(yīng)的利用了窄帶激光照明和空間濾光器。配置了另一臺(tái)用于采集明場(chǎng)圖 像的照相機(jī)，相應(yīng)的利用了明場(chǎng)照明和具有特殊涂層的分光器。KLAl所述的光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng) 的劣勢(shì)包括你適合用于具有大量表面反射率的半導(dǎo)體晶片的成像。這由于使用了分段的波 長(zhǎng)光譜照明。這些照相機(jī)各自采集預(yù)設(shè)的波長(zhǎng)光譜的照明。對(duì)于每個(gè)用于采集多個(gè)不同波 長(zhǎng)光譜來加強(qiáng)所采集的某個(gè)類型晶片的圖像來說有一點(diǎn)不靈活性。例如，第一表面具有碳 涂層的晶片在某些照明角度，例如明場(chǎng)照明時(shí)，就只能顯出一點(diǎn)微弱的反射性。因此，觀察 這些晶片上的某些缺陷需要結(jié)合明場(chǎng)照明和高角度的暗場(chǎng)照明。KLAl的光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)使用 一些照明發(fā)射器或光源和濾光器。KLAl的光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)經(jīng)過執(zhí)行多次檢測(cè)(例如，多重審 查)來使其能夠采集明場(chǎng)和暗場(chǎng)圖像。因此這種光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)的工作效率不高。另一在美國(guó)專利US 6，826，298 (AUGTECH1)和 US 6，937，753 (AUGTECH2)中所描述 的當(dāng)前優(yōu)選的使用明場(chǎng)和暗場(chǎng)成像的光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)。AUGTECH1和AUGTECH2的光學(xué)檢測(cè)系 統(tǒng)使用一些用于執(zhí)行低角度暗場(chǎng)成像的激光發(fā)射器和用于執(zhí)行高角度暗場(chǎng)成像的光纖環(huán) 光。另外，AUGTECH1和AUGTECH2的光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)都是使用一個(gè)照相機(jī)傳感器和之前所述 的SI⑶方法。因此，利用AUGTECH1和AUGTECH2的光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)的半導(dǎo)體晶片的檢測(cè)是通 過明場(chǎng)成像或暗場(chǎng)成像或兩者的結(jié)合來實(shí)施的，其中每一次明場(chǎng)成像和暗場(chǎng)成像是在另一 個(gè)動(dòng)作完成后才開始進(jìn)行的。AUGTECH1和AUGTECH2的檢測(cè)系統(tǒng)不能同步、動(dòng)態(tài)和獨(dú)立的明 場(chǎng)和暗場(chǎng)成像。因此，為了完成檢測(cè)，每個(gè)半導(dǎo)體晶片都需要經(jīng)過多次檢測(cè)。結(jié)果就是降低 了生產(chǎn)效率以及增加了使用資源。另外，一些現(xiàn)有的光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)使用極好的圖或參考圖，所述的參考圖用于與較 近一次獲得的半導(dǎo)體晶片圖像作比較。參考圖的挑選的方法通常是采集一些已知的或人工 挑選的“良好”半導(dǎo)體晶片圖像，然后利用統(tǒng)計(jì)方法或技術(shù)來獲得參考圖。上述挑選技術(shù)的 一個(gè)缺點(diǎn)是不精確或與人工挑選的“良好”半導(dǎo)體晶片不一致。使用這樣的參考圖的光學(xué) 檢測(cè)系統(tǒng)由于不精確或不一致的參考圖而經(jīng)常發(fā)生好的半導(dǎo)體晶片被退回的情況。隨著半 導(dǎo)體晶片日益復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)，依靠人工選擇“良好”半導(dǎo)體晶片來作為參考圖變得越來越 不可能，尤其是，隨著半導(dǎo)體檢測(cè)工業(yè)設(shè)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的提高。獲得極好的參考圖涉及許多統(tǒng)計(jì)技術(shù)和計(jì)算。大多數(shù)現(xiàn)有的統(tǒng)計(jì)技術(shù)非常普通并 且有它們自己的優(yōu)勢(shì)。目前能得到的光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)或設(shè)備在獲得極好的參考像素時(shí)，通常 使用平均數(shù)或平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。利用平均值和標(biāo)準(zhǔn)差來獲得極好的參考像素能夠變成有用 的好的像素；否則，任何缺陷或噪點(diǎn)像素會(huì)干預(yù)并影響到參考像素的最終平均數(shù)或中位數(shù) 的數(shù)值。另一個(gè)統(tǒng)計(jì)技術(shù)利用中位數(shù)來減少由于噪點(diǎn)像素造成的干預(yù)。然而，本質(zhì)上消除
6早點(diǎn)的影響是不可能的或至少很難實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)有的光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)或設(shè)備視圖通過利用變化的 統(tǒng)計(jì)學(xué)技術(shù)來減少噪點(diǎn)的影響。然而，一種方便用戶的或簡(jiǎn)單的用于減少或消除噪點(diǎn)的影 響(例如，錯(cuò)誤)的方法仍然還在設(shè)計(jì)中。這樣的方法將幫助消除能夠影響最終參考像素 至的噪點(diǎn)像素。US 6, 324, 298 (AUGTECH3)描述了一種用于生成在半導(dǎo)體晶片檢測(cè)中使用的極好 的參考圖或參考圖的對(duì)準(zhǔn)方法。在AUGTECH3中描述的方法需要“已知的高品質(zhì)”或“無缺 陷”的晶片。這種“已知的高品質(zhì)”的晶片的選擇是人工的或使用者操作的。然后利用統(tǒng)計(jì) 方法或技術(shù)來獲得參考圖。同樣，精確的和一致的選擇“已知的高品質(zhì)”的晶片對(duì)于維持半 導(dǎo)體檢測(cè)的高質(zhì)量來說至關(guān)重要。AUGTECH3的方法使用平均值和標(biāo)準(zhǔn)差來計(jì)算參考圖上不 同的像素。因此，任何不完美的像素的出現(xiàn)都會(huì)導(dǎo)致獲得不精確的參考像素。不完美的像 素是由于雜質(zhì)或其他缺陷而造成的。這樣的雜質(zhì)或缺陷對(duì)統(tǒng)計(jì)計(jì)算有不利的影響并導(dǎo)致獲 得不精確的參考像素。對(duì)本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，AUGTECH3的方法在半導(dǎo)體晶片檢測(cè) 中發(fā)生的不精確、不一致和錯(cuò)誤是顯而易見的。另外，AUGTECH3描述的光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)使用閃光或頻閃燈來照明半導(dǎo)體晶片。本技 術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該知道由于許多因素會(huì)造成不同的閃光或頻閃之間的不一致，這些因 素包括但并不限于，溫度的不同、電子的不一致性和不同的閃光或頻閃的強(qiáng)度。即使是“良 好”半導(dǎo)體晶片，這些差別和不一致性也是內(nèi)在的。如果系統(tǒng)沒有考慮到這些差別的話，這 樣差別的出現(xiàn)將影響到獲得的極好的參考圖的質(zhì)量。另外，影響照明強(qiáng)度和半導(dǎo)體晶片表 面很截面的均勻性變化的因素包括，但不限于，晶片不同的平整性，安裝和在半導(dǎo)體晶片表 面上不同位置的光的反射率。不考慮上述的差別和因素，當(dāng)用來比較獲得的半導(dǎo)體晶片表 面上不同位置的圖像時(shí)，任何利用上述方法獲得的參考圖都是不可靠的和不精確的。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的變化在半導(dǎo)體工業(yè)中是常見的，這些變化例如半導(dǎo)體晶片的尺寸、復(fù) 雜性、表面反射率。因此，半導(dǎo)體晶片檢測(cè)系統(tǒng)和方法需要能夠檢測(cè)不同標(biāo)準(zhǔn)的半導(dǎo)體晶 片。然而，現(xiàn)有的半導(dǎo)體晶片檢測(cè)系統(tǒng)和方法來檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)范圍廣泛的半導(dǎo)體晶片通常是無 法令人滿意的，尤其是由于半導(dǎo)體工業(yè)設(shè)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的提高。例如，通常當(dāng)前的半導(dǎo)體晶片檢測(cè)系統(tǒng)使用由元件組成的傳統(tǒng)的光學(xué)設(shè)備，例如， 照相機(jī)、照明器、濾光器、偏光鏡、反光鏡和透鏡，這些被固定在空間位置上。加入或移除光 學(xué)設(shè)備上的元件通常需要重新組裝和重新設(shè)計(jì)整個(gè)光學(xué)設(shè)備。因此，這樣的半導(dǎo)體晶片檢 測(cè)系統(tǒng)有著不靈活的設(shè)計(jì)或構(gòu)造并且需要一個(gè)相對(duì)較長(zhǎng)的改模時(shí)間。另外，傳統(tǒng)的光學(xué)設(shè) 備的物鏡與用于檢測(cè)的半導(dǎo)體晶片之間的距離通常太短使得減緩便于暗場(chǎng)成像的不同角 度的光纖照明的采用。還有許多其他的現(xiàn)有的半導(dǎo)體晶片檢測(cè)系統(tǒng)和方法。然而，由于當(dāng)前缺乏專業(yè)技 術(shù)知識(shí)和操作技能，盡管設(shè)計(jì)和構(gòu)造有靈活性，但當(dāng)晶片在移動(dòng)過程中，現(xiàn)有的半導(dǎo)體晶片 檢測(cè)系統(tǒng)不能同步進(jìn)行明場(chǎng)和暗場(chǎng)成像用于檢測(cè)。也需要半導(dǎo)體晶片檢測(cè)系統(tǒng)和方法能夠 具有資源效率的靈活性、精確及快速的半導(dǎo)體晶片檢測(cè)。尤其是由于半導(dǎo)體晶片電子電路 的復(fù)雜性的增加和半導(dǎo)體工業(yè)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的提高。

發(fā)明內(nèi)容
如今，缺乏能夠利用明場(chǎng)和暗場(chǎng)成像來檢測(cè)移動(dòng)中的半導(dǎo)體晶片的半導(dǎo)體晶片檢測(cè)系統(tǒng)和方法，除了便利的系統(tǒng)構(gòu)造和設(shè)計(jì)的靈活性。另外，還需要半導(dǎo)體晶片檢測(cè)系統(tǒng)中 具有靈活性和可調(diào)空間的相關(guān)構(gòu)造的元件，例如照明發(fā)射器、照相機(jī)、物鏡、濾光器和反光 鏡。由于半導(dǎo)體晶片電子電路復(fù)雜性的增加和半導(dǎo)體工業(yè)設(shè)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的提高，半導(dǎo)體 晶片檢測(cè)的精確性和一致性變得至關(guān)重要。要獲得用于與采集到的半導(dǎo)體晶片的圖像進(jìn) 行比較的極好的參考和參考圖像，目前需要對(duì)“良好”的半導(dǎo)體晶片進(jìn)行人工選擇。這樣的 人工選擇會(huì)導(dǎo)致得到的參考圖以及隨后半導(dǎo)體晶片檢測(cè)的不精確和不一致。因此，需要改 進(jìn)獲得參考圖的對(duì)準(zhǔn)方法或處理過程，從而使之隨后與采集到的半導(dǎo)體晶片的圖像進(jìn)行比 較。本發(fā)明旨在尋找能夠解決至少一種上述的問題的方法。本發(fā)明提供了一種用于檢測(cè)半導(dǎo)體模塊的檢測(cè)系統(tǒng)和方法，包括，但不限于半導(dǎo) 體晶片、芯片，發(fā)光二極管(LED)芯片和太陽(yáng)能硅片。檢測(cè)系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成用于進(jìn)行二維(2D) 和三維(3D)晶片的檢測(cè)。這種檢測(cè)系統(tǒng)更進(jìn)一步設(shè)計(jì)為用于進(jìn)行缺陷檢測(cè)。2D晶片檢測(cè)通過2D光學(xué)模塊被簡(jiǎn)化，所述的2D光學(xué)模塊包括至少兩個(gè)圖像采集 裝置。2D晶片檢測(cè)使用至少兩個(gè)用來采集相應(yīng)的對(duì)比照明圖像的不同的對(duì)比照明。2D晶 片檢測(cè)能夠在半導(dǎo)體晶片移動(dòng)的過程中執(zhí)行并且能夠在一片半導(dǎo)體晶片通過后完成工作。 3D晶片檢測(cè)通過3D光學(xué)模塊被簡(jiǎn)化，所述的3D光學(xué)模塊包括至少一個(gè)圖像采集裝置和至 少一個(gè)細(xì)線照明器或細(xì)線照明發(fā)射器。細(xì)線照明器進(jìn)行細(xì)線照明，所述的照明器是激光發(fā) 射器或?qū)掝l照明源或兩者結(jié)合，并針對(duì)移動(dòng)的半導(dǎo)體晶片來采集它的3D圖像。有檢測(cè)系統(tǒng) 執(zhí)行的缺陷檢測(cè)通過缺陷檢測(cè)模塊被簡(jiǎn)化。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，描述了一種方法，包括采集在第一對(duì)比照明下的晶片的 第一圖像和采集在第二對(duì)比照明下的晶片的第二圖像，第一照明和第二照明各自具有寬頻 波長(zhǎng)，第一對(duì)比照明和第二對(duì)比照明用于在第一和第二圖像中發(fā)現(xiàn)至少一個(gè)缺陷位置。晶 片被放在第一圖像的采集位置和第二圖像的采集位置之間預(yù)先設(shè)定好的位置。這種方法更 進(jìn)一步包括關(guān)聯(lián)第一和第二圖像以及對(duì)第一圖像中的缺陷位置和第二圖像中的缺陷位置 進(jìn)行比較來提供缺陷證明。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，描述了一種方法，包括提供具有一個(gè)或更多缺陷位置的 晶片的第一圖像和具有一個(gè)或更多缺陷位置的晶片的第二圖像，并且晶片被放置在提供第 一和第二圖像之間的位置。所述的方法更進(jìn)一步包括關(guān)聯(lián)第一和第二圖像的晶片的空間位 移以及對(duì)第一圖像中的缺陷位置和第二圖像中的缺陷位置進(jìn)行比較來提供缺陷證明。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，描述了一種方法，包括采集在第一對(duì)比照明下的晶片的 第一圖像和采集第二對(duì)比照明下的晶片的第二圖像，第一對(duì)比照明和第二對(duì)比照明用于在 第一和第二圖像中發(fā)現(xiàn)至少一個(gè)缺陷位置。晶片被放在第一圖像的采集位置和第二圖像的 采集位置之間預(yù)先設(shè)定好的位置。這種方法更進(jìn)一步包括關(guān)聯(lián)第一和第二圖像以及對(duì)第一 圖像中的缺陷位置和第二圖像中的缺陷位置進(jìn)行比較來提供缺陷證明。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，描述了一種系統(tǒng)，包括用于采集晶片的第一圖像的第一 圖像采集模塊和用于采集晶片的第二圖像的第二圖像采集模塊，晶片被放在第一圖像的采 集位置和第二圖像的采集位置之間預(yù)先設(shè)定好的位置。所述的系統(tǒng)更進(jìn)一步包括連接著第 一和第二圖像采集模塊的缺陷位置比較模塊，所述的缺陷位置比較模塊用于關(guān)聯(lián)第一和第 二圖像的晶片的空間位移，對(duì)在第一圖像中發(fā)現(xiàn)的缺陷位置與第二圖像中發(fā)現(xiàn)的另一個(gè)缺 陷位置進(jìn)行比較并由此提供缺陷證明。
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下文及參考附圖中描述了本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例，它們是圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的用于檢測(cè)晶片的優(yōu)選系統(tǒng)局部平面圖；圖2顯示了圖1所示系統(tǒng)的局部軸測(cè)圖；圖3顯示了圖1的系統(tǒng)根據(jù)圖2中的“A”方向突出的光學(xué)檢測(cè)頭的局部暴露軸測(cè) 圖；圖4顯示了圖1的系統(tǒng)根據(jù)圖2中“B”方向突出的自動(dòng)晶片工作臺(tái)的局部暴露軸 測(cè)圖；圖5顯示了圖1的系統(tǒng)根據(jù)圖2中“C”方向突出的自動(dòng)晶片裝載/卸載的局部暴 露軸測(cè)圖；圖6顯示了圖1的系統(tǒng)根據(jù)圖2中“D”方向突出的警員堆棧模塊的局部暴露軸測(cè) 圖；圖7顯示了圖1所示的系統(tǒng)的光學(xué)檢測(cè)頭的局部軸測(cè)圖；圖8顯示了圖1的系統(tǒng)的光學(xué)檢測(cè)頭的局部正視圖；圖9顯示了圖1的系統(tǒng)在明場(chǎng)照明器、低角度暗場(chǎng)照明器、高角度暗場(chǎng)照明器、第 一圖像采集器和第二圖像采集器兩兩之間的光線路徑；圖10是圖9的明場(chǎng)照明器提供的沿著明場(chǎng)照明的優(yōu)選第一光線路徑的流程圖；圖11是圖9的高角度暗場(chǎng)照明器提供的沿著高角度暗場(chǎng)照明的優(yōu)選第二光線路 徑的流程圖；圖12是圖9的低角度暗場(chǎng)照明器提供的沿著低角度暗場(chǎng)照明的優(yōu)選第三光線路 徑的流程圖；圖13顯示的是圖1的系統(tǒng)中的在細(xì)線照明器和3D圖像采集器或攝像機(jī)之間的照 明光線路徑；圖14顯示的是圖1的系統(tǒng)中在復(fù)查明場(chǎng)照明器、復(fù)查暗場(chǎng)照明器和復(fù)查圖像采集 設(shè)備兩兩之間的照明光線路徑；圖15是沿著圖14所示的復(fù)查明場(chǎng)照明器和復(fù)查圖像采設(shè)備之間的明場(chǎng)照明的優(yōu) 選第四光線路徑的流程圖；圖16是沿著圖14所示的復(fù)查暗場(chǎng)照明器和復(fù)查圖像采集設(shè)備之間的暗場(chǎng)照明的 優(yōu)選第五光線路徑的流程圖；圖17是本發(fā)明提供的用于檢測(cè)晶片的優(yōu)選方法的方法流程圖表；圖18是優(yōu)選參考圖像生成工藝工序流程圖，用于生成參考圖像，與在執(zhí)行圖17的 方法所采集的圖像進(jìn)行比較；圖19是在圖17的方法的步驟中優(yōu)選的帶有定時(shí)偏移的二維晶片掃描過程的工序 流程圖；圖20顯示了圖1的系統(tǒng)的照明配置器選擇的照明配置表；圖21顯示了用于通過第一圖像采集器采集第一圖像和通過第二圖像采集器采集 第二圖像的脈沖波形圖；圖22a顯示了圖1的第一圖像采集設(shè)備采集的第一圖像；
圖22b顯示了圖1的第二圖像采集設(shè)備采集的第二圖像；圖22c顯示了將圖22a的第一圖像和圖22b的第二圖像組合用于表明由于當(dāng)晶片 移動(dòng)時(shí)的采集第一圖像和第二圖像的圖像偏移；圖23是執(zhí)行圖17的方法的步驟的優(yōu)選的二維圖像處理過程的工序流程圖；圖24是執(zhí)行圖17的方法的步驟的優(yōu)選的三維圖像處理過程的工序流程圖；圖25顯示的圖1的系統(tǒng)的細(xì)線照明器和3D圖像采集器或攝像機(jī)之間的優(yōu)選照明 光線路徑；圖26是執(zhí)行圖17的方法的步驟的第二個(gè)優(yōu)選的三維晶片掃描過程的工序流程 圖；圖27是執(zhí)行圖17的方法的步驟的優(yōu)選的復(fù)查過程的工序流程圖。
具體實(shí)施例方式對(duì)半導(dǎo)體元件的檢測(cè)，例如，對(duì)半導(dǎo)體晶片和芯片的檢測(cè)，在半導(dǎo)體的加工和制造 過程中是日益重要的步驟。由于半導(dǎo)體晶片上電路復(fù)雜程度的增加，同時(shí)由于對(duì)半導(dǎo)體晶 片質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的提高，越來越需要改進(jìn)了的半導(dǎo)體晶片的檢測(cè)系統(tǒng)和檢測(cè)方法。目前的半導(dǎo)體晶片檢測(cè)系統(tǒng)和檢測(cè)方法盡管能提供配置和設(shè)計(jì)的靈活性，但無法 同時(shí)生成明場(chǎng)和暗場(chǎng)圖像，以進(jìn)行半導(dǎo)體晶片的動(dòng)態(tài)檢測(cè)，此外，還需要半導(dǎo)體晶片檢測(cè)系 統(tǒng)中具有靈活性和可調(diào)空間的相關(guān)構(gòu)造的部件，例如照明器、照相機(jī)或圖像采集裝置，物 鏡，過濾器及其反光鏡。由于半導(dǎo)體晶片電子電路復(fù)雜性的增加和半導(dǎo)體工業(yè)設(shè)定的質(zhì)量 標(biāo)準(zhǔn)的提高，半導(dǎo)體晶片檢測(cè)的精確性和一致性變得至關(guān)重要。要獲得用于與采集到的半 導(dǎo)體晶片的圖像進(jìn)行比較的極好的參考和參考圖像，目前需要對(duì)“良好”的半導(dǎo)體晶片進(jìn)行 人工選擇。這種人工選擇會(huì)導(dǎo)致獲得的參考圖像的不精確和不一致，并影響半導(dǎo)體晶片檢 測(cè)的結(jié)果。因此，需要改進(jìn)獲得參考圖的對(duì)準(zhǔn)方法或處理過程，從而使之隨后與采集到的半 導(dǎo)體晶片的圖像進(jìn)行比較。本發(fā)明例提供了用于檢測(cè)半導(dǎo)體元件的優(yōu)選系統(tǒng)與方法用以解決至少一種上述 所發(fā)現(xiàn)問題。為了簡(jiǎn)潔和明確的目的，對(duì)本發(fā)明的描述僅限以下用于半導(dǎo)體晶片檢測(cè)的系統(tǒng)和 方法。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，這并不排除本發(fā)明的具體實(shí)施例應(yīng)用在其他方面，而其 他方面與本發(fā)明的很多實(shí)施例具有相同的基本原理，這些基本原理如操作，功能或性能特 征。例如，本發(fā)明的具體實(shí)施例所提供的系統(tǒng)和方法也能用于其他半導(dǎo)體元件的檢測(cè)，包括 但不限于半導(dǎo)體芯片，發(fā)光二極管(LED)芯片和太陽(yáng)能硅片。如圖1和2所示，依據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)具體實(shí)施例，提供了一個(gè)優(yōu)選的系統(tǒng)10用 于檢測(cè)晶片12。系統(tǒng)10也可以用于檢測(cè)其他半導(dǎo)體器件或需要檢測(cè)的元件，其特點(diǎn)是，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)晶片運(yùn)輸工作臺(tái)或晶片卡盤16 (如圖4所 示)，自動(dòng)晶片處理器18 (如圖5所示)，一個(gè)晶片堆棧模型20 (如圖6所示)，或膠卷畫面 盒式裝載器，一個(gè)XY位移工作臺(tái)22，并至少有一組四振動(dòng)隔離器24 (如圖1和圖2所示)。圖7和圖8所示的光學(xué)檢測(cè)頭14由很多照明器和圖像采集裝置構(gòu)成。其特征是， 光學(xué)檢測(cè)頭14包括一個(gè)明場(chǎng)照明器26，一個(gè)低角度暗場(chǎng)照明器28和一個(gè)高角度暗場(chǎng)照明 器30。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，可能需要將更多的暗場(chǎng)照明器應(yīng)用到系統(tǒng)10中。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步知道低角度暗場(chǎng)照明器28和高角度暗場(chǎng)照明器30能集成為一個(gè) 的暗場(chǎng)照明器，并能夠按需要靈活放置。明場(chǎng)照明器26，也稱為明場(chǎng)照明光源或明場(chǎng)照明發(fā)射器，提供或發(fā)射明場(chǎng)照明或 明場(chǎng)光。例如，明場(chǎng)照明器26是閃光燈或白色發(fā)光二極管。其特征是，明場(chǎng)照明器26提供 寬頻明場(chǎng)照明，其充分包括在300nm和IOOOnm之間的波長(zhǎng)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解明 場(chǎng)照明有波長(zhǎng)可變性及光學(xué)特性。明場(chǎng)照明器26尤其包括一個(gè)第一光纖(圖中未顯示)，明場(chǎng)照明光在從明場(chǎng)照明 器26中發(fā)射之前從第一光纖中通過，最好是第一光纖作為明場(chǎng)照明的傳輸?shù)膶?dǎo)向，更進(jìn)一 步的說，第一光纖給從明場(chǎng)照明器26發(fā)出的明場(chǎng)照明以指引。低角度暗場(chǎng)照明器28和高角度暗場(chǎng)照明器30也被稱為暗場(chǎng)照明光源或暗場(chǎng)照明 發(fā)射器，用以提供或發(fā)射暗場(chǎng)照明。暗場(chǎng)照明精確對(duì)齊照明或光源，使數(shù)量最小化的直接傳 送(未離散)的光進(jìn)入它們相應(yīng)的圖像采集裝置，一般來說，圖像采集裝置采集暗場(chǎng)圖像只 接收已經(jīng)被樣品或物體分散了的光照或光源。暗場(chǎng)圖像一般被增強(qiáng)從而與明場(chǎng)圖像形成對(duì) 比，明場(chǎng)照明和暗場(chǎng)照明為對(duì)比照明的例子。低角度暗場(chǎng)照明器28和高角度暗場(chǎng)照明器30都以閃光燈或白光發(fā)光二極管為 例。最好每個(gè)低角度暗場(chǎng)照明器28和每個(gè)高角度暗場(chǎng)照明器30所提供的暗場(chǎng)照明如明場(chǎng) 照明一樣具有相似的光學(xué)特性。更具體的說，每個(gè)低角度暗場(chǎng)照明器28和高角度照明器30 所提供的暗場(chǎng)照明是寬頻暗場(chǎng)照明(也被稱為暗場(chǎng)寬頻照明)，其包括300nm和IOOOnm之 間的波長(zhǎng)。就是說，明場(chǎng)照明和暗場(chǎng)照明是寬頻照明。換言之，低角度暗場(chǎng)照明器28和高 角度暗場(chǎng)照明器30提供或發(fā)射不同波長(zhǎng)的暗場(chǎng)照明或其他光學(xué)特性的暗場(chǎng)照明。低角度暗場(chǎng)照明器28定在一個(gè)較低角度的位置，相對(duì)于高角度暗場(chǎng)照明器30和 放置在晶片工作臺(tái)16上的晶片12的水平面(或者晶片工作臺(tái)16的水平面)。例如，低角 度暗場(chǎng)照明器28最好的定位是與放置在晶片工作臺(tái)16上的晶片12的水平面成3至30之 間的角度。另外，高角度暗場(chǎng)照明器30最好的定位是與放置在晶片工作臺(tái)16上的晶片12 的水平面成30至85之間的角度。如上所述的角度最好是通過調(diào)整各個(gè)低角度暗場(chǎng)照明器 28和高角度暗場(chǎng)照明器30的位置來改變的。每個(gè)低角度暗場(chǎng)照明燈28和高角度暗場(chǎng)照明燈30，最好包括一個(gè)第二和第三光 纖(圖中未顯示)，暗場(chǎng)照明通過第二和第三光纖并由此發(fā)射出去。第二和第三光纖作為一 個(gè)波導(dǎo)，用于引導(dǎo)暗場(chǎng)照明通過每個(gè)低角度暗場(chǎng)照明器28和高角度暗場(chǎng)照明器30的光路 傳輸。另外，第二光纖有利于引導(dǎo)暗場(chǎng)照明從低角度暗場(chǎng)照明器28發(fā)射以及第三光纖有利 于引導(dǎo)暗場(chǎng)照明從高角度暗場(chǎng)照明器30發(fā)射。由每個(gè)暗場(chǎng)照明器26，低角度暗場(chǎng)照明器 28及高角度暗場(chǎng)照明器30所提供的照明是可控的，并且可連續(xù)性提供或間斷性提供。明場(chǎng)照明和暗場(chǎng)照明的全部波長(zhǎng)光譜增強(qiáng)了晶片12的檢測(cè)和缺陷檢測(cè)的精確 度。寬頻照明通過改變表面反射來識(shí)別半導(dǎo)體晶片缺陷的類型。此外，明場(chǎng)照明和暗場(chǎng)照 明的寬頻波長(zhǎng)使晶片12的檢測(cè)在執(zhí)行過程不受晶片12的反射特性的約束。這意味晶片12 上的缺陷檢測(cè)不會(huì)被由于晶片12對(duì)不同的光照波長(zhǎng)具有的不同敏感度或反射度或偏振所 影響。最好是，由明場(chǎng)照明器26、暗場(chǎng)照明器28、30所提供的明場(chǎng)照明和暗場(chǎng)照明的強(qiáng) 度可以按需要依照晶片12的特性分別選擇和改變，例如晶片12的材料和表面涂層。此外，
11每個(gè)明場(chǎng)和暗場(chǎng)照明可被選擇和改變，以增強(qiáng)晶片12所采集的圖像的質(zhì)量，同時(shí)用以提高 晶片12檢測(cè)的質(zhì)量或精確性。如圖7至圖9所示，系統(tǒng)10更進(jìn)一步包括一個(gè)第一圖像采集裝置32 (例如第一照 相機(jī))和一個(gè)第二圖像采集裝置34 (例如第二照相機(jī))。第一圖像采集裝置32和第二個(gè)圖 像采集裝置34都能夠接收由明場(chǎng)照明器26提供的明場(chǎng)照明和由各個(gè)低角度暗場(chǎng)照明器28 以及高角度暗場(chǎng)照明器30提供的暗場(chǎng)照明。被接收或進(jìn)入第一圖像采集裝置32的明場(chǎng)和 暗場(chǎng)照明最好是聚焦在一個(gè)第一圖像采集平面(圖中未顯示)用于采集相應(yīng)的圖像。被接 收或進(jìn)入第二圖像采集裝置34的明場(chǎng)和暗場(chǎng)照明最好聚焦在一個(gè)第二圖像采集平面(圖 中未顯示)用于相應(yīng)圖像的采集。第一圖像采集裝置32和第二圖像采集裝置34為單色圖像或彩色圖像。第一圖像 采集裝置32和第二圖像采集裝置34也就是所謂的圖像采集模塊或圖像傳感器。利用單個(gè) 或三個(gè)芯片顏色傳感器，最好能夠采集晶片12的彩色圖像，以增強(qiáng)精確度和缺陷檢測(cè)速度 這二者中的至少一個(gè)方面。例如，采集晶片12的顏色圖像的能力幫助減少晶片12上的虛 假缺陷檢測(cè)，并相應(yīng)減少其造成的錯(cuò)誤拒絕。光學(xué)檢測(cè)頭14進(jìn)一步包括用于第一圖像采集裝置32的一個(gè)第一管鏡36。此外， 學(xué)檢測(cè)頭14進(jìn)一步包括用于第二圖像采集裝置34的一個(gè)第二管鏡38。第一管鏡36和第 二管鏡38都具有共同的光學(xué)特性和功能。因此，僅為了清楚起見，管鏡36和管鏡38被冠 以第一管鏡36和第二管鏡38。物鏡裝置還包括多個(gè)物鏡40，例如四個(gè)物鏡40。所有物鏡 40共同安裝在一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的固定裝置42 (如圖所示3)上，旋轉(zhuǎn)是為了將每個(gè)物鏡定位在每 個(gè)檢測(cè)位置之上(未顯示)或晶片12用于檢測(cè)的位置。從整體來看，所有物鏡40和可旋 轉(zhuǎn)的固定裝置42能夠被稱作是一個(gè)物鏡的組合。每個(gè)物鏡40用以實(shí)現(xiàn)不同的放大，并且他們具有等焦面，每個(gè)物鏡40最好具有一 個(gè)不同的預(yù)定放大系數(shù)，例如5倍，10倍，20倍及50倍。最好每個(gè)物鏡40具有無窮的修正 像差。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，每個(gè)物鏡可以改變或重新設(shè)計(jì)，以達(dá)到不同的放 大倍率及性能。每個(gè)低角度暗場(chǎng)照明器28和高角度暗場(chǎng)照明器30，最好包括重點(diǎn)手段或機(jī)械裝 置，用于指引或聚焦暗場(chǎng)照明指向設(shè)置在檢測(cè)位置的晶片12。低角度暗場(chǎng)照明器28和晶 片12的水平面之間的角度以及高角度暗場(chǎng)照明器30和晶片12的水平面之間的角度最好 設(shè)置并調(diào)整，用以增強(qiáng)缺陷檢測(cè)的精度。最好是，參考檢測(cè)位置，每個(gè)低角度暗場(chǎng)照明器28 和高角度暗場(chǎng)照明器30具有固定空間位置。另外，在系統(tǒng)10正常運(yùn)作過程中，參考檢測(cè)位 置，每個(gè)低角度暗場(chǎng)照明器28和高角度暗場(chǎng)照明器30的位置是可變的。如上所述，無論是明場(chǎng)照明還是暗場(chǎng)照明，都聚焦在檢測(cè)位置。明場(chǎng)照明和暗場(chǎng)照 明聚焦在檢測(cè)位置，光照在位于檢測(cè)位置的晶片12上或其中一部分。如圖6所示，系統(tǒng)10包括一個(gè)晶片堆棧20或膠卷畫面盒式裝載器。晶片堆棧20最 好包括多個(gè)槽，用以裝載多個(gè)晶片12。每個(gè)晶片12按順序加載或轉(zhuǎn)移到晶片工作臺(tái)16 (如 圖4所示)或通過自動(dòng)晶片處理器18轉(zhuǎn)移到晶片卡盤(如圖5所示)。最好，晶片工作臺(tái) 16上吸氣或形成真空，以確保晶片12設(shè)置在晶片工作臺(tái)16上。晶片工作臺(tái)16最好包括一 個(gè)預(yù)先設(shè)定的多個(gè)小孔或縫隙，從而形成真空，以增加設(shè)置在晶片工作臺(tái)16上的框架磁帶 盒和框架(圖中未顯示)可靠并平坦的位置。晶片工作臺(tái)16也最好能夠處理直徑在6到
1212英尺之間的(包括端點(diǎn)值)晶片。晶片工作臺(tái)16耦合于XY位移工作臺(tái)22 (如圖1和2所示)，使晶片工作臺(tái)16在 在X和Y方向移動(dòng)。晶片工作臺(tái)16的轉(zhuǎn)移相應(yīng)的取代了放置其上的晶片12的轉(zhuǎn)移。具體 來說，晶片工作臺(tái)16位移以及放置其上的晶片12的移位能夠被控制用來控制晶片12在檢 測(cè)位置的定位。XY位移工作臺(tái)22是可選的作為一個(gè)氣隙線性定位器。XY位移工作臺(tái)22 或空氣間隙線性定位器便于晶片工作臺(tái)16在X和Y方向上高精度位移并且具有來自系統(tǒng) 10的其他部件振動(dòng)轉(zhuǎn)移到晶片工作臺(tái)16的最小影響，確保晶片12或其上的部件在檢測(cè)位 置平穩(wěn)準(zhǔn)確的定位。XY位移工作臺(tái)22和晶片工作臺(tái)16共同安裝在緩沖器或振動(dòng)隔離器 24(如圖2所示)，以吸收沖擊或振動(dòng)，并確保裝配的平坦度及其安裝在其上的其他模塊或 配件平坦度。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，可選機(jī)械裝置可用于耦合或用于晶片工作臺(tái)16 控制其上的轉(zhuǎn)移，并促進(jìn)晶片12在檢測(cè)位置具有高精度定位。晶片12的檢測(cè)是在晶片12移動(dòng)過程中，檢測(cè)其上可能存在的缺陷。也就是說，圖 像的采集，例如對(duì)半導(dǎo)體圖像12的明場(chǎng)圖像和暗場(chǎng)圖像的采集，最好發(fā)生在晶片12被轉(zhuǎn)移 經(jīng)過檢測(cè)位置時(shí)。另外，晶片12能夠在檢測(cè)位置以及要求獲得高分辨率圖像的位置上保持 靜止。在檢測(cè)過程中，晶片12的位移或移動(dòng)是由軟件控制的。如上所述，系統(tǒng)10還包括第一管鏡36和第二管鏡38。最好管鏡36放置在物鏡 40和第一個(gè)圖像采集裝置32之間。光照穿過第一管鏡36進(jìn)入第一圖像采集裝置32。此 外，第二管鏡38放置在物鏡40和第二圖像采集裝置34之間，光照通過第二管鏡38并被一 個(gè)反光鏡或一個(gè)棱鏡反射進(jìn)入第二圖像采集裝置34。每個(gè)物鏡40具有無窮糾正像差。因此，經(jīng)過物鏡40后，照明或光線被校準(zhǔn)。這就 是說，光照在物鏡40和每個(gè)第一管鏡36以及第二管鏡38之間傳輸后被校準(zhǔn)，在物鏡40和 每個(gè)第一管鏡36以及第二管鏡38之間光照的校準(zhǔn)增加了每個(gè)第一圖像采集裝置32和第 二圖像采集裝置34分別定位的靈活性。管鏡36，38的實(shí)施，使得當(dāng)使用不同的物鏡時(shí)，不 需要重調(diào)焦距進(jìn)入每個(gè)第一圖像采集裝置32和第二圖像采集裝置34。此外，光照的校準(zhǔn)使 額外光學(xué)部件和附件現(xiàn)場(chǎng)引入和定位到系統(tǒng)10中，特別在物鏡40和每個(gè)第一管鏡36及第 二管鏡38之間，不需要重新配置系統(tǒng)10。此外，這種安排與現(xiàn)有的設(shè)備相比，有助于實(shí)現(xiàn)物 鏡40和晶片12之間的更遠(yuǎn)的工作距離，物鏡40和晶片之間的更長(zhǎng)的工作距離能有效的使 用暗場(chǎng)照明。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，本發(fā)明的系統(tǒng)10使得系統(tǒng)10的部件具有靈活性和能 夠進(jìn)行原位置設(shè)計(jì)及重構(gòu)。本發(fā)明的系統(tǒng)10方便了光學(xué)元件或系統(tǒng)引入系統(tǒng)10和拆卸移 出系統(tǒng)10。第一管鏡36有利于校準(zhǔn)光照集中到第一圖像采集平面。同樣，第二管透鏡38有 利于校準(zhǔn)光照集中到第二圖像采集平面。雖然在之前的描述中提到，管鏡被用于本發(fā)明的 系統(tǒng)10中，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，其他光學(xué)裝置或機(jī)械裝置可以用于光照的校 準(zhǔn)，更具體的，明場(chǎng)照明和暗場(chǎng)照明隨后分別調(diào)焦在各個(gè)第一圖像采集平面上和第二圖像 采集平面上。第一圖像采集裝置和第二圖像采集34最好都沿相鄰平行軸設(shè)置。最好是，第一圖 像采集裝置32和第二圖像采集裝置34的空間位置決定了由第一圖像采集裝置32和第二 圖像采集裝置34所決定的空間占用的減少，使系統(tǒng)10占用一個(gè)更小的總面積(即是空間效率)。尤其是，系統(tǒng)10進(jìn)一步包括多個(gè)分光器和反光鏡或反射表面。分光器和反光鏡或 反射表面最好被定位用于引導(dǎo)每個(gè)低角度暗場(chǎng)照明器28和高角度暗場(chǎng)照明器30發(fā)出的明 場(chǎng)照明和暗場(chǎng)照明。尤其是，系統(tǒng)10進(jìn)一步包括一個(gè)具有存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)庫(kù)(也被稱為一個(gè)后處理器) (圖中未顯示)的中央處理器(CPU)。CPU與系統(tǒng)10中的其他部件電子連接或耦合，例如， 第一圖像采集裝置32和第二圖像采集裝置34。由第一圖像采集裝置32和第二圖像采集裝 置34采集到的圖象被轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)并傳送給CPU。CPU可編程用于處理信息，更明確到圖像，將圖像信息傳輸?shù)紺UP以檢測(cè)晶片12上 的缺陷。晶片12上的缺陷檢測(cè)由系統(tǒng)10自動(dòng)地執(zhí)行，尤其是指由CPU執(zhí)行。更進(jìn)一步說， 晶片12上的缺陷檢測(cè)由系統(tǒng)10自動(dòng)地執(zhí)行并且由CPU控制。另外，為了方便對(duì)晶片12進(jìn) 行缺陷檢測(cè)，至少包括一個(gè)手動(dòng)輸入端。CPU可編程用于存儲(chǔ)信息并將信息傳輸至數(shù)據(jù)庫(kù)中。此外，CPU可編程用于分類發(fā) 現(xiàn)的缺陷。此外，CPU更能夠編程用于存儲(chǔ)處理過程中的信息，更具體的說，是數(shù)據(jù)庫(kù)中的 處理圖像和發(fā)現(xiàn)的缺陷。至于采集圖像、處理采集圖像以及晶片12上缺陷的檢測(cè)將在下面 進(jìn)行詳細(xì)描述。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)上述的內(nèi)容，明場(chǎng)照明器26發(fā)射或提供明場(chǎng)照 明和每個(gè)低角度暗場(chǎng)照明器26及高角度暗場(chǎng)照明器30發(fā)射或提供暗場(chǎng)照明(以下分別簡(jiǎn) 稱為暗場(chǎng)低角度或DLA照明和暗場(chǎng)高角度或DHA照明)，每個(gè)伴隨著一個(gè)不同的射線路徑或 光路3。一個(gè)伴隨著明場(chǎng)照明的優(yōu)選的第一光線路徑100的流程圖如圖10所示。在第一光線路徑100的步驟102中，由明場(chǎng)照明器26提供明場(chǎng)照明或光線。如前 所述，明場(chǎng)照明從明場(chǎng)照明器26的第一光纖中射出。更進(jìn)一步說，第一光纖照明引導(dǎo)明場(chǎng) 照明從明場(chǎng)照明器26中發(fā)射，明場(chǎng)照明經(jīng)過一個(gè)聚光鏡44。聚光鏡44用于集中明場(chǎng)照明。在步驟104中，第一反射表面46或第一反光鏡反射明場(chǎng)照明，由第一反射表面46 反射的明場(chǎng)照明指向第一分光器48。在步驟106中，第一分光器48反射至少一部分明場(chǎng)照明。第一分光器48具有一 個(gè)30 70的反射/傳輸比(reflection/transmission R/T)率。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人 員應(yīng)當(dāng)理解，第一分光器48可按需調(diào)節(jié)，用于控制明場(chǎng)照明反射或傳輸?shù)膹?qiáng)度或數(shù)量。由第一分光器48反射的明場(chǎng)照明指向檢測(cè)位置。更具體地說，由第一分光器48 反射的明場(chǎng)照明指向檢測(cè)位置正上方的物鏡40。在步驟108中，明場(chǎng)照明器26由物鏡40 集中在檢測(cè)位置或放置在檢測(cè)位置的晶片12上。明場(chǎng)照明器26提供明場(chǎng)照明，并集中在檢測(cè)位置，光照晶片12，更具體的說，光照 晶片12定位在檢測(cè)位置的一部分。在步驟110中，明場(chǎng)照明由設(shè)置在檢測(cè)位置的晶片12 反射。在步驟112中，由晶片12反射的明場(chǎng)照明通過物鏡40。如前所述，物鏡40具有無 窮的糾正像差。因此，明場(chǎng)照明通過物鏡并由物鏡40校準(zhǔn)。放大鏡對(duì)明場(chǎng)照明的放大程度 取決于物鏡40的放大系數(shù)。明場(chǎng)照明通過物鏡40指向第一分光器48。在步驟114中，投射到第一分光器48的明場(chǎng)照明及其中一部分通過第一分光器48傳輸。步驟114中，第一分光器48傳輸?shù)拈L(zhǎng) 度取決于第一分光器48的R/T比。明場(chǎng)照明通過第一分光器48后指向第二分光器50。系統(tǒng)10的第二分光器50為一個(gè)具有預(yù)先設(shè)定的R/T比的立方體分光器50，R/T 比為50/50。該R/T比可按需要改變。立方體分光器50是因?yàn)榱⒎襟w分光器50將接收到 的光照分成兩個(gè)光路。因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，由于此目的，立體分光器50的結(jié) 構(gòu)和形狀可以提供更好的性能和對(duì)準(zhǔn)。由第二分光器50反射或傳輸?shù)墓庹盏拈L(zhǎng)度取決于 第二分光器50的R/T比。在步驟116中，明場(chǎng)光照投射到第二分光器50。投射到分光器上 的明場(chǎng)照明由此處傳輸或反射。通過第二分光器50的明場(chǎng)照明指向第一圖像采集裝置32。步驟118中明場(chǎng)照明 通過第一管鏡36然后進(jìn)入步驟120中的第一圖像采集裝置32。第一管鏡36有助于將校準(zhǔn) 后的明場(chǎng)照明集中到第一圖像采集裝置32的第一圖像采集平面。明場(chǎng)照明集中到第一圖 像采集平面使第一圖像采集裝置32采集一個(gè)明場(chǎng)圖像。由第一圖像采集平面采集的明場(chǎng)圖像優(yōu)選的轉(zhuǎn)換為圖像信號(hào)。圖像信號(hào)隨后經(jīng)傳 輸或下載至CPU，圖像信號(hào)傳輸至CPU也被稱為數(shù)據(jù)傳送。之后，CPU至少會(huì)對(duì)明場(chǎng)圖像進(jìn) 行處理或存儲(chǔ)在CPU內(nèi)。明場(chǎng)照明由第二分光器50反射并指向第二圖像采集裝置34。步驟122中，明場(chǎng)照 明通過第二管鏡38，然后，步驟124中，進(jìn)入第二圖像采集裝置34。第二管鏡38有助于經(jīng) 過校準(zhǔn)后的明場(chǎng)照明集中至第二圖像采集平面。明場(chǎng)照明集中至第二圖像平面幫助第二圖 像采集裝置34采集一個(gè)明場(chǎng)圖像。由第二圖像采集平面采集的明場(chǎng)圖像優(yōu)選的轉(zhuǎn)換為圖像信號(hào)。圖像信號(hào)隨后經(jīng)傳 輸或下載至CPU，圖像信號(hào)傳輸至CPU也被稱為數(shù)據(jù)傳送。之后，CPU至少會(huì)對(duì)傳輸?shù)拿鲌?chǎng) 圖像進(jìn)行處理或存儲(chǔ)在CPU內(nèi)。。一個(gè)優(yōu)選的第二光線路徑200伴隨暗高角度(DHA)照明的一個(gè)流程圖如圖11所
7J\ ο在步驟202中的第二光線路徑200，DHA照明由高角度光照器30提供。如前所述， 第二光纖能幫助指引由高角度暗場(chǎng)照明器30提供的DHA照明。DHA照明直接集中在檢測(cè)位 置，而不需要通過像物鏡40之類的光學(xué)元件或附件。在步驟204中，指向檢測(cè)位置的DHA照明被放置在檢測(cè)位置的晶片12或它的一部 分反射。在步驟206中，從晶片12反射的DHA照明通過物鏡40。在步驟206中，具有無窮 糾正像差的物鏡40校準(zhǔn)DHA照明從物鏡位置通過。DHA照明通過物鏡40直接指向第一分光器48。在步驟208中，DHA照明投至第一 分光器48，DHA照明的一部分通過第一分光器48，DHA照明在第一分光器48內(nèi)傳輸?shù)拈L(zhǎng)度 取決于第一分光器48的R/T比。DHA照明傳輸通過第一分光器48直接指向第二分光器50。在步驟210中，DHA照 明投射至第二分光器50上，投射到第二分光器50上的DHA照明的傳輸或反射取決于第二 分光器50的R/T比。在步驟212中，通過第二分光器50傳輸?shù)腄HA照明通過第一管鏡36，然后，在步驟 214中，進(jìn)入第一圖像采集裝置32。第一管鏡36有助于將校準(zhǔn)后的DHA光照集中至第一圖 像采集裝置32的第一義圖像采集平面。DHA照明集中至第一圖像采集平面有助于一個(gè)暗場(chǎng)
15圖像的采集，更具體來講，通過第一圖像采集裝置32采集一個(gè)暗場(chǎng)高角度(DHA)圖像。另外，DHA照明由第二分光器50反射。在步驟216中，從第二分光器50反射后 的DHA照明傳輸通過第二管鏡38，然后，在步驟218中，進(jìn)入第二圖像采集裝置34。第二管 鏡38有助于將校準(zhǔn)后的DHA照明集中在第二采集裝置34的第二圖像采集平面。DHA照明 集中在第二圖像采集平面有助于暗場(chǎng)圖像的采集，更為具體的是通過第二圖像采集裝置34 采集一個(gè)暗場(chǎng)高角度(DHA)圖像。如圖12所示，一個(gè)優(yōu)選的第三光線路徑250伴隨暗場(chǎng)低角度(DLA)照明的流程圖。在包含第三光線路徑200的步驟252中，DLA照明由低角度暗場(chǎng)照明器28提供。 第三光纖有助于引導(dǎo)由低角度暗場(chǎng)照明器28提供的DLA照明。DLA照明直接照射在檢測(cè)位 置，不需要通過像物鏡40之類的光學(xué)元件或附件。在步驟254中，指向檢測(cè)位置的DLA光照被設(shè)置在檢測(cè)位置的晶片12或其上一部 分反射。在步驟256中，被半導(dǎo)體晶片反射的DLA光照通過物鏡40。在步驟256中，具有無 窮糾正像差的物鏡40校準(zhǔn)DLA從物鏡位置通過。DLA照明通過物鏡40之間指向第一分光器48，在步驟258中，投射至第一分光器 48的DLA照明和其一部分傳輸通過第一分光器48。傳輸通過第一分光器48的傳輸長(zhǎng)度取 決于第一分光器的R/T比。DLA照明傳輸通過第一分光器48后直接指向第二分光器50。在步驟260中，DLA 照明投射至第二分光器50。投射至第二分光器50的DLA的傳輸或反射取決于第二分光器 50的R/T比。在步驟262中傳輸通過第二分光器50的DLA光照通過管鏡36，然后，在步驟264 中，進(jìn)入第一圖像采集裝置。第一管鏡36有助于將校準(zhǔn)后的DLA照明集中照射至第一圖像 采集裝置32的第一圖像采集平面。集中光照在第一圖像采集平面的DLA照明有助于一個(gè) 暗場(chǎng)圖像的采集，更具體來講，通過第一圖像采集裝置32采集暗場(chǎng)高角度(DLA)圖像。另外，DLA照明由第二分光器50反射。在步驟266中，從第二分光器50反射的DLA 照明通過第二管鏡38，在步驟268中，進(jìn)入第二圖像采集裝置。第二管鏡38有助于將校準(zhǔn) 后的DLA光照集中照射至第二圖像采集裝置34的第二圖像采集平面。集中照射在第二圖 像采集平面的DLA圖像有助于一個(gè)暗場(chǎng)圖像的采集，更具體來說，由第二圖像采集裝置34 采集一個(gè)暗場(chǎng)高角度(DLA)圖像。本領(lǐng)域的技術(shù)人員從上述描述中應(yīng)當(dāng)理解，DHA照明和DLA照明經(jīng)過晶片12反射 后遵循一個(gè)相似的光線路徑。然而，DHA照明的第二光線路徑200和DLA照明的第三光線 路徑250可以用本領(lǐng)域所指技術(shù)分別對(duì)其進(jìn)行改變。另外，DHA光照和DLA光照投射到放 置在檢測(cè)位置的晶片12的角度可以按照需要調(diào)整，以增強(qiáng)缺陷檢測(cè)的精度。例如，DHA光 照和DLA光照投射到放置在檢測(cè)位置的晶片12的角度可以根據(jù)設(shè)置在檢測(cè)位置的晶片12 的類型或系統(tǒng)10的使用者的所需進(jìn)行調(diào)整。被每個(gè)第一圖像采集裝置32和第二圖像采集裝置34所采集的DHA圖像和DLA圖 像被轉(zhuǎn)換為圖像信號(hào)，圖像信號(hào)隨后被傳送或下載至CPU。圖像信號(hào)傳送至CPU也被稱為數(shù) 據(jù)傳送。之后，CUP根據(jù)需求處理或存儲(chǔ)傳輸?shù)腄HA圖像或DLA圖像。
如上所述，第一圖像采集裝置32和第二圖像采集裝置34具有各自相對(duì)的預(yù)定空 間位置。物鏡40和第一管鏡36及第二管鏡38的共同使用有利于第一圖像采集裝置32和 第二圖像采集裝置34的空間定位。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)更加理解到，其他光學(xué)元件或附 件，例如反光鏡也可用于引導(dǎo)明場(chǎng)照明、DHA照明及DLA照明，并也有利于第一圖像采集裝 置32和第二圖像采集裝置34的空間定位。更為優(yōu)選地，第一圖像采集裝置32和第二圖像 采集裝置34的空間位置參考檢測(cè)位置設(shè)定。第一圖像采集裝置32和第二圖像采集裝置34 的空間位置的設(shè)定增加系統(tǒng)10檢測(cè)晶片的精度和效率中的至少一方面的性能。例如，第一 圖像采集裝置32和第二圖像采集裝置34相對(duì)于檢測(cè)位置的空間位置的設(shè)定優(yōu)選的用于減 少與移動(dòng)圖像采集裝置或照相機(jī)有關(guān)的校準(zhǔn)損耗和校準(zhǔn)反饋損耗。系統(tǒng)10的光學(xué)檢測(cè)頭14更進(jìn)一步包括一個(gè)第三照明器(下文稱為細(xì)線照明器 52)。細(xì)線照明器52也叫作細(xì)線照明發(fā)射器。細(xì)線照明器52發(fā)射或提供細(xì)線照明。細(xì)線 照明器52是一個(gè)用于提供細(xì)線激光照明的激光源。另外，細(xì)線照明器52是用以提供寬頻 細(xì)線照明的寬頻照明器。細(xì)線照明指向檢測(cè)位置，更具體的是以預(yù)設(shè)的角度，指向設(shè)置在檢 測(cè)位置的晶片12，該角度可以根據(jù)需要改變。一個(gè)鏡面裝置54或反光鏡被優(yōu)選以耦合或設(shè) 置一個(gè)與細(xì)線照明器52相對(duì)的位置，以引導(dǎo)細(xì)線照明指向檢測(cè)位置。系統(tǒng)10的光學(xué)檢測(cè)頭14進(jìn)一步包括一個(gè)第三圖像采集裝置(下文稱為三維(3D) 圖像照相機(jī)56)。三維圖像照相機(jī)56接收由晶片12反射的細(xì)線照明。進(jìn)入3D圖像照相 機(jī)56的細(xì)線照明集中照射在3D圖像采集平面(圖中未顯示)并由此采集晶片12的3D圖 像。3D光學(xué)裝置包括如圖13所示的細(xì)線照明器52和3D圖像照相機(jī)56。光寫檢測(cè)頭14進(jìn)一步包括一個(gè)用于3D圖像照相機(jī)的物鏡(以下稱為3D圖像物 鏡58)。由晶片12反射的細(xì)線照明通過3D圖像物鏡58，然后進(jìn)入3D圖像照相機(jī)56。3D 圖像物鏡58具有無窮糾正像差的功能。因此，細(xì)線照明通過3D圖像物鏡58并由此校準(zhǔn)。 光學(xué)檢測(cè)頭14進(jìn)一步包括用于3D圖像物鏡58和3D圖像照相機(jī)56的一個(gè)管鏡60。管鏡 60使校準(zhǔn)后的細(xì)線光照聚焦至3D圖像采集平面。管鏡60和3D圖像物鏡58和3D圖像照 相機(jī)56的配合使用方便了 3D圖像照相機(jī)56的靈活定位和重構(gòu)。另外，管鏡60和3D圖像 物鏡58和3D圖像照相機(jī)56的配合使用也方便引入其他光學(xué)元件或附件進(jìn)入3D圖像物鏡 58和管鏡60之間。細(xì)線照明器52和3D圖像照相機(jī)56共同使用方便晶片12的3D圖像掃描和檢測(cè)。 細(xì)線照明器52和3D圖像照相機(jī)56都耦合至CPU，其幫助細(xì)線照明器52和3D圖像照相機(jī) 56的協(xié)調(diào)或同步操作。更為優(yōu)選地，系統(tǒng)10使用自動(dòng)的3D圖像掃描和檢測(cè)晶片12。該自 動(dòng)的3D圖像掃描和檢測(cè)晶片12優(yōu)選地受到CPU的控制。另外，光學(xué)檢測(cè)頭14包括一個(gè)復(fù)查圖像采集裝置62。復(fù)查圖像采集裝置62例如 為一個(gè)彩色照相機(jī)。復(fù)查圖像采集裝置62采集彩色圖像。另外，復(fù)查圖像采集裝置62也 采集單色圖像。復(fù)查圖像采集裝置62采集晶片12的至少一個(gè)確定了的復(fù)查圖像，以分類 和復(fù)查晶片12上的缺陷檢測(cè)。光學(xué)檢測(cè)頭14進(jìn)一步包括分別用于實(shí)施明場(chǎng)照明和暗場(chǎng)照明的復(fù)查明場(chǎng)照明器 62和復(fù)查暗場(chǎng)照明器64。復(fù)查圖像采集裝置60接收分別由明場(chǎng)照明器62和復(fù)查暗場(chǎng)照 明器64提供的明場(chǎng)照明和暗場(chǎng)照明，并由晶片12反射，用于采集晶片12的復(fù)查圖像。另 外，復(fù)查圖像采集裝置60采集由可選照明器提供的照明。例如上述描述的一個(gè)例子，用于采集晶片12的復(fù)查圖像。復(fù)查圖像采集裝置60采集晶片12的高分辨率圖像。圖14描述了復(fù)查明場(chǎng)照明器62、復(fù)查暗場(chǎng)照明器64、復(fù)查圖像采集裝置60以及 他們之間的照明形式。圖15描述了伴隨著由復(fù)查明場(chǎng)照明器62提供的明場(chǎng)照明的一個(gè)優(yōu) 選的第四光線路徑300的流程圖。在包括第四光線路徑300的步驟302中，明場(chǎng)照明由復(fù)查明場(chǎng)照明器62提供。由 復(fù)查明場(chǎng)照明器62提供的明場(chǎng)照明被指向一個(gè)第一反射表面66。在步驟304中，由明場(chǎng)照 明由復(fù)查明場(chǎng)照明器62提供，由復(fù)查明場(chǎng)照明器62提供的明場(chǎng)照明指向一個(gè)第一反射表 面66。在步驟304中，明場(chǎng)照明由第一反射表面66反射并被引導(dǎo)指向一個(gè)分光器68。在 之后的步驟306中，投射至分光器68的明場(chǎng)照明由此反射并指向檢測(cè)位置。由分光器68 反射的明場(chǎng)照明的長(zhǎng)度取決于分光器的R/T比率。在步驟308中，明場(chǎng)光照被設(shè)置在檢測(cè)位置的晶片12或其上一部分反射。在步驟 310中，被反射的明場(chǎng)光照通過一個(gè)復(fù)查物鏡70。復(fù)查物鏡70被繼承為物鏡裝置或物鏡集 合。復(fù)查物鏡具有無窮糾正像差的能力。因此，通過復(fù)查物鏡70的明場(chǎng)光照在步驟310中 被復(fù)查物鏡70所校準(zhǔn)。在步驟312中，投射至分光器68的明場(chǎng)照明并且它的一部分從該處傳輸。通過分 光器68的明場(chǎng)照明的長(zhǎng)度取決于分光器68的R/T比率。在步驟314中，明場(chǎng)照明通過一 個(gè)復(fù)查管鏡72，然后，在步驟316中，進(jìn)入復(fù)查圖像采集裝置60。復(fù)查管鏡72將校準(zhǔn)后的 明場(chǎng)照明集中照射在復(fù)查圖像采集裝置60的一個(gè)圖像采集平面。明場(chǎng)照明集中照射在復(fù) 查圖像采集裝置的圖像采集平面有助于步驟318中的復(fù)查明場(chǎng)圖像的采集。復(fù)查物鏡70和復(fù)查管鏡72之間的明場(chǎng)照明的瞄準(zhǔn)有利于他們之間光學(xué)元件和附 件的引入。另外，復(fù)查物鏡70和復(fù)查管鏡72之間的明場(chǎng)照明的瞄準(zhǔn)按復(fù)查圖像采集裝置 60的需要靈活定位和重構(gòu)。如圖16所示，由復(fù)查暗場(chǎng)照明器64提供的暗場(chǎng)照明的一個(gè)優(yōu)選的第五光線路徑 350的流程圖。在包含第五光路徑350的步驟352中，暗場(chǎng)光照由復(fù)查暗場(chǎng)光照器64提供，由復(fù) 查暗場(chǎng)光照64提供的暗場(chǎng)照明直接集中照射在檢測(cè)位置。另外，由復(fù)查暗場(chǎng)光照64提供 的暗場(chǎng)照明優(yōu)選地以一個(gè)與晶片12的水平面成一個(gè)預(yù)設(shè)的角度指向檢測(cè)位置。該預(yù)設(shè)的 角度優(yōu)選的為一個(gè)高角度，并且可以用本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的技術(shù)按需要進(jìn)行調(diào)整。在步驟354中，暗場(chǎng)光照被放置在檢測(cè)位置的晶片12或其上的一部分反射。在步 驟356中，被反射的暗場(chǎng)光照然后通過復(fù)查物鏡70。在步驟356中，暗場(chǎng)照明通過復(fù)查物鏡 70并被復(fù)查物鏡70所校準(zhǔn)。在步驟358中，投射至分光器的經(jīng)過校準(zhǔn)后的暗場(chǎng)照明及其一部分從該處傳輸。 通過分光器68的暗場(chǎng)照明的長(zhǎng)度取決于分光器68的R/T比率。之后，在步驟360中，所述 的暗場(chǎng)照明通復(fù)查管鏡72，然后，在步驟362中進(jìn)入復(fù)查圖像采集裝置60。第四管鏡72將 校準(zhǔn)后的暗場(chǎng)照明集中照射在復(fù)查圖像采集裝置60的一個(gè)圖像采集平面。暗場(chǎng)照明集中 照射在復(fù)查圖像采集裝置60的圖像采集平面有助于步驟364中的復(fù)查明場(chǎng)圖像的采集。復(fù) 查物鏡70和復(fù)查管鏡72之間的每個(gè)明場(chǎng)照明和暗場(chǎng)照明的瞄準(zhǔn)增強(qiáng)了系統(tǒng)10的設(shè)計(jì)和 重構(gòu)的方便，了他們之間光學(xué)元件和附件的引入。進(jìn)一步說，復(fù)查物鏡70和復(fù)查管鏡72之 間的明場(chǎng)照明的瞄準(zhǔn)優(yōu)選地按復(fù)查圖像采集裝置60的需要靈活定位和重構(gòu)，從而當(dāng)晶片
1812在運(yùn)動(dòng)過程中方便明場(chǎng)圖像和暗場(chǎng)圖像的采集。采集到的復(fù)查明場(chǎng)圖像和暗場(chǎng)圖像被轉(zhuǎn)換成圖片信號(hào)，并由復(fù)查采集裝置60傳 輸至可編程控制器，由此進(jìn)行處理存儲(chǔ)或保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中。復(fù)查圖像采集裝置60可以具有一個(gè)相對(duì)于檢測(cè)位置的固定空間位置。復(fù)查圖像 采集裝置60的固定空間位置優(yōu)選地減小與移動(dòng)圖像采集裝置或照相機(jī)有關(guān)的校準(zhǔn)損耗和 校準(zhǔn)反饋損耗，從而增強(qiáng)復(fù)查明場(chǎng)圖像和復(fù)查暗場(chǎng)圖像的采集的質(zhì)量。系統(tǒng)10進(jìn)一步包括振動(dòng)隔離器24，被共同稱為穩(wěn)定裝置。當(dāng)系統(tǒng)正常工作時(shí)，系 統(tǒng)10被優(yōu)選地安裝在振動(dòng)隔離器24或穩(wěn)定裝置上。系統(tǒng)10包括四個(gè)振動(dòng)隔離器24，每 個(gè)振動(dòng)隔離器放置在系統(tǒng)10的一個(gè)不同角落。振動(dòng)隔離器24有助于支持和穩(wěn)定系統(tǒng)10。 每個(gè)振動(dòng)隔離器24優(yōu)選地為一個(gè)可壓縮結(jié)構(gòu)或罐結(jié)構(gòu)，其能吸收地面的振動(dòng)，從而作為一 個(gè)緩沖以防止地面的振動(dòng)傳輸至系統(tǒng)。通過阻止不需要的對(duì)系統(tǒng)10的振動(dòng)或物理移動(dòng)，振 動(dòng)隔離器24有助于增強(qiáng)由每個(gè)第一圖像采集裝置32所采集的圖像的質(zhì)量。第二圖像采集 裝置34，3D圖像照相機(jī)56和復(fù)查照相機(jī)60改進(jìn)了晶片12的檢測(cè)質(zhì)量。依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，提供了一個(gè)優(yōu)選的用于檢測(cè)晶片12的方法400。 圖17描述了實(shí)施方法400的方法流程圖。用于晶片12的檢測(cè)的方法400至少實(shí)施晶片12 上缺陷的檢測(cè)、分類及復(fù)查中的一種。用于晶片12的檢測(cè)的實(shí)施方法400利用參考圖像(也被稱為極好參考或極好參 考圖)，對(duì)比采集到的晶片12的圖像用于至少包括晶片12上缺陷的檢測(cè)、分類及復(fù)查中的 一種。為了清晰起見，在描述用于檢測(cè)半導(dǎo)體晶片的實(shí)施方法400前，提供了一個(gè)實(shí)施參考 圖像的生成過程900。如18描述了實(shí)施參考圖像生成過程900的流程圖。實(shí)施參考圖像生成過程900在參考圖形生成過程900的步驟902中，該方法包括在晶片12上加載一個(gè)參考區(qū) 域的預(yù)設(shè)編號(hào)。該方法優(yōu)選地由電腦軟件編程設(shè)計(jì)產(chǎn)生。另外，該方法也可以手動(dòng)產(chǎn)生。該 方法可以存儲(chǔ)在CPU的數(shù)據(jù)庫(kù)中。另外，該方法也可存儲(chǔ)在外部數(shù)據(jù)庫(kù)或存儲(chǔ)空間內(nèi)。每個(gè)參考區(qū)域的預(yù)設(shè)編號(hào)設(shè)置在晶片12上，它的質(zhì)量是不為人所知的。多個(gè)參考 區(qū)域的使用有助于補(bǔ)償晶片12的不同部位的表面振動(dòng)或多個(gè)晶片12之間振動(dòng)的可能。這 樣的表面振動(dòng)包括，但不限于，各個(gè)不同平面度和光照強(qiáng)度。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解， 參考區(qū)域的預(yù)設(shè)編號(hào)表示晶片12的整個(gè)表面面積。另外，參考區(qū)域的預(yù)設(shè)數(shù)字也可表示多 個(gè)芯片上的多個(gè)預(yù)設(shè)位置。在步驟904中，選擇第一參考區(qū)域，在之后的步驟906中，圖像的一個(gè)預(yù)設(shè)的編號(hào) (“η”)被選擇的參考區(qū)域的第一采集位置所獲得。更為具體來講，η個(gè)圖像被選擇參考區(qū) 域的每個(gè)預(yù)設(shè)位置所獲得，選好的參考區(qū)域的預(yù)設(shè)位置的編號(hào)和位置可以按需要改變并且 可以方便的通過軟件編程或手動(dòng)輸入的方式進(jìn)行改變。根據(jù)需要，能夠通過利用第一圖像采集裝置32、第二圖像采集裝置34、3D圖像照 相機(jī)56和復(fù)查圖像采集裝置62這其中的至少一種裝置來采集η個(gè)圖像。另外，也能夠用 不同的圖形采集裝置來獲得η個(gè)圖像。用于獲得η個(gè)圖像的照明可以按照需要變化，例如 用一種或混合的明場(chǎng)照明，DHA照明、DLA照明和細(xì)線照明。用于采集η個(gè)圖像的色彩、波長(zhǎng) 和光強(qiáng)可以按需要選擇和變化。每個(gè)位置的多個(gè)圖像的采集使在參考圖像生成時(shí)考慮到照明的振動(dòng)，在參考圖像的采集過程中的使用光學(xué)設(shè)備及成像裝置。由于光照條件之間的變化，參考圖像生成的方 法減少了對(duì)缺陷檢測(cè)及分類的不需要的振動(dòng)或影響。另外，一些可選參考區(qū)域的圖像可能 被每個(gè)具體的光照條件所采集。在每個(gè)具體光照條件下的多個(gè)圖像的采集對(duì)閃光燈及閥門 引起照明振動(dòng)起補(bǔ)償作用，使其正常化。η個(gè)圖像存儲(chǔ)至CPU的書庫(kù)庫(kù)中。另外，η個(gè)圖像也可按需要存儲(chǔ)在外部數(shù)據(jù)庫(kù)或 存儲(chǔ)空間內(nèi)。在步驟908中，步驟906所采集的η個(gè)圖像被排成一線并進(jìn)行預(yù)處理。優(yōu)選 地，記下步驟906中采集的η個(gè)圖像的子像素。使用現(xiàn)有的方法對(duì)采集的η個(gè)圖像的子像 素進(jìn)行記錄，這些方法包括但不限于，用一個(gè)或多個(gè)二進(jìn)制、灰階或幾何圖像匹配在一個(gè)或 多個(gè)晶片上形成痕跡隆起物或墊。在步驟910中，計(jì)算η個(gè)圖像的參考強(qiáng)度。更具體來講，計(jì)算在選擇的參考區(qū)域的 預(yù)設(shè)位置所采集的每個(gè)圖像的參考強(qiáng)度。η個(gè)圖像的參考強(qiáng)度的計(jì)算有助補(bǔ)償晶片12 (或 多個(gè)晶片)上的不同位置和區(qū)域的顏色振動(dòng)，使其正?；?。更一進(jìn)步的是，每個(gè)η個(gè)圖像的 參考強(qiáng)度的計(jì)算有助于描述或補(bǔ)償晶片12 (或多個(gè)晶片)上的不同位置和區(qū)域的其他表面 振動(dòng)。步驟910的結(jié)果計(jì)算了 η的參考強(qiáng)度，η個(gè)參考強(qiáng)度一一對(duì)應(yīng)η個(gè)圖像，在步驟912 中，計(jì)算每個(gè)圖像的每個(gè)像素的大量靜態(tài)信息。大量靜態(tài)信息的計(jì)算包括，但不限于，每個(gè) 圖像的每個(gè)像素的平均值，范圍，標(biāo)準(zhǔn)偏離，最大強(qiáng)度和最小強(qiáng)度。更為具體地，平均數(shù)是每個(gè)η個(gè)η個(gè)圖像的每個(gè)像素的參考強(qiáng)度的一個(gè)幾何均數(shù)。 幾何均數(shù)是一種平均值或平均數(shù)，其表示一組數(shù)據(jù)或η個(gè)數(shù)字的中心均數(shù)或均值，由該組 數(shù)據(jù)首先相乘，然后開η次根號(hào)得到，產(chǎn)生幾何均數(shù)的方程如下所示 幾何均數(shù)的計(jì)算不同于數(shù)學(xué)均值或中位數(shù)，它防止了 η個(gè)圖像中每個(gè)圖像的每個(gè) 像素的平均強(qiáng)度的計(jì)算在數(shù)據(jù)組中極端值的不合理的影響。另外，計(jì)算η個(gè)圖像的每個(gè)像素的絕對(duì)強(qiáng)度的范圍(以下稱之為Ri)，η個(gè)圖像的 每個(gè)像素對(duì)應(yīng)的Ri是η個(gè)圖像的每個(gè)像素的絕對(duì)強(qiáng)度的最大值和最小值之間的值。如前所述，也可以計(jì)算步驟906中所采集的第一參考區(qū)域的η個(gè)圖像中每個(gè)圖像 的每個(gè)像素強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)偏離值。更具體來說，標(biāo)準(zhǔn)偏離值是一個(gè)幾何標(biāo)準(zhǔn)的偏離值，其描述 了一組具有優(yōu)選值為幾何均值的數(shù)據(jù)如何分散的，標(biāo)準(zhǔn)的偏離公式如下所示 其中μ g是一組數(shù){Al，A2，. . .，An}的幾何均值。在步驟914中，采集到的η個(gè)圖像，連同他們相應(yīng)的信息，例如晶片12上或第一參 考區(qū)域上的位置，被臨時(shí)保存。步驟912中計(jì)算的統(tǒng)計(jì)信息也在步驟914中被臨時(shí)保存。上 述數(shù)據(jù)保存在CPU的數(shù)據(jù)庫(kù)中。另外，上述數(shù)據(jù)按需要保存在可選的數(shù)據(jù)庫(kù)或存儲(chǔ)空間內(nèi)。在步驟916中，決定了是否需要被選參考區(qū)域的更多圖像。步驟916優(yōu)選地通過軟件控制或者自動(dòng)執(zhí)行。步驟916的執(zhí)行依靠步驟910和步驟912所得到的信息。另外， 步驟916手動(dòng)操作或由本領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)控制。如果在步驟916中決定了需要更多選擇參考區(qū)域內(nèi)的圖像，重復(fù)步驟904至步驟 916的步驟。步驟904至步驟916可以按照需要重復(fù)任何次數(shù)。當(dāng)步驟916中決定不再需 要第一參考區(qū)域內(nèi)的圖像時(shí)，步驟918決定步驟904至916是否需要被重復(fù)用于下一個(gè)參 考區(qū)域的預(yù)設(shè)編號(hào)的參考區(qū)域(以本發(fā)明的描述目的為例，是指第二個(gè)參考區(qū)域)。步驟 918是有軟件控制并自動(dòng)執(zhí)行的。另外，步驟918優(yōu)選地用在步驟910、912或916中的至少 一個(gè)步驟所得到的信息實(shí)施，步驟918可手動(dòng)操作或由本領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)控制。如果在步驟918中確定了需要被采集的第二參考區(qū)域的圖像，例如，對(duì)于第二參 考區(qū)域，如果步驟904至916需要被重復(fù)，產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)用于重復(fù)步驟904至步驟916。步 驟904至步驟918可以按需要被重復(fù)多次。步驟904至步驟916的重復(fù)由軟件控制或自動(dòng) 化控制。當(dāng)步驟918中決定步驟904至918不需要重復(fù)，例如不需要參考區(qū)域的預(yù)設(shè)編號(hào) 的下一個(gè)參考區(qū)域的圖像，黃金參考圖像(下面稱作為參考圖像)然后在步驟920中得到計(jì)算。參考圖像的計(jì)算或獲得優(yōu)選地通過軟件控制，并通過一些列的編程指南加以實(shí) 施。一下步驟作為計(jì)算參考圖像的實(shí)施步驟。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在參考圖像的 計(jì)算過程的執(zhí)行中，其他的步驟或技術(shù)可互補(bǔ)于以下步驟。在步驟922中，決定具有大于預(yù)先確定限度的參考強(qiáng)度的像素。另外，在步驟922 中決定了一個(gè)具有像素范圍大于預(yù)先確定范圍的像素。步驟922中的預(yù)先確定的限度和范 圍可以通過軟件選擇和確定或通過手動(dòng)加以確定。在步驟924中，識(shí)別具有像素強(qiáng)度的標(biāo) 準(zhǔn)偏差大于預(yù)設(shè)值的像素。步驟924的預(yù)設(shè)值可以用軟件選擇或確定或者通過手動(dòng)操作確 定。如果在步驟922至924中確定了具有參考強(qiáng)度超過預(yù)設(shè)值或預(yù)設(shè)范圍的像素，在步驟 926中，先前所保存的圖像，如在步驟914中保存的圖像，被重新裝載用于重復(fù)步驟904至 924中的一步或多步。步驟922至步驟926方便包括特定像素強(qiáng)度的像素的圖像識(shí)別。更具體講，步驟 922至926使包括具有超出預(yù)先設(shè)定的限度和范圍的參考強(qiáng)度的像素的圖像識(shí)別，例如， “不合需要”圖像鑒定的識(shí)別。更具體的講，步驟922至926從參考圖像計(jì)算中消除了 “不 合需要”的像素，以助于防止“不合需要”像素對(duì)參考圖像的最終參考像素值的影響。“不合需要”圖像被丟棄，這便于缺陷數(shù)據(jù)或圖像的排除，從而阻止影響或防止具 有產(chǎn)生參考圖像的類似缺陷數(shù)據(jù)的出現(xiàn)。在步驟928中，整理包括在預(yù)設(shè)限度和預(yù)設(shè)范圍 內(nèi)的像素的圖像(例如沒有丟棄的圖像)。優(yōu)選地，參考圖像產(chǎn)生過程900的產(chǎn)生以下圖像數(shù)據(jù)經(jīng)整理的每個(gè)圖像的每個(gè)像素強(qiáng)度的正?；骄怠＝?jīng)整理的每個(gè)圖像的每個(gè)像素強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)偏差。經(jīng)整理的每個(gè)圖像的每個(gè)像素的最大和最小強(qiáng)度。在步驟702中確定的參考區(qū)域的每個(gè)預(yù)設(shè)編號(hào)的平均參考強(qiáng)度。步驟928中整理的圖像表示參考圖像。參考圖像，連同圖像數(shù)據(jù)被進(jìn)一步包括在 步驟928中。參考圖像和他相應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)都優(yōu)選地被包括載CPU的數(shù)據(jù)庫(kù)中。另外，參
21考圖像和他們的相應(yīng)圖像數(shù)據(jù)可有選擇的被保存在可選的數(shù)據(jù)庫(kù)或存儲(chǔ)空間內(nèi)。本領(lǐng)域的 技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，步驟922和步驟926幫助減少了被需要用以存儲(chǔ)參考圖像和他們的相 應(yīng)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)空間的量和尺寸，從而使方法400更高速或更準(zhǔn)確的實(shí)施。每個(gè)像素的平均強(qiáng)度被優(yōu)選地正?；?55，為了顯示和形象化參考圖像。本領(lǐng)域 的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，每個(gè)像素的平均強(qiáng)度可以正?；烈粋€(gè)可選的值，以顯示和形象化 參考圖像?？梢砸砸粋€(gè)設(shè)定了的多次數(shù)重復(fù)步驟904至步驟928，使至少一個(gè)第一圖像采集 裝置32、第二采集裝置34及復(fù)查照相機(jī)中的至少一個(gè)采集相應(yīng)的多個(gè)圖像。另外，步驟904 至928可重復(fù)以不同的照明或照明條件采集圖像，依照所需要的，例如明場(chǎng)照明、DHA照明、 DLA照明以及細(xì)線照明。步驟904至928的重復(fù)產(chǎn)生參考圖像用于多種照明或多種照明條 件，并且按需要采用多種圖像采集裝置。如前所述，晶片12 (多層晶片)的多個(gè)參考區(qū)域和多種光照條件產(chǎn)生的參考圖像 幫助確保說明及需要補(bǔ)償由于光條件的變化伴隨的采集圖像在質(zhì)量上的變化。例如，在晶 片12的不同參考區(qū)域的參考圖像的采集(例如晶片12上的不同區(qū)域)優(yōu)選地確保說明和 補(bǔ)償晶片12上的不同區(qū)域的顏色的變化。步驟904和928都被優(yōu)選地通過CPU執(zhí)行和控制。優(yōu)選地，步驟904至928至少 由一個(gè)軟件編程所執(zhí)行或控制。另外，需要的話，步驟904至步驟928中至少有一步由手動(dòng) 協(xié)助。通過實(shí)施參考圖像產(chǎn)生過程900產(chǎn)生的參考圖像被用于與隨后在晶片12上采集到 的圖像進(jìn)行比較，由此使得在晶片12上實(shí)施檢測(cè)、分類及復(fù)查中的至少一種方式。如前所述，本發(fā)明提供一種實(shí)施方法400用于檢測(cè)晶片12，由此在半導(dǎo)體晶片上 進(jìn)行檢測(cè)、分類及復(fù)查中的至少一種方式。在方法400的步驟402中，晶片12通過系統(tǒng)10裝載在晶片工作臺(tái)16上進(jìn)行檢 測(cè)，優(yōu)選地，通過機(jī)器晶片處理器18將晶片12從半導(dǎo)體堆棧20中取出并轉(zhuǎn)移至晶片工作 臺(tái)16。吸氣或真空被應(yīng)用到晶片工作臺(tái)16上以確保晶片12設(shè)置在晶片工作臺(tái)上。晶片12優(yōu)選地包括晶片檢測(cè)編號(hào)(ID編號(hào))或條形碼。晶片ID編號(hào)或條形碼被 刻在或貼在晶片12的表面上，尤其是晶片12表面的外圍。晶片ID編號(hào)或條形碼有助于識(shí) 別晶片12并確保晶片12能準(zhǔn)確地裝載在晶片工作臺(tái)16上。在步驟404中，獲得裝載至晶片工作臺(tái)16的晶片12的晶片圖，晶片圖可以從可編 程控制器下載。另外，晶片圖可通過外部數(shù)據(jù)庫(kù)或處理器檢索。此外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員 應(yīng)當(dāng)理解晶片圖可以通過現(xiàn)有的技術(shù)或方法從負(fù)載在可活動(dòng)平臺(tái)上的晶片12上準(zhǔn)備或得 到。在步驟406中，在晶片圖上采集或確定一個(gè)或多個(gè)參考位置，并且用本領(lǐng)域技術(shù) 人員所熟知的技術(shù)計(jì)算晶片X、Y方向的移動(dòng)及θ轉(zhuǎn)動(dòng)補(bǔ)償這三者中的至少一個(gè)方面。在隨后的步驟408中，計(jì)算和確定一個(gè)晶片半導(dǎo)體掃描運(yùn)動(dòng)路徑及多個(gè)圖像采集 位置。步驟404中得到的晶片圖優(yōu)選地方便了計(jì)算晶片半導(dǎo)體掃描運(yùn)動(dòng)路徑及多個(gè)圖像采 集位置。優(yōu)選地，晶片掃描運(yùn)動(dòng)路徑的計(jì)算依據(jù)多個(gè)已知參數(shù)中的一個(gè)參數(shù)。已知參數(shù)包 括，但不限于，轉(zhuǎn)動(dòng)補(bǔ)償、晶片尺寸、晶片芯片尺寸、檢測(cè)面積、晶片掃描速度及編碼器位置。 多個(gè)圖像采集位置中的每個(gè)位置反射或?qū)?yīng)于晶片12上圖像被采集的一個(gè)位置。優(yōu)選地， 可以通過本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的技術(shù)改變多個(gè)圖像采集位置中的每個(gè)位置，也可以通過
22本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的技術(shù)多個(gè)圖像采集的位置。優(yōu)選地，系統(tǒng)10自動(dòng)執(zhí)行步驟404至408，更具體來講，通過系統(tǒng)10可編程控制 器，另外，步驟404至408中的任何一步可通過一個(gè)可選的處理器加以實(shí)施或給以協(xié)助。在步驟410中，由系統(tǒng)10的編程控制器決定適當(dāng)?shù)臉O好參考的可用性(下文稱為 參考圖像)。如果參考圖像不可用，那么參考圖像由如上所述的步驟412中提到的優(yōu)選參考 圖像產(chǎn)生過程900生成。優(yōu)選地，在步驟414所述的執(zhí)行一個(gè)優(yōu)選二維(2D)晶片掃描過程400之前首先得 到或產(chǎn)生一個(gè)參考圖像。如圖19所示為一個(gè)優(yōu)選二維(2D)晶片掃描過程500的過程流程圖。優(yōu)詵二維(2D)晶片掃描過稈5002D晶片掃描過程500通過第一圖像采集裝置32和第二圖像采集裝置34采集明場(chǎng) 圖像和暗場(chǎng)圖像。在二維掃描過程500的步驟502中，第一圖像采集裝置32是暴露在外的。在步驟 504，提供或發(fā)射第一照明。例如第一照明可以是由明場(chǎng)照明器26提供或發(fā)射的明場(chǎng)照明。 由高角度暗場(chǎng)照明器30提供或發(fā)射的DHA照明或由低角度暗場(chǎng)照明器28提供或發(fā)射的 DLA照明。步驟504中提供或發(fā)射的對(duì)第一照明的選擇優(yōu)選地取決于一個(gè)照明配置(圖中 未顯示)。優(yōu)選地，照明配置是系統(tǒng)10的元件并且電耦合至系統(tǒng)10的照明器(28、30、52、 64及66)，另外，照明配置是CPU的一個(gè)元件。圖像采集裝置32和34能夠接收或采集明場(chǎng)照明器26、DHA照明器30及DLA照明 器28所提供或發(fā)射的照明的任意組合。如圖20所示的表，由圖像采集裝置32接收第一照 明及由圖像采集裝置34接收第二照明的可能的組合例。如果第一圖像采集裝置32和第二 圖像采集裝置34接收完全相同的照明，那么如此結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)量將是所有可能結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)
量的最高值。例如，通過照明配置選擇了結(jié)構(gòu)1如圖20的表所示，相應(yīng)地，第一照明由明場(chǎng)照明 器26提供的明場(chǎng)照明。優(yōu)選地，步驟502和步驟504同時(shí)執(zhí)行。步驟502和步驟504的執(zhí)行使第一圖像 采集裝置32采集第一圖像，如圖22a所示。在步驟506中有第一圖像采集裝置32采集的 第一圖像轉(zhuǎn)化為圖像信號(hào)并通過數(shù)據(jù)傳送過程傳送至CPU，優(yōu)選地，并將其存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)或 存儲(chǔ)系統(tǒng)中。步驟508中，第二圖像采集裝置34是曝光在外的。在步驟510中，得到一個(gè)第二 照明。如第一照明，第二照明的選擇優(yōu)選地取決于照明配置。為達(dá)到本發(fā)明所描述的目的， 通過照明配置選擇了結(jié)構(gòu)1如圖20的表所示，相應(yīng)地，第二照明由高角度暗場(chǎng)照明30提供 的DHA照明。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，第一照明和第二照明為可按需要可選的照 明，例如，如圖20所示的表格內(nèi)的不同構(gòu)造的優(yōu)選的照明。優(yōu)選地，步驟508和步驟510同時(shí)執(zhí)行。優(yōu)選地，步驟506與步驟508和步驟510 連續(xù)執(zhí)行。步驟508及步驟510使第二圖像采集裝置34采集第二圖像，如圖22b所示。步 驟512中，由第二圖像采集裝置34采集的第二圖像轉(zhuǎn)化成圖像信號(hào)并通過數(shù)據(jù)傳送過程傳 送至編程控制器，優(yōu)選地，并將其存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)或存儲(chǔ)記憶系統(tǒng)中。圖21所示簡(jiǎn)圖描述了曝光第一圖像采集裝置32提供一個(gè)第一照明，曝光第二圖像采集裝置34提供第二照明及第一圖像采集裝置32和第二圖像采集裝置34的數(shù)據(jù)傳送 過程。步驟502至512可以被重復(fù)任意多次用于采集與晶片12對(duì)應(yīng)的多個(gè)第一和第二圖 像。更具體地講，步驟502至步驟512優(yōu)選地被重復(fù)，以按照如步驟408所計(jì)算的沿著晶片 掃描運(yùn)動(dòng)路徑在晶片12的多個(gè)圖像采集位置中的每個(gè)位置上用第一照明和第二照明采集 圖像。如上所述，每個(gè)第一圖像和第二圖像被轉(zhuǎn)化為圖像信號(hào)并被傳送至可編程控制器 并存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)或存儲(chǔ)記憶系統(tǒng)中。采集502至步驟512的每個(gè)步驟是當(dāng)晶片12的運(yùn)動(dòng)過 程中執(zhí)行的，也就是說，第一圖像和第二圖像的采集是當(dāng)晶片12沿晶片掃描運(yùn)動(dòng)路徑運(yùn)動(dòng) 時(shí)進(jìn)行的。相應(yīng)地，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解在步驟502，504(優(yōu)選地，同時(shí)發(fā)生)和步 驟508，510 (優(yōu)選地也同時(shí)發(fā)生)之間，晶片12沿著晶片掃描運(yùn)動(dòng)路徑位移一個(gè)預(yù)設(shè)距離， 預(yù)設(shè)的距離取決于多個(gè)因素包括，但不限于，晶片12沿晶片掃描運(yùn)動(dòng)路徑的位移速度和步 驟502至512中任一步所需要的時(shí)間。預(yù)設(shè)距離可以被控制或按需要改變，例如通過CPU。 預(yù)設(shè)距離的控制和變化至少可以用軟件或者方便的手動(dòng)操作中的一種方式。相應(yīng)地，第一圖像在需要與第二圖像疊加或?qū)Ρ葧r(shí)，其具有一個(gè)預(yù)設(shè)的圖像補(bǔ)償。 如圖22c所示為第一圖像和第二圖像的組合圖像，用于顯示當(dāng)晶片12移動(dòng)時(shí)采集第一圖像 和第二圖像產(chǎn)生的圖像補(bǔ)償。預(yù)設(shè)的圖像補(bǔ)償取決于幾個(gè)因素包括，但不限于，晶片12沿 晶片掃描運(yùn)動(dòng)路徑的位移速度和步驟502至512中任一步所需要的時(shí)間。預(yù)設(shè)圖像補(bǔ)償?shù)?控制和變化至少可以用軟件或者方便的手動(dòng)操作中的一種方式。在步驟514中，得到XY編碼值，XY編碼值優(yōu)選地可以在步驟504和步驟510中的 每一步中的得到。優(yōu)選地，XY編碼值表示晶片12沿晶片掃描運(yùn)動(dòng)路徑的位置(X-Y位移)。 獲得XY編碼值是為了用于計(jì)算步驟516中的第一圖像和第二圖像(例如第二圖像與第一 圖像的相對(duì)補(bǔ)償)之間的圖像補(bǔ)償(粗糙補(bǔ)償)。利用模式匹配技術(shù)通過亞像素對(duì)準(zhǔn)計(jì)算 最終的圖像補(bǔ)償。通過在粗糙和最終的圖像補(bǔ)償上施加一個(gè)預(yù)設(shè)數(shù)學(xué)公式得到最終的補(bǔ) 償。利用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的技術(shù)按需要調(diào)整預(yù)設(shè)的數(shù)學(xué)公式。方法400的步驟414中的2D晶片掃描過程500產(chǎn)生半導(dǎo)體晶片12的多個(gè)圖像的 采集，優(yōu)選地，沿著晶片掃描運(yùn)動(dòng)路徑計(jì)算圖像位置。在方法400的步驟416中，一個(gè)優(yōu)選的二維(2D)圖像處理過程600的執(zhí)行用于半 導(dǎo)體晶片12的缺陷識(shí)別、檢測(cè)、分類、整理或存儲(chǔ)中的至少一種目的。圖23描述了一個(gè)優(yōu) 選的2D圖像處理過程600的處理流程圖。優(yōu)選2D圖像處理過程6002D圖像處理過程600便于在2D晶片掃描處理500中的圖像采集的處理。另外， 2D圖像處理過程600方便了晶片12上的缺陷識(shí)別、檢測(cè)、分類、整理或存儲(chǔ)中的至少一種方式。在2D處理過程600的步驟602中，選擇一個(gè)第一工作圖像并裝載至一個(gè)存儲(chǔ)器工 作區(qū)。在2D晶片掃描處理過程中，第一工作圖像是從采集并保存了的多個(gè)第一圖像和第二 圖像中選取的。為了本發(fā)明描述的目的。第一工作圖像表示在2D晶片掃描處理過程500 中由第一圖像采集裝置32采集第一圖像。在步驟604中，執(zhí)行第一工作圖像的亞像素對(duì)準(zhǔn)。用一種或多種模式匹配技術(shù)執(zhí) 行亞像素對(duì)準(zhǔn)。它是利用二進(jìn)制、灰階或幾何圖像匹配方法中的一種方式執(zhí)行。一旦對(duì)準(zhǔn)，從步驟606所示圖像的的一個(gè)或多個(gè)預(yù)設(shè)的感興趣區(qū)域計(jì)算每個(gè)圖像的參考強(qiáng)度。步驟 604和步驟606可以共同作為第一工作圖像的一個(gè)預(yù)處理過程。很容易認(rèn)識(shí)到這中預(yù)處理 過程不限于上述步驟。如果有需要，預(yù)處理過程可包括其他步驟。在隨后的步驟608中，選擇一個(gè)第一黃金參考或參考圖像。步驟608中所選的第 一參考圖像與第一工作圖像相對(duì)應(yīng)或相匹配。優(yōu)選地，從一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)或在方法400的步驟 412中的一個(gè)優(yōu)選參考生成過程900生成的參考圖像中選擇第一參考圖像。如圖18所示， 優(yōu)選的參考生成過程900在上述細(xì)節(jié)中有描述。在步驟610中，計(jì)算第一工作圖像的每個(gè)像素的數(shù)據(jù)值。在步驟612中，計(jì)算后的 第一工作圖像的每個(gè)像素的數(shù)據(jù)值與預(yù)設(shè)的界限值及增加或其他因數(shù)進(jìn)行參考。 在步驟614中，第一工作圖形之后與步驟608中所選的圖像進(jìn)行匹配或評(píng)估，第一 工作圖像與第一參考圖像的匹配或評(píng)估便于檢測(cè)和識(shí)別晶片12上的缺陷。優(yōu)選地，CPU編 程用以第一工作圖像和第一參考圖像之間的有效的自動(dòng)化匹配。可編程控制器優(yōu)選地執(zhí)行 一系列計(jì)算機(jī)操作或第一工作圖像及第一參考圖像的匹配的運(yùn)算法則，由此檢測(cè)或識(shí)別晶 片12上的缺陷。2D圖像處理過程600的步驟616中測(cè)定一個(gè)或多個(gè)缺陷的存在。如果在步驟616 中，發(fā)現(xiàn)或識(shí)別出多余一個(gè)的缺陷，運(yùn)算法則將基于一個(gè)面積或所有面積、長(zhǎng)度、寬度、差 異、緊密、填充、邊強(qiáng)度及其它，從最大至最小對(duì)缺陷進(jìn)行分類。更進(jìn)一步，運(yùn)算法則僅選擇 符合使用者需要的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)以計(jì)算缺陷感興趣區(qū)域(DR0I)。步驟616中發(fā)現(xiàn)或識(shí)別在一個(gè) 缺陷(或者多于一個(gè)缺陷)，然后在步驟618中計(jì)算晶片12的DR0I。優(yōu)選地，在步驟618 中通過CPU動(dòng)態(tài)計(jì)算DROI。CPU被優(yōu)選地可編程(例如包括或體現(xiàn)一系列的計(jì)算指令或軟 件)用于DR0I的計(jì)算。在步驟620中，檢測(cè)第二工作圖像的相應(yīng)的DR0I。更具體地，第二工作圖像是在二 維晶片掃描處理400中由第二圖像采集裝置34采集的第二圖像。也就是說，執(zhí)行第二工作 圖像亞像素對(duì)準(zhǔn)之后，在步驟620中檢測(cè)第二圖像(與第一圖像對(duì)應(yīng)的圖像)的DR0I。第 二工作圖像的DR0I的檢測(cè)優(yōu)選地便于步驟616中的缺陷檢測(cè)的確定。更優(yōu)選地，步驟620 便于步驟606中的缺陷檢測(cè)的分類。系統(tǒng)10處理第二工作圖像的DROIs而不是處理整個(gè)圖像。另外，在步驟616中，如 果沒有發(fā)現(xiàn)缺陷，那么該方法到步驟618就結(jié)束了(即不進(jìn)行步驟616之后的方法步驟)。 這將進(jìn)一步減少資源的量或第二工作圖像所需要的處理帶寬?？梢院苋菀椎卣J(rèn)識(shí)到，這種 智能處理序列(即本方法的步驟流程)基于上述的本方法的步驟的結(jié)果動(dòng)態(tài)決定或執(zhí)行。 這2D圖像處理過程600的智能處理有利于提高系統(tǒng)10的工作效率(即系統(tǒng)10每小時(shí)的 晶片檢測(cè)量)。在步驟622中，缺陷的檢測(cè)，更具體地，發(fā)現(xiàn)缺陷的地點(diǎn)或位置及其分類被保存。 優(yōu)選地，缺陷的檢測(cè)，更具體地，缺陷的地點(diǎn)或位置及其分類被保存至CPU的數(shù)據(jù)庫(kù)中，缺 陷的檢測(cè)，更具體地，缺陷的地點(diǎn)或位置及其分類被保存至一個(gè)可選的數(shù)據(jù)庫(kù)或存儲(chǔ)記憶 空間中。在二維晶片掃描過程500中，步驟602到622可重復(fù)或循環(huán)用于處理圖像采集，二 維晶片掃描過程500中所采集到的每一個(gè)圖像隨后裝載至存儲(chǔ)記憶工作區(qū)并處理，以方便 晶片12上可能出現(xiàn)的缺陷檢測(cè)。步驟602至步驟622及其它們的重復(fù)，便于沿著晶片掃描運(yùn)動(dòng)路徑的晶片12上的多個(gè)圖像采集位置中任意位置可能出現(xiàn)的缺陷的檢測(cè)、確認(rèn)及分 類的至少一種方式。在步驟624中，整理和保存二維圖像處理過程600所檢測(cè)到的多個(gè)缺陷及其位置 和分類，優(yōu)選地整理并保存至CPU中，此外，缺陷及其位置和分類也可以整理并保存在其他 數(shù)據(jù)庫(kù)或記憶存儲(chǔ)空間。二維圖像處理過程優(yōu)選一種自動(dòng)化過程。優(yōu)選地，CPU被用來編程或由一系列指 令或計(jì)算程序，用于自動(dòng)執(zhí)行二維圖像處理過程。另外，二維圖像處理過程為了方便起見， 可按需要至少具有一個(gè)手動(dòng)輸入。方法400的步驟416中的二維圖像處理過程600的完成使得利用明場(chǎng)照明、DHA的 照明和DLA照明整理和存儲(chǔ)缺陷及其位置和分類。在隨后的方法400的步驟418中，執(zhí)行了第一個(gè)優(yōu)選的三維(3D)晶片掃描過程 700。優(yōu)選地，第一 3D晶片掃描過程700可采集晶片12的3D輪廓圖像，以便于隨后形成晶 片12的一個(gè)3D輪廓。晶片12沿著被計(jì)算的晶片掃描運(yùn)動(dòng)路徑移動(dòng)，用以沿在步驟408中 所計(jì)算的晶片掃描運(yùn)動(dòng)路徑，采集晶片12上的多個(gè)圖形采集位置的任何一個(gè)或多個(gè)3D圖像。優(yōu)詵3D晶片掃描過稈700在步驟702的3D晶片掃描過程，細(xì)線照明器52提供或發(fā)射細(xì)線照明，在步驟704 中，通過反射鏡裝置54細(xì)線光照被指向檢測(cè)位置。在隨后的步驟706中，細(xì)線照明被晶片12或其上的一部分反射定位在檢測(cè)位置。 在步驟708中，從晶片12反射的細(xì)線照明傳輸通過3D輪廓物鏡58。所述的3D輪廓物鏡 58具有無窮糾正像偏。細(xì)線光照通過3D輪廓物鏡58的傳輸在步驟708對(duì)細(xì)線照明進(jìn)行校準(zhǔn)。在步驟710中，經(jīng)校準(zhǔn)的細(xì)線照明然后通過管鏡60再進(jìn)入步驟712所述的3D輪 廓照相機(jī)56。管鏡60優(yōu)選地將校準(zhǔn)后的細(xì)線照明集中照射在3D輪廓照相機(jī)56上。在步 驟714中，集中在3D圖像采集平面的細(xì)線照明可采集晶片12的第一 3D圖像。3D輪廓物鏡 58和管鏡60之間的細(xì)線光照的瞄準(zhǔn)便于在它們之間引入光學(xué)部件或附件，并且使3D輪廓 照相機(jī)56便于靈活安裝及重構(gòu)。如前所述，由一個(gè)激光或?qū)掝l光纖照明源提供的細(xì)線照明。另外，細(xì)線照明也可優(yōu) 選地以與晶片12設(shè)置的水平面成一個(gè)特定角度指向檢測(cè)位置。本領(lǐng)域技術(shù)人員可用熟知 的技術(shù)按需要改變細(xì)線照明指向檢測(cè)位置的角度。本領(lǐng)域的技術(shù)人員也應(yīng)當(dāng)理解，細(xì)線照 明的波長(zhǎng)可按需要被選擇和改變。優(yōu)選地，寬頻波長(zhǎng)的細(xì)線照明被選擇用于增強(qiáng)缺陷檢測(cè)、 核實(shí)或分類中的一種方式。細(xì)線照明的波長(zhǎng)至少與明場(chǎng)照明、DHA照明和DLA照明中的一 種的波長(zhǎng)相同。步驟716中，第一 3D圖像被轉(zhuǎn)化為圖像信號(hào)并被傳送至CPU。在步驟718中，第 一 3D圖像由CPU處理包括一個(gè)缺陷的3D高度測(cè)量、共面測(cè)量、檢測(cè)及分類中的至少一種方 式。優(yōu)選地，步驟702至步驟718可被重復(fù)多次用于采集一個(gè)相應(yīng)的多個(gè)3D圖像，將 相應(yīng)的多個(gè)3D圖像傳送至CPU并且處理相應(yīng)的多個(gè)3D圖像。步驟702至718能執(zhí)行任何 預(yù)設(shè)數(shù)量或沿晶片掃描運(yùn)動(dòng)路徑或晶片12選擇圖像采集位置。
優(yōu)選地，第一 3D晶片掃描過程700提高了精確性，據(jù)此優(yōu)選方法300可檢測(cè)一個(gè) 半導(dǎo)體晶片。更具體地，第一 3D晶片掃描處理700提高了通過方法400實(shí)施的缺陷檢測(cè)的 精確度。3D晶片掃描處理700提供詳細(xì)的3D計(jì)量細(xì)節(jié)資料，例如共面、三維結(jié)構(gòu)的高度，例 如焊料球、金凸起、單個(gè)晶片12的芯片或整個(gè)晶片12的翹曲。優(yōu)選地，步驟718的結(jié)果及其它的重復(fù)及其3D圖像的處理都被保存在CPU的數(shù)據(jù) 庫(kù)中。另外，步驟718的結(jié)果及其它的重復(fù)及其3D圖像的處理都被按需要保存在一個(gè)可選 的數(shù)據(jù)庫(kù)或存儲(chǔ)記憶空間。一個(gè)優(yōu)選的第二三維(3D)晶片掃描過程750也可被用于代替第一優(yōu)選3D晶片掃 描過程700。如圖25所示為優(yōu)選的第二 3D晶片掃描過程750的光學(xué)路徑，如圖26所示為 相應(yīng)地優(yōu)選第二 3D晶片掃描過程750的過程流程圖。在第二 3D晶片掃描過程750的步驟752中，細(xì)線照明由細(xì)線照明器52提供或發(fā) 射。在步驟754中，細(xì)線照明通過一個(gè)反射組合裝置80指向檢測(cè)位置。反射組合裝置80 為可選的熟知的一個(gè)棱鏡組或一個(gè)包括兩個(gè)反射鏡或棱鏡的裝置。在步驟756中，細(xì)線照明被晶片12反射。由晶片12反射的細(xì)線照明可以根據(jù)晶 片12的表面輪廓以不同的方向反射。例如晶片12的結(jié)構(gòu)和幾何圖形的變化會(huì)引起細(xì)線照 明被晶片12以不同方向(或被認(rèn)為是光照散色)反射。反射器組合80接收由晶片12反射對(duì)的細(xì)線光照。更具體來講，反射器組合80被 配置用以采集以多個(gè)方向反射的細(xì)線照明，優(yōu)選地，反射器組合80包括一個(gè)第一對(duì)反射鏡 或棱鏡82和第二對(duì)反射鏡或棱鏡84。在步驟758中，經(jīng)反射的細(xì)線照明沿兩個(gè)光學(xué)路徑傳 輸，即一個(gè)第一光路徑由第一對(duì)反射鏡或棱鏡84通過或引導(dǎo)和第二光路徑由第二對(duì)反射 鏡或棱鏡84通過或引導(dǎo)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解反射器組合裝置可按需要配置用于 引導(dǎo)采集到的經(jīng)反射了的細(xì)線照明沿不同編號(hào)的光學(xué)路徑。在步驟760中，細(xì)線照明沿每個(gè)第一光路徑和第二光路徑傳輸通過物鏡58，通過 3D輪廓物鏡58的兩個(gè)細(xì)線照明被對(duì)準(zhǔn)。第一對(duì)反射鏡或棱鏡82和第二對(duì)反射鏡或棱鏡 84被優(yōu)選地對(duì)稱設(shè)置。在步驟762中，兩個(gè)經(jīng)過對(duì)準(zhǔn)的細(xì)線光照通過管鏡60。在步驟764中，兩個(gè)細(xì)線 照明然后進(jìn)入3D輪廓照相機(jī)56。管鏡60便于將兩個(gè)細(xì)線照明集中照射在3D圖像照相機(jī) 56的圖像采集平面。在步驟766中，兩個(gè)細(xì)線照明集中照射在3D圖像照相機(jī)56的圖像采 集平面上可采集晶片12上的多個(gè)視角3D輪廓圖像。在步驟768中，晶片12的多視角3D輪廓圖被轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)并傳輸至CPU。在步 驟770中，多視角3D圖像由CPU處理來至少進(jìn)行缺陷的3D高度測(cè)量、共面測(cè)量、檢測(cè)及分 類中的一種。從步驟752到770，這些更能夠重復(fù)任何次數(shù)來采集相應(yīng)數(shù)量的多視角3D圖 像，傳輸相應(yīng)數(shù)量的多視角3D圖像到CPU以及處理相應(yīng)數(shù)量的多視角3D圖像。系統(tǒng)10用于執(zhí)行第二 3D晶片掃描過程750可以用一個(gè)獨(dú)立3D圖像采集裝置56 采集晶片12的兩張3D輪廓。換句話說，第二 3D晶片掃描過程750能夠采集具有晶片12 的多個(gè)視角的圖像。每個(gè)采集到的多視角的3D圖像展現(xiàn)了由晶片12反射的不同方向上的 照明。晶片12的多視角3D圖像的采集(即具有晶片12的多個(gè)視角的3D圖像)提高了晶 片12的3D輪廓或檢測(cè)的精度。另外，使用兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置的反射鏡和棱鏡82、84通過3D圖 像采集裝置56可使照明從晶片12以不同方向反射的照明被重新引導(dǎo)以被采集。本領(lǐng)域的
27技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解反射器組合裝置80可以被配置用來引導(dǎo)照明以多個(gè)方向(例如，兩個(gè)、 三個(gè)、四個(gè)及五個(gè)方向)從晶片12上反射從而被3D圖像采集裝置56 —次照射所采集。為了接收晶片12的相同輪廓的兩個(gè)視圖，現(xiàn)有設(shè)備采用昂貴、大體積及復(fù)雜的多 圖像采集裝置。由于晶片12輪廓的不連續(xù)，被反射的光線不連續(xù)的回到預(yù)設(shè)的光路徑進(jìn)入 至多個(gè)圖像采集裝置。也就是說，由于晶片12表面的結(jié)構(gòu)和幾何圖像的變化，照明散色通 常導(dǎo)致晶片12的單個(gè)視像采集的不精確。為了克服從晶片上反射光線優(yōu)點(diǎn)和弱點(diǎn)的變化。本發(fā)明系統(tǒng)10時(shí)以不同方向從 晶片12上反射的照明被3D圖像采集裝置56采集。更具體地說，為了之后，由3D圖像采集 裝置56進(jìn)行的集體采集，系統(tǒng)10利用反射器組合80來接收并引導(dǎo)由晶片12反射的不同方 向上的照明。這有助于提高3D剖面測(cè)量及晶片12檢測(cè)的精度。一個(gè)獨(dú)立照相機(jī)的使用， 更具體地，3D圖像采集裝置56，也提高了系統(tǒng)10的成本及空間利用率。更進(jìn)一步，使用一 個(gè)獨(dú)立物鏡和一個(gè)獨(dú)立管鏡(在這中情況下，物鏡58和管鏡60)的能力以用于采集晶片12 的多個(gè)視圖方便對(duì)準(zhǔn)并提高了對(duì)準(zhǔn)的精度。完成第一個(gè)3D晶片掃描過程700或第二個(gè)3D晶片掃描過程750之后，通過執(zhí)行 步驟416和步驟418得到的晶片12上的所有檢測(cè)的缺陷及其位置和分類被優(yōu)選地進(jìn)行整 理。缺陷及其位置和分類的整理方便了步驟420中所述的一個(gè)回顧掃描運(yùn)動(dòng)路徑的計(jì)算。 優(yōu)選地，回顧掃描運(yùn)動(dòng)路徑是基于沿晶片掃描運(yùn)動(dòng)路徑的晶片12上檢測(cè)到的缺陷的位置 計(jì)算的。另外，通過步驟420計(jì)算或決定沿回顧掃描運(yùn)動(dòng)路徑的缺陷圖像位置。在步驟416 和418中，由步驟420計(jì)算出的缺陷圖像采集位置優(yōu)選地對(duì)應(yīng)于晶片12上發(fā)現(xiàn)缺陷的位置 (例如晶片12的DR0I)。在優(yōu)選方法400的步驟422中，執(zhí)行一個(gè)優(yōu)選回顧過程800，該回顧過程800可以 回顧步驟416和步驟418的缺陷檢測(cè)。優(yōu)選地，回顧過程800通過至少一個(gè)第一方式800a， 一個(gè)第二方式800b及一個(gè)第三方式800c產(chǎn)生。優(yōu)選回顧過程800的過程流程圖如圖27所示。優(yōu)選復(fù)杳過程800如前所述，復(fù)查過程800優(yōu)選地包括三個(gè)復(fù)查方式，即第一方式800a，一個(gè)第二方 式800b及一個(gè)第三方式800c，在步驟802中，選擇一個(gè)復(fù)查方式(例如，第一方式800a，一 個(gè)第二方式800b及一個(gè)第三方式800c)復(fù)杳過程800的第一方式800a復(fù)查過程800的第一方式800a中的步驟804，整理和保存如方法400的步驟416 所述的在2D圖像處理過程600中所檢測(cè)的所有缺陷的第一圖像和第二圖像。在步驟806中，整理和保存的半導(dǎo)體晶片12中所檢測(cè)的缺陷的第一圖像和第二圖 像被上傳或傳送至一個(gè)外部存儲(chǔ)器或作為脫機(jī)復(fù)查。在步驟808中，晶片12(例如晶片工作臺(tái)16上的通用的晶片12)被卸載并且一個(gè) 第二晶片被機(jī)械手臂從晶片堆棧20裝載至晶片工作臺(tái)16，步驟804至808的每個(gè)步驟被重 復(fù)的用于第二晶片。依據(jù)晶片堆棧20的晶片編號(hào)，步驟804至步驟810繼而被重復(fù)多次。步驟804至 步驟810的重復(fù)整理并保存晶片堆棧20的每個(gè)晶片得到的第一圖像和第二圖像。并且第 一圖像和第二圖像被上傳至外部存儲(chǔ)器或作為一個(gè)脫機(jī)復(fù)查。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該知道
28復(fù)查過程800的第一方式800a使步驟804至810自動(dòng)執(zhí)行并且不需要使用者的干預(yù)并且 不會(huì)影響產(chǎn)量。復(fù)查過程800的第一方式800a允許連續(xù)生產(chǎn)而使用者可以對(duì)保存圖形執(zhí) 行在線復(fù)查。另外，復(fù)查過程800的第一方式800a增加了系統(tǒng)10的利用以及產(chǎn)量。復(fù)杳過稈800的第二方式800b在復(fù)查過程800的第二方式800b的步驟820中，在如每個(gè)步驟420所計(jì)算的每個(gè) 缺陷圖像采集位置上采集多個(gè)復(fù)查圖像。更具體地講，用如圖14所示的復(fù)查圖像采集裝置 60在如每個(gè)步驟420所計(jì)算的每個(gè)缺陷圖像采集位置上采集一個(gè)復(fù)查明場(chǎng)圖像和一個(gè)復(fù) 查暗場(chǎng)圖像。也就是說用明場(chǎng)照明器62復(fù)查的明場(chǎng)圖像和用暗場(chǎng)照明器64復(fù)查的暗場(chǎng)圖 像采集了由步驟416中2D圖像處理過程600的所發(fā)現(xiàn)或檢測(cè)到的每個(gè)缺陷。多個(gè)復(fù)查圖 像中的每個(gè)圖像被復(fù)查圖像采集裝置60所采集，優(yōu)選地，多個(gè)復(fù)查圖像中的每個(gè)圖像時(shí)彩 色圖像。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，本發(fā)明所公開的分別用于采集明場(chǎng)復(fù)查圖像和暗場(chǎng) 復(fù)查圖像明場(chǎng)照明和暗場(chǎng)照明的強(qiáng)度可以按照需要確定和改變。例如，用于采集多個(gè)復(fù)查 圖像的光照強(qiáng)度可以基于系統(tǒng)10的使用者希望復(fù)查的多種晶片缺陷的類型或基于晶片12 的材料進(jìn)行選擇。也可以由使用者設(shè)定用多種混合和多種強(qiáng)度等級(jí)的明場(chǎng)照明和暗場(chǎng)照明 采集多個(gè)復(fù)查圖像。在步驟822中，整理和保存如步驟420所計(jì)算的每個(gè)缺陷圖像采集位置上采集的 多個(gè)復(fù)查圖像。整理和保存的在每個(gè)缺陷圖像采集位置采集復(fù)查圖像然后上傳至外部存儲(chǔ) 器或作為步驟824中的脫機(jī)復(fù)查。在步驟826中，晶片12(例如晶片工作臺(tái)16上的通用的晶片12)被卸載并且第二 晶片被機(jī)械手臂18從晶片堆棧20裝載至晶片工作臺(tái)16，在步驟828中，步驟402至422的 每個(gè)步驟被重復(fù)的用于第二晶片。整理和保存的在第二晶片上所檢測(cè)到的缺陷的第一圖像 和第二圖像被上傳至外部存儲(chǔ)器或作為脫機(jī)復(fù)查。在復(fù)查過程800的第二方式800b中，步驟820至步驟828可以被重復(fù)多次，這取 決于晶片堆棧20上的晶片的數(shù)量。步驟820至步驟828的重復(fù)可以整理并保存晶片堆棧 20的每個(gè)晶片12所采集的明場(chǎng)復(fù)查圖像和暗場(chǎng)復(fù)查圖像。并且將第一圖像和第二圖像上 傳至外部存儲(chǔ)器或作為脫機(jī)復(fù)查。復(fù)查過程800的第二方式800b允許連續(xù)生產(chǎn)而使用者可以對(duì)保存圖形執(zhí)行在線 復(fù)查。復(fù)查過程800的第二方式800b允許每個(gè)缺陷在多個(gè)混合光照下采集多個(gè)圖像用于 脫機(jī)復(fù)查而不影響機(jī)械的利用及產(chǎn)量的提高。復(fù)杳過程800的第三方式800c復(fù)查過程800的第三方式800c優(yōu)選地利用一個(gè)手動(dòng)輸入，更為優(yōu)選地，使用者的
一個(gè)輸入或命令。在步驟840中，使用者在一個(gè)第一缺陷圖像采集位置采集了一個(gè)第一復(fù) 查明場(chǎng)圖像和一個(gè)第一暗場(chǎng)圖像。在一個(gè)步驟842中，使用者手動(dòng)檢測(cè)或復(fù)查采集到的第 一復(fù)查明場(chǎng)圖像和第一復(fù)查暗場(chǎng)圖像。優(yōu)選地，第一復(fù)查明場(chǎng)圖像和第一復(fù)查暗場(chǎng)圖像顯 示在一個(gè)顯示屏或檢測(cè)器上用于方便使用者肉眼檢查。使用者可以用明場(chǎng)照明器和暗場(chǎng)照 明器不相同的照明組合檢查缺陷。在步驟844中，使用者可以根據(jù)第一缺陷圖像采集位置接受或拒絕缺陷的重新分 類，步驟840至844對(duì)如步驟420所計(jì)算的每個(gè)缺陷圖像采集位置進(jìn)行重復(fù)。
步驟840至844隨后對(duì)每個(gè)缺陷圖像的采集位置進(jìn)行重復(fù)，準(zhǔn)確的缺陷和它們的 分類然后如步驟846所述被整理和保存。整理和保存的正缺陷和它們的分類然后上傳或傳 送至外部存儲(chǔ)器或服務(wù)于步驟848。在復(fù)查過程800的第三方式800c中，晶片12(例如晶 片工作臺(tái)16上的通用的晶片12)僅當(dāng)完成步驟846后被卸載。相應(yīng)地，本領(lǐng)域的技術(shù)人 員應(yīng)當(dāng)理解復(fù)查過程的第三方式800c需要使用者在線或輸入以對(duì)每個(gè)晶片進(jìn)行查看及復(fù) 查。在復(fù)查過程800的步驟848中，晶片12 (晶片工作臺(tái)16上的通用的晶片12)被卸 載并且第二晶片被機(jī)械手臂18從晶片堆棧20裝載至晶片工作臺(tái)16，步驟840至848的被 重復(fù)多次，這取決于將要檢測(cè)的晶片的編號(hào)(或晶片晶片堆棧20上的晶片的編號(hào))。本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)上述描述所公開的內(nèi)容，復(fù)查過程800的第一方式800a和 第二方式800b影響相關(guān)的不加鑒別的保存、存儲(chǔ)及采集的圖像下載至外部存儲(chǔ)器或服務(wù) 器。第一方式800a和第二方式800b表示自動(dòng)回復(fù)過程。按需要或當(dāng)有需要時(shí)，使用者能 夠進(jìn)入外部存儲(chǔ)器或服務(wù)器對(duì)采集的圖像進(jìn)行脫機(jī)復(fù)查。第一方式800a和第二方式800b 可以連續(xù)復(fù)查晶片堆棧20上的每個(gè)晶片12，或者連續(xù)圖像采集、整理、上傳或存儲(chǔ)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明進(jìn)描述了三種復(fù)查方式，即第一方式800a、第 二方式800b和第三方式800c。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以施加其他復(fù)查過程或者第一方式 800a、第二方式800b和第三方式800c這三個(gè)方式中的不同排列或組合。另外，本領(lǐng)域的技 術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解第一方式800a、第二方式800b和第三方式800c中的每個(gè)步驟可以用本領(lǐng) 域已知的技術(shù)進(jìn)行修改或變化，而不偏離本發(fā)明所要保護(hù)的范圍。復(fù)查過程800執(zhí)行之后，核實(shí)的缺陷及其位置和分類被整理和保存在步驟426中， 核實(shí)的缺陷及其位置和分類可以選擇整理并保存在數(shù)據(jù)庫(kù)或者一個(gè)外部數(shù)據(jù)庫(kù)或存儲(chǔ)記 憶空間的任何一個(gè)中。晶片圖也在步驟426中被上傳。如前所述，每個(gè)采集的明場(chǎng)照明、DHA圖像及DLA圖像與相應(yīng)的黃金參考或參考圖 像進(jìn)行比較用于識(shí)別或檢測(cè)晶片12上的缺陷。本發(fā)明提供的參考圖像生成過程900 (如圖 18所示)便于生成或產(chǎn)生所述的參考圖像。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解參考圖像的生成過程 900也可以作為一個(gè)訓(xùn)練過程。如前所述，在2D晶片掃描過程500過程中采集的2D明場(chǎng)圖像、2D DHA圖像及 2DDLA圖像優(yōu)選地被與它們相對(duì)應(yīng)由參考圖像生成過程900生成的參考圖像匹配。2D圖像處理過程600已經(jīng)被一個(gè)優(yōu)選的比較過程所描述，然而，為了更為清楚，以 下提供了工作圖像和參考圖像之間匹配的總結(jié)。首先，被選的工作圖像的亞像素用已知的 參考加以實(shí)施包括，但不限于，模板、追蹤、凸起、墊及其他獨(dú)特的方式。第二，計(jì)算在預(yù)設(shè)的 圖像采集位置采集到的晶片12的工作圖像的參考強(qiáng)度。也就是說，決定晶片12的每個(gè)工 作圖像上的每個(gè)像素的參考強(qiáng)度。然后計(jì)算出晶片12的每個(gè)工作圖像上的每個(gè)像素的參 考強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)參數(shù)。然后選擇一個(gè)合適的參考圖像用于比較或匹配工作圖像(或用于與工 作圖像進(jìn)行比較的參考圖像)。合適的參考圖像優(yōu)選地由參考圖像生成過程900生成的多 個(gè)參考圖像中選擇出來。用于與工作圖像進(jìn)行比較的參考圖像是基于計(jì)算出的統(tǒng)計(jì)參數(shù)來 進(jìn)行選擇的。CPU被優(yōu)選地編程用于合適的參考圖像的選擇和提取，以用于與工作圖像進(jìn)行比 較或匹配。更具體地說，CPU被優(yōu)選地編程根據(jù)計(jì)算出的統(tǒng)計(jì)參數(shù)來選擇用于與工作圖像進(jìn)行比較的參考圖像。優(yōu)選地，計(jì)算、存儲(chǔ)、正常均值或幾何均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、每個(gè)參考圖像 的最大或最小強(qiáng)度(這些被稱為統(tǒng)計(jì)參數(shù))，通過參考圖像生成過程900提高了選擇或提取 合適的參考圖像至將要對(duì)比的工作圖像的速度及精確度。然后計(jì)算工作圖像的每個(gè)像素的相應(yīng)的數(shù)據(jù)資料。數(shù)據(jù)資料例如包括正常均值或 幾何均值，標(biāo)準(zhǔn)偏差，工作圖像的每個(gè)像素的最大和最小強(qiáng)度。工作圖像的每個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)值 然后對(duì)照選擇的參考圖像的每個(gè)像素的相應(yīng)的數(shù)據(jù)值進(jìn)行參考或檢查。工作圖像的像素和參考圖像的像素之間的數(shù)據(jù)值的比較可以進(jìn)行缺陷的鑒定或 檢測(cè)。優(yōu)選地，使用者設(shè)定一個(gè)預(yù)設(shè)界限值。工作圖像的像素和參考圖像的像素之間的數(shù) 據(jù)值的不同與預(yù)設(shè)界限值進(jìn)行乘性、加性及不變值中的一種方式的比較。如果工作圖像的 像素的數(shù)據(jù)值和參考圖像的像素的差別大于預(yù)設(shè)的界限值，一個(gè)缺陷(多個(gè)缺陷)被標(biāo)注。預(yù)設(shè)界限值可以按需要改變，優(yōu)選地，預(yù)設(shè)的界限值被改變用于調(diào)整方法400使 之更嚴(yán)密。另外，預(yù)設(shè)的界限值優(yōu)選地依照被檢測(cè)的缺陷的類型、用于檢測(cè)的晶片12的材 料或者光照條件按需要改變。此外，預(yù)設(shè)界限值可以根據(jù)一個(gè)客戶的或更多通常半導(dǎo)體廠 家的需要進(jìn)行變化。上面描述了用于半導(dǎo)體晶片檢測(cè)的一個(gè)優(yōu)選地系統(tǒng)10和一個(gè)優(yōu)選地方法400。本 領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)上述描述應(yīng)當(dāng)理解針對(duì)系統(tǒng)10和方法400的修改不會(huì)偏離本發(fā)明所 要保護(hù)的范圍。例如，方法400的相關(guān)步驟，處理過程500、600、700、750、800及900的相關(guān) 步驟，可以被修改并且不會(huì)超出本發(fā)明所要保護(hù)的范圍。本發(fā)明的系統(tǒng)10和方法400的一個(gè)目的是使半導(dǎo)體元件，例如晶片的檢測(cè)精確及 具有經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)晶片在運(yùn)動(dòng)過程中，通過系統(tǒng)10和方法400進(jìn)行的晶片的自動(dòng)化檢測(cè)的 能力增強(qiáng)了晶片的檢測(cè)的效率。這是因?yàn)闆]有把時(shí)間浪費(fèi)在獨(dú)立晶片在進(jìn)行圖像采集的檢 查位置上的減速和停止上，以及沒有把時(shí)間浪費(fèi)在圖像被采集之后晶片在檢測(cè)位置的加速 及運(yùn)送上，而這些在現(xiàn)有晶片檢測(cè)系統(tǒng)是需要的。已知的多重圖像采集之間的圖像偏移有 利于被采集圖像的處理從而檢查其中可能存在的缺陷。關(guān)于相同晶片的一組特定圖像的偏 移使軟件精確的確定晶片上的坐標(biāo)，并且隨后在整個(gè)構(gòu)架上的晶片的位置。偏移優(yōu)選地通 過同時(shí)讀取X-和Y-軸位移的編碼器值確定以及用來計(jì)算一個(gè)缺陷或多個(gè)缺陷的坐標(biāo)。此 外，在每個(gè)檢測(cè)位置采用兩個(gè)圖像融合了兩個(gè)不同成像技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)有助于更為精確的晶片 檢測(cè)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解可以按需要改變采集圖像的同步。更具體來講，可以 調(diào)節(jié)同步用來增強(qiáng)可編程控制器的能力從而補(bǔ)償采集的圖像之間的圖像偏移。本發(fā)明的系 統(tǒng)10和方法400便于提供的照明和相應(yīng)的用于圖像采集的圖像采集裝置曝光之間的精確 同步，盡量減小檢測(cè)質(zhì)量的下降。系統(tǒng)10所使用的照明可以用光的全可見光譜采集，從而增強(qiáng)圖像質(zhì)量。由系統(tǒng)10 提供的用于圖像采集的照明強(qiáng)度以及它們的組合可以很容易地選擇并按需要根據(jù)不多種 因數(shù)改變，多種因素包括但不限于，待檢測(cè)的缺陷類型，待檢測(cè)的晶片的材料及嚴(yán)格要求。 本發(fā)明提供的系統(tǒng)10和方法400也可以在晶片運(yùn)動(dòng)中，進(jìn)行晶片12上的3D元件的高度測(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，這并不需要頻繁的空間重新配置，以滿足半 導(dǎo)體晶片結(jié)構(gòu)或特性的變化。此外，系統(tǒng)10使用管鏡36、38、60、72，使易于重新配置和系統(tǒng)10的設(shè)計(jì)。管鏡36、38、60、72的使用易于將光學(xué)元件和附件引入系統(tǒng)，更具體到引入物鏡 40或物鏡裝置和管鏡36、38、60、72之間。本發(fā)明的系統(tǒng)10包括振動(dòng)隔離器24(統(tǒng)稱為穩(wěn)定器機(jī)械裝置)用于緩沖對(duì)系統(tǒng) 10產(chǎn)生的不需要的振動(dòng)。振動(dòng)隔離器24有助于提高由第一圖像采集裝置32、第二圖像采 集裝置34、3D輪廓照相機(jī)56以及回顧圖像采集裝置62所采集的圖像質(zhì)量，從而使提高缺 陷檢測(cè)的準(zhǔn)確性。此外，系統(tǒng)10的XY工作臺(tái)22可實(shí)現(xiàn)精確位移及晶片12對(duì)準(zhǔn)相對(duì)的檢
查位置。如背景技術(shù)所述，現(xiàn)有的參考圖像產(chǎn)生或生成過程需要手動(dòng)選擇“良好”的晶片， 產(chǎn)生相對(duì)與產(chǎn)生的參考圖像的不精確和不一致。因此，晶片檢測(cè)的質(zhì)量反而受到影響。本發(fā) 明的系統(tǒng)10和方法400通過生成參考圖像而不需要手動(dòng)選擇(例如，主觀選擇)一個(gè)“良 好”的晶片，以此提高檢測(cè)質(zhì)量。參考圖像生成過程900允許強(qiáng)度不同的閾值應(yīng)用在晶片的 不同位置，從而兼顧晶片12上的非線性光照的變化。因此，該方法400有利于減少虛假或 不需要的缺陷的檢測(cè)，并最終提高晶片檢測(cè)的質(zhì)量。本發(fā)明通過使用一個(gè)分析模型或軟件對(duì)參考圖像和未知質(zhì)量晶片的采集圖像進(jìn) 行比較，使自動(dòng)缺陷監(jiān)測(cè)成為可能。本發(fā)明優(yōu)選通過在數(shù)字圖像(例如工作圖像和參考圖 像)上使用數(shù)字分析，使自動(dòng)缺陷監(jiān)測(cè)成為可能。本發(fā)明使自動(dòng)復(fù)查模式在沒有明顯影響產(chǎn)品的情況下成為可能，并改進(jìn)機(jī)器的使 用情況，盡管已有的設(shè)備僅有手動(dòng)復(fù)查模式，需要操作者對(duì)使用和看到的多個(gè)不同照明強(qiáng) 度的的每一個(gè)瑕疵作出決定。本發(fā)明使自動(dòng)復(fù)查模式在沒有明顯影響晶片的生產(chǎn)或檢測(cè)的情況下成為可能。另 外，本發(fā)明有助于改進(jìn)系統(tǒng)或機(jī)器的使用。目前的設(shè)備或檢測(cè)系統(tǒng)通常只提供人工復(fù)查模 式，需要操作者人工決定或測(cè)定每個(gè)缺陷并且還需要考慮許多因素和參數(shù)，例如不同的照 明強(qiáng)度。在前面提到的方法中，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)用于檢測(cè)半導(dǎo)體晶片及其部件的優(yōu)選系統(tǒng) 和優(yōu)選方法進(jìn)行了描述。優(yōu)選系統(tǒng)和方法討論了至少一個(gè)背景技術(shù)中提及的目前半導(dǎo)體檢 測(cè)系統(tǒng)和方法面對(duì)的問題，無論如何，本領(lǐng)域的技術(shù)人員都能理解本發(fā)明不限于上文實(shí)施 例描述過的具體的形式、解決辦法或結(jié)構(gòu)。很顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解對(duì)本發(fā)明的 大量的修改和/或改動(dòng)也在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種方法，其特征在于，包括采集第一對(duì)比照明下的晶片的第一圖像；采集第二對(duì)比照明下的晶片的第二圖像，所述的第一對(duì)比照明和所述的第二對(duì)比照明都具有寬頻波長(zhǎng)，所述的第一對(duì)比照明和所述的第二對(duì)比照明用于發(fā)現(xiàn)所述的第一圖像和所述的第二圖像上至少一個(gè)缺陷，采集所述的第一圖像的位置與采集所述的第二圖像的位置之間有一段預(yù)設(shè)的距離，半導(dǎo)體晶片被放置在這個(gè)位置上；關(guān)聯(lián)所述的第一圖像和所述的第二圖像；和將所述的第一圖像上的缺陷位置與所述的第二圖像上的缺陷位置進(jìn)行對(duì)比來提供缺陷檢測(cè)結(jié)果。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的第一對(duì)比照明是明場(chǎng)照明，且所述的 第一圖像是明場(chǎng)圖像。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的第二對(duì)比照明是暗場(chǎng)照明，且所述的 第二圖像是暗場(chǎng)圖像。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的第一對(duì)比照明和所述的第二對(duì)比照 明至少是明場(chǎng)照明、暗場(chǎng)高角度照明和暗場(chǎng)低角度照明中的一種。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，使用第一感光器采集所述的第一圖像以及 使用第二感光器采集所述的第二圖像。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述的第一對(duì)比照明和所述的第二對(duì)比照 明至少是由明場(chǎng)寬頻照明發(fā)射器、暗場(chǎng)高角度寬頻照明發(fā)射器和暗場(chǎng)低角度寬頻照明發(fā)射 器中的一種所發(fā)射。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述的明場(chǎng)寬頻照明發(fā)射器、暗場(chǎng)高角度寬 頻照明發(fā)射器和暗場(chǎng)低角度寬頻照明發(fā)射器都能發(fā)射出相等波長(zhǎng)光譜的寬頻照明。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述的明場(chǎng)寬頻照明發(fā)射器是閃光燈。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述的明場(chǎng)寬頻照明發(fā)射器發(fā)出白光照明。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，如果所述的第一圖像上的缺陷位置與所述 的第二圖像上的缺陷位置一致的話，那么這就是準(zhǔn)確的檢測(cè)結(jié)果。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，如果所述的第一與第二圖像上沒有一致的 缺陷位置，那么這就是錯(cuò)誤的檢測(cè)結(jié)果。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在半導(dǎo)體晶片移動(dòng)的過程中采集所述的第 一和第二圖像。
13.一種方法，其特征在于，包括提供半導(dǎo)體晶片的第一圖像，所述的第一圖像具有一個(gè)或更多缺陷位置；提供半導(dǎo)體晶片的第二圖像，所述的第二圖像具有一個(gè)或更多缺陷位置并且半導(dǎo)體晶 片被放置在提供第一和第二圖像的位置之間的位置。關(guān)聯(lián)半導(dǎo)體晶片與所述的第一和第二圖像的空間位移；和將所述的第一圖像上的缺陷位置與所述的第二圖像上的缺陷位置進(jìn)行對(duì)比來提供缺 陷檢測(cè)結(jié)果。
14.一種方法，其特征在于，包括采集第一對(duì)比照明下的半導(dǎo)體晶片的第一圖像；采集第二對(duì)比照明下的半導(dǎo)體晶片的第二圖像，所述的第一對(duì)比照明和所述的第二 對(duì)比照明用于發(fā)現(xiàn)所述的第一和第二圖像上至少一個(gè)缺陷位置，采集所述的第一圖像的位 置與采集所述的第二圖像的位置之間有一段預(yù)設(shè)好的距離，半導(dǎo)體晶片被放置在這個(gè)位置 上；關(guān)聯(lián)所述的第一和第二圖像；和將所述的第一圖像上的缺陷位置與所述的第二圖像上的缺陷位置進(jìn)行對(duì)比來提供缺 陷檢測(cè)結(jié)果。
15.一種系統(tǒng)，其特征在于，包括用于采集半導(dǎo)體晶片的第一圖像的第一圖像采集模塊；用于采集半導(dǎo)體晶片的第二圖像的第二圖像采集模塊，采集所述的第一圖像的位置與 采集所述的第二圖像的位置之間有一段預(yù)設(shè)好的距離，半導(dǎo)體晶片被放置在這個(gè)位置上； 和缺陷位置比較模塊與所述的第一和第二圖像采集模塊耦合，所述的缺陷位置比較模塊 用于關(guān)聯(lián)所述的第一和第二圖像與半導(dǎo)體晶片的空間位移，將所述的第一圖像上發(fā)現(xiàn)的缺 陷位置與所述的第二圖像上發(fā)現(xiàn)的另一個(gè)缺陷位置并以此提供缺陷檢測(cè)結(jié)果。
16.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，更進(jìn)一步包括與缺陷位置比較模塊耦合 的輸出模塊，所述的輸出模塊根據(jù)缺陷位置比較模塊給出的檢測(cè)結(jié)果來存放半導(dǎo)體晶片。
17.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述的第一圖像上發(fā)現(xiàn)的缺陷位置與 所述的第二圖像上發(fā)現(xiàn)的缺陷位置一致時(shí)，那么缺陷檢測(cè)結(jié)果是準(zhǔn)確的結(jié)果，如果不一致， 那么所述的缺陷檢測(cè)結(jié)果就是錯(cuò)誤的結(jié)果。
18.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的輸出模塊包括第一輸出結(jié)點(diǎn)和第 二輸出點(diǎn)，當(dāng)所述的檢測(cè)結(jié)果是準(zhǔn)確的結(jié)果時(shí)，那么半導(dǎo)體晶片被存放在所述的第一輸出 點(diǎn)，當(dāng)所述的檢測(cè)結(jié)果是錯(cuò)誤的結(jié)果時(shí)，那么半導(dǎo)體晶片被存放在所述的第二輸出點(diǎn)。
19.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的第一圖像采集模塊和所述的第二 圖像采集模塊接收寬頻照明來各自采集所述的第一圖像和第二圖像。
20.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其特征在于所述的寬頻照明至少是明場(chǎng)照明，暗場(chǎng)高 角度照明和暗場(chǎng)低角度照明之中的一種。
21.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其特征在于，更進(jìn)一步包括明場(chǎng)寬頻照明發(fā)射器、暗場(chǎng)高角度寬頻照明發(fā)射器和暗場(chǎng)低角度寬頻照明發(fā)射器中的 至少一種，所述的明場(chǎng)寬頻照明發(fā)射器、暗場(chǎng)高角度寬頻照明發(fā)射器和暗場(chǎng)低角度寬頻照 明發(fā)射器至少都是用來發(fā)射明場(chǎng)照明、暗場(chǎng)高角度照明和暗場(chǎng)低角度照明中的一種。
全文摘要
一種用于檢測(cè)晶片的方法和系統(tǒng)。系統(tǒng)包括光學(xué)檢測(cè)頭、晶片工作臺(tái)、晶片堆棧、XY工作臺(tái)和振動(dòng)隔離器。光學(xué)檢測(cè)頭包括一些照明器、圖像采集裝置、物鏡和其他光學(xué)元件。本系統(tǒng)和方法能夠采集明場(chǎng)圖像、暗場(chǎng)圖像、3D圖像和復(fù)查圖像。采集的圖像被轉(zhuǎn)換為圖像信號(hào)并傳輸至可編程的控制器中進(jìn)行處理。檢測(cè)在晶片移動(dòng)的過程中進(jìn)行。將采集的圖像與參考圖進(jìn)行比較來發(fā)現(xiàn)晶片上的缺陷。本發(fā)明提供了一種用于生成優(yōu)選參考圖像的過程方法和一種優(yōu)選的圖片檢測(cè)的過程方法。參考圖的生成過程是自動(dòng)進(jìn)行的。
文檔編號(hào)H01L21/66GK101924053SQ20101000481
公開日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2010年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月13日
發(fā)明者葛漢成, 阿杰亞拉里·阿曼努拉 申請(qǐng)人:聯(lián)達(dá)科技設(shè)備私人有限公司