CN101924053B - 检测晶片的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于晶片检测的方法和系统。系统包括光学检测头、晶片工作台、晶片堆栈、XY工作台和振动隔离器。光学检测头包括一些照明器、图像采集装置、物镜和其他光学元件。本系统和方法能够采集明场图像、暗场图像、3D图像和复查图像。采集的图像被转换为图像信号并传输至可编程的控制器中进行处理。检测在晶片移动的过程中进行。将采集的图像与参考图进行比较来发现晶片上的缺陷。本发明提供了一种用于生成优选参考图像的过程方法和一种优选的图片检测的过程方法。参考图的生成过程是自动进行的。

Description

检测晶片的系统和方法

技术领域

本发明涉及一种晶片检测的工序。尤其涉及用于检测半导体元件的自动化系统和方法。

背景技术

保证半导体元件，例如半导体晶片和芯片生产质量的能力在半导体制造业中的重要性日益增加。半导体晶片的制造工艺通过不断的改进，将数量越来越多的特征尺寸纳入到表面面积跟小的半导体晶片中。因此，光刻工艺用于半导体晶片的生产变得越来越成熟，使得数量越来越多的特征尺寸纳入到表面面积跟小的半导体晶片中(例如，获得更高性能的半导体晶片)。因此，半导体晶片上可能的误差尺寸通常在微米到亚微米的范围内。

显然，半导体晶片的制造对改善半导体晶片生产质量控制和确保高质量的半导体晶片生产的检测工序的迫切需求日益增加。半导体晶片通过检测后发现的缺陷一般有表面有微粒、瑕疵、波动和其他不平整的地方。这些缺陷能影响到半导体晶片的最终性能。因此，在半导体晶片的生产过程中去除或杜绝半导体晶片的缺陷是非常重要的。

半导体检测系统和工序已经变得十分先进。例如，使用更高分辨率的成像系统，更快的计算机和精确度更高的机械装载系统。另外，从以往来看，半导体晶片的检测系统、方法和技术至少要利用到明场照明、暗场照明和空间过滤波术中的一种。

利用明场成像，半导体晶片上的小颗粒会使光形成散射，导致光线偏离成像设备的聚光孔径，从而导致返回到成像设备的光能变少。当颗粒比透镜或数字化像素的光点扩散函数还小时，颗粒周围领域内的明场光能聚集了大量颗粒的光能，从而导致很难发现这些颗粒。另外，非常小的光能的减少是因为小颗粒的尺寸经常被颗粒周围的反射率的变化掩盖，从而导致缺陷检测出现误差的情况增多。为了克服上述的现象，半导体检测系统已经装备了具有更高分辨率的高端照相机，这种照相机能够拍摄到半导体晶片上更小表面的图像。明场图像通常有更好的像素对比并且这也有利于估计缺陷的尺寸以及在检测暗的缺陷时。

暗场成像和它的优点在本技术领域中是众所周知的。暗场成像已经被用于一些现存的半导体晶片检测系统中。暗场成像一般是依靠光线入射到待检物体上的角度。在一个相对于待检物品的水平面较低的角度(例如3到30度)，暗场成像一般生成一个黑色的图像除了有缺陷的位置不是黑色的，例如表面的颗粒，瑕疵和其他不平整的地方。这种暗场成像的特殊应用是照亮尺寸小于用来生成暗场图像的透镜的解析尺寸的缺陷。在一个相对于待检物品的水平面较高的角度(例如30到85度)，暗场成像一般能生成更好的明暗对比图来与明场图像作比较。这种高角度的暗场成像的特殊应用提高了镜面加工或透明物体的表面上不平整的对比程度。此外，高角度的暗场成像提高了倾斜物品的成像质量。

半导体晶片的光的反射率对于每一次明场和暗场成像所得到的图像质量来说通常具有重大的影响。存在于半导体晶片上的微观结构和宏观结构影响着半导体晶片的光的反射率。一般来说，半导体晶片所反射的光的数量是由入射光的方向或角度、观察的方向和半导体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长和半导体晶片的制造材料决定。

通常很难控制用于检测的半导体晶片的光的反射率。这是因为半导体晶片由多层材料组成。每一层材料都能透过不同波长的光，例如不同的速度。另外，各层都有不同的光源渗透率甚至是反射率。因此，对于本技术领域中的技术人员来说，光的使用或使用单一波长或窄带光，通常会影响到采集的图像的质量是显而易见的。需要经常利用多重空间滤波器或波长调谐器来改变单一波长或窄带光，这通常是不方便的。为了缓解这样问题，使用宽频照明是很重要的(例如，波长范围较宽的光源)，例如宽频照明的波长范围在300纳米至1000纳米之间。

宽频照明对于采集高质量图像和检测表面反射率范围广泛的半导体晶片来说有重大的影响。另外，晶片检测系统通过利用多个照明角度或明暗反差来提高发现缺陷的能力，例如，利用明场和暗场照明。目前市场上的晶片检测系统通常没有利用多个角度的照明和完全的宽频波长的光源。

目前能得到的晶片检测系统或装备通常利用下列方法的一种在晶片检测的过程中获得多种反应：

(1)带有多重照明的多重图像采集装置(Multiple Image Capture Devices MICD)

MICD利用多重图像采集装置和多种照明。MICD是基于将全部波长光谱划分为多个窄带光并且将每个分段的波长光谱用于各自的照明的原理。在设计利用MICD的方法的系统的过程中，每一个图像采集装置都对应一种照明(例如，照明光源)，并装有像空间滤光器或有特殊涂层的分光器之类的相应的光学配件。例如明场照明的波长利用水银弧光灯和空间滤光器被限定在400到600纳米之间，以及暗场照明的波长利用激光发射器被限制在650到700纳米之间。MICD方法也有它的缺点，例如较低的图像质量和系统设计及配置相对不具有灵活性。较低的图像治疗通常是由于待检半导体晶片变化的表面反射率，以及利用窄带光源来检测半导体晶片而造成的。系统设计的不灵活性是因为改变系统所使用的单一照明的波长通常需要重新配置整个系统的光学装置。另外，MICD方法通常无法容易通过一台不能改善采集的图像的质量或采集图像速度的图像采集装置来实现采集变化波长的照明。

(2)带有多重照明的单一图像采集装置(Single Image Capture Device SICD)

SICD方法利用单一图像采集装置来采集多种照明的光，每个照明的光是分段的波长光谱光源(例如窄带光源)或宽频光源。然而，这种方法无法在半导体晶片移动的同时获得多个照明反应。换句话说，SICD方法在半导体晶片移动时只能允许一个照明反应。为了实现多个照明反应，SICD方法需要在半导体晶片静止的时候来采集图像，这样就影响了晶片检测系统的工作效率。

同时或独立使用通过利用宽频明场照明和暗场照明，或普通的多重照明并利用多重图像采集装置而实现动态的图像采集的半导体晶片检测系统在当前是无法实现的，这是由于相对缺乏对它的实际实施和操作优势的理解而造成的。

如上所述，现有的半导体晶片检测系统通常使用MICD或SICD。使用MICD的设备不利用宽频照明并且通常或有较低的图像质量和系统设置或配置的不灵活性等缺点。另一方面，使用SICD的半导体晶片检测系统会降低系统的工作效率并且无法获得动态图像的同时出现多个照明反应。

在美国专利US 5,822,055(KLA1)中描述了一种当前优选的利用明场照明和暗场照明的半导体晶片光学检测系统。在KLA1中描述了一种光学检测系统的实施例使用了上述的MICD。在KLA1中描述的光学检测系统使用多个照相机来分别采集明场和暗场图像。采集的明场和暗场图像然后被分开或一起处理来发现半导体晶片上的缺陷。另外，KLA1的光学检测系统使用不同的明场和暗场照明的光源来采集明场和暗场同步图像。KLA1的光学检测系统通过使用由照明发射器发射的分段的波长光谱和空间滤光器来实现同步图像的采集(例如，明场和暗场图像的采集)。关于KLA1的光学检测系统，配置一台用于采集暗场图像的照相机，相应的利用了窄带激光照明和空间滤光器。配置了另一台用于采集明场图像的照相机，相应的利用了明场照明和具有特殊涂层的分光器。KLA1所述的光学检测系统的劣势包括你适合用于具有大量表面反射率的半导体晶片的成像。这由于使用了分段的波长光谱照明。这些照相机各自采集预设的波长光谱的照明。对于每个用于采集多个不同波长光谱来加强所采集的某个类型晶片的图像来说有一点不灵活性。例如，第一表面具有碳涂层的晶片在某些照明角度，例如明场照明时，就只能显出一点微弱的反射性。因此，观察这些晶片上的某些缺陷需要结合明场照明和高角度的暗场照明。KLA1的光学检测系统使用一些照明发射器或光源和滤光器。KLA1的光学检测系统经过执行多次检测(例如，多重审查)来使其能够采集明场和暗场图像。因此这种光学检测系统的工作效率不高。

另一在美国专利US 6,826,298(AUGTECH1)和US 6,937,753(AUGTECH2)中所描述的当前优选的使用明场和暗场成像的光学检测系统。AUGTECH1和AUGTECH2的光学检测系统使用一些用于执行低角度暗场成像的激光发射器和用于执行高角度暗场成像的光纤环光。另外，AUGTECH1和AUGTECH2的光学检测系统都是使用一个照相机传感器和之前所述的SICD方法。因此，利用AUGTECH1和AUGTECH2的光学检测系统的半导体晶片的检测是通过明场成像或暗场成像或两者的结合来实施的，其中每一次明场成像和暗场成像是在另一个动作完成后才开始进行的。AUGTECH1和AUGTECH2的检测系统不能同步、动态和独立的明场和暗场成像。因此，为了完成检测，每个半导体晶片都需要经过多次检测。结果就是降低了生产效率以及增加了使用资源。

另外，一些现有的光学检测系统使用极好的图或参考图，所述的参考图用于与较近一次获得的半导体晶片图像作比较。参考图的挑选的方法通常是采集一些已知的或人工挑选的“良好”半导体晶片图像，然后利用统计方法或技术来获得参考图。上述挑选技术的一个缺点是不精确或与人工挑选的“良好”半导体晶片不一致。使用这样的参考图的光学检测系统由于不精确或不一致的参考图而经常发生好的半导体晶片被退回的情况。随着半导体晶片日益复杂的几何结构，依靠人工选择“良好”半导体晶片来作为参考图变得越来越不可能，尤其是，随着半导体检测工业设定的质量标准的提高。

获得极好的参考图涉及许多统计技术和计算。大多数现有的统计技术非常普通并且有它们自己的优势。目前能得到的光学检测系统或设备在获得极好的参考像素时，通常使用平均数或平均值和标准差。利用平均值和标准差来获得极好的参考像素能够变成有用的好的像素；否则，任何缺陷或噪点像素会干预并影响到参考像素的最终平均数或中位数的数值。另一个统计技术利用中位数来减少由于噪点像素造成的干预。然而，本质上消除早点的影响是不可能的或至少很难实现。现有的光学检测系统或设备视图通过利用变化的统计学技术来减少噪点的影响。然而，一种方便用户的或简单的用于减少或消除噪点的影响(例如，错误)的方法仍然还在设计中。这样的方法将帮助消除能够影响最终参考像素至的噪点像素。

US 6,324,298(AUGTECH3)描述了一种用于生成在半导体晶片检测中使用的极好的参考图或参考图的对准方法。在AUGTECH3中描述的方法需要“已知的高品质”或“无缺陷”的晶片。这种“已知的高品质”的晶片的选择是人工的或使用者操作的。然后利用统计方法或技术来获得参考图。同样，精确的和一致的选择“已知的高品质”的晶片对于维持半导体检测的高质量来说至关重要。AUGTECH3的方法使用平均值和标准差来计算参考图上不同的像素。因此，任何不完美的像素的出现都会导致获得不精确的参考像素。不完美的像素是由于杂质或其他缺陷而造成的。这样的杂质或缺陷对统计计算有不利的影响并导致获得不精确的参考像素。对本技术领域的技术人员来说，AUGTECH3的方法在半导体晶片检测中发生的不精确、不一致和错误是显而易见的。

另外，AUGTECH3描述的光学检测系统使用闪光或频闪灯来照明半导体晶片。本技术领域的技术人员应该知道由于许多因素会造成不同的闪光或频闪之间的不一致，这些因素包括但并不限于，温度的不同、电子的不一致性和不同的闪光或频闪的强度。即使是“良好”半导体晶片，这些差别和不一致性也是内在的。如果系统没有考虑到这些差别的话，这样差别的出现将影响到获得的极好的参考图的质量。另外，影响照明强度和半导体晶片表面很截面的均匀性变化的因素包括，但不限于，晶片不同的平整性，安装和在半导体晶片表面上不同位置的光的反射率。不考虑上述的差别和因素，当用来比较获得的半导体晶片表面上不同位置的图像时，任何利用上述方法获得的参考图都是不可靠的和不精确的。

产品标准的变化在半导体工业中是常见的，这些变化例如半导体晶片的尺寸、复杂性、表面反射率。因此，半导体晶片检测系统和方法需要能够检测不同标准的半导体晶片。然而，现有的半导体晶片检测系统和方法来检测标准范围广泛的半导体晶片通常是无法令人满意的，尤其是由于半导体工业设定的质量标准的提高。

例如，通常当前的半导体晶片检测系统使用由元件组成的传统的光学设备，例如，照相机、照明器、滤光器、偏光镜、反光镜和透镜，这些被固定在空间位置上。加入或移除光学设备上的元件通常需要重新组装和重新设计整个光学设备。因此，这样的半导体晶片检测系统有着不灵活的设计或构造并且需要一个相对较长的改模时间。另外，传统的光学设备的物镜与用于检测的半导体晶片之间的距离通常太短使得减缓便于暗场成像的不同角度的光纤照明的采用。

还有许多其他的现有的半导体晶片检测系统和方法。然而，由于当前缺乏专业技术知识和操作技能，尽管设计和构造有灵活性，但当晶片在移动过程中，现有的半导体晶片检测系统不能同步进行明场和暗场成像用于检测。也需要半导体晶片检测系统和方法能够具有资源效率的灵活性、精确及快速的半导体晶片检测。尤其是由于半导体晶片电子电路的复杂性的增加和半导体工业的质量标准的提高。

发明内容

如今，缺乏能够利用明场和暗场成像来检测移动中的半导体晶片的半导体晶片检测系统和方法，除了便利的系统构造和设计的灵活性。另外，还需要半导体晶片检测系统中具有灵活性和可调空间的相关构造的元件，例如照明发射器、照相机、物镜、滤光器和反光镜。由于半导体晶片电子电路复杂性的增加和半导体工业设定的质量标准的提高，半导体晶片检测的精确性和一致性变得至关重要。要获得用于与采集到的半导体晶片的图像进行比较的极好的参考和参考图像，目前需要对“良好”的半导体晶片进行人工选择。这样的人工选择会导致得到的参考图以及随后半导体晶片检测的不精确和不一致。因此，需要改进获得参考图的对准方法或处理过程，从而使之随后与采集到的半导体晶片的图像进行比较。本发明旨在寻找能够解决至少一种上述的问题的方法。

本发明提供了一种用于检测半导体模块的检测系统和方法，包括，但不限于半导体晶片、芯片，发光二极管(LED)芯片和太阳能硅片。检测系统被设计成用于进行二维(2D)和三维(3D)晶片的检测。这种检测系统更进一步设计为用于进行缺陷检测。

2D晶片检测通过2D光学模块被简化，所述的2D光学模块包括至少两个图像采集装置。2D晶片检测使用至少两个用来采集相应的对比照明图像的不同的对比照明。2D晶片检测能够在半导体晶片移动的过程中执行并且能够在一片半导体晶片通过后完成工作。3D晶片检测通过3D光学模块被简化，所述的3D光学模块包括至少一个图像采集装置和至少一个细线照明器或细线照明发射器。细线照明器进行细线照明，所述的照明器是激光发射器或宽频照明源或两者结合，并针对移动的半导体晶片来采集它的3D图像。有检测系统执行的缺陷检测通过缺陷检测模块被简化。

根据本发明的第一方面，描述了一种方法，包括采集在第一对比照明下的晶片的第一图像和采集在第二对比照明下的晶片的第二图像，第一照明和第二照明各自具有宽频波长，第一对比照明和第二对比照明用于在第一和第二图像中发现至少一个缺陷位置。晶片被放在第一图像的采集位置和第二图像的采集位置之间预先设定好的位置。这种方法更进一步包括关联第一和第二图像以及对第一图像中的缺陷位置和第二图像中的缺陷位置进行比较来提供缺陷证明。

根据本发明的第二方面，描述了一种方法，包括提供具有一个或更多缺陷位置的晶片的第一图像和具有一个或更多缺陷位置的晶片的第二图像，并且晶片被放置在提供第一和第二图像之间的位置。所述的方法更进一步包括关联第一和第二图像的晶片的空间位移以及对第一图像中的缺陷位置和第二图像中的缺陷位置进行比较来提供缺陷证明。

根据本发明的第三方面，描述了一种方法，包括采集在第一对比照明下的晶片的第一图像和采集第二对比照明下的晶片的第二图像，第一对比照明和第二对比照明用于在第一和第二图像中发现至少一个缺陷位置。晶片被放在第一图像的采集位置和第二图像的采集位置之间预先设定好的位置。这种方法更进一步包括关联第一和第二图像以及对第一图像中的缺陷位置和第二图像中的缺陷位置进行比较来提供缺陷证明。

根据本发明的第四方面，描述了一种系统，包括用于采集晶片的第一图像的第一图像采集模块和用于采集晶片的第二图像的第二图像采集模块，晶片被放在第一图像的采集位置和第二图像的采集位置之间预先设定好的位置。所述的系统更进一步包括连接着第一和第二图像采集模块的缺陷位置比较模块，所述的缺陷位置比较模块用于关联第一和第二图像的晶片的空间位移，对在第一图像中发现的缺陷位置与第二图像中发现的另一个缺陷位置进行比较并由此提供缺陷证明。

附图说明

下文及参考附图中描述了本发明的优选的实施例，它们是：

图1显示了根据本发明优选实施例的用于检测晶片的优选系统局部平面图；

图2显示了图1所示系统的局部轴测图；

图3显示了图1的系统根据图2中的“A”方向突出的光学检测头的局部暴露轴测图；

图4显示了图1的系统根据图2中“B”方向突出的自动晶片工作台的局部暴露轴测图；

图5显示了图1的系统根据图2中“C”方向突出的自动晶片装载/卸载的局部暴露轴测图；

图6显示了图1的系统根据图2中“D”方向突出的警员堆栈模块的局部暴露轴测图；

图7显示了图1所示的系统的光学检测头的局部轴测图；

图8显示了图1的系统的光学检测头的局部正视图；

图9显示了图1的系统在明场照明器、低角度暗场照明器、高角度暗场照明器、第一图像采集器和第二图像采集器两两之间的光线路径；

图10是图9的明场照明器提供的沿着明场照明的优选第一光线路径的流程图；

图11是图9的高角度暗场照明器提供的沿着高角度暗场照明的优选第二光线路径的流程图；

图12是图9的低角度暗场照明器提供的沿着低角度暗场照明的优选第三光线路径的流程图；

图13显示的是图1的系统中的在细线照明器和3D图像采集器或摄像机之间的照明光线路径；

图14显示的是图1的系统中在复查明场照明器、复查暗场照明器和复查图像采集设备两两之间的照明光线路径；

图15是沿着图14所示的复查明场照明器和复查图像采设备之间的明场照明的优选第四光线路径的流程图；

图16是沿着图14所示的复查暗场照明器和复查图像采集设备之间的暗场照明的优选第五光线路径的流程图；

图17是本发明提供的用于检测晶片的优选方法的方法流程图表；

图18是优选参考图像生成工艺工序流程图，用于生成参考图像，与在执行图17的方法所采集的图像进行比较；

图19是在图17的方法的步骤中优选的带有定时偏移的二维晶片扫描过程的工序流程图；

图20显示了图1的系统的照明配置器选择的照明配置表；

图21显示了用于通过第一图像采集器采集第一图像和通过第二图像采集器采集第二图像的脉冲波形图；

图22a显示了图1的第一图像采集设备采集的第一图像；

图22b显示了图1的第二图像采集设备采集的第二图像；

图22c显示了将图22a的第一图像和图22b的第二图像组合用于表明由于当晶片移动时的采集第一图像和第二图像的图像偏移；

图23是执行图17的方法的步骤的优选的二维图像处理过程的工序流程图；

图24是执行图17的方法的步骤的优选的三维图像处理过程的工序流程图；

图25显示的图1的系统的细线照明器和3D图像采集器或摄像机之间的优选照明光线路径；

图26是执行图17的方法的步骤的第二个优选的三维晶片扫描过程的工序流程图；

图27是执行图17的方法的步骤的优选的复查过程的工序流程图。

具体实施方式

对半导体元件的检测，例如，对半导体晶片和芯片的检测，在半导体的加工和制造过程中是日益重要的步骤。由于半导体晶片上电路复杂程度的增加，同时由于对半导体晶片质量标准的提高，越来越需要改进了的半导体晶片的检测系统和检测方法。

目前的半导体晶片检测系统和检测方法尽管能提供配置和设计的灵活性，但无法同时生成明场和暗场图像，以进行半导体晶片的动态检测，此外，还需要半导体晶片检测系统中具有灵活性和可调空间的相关构造的部件，例如照明器、照相机或图像采集装置，物镜，过滤器及其反光镜。由于半导体晶片电子电路复杂性的增加和半导体工业设定的质量标准的提高，半导体晶片检测的精确性和一致性变得至关重要。要获得用于与采集到的半导体晶片的图像进行比较的极好的参考和参考图像，目前需要对“良好”的半导体晶片进行人工选择。这种人工选择会导致获得的参考图像的不精确和不一致，并影响半导体晶片检测的结果。因此，需要改进获得参考图的对准方法或处理过程，从而使之随后与采集到的半导体晶片的图像进行比较。

本发明例提供了用于检测半导体元件的优选系统与方法用以解决至少一种上述所发现问题。

为了简洁和明确的目的，对本发明的描述仅限以下用于半导体晶片检测的系统和方法。本领域的技术人员应当知道，这并不排除本发明的具体实施例应用在其他方面，而其他方面与本发明的很多实施例具有相同的基本原理，这些基本原理如操作，功能或性能特征。例如，本发明的具体实施例所提供的系统和方法也能用于其他半导体元件的检测，包括但不限于半导体芯片，发光二极管(LED)芯片和太阳能硅片。

如图1和2所示，依据本发明的第一个具体实施例，提供了一个优选的系统10用于检测晶片12。系统10也可以用于检测其他半导体器件或需要检测的元件，其特点是，系统10包括一个光学检测头14(如图3所示)，一个晶片运输工作台或晶片卡盘16(如图4所示)，自动晶片处理器18(如图5所示)，一个晶片堆栈模型20(如图6所示)，或胶卷画面盒式装载器，一个XY位移工作台22，并至少有一组四振动隔离器24(如图1和图2所示)。

图7和图8所示的光学检测头14由很多照明器和图像采集装置构成。其特征是，光学检测头14包括一个明场照明器26，一个低角度暗场照明器28和一个高角度暗场照明器30。本领域的技术人员应当知道，可能需要将更多的暗场照明器应用到系统10中。本领域的技术人员应当进一步知道低角度暗场照明器28和高角度暗场照明器30能集成为一个的暗场照明器，并能够按需要灵活放置。

明场照明器26，也称为明场照明光源或明场照明发射器，提供或发射明场照明或明场光。例如，明场照明器26是闪光灯或白色发光二极管。其特征是，明场照明器26提供宽频明场照明，其充分包括在300nm和1000nm之间的波长。本领域的技术人员应当理解明场照明有波长可变性及光学特性。

明场照明器26尤其包括一个第一光纤(图中未显示)，明场照明光在从明场照明器26中发射之前从第一光纤中通过，最好是第一光纤作为明场照明的传输的导向，更进一步的说，第一光纤给从明场照明器26发出的明场照明以指引。

低角度暗场照明器28和高角度暗场照明器30也被称为暗场照明光源或暗场照明发射器，用以提供或发射暗场照明。暗场照明精确对齐照明或光源，使数量最小化的直接传送(未离散)的光进入它们相应的图像采集装置，一般来说，图像采集装置采集暗场图像只接收已经被样品或物体分散了的光照或光源。暗场图像一般被增强从而与明场图像形成对比，明场照明和暗场照明为对比照明的例子。

低角度暗场照明器28和高角度暗场照明器30都以闪光灯或白光发光二极管为例。最好每个低角度暗场照明器28和每个高角度暗场照明器30所提供的暗场照明如明场照明一样具有相似的光学特性。更具体的说，每个低角度暗场照明器28和高角度照明器30所提供的暗场照明是宽频暗场照明(也被称为暗场宽频照明)，其包括300nm和1000nm之间的波长。就是说，明场照明和暗场照明是宽频照明。换言之，低角度暗场照明器28和高角度暗场照明器30提供或发射不同波长的暗场照明或其他光学特性的暗场照明。

低角度暗场照明器28定在一个较低角度的位置，相对于高角度暗场照明器30和放置在晶片工作台16上的晶片12的水平面(或者晶片工作台16的水平面)。例如，低角度暗场照明器28最好的定位是与放置在晶片工作台16上的晶片12的水平面成3至30之间的角度。另外，高角度暗场照明器30最好的定位是与放置在晶片工作台16上的晶片12的水平面成30至85之间的角度。如上所述的角度最好是通过调整各个低角度暗场照明器28和高角度暗场照明器30的位置来改变的。

每个低角度暗场照明灯28和高角度暗场照明灯30，最好包括一个第二和第三光纤(图中未显示)，暗场照明通过第二和第三光纤并由此发射出去。第二和第三光纤作为一个波导，用于引导暗场照明通过每个低角度暗场照明器28和高角度暗场照明器30的光路传输。另外，第二光纤有利于引导暗场照明从低角度暗场照明器28发射以及第三光纤有利于引导暗场照明从高角度暗场照明器30发射。由每个暗场照明器26，低角度暗场照明器28及高角度暗场照明器30所提供的照明是可控的，并且可连续性提供或间断性提供。

明场照明和暗场照明的全部波长光谱增强了晶片12的检测和缺陷检测的精确度。宽频照明通过改变表面反射来识别半导体晶片缺陷的类型。此外，明场照明和暗场照明的宽频波长使晶片12的检测在执行过程不受晶片12的反射特性的约束。这意味晶片12上的缺陷检测不会被由于晶片12对不同的光照波长具有的不同敏感度或反射度或偏振所影响。

最好是，由明场照明器26、暗场照明器28、30所提供的明场照明和暗场照明的强度可以按需要依照晶片12的特性分别选择和改变，例如晶片12的材料和表面涂层。此外，每个明场和暗场照明可被选择和改变，以增强晶片12所采集的图像的质量，同时用以提高晶片12检测的质量或精确性。

如图7至图9所示，系统10更进一步包括一个第一图像采集装置32(例如第一照相机)和一个第二图像采集装置34(例如第二照相机)。第一图像采集装置32和第二个图像采集装置34都能够接收由明场照明器26提供的明场照明和由各个低角度暗场照明器28以及高角度暗场照明器30提供的暗场照明。被接收或进入第一图像采集装置32的明场和暗场照明最好是聚焦在一个第一图像采集平面(图中未显示)用于采集相应的图像。被接收或进入第二图像采集装置34的明场和暗场照明最好聚焦在一个第二图像采集平面(图中未显示)用于相应图像的采集。

第一图像采集装置32和第二图像采集装置34为单色图像或彩色图像。第一图像采集装置32和第二图像采集装置34也就是所谓的图像采集模块或图像传感器。利用单个或三个芯片颜色传感器，最好能够采集晶片12的彩色图像，以增强精确度和缺陷检测速度这二者中的至少一个方面。例如，采集晶片12的颜色图像的能力帮助减少晶片12上的虚假缺陷检测，并相应减少其造成的错误拒绝。

光学检测头14进一步包括用于第一图像采集装置32的一个第一管镜36。此外，学检测头14进一步包括用于第二图像采集装置34的一个第二管镜38。第一管镜36和第二管镜38都具有共同的光学特性和功能。因此，仅为了清楚起见，管镜36和管镜38被冠以第一管镜36和第二管镜38。物镜装置还包括多个物镜40，例如四个物镜40。所有物镜40共同安装在一个可旋转的固定装置42(如图所示3)上，旋转是为了将每个物镜定位在每个检测位置之上(未显示)或晶片12用于检测的位置。从整体来看，所有物镜40和可旋转的固定装置42能够被称作是一个物镜的组合。

每个物镜40用以实现不同的放大，并且他们具有等焦面，每个物镜40最好具有一个不同的预定放大系数，例如5倍，10倍，20倍及50倍。最好每个物镜40具有无穷的修正像差。然而，本领域的技术人员应该理解，每个物镜可以改变或重新设计，以达到不同的放大倍率及性能。

每个低角度暗场照明器28和高角度暗场照明器30，最好包括重点手段或机械装置，用于指引或聚焦暗场照明指向设置在检测位置的晶片12。低角度暗场照明器28和晶片12的水平面之间的角度以及高角度暗场照明器30和晶片12的水平面之间的角度最好设置并调整，用以增强缺陷检测的精度。最好是，参考检测位置，每个低角度暗场照明器28和高角度暗场照明器30具有固定空间位置。另外，在系统10正常运作过程中，参考检测位置，每个低角度暗场照明器28和高角度暗场照明器30的位置是可变的。

如上所述，无论是明场照明还是暗场照明，都聚焦在检测位置。明场照明和暗场照明聚焦在检测位置，光照在位于检测位置的晶片12上或其中一部分。

如图6所示，系统10包括一个晶片堆栈20或胶卷画面盒式装载器。晶片堆栈20最好包括多个槽，用以装载多个晶片12。每个晶片12按顺序加载或转移到晶片工作台16(如图4所示)或通过自动晶片处理器18转移到晶片卡盘(如图5所示)。最好，晶片工作台16上吸气或形成真空，以确保晶片12设置在晶片工作台16上。晶片工作台16最好包括一个预先设定的多个小孔或缝隙，从而形成真空，以增加设置在晶片工作台16上的框架磁带盒和框架(图中未显示)可靠并平坦的位置。晶片工作台16也最好能够处理直径在6到12英尺之间的(包括端点值)晶片。

晶片工作台16耦合于XY位移工作台22(如图1和2所示)，使晶片工作台16在在X和Y方向移动。晶片工作台16的转移相应的取代了放置其上的晶片12的转移。具体来说，晶片工作台16位移以及放置其上的晶片12的移位能够被控制用来控制晶片12在检测位置的定位。XY位移工作台22是可选的作为一个气隙线性定位器。XY位移工作台22或空气间隙线性定位器便于晶片工作台16在X和Y方向上高精度位移并且具有来自系统10的其他部件振动转移到晶片工作台16的最小影响，确保晶片12或其上的部件在检测位置平稳准确的定位。XY位移工作台22和晶片工作台16共同安装在缓冲器或振动隔离器24(如图2所示)，以吸收冲击或振动，并确保装配的平坦度及其安装在其上的其他模块或配件平坦度。本领域的技术人员应该理解，可选机械装置可用于耦合或用于晶片工作台16控制其上的转移，并促进晶片12在检测位置具有高精度定位。

晶片12的检测是在晶片12移动过程中，检测其上可能存在的缺陷。也就是说，图像的采集，例如对半导体图像12的明场图像和暗场图像的采集，最好发生在晶片12被转移经过检测位置时。另外，晶片12能够在检测位置以及要求获得高分辨率图像的位置上保持静止。在检测过程中，晶片12的位移或移动是由软件控制的。

如上所述，系统10还包括第一管镜36和第二管镜38。最好管镜36放置在物镜40和第一个图像采集装置32之间。光照穿过第一管镜36进入第一图像采集装置32。此外，第二管镜38放置在物镜40和第二图像采集装置34之间，光照通过第二管镜38并被一个反光镜或一个棱镜反射进入第二图像采集装置34。

每个物镜40具有无穷纠正像差。因此，经过物镜40后，照明或光线被校准。这就是说，光照在物镜40和每个第一管镜36以及第二管镜38之间传输后被校准，在物镜40和每个第一管镜36以及第二管镜38之间光照的校准增加了每个第一图像采集装置32和第二图像采集装置34分别定位的灵活性。管镜36，38的实施，使得当使用不同的物镜时，不需要重调焦距进入每个第一图像采集装置32和第二图像采集装置34。此外，光照的校准使额外光学部件和附件现场引入和定位到系统10中，特别在物镜40和每个第一管镜36及第二管镜38之间，不需要重新配置系统10。此外，这种安排与现有的设备相比，有助于实现物镜40和晶片12之间的更远的工作距离，物镜40和晶片之间的更长的工作距离能有效的使用暗场照明。

本领域技术人员应该理解，本发明的系统10使得系统10的部件具有灵活性和能够进行原位置设计及重构。本发明的系统10方便了光学元件或系统引入系统10和拆卸移出系统10。

第一管镜36有利于校准光照集中到第一图像采集平面。同样，第二管透镜38有利于校准光照集中到第二图像采集平面。虽然在之前的描述中提到，管镜被用于本发明的系统10中，但是本领域的技术人员应当理解，其他光学装置或机械装置可以用于光照的校准，更具体的，明场照明和暗场照明随后分别调焦在各个第一图像采集平面上和第二图像采集平面上。

第一图像采集装置和第二图像采集34最好都沿相邻平行轴设置。最好是，第一图像采集装置32和第二图像采集装置34的空间位置决定了由第一图像采集装置32和第二图像采集装置34所决定的空间占用的减少，使系统10占用一个更小的总面积(即是空间效率)。

尤其是，系统10进一步包括多个分光器和反光镜或反射表面。分光器和反光镜或反射表面最好被定位用于引导每个低角度暗场照明器28和高角度暗场照明器30发出的明场照明和暗场照明。

尤其是，系统10进一步包括一个具有存储器或数据库(也被称为一个后处理器)(图中未显示)的中央处理器(CPU)。CPU与系统10中的其他部件电子连接或耦合，例如，第一图像采集装置32和第二图像采集装置34。由第一图像采集装置32和第二图像采集装置34采集到的图象被转换成图像信号并传送给CPU。

CPU可编程用于处理信息，更明确到图像，将图像信息传输到CUP以检测晶片12上的缺陷。晶片12上的缺陷检测由系统10自动地执行，尤其是指由CPU执行。更进一步说，晶片12上的缺陷检测由系统10自动地执行并且由CPU控制。另外，为了方便对晶片12进行缺陷检测，至少包括一个手动输入端。

CPU可编程用于存储信息并将信息传输至数据库中。此外，CPU可编程用于分类发现的缺陷。此外，CPU更能够编程用于存储处理过程中的信息，更具体的说，是数据库中的处理图像和发现的缺陷。至于采集图像、处理采集图像以及晶片12上缺陷的检测将在下面进行详细描述。

本领域的技术人员应当理解，根据上述的内容，明场照明器26发射或提供明场照明和每个低角度暗场照明器26及高角度暗场照明器30发射或提供暗场照明(以下分别简称为暗场低角度或DLA照明和暗场高角度或DHA照明)，每个伴随着一个不同的射线路径或光路3。

一个伴随着明场照明的优选的第一光线路径100的流程图如图10所示。

在第一光线路径100的步骤102中，由明场照明器26提供明场照明或光线。如前所述，明场照明从明场照明器26的第一光纤中射出。更进一步说，第一光纤照明引导明场照明从明场照明器26中发射，明场照明经过一个聚光镜44。聚光镜44用于集中明场照明。

在步骤104中，第一反射表面46或第一反光镜反射明场照明，由第一反射表面46反射的明场照明指向第一分光器48。

在步骤106中，第一分光器48反射至少一部分明场照明。第一分光器48具有一个30∶70的反射/传输比(reflection/transmission R/T)率。然而，本领域的技术人员应当理解，第一分光器48可按需调节，用于控制明场照明反射或传输的强度或数量。

由第一分光器48反射的明场照明指向检测位置。更具体地说，由第一分光器48反射的明场照明指向检测位置正上方的物镜40。在步骤108中，明场照明器26由物镜40集中在检测位置或放置在检测位置的晶片12上。

明场照明器26提供明场照明，并集中在检测位置，光照晶片12，更具体的说，光照晶片12定位在检测位置的一部分。在步骤110中，明场照明由设置在检测位置的晶片12反射。

在步骤112中，由晶片12反射的明场照明通过物镜40。如前所述，物镜40具有无穷的纠正像差。因此，明场照明通过物镜并由物镜40校准。放大镜对明场照明的放大程度取决于物镜40的放大系数。

明场照明通过物镜40指向第一分光器48。在步骤114中，投射到第一分光器48的明场照明及其中一部分通过第一分光器48传输。步骤114中，第一分光器48传输的长度取决于第一分光器48的R/T比。明场照明通过第一分光器48后指向第二分光器50。

系统10的第二分光器50为一个具有预先设定的R/T比的立方体分光器50，R/T比为50/50。该R/T比可按需要改变。立方体分光器50是因为立方体分光器50将接收到的光照分成两个光路。因此，本领域的技术人员应当理解，由于此目的，立体分光器50的结构和形状可以提供更好的性能和对准。由第二分光器50反射或传输的光照的长度取决于第二分光器50的R/T比。在步骤116中，明场光照投射到第二分光器50。投射到分光器上的明场照明由此处传输或反射。

通过第二分光器50的明场照明指向第一图像采集装置32。步骤118中明场照明通过第一管镜36然后进入步骤120中的第一图像采集装置32。第一管镜36有助于将校准后的明场照明集中到第一图像采集装置32的第一图像采集平面。明场照明集中到第一图像采集平面使第一图像采集装置32采集一个明场图像。

由第一图像采集平面采集的明场图像优选的转换为图像信号。图像信号随后经传输或下载至CPU，图像信号传输至CPU也被称为数据传送。之后，CPU至少会对明场图像进行处理或存储在CPU内。

明场照明由第二分光器50反射并指向第二图像采集装置34。步骤122中，明场照明通过第二管镜38，然后，步骤124中，进入第二图像采集装置34。第二管镜38有助于经过校准后的明场照明集中至第二图像采集平面。明场照明集中至第二图像平面帮助第二图像采集装置34采集一个明场图像。

由第二图像采集平面采集的明场图像优选的转换为图像信号。图像信号随后经传输或下载至CPU，图像信号传输至CPU也被称为数据传送。之后，CPU至少会对传输的明场图像进行处理或存储在CPU内。。

一个优选的第二光线路径200伴随暗高角度(DHA)照明的一个流程图如图11所示。

在步骤202中的第二光线路径200，DHA照明由高角度光照器30提供。如前所述，第二光纤能帮助指引由高角度暗场照明器30提供的DHA照明。DHA照明直接集中在检测位置，而不需要通过像物镜40之类的光学元件或附件。

在步骤204中，指向检测位置的DHA照明被放置在检测位置的晶片12或它的一部分反射。在步骤206中，从晶片12反射的DHA照明通过物镜40。在步骤206中，具有无穷纠正像差的物镜40校准DHA照明从物镜位置通过。

DHA照明通过物镜40直接指向第一分光器48。在步骤208中，DHA照明投至第一分光器48，DHA照明的一部分通过第一分光器48，DHA照明在第一分光器48内传输的长度取决于第一分光器48的R/T比。

DHA照明传输通过第一分光器48直接指向第二分光器50。在步骤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照明的传输或反射取决于第二分光器50的R/T比。

在步骤212中，通过第二分光器50传输的DHA照明通过第一管镜36，然后，在步骤214中，进入第一图像采集装置32。第一管镜36有助于将校准后的DHA光照集中至第一图像采集装置32的第一义图像采集平面。DHA照明集中至第一图像采集平面有助于一个暗场图像的采集，更具体来讲，通过第一图像采集装置32采集一个暗场高角度(DHA)图像。

另外，DHA照明由第二分光器50反射。在步骤216中，从第二分光器50反射后的DHA照明传输通过第二管镜38，然后，在步骤218中，进入第二图像采集装置34。第二管镜38有助于将校准后的DHA照明集中在第二采集装置34的第二图像采集平面。DHA照明集中在第二图像采集平面有助于暗场图像的采集，更为具体的是通过第二图像采集装置34采集一个暗场高角度(DHA)图像。

如图12所示，一个优选的第三光线路径250伴随暗场低角度(DLA)照明的流程图。

在包含第三光线路径200的步骤252中，DLA照明由低角度暗场照明器28提供。第三光纤有助于引导由低角度暗场照明器28提供的DLA照明。DLA照明直接照射在检测位置，不需要通过像物镜40之类的光学元件或附件。

在步骤254中，指向检测位置的DLA光照被设置在检测位置的晶片12或其上一部分反射。在步骤256中，被半导体晶片反射的DLA光照通过物镜40。在步骤256中，具有无穷纠正像差的物镜40校准DLA从物镜位置通过。

DLA照明通过物镜40之间指向第一分光器48，在步骤258中，投射至第一分光器48的DLA照明和其一部分传输通过第一分光器48。传输通过第一分光器48的传输长度取决于第一分光器的R/T比。

DLA照明传输通过第一分光器48后直接指向第二分光器50。在步骤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的传输或反射取决于第二分光器50的R/T比。

在步骤262中传输通过第二分光器50的DLA光照通过管镜36，然后，在步骤264中，进入第一图像采集装置。第一管镜36有助于将校准后的DLA照明集中照射至第一图像采集装置32的第一图像采集平面。集中光照在第一图像采集平面的DLA照明有助于一个暗场图像的采集，更具体来讲，通过第一图像采集装置32采集暗场高角度(DLA)图像。

另外，DLA照明由第二分光器50反射。在步骤266中，从第二分光器50反射的DLA照明通过第二管镜38，在步骤268中，进入第二图像采集装置。第二管镜38有助于将校准后的DLA光照集中照射至第二图像采集装置34的第二图像采集平面。集中照射在第二图像采集平面的DLA图像有助于一个暗场图像的采集，更具体来说，由第二图像采集装置34采集一个暗场高角度(DLA)图像。

本领域的技术人员从上述描述中应当理解，DHA照明和DLA照明经过晶片12反射后遵循一个相似的光线路径。然而，DHA照明的第二光线路径200和DLA照明的第三光线路径250可以用本领域所指技术分别对其进行改变。另外，DHA光照和DLA光照投射到放置在检测位置的晶片12的角度可以按照需要调整，以增强缺陷检测的精度。例如，DHA光照和DLA光照投射到放置在检测位置的晶片12的角度可以根据设置在检测位置的晶片12的类型或系统10的使用者的所需进行调整。

被每个第一图像采集装置32和第二图像采集装置34所采集的DHA图像和DLA图像被转换为图像信号，图像信号随后被传送或下载至CPU。图像信号传送至CPU也被称为数据传送。之后，CUP根据需求处理或存储传输的DHA图像或DLA图像。

如上所述，第一图像采集装置32和第二图像采集装置34具有各自相对的预定空间位置。物镜40和第一管镜36及第二管镜38的共同使用有利于第一图像采集装置32和第二图像采集装置34的空间定位。本领域的技术人员应当更加理解到，其他光学元件或附件，例如反光镜也可用于引导明场照明、DHA照明及DLA照明，并也有利于第一图像采集装置32和第二图像采集装置34的空间定位。更为优选地，第一图像采集装置32和第二图像采集装置34的空间位置参考检测位置设定。第一图像采集装置32和第二图像采集装置34的空间位置的设定增加系统10检测晶片的精度和效率中的至少一方面的性能。例如，第一图像采集装置32和第二图像采集装置34相对于检测位置的空间位置的设定优选的用于减少与移动图像采集装置或照相机有关的校准损耗和校准反馈损耗。

系统10的光学检测头14更进一步包括一个第三照明器(下文称为细线照明器52)。细线照明器52也叫作细线照明发射器。细线照明器52发射或提供细线照明。细线照明器52是一个用于提供细线激光照明的激光源。另外，细线照明器52是用以提供宽频细线照明的宽频照明器。细线照明指向检测位置，更具体的是以预设的角度，指向设置在检测位置的晶片12，该角度可以根据需要改变。一个镜面装置54或反光镜被优选以耦合或设置一个与细线照明器52相对的位置，以引导细线照明指向检测位置。

系统10的光学检测头14进一步包括一个第三图像采集装置(下文称为三维(3D)图像照相机56)。三维图像照相机56接收由晶片12反射的细线照明。进入3D图像照相机56的细线照明集中照射在3D图像采集平面(图中未显示)并由此采集晶片12的3D图像。3D光学装置包括如图13所示的细线照明器52和3D图像照相机56。

光写检测头14进一步包括一个用于3D图像照相机的物镜(以下称为3D图像物镜58)。由晶片12反射的细线照明通过3D图像物镜58，然后进入3D图像照相机56。3D图像物镜58具有无穷纠正像差的功能。因此，细线照明通过3D图像物镜58并由此校准。光学检测头14进一步包括用于3D图像物镜58和3D图像照相机56的一个管镜60。管镜60使校准后的细线光照聚焦至3D图像采集平面。管镜60和3D图像物镜58和3D图像照相机56的配合使用方便了3D图像照相机56的灵活定位和重构。另外，管镜60和3D图像物镜58和3D图像照相机56的配合使用也方便引入其他光学元件或附件进入3D图像物镜58和管镜60之间。

细线照明器52和3D图像照相机56共同使用方便晶片12的3D图像扫描和检测。细线照明器52和3D图像照相机56都耦合至CPU，其帮助细线照明器52和3D图像照相机56的协调或同步操作。更为优选地，系统10使用自动的3D图像扫描和检测晶片12。该自动的3D图像扫描和检测晶片12优选地受到CPU的控制。

另外，光学检测头14包括一个复查图像采集装置62。复查图像采集装置62例如为一个彩色照相机。复查图像采集装置62采集彩色图像。另外，复查图像采集装置62也采集单色图像。复查图像采集装置62采集晶片12的至少一个确定了的复查图像，以分类和复查晶片12上的缺陷检测。

光学检测头14进一步包括分别用于实施明场照明和暗场照明的复查明场照明器62和复查暗场照明器64。复查图像采集装置60接收分别由明场照明器62和复查暗场照明器64提供的明场照明和暗场照明，并由晶片12反射，用于采集晶片12的复查图像。另外，复查图像采集装置60采集由可选照明器提供的照明。例如上述描述的一个例子，用于采集晶片12的复查图像。复查图像采集装置60采集晶片12的高分辨率图像。

图14描述了复查明场照明器62、复查暗场照明器64、复查图像采集装置60以及他们之间的照明形式。图15描述了伴随着由复查明场照明器62提供的明场照明的一个优选的第四光线路径300的流程图。

在包括第四光线路径300的步骤302中，明场照明由复查明场照明器62提供。由复查明场照明器62提供的明场照明被指向一个第一反射表面66。在步骤304中，由明场照明由复查明场照明器62提供，由复查明场照明器62提供的明场照明指向一个第一反射表面66。在步骤304中，明场照明由第一反射表面66反射并被引导指向一个分光器68。在之后的步骤306中，投射至分光器68的明场照明由此反射并指向检测位置。由分光器68反射的明场照明的长度取决于分光器的R/T比率。

在步骤308中，明场光照被设置在检测位置的晶片12或其上一部分反射。在步骤310中，被反射的明场光照通过一个复查物镜70。复查物镜70被继承为物镜装置或物镜集合。复查物镜具有无穷纠正像差的能力。因此，通过复查物镜70的明场光照在步骤310中被复查物镜70所校准。

在步骤312中，投射至分光器68的明场照明并且它的一部分从该处传输。通过分光器68的明场照明的长度取决于分光器68的R/T比率。在步骤314中，明场照明通过一个复查管镜72，然后，在步骤316中，进入复查图像采集装置60。复查管镜72将校准后的明场照明集中照射在复查图像采集装置60的一个图像采集平面。明场照明集中照射在复查图像采集装置的图像采集平面有助于步骤318中的复查明场图像的采集。

复查物镜70和复查管镜72之间的明场照明的瞄准有利于他们之间光学元件和附件的引入。另外，复查物镜70和复查管镜72之间的明场照明的瞄准按复查图像采集装置60的需要灵活定位和重构。

如图16所示，由复查暗场照明器64提供的暗场照明的一个优选的第五光线路径350的流程图。

在包含第五光路径350的步骤352中，暗场光照由复查暗场光照器64提供，由复查暗场光照64提供的暗场照明直接集中照射在检测位置。另外，由复查暗场光照64提供的暗场照明优选地以一个与晶片12的水平面成一个预设的角度指向检测位置。该预设的角度优选的为一个高角度，并且可以用本领域的技术人员所熟知的技术按需要进行调整。

在步骤354中，暗场光照被放置在检测位置的晶片12或其上的一部分反射。在步骤356中，被反射的暗场光照然后通过复查物镜70。在步骤356中，暗场照明通过复查物镜70并被复查物镜70所校准。

在步骤358中，投射至分光器的经过校准后的暗场照明及其一部分从该处传输。通过分光器68的暗场照明的长度取决于分光器68的R/T比率。之后，在步骤360中，所述的暗场照明通复查管镜72，然后，在步骤362中进入复查图像采集装置60。第四管镜72将校准后的暗场照明集中照射在复查图像采集装置60的一个图像采集平面。暗场照明集中照射在复查图像采集装置60的图像采集平面有助于步骤364中的复查明场图像的采集。复查物镜70和复查管镜72之间的每个明场照明和暗场照明的瞄准增强了系统10的设计和重构的方便，了他们之间光学元件和附件的引入。进一步说，复查物镜70和复查管镜72之间的明场照明的瞄准优选地按复查图像采集装置60的需要灵活定位和重构，从而当晶片12在运动过程中方便明场图像和暗场图像的采集。

采集到的复查明场图像和暗场图像被转换成图片信号，并由复查采集装置60传输至可编程控制器，由此进行处理存储或保存在数据库中。

复查图像采集装置60可以具有一个相对于检测位置的固定空间位置。复查图像采集装置60的固定空间位置优选地减小与移动图像采集装置或照相机有关的校准损耗和校准反馈损耗，从而增强复查明场图像和复查暗场图像的采集的质量。

系统10进一步包括振动隔离器24，被共同称为稳定装置。当系统正常工作时，系统10被优选地安装在振动隔离器24或稳定装置上。系统10包括四个振动隔离器24，每个振动隔离器放置在系统10的一个不同角落。振动隔离器24有助于支持和稳定系统10。每个振动隔离器24优选地为一个可压缩结构或罐结构，其能吸收地面的振动，从而作为一个缓冲以防止地面的振动传输至系统。通过阻止不需要的对系统10的振动或物理移动，振动隔离器24有助于增强由每个第一图像采集装置32所采集的图像的质量。第二图像采集装置34，3D图像照相机56和复查照相机60改进了晶片12的检测质量。

依据本发明的一个具体实施例，提供了一个优选的用于检测晶片12的方法400。图17描述了实施方法400的方法流程图。用于晶片12的检测的方法400至少实施晶片12上缺陷的检测、分类及复查中的一种。

用于晶片12的检测的实施方法400利用参考图像(也被称为极好参考或极好参考图)，对比采集到的晶片12的图像用于至少包括晶片12上缺陷的检测、分类及复查中的一种。为了清晰起见，在描述用于检测半导体晶片的实施方法400前，提供了一个实施参考图像的生成过程900。如18描述了实施参考图像生成过程900的流程图。

实施参考图像生成过程900

在参考图形生成过程900的步骤902中，该方法包括在晶片12上加载一个参考区域的预设编号。该方法优选地由电脑软件编程设计产生。另外，该方法也可以手动产生。该方法可以存储在CPU的数据库中。另外，该方法也可存储在外部数据库或存储空间内。

每个参考区域的预设编号设置在晶片12上，它的质量是不为人所知的。多个参考区域的使用有助于补偿晶片12的不同部位的表面振动或多个晶片12之间振动的可能。这样的表面振动包括，但不限于，各个不同平面度和光照强度。本领域的技术人员应该理解，参考区域的预设编号表示晶片12的整个表面面积。另外，参考区域的预设数字也可表示多个芯片上的多个预设位置。

在步骤904中，选择第一参考区域，在之后的步骤906中，图像的一个预设的编号(“n”)被选择的参考区域的第一采集位置所获得。更为具体来讲，n个图像被选择参考区域的每个预设位置所获得，选好的参考区域的预设位置的编号和位置可以按需要改变并且可以方便的通过软件编程或手动输入的方式进行改变。

根据需要，能够通过利用第一图像采集装置32、第二图像采集装置34、3D图像照相机56和复查图像采集装置62这其中的至少一种装置来采集n个图像。另外，也能够用不同的图形采集装置来获得n个图像。用于获得n个图像的照明可以按照需要变化，例如用一种或混合的明场照明，DHA照明、DLA照明和细线照明。用于采集n个图像的色彩、波长和光强可以按需要选择和变化。

每个位置的多个图像的采集使在参考图像生成时考虑到照明的振动，在参考图像的采集过程中的使用光学设备及成像装置。由于光照条件之间的变化，参考图像生成的方法减少了对缺陷检测及分类的不需要的振动或影响。另外，一些可选参考区域的图像可能被每个具体的光照条件所采集。在每个具体光照条件下的多个图像的采集对闪光灯及阀门引起照明振动起补偿作用，使其正常化。

n个图像存储至CPU的书库库中。另外，n个图像也可按需要存储在外部数据库或存储空间内。在步骤908中，步骤906所采集的n个图像被排成一线并进行预处理。优选地，记下步骤906中采集的n个图像的子像素。使用现有的方法对采集的n个图像的子像素进行记录，这些方法包括但不限于，用一个或多个二进制、灰阶或几何图像匹配在一个或多个晶片上形成痕迹隆起物或垫。

在步骤910中，计算n个图像的参考强度。更具体来讲，计算在选择的参考区域的预设位置所采集的每个图像的参考强度。n个图像的参考强度的计算有助补偿晶片12(或多个晶片)上的不同位置和区域的颜色振动，使其正常化。更一进步的是，每个n个图像的参考强度的计算有助于描述或补偿晶片12(或多个晶片)上的不同位置和区域的其他表面振动。

步骤910的结果计算了n的参考强度，n个参考强度一一对应n个图像，在步骤912中，计算每个图像的每个像素的大量静态信息。大量静态信息的计算包括，但不限于，每个图像的每个像素的平均值，范围，标准偏离，最大强度和最小强度。

更为具体地，平均数是每个n个n个图像的每个像素的参考强度的一个几何均数。几何均数是一种平均值或平均数，其表示一组数据或n个数字的中心均数或均值，由该组数据首先相乘，然后开n次根号得到，产生几何均数的方程如下所示：

几何均数的计算不同于数学均值或中位数，它防止了n个图像中每个图像的每个像素的平均强度的计算在数据组中极端值的不合理的影响。

另外，计算n个图像的每个像素的绝对强度的范围(以下称之为Ri)，n个图像的每个像素对应的Ri是n个图像的每个像素的绝对强度的最大值和最小值之间的值。

如前所述，也可以计算步骤906中所采集的第一参考区域的n个图像中每个图像的每个像素强度的标准偏离值。更具体来说，标准偏离值是一个几何标准的偏离值，其描述了一组具有优选值为几何均值的数据如何分散的，标准的偏离公式如下所示：

其中μg是一组数{A1，A2，...，An}的几何均值。

在步骤914中，采集到的n个图像，连同他们相应的信息，例如晶片12上或第一参考区域上的位置，被临时保存。步骤912中计算的统计信息也在步骤914中被临时保存。上述数据保存在CPU的数据库中。另外，上述数据按需要保存在可选的数据库或存储空间内。

在步骤916中，决定了是否需要被选参考区域的更多图像。步骤916优选地通过软件控制或者自动执行。步骤916的执行依靠步骤910和步骤912所得到的信息。另外，步骤916手动操作或由本领域现有技术控制。

如果在步骤916中决定了需要更多选择参考区域内的图像，重复步骤904至步骤916的步骤。步骤904至步骤916可以按照需要重复任何次数。当步骤916中决定不再需要第一参考区域内的图像时，步骤918决定步骤904至916是否需要被重复用于下一个参考区域的预设编号的参考区域(以本发明的描述目的为例，是指第二个参考区域)。步骤918是有软件控制并自动执行的。另外，步骤918优选地用在步骤910、912或916中的至少一个步骤所得到的信息实施，步骤918可手动操作或由本领域现有技术控制。

如果在步骤918中确定了需要被采集的第二参考区域的图像，例如，对于第二参考区域，如果步骤904至916需要被重复，产生一个信号用于重复步骤904至步骤916。步骤904至步骤918可以按需要被重复多次。步骤904至步骤916的重复由软件控制或自动化控制。

当步骤918中决定步骤904至918不需要重复，例如不需要参考区域的预设编号的下一个参考区域的图像，黄金参考图像(下面称作为参考图像)然后在步骤920中得到计算。

参考图像的计算或获得优选地通过软件控制，并通过一些列的编程指南加以实施。一下步骤作为计算参考图像的实施步骤。本领域的技术人员应该理解，在参考图像的计算过程的执行中，其他的步骤或技术可互补于以下步骤。

在步骤922中，决定具有大于预先确定限度的参考强度的像素。另外，在步骤922中决定了一个具有像素范围大于预先确定范围的像素。步骤922中的预先确定的限度和范围可以通过软件选择和确定或通过手动加以确定。在步骤924中，识别具有像素强度的标准偏差大于预设值的像素。步骤924的预设值可以用软件选择或确定或者通过手动操作确定。如果在步骤922至924中确定了具有参考强度超过预设值或预设范围的像素，在步骤926中，先前所保存的图像，如在步骤914中保存的图像，被重新装载用于重复步骤904至924中的一步或多步。

步骤922至步骤926方便包括特定像素强度的像素的图像识别。更具体讲，步骤922至926使包括具有超出预先设定的限度和范围的参考强度的像素的图像识别，例如，“不合需要”图像鉴定的识别。更具体的讲，步骤922至926从参考图像计算中消除了“不合需要”的像素，以助于防止“不合需要”像素对参考图像的最终参考像素值的影响。

“不合需要”图像被丢弃，这便于缺陷数据或图像的排除，从而阻止影响或防止具有产生参考图像的类似缺陷数据的出现。在步骤928中，整理包括在预设限度和预设范围内的像素的图像(例如没有丢弃的图像)。

优选地，参考图像产生过程900的产生以下图像数据：

经整理的每个图像的每个像素强度的正常化平均值。

经整理的每个图像的每个像素强度的标准偏差。

经整理的每个图像的每个像素的最大和最小强度。

在步骤702中确定的参考区域的每个预设编号的平均参考强度。

步骤928中整理的图像表示参考图像。参考图像，连同图像数据被进一步包括在步骤928中。参考图像和他相应的图像数据都优选地被包括载CPU的数据库中。另外，参考图像和他们的相应图像数据可有选择的被保存在可选的数据库或存储空间内。本领域的技术人员应当理解，步骤922和步骤926帮助减少了被需要用以存储参考图像和他们的相应数据的存储空间的量和尺寸，从而使方法400更高速或更准确的实施。

每个像素的平均强度被优选地正常化至255，为了显示和形象化参考图像。本领域的技术人员应当理解，每个像素的平均强度可以正常化至一个可选的值，以显示和形象化参考图像。

可以以一个设定了的多次数重复步骤904至步骤928，使至少一个第一图像采集装置32、第二采集装置34及复查照相机中的至少一个采集相应的多个图像。另外，步骤904至928可重复以不同的照明或照明条件采集图像，依照所需要的，例如明场照明、DHA照明、DLA照明以及细线照明。步骤904至928的重复产生参考图像用于多种照明或多种照明条件，并且按需要采用多种图像采集装置。

如前所述，晶片12(多层晶片)的多个参考区域和多种光照条件产生的参考图像帮助确保说明及需要补偿由于光条件的变化伴随的采集图像在质量上的变化。例如，在晶片12的不同参考区域的参考图像的采集(例如晶片12上的不同区域)优选地确保说明和补偿晶片12上的不同区域的颜色的变化。

步骤904和928都被优选地通过CPU执行和控制。优选地，步骤904至928至少由一个软件编程所执行或控制。另外，需要的话，步骤904至步骤928中至少有一步由手动协助。通过实施参考图像产生过程900产生的参考图像被用于与随后在晶片12上采集到的图像进行比较，由此使得在晶片12上实施检测、分类及复查中的至少一种方式。

如前所述，本发明提供一种实施方法400用于检测晶片12，由此在半导体晶片上进行检测、分类及复查中的至少一种方式。

在方法400的步骤402中，晶片12通过系统10装载在晶片工作台16上进行检测，优选地，通过机器晶片处理器18将晶片12从半导体堆栈20中取出并转移至晶片工作台16。吸气或真空被应用到晶片工作台16上以确保晶片12设置在晶片工作台上。

晶片12优选地包括晶片检测编号(ID编号)或条形码。晶片ID编号或条形码被刻在或贴在晶片12的表面上，尤其是晶片12表面的外围。晶片ID编号或条形码有助于识别晶片12并确保晶片12能准确地装载在晶片工作台16上。

在步骤404中，获得装载至晶片工作台16的晶片12的晶片图，晶片图可以从可编程控制器下载。另外，晶片图可通过外部数据库或处理器检索。此外，本领域的技术人员应当理解晶片图可以通过现有的技术或方法从负载在可活动平台上的晶片12上准备或得到。

在步骤406中，在晶片图上采集或确定一个或多个参考位置，并且用本领域技术人员所熟知的技术计算晶片X、Y方向的移动及θ转动补偿这三者中的至少一个方面。

在随后的步骤408中，计算和确定一个晶片半导体扫描运动路径及多个图像采集位置。步骤404中得到的晶片图优选地方便了计算晶片半导体扫描运动路径及多个图像采集位置。优选地，晶片扫描运动路径的计算依据多个已知参数中的一个参数。已知参数包括，但不限于，转动补偿、晶片尺寸、晶片芯片尺寸、检测面积、晶片扫描速度及编码器位置。多个图像采集位置中的每个位置反射或对应于晶片12上图像被采集的一个位置。优选地，可以通过本领域技术人员所熟知的技术改变多个图像采集位置中的每个位置，也可以通过本领域技术人员所熟知的技术多个图像采集的位置。

优选地，系统10自动执行步骤404至408，更具体来讲，通过系统10可编程控制器，另外，步骤404至408中的任何一步可通过一个可选的处理器加以实施或给以协助。

在步骤410中，由系统10的编程控制器决定适当的极好参考的可用性(下文称为参考图像)。如果参考图像不可用，那么参考图像由如上所述的步骤412中提到的优选参考图像产生过程900生成。

优选地，在步骤414所述的执行一个优选二维(2D)晶片扫描过程400之前首先得到或产生一个参考图像。如图19所示为一个优选二维(2D)晶片扫描过程500的过程流程图。

优选二维(2D)晶片扫描过程500

2D晶片扫描过程500通过第一图像采集装置32和第二图像采集装置34采集明场图像和暗场图像。

在二维扫描过程500的步骤502中，第一图像采集装置32是暴露在外的。在步骤504，提供或发射第一照明。例如第一照明可以是由明场照明器26提供或发射的明场照明。由高角度暗场照明器30提供或发射的DHA照明或由低角度暗场照明器28提供或发射的DLA照明。步骤504中提供或发射的对第一照明的选择优选地取决于一个照明配置(图中未显示)。优选地，照明配置是系统10的元件并且电耦合至系统10的照明器(28、30、52、64及66)，另外，照明配置是CPU的一个元件。

图像采集装置32和34能够接收或采集明场照明器26、DHA照明器30及DLA照明器28所提供或发射的照明的任意组合。如图20所示的表，由图像采集装置32接收第一照明及由图像采集装置34接收第二照明的可能的组合例。如果第一图像采集装置32和第二图像采集装置34接收完全相同的照明，那么如此结构的生产量将是所有可能结构的生产量的最高值。

例如，通过照明配置选择了结构1如图20的表所示，相应地，第一照明由明场照明器26提供的明场照明。

优选地，步骤502和步骤504同时执行。步骤502和步骤504的执行使第一图像采集装置32采集第一图像，如图22a所示。在步骤506中有第一图像采集装置32采集的第一图像转化为图像信号并通过数据传送过程传送至CPU，优选地，并将其存储在数据库或存储系统中。

步骤508中，第二图像采集装置34是曝光在外的。在步骤510中，得到一个第二照明。如第一照明，第二照明的选择优选地取决于照明配置。为达到本发明所描述的目的，通过照明配置选择了结构1如图20的表所示，相应地，第二照明由高角度暗场照明30提供的DHA照明。然而，本领域的技术人员应当知道，第一照明和第二照明为可按需要可选的照明，例如，如图20所示的表格内的不同构造的优选的照明。

优选地，步骤508和步骤510同时执行。优选地，步骤506与步骤508和步骤510连续执行。步骤508及步骤510使第二图像采集装置34采集第二图像，如图22b所示。步骤512中，由第二图像采集装置34采集的第二图像转化成图像信号并通过数据传送过程传送至编程控制器，优选地，并将其存储在数据库或存储记忆系统中。

图21所示简图描述了曝光第一图像采集装置32提供一个第一照明，曝光第二图像采集装置34提供第二照明及第一图像采集装置32和第二图像采集装置34的数据传送过程。步骤502至512可以被重复任意多次用于采集与晶片12对应的多个第一和第二图像。更具体地讲，步骤502至步骤512优选地被重复，以按照如步骤408所计算的沿着晶片扫描运动路径在晶片12的多个图像采集位置中的每个位置上用第一照明和第二照明采集图像。

如上所述，每个第一图像和第二图像被转化为图像信号并被传送至可编程控制器并存储在数据库或存储记忆系统中。采集502至步骤512的每个步骤是当晶片12的运动过程中执行的，也就是说，第一图像和第二图像的采集是当晶片12沿晶片扫描运动路径运动时进行的。相应地，本领域的技术人员应当理解在步骤502，504(优选地，同时发生)和步骤508，510(优选地也同时发生)之间，晶片12沿着晶片扫描运动路径位移一个预设距离，预设的距离取决于多个因素包括，但不限于，晶片12沿晶片扫描运动路径的位移速度和步骤502至512中任一步所需要的时间。预设距离可以被控制或按需要改变，例如通过CPU。预设距离的控制和变化至少可以用软件或者方便的手动操作中的一种方式。

相应地，第一图像在需要与第二图像叠加或对比时，其具有一个预设的图像补偿。如图22c所示为第一图像和第二图像的组合图像，用于显示当晶片12移动时采集第一图像和第二图像产生的图像补偿。预设的图像补偿取决于几个因素包括，但不限于，晶片12沿晶片扫描运动路径的位移速度和步骤502至512中任一步所需要的时间。预设图像补偿的控制和变化至少可以用软件或者方便的手动操作中的一种方式。

在步骤514中，得到XY编码值，XY编码值优选地可以在步骤504和步骤510中的每一步中的得到。优选地，XY编码值表示晶片12沿晶片扫描运动路径的位置(X-Y位移)。获得XY编码值是为了用于计算步骤516中的第一图像和第二图像(例如第二图像与第一图像的相对补偿)之间的图像补偿(粗糙补偿)。利用模式匹配技术通过亚像素对准计算最终的图像补偿。通过在粗糙和最终的图像补偿上施加一个预设数学公式得到最终的补偿。利用本领域技术人员所熟知的技术按需要调整预设的数学公式。

方法400的步骤414中的2D晶片扫描过程500产生半导体晶片12的多个图像的采集，优选地，沿着晶片扫描运动路径计算图像位置。

在方法400的步骤416中，一个优选的二维(2D)图像处理过程600的执行用于半导体晶片12的缺陷识别、检测、分类、整理或存储中的至少一种目的。图23描述了一个优选的2D图像处理过程600的处理流程图。

优选2D图像处理过程600

2D图像处理过程600便于在2D晶片扫描处理500中的图像采集的处理。另外，2D图像处理过程600方便了晶片12上的缺陷识别、检测、分类、整理或存储中的至少一种方式。

在2D处理过程600的步骤602中，选择一个第一工作图像并装载至一个存储器工作区。在2D晶片扫描处理过程中，第一工作图像是从采集并保存了的多个第一图像和第二图像中选取的。为了本发明描述的目的。第一工作图像表示在2D晶片扫描处理过程500中由第一图像采集装置32采集第一图像。

在步骤604中，执行第一工作图像的亚像素对准。用一种或多种模式匹配技术执行亚像素对准。它是利用二进制、灰阶或几何图像匹配方法中的一种方式执行。一旦对准，从步骤606所示图像的的一个或多个预设的感兴趣区域计算每个图像的参考强度。步骤604和步骤606可以共同作为第一工作图像的一个预处理过程。很容易认识到这中预处理过程不限于上述步骤。如果有需要，预处理过程可包括其他步骤。

在随后的步骤608中，选择一个第一黄金参考或参考图像。步骤608中所选的第一参考图像与第一工作图像相对应或相匹配。优选地，从一个数据库或在方法400的步骤412中的一个优选参考生成过程900生成的参考图像中选择第一参考图像。如图18所示，优选的参考生成过程900在上述细节中有描述。

在步骤610中，计算第一工作图像的每个像素的数据值。在步骤612中，计算后的第一工作图像的每个像素的数据值与预设的界限值及增加或其他因数进行参考。

在步骤614中，第一工作图形之后与步骤608中所选的图像进行匹配或评估，第一工作图像与第一参考图像的匹配或评估便于检测和识别晶片12上的缺陷。优选地，CPU编程用以第一工作图像和第一参考图像之间的有效的自动化匹配。可编程控制器优选地执行一系列计算机操作或第一工作图像及第一参考图像的匹配的运算法则，由此检测或识别晶片12上的缺陷。

2D图像处理过程600的步骤616中测定一个或多个缺陷的存在。如果在步骤616中，发现或识别出多余一个的缺陷，运算法则将基于一个面积或所有面积、长度、宽度、差异、紧密、填充、边强度及其它，从最大至最小对缺陷进行分类。更进一步，运算法则仅选择符合使用者需要的规定标准以计算缺陷感兴趣区域(DROI)。步骤616中发现或识别在一个缺陷(或者多于一个缺陷)，然后在步骤618中计算晶片12的DROI。优选地，在步骤618中通过CPU动态计算DROI。CPU被优选地可编程(例如包括或体现一系列的计算指令或软件)用于DROI的计算。

在步骤620中，检测第二工作图像的相应的DROI。更具体地，第二工作图像是在二维晶片扫描处理400中由第二图像采集装置34采集的第二图像。也就是说，执行第二工作图像亚像素对准之后，在步骤620中检测第二图像(与第一图像对应的图像)的DROI。第二工作图像的DROI的检测优选地便于步骤616中的缺陷检测的确定。更优选地，步骤620便于步骤606中的缺陷检测的分类。

系统10处理第二工作图像的DROIs而不是处理整个图像。另外，在步骤616中，如果没有发现缺陷，那么该方法到步骤618就结束了(即不进行步骤616之后的方法步骤)。这将进一步减少资源的量或第二工作图像所需要的处理带宽。可以很容易地认识到，这种智能处理序列(即本方法的步骤流程)基于上述的本方法的步骤的结果动态决定或执行。这2D图像处理过程600的智能处理有利于提高系统10的工作效率(即系统10每小时的晶片检测量)。

在步骤622中，缺陷的检测，更具体地，发现缺陷的地点或位置及其分类被保存。优选地，缺陷的检测，更具体地，缺陷的地点或位置及其分类被保存至CPU的数据库中，缺陷的检测，更具体地，缺陷的地点或位置及其分类被保存至一个可选的数据库或存储记忆空间中。

在二维晶片扫描过程500中，步骤602到622可重复或循环用于处理图像采集，二维晶片扫描过程500中所采集到的每一个图像随后装载至存储记忆工作区并处理，以方便晶片12上可能出现的缺陷检测。步骤602至步骤622及其它们的重复，便于沿着晶片扫描运动路径的晶片12上的多个图像采集位置中任意位置可能出现的缺陷的检测、确认及分类的至少一种方式。

在步骤624中，整理和保存二维图像处理过程600所检测到的多个缺陷及其位置和分类，优选地整理并保存至CPU中，此外，缺陷及其位置和分类也可以整理并保存在其他数据库或记忆存储空间。

二维图像处理过程优选一种自动化过程。优选地，CPU被用来编程或由一系列指令或计算程序，用于自动执行二维图像处理过程。另外，二维图像处理过程为了方便起见，可按需要至少具有一个手动输入。

方法400的步骤416中的二维图像处理过程600的完成使得利用明场照明、DHA的照明和DLA照明整理和存储缺陷及其位置和分类。

在随后的方法400的步骤418中，执行了第一个优选的三维(3D)晶片扫描过程700。优选地，第一3D晶片扫描过程700可采集晶片12的3D轮廓图像，以便于随后形成晶片12的一个3D轮廓。晶片12沿着被计算的晶片扫描运动路径移动，用以沿在步骤408中所计算的晶片扫描运动路径，采集晶片12上的多个图形采集位置的任何一个或多个3D图像。

优选3D晶片扫描过程700

在步骤702的3D晶片扫描过程，细线照明器52提供或发射细线照明，在步骤704中，通过反射镜装置54细线光照被指向检测位置。

在随后的步骤706中，细线照明被晶片12或其上的一部分反射定位在检测位置。在步骤708中，从晶片12反射的细线照明传输通过3D轮廓物镜58。所述的3D轮廓物镜58具有无穷纠正像偏。细线光照通过3D轮廓物镜58的传输在步骤708对细线照明进行校准。

在步骤710中，经校准的细线照明然后通过管镜60再进入步骤712所述的3D轮廓照相机56。管镜60优选地将校准后的细线照明集中照射在3D轮廓照相机56上。在步骤714中，集中在3D图像采集平面的细线照明可采集晶片12的第一3D图像。3D轮廓物镜58和管镜60之间的细线光照的瞄准便于在它们之间引入光学部件或附件，并且使3D轮廓照相机56便于灵活安装及重构。

如前所述，由一个激光或宽频光纤照明源提供的细线照明。另外，细线照明也可优选地以与晶片12设置的水平面成一个特定角度指向检测位置。本领域技术人员可用熟知的技术按需要改变细线照明指向检测位置的角度。本领域的技术人员也应当理解，细线照明的波长可按需要被选择和改变。优选地，宽频波长的细线照明被选择用于增强缺陷检测、核实或分类中的一种方式。细线照明的波长至少与明场照明、DHA照明和DLA照明中的一种的波长相同。

步骤716中，第一3D图像被转化为图像信号并被传送至CPU。在步骤718中，第一3D图像由CPU处理包括一个缺陷的3D高度测量、共面测量、检测及分类中的至少一种方式。

优选地，步骤702至步骤718可被重复多次用于采集一个相应的多个3D图像，将相应的多个3D图像传送至CPU并且处理相应的多个3D图像。步骤702至718能执行任何预设数量或沿晶片扫描运动路径或晶片12选择图像采集位置。

优选地，第一3D晶片扫描过程700提高了精确性，据此优选方法300可检测一个半导体晶片。更具体地，第一3D晶片扫描处理700提高了通过方法400实施的缺陷检测的精确度。3D晶片扫描处理700提供详细的3D计量细节资料，例如共面、三维结构的高度，例如焊料球、金凸起、单个晶片12的芯片或整个晶片12的翘曲。

优选地，步骤718的结果及其它的重复及其3D图像的处理都被保存在CPU的数据库中。另外，步骤718的结果及其它的重复及其3D图像的处理都被按需要保存在一个可选的数据库或存储记忆空间。

一个优选的第二三维(3D)晶片扫描过程750也可被用于代替第一优选3D晶片扫描过程700。如图25所示为优选的第二3D晶片扫描过程750的光学路径，如图26所示为相应地优选第二3D晶片扫描过程750的过程流程图。

在第二3D晶片扫描过程750的步骤752中，细线照明由细线照明器52提供或发射。在步骤754中，细线照明通过一个反射组合装置80指向检测位置。反射组合装置80为可选的熟知的一个棱镜组或一个包括两个反射镜或棱镜的装置。

在步骤756中，细线照明被晶片12反射。由晶片12反射的细线照明可以根据晶片12的表面轮廓以不同的方向反射。例如晶片12的结构和几何图形的变化会引起细线照明被晶片12以不同方向(或被认为是光照散色)反射。

反射器组合80接收由晶片12反射对的细线光照。更具体来讲，反射器组合80被配置用以采集以多个方向反射的细线照明，优选地，反射器组合80包括一个第一对反射镜或棱镜82和第二对反射镜或棱镜84。在步骤758中，经反射的细线照明沿两个光学路径传输，即一个第一光路径由第一对反射镜或棱镜84通过或引导和第二光路径由第二对反射镜或棱镜84通过或引导。本领域的技术人员应当理解反射器组合装置可按需要配置用于引导采集到的经反射了的细线照明沿不同编号的光学路径。

在步骤760中，细线照明沿每个第一光路径和第二光路径传输通过物镜58，通过3D轮廓物镜58的两个细线照明被对准。第一对反射镜或棱镜82和第二对反射镜或棱镜84被优选地对称设置。

在步骤762中，两个经过对准的细线光照通过管镜60。在步骤764中，两个细线照明然后进入3D轮廓照相机56。管镜60便于将两个细线照明集中照射在3D图像照相机56的图像采集平面。在步骤766中，两个细线照明集中照射在3D图像照相机56的图像采集平面上可采集晶片12上的多个视角3D轮廓图像。

在步骤768中，晶片12的多视角3D轮廓图被转换成图像信号并传输至CPU。在步骤770中，多视角3D图像由CPU处理来至少进行缺陷的3D高度测量、共面测量、检测及分类中的一种。从步骤752到770，这些更能够重复任何次数来采集相应数量的多视角3D图像，传输相应数量的多视角3D图像到CPU以及处理相应数量的多视角3D图像。

系统10用于执行第二3D晶片扫描过程750可以用一个独立3D图像采集装置56采集晶片12的两张3D轮廓。换句话说，第二3D晶片扫描过程750能够采集具有晶片12的多个视角的图像。每个采集到的多视角的3D图像展现了由晶片12反射的不同方向上的照明。晶片12的多视角3D图像的采集(即具有晶片12的多个视角的3D图像)提高了晶片12的3D轮廓或检测的精度。另外，使用两个对称设置的反射镜和棱镜82、84通过3D图像采集装置56可使照明从晶片12以不同方向反射的照明被重新引导以被采集。本领域的技术人员应当理解反射器组合装置80可以被配置用来引导照明以多个方向(例如，两个、三个、四个及五个方向)从晶片12上反射从而被3D图像采集装置56一次照射所采集。

为了接收晶片12的相同轮廓的两个视图，现有设备采用昂贵、大体积及复杂的多图像采集装置。由于晶片12轮廓的不连续，被反射的光线不连续的回到预设的光路径进入至多个图像采集装置。也就是说，由于晶片12表面的结构和几何图像的变化，照明散色通常导致晶片12的单个视图图像采集的不精确。

为了克服从晶片上反射光线优点和弱点的变化。本发明系统10时以不同方向从晶片12上反射的照明被3D图像采集装置56采集。更具体地说，为了之后，由3D图像采集装置56进行的集体采集，系统10利用反射器组合80来接收并引导由晶片12反射的不同方向上的照明。这有助于提高3D剖面测量及晶片12检测的精度。一个独立照相机的使用，更具体地，3D图像采集装置56，也提高了系统10的成本及空间利用率。更进一步，使用一个独立物镜和一个独立管镜(在这中情况下，物镜58和管镜60)的能力以用于采集晶片12的多个视图方便对准并提高了对准的精度。

完成第一个3D晶片扫描过程700或第二个3D晶片扫描过程750之后，通过执行步骤416和步骤418得到的晶片12上的所有检测的缺陷及其位置和分类被优选地进行整理。缺陷及其位置和分类的整理方便了步骤420中所述的一个回顾扫描运动路径的计算。优选地，回顾扫描运动路径是基于沿晶片扫描运动路径的晶片12上检测到的缺陷的位置计算的。另外，通过步骤420计算或决定沿回顾扫描运动路径的缺陷图像位置。在步骤416和418中，由步骤420计算出的缺陷图像采集位置优选地对应于晶片12上发现缺陷的位置(例如晶片12的DROI)。

在优选方法400的步骤422中，执行一个优选回顾过程800，该回顾过程800可以回顾步骤416和步骤418的缺陷检测。优选地，回顾过程800通过至少一个第一方式800a，一个第二方式800b及一个第三方式800c产生。优选回顾过程800的过程流程图如图27所示。

优选复查过程800

如前所述，复查过程800优选地包括三个复查方式，即第一方式800a，一个第二方式800b及一个第三方式800c，在步骤802中，选择一个复查方式(例如，第一方式800a，一个第二方式800b及一个第三方式800c)

复查过程800的第一方式800a

复查过程800的第一方式800a中的步骤804，整理和保存如方法400的步骤416所述的在2D图像处理过程600中所检测的所有缺陷的第一图像和第二图像。

在步骤806中，整理和保存的半导体晶片12中所检测的缺陷的第一图像和第二图像被上传或传送至一个外部存储器或作为脱机复查。

在步骤808中，晶片12(例如晶片工作台16上的通用的晶片12)被卸载并且一个第二晶片被机械手臂从晶片堆栈20装载至晶片工作台16，步骤804至808的每个步骤被重复的用于第二晶片。

依据晶片堆栈20的晶片编号，步骤804至步骤810继而被重复多次。步骤804至步骤810的重复整理并保存晶片堆栈20的每个晶片得到的第一图像和第二图像。并且第一图像和第二图像被上传至外部存储器或作为一个脱机复查。本领域的技术人员应该知道复查过程800的第一方式800a使步骤804至810自动执行并且不需要使用者的干预并且不会影响产量。复查过程800的第一方式800a允许连续生产而使用者可以对保存图形执行在线复查。另外，复查过程800的第一方式800a增加了系统10的利用以及产量。

复查过程800的第二方式800b

在复查过程800的第二方式800b的步骤820中，在如每个步骤420所计算的每个缺陷图像采集位置上采集多个复查图像。更具体地讲，用如图14所示的复查图像采集装置60在如每个步骤420所计算的每个缺陷图像采集位置上采集一个复查明场图像和一个复查暗场图像。也就是说用明场照明器62复查的明场图像和用暗场照明器64复查的暗场图像采集了由步骤416中2D图像处理过程600的所发现或检测到的每个缺陷。多个复查图像中的每个图像被复查图像采集装置60所采集，优选地，多个复查图像中的每个图像时彩色图像。

本领域的技术人员应该理解，本发明所公开的分别用于采集明场复查图像和暗场复查图像明场照明和暗场照明的强度可以按照需要确定和改变。例如，用于采集多个复查图像的光照强度可以基于系统10的使用者希望复查的多种晶片缺陷的类型或基于晶片12的材料进行选择。也可以由使用者设定用多种混合和多种强度等级的明场照明和暗场照明采集多个复查图像。

在步骤822中，整理和保存如步骤420所计算的每个缺陷图像采集位置上采集的多个复查图像。整理和保存的在每个缺陷图像采集位置采集复查图像然后上传至外部存储器或作为步骤824中的脱机复查。

在步骤826中，晶片12(例如晶片工作台16上的通用的晶片12)被卸载并且第二晶片被机械手臂18从晶片堆栈20装载至晶片工作台16，在步骤828中，步骤402至422的每个步骤被重复的用于第二晶片。整理和保存的在第二晶片上所检测到的缺陷的第一图像和第二图像被上传至外部存储器或作为脱机复查。

在复查过程800的第二方式800b中，步骤820至步骤828可以被重复多次，这取决于晶片堆栈20上的晶片的数量。步骤820至步骤828的重复可以整理并保存晶片堆栈20的每个晶片12所采集的明场复查图像和暗场复查图像。并且将第一图像和第二图像上传至外部存储器或作为脱机复查。

复查过程800的第二方式800b允许连续生产而使用者可以对保存图形执行在线复查。复查过程800的第二方式800b允许每个缺陷在多个混合光照下采集多个图像用于脱机复查而不影响机械的利用及产量的提高。

复查过程800的第三方式800c

复查过程800的第三方式800c优选地利用一个手动输入，更为优选地，使用者的一个输入或命令。在步骤840中，使用者在一个第一缺陷图像采集位置采集了一个第一复查明场图像和一个第一暗场图像。在一个步骤842中，使用者手动检测或复查采集到的第一复查明场图像和第一复查暗场图像。优选地，第一复查明场图像和第一复查暗场图像显示在一个显示屏或检测器上用于方便使用者肉眼检查。使用者可以用明场照明器和暗场照明器不相同的照明组合检查缺陷。

在步骤844中，使用者可以根据第一缺陷图像采集位置接受或拒绝缺陷的重新分类，步骤840至844对如步骤420所计算的每个缺陷图像采集位置进行重复。

步骤840至844随后对每个缺陷图像的采集位置进行重复，准确的缺陷和它们的分类然后如步骤846所述被整理和保存。整理和保存的正缺陷和它们的分类然后上传或传送至外部存储器或服务于步骤848。在复查过程800的第三方式800c中，晶片12(例如晶片工作台16上的通用的晶片12)仅当完成步骤846后被卸载。相应地，本领域的技术人员应当理解复查过程的第三方式800c需要使用者在线或输入以对每个晶片进行查看及复查。

在复查过程800的步骤848中，晶片12(晶片工作台16上的通用的晶片12)被卸载并且第二晶片被机械手臂18从晶片堆栈20装载至晶片工作台16，步骤840至848的被重复多次，这取决于将要检测的晶片的编号(或晶片晶片堆栈20上的晶片的编号)。

本领域的技术人员根据上述描述所公开的内容，复查过程800的第一方式800a和第二方式800b影响相关的不加鉴别的保存、存储及采集的图像下载至外部存储器或服务器。第一方式800a和第二方式800b表示自动回复过程。按需要或当有需要时，使用者能够进入外部存储器或服务器对采集的图像进行脱机复查。第一方式800a和第二方式800b可以连续复查晶片堆栈20上的每个晶片12，或者连续图像采集、整理、上传或存储。

本领域的技术人员应当理解本发明进描述了三种复查方式，即第一方式800a、第二方式800b和第三方式800c。本领域的技术人员可以施加其他复查过程或者第一方式800a、第二方式800b和第三方式800c这三个方式中的不同排列或组合。另外，本领域的技术人员应当理解第一方式800a、第二方式800b和第三方式800c中的每个步骤可以用本领域已知的技术进行修改或变化，而不偏离本发明所要保护的范围。

复查过程800执行之后，核实的缺陷及其位置和分类被整理和保存在步骤426中，核实的缺陷及其位置和分类可以选择整理并保存在数据库或者一个外部数据库或存储记忆空间的任何一个中。晶片图也在步骤426中被上传。

如前所述，每个采集的明场照明、DHA图像及DLA图像与相应的黄金参考或参考图像进行比较用于识别或检测晶片12上的缺陷。本发明提供的参考图像生成过程900(如图18所示)便于生成或产生所述的参考图像。本领域技术人员应当理解参考图像的生成过程900也可以作为一个训练过程。

如前所述，在2D晶片扫描过程500过程中采集的2D明场图像、2D DHA图像及2DDLA图像优选地被与它们相对应由参考图像生成过程900生成的参考图像匹配。

2D图像处理过程600已经被一个优选的比较过程所描述，然而，为了更为清楚，以下提供了工作图像和参考图像之间匹配的总结。首先，被选的工作图像的亚像素用已知的参考加以实施包括，但不限于，模板、追踪、凸起、垫及其他独特的方式。第二，计算在预设的图像采集位置采集到的晶片12的工作图像的参考强度。也就是说，决定晶片12的每个工作图像上的每个像素的参考强度。然后计算出晶片12的每个工作图像上的每个像素的参考强度的统计参数。然后选择一个合适的参考图像用于比较或匹配工作图像(或用于与工作图像进行比较的参考图像)。合适的参考图像优选地由参考图像生成过程900生成的多个参考图像中选择出来。用于与工作图像进行比较的参考图像是基于计算出的统计参数来进行选择的。

CPU被优选地编程用于合适的参考图像的选择和提取，以用于与工作图像进行比较或匹配。更具体地说，CPU被优选地编程根据计算出的统计参数来选择用于与工作图像进行比较的参考图像。优选地，计算、存储、正常均值或几何均值、标准偏差、每个参考图像的最大或最小强度(这些被称为统计参数)，通过参考图像生成过程900提高了选择或提取合适的参考图像至将要对比的工作图像的速度及精确度。

然后计算工作图像的每个像素的相应的数据资料。数据资料例如包括正常均值或几何均值，标准偏差，工作图像的每个像素的最大和最小强度。工作图像的每个像素数据值然后对照选择的参考图像的每个像素的相应的数据值进行参考或检查。

工作图像的像素和参考图像的像素之间的数据值的比较可以进行缺陷的鉴定或检测。优选地，使用者设定一个预设界限值。工作图像的像素和参考图像的像素之间的数据值的不同与预设界限值进行乘性、加性及不变值中的一种方式的比较。如果工作图像的像素的数据值和参考图像的像素的差别大于预设的界限值，一个缺陷(多个缺陷)被标注。

预设界限值可以按需要改变，优选地，预设的界限值被改变用于调整方法400使之更严密。另外，预设的界限值优选地依照被检测的缺陷的类型、用于检测的晶片12的材料或者光照条件按需要改变。此外，预设界限值可以根据一个客户的或更多通常半导体厂家的需要进行变化。

上面描述了用于半导体晶片检测的一个优选地系统10和一个优选地方法400。本领域的技术人员根据上述描述应当理解针对系统10和方法400的修改不会偏离本发明所要保护的范围。例如，方法400的相关步骤，处理过程500、600、700、750、800及900的相关步骤，可以被修改并且不会超出本发明所要保护的范围。

本发明的系统10和方法400的一个目的是使半导体元件，例如晶片的检测精确及具有经济效益。当晶片在运动过程中，通过系统10和方法400进行的晶片的自动化检测的能力增强了晶片的检测的效率。这是因为没有把时间浪费在独立晶片在进行图像采集的检查位置上的减速和停止上，以及没有把时间浪费在图像被采集之后晶片在检测位置的加速及运送上，而这些在现有晶片检测系统是需要的。已知的多重图像采集之间的图像偏移有利于被采集图像的处理从而检查其中可能存在的缺陷。关于相同晶片的一组特定图像的偏移使软件精确的确定晶片上的坐标，并且随后在整个构架上的晶片的位置。偏移优选地通过同时读取X-和Y-轴位移的编码器值确定以及用来计算一个缺陷或多个缺陷的坐标。此外，在每个检测位置采用两个图像融合了两个不同成像技术的优点有助于更为精确的晶片检测。

本领域的技术人员应当理解可以按需要改变采集图像的同步。更具体来讲，可以调节同步用来增强可编程控制器的能力从而补偿采集的图像之间的图像偏移。本发明的系统10和方法400便于提供的照明和相应的用于图像采集的图像采集装置曝光之间的精确同步，尽量减小检测质量的下降。

系统10所使用的照明可以用光的全可见光谱采集，从而增强图像质量。由系统10提供的用于图像采集的照明强度以及它们的组合可以很容易地选择并按需要根据不多种因数改变，多种因素包括但不限于，待检测的缺陷类型，待检测的晶片的材料及严格要求。本发明提供的系统10和方法400也可以在晶片运动中，进行晶片12上的3D元件的高度测量，以及3D轮廓图像的分析。

本发明的系统10具有一个光学装置，这并不需要频繁的空间重新配置，以满足半导体晶片结构或特性的变化。此外，系统10使用管镜36、38、60、72，使易于重新配置和系统10的设计。管镜36、38、60、72的使用易于将光学元件和附件引入系统，更具体到引入物镜40或物镜装置和管镜36、38、60、72之间。

本发明的系统10包括振动隔离器24(统称为稳定器机械装置)用于缓冲对系统10产生的不需要的振动。振动隔离器24有助于提高由第一图像采集装置32、第二图像采集装置34、3D轮廓照相机56以及回顾图像采集装置62所采集的图像质量，从而使提高缺陷检测的准确性。此外，系统10的XY工作台22可实现精确位移及晶片12对准相对的检查位置。

如背景技术所述，现有的参考图像产生或生成过程需要手动选择“良好”的晶片，产生相对与产生的参考图像的不精确和不一致。因此，晶片检测的质量反而受到影响。本发明的系统10和方法400通过生成参考图像而不需要手动选择(例如，主观选择)一个“良好”的晶片，以此提高检测质量。参考图像生成过程900允许强度不同的阈值应用在晶片的不同位置，从而兼顾晶片12上的非线性光照的变化。因此，该方法400有利于减少虚假或不需要的缺陷的检测，并最终提高晶片检测的质量。

本发明通过使用一个分析模型或软件对参考图像和未知质量晶片的采集图像进行比较，使自动缺陷监测成为可能。本发明优选通过在数字图像(例如工作图像和参考图像)上使用数字分析，使自动缺陷监测成为可能。

本发明使自动复查模式在没有明显影响产品的情况下成为可能，并改进机器的使用情况，尽管已有的设备仅有手动复查模式，需要操作者对使用和看到的多个不同照明强度的的每一个瑕疵作出决定。

本发明使自动复查模式在没有明显影响晶片的生产或检测的情况下成为可能。另外，本发明有助于改进系统或机器的使用。目前的设备或检测系统通常只提供人工复查模式，需要操作者人工决定或测定每个缺陷并且还需要考虑许多因素和参数，例如不同的照明强度。

在前面提到的方法中，本发明实施例对用于检测半导体晶片及其部件的优选系统和优选方法进行了描述。优选系统和方法讨论了至少一个背景技术中提及的目前半导体检测系统和方法面对的问题，无论如何，本领域的技术人员都能理解本发明不限于上文实施例描述过的具体的形式、解决办法或结构。很显然，本领域的技术人员应当理解对本发明的大量的修改和/或改动也在本发明的精神和范围内。

Claims (18)

1.一种当晶片沿着扫描运动路径移动时采集图像的方法，其特征在于，包括：

（a）采集第一对比照明下的晶片的第一图像；

（b）在采集完第一图像之后立即采集第二对比照明下的晶片的第二图像，所述的第一对比照明和所述的第二对比照明都具有宽频波长，所述的第一对比照明和所述的第二对比照明用于发现所述的第一图像和所述的第二图像上至少一个缺陷，采集所述的第一图像的位置与采集所述的第二图像的位置之间有一段预设的距离，半导体晶片被放置在这个位置上；

（c）将晶片的第一图像转化为第一图像信号并且在采集第二图像过程中开始将第一图像信号传送至数据库或存储记忆系统中；

（d）将晶片的第二图像转化为第二图像信号并且开始将第二图像信号传送至数据库或存储记忆系统中；

（e）在立即完成将第一图像信号传送至数据库或存储记忆系统之后，并且在将第二图像信号传送至数据库或存储记忆系统过程中，跳转至步骤（a）以重复步骤（a）并贯穿步骤（d），采用与采集晶片的第一图像相应的方法采集第一对比照明下的晶片的第三图像，并且在此之后立即采用与采集晶片的第二图像相应的方法采集第二对比照明下的晶片的第四图像；

关联所述的第一图像和所述的第二图像；和

将所述的第一图像上的至少一个缺陷位置与所述的第二图像上的至少一个缺陷位置进行对比来提供缺陷检测结果，其中第一对比照明和第二对比照明中的至少一个包括明场照明。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的第一对比照明和所述的第二对比照明至少包括明场照明、暗场高角度照明和暗场低角度照明中的一种。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，使用第一图像采集装置采集所述的第一图像以及使用第二图像采集装置采集所述的第二图像。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的第一对比照明和所述的第二对比照明至少是由明场宽频照明发射器、暗场高角度宽频照明发射器和暗场低角度宽频照明发射器中的一种所发射。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的明场宽频照明发射器、暗场高角度宽频照明发射器和暗场低角度宽频照明发射器都能发射出相等波长光谱的宽频照明。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的明场宽频照明发射器是闪光灯。

7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的明场宽频照明发射器发出白光照明。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，如果所述的第一图像上的至少一个缺陷位置与所述的第二图像上的至少一个缺陷位置一致的话，那么这就是准确的检测结果。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，如果所述的第一与第二图像上没有一致的缺陷位置，那么这就是错误的检测结果。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在半导体晶片移动的过程中采集所述的晶片的第一和第二图像。

11.一种当晶片沿着扫描运动路径移动时采集图像的方法，其特征在于，方法包括：

（a）提供一种照明配置器以提供明场高角度照明、暗场高角度照明、暗场低角度照明中的一种或任意几种的可选组合，以分别作为第一对比照明和第二对比照明；

（b）采集通过照明配置器选出的第一对比照明下的半导体晶片的第一图像；

（c）在采集完第一图像之后立即采集通过照明配置器选出的第二对比照明下的半导体晶片的第二图像，所述的第一对比照明和所述的第二对比照明用于发现所述的第一和第二图像上至少一个缺陷位置，采集所述的第一图像的位置与采集所述的第二图像的位置之间有一段预设好的距离，半导体晶片被放置在这个位置上；

（d）将第一图像转化为第一图像信号并且在采集第二图像过程中开始将第一图像信号传送至数据库或存储记忆系统中；

（e）将晶片的第二图像转化为第二图像信号并且开始将第二图像信号传送至数据库或存储记忆系统中；以及，

（f）在立即完成将第一图像信号传送至数据库或存储记忆系统之后，并且在将第二图像信号传送至数据库或存储记忆系统过程中，跳转至步骤（b）以重复步骤（b）并贯穿步骤（e），采用与采集晶片的第一图像相应的方法采集第一对比照明下的晶片的第三图像，并且在此之后立即采用与采集晶片的第二图像相应的方法采集第二对比照明下的晶片的第四图像。

12.一种当晶片沿着扫描运动路径移动时采集图像的系统，其特征在于，系统包括：

照明配置器，以提供明场高角度照明、暗场高角度照明、暗场低角度照明中的一种或任意几种的可选组合，以分别作为第一对比照明和第二对比照明；

数据库或存储记忆模块，以接收与采集到的晶片图像相应的图像信号；

与照明配置器连接的第一图像采集模块，用于采集：

通过照明配置器选出的第一对比照明下的半导体晶片的第一图像；以及

当与晶片的第二图像相应的图像信号传送至数据库或存储记忆模块时，在第一对比照明下的晶片的第三图像；

与照明配置器连接的第二图像采集模块，用于采集：在一采集完第一图像之后通过照明配置器选择的第二对比照明下的晶片的第二图像，此时与第一图像相应的图像信号正被传送至数据库或存储记忆模块；以及

在一采集完第三图像之后通过照明配置器选择的第二对比照明下的晶片的第四图像，此时与第三图像相应的图像信号正被传送至数据库或存储记忆模块；

缺陷位置比较模块与所述的第一和第二图像采集模块耦合，所述的缺陷位置比较模块用于关联所述的第一和第二图像与发生在第一图像采集和第二图像采集之间的半导体晶片的空间位移，将所述的第一图像上发现的缺陷位置与所述的第二图像上发现的另一个缺陷位置并以此提供缺陷检测结果，其中，第一图像，第二图像，第三图像和第四图像彼此相关地依次被采集。

13.如权利要求12所述的系统，其特征在于，更进一步包括与缺陷位置比较模块耦合的输出模块，所述的输出模块根据缺陷位置比较模块给出的检测结果来存放半导体晶片。

14.如权利要求13所述的系统，其特征在于，当所述的第一图像上发现的缺陷位置与所述的第二图像上发现的缺陷位置一致时，那么缺陷检测结果是准确的结果，如果不一致，那么所述的缺陷检测结果就是错误的结果。

15.如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述的输出模块包括第一输出点和第二输出点，当所述的检测结果是准确的结果时，那么半导体晶片被存放在所述的第一输出点，当所述的检测结果是错误的结果时，那么半导体晶片被存放在所述的第二输出点。

16.如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述的第一图像采集模块和所述的第二图像采集模块接收宽频照明来各自采集所述的第一图像和第二图像。

17.如权利要求16所述的系统，其特征在于所述的宽频照明至少是明场照明，暗场高角度照明和暗场低角度照明之中的一种。

18.如权利要求17所述的系统，其特征在于，更进一步包括：

明场宽频照明发射器、暗场高角度宽频照明发射器和暗场低角度宽频照明发射器中的至少一种，所述的明场宽频照明发射器、暗场高角度宽频照明发射器和暗场低角度宽频照明发射器至少都是用来发射明场照明、暗场高角度照明和暗场低角度照明中的一种。

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