CN109444162A - 多重模式系统及方法 - Google Patents

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CN109444162A CN201810613803.2A CN201810613803A CN109444162A CN 109444162 A CN109444162 A CN 109444162A CN 201810613803 A CN201810613803 A CN 201810613803A CN 109444162 A CN109444162 A CN 109444162A
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S·科伦
T·吉拉德
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Abstract

一种用于检查半导体基板的检查系统，该检查系统可包括包含部分阻挡明视野单元及非阻挡明视野单元的检查单元；其中该部分阻挡明视野单元经配置来阻挡满足以下条件的任何镜面反射：(a)该镜面反射是通过沿第一轴线照射晶圆的一区域而引起，(b)该镜面反射沿第二轴线传播，(c)该第一轴线与第二轴线以该晶圆的该区域的法线为中心成对称，且(d)该法线平行于部分阻挡明视野单元的光轴；且其中该非阻挡明视野单元经配置来将满足以下条件的任何镜面反射传递至影像平面：(a)该镜面反射是通过沿该第一轴线照射该晶圆的一区域而引起，(b)该镜面反射沿该第二轴线传播，(c)该第一轴线与该第二轴线以该法线为中心成对称，且(d)该法线平行于该部分阻挡明视野单元的光轴。

Description

多重模式系统及方法
相关申请的交叉引用
本申请要求申请日为2017年6月14日的美国临时专利申请62/519,497的优先权，该美国临时专利申请以引用的方式并入本文中。
技术领域
本公开涉及多重模式系统及方法。
背景技术
近年来，电子产品(智能电话、平板计算机、汽车、IoT等)的复杂性正在增长，同时此等系统的整体小型化的需求依然存在。半导体芯片的厚度及尺寸一代一代地减小，而电子功能的内容预计会增长。半导体制造使用不同技术来满足此需求：2.5-D、3DIC、“先进封装”、扇出(Fanout)晶圆及基板级封装、通过诸如片上系统(SOC)、新型高效的“异构集成”技术等方法在单个硅芯片上集成多个电子功能。一个芯片可在一个模块中集成具有诸如数字RF、仿真、功率、内存、影像传感器及微电子机械系统(MEMS)等各种功能的单个至多个先进数字芯片。
多芯片模块集成来自不同制程的不同半导体芯片，此等芯片之间无制程相关性。因此，嵌入在该制程中的一个芯片的性能偏差不提供关于另一芯片的制程偏差的信息。
单个低成本故障芯片可能会导致昂贵的封装模块或最终产品的故障。先进封装模块中很少的制程步骤可被撤销的事实进一步加剧了对故障的此脆弱性。因此，故障芯片在嵌入高级封装模块之后可能不会被移除。
因此，嵌入至高级模块中的每一晶粒皆需要加以测试，且高级封装模块也需要加以测试以发现可见的外部及内部缺陷(以排除通常在晶粒单分处理期间形成的内部裂纹的存在)。此外，发现所有隐藏的缺陷作为可靠性措施也很重要。在许多情况下，在产品发货之前，电气测试不能检测未检测到的隐藏缺陷，诸如内部裂纹或不同层之间集成的缺失或有缺陷的内部凸块。稍后，当产品处于消费者“手”中时，隐藏的裂纹将发展为产品故障。此种现场故障对财务造成最大的损害，因此在发货前需要做出巨大努力来防止其发生。
在现有技术的系统中，为了检查、检测及测量诸如半导体晶圆的基板中的内层缺陷，使用了昂贵、耗时或破坏性的方法，诸如X射线光成像、IR或UV光成像、晶圆横截面的SEM取样。在现有技术中已知的习知AOI技术中，内层的缺陷(诸如侧壁裂纹)是不可见的，从而导致最终使用者的显著损失。
因此，需要高处理量及高效的AOI系统及方法来防止如上所述的现场故障。此种高处理量检测系统及方法也可能在不限于“异构集成”的其他技术中需要。
发明内容
提供如本申请中所说明的用于评估半导体基板的系统、方法及非暂时性计算机。
可提供本申请中所说明的任何方法的任何步骤的任何组合。
可提供本申请中所说明的任何系统的任何单元和/或组件的任何组合。
可提供储存在本申请中所说明的任何非暂时性计算机可读介质中的任何指令的任何组合。
附图说明
根据以下结合附图的详细描述，将更全面地理解及了解本发明，其中：
图1说明经切割晶圆的实例；
图2说明经切割晶圆的有缺陷晶粒的实例；
图3说明经切割晶圆的有缺陷晶粒的实例；
图4说明经切割晶圆的有缺陷晶粒的实例；
图5说明半导体基板及系统的实例；
图6说明半导体基板及系统的实例；
图7说明检查单元的实例；
图8说明孔径光阑及物镜的实例；
图9说明检查单元的实例；
图10说明检查单元的实例；
图11说明物镜的实例；
图12说明物镜的实例；
图13说明至少一个孔径光阑的至少一个实例；
图14说明至少一个孔径光阑的至少一个实例；
图15说明至少一个孔径光阑的至少一个实例；
图16说明方法的实例；
图17说明方法的实例；
图18说明方法的实例；
图19说明半导体基板及系统的实例；
图20说明彼此接合的一对半导体基板；
图21说明方法的实例；
图22说明凸块阵列及一对半导体基板；
图23说明方法的实例；
图24说明方法的实例；
图25说明半导体基板及系统的实例；
图26说明半导体基板及系统的实例；
图27说明方法的实例；
图28说明至少一个孔径光阑的至少一个实例；
图29说明至少一个孔径光阑的至少一个实例；
图30说明至少一个孔径光阑的至少一个实例；
图31说明至少一个孔径光阑的至少一个实例；
图32说明至少一个孔径光阑的至少一个实例；
图33说明至少一个孔径光阑的至少一个实例；
图34说明至少一个孔径光阑的至少一个实例；
图35说明至少一个孔径光阑的至少一个实例；
图36说明至少一个孔径光阑的至少一个实例；
图37说明半导体基板及部分阻挡明视野单元的区域；及
图38说明半导体基板及部分阻挡明视野单元的区域。
具体实施方式
对系统的任何引用皆应适用于(加以必要的修改)由系统和/或非暂时性计算机可读介质执行的方法，该非暂时性计算机可读介质储存一旦由系统执行将会使系统执行方法的指令。该系统可为检查系统、验证系统、计量系统或其组合。
对方法的任何引用皆应适用于(加以必要的修改)经配置来执行该方法的系统和/或非暂时性计算机可读介质，该非暂时性计算机可读介质储存一旦由系统执行将会使系统执行该方法的指令。
对于非暂时性计算机可读介质的任何引用皆应适用于(加以必要的修改)由一系统和/或经配置来执行储存在非暂时性计算机可读介质中的指令的系统执行的方法。
术语“和/或”为另外或替代地。
术语“包含”、“包括”及“基本上由...组成”以可互换的方式使用。
例如，说明为包括某些单元和/或组件的系统可(a)包括额外单元和/或组件，(b)可仅包括特定单元和/或组件，或(c)可包括不会实质上影响所主张发明的基本及新颖特征的特定单元和/或组件及额外单元和/或组件。
然而，对于另一实例–说明为包括某些步骤的方法可(a)包括额外步骤，(b)可仅包括特定步骤，或(c)可包括不会实质上影响所主张发明的基本及新颖特征的特定步骤及额外步骤。
又例如，说明为储存某些指令的非暂时性计算机可读介质可(a)储存额外指令，(b)可仅储存某些指令，或(c)可储存不会实质上影响所主张发明的基本及新颖特征的某些指令及额外指令。
因为实施本发明的系统大部分由本领域技术人员已知的光学组件及电路组成，所以电路细节将不会以比上文认为必要的更大的程度加以解释，以理解及了解本发明的基本概念且为了不混淆或偏离本发明的教示。
在以下说明书中，将参考本发明的实施例的具体实例来描述本发明。然而，显而易见，在不脱离如所附权利要求书中所阐述的本发明的更宽泛的精神及范围的情况下，可在其中进行各种修改及改变。
术语“镜面反射”是指(wikipedia.org)对来自表面的光的类镜面(mirror-like)反射，其中入射光(入射光线)的方向及出射光(反射光线)的方向相对于表面法线形成相同的角度，因此入射角等于反射角(在图中θi＝θr)，且入射方向、法向方向及反射方向是共面的。
部分阻挡明视野单元为经配置来阻挡满足以下条件的任何镜面反射的单元：(a)镜面反射是由沿第一轴线照射晶圆的区域引起，(b)镜面反射沿第二轴线传播，(c)第一轴线与第二轴线以晶圆的区域的法线为中心成对称，且(d)法线平行于部分阻挡明视野单元的光轴。在图38中，部分阻挡明视野单元5000具有光轴5002，(区域5010的)法线为5004，第一轴线表示为5001(且表示照明光束、即照射光束的中心)，且第二轴线表示为5003(且表示镜面反射的中心)。在图37中，区域5010是水平的，而光轴5002是垂直的。在图38中，区域5010被定向。
非阻挡明视野单元经配置来将满足以下条件的任何镜面反射传递至影像平面：(a)镜面反射是通过沿第一轴线照射晶圆的区域而引起，(b)镜面反射沿第二轴线传播，(c)第一轴线与第二轴线以法线为中心成对称，及(d)法线平行于部分阻挡明视野单元的光轴。
部分阻挡明视野单元和/或非阻挡明视野单元可通过或阻挡一个或多个其他光束。
部分阻挡明视野单元及非阻挡明视野单元用于获取(或至少协助获取)一个或多个半导体基板的一个或多个影像。
部分阻挡明视野单元及非阻挡明视野单元可包括诸如透镜、孔径光阑等的光学元件。
部分阻挡明视野单元及非阻挡明视野单元可包括或可不包括光源和/或传感器等。
提供一种快速、成本有效且非破坏性的系统及方法，其允许在明视野光学及成像通道的数值孔径内具有暗视野成像。
可提供用于与半导体工业相关的不同半导体基板的自动光学检测的系统及方法，诸如图案化的半导体晶圆及基板、非图案化的半导体晶圆及基板、经切割的半导体基板、未经切割的半导体基板、半导体晶圆等中的任一者的晶粒、图案辨识技术、缺陷检测、验证、计量等等。
以下实例中的一些提及晶圆。此仅为半导体基板的非限制性实例。
实例中的一些提及光且特别是光脉冲。应注意，光为辐射的非限制性实例，且对光的任何提及皆可应用于其他类型的辐射，诸如红外、近红外、紫外、深紫外等等。
图1说明由沟道(street)(例如605)间隔开的四个作用(active)晶粒区(例如601)的实例。在每一晶粒中，作用晶粒区被冗余晶粒区包围。冗余晶粒区形成沟道。每一作用区与冗余晶粒区之间的边界称为保护环608。
晶圆将被切割以提供包括间隔开的晶粒的经切割晶圆。切割过程包括机械去除沟道中心，此等中心被称为切口。
在切割过程中可能会形成内部裂纹及外部裂纹。图2说明出现在晶粒作用区的上表面上的外部裂纹612，且也说明形成在晶粒作用区中的内部裂纹614。
图3说明两个晶粒作用区601及602、形成上层变形609(以上层的剥片的形式)的内部裂纹614的横截面。大多数内部裂纹614形成在冗余晶粒区606中，但内部裂纹614的一部分形成在晶粒作用区602中。
图3也说明切口607、沟道及上层变形609的影像610。
图4说明两个晶粒作用区601及602、上层变形609(诸如剥片)的顶视图。大多数内部裂纹614形成在冗余晶粒区606中，但内部裂纹614的一部分形成在晶粒作用区602中。
图4也展示保护环608、切口607。
图4进一步展示上层变形609的长度617及上层变形609与保护环之间的最小距离618。应注意，可使用其他度量来评估裂纹的潜在危害。度量的非限制性实例可包括上层变形的面积、上层变形与保护环之间的面积等。
图5说明系统200及经切割晶圆300。
系统200具有验证单元及检查单元。
检查单元可包括非阻挡明视野单元及部分阻挡明视野单元。
部分阻挡明视野单元可集成在物镜改变设备210(物镜选择器(诸如线性或旋转转盘)) 中，其允许自动改变物镜或场阻挡光阑。
因此，其使得能够在一台机器上检查一系列部分阻挡明视野的内部裂纹，且对晶粒上的其他缺陷或对成像表面的不同放大率进行非阻挡明视野检查。
部分阻挡明视野单元经配置来阻挡满足以下条件的任何镜面反射：(a)镜面反射是通过沿第一轴线照射晶圆的区域而引起，(b)镜面反射沿第二轴线传播，(c)第一轴线与第二轴线以晶圆的区域的法线为中心成对称，且(d)法线平行于部分阻挡明视野单元的光轴。部分阻挡可通过使用一个或多个孔径光阑来达成。
第一轴线及第二轴线可分别对应于照射光束及镜面反射的中间。
非阻挡明视野单元经配置来将满足以下条件的任何镜面反射传递至影像平面：(a)镜面反射是通过沿第一轴线照射晶圆的区域而引起，(b)镜面反射沿第二轴线传播，(c)第一轴线与第二轴线以法线为中心成对称，及(d)法线平行于部分阻挡明视野单元的光轴。
非阻挡明视野单元可在收集路径和/或照射路径内具有或可不具有任何滤波器和/或偏振器或任何其他阻挡滤波器。
部分阻挡明视野单元可为显微镜，其中照亮暗视野照射的角度含在显微镜明视野成像光学器件的数值孔径(NA)内。
非阻挡明视野单元与阻挡明视野单元可共享一些组件，或可能不共享任何组件。
检查系统可包括处理器，用于处理影像以识别以下任何一种：检查的平坦表面上方的所识别倾斜区域的内部裂纹或凸块缺陷或磊晶柱缺陷或结合的晶圆内层缺陷或计量(长度、宽度、面积计算)。或者，至少一些处理由位于系统外部的处理器执行。
应注意，当倾斜角度在1°(1度°)至2°(2度)之间时，通过所提出的系统及方法可很好地检测到所检查的平坦表面上的粗糙度的倾斜角度，然而，所建议的系统及方法检测到的粗糙度可能小于1°倾角或大于2°。
非阻挡明视野单元与阻挡明视野单元可共享光学器件及黑白相机206且通过其物镜而彼此不同：第一物镜221属部分阻挡明视野单元(且可称为部分阻挡物镜)，而第二物镜222属非阻挡明视野单元(且可称为非阻挡物镜)。为相机206的检测器可为诸如CCD或CMOS数字摄像机的区域相机或诸如TDI等的线相机，其可为灰度级(黑白)相机或彩色相机。
系统200被说明为包括用于选择哪个物镜(在第一物镜221或第二物镜222)来定位在收集路径及检查单元的收集路径中的物镜选择器。
应注意，并非更换物镜，系统200可包括可配置孔径光阑(诸如可配置空间光调制器 (SLM))，其可被设定为部分阻挡配置且也可设定为非阻挡配置。
SLM可经设定以影响入射光和/或反射光的任何特性(不仅阻挡或解除阻挡光)，例如，SLM可经配置来施加以下功能：完全阻挡、完全透明、部分透明、极化、旋转极化、相变。对阻挡或解除阻挡的任何引用皆应加以必要的修改后应用于此等操作。
当可配置的SLM配置成部分阻挡配置时，则检查单元作为部分阻挡明视野单元来操作。
当可配置SLM配置成非阻挡配置时，则检查单元作为非阻挡明视野单元来操作。
SLM的配置可以动态方式(在一次扫描之间或在同一次扫描期间、“在飞行中”等等) 改变。可基于待扫描区域的实际或预期特性来判定SLM的配置的改变。可基于设计信息中的至少一个(例如计算机辅助设计CAD档案)、类似半导体基板的先前扫描结果等来判定待扫描区域的实际或预期特性。期望的特性可包括期望的几何形状、粗糙度、网格等。此等特性可定义在SLM的各个区域处哪些反射要阻挡及哪些反射通过、诱发哪些相移和/或极化改变。
SLM可为液晶屏蔽，其可“在飞行中”改变不同区域的不透明度以检测超出平坦基板表面的不同角度的倾斜。
SLM可动态地改变其阻挡模式。因此，其可用于通过改变图案以电子方式选择所需的倾斜角度(相对于水平面)的应用中。因此，可每次作业改变角度以适应具有不同表面粗糙度的实际检查区域。调谐可在单次扫描期间完成，也可逐个扫描迭代地完成。
例如，当根据第一配置设定SLM时，系统可扫描半导体基板的一个或多个区域，接着扫描半导体基板的一个或多个其他区域(或可利用SLM的不同配置来扫描相同区域)。
例如，若系统正在寻找具有两个琢面的缺陷，则可使用SLM的一种配置来检测第一琢面 (facet)，且可使用SLM的第二配置来检测第二琢面。第二配置可仅应用于检测第一琢面的位置，由此节省时间。
半导体基板可为经切割晶圆。晶粒彼此间隔开且由被框架303固持的带302支撑。框架 303由可由XY台306移动的夹盘304支撑。
检查单元包括光源202，该光源可通过光纤214经由光学器件208及第一物镜221向经切割晶圆300馈送光脉冲(由闪控器触发)。
光学器件208可包括分束器，该分束器可将来自光纤2014的光脉冲导向经切割晶圆300。
自经切割晶圆300反射的光脉冲可经由第一物镜221、光学器件208被引导(部分阻挡或不被阻挡)至黑白相机206。
光的阻挡取决于检查单元的配置–经配置来部分阻挡还是非阻挡。
检查单元包括光源202，该光源可经由光纤214通过光学器件208及第一物镜221向经切割晶圆300馈送光脉冲(由闪控器或任何其他触发器触发)。
光源202可为任何电磁辐射源，例如雷射、光纤、灯、LED、氙气、频闪灯、卤素，其可具有不同的波长，例如可见光谱或UV光谱、IR光谱或近IR光谱。光源可包括偏振器或光谱滤波器。
光纤仅仅为光导管的非限制性实例。系统中可使用任何其他光导管和/或光学组件。
光学器件208可包括分束器，该分束器可将来自光纤204的光脉冲导向经切割晶圆300。
自经切割晶圆300反射的光可经由第一物镜221、光学器件208被引导(或部分地阻挡或不被阻挡)至黑白相机206。
验证单元包括光源228、光学器件212、彩色相机224及光纤226。
光源228可经由光纤226通过光学器件212向经切割晶圆300馈送光脉冲(其可由闪控控制器触发，或在光源本身中界定)。光学器件212可包括物镜。
光学器件212可包括分束器，该分束器可将来自光纤226的光脉冲导向经切割晶圆300。
自经切割晶圆300反射的光可经由光学器件212引导至彩色相机224。
黑白相机206可具有比彩色相机更高的处理量。
验证单元可仅针对由检测单元检测到的可疑缺陷，但不一定如此。
验证单元可检测上层变形609(呈上层的剥片的形式)，由于剥片具有与其周围不同的颜色。
图5也说明可经配置以处理自检查单元或验证单元中的任一者接收的检测信号且应用各种检查算法和/或验证算法(诸如但不限于在该应用中所说明的方法)的一个或多个处理器 280。检测信号可按照帧(例如，通过帧抓取器)配置，或可以任何其他方式被馈送至一个或多个处理器。
一个或多个处理器可包括一个或多个硬件处理器。相同的处理器可耦接至黑白相机206 且也耦接至彩色相机。或者，每一相机分配一个不同的处理器。每种类型的相机可存在任何数量，且可存在与此等相机相关联的任何数量的处理器。
一个或多个处理器也可经配置来执行计量算法且作为计量单元的一部分(与任何照射及收集光学器件一起)起作用。
图6说明系统201及经切割晶圆300。
系统201具有检查单元，但由于缺少验证单元而不同于图5的系统200。
图7、图9及图10说明系统200及201中的任一者的检查单元的各种配置。
在图7中，来自照射路径40(例如来自光纤204)的光脉冲经过照射孔径光阑平面23朝向分束器15传递，(通过分束器15)向物镜出射光瞳平面24引导且穿过物镜16到达位于物面21中的经切割晶圆(未展示)上。
来自经切割晶圆的光经由分束器15穿过物镜(且穿过物镜出射光瞳平面24)，朝向管透镜14且到达位于影像平面22内的黑白相机(未展示)。
在图7中，孔径光阑可位于物镜出射光瞳平面24中。物镜光阑可为非阻挡孔径光阑、部分阻挡孔径光阑，可为设定为部分阻挡配置的可配置物镜光阑，或可为设定为非阻挡配置的可配置物镜光阑。
图7也说明位于物面21中的半导体基板(例如晶圆)300及位于影像平面22中的黑白相机206。
应注意，单个孔径光阑可由一组孔径光阑代替。单孔径光阑的效果可通过使用一组孔径光阑来达成。在下文的一些图中说明不同组孔径光阑的实例。
图8说明物镜16及位于物镜的出射光瞳处的孔径光阑16'，靠近物镜与物镜之间的界面。
图9为包括一组孔径光阑的检测单元的实例，该组包括第一孔径光阑及第二孔径光阑。
第一孔径光阑51位于照射孔径光阑平面23中，而第二孔径光阑52位于重新成像出射光瞳平面28处。重新成像出射光瞳平面28位于收集光学器件处(例如，位于透镜系统13与管透镜14之间)，且定位在物镜出射光瞳平面24被成像的位置处。
第一和/或第二孔径光阑可为静态的，可相对于彼此移动，可相对于物体或系统200的任何部分移动。
图10说明位于出射光瞳共轭平面29处的SLM 19。出射光瞳共轭平面29与照射孔径光阑平面23共轭。如上所指示，SLM 19是可配置的且可被设定为部分阻挡配置，且也可设定为非阻挡配置。
物镜可被设计成可自由进入物镜出射光瞳平面，其方式为使得孔径光阑可机械地插入到位或自路径中取出以实现非阻挡明视野成像。
特殊形状光阑的机械安装可调整构件以使光阑精确地与透镜光轴同心地定位。
光阑安装件可包括根据实际缺陷检测要求交换的几个不同的光阑形状。
不同光阑之间的交换可为机动化且为自动控制的。
图11说明物镜16的侧视图及前视图。图11说明可通过移除另一孔径光阑及插入孔径光阑44(经由形成在物镜中的机械开口41)来更换孔径光阑44。在图11中，孔径光阑位于物镜出射光瞳平面24中。
图12为说明物镜可包括用于将孔径光阑精确地定位在机械开口41中的空间滤波器集中构件42的俯视图。空间滤波器集中构件42可包括任何机械构件，其可将孔径光阑以受控的方式定位，其可包括导轨、螺栓、凹槽、螺钉、螺栓、电动机、控制器、用于监控孔径光阑位置的监控单元等。
图13及图14说明部分阻挡孔径光阑的各种实例。
部分阻挡孔径光阑可包括不同类型的区段，诸如第一类型区段及第二类型区段。
第一类型区段的偏振方向可与第二类型区段不同。第一偏振光将通过第一类型区段而不通过第二类型区段。第二偏振光将通过第二类型区段而不通过第一类型区段。
另外或替代地，第一类型区段的光谱透射可与第二类型区段不同。第一光谱的光线将穿过第一类型的区段而不通过第二个类型的区段。第二光谱的光线将通过第二类型的区段，而不通过第一类型的区段。
另外或替代地，第一类型区段的强度传输可与第二类型区段不同，其中第一类型是透明的，且第二类型是不透明的。
图13说明部分阻挡光阑孔径510，其包括十个成形为切片(扇区)的区段，包括以交替方式配置的五个第一类型区段512及五个第二类型区段514。每一第一类型区段被一对第二类型区段包围。每一第二类型区段被一对第一类型区段包围。
图13也说明部分阻挡光阑孔径520，其包括二十个成形为切片(扇区)的区段，包括以交替方式配置的十个第一类型区段522及十个第二类型区段524。
已发现，与部分阻挡光阑孔径510相比，部分阻挡光阑孔径520改良了对于来自光轴的较小角度偏差的灵敏度。
应注意，区段的数目可不同于五或十。
图14说明包括内部圆形区及外部环形区的部分阻挡光阑孔径530。内部圆形区被外部环形区包围。
内部圆形区包括十个区段，其被成形为切片(扇区)，包括以交替方式配置的五个第一类型区段536及五个第二类型区段538。每一第一类型区段被一对第二类型区段包围。每一第二类型区段被一对第一类型区段包围。
外部环形区由假想径向线分段为十个区段，该假想径向线界定内部圆形区的十个区段的边界。十个区段包括以交替方式配置的五个第一类型区段532及五个第二类型区段534。每一第一类型区段(在两侧)被一对第二类型区段包围。每一第二类型区段(在两侧)被一对第一类型区段包围。
内部圆形区的第一类型区段的外部边界接触外部环形区的第二类型区段的内部边界。内部圆形区的第二类型区段的外部边界接触外部环形区的第一类型区段的内部边界。
图14也说明孔径光阑540，其包括以交错方式配置的五个倾斜的第一类型区域544及五个透明的第二类型区段546。图15说明一组孔径光阑，该组包括第一孔径光阑560及第二孔径光阑565。
第一孔径光阑560可包括以交错方式且以径向对称方式配置的三个第一类型区段561及三个第二类型区段562。第一类型区段561比第二类型区段562更薄(例如为其三分之一)。
第二孔径光阑565可包括以交错方式配置的六个第一类型区段561'及六个第二类型区段 562'。
当第一孔径光阑560与第二孔径光阑565对准时，其实际上形成孔径光阑568，孔径光阑568包括径向对称且交错的三个第一类型区段561”及三个第二类型区段562”。第一类型区段561”的宽度与第二类型区段562”的宽度相同。每一第一类型区段562”由第一孔径光阑 560的由第二孔径光阑565的两个第一类型区段562围绕的第一类型区段561连续形成。
当第一孔径光阑560旋转(顺时针)六十度(且第二孔径光阑565未旋转)时，第一孔径光阑560及第二孔径光阑565实质上形成孔径光阑569，孔径光阑569包括径向对称且交错的九个第一类型区段561”及九个第二类型区段562”。第一及第二类型区段561”及562”的宽度与第一孔径光阑560的第一及第二类型区段561'的宽度相同。
应注意，旋转可不同于六十度，第一类型区段的数目、第一类型区段的宽度、第一类型区段的布置、第一类型区段的形状、第一类型区段的大小、第二类型区段的数目、第二类型区段的宽度、第二类型区段的配置、第二类型区段的形状、第二类型区段的大小可不同于如图13至图15所说明的实例。
该系统可包括孔径光阑，例如上文列出的孔径光阑。另外或可选地，该系统可包括孔径光阑，例如在公开号为20160366315的美国专利申请“APERTURE STOP”及公开号为20170261654的美国专利申请“APERTURE STOP”中所示的孔径光阑，两者均以引用的方式并入本文中。
可提供一种方法，该方法可包括：由部分阻挡明视野单元扫描半导体基板；检验是否发现半导体基板的外表面的剥片；计算剥片的至少一个特性；及基于该计算判定是否接受半导体基板、是否拒绝半导体基板或是否拒绝包括半导体基板的一组半导体基板。
剥片的至少一个特性自剥片的长度、宽度、面积、直径及周长中的至少一者中选择。
图16说明用于评估晶圆的方法2500。
方法2500可自(通过部分阻挡明视野单元)扫描半导体基板的步骤2510开始。
步骤2510之后可为检验是否发现剥片的步骤2520。
步骤2520之后可为测量(通过部分阻挡明视野单元或通过验证单元)剥片的尺寸(长度、宽度、面积、直径、周长等)的步骤2530。
步骤2530之后可为检验剥片(具有在步骤2540期间习得的尺寸)是否可接受的步骤2540，例如检验剥片的长度及深度是否高于长度阈值及深度阈值。
若答案是否定的，则跳转至步骤2550，即废弃晶粒或甚至围绕“被废弃”的晶粒的一组晶粒(或决定废弃晶粒)。
若答案是肯定的，则跳转至接受晶粒的步骤2560。
图17说明用于评估半导体基板的方法2600。
方法2600可通过装载半导体基板的步骤210开始。
步骤2610之后可为扫描(通过部分阻挡明视野单元)半导体基板的步骤2620。
步骤2620之后可为抓取影像以供验证的步骤2630。
步骤2630之后可为对缺陷进行分类的步骤2640。
应注意，上述系统中的任一者可用于各种目的，且可执行不同于裂纹检测的各种方法。可提供不同于方法2500的各种方法。
图18说明用于检测基板上的磊晶生长中的柱缺陷的方法2700。
柱缺陷为磊晶生长缺陷，其中柱(支柱)在平坦表面上方生长而非平坦表面。在柱附近，表面倾斜偏离水平倾斜，从而使其倾向于由部分阻挡明视野单元进行检测。
在步骤2720之后，步骤2730通过验证通道执行不合格认定或验证，或执行计量计算：基板平面上方的倾斜区域的长度、宽度、面积、周长、直径等。
方法2700可通过扫描具有通过磊晶生长制程制造的上层的半导体基板的步骤2710开始。扫描由部分阻挡明视野单元执行。步骤2710的结果为半导体基板的一个或多个区的一个或多个影像。
柱缺陷比由于柱缺陷的存在而倾斜的表面小得多，且因此可使用对柱成像所需的较低分辨率的光学器件(以间接方式)检测其的存在。此通过使用更宽的光束降低了光学器件的成本和/或增大了处理量。
步骤2710之后可为处理一个或多个影像以找到本应平坦但倾斜的位置的步骤2720。本应平坦的位置可使用设计信息(诸如CAD数据)、对类似位置的实际测量来判定，例如使用单元对单元、晶粒对晶粒、晶粒对设计的比较方法等等。
可使用机器学习，通过扫描包括此种缺陷的参考半导体基板等来习得由于柱缺陷而形成的倾斜表面的轮廓。
步骤2720可包括搜寻高于灰度级＝X(预定义值)且来自大小>Y(预定义值)的像素丛集的亮点(指示具有偏离水平的倾斜的琢面)，其可被标记为可疑缺陷。
可提供一种用于倾斜(甚至较小)表面、用于使用部分阻挡明视野单元来测量表面粗糙度的方法。此等方法可包括霾度检查。
可提供一种检查单元，其可包括可改变光束的相位的相移明视野单元。相移明视野单元可包括引入相移的不同区及不引入相移的不同区，或以其他方式对在孔径光阑内的一些位置处传播的光束执行相移，且对在孔径光阑内的其他位置处传播的光束不执行相移。应注意，孔径光阑可在孔径光阑的不同区处执行不同的相移。
可补充非阻挡明视野单元、替代非阻挡明视野单元、补充部分阻挡明视野单元或代替部分阻挡明视野单元而提供相移明视野单元。
SLM可提供相移明视野单元和/或非阻挡明视野单元和/或部分阻挡明视野单元的功能。
相移明视野单元、非阻挡明视野单元与部分阻挡明视野单元之间可存在任何空间关系。
相移明视野单元可包括可更换为其他物镜的相移物镜。
图19说明系统202'。系统202'与图5的系统200的不同之处在于除第一物镜221及第二物镜222之外也包括第三物镜223。
第三物镜223属相移明视野单元(且可称为相移物镜)。相移明视野单元可包括物镜及相移元件，其位于出射光瞳中。
相移元件可具有任何形状(取决于所需的相移)，且可具有与上述任何孔径光阑相同的形状。
可提供物镜221、222及223的任何组合。第三物镜223可为另一放大非阻挡明视野单元。
第三物镜223也可包括在图6的系统21中。
在半导体基板结合的过程中，空隙及外来颗粒可能位于一个半导体基板(例如载体晶圆) 与另一半导体基板之间的界面处。
此等空隙及外来颗粒为难以直接检测的内部缺陷。
已发现，可通过使用部分阻挡明视野单元(通过搜寻结合的半导体基板的外表面(在本应为平坦的位置处)的倾斜)来间接检测此等空隙。
图20说明彼此结合的第一半导体基板2810、第二半导体基板2820。在半导体基板之间的界面中形成空隙2831及外来颗粒2832。此等缺陷导致在第一半导体基板2810的本应平坦的上表面2813上形成轻微变形2811及2812，且导致在第二半导体基板2820的本应平坦的下表面2823上形成轻微变形2821及2822。
标准成像不能够(BF及DF皆然)检测到轻微的变形。
可使用所建议的系统及方法2800来检测此等轻微的变形。
方法2800可以扫描一个或多个经结合半导体基板的外表面的步骤2870开始。扫描由部分阻挡明视野单元执行。步骤2870的结果为一个或多个经结合半导体基板的外表面的一个或多个区的一个或多个影像。
步骤2870之后可为处理一个或多个影像，以找到本应平坦但倾斜的位置的步骤2890。此等位置可能表示形成在经结合半导体基板之间的界面中的内部缺陷。本应平坦的位置可使用设计信息、类似位置的实际测量来判定，例如使用单元对单元、晶粒对晶粒、晶粒对设计的比较方法等。
可使用机器学习，通过扫描包括此种缺陷的经结合半导体基板等来习得由于经结合半导体基板的此种内部缺陷而形成的轻微变形的轮廓。在学习期间，可检测具有轻微变形的经结合半导体基板，或进行任何其他侵入式根故障分析以发现轻微变形及内部缺陷之间的匹配。
步骤2890可包括搜寻高于灰度级＝X(预定义值)且来自大小>Y(预定义值)的像素丛集的亮点(指示具有偏离水平的倾斜的琢面)可被标记为可疑缺陷。
步骤2890之后可执行侵入式故障分析步骤。
不同的半导体基板可通过凸块彼此连接。因此，内部凸块阵列可位于两个半导体基板之间。此等内部凸块阵列可能不会自此等半导体基板的外部看到。
当自上方(或自底部)观察半导体基板时，无法看到凸块缺陷，例如缺少凸块、凸块未对准(凸块位于与预期位置不同的位置)、不良凸块连接及其他缺陷。
凸块可形成半导体基板的外表面的微小偏差。无故障的凸块可能会形成一定的微小偏差 (例如某个凹面区域)，而有缺陷的凸块可能会导致其他小偏差。
可通过使用部分阻挡明视野单元(通过搜寻小偏差或此种小偏差的缺失(当缺少凸块时)) 来检测小偏差。
图22说明第一晶粒2901、第二晶粒2902及定位在此等晶粒之间的内部凸块阵列(包括凸块2911、2912、2913、2914、2915、2916、2917、2918、2919、2921及2922)。
内部凸块阵列应包括十二个凸块，但缺少一个凸块(左上凸块)。可通过不存在关于预期凸块位置的小偏差来检测缺少的凹凸。
图22说明沿两条假想线2930及2940的高度分布。
假想线2930在凸块2914上方(见小偏差2934)、凸块2917上方(见小偏差2937)及缺失凸块的位置(无小偏差)上方经过。小偏差之间的高度基本恒定。
假想线2940在凸块2915上方(见小偏差2935)、凸块2918上方(见小偏差2938)及凸块2921上方(见小偏差2951)经过。小偏差之间的高度基本恒定。
图23说明方法3000。
方法3000可通过扫描半导体基板的外表面，以提供半导体基板的外表面的一个或多个区的一个或多个影像的步骤3010开始。一个或多个内部凸块位于半导体基板与另一半导体基板之间。扫描由部分阻挡明视野单元执行。
步骤3010之后可为步骤3020：处理一个或多个影像以找到凸块缺陷，诸如缺少凸块、不良凸块连接、凸块未对准等。
应包括指示无故障凸块的小偏差的位置可在设计数据(诸如CAD数据)中找到、可基于先前检查来估计，等等。步骤3010可包括搜寻高于灰度级＝X(预定义值)且来自大小>Y(预定义值)的像素丛集的亮点(指示具有偏离水平的倾斜的琢面)可被标记为可疑缺陷。可使用CAD数据来检测由部分阻挡明视野单元获取的影像，以识别且检测丢失的凸块、内层凸块的未对准等。
可使用机器学习，通过扫描连接至凸块的半导体基板等来习得无故障凸块及一个或多个凸块缺陷的轮廓。在学习期间，连接至故障凸块的半导体基板可被检测到或进行任何其他侵入式根故障分析，以找到小偏差与凸块缺陷之间的匹配。
步骤3020之后可执行侵入式故障分析步骤。在步骤3020之后，步骤3030通过验证通道执行不合格认定或验证或执行计量计算：在基板的平面上方的倾斜区域的长度、宽度、面积、周长、直径等。
图24说明方法3100。
方法3100可包括操作上文说明的任何系统。
方法3100可通过执行第一检查作业阶段的步骤3110开始，该第一检查作业阶段包含检查半导体基板的第一区，其中检查第一区包含通过部分阻挡明视野单元阻挡满足以下条件的任何镜面反射：(a)镜面反射是通过沿第一轴线照射晶圆的区域而引起，(b)镜面反射沿第二轴线传播，(c)第一轴线与第二轴线以晶圆的区域的法线为中心成对称，及(d)法线平行于部分阻挡明视野单元的光轴。
方法3100也可包含执行第二检查作业阶段的步骤3120，该第二检查作业阶段包含检查半导体基板的第二区，其中检查第二区包含将满足以下条件的任何镜面反射传递至影像平面： (a)该镜面反射是通过沿该第一轴线照射该晶圆的区域而引起，(b)该镜面反射沿该第二轴线传播，(c)该第一轴线与该第二轴线以该法线为中心成对称，且(d)法线平行于部分阻挡明视野单元的光轴。
第一区与第二区可为相同的区域，使用检查系统的不同设定来检查该区。步骤3120可应用于在步骤3110期间被检测为可疑(或所关心)的位置，但此不一定如此。
步骤3110和/或步骤3120可包括获得影像。
方法3100可包括通过处理器处理在步骤3110及3120中的至少一个步骤期间获取的影像的步骤3130。
处理可包括发现可疑缺陷、发现缺陷、验证可疑缺陷、计量等。
可提供一种检查系统，该检查系统可包括检查单元，该检查单元包含部分阻挡明视野单元及验证单元；其中该部分阻挡明视野单元经配置来阻挡满足以下条件的任何镜面反射：(a) 该镜面反射是通过沿第一轴线照射晶圆的区域而引起，(b)该镜面反射沿第二轴线传播，(c) 第一轴线与第二轴线以晶圆的区域的法线为中心成对称，且(d)法线平行于部分阻挡明视野单元的光轴。
验证单元可包括非阻挡照射单元及经配置来提供半导体基板的彩色影像的彩色相机。
部分阻挡明视野单元可经配置来获取影像，且其中检查系统进一步包含处理器，该处理器经配置来处理影像且在与半导体基板的具有偏离预期倾斜的倾斜的区域的位置对应的位置处检测可疑缺陷。
验证单元可经配置来审查可疑缺陷。
图25说明用于检查半导体基板的系统204'。系统204'不同于图5的系统200，不同之处在于其不包括非阻挡明视野单元。
可提供计量(使用部分阻挡明视野单元)、验证等。系统可产生倾斜表面的计量信息，特别是宽度、长度及面积。该数据可通过使用阻挡与非阻挡通道的组合，或仅使用非阻挡通道来产生。
图26说明一系统。
图26的系统通过包括可为黑白相机和/或彩色相机的相机207而不同于图6的系统21。
图27说明方法3300。
方法3300开始于以第一模式操作检查单元的步骤3310，其中检查单元包含出射光瞳、照射模块及影像传感器；其中以第一模式的该操作包含照射整个出射光瞳，且由该影像传感器接收来自整个出射光瞳的光。在该步骤期间，获取一个或多个半导体基板的一个或多个区域的一个或多个影像。
方法3300可包括以第二模式操作检查单元的步骤3320，其中以第二模式的该操作包含将孔径光阑定位在出射光瞳中，从而防止照射模块照射整个出射光瞳，且通过阻挡至少一个镜面反射来防止影像传感器接收来自整个出射光瞳的光。
在此步骤中，获取一个或多个半导体基板的一个或多个区域的一个或多个影像。
第一及第二模式可用于获取相同半导体基板或其他半导体基板的影像。
第一及第二模式可与相同类型的缺陷(凸块缺陷、裂纹或任何其他类型的缺陷)结合使用。或者，可使用第一模式来记录一种类型的缺陷，且可使用第二模式来寻找另一种类型的缺陷。
第一及第二模式中的任一者可用于执行计量。
步骤3320可包括使孔径光阑经配置来阻挡满足以下条件的任何镜面反射：(a)镜面反射是通过沿第一轴线照射晶圆的区域而引起，(b)镜面反射沿着第二轴线传播，(c)第一轴线与第二轴线以晶圆的区域的法线为中心成对称，及(d)法线平行于部分阻挡明视野单元的光轴；且非阻挡明视野单元经配置来将满足以下条件的任何镜面反射传递至影像平面：(a)该镜面反射是通过沿该第一轴线照射该晶圆的区域而引起，(b)该镜面反射沿第二轴线传播， (c)第一轴线与第二轴线以法线为中心成对称，及(d)法线平行于部分阻挡明视野单元的光轴。
方法3300可包括通过处理器处理在第一模式及第二模式中的至少一者期间获取的影像的步骤3330。
处理可包括发现可疑缺陷、发现缺陷、验证可疑缺陷、计量等。
图28至图36说明可在系统200和/或系统201中使用的孔径光阑和/或说明书中说明的任何其他方法的各种实例。
图28说明根据本发明的实施例的孔径光阑100。在圆形区120内存在不透明区域101至 107及开口111至117。
亮区为材料，且黑色空隙为开口。开口的结构如下：当自径向横截面看时，存在材料与开口的交替区域。另外，在任何给定的角度下，距孔径光阑中心距离相等(即相同的半径) 的点由相反的材料制成(一个属开口，另一个属不透明区域)。应注意，保持低镜面反射以改良制造晶圆图的过程存在一些优点。此允许进行全面的晶圆扫描，且需要晶粒至晶粒对准等，此可通过低镜面反射来改良。
图29说明对于开口内的每一入射点(141及142)，存在被不透明区域阻挡的对应镜面反射点(121及122)。对应点及入射点“属”相同的虚拟直径(152及154)。对于所有极角(对于任何方向的任何直径，诸如但不限于虚拟直径151、152、153及154)皆如此。在不透明区域101之外，在不透明点与开口点之间存在对称性。
图29也说明每一不透明区域自径向视点看是窄的(若跨越有限的角度范围)。此使得来自具有小倾斜(相对于水平线)的表面的反射光线能够穿过孔径光阑100。典型值在0.5度处具有峰值响应，且在0.3度至1度之间具有有意义的响应，在0度具有非常低的镜面响应。
孔径光阑的外径应与物镜的直径相匹配。孔径光阑的中心可为开放或为满的。
图30说明根据本发明的实施例的开口点141、对应不透明121与略微偏离镜面反射角的反射角之间的映射。
光线161照亮入射点141且具有入射角171。当被照射物体(物体的照射点)是水平的时，反射光线163以等于入射角171的反射角172被反射。反射光线163被不透明区域105阻挡。不透明区域105的宽度135经制订以阻挡自反射角度172被分配至小角度偏差173的反射光线。反射光线162及164(自晶圆的倾斜区域(由倾斜方框说明)反射)不被不透明区域105阻挡且在不透明区域105的边界附近通过。
图31说明根据本发明的实施例的孔径光阑100。
孔径光阑100包括由一个或多个开口区域182围绕的不透明螺旋区域181。每一开口点 (例如143)映射至照射角度，且与不透明螺旋区域的对应不透明区点(例如点123)相关联，该不透明区点自映射至开口点的照射角度映射至镜面反射角。不透明螺旋区域181的宽度可制订，以便不阻挡并非镜面反射且偏离镜面反射几度的反射。
图32说明包括成形为正方形420的非圆形区的孔径光阑410，其包括由不透明区412围绕的三角形开口424及梯形开口422。
正方形420具有对称轴428(以-45度定向)及以45度定向的不对称轴428。
不对称轴428被称为不对称轴是因为在正方形420内，位于不对称轴的一侧处的每一开口点具有对应的不透明点，该不透明点位于镜子位置处，在不对称轴的另一侧。
三角形开口424与三角形不透明区421“形成镜像”。梯形开口422与梯形不透明区423 “形成镜像”。
图33分别说明三个开口点431、432及433及其对应的不透明点434、435及436。
点431及434定位在轴线428上，点432及435定位在轴线427上，点433及436定位在轴线426上。轴线436、437及438平行于对称轴429。
应注意，不对称轴及不对称轴可以其他方式定向(例如，并非以45度和/或-45度定向)。定向可根据所关心的检测的预期或实际方向来设定。
举例来说，孔径光阑410被设计成检查预期沿X轴和/或Y轴(对应于零度及九十度的定向)定向的缺陷。
三角形开口424及梯形开口422的形状及定向允许接收来自水平或垂直缺陷的非镜面反射。
图34至图36说明根据本发明的实施例的孔径光阑450。
孔径光阑450为孔径光阑的实例，其并非螺旋形的且不同于螺旋的近似值。
孔径光阑450包括三个开口461、462及463。注意，开口463与462可组合，且孔径部分465(见图15)可与孔径462的其他部分分离。
孔径光阑450具有对称轴492及不对称轴491。对称性为近似对称性，因为孔径463及孔径部分465根据其与孔径部分455的关系而彼此不同。
孔径光阑450也被设计成检查预期沿X轴和/或Y轴定向(对应于零度及九十度的定向) 的缺陷。
孔径光阑450相对于孔径光阑410以1至5度的角度偏差(相对于镜面反射)传递较多 (衰减较少)的反射信号。
孔径光阑的圆形区459可由内圆形部分452及围绕内圆形部分452的外环451形成。
位于内部圆形部分452内的各种开口和/或开口部分分别是指内部开口和/或内部开口部分。
位于外环451内的各种开口和/或开口部分分别是指外部开口和/或外部开口部分。
开口462具有线性边缘部分4621、4623、4625、4627、4629、4651、4652、4653、4654、4656及非线性边缘部分4622、4624、4626、4628、4655及4657。
线性边缘部分4621、4652平行于不对称轴，且为内部圆形区452的不完整线。
线性边缘部分4623、2625、4627、4629、4654及4656为孔径光阑450的假想直径的一部分。
线性边缘部分4651及4653相对于不对称轴定向(小于90度)，且非孔径光阑450的任何直径的一部分。
开口461具有线性边缘部分4611、4613及4615及非线性边缘部分4614。
线性边缘部分4611平行于不对称轴，且为内部圆形区452的不完整线。
线性边缘部分4613及4613为孔径光阑450的假想直径的一部分。
线性边缘部分4612及4616相对于不对称轴定向(小于90度)，且非孔径光阑450的任何直径的一部分。
边缘部分4614、4624、4629及4655可为外环451的外边缘的一部分。
边缘部分4622、4651、4653及4657可为外环451的内部外边缘的一部分，该外环在内圆形部分452的外部。
图36说明五个开口点471、472、473、474及475及其对应不透明点476、477、478、478及480。
每对开口点及对应不透明点位于孔径光阑450的直径上(与孔径光阑450的中心距离相同)且位于相对侧处。
应注意，不对称轴及不对称轴可以其他方式(例如，并非以45度和/或-45度定向)定向。方向可根据所关心的检测的预期或实际方向来设定。
本领域技术人员将认识到，上述操作的功能之间的界限仅仅是说明性的。多个操作的功能可组合成单个操作，和/或单个操作的功能可分布在额外操作中。此外，替代实施例可包括特定操作的多个实例，且操作的顺序可在各种其他实施例中改变。
因此，应理解，本文描绘的架构仅仅是例示性的，且实际上可实施达成相同功能的许多其他架构。在抽象、但仍然明确的意义上，达成相同功能的组件的任何配置皆为有效地“关联”，使得达成所需功能。因此，本文中组合以达成特定功能的任何两个组件可被视为彼此“相关联”，使得达成所需功能，而不管架构或中间组件如何。同样，如此关联的任何两个组件也可被视为彼此“可操作地连接”或“可操作地耦接”以达成所需功能。
然而，其他修改、变化及更换也是可能的。因此，说明书及附图被认为是说明性的而非限制性的。
应用不限于2D且可扩展至3D检查。被检查的基板不限于晶圆，且可包括任何类型的基板，特别是诸如打印机电路板、太阳能电池板、MEMS装置等的平坦基板。
词语“包含”不排除权利要求中列出的其他组件或步骤的存在。应理解，如此使用的术语在适当的情况下是可互换的，使得本文中描述的本发明的实施例例如能够以除了在本文中说明或以其他方式描述的定向之外的其他定向来操作。
此外，如本文所使用的术语“一(a或an)”被定义为一个或多于一个。而且，在权利要求书中使用诸如“至少一个”及“一个或多个”的介绍性短语不应被解释为暗示由不定冠词“一”引入的另一权利要求元件将包含此引入的权利要求元件的任何特定权利要求限于本发明仅含有一个此类元件，即使当相同的权利要求包括介绍性短语“一个或多个”或“至少一个”及诸如“一”的不定冠词时也如此。对于使用定冠词也如此。除非另有说明，否则诸如“第一”及“第二”的术语用于任意区分此等术语所描述的元件。
因此，此等术语不一定意欲指示此等组件的时间或其他优先化。在彼此不同的权利要求中引述某些措施的事实并不表示此等措施的组合不能被用来获益。
附图标记列表
13…透镜系统
14…管透镜
15…分束器
16…物镜
16’、44、100、410、450、540、568、569…孔径光阑
19…SLM
21…物面
22…影像平面
23…照射孔径光阑平面
24…物镜出射光瞳平面
28…重新成像出射光瞳平面
29…出射光瞳共轭平面
41…机械开口
42…空间滤波器集中构件
51、560…第一孔径光阑
52、565…第二孔径光阑
101、102、103、104、105、106、107…不透明区域
111、112、113、114、115、117、461、462、463…开口
120、459…圆形区
121、122…镜面反射点
123…点
135…宽度
141、142…入射点
143、431、432、433、471、472、473、474、475…开口点
151、152、153、154…虚拟直径
161…光线
162、163、164…反射光线
171…入射角
172…反射角
173…角度偏差
181…不透明螺旋区域
182…开口区域
200、201、202’、204’…系统
202、228…光源
204、226…光纤
206…黑白相机
207…相机
208、212…光学器件
210…物镜改变设备
221…第一物镜
222…第二物镜
223…第三物镜
224…彩色相机
280…处理器
300…经切割晶圆
302…带
303…框架
304…夹盘
306…XY台
412…不透明区
420…正方形
421…三角形不透明区
422…梯形开口
423…梯形不透明区
424…三角形开口
428…对称轴/不对称轴
429、492…对称轴
434、435、436、476、477、478、479、480…不透明点
437、438…轴线
451…外环
452…内部圆形区
455…孔径部分
491…不对称轴
510、520、530…部分阻挡光阑孔径
512、522、532、536、544、561、561’、561”…第一类型区段
514、524、534、538、562、562’、562”…第二类型区段
601、602…晶粒作用区
605、607…切口
606…冗余晶粒区
608…保护环
609…上层变形
610…影像
612…外部裂纹
614…内部裂纹
617…长度
618…最小距离
1913、2911、2912、2914、2915、2916、2917、2918、2919、2921、2922…凸块
2510、2520、2530、2540、2550、2560、2610、2620、2630、2640、2710、2720、2730、2870、2890、3010、3020、3110、3120、3130、3310、3320、3330…步骤
2700、2800、3000、3100、3300…方法
2810…第一半导体基板
2811、2812、2821、2822…变形
2813…上表面
2820…第二半导体基板
2823…下表面
2831…空隙
2832…外来颗粒
2901…第一晶粒
2902…第二晶粒
2930、2940…假想线
2934、2937、2951…小偏差
4611、4612、4613、4615、4616、4621、4623、4625、4627、4629、4651、4652、4653、4654、4656…线性边缘部分
4614、4622、4624、4626、4628、4655、4657…非线性边缘部分
5000…部分阻挡明视野单元
5001…第一轴线
5002…光轴
5003…第二轴线
5004…法线
5010…区域

Claims (42)

1.一种用于检查半导体基板的检查系统，其包含：
检查单元，其包含部分阻挡明视野单元及非阻挡明视野单元；
其中该部分阻挡明视野单元经配置来阻挡满足以下条件的任何镜面反射：(a)该镜面反射是通过沿第一轴线照射晶圆的一区域而引起，(b)该镜面反射沿第二轴线传播，(c)该第一轴线与第二轴线以该晶圆的该区域的法线为中心成对称，及(d)该法线平行于该部分阻挡明视野单元的一光轴；且
其中该非阻挡明视野单元经配置来将满足以下条件的任何镜面反射传递至影像平面：(a)该镜面反射是通过沿该第一轴线照射该晶圆的一区域而引起，(b)该镜面反射沿该第二轴线传播，(c)该第一轴线与第二轴线以该法线为中心成对称，及(d)该法线平行于部分阻挡明视野单元的光轴。
2.如权利要求1所述的检查系统，其中该非阻挡明视野单元及该部分阻挡明视野单元不共享任何光学组件。
3.如权利要求1所述的检查系统，其包含位于该影像平面中的黑白相机。
4.如权利要求1所述的检查系统，其中该部分阻挡明视野单元包含部分阻挡孔径光阑。
5.如权利要求4所述的检查系统，其中该部分阻挡孔径光阑位于物镜出射光瞳平面中。
6.如权利要求1所述的检查系统，其中该部分阻挡孔径光阑包含在偏振上彼此不同的第一类型区段及第二类型区段。
7.如权利要求1所述的检查系统，其中该部分阻挡孔径光阑包含在光谱透射上彼此不同的第一类型区段及第二类型区段。
8.如权利要求1所述的检查系统，其中该部分阻挡孔径光阑包含在透明度上彼此不同的第一类型区段及第二类型区段。
9.如权利要求1所述的检查系统，其包含一组孔径光阑，该组孔径光阑包含实质上形成部分阻挡孔径光阑的多个孔径光阑。
10.如权利要求9所述的检查系统，其中当该组中的孔径光阑以不同定向定向时形成不同的部分阻挡孔径光阑。
11.如权利要求9所述的检查系统，其中当该组中的孔径光阑定位于不同位置时形成不同的部分阻挡孔径光阑。
12.如权利要求9所述的检查系统，其中该多个孔径光阑中的第一孔径光阑位于照射路径中，且该多个孔径光阑中的第二孔径光阑位于收集路径中且位于物镜的下游。
13.如权利要求9所述的检查系统，其中该多个孔径光阑中的第一孔径光阑位于照射孔径光阑平面中，且该多个孔径光阑中的第二孔径光阑位于重新成像出射光瞳平面中。
14.如权利要求1所述的检查系统，其中该非阻挡明视野单元与该部分阻挡明视野单元共享至少一个光学组件。
15.如权利要求1所述的检查系统，其中该部分阻挡明视野单元包含可配置的空间光调制器。
16.如权利要求1所述的检查系统，其包含经配置来自动更换在检查过程期间使用的物镜的物镜改变单元。
17.如权利要求1所述的检查系统，其包含经配置来更换在检查过程中使用的孔径光阑的孔径光阑改变单元。
18.如权利要求1所述的检查系统，其进一步包含一处理器，该处理器用于处理由该非阻挡明视野单元及该部分阻挡明视野单元中的至少一者所获取的影像。
19.如权利要求18所述的检查系统，其中该处理器经配置来处理影像且检测来自内部裂纹、凸块缺陷、磊晶柱缺陷、结合晶圆内层缺陷的至少一个缺陷。
20.如权利要求18所述的检查系统，其中该处理器经配置来处理影像且测量至少一个尺寸或出现在影像中的一个或多个中的至少一个组件。
21.一种用于检查半导体基板的检查系统，其包含：检查单元，其包含出射光瞳、照射模块及影像传感器；其中该检查单元经配置来以第一模式及第二模式操作；其中当以第一模式操作时，该照射模块经配置来照射整个出射光瞳，且该影像传感器经配置来接收来自整个出射光瞳的光；其中当以第二模式操作时，则定位于该出射光瞳处的孔径光阑防止照射模块照射整个出射光瞳，且通过阻挡至少一个镜面反射来防止影像传感器接收来自整个出射光瞳的光。
22.如权利要求21所述的检查系统，其中当该检查系统以第二模式操作时，该孔径光阑经配置来阻挡满足以下条件的任何镜面反射：(a)该镜面反射是通过沿第一轴线照射晶圆的一区域而引起，(b)该镜面反射沿第二轴线传播，(c)该第一轴线与第二轴线以该晶圆的该区域的法线为中心成对称，及(d)该法线平行于部分阻挡明视野单元的光轴；且其中该非阻挡明视野单元经配置来将满足以下条件的任何镜面反射传递至影像平面：(a)该镜面反射是通过沿第一轴线照射该晶圆的一区域而引起，(b)该镜面反射沿第二轴线传播，(c)该第一轴线与第二轴线以该法线为中心成对称，及(d)该法线平行于部分阻挡明视野单元的光轴。
23.一种用于检查半导体基板的方法，该方法包含：执行第一检查作业阶段，该第一检查作业阶段包含检查第一半导体基板的第一区，其中该第一区的检查包含通过部分阻挡明视野单元阻挡满足以下条件的任何镜面反射：(a)该镜面反射是通过沿第一轴线照射晶圆的一区域而引起，(b)该镜面反射沿第二轴线传播，(c)该第一轴线与该第二轴线以该晶圆的该区域的法线为中心成对称，及(d)该法线平行于部分阻挡明视野单元的光轴；及执行第二检查作业阶段，该第二检查作业阶段包含检查第二半导体基板的第二区，其中该第二区的检查包含将满足以下条件的任何镜面反射传递至一影像平面：(a)该镜面反射是通过沿该第一轴线照射该晶圆的一区域而引起，(b)该镜面反射沿第二轴线传播，(c)该第一轴线与第二轴线以该法线为中心成对称，及(d)该法线平行于部分阻挡明视野单元的光轴。
24.如权利要求23所述的方法，其中该第一区与第二区至少部分重叠。
25.如权利要求23所述的方法，其中该第一区与第二区不重叠。
26.如权利要求23所述的方法，进一步其中在该第一检查作业阶段及该第二检查作业阶段中的至少一者之后执行验证过程。
27.如权利要求23所述的方法，其中该第一半导体基板与第二半导体基板彼此不同。
28.如权利要求23所述的方法，其中该第一半导体基板为该第二半导体基板。
29.一种用于检查半导体基板的检查系统，该检查系统包含：检查单元，该检查单元包含部分阻挡明视野单元及验证单元；其中该部分阻挡明视野单元经配置来阻挡满足以下条件的任何镜面反射：(a)该镜面反射是通过沿第一轴线照射晶圆的一区域而引起，(b)该镜面反射沿第二轴线传播，(c)该第一轴线与第二轴线以该晶圆的该区域的法线为中心成对称，且(d)该法线平行于部分阻挡明视野单元的光轴。
30.如权利要求29所述的检查系统，其中该验证单元包含经配置来提供该半导体基板的彩色影像的彩色相机。
31.如权利要求29所述的检查系统，其中该部分阻挡明视野单元经配置来获取影像，且其中该检查系统进一步包含一处理器，该处理器经配置来处理影像且检测在对应于该半导体基板的具有偏离预期倾斜的倾斜的区域的位置处的可疑缺陷。
32.如权利要求31所述的检查系统，其中该验证单元经配置来审查可疑缺陷。
33.一种用于检查半导体基板的检查系统，其包含：
检查单元，其包含部分阻挡明视野单元及计量单元；
其中该部分阻挡明视野单元经配置来阻挡满足以下条件的任何镜面反射：(a)该镜面反射是通过沿第一轴线照射晶圆的一区域而引起，(b)该镜面反射沿第二轴线传播，(c)该第一轴线与第二轴线以该晶圆的该区域的法线为中心成对称，及(d)该法线平行于该部分阻挡明视野单元的光轴；且
其中该计量单元经配置来测量该区域的至少一个尺寸且包含一相机，该相机经配置来提供该所扫描的基板或其任何部分的至少一个影像。
34.如权利要求33所述的检查系统，其进一步包含一处理器，该处理器经配置来处理由该部分阻挡明视野单元获取的至少一个影像，且测量出现在由该部分阻挡明视野单元获取的影像中的一或多者中的至少一个元件的至少一个尺寸。
35.一种用于检查半导体基板的检查方法，该方法包含：
以第一模式操作检查单元，其中该检查单元包含出射光瞳、照射模块及影像传感器；其中以第一模式操作包含照射整个出射光瞳，且由该影像传感器接收来自整个出射光瞳的光；及
以第二模式操作该检查单元，其中以第二模式操作包含将孔径光阑定位在该出射光瞳中，由此防止该照射模块照射整个出射光瞳，且通过阻挡至少一个镜面反射来防止该影像传感器接收来自整个出射光瞳的光。
36.如权利要求35所述的检查方法，其中当以该第二模式操作时，该孔径光阑经配置来阻挡满足以下条件的任何镜面反射：(a)该镜面反射是通过沿第一轴线照射晶圆的一区域引起，(b)该镜面反射沿第二轴线传播，(c)该第一轴线与该第二轴线以该晶圆的该区域的法线为中心成对称，及(d)该法线平行于部分阻挡明视野单元的光轴；且该非阻挡明视野单元经配置来将将满足以下条件的任何镜面反射传递至影像平面：(a)该镜面反射是通过沿第一轴线照射晶圆的一区域而引起，(b)该镜面反射沿第二轴线传播，(c)该第一轴线与第二轴线以该法线为中心成对称，及(d)该法线平行于该部分阻挡明视野单元的光轴。
37.如权利要求35所述的检查方法，其包含一处理器，该处理器经配置来处理在该第一模式及该第二模式中的至少一者期间获取的影像。
38.一种方法，其包含：通过部分阻挡明视野单元扫描半导体基板；检验是否发现该半导体基板的外表面的剥片；计算该剥片的至少一个特性；及基于该计算判定是否接受该半导体基板、是否拒绝该半导体基板或是否拒绝包括该半导体基板的一组半导体基板。
39.如权利要求38所述的方法，其中该剥片的至少一个特性选自该剥片的长度、宽度、面积、直径及周长中的至少一者。
40.一种非暂时性计算机可读介质，其储存用于通过以下操作检查半导体基板的指令：执行第一检查作业阶段，该第一检查作业阶段包含检查第一半导体基板的第一区，其中该第一区的检查包含通过部分阻挡明视野单元阻挡满足以下条件的任何镜面反射：(a)该镜面反射是通过沿第一轴线照射晶圆的一区域而引起，(b)该镜面反射沿第二轴线传播，(c)该第一轴线与该第二轴线以该晶圆的该区域的法线为中心成对称，及(d)该法线平行于该部分阻挡明视野单元的光轴；及执行第二检查作业阶段，该第二检查作业阶段包含检查第二半导体基板的二区，其中该第二区的检查包含将满足以下条件的任何镜面反射传递至影像平面：(a)该镜面反射是通过沿该第一轴线照射该晶圆的一区域而引起，(b)该镜面反射沿该第二轴线传播，(c)该第一轴线与第二轴线以该法线为中心成对称，及(d)该法线平行于部分阻挡明视野单元的光轴。
41.一种非暂时性计算机可读介质，其储存用于通过以下操作检查半导体基板的指令：
以第一模式操作检查单元，其中该检查单元包含出射光瞳、照射模块及影像传感器；其中以第一模式操作包含照射整个出射光瞳，且由该影像传感器接收来自整个出射光瞳的光；及
以第二模式操作该检查单元，其中以第二模式操作包含将孔径光阑定位在该出射光瞳中，由此防止该照射模块照射整个出射光瞳，且通过阻挡至少一个镜面反射来防止该影像传感器接收来自整个出射光瞳的光。
42.一种非暂时性计算机可读介质，其储存用于通过以下操作来检查半导体基板的指令：通过部分阻挡明视野单元扫描半导体基板；检验是否发现该半导体基板的外表面的剥片；计算该剥片的至少一个特性；及基于该计算判定是否接受该半导体基板、是否拒绝该半导体基板或是否拒绝包括该半导体基板的一组半导体基板。
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