CN114746739A - 用于灰场成像的设备及方法 - Google Patents

Abstract

将光束从光源引导于卡盘上的晶片处。从所述晶片反射所述光束朝向2D成像相机。所述光束的路径中的可移动聚焦透镜可独立地改变照明共轭及集光共轭。可使用照明路径中的结构化掩模且可引导所述光束穿过所述结构化掩模中的孔径。使用所述2D成像相机产生晶片在无直接照明的区带中的灰场图像且可使用所述灰场图像确定缺陷在所述晶片上的位置。

Description

用于灰场成像的设备及方法

相关申请案的交叉引用

本申请案主张2019年12月3日申请且转让的第62/943,170号美国申请案的临时专利申请案的优先权，所述申请案的公开内容特此以引用的方式并入本文中。

技术领域

本公开涉及用于半导体晶片的光学系统。

背景技术

半导体制造产业的演进对良率管理且尤其对计量及检验系统提出更高要求。临界尺寸继续缩小，而产业需要减少用于实现高良率、高价值生产的时间。最小化从检测到良率问题到解决所述问题的总时间决定了半导体制造商的投资回报率。

制造例如逻辑及存储器装置的半导体装置通常包含使用大量制造工艺处理半导体晶片以形成半导体装置的各种特征及多个层级。例如，光刻是涉及将图案从光罩转印到布置于半导体晶片上的光致抗蚀剂的半导体制造工艺。半导体制造工艺的额外实例包含(但不限于)化学机械抛光(CMP)、蚀刻、沉积及离子植入。在单个半导体晶片上制造的多个半导体装置的布置可被分成个别半导体装置。

在半导体制造期间的各个步骤使用检验过程以检测晶片上的缺陷以促进制造工艺中的更高良率及因此更高利润。检验始终是制造半导体装置(例如集成电路(IC))的重要部分。然而，随着半导体装置的尺寸减小，检验对于可接受半导体装置的成功制造变得更为重要，这是因为较小缺陷可引起装置故障。例如，随着半导体装置的尺寸减小，具有减小的大小的缺陷的检测已变得必要，这是因为甚至相对小缺陷可引起半导体装置中的非所要良率损耗。

然而，检测3D晶片结构及其它先进半导体设计中的缺陷提出挑战。针对光学检验，明场(BF)模式导致来自晶片的顶表面的强反射。缺陷信号可由明亮晶片图案淹没或限制。暗场(DF)模式通常抑制常规阵列区中的全部晶片图案，但不针对随机图案，这是因为晶片图案信息由于扰乱点过滤而丢失。在无对比度信息的情况下，可难以区分缺陷与扰乱点。

因此，需要检验系统的改进。

发明内容

在第一实施例中提供一种系统。所述系统包含：光源，其产生光束；物镜；卡盘，其经配置以将晶片固持在行进穿过所述物镜的所述光束的路径中；中继透镜，其在所述光束的路径中安置在所述光源与所述物镜之间；可调谐照明孔径，其在所述光束的所述路径中安置在所述光源与所述中继透镜之间；第一镜筒透镜，其在所述光束的所述路径中安置在所述中继透镜与所述物镜之间；第一可移动聚焦透镜，其在所述光束的所述路径中安置在所述第一镜筒透镜与所述中继透镜之间；第二可移动聚焦透镜，其在所述光束的所述路径中安置在所述物镜与2D成像相机之间；第二镜筒透镜，其在所述光束的所述路径中安置在所述第二可移动聚焦透镜与所述物镜之间；及所述2D成像相机，其经配置以接收从晶片反射穿过所述物镜的光。所述第一可移动聚焦透镜及所述第二可移动聚焦透镜经配置以可沿着所述光束的所述路径移动以调整所述光源与所述晶片之间的照明共轭及所述晶片与所述2D成像相机之间的集光共轭。所述第一可移动聚焦透镜及所述第二可移动聚焦透镜经配置以将照明焦点定位在所述晶片的表面处、上方或下方。所述2D成像相机经配置以产生所述晶片的灰场图像。

结构化掩模可在所述光束的所述路径中安置在所述光源与所述物镜之间。所述结构化掩模界定所述光束行进穿过的多个孔径。所述光束的一部分由所述结构化掩模阻挡。例如，所述结构化掩模可安置在所述光源与所述第一可移动聚焦透镜之间或所述中继透镜与所述第一可移动聚焦透镜之间。

所述结构化掩模可经配置以相对于所述光束的所述路径倾斜。

照明数值孔径可为从0到0.9。集光路径数值孔径可为至少0.9。

所述系统可进一步包含与所述2D成像相机电子通信的处理器。所述处理器经配置以识别来自所述2D成像相机的所述灰场图像中的缺陷。

在第二实施例中提供一种方法。所述方法包含将光束从光源引导于卡盘上的晶片处。所述晶片可包含3D结构。从所述晶片反射所述光束到2D成像相机。可调整第一可移动聚焦透镜及第二可移动聚焦透镜。所述第一可移动聚焦透镜在所述光束的路径中安置在所述光源与所述晶片之间。所述第二可移动聚焦透镜安置在所述晶片与所述2D成像相机之间。所述调整包含对所述光源与所述晶片之间的照明共轭及所述晶片与所述2D成像相机之间的集光共轭的独立改变。使用所述2D成像相机产生所述晶片的图像。所述图像是灰场图像。使用所述图像确定缺陷在所述晶片上的位置。

所述光束的焦点可在所述晶片的表面下方、处或上方。随着所述光束跨所述晶片的表面扫描，所述光束的所述焦点可在深度上改变。

所述方法可进一步包含引导所述光束穿过在所述光束的所述路径中安置在所述光源与所述第一可移动中继透镜之间的结构化掩模。所述结构化掩模界定多个孔径。所述多个孔径在所述晶片的表面上形成亮区带且所述结构化掩模在所述孔径之间的区在所述晶片的所述表面上形成暗区带。

照明数值孔径可为从0到0.9。集光路径数值孔径可为至少0.9。

所述调整可包含改变所述第一可移动聚焦透镜的位置，使得所述结构掩模经聚焦且所述亮区带中的光泄漏到所述暗区带中。

附图说明

为了更全面理解本公开的性质及目标，应参考结合附图进行的以下详细描述，其中：

图1是根据本公开的系统的图；

图2是示范性结构化掩模图案(SMP)的图像；

图3是使用图2的结构化掩模图案的灰场图像的实例；

图4展示照明焦点与集光焦点之间的关系；以及

图5是根据本公开的方法的流程图的实施例。

具体实施方式

虽然将依据特定实施例描述所主张标的物，但其它实施例(包含不提供本文中阐述的全部益处及特征的实施例)也在本公开的范围内。可做出各种结构、逻辑、工艺步骤及电子改变而不脱离本公开的范围。因此，本公开的范围仅通过参考所附权利要求书来定义。

先进半导体装置趋于包含3D结构(DRAM、3D NAND、环绕式栅极)。3D结构的装置表面下方的缺陷通常难以检测，这是因为顶表面的强反射可浸透传感器且这是因为到达缺陷位置(其可在表面下方数百纳米到数微米)的光不足。暗场成像模式可通过滤除镜面反射而缓解传感器饱和问题，但暗场成像也损耗用于扰乱点过滤的上下文。另外，暗场成像对于随机图案无效。

本文中公开的设备及方法的实施例使用介于明场与暗场之间的灰场成像模式。此成像模式减少镜面反射而不消除镜面反射使得允许更多光到装置上而无传感器饱和。因此，增强了缺陷绝对信号。晶片图案保留且可使用基于上下文的或其它先进扰乱点过滤算法。

在本文中公开的实施例中，可使用具有高数值孔径(NA)的照明光学器件。可使用或使用结构化掩模图案实现用于晶片场照明的具有高分辨率的灰场成像。可在晶片表面处、上方或下方独立地调整照明焦点。可为了经改进缺陷检测优化集光焦点。灰场成像可使用用于晶片平面照明、可独立调整照明及集光焦点或其组合的具有高分辨率的结构化掩模图案。

图1是系统100的图。结构化掩模图案可以缩倍成像到晶片114的表面上。使用高分辨率及近似衍射限制照明光学器件，结构化掩模图案可经投射到具有经良好界定清晰边缘的晶片平面上。一般来说，系统100经配置用于通过将光引导到晶片114(或将光扫描于晶片114上)且检测来自晶片114的光而产生晶片114的基于光学的输出。虽然公开晶片114，但也可使光罩或其它工件成像。

在图1中说明中心照明，但环形照明是可行的。孔径形状可变动。照明数值孔径可变动，例如从0到0.9。集光路径数值孔径可变动，且可为至少0.9。

光源101产生光束104。光源101经配置以按可包含一或多个倾斜角及/或一或多个法向角的一或多个入射角将光引导到晶片114。概念上，灰场可用于任何波长范围。光学波长通常取决于晶片堆叠材料。例如，如果晶片3D堆叠包含大量硅或多晶硅，那么可使用近红外波长。在另一实例中，如果晶片材料是透明的，那么可为了更好的光学分辨率而使用可见波长或深紫外(DUV)波长。

在例子中，光源101可包含宽带等离子体(BBP)源。以此方式，由光源101产生且引导到晶片114的光可包含宽带光。然而，光源101可包含任何其它合适的光源(例如激光或发光二极管(LED))。激光或LED可包含此项技术中已知的任何合适的形式且光源101可经配置以产生此项技术中已知的(若干)任何合适的波长的光。另外，光源101可经配置以产生单色或近单色光。以此方式，光源101可为窄带激光。光源101还可包含产生多个离散波长或波带的光的多色光源。

物镜113经定位成接近经配置以将晶片114固持在光束104的路径中的卡盘115。光束104行进穿过物镜113。为了易于图解，箭头指示光束104的路径。

系统100还可包含经配置以引起光束104在晶片114上扫描的扫描子系统。扫描子系统可包含可经配置以移动晶片114使得光可在晶片114上扫描的任何合适的机械及/或机器人组合件(其包含卡盘115)。另外或替代地，系统110可经配置使得系统100的一或多个光学元件执行光对晶片114的某一扫描。可以任何合适的方式(例如以蛇形路径或以螺旋路径)使光在晶片114上扫描。

任选透镜105、可调谐照明孔径120、中继透镜106、任选结构化掩模107、第一反射镜108、第一可移动聚焦透镜109、第一镜筒透镜110(其说明三个透镜，但其它数目是可行的)及第二反射镜111在光束104的路径中安置在光源101与物镜113之间。照明路径可为从光源101到晶片114。照明孔径120在光束104的路径中安置在光源101与中继透镜106之间或介于任选透镜105与中继透镜106之间。第一镜筒透镜110安置在中继透镜106与物镜113之间。结构化掩模107安置在光源101与第一可移动聚焦透镜109之间。第一可移动聚焦透镜109安置在第一镜筒透镜110与中继透镜106之间。

第一可移动聚焦透镜109可(例如使用致动器)沿着光束104的路径(其使用箭头说明)平移。第一可移动聚焦透镜109可调整以使结构化掩模107图案相对于晶片114的表面聚焦。第一可移动聚焦透镜109与晶片114(例如，晶片114的顶表面)之间的运动关系可取决于经实施光学设计，例如照明数值孔径、波长及放大率。例如，针对实施例，比率可为1000:1。在另一实施例中，比率可为500:1。晶片114在z方向上的运动范围通常小于15μm。从晶片114到2D成像相机102的相机平面的集光路径可形成晶片114及结构化掩模107(在其存在时)的图案两者的图像。

第三反射镜112、第二镜筒透镜116、变焦透镜117及第二可移动聚焦透镜118在从晶片114反射的光束104的路径中安置在物镜113与2D成像相机102之间。第二可移动聚焦透镜118可(例如使用致动器)沿着光束104的路径(其使用箭头说明)平移。第二镜筒透镜116在光束104的路径中安置在第二可移动聚焦透镜118与物镜113之间。第二可移动聚焦透镜116与晶片114(例如，晶片114的顶表面)之间的运动关系可取决于经实施光学设计形式、放大率、数值孔径或其它变量。

系统110可包含组合将来自光学元件的光聚焦到晶片114的数个其它折射及/或反射光学元件。因此，系统110可包含任何其它合适的光学元件(未展示)。此类光学元件的实例包含(但不限于)(若干)偏光组件、(若干)光谱滤波器、(若干)空间滤波器、(若干)反射光学元件、(若干)变迹器、(若干)光束分离器、(若干)孔径及类似者，其可包含此项技术中已知的任何此类合适的光学元件。另外，系统110可经配置以基于用于产生基于光学的输出的照明类型更改照明子系统的一或多个元件。例如，照明孔径(光瞳平面)可在整个照明光瞳的任何位置处针对合适的照明入射角目标采取环形、圆形、弧形、半月或狭缝截面形式。

2D成像相机102经配置以接收从晶片114反射穿过物镜113的光。2D成像相机102经配置以产生晶片的灰场图像。

2D成像相机102可为此项技术中已知的任何合适的检测器。例如，2D成像相机102可为电荷耦合装置(CCD)、延时积分(TDI)摄像机或此项技术中已知的任何其它合适的检测器。2D成像也可通过扫描晶片114或通过扫描1D或点检测器(其可包含光电二极管阵列、光电倍增管(PMT)或雪崩光电二极管(APD))而实现。2D成像相机102也可包含非成像检测器或成像检测器。

任选结构化掩模107在光束104的路径中安置在光源101与物镜113之间。在例子中，结构化掩模107在光束104的路径中安置在中继透镜106与第一可移动聚焦透镜109之间或中继透镜106与第一反射镜108之间。使用第一可移动聚焦透镜109在晶片平面上形成结构化掩模图案的共轭图像以调整距晶片114的顶表面的最佳焦平面距离。

结构化掩模107界定孔径119。这些在图1的插入中的结构化掩模107的俯视图中展示。来自光束104的光行进穿过孔径119。结构化掩模107在孔径119之间的区阻挡光束104。光束104的一部分可由结构化掩模107阻挡。结构化掩模图案可采取与针对不同应用案例说明的作用工作循环或几何形状不同的作用工作循环或几何形状。例如，结构化掩模107可具有棋盘式图案。

结构化掩模107可通过各种方法形成。例如，结构化掩模107可由玻璃上铬制成，其中具有铬图案的区域阻挡光。结构化掩模107也可从金属薄片、石墨或其它材料切出。结构化掩模107也可通过光学干涉或衍射现象实现以实现暗/亮照明图案。

用以界定结构化掩模107的边缘的特征的厚度可影响结果。针对玻璃上铬，铬图案厚度可为小于0.5μm。针对金属件，图案厚度可为250μm。

使用结构化掩模107形成的经照明区之间的距离也可影响成像。孔径119的宽度可经最小化以影响灰色图像，但不同应用可使用不同掩模配置。

如图1中展示，结构化掩模107图案经放置在与晶片平面共轭的平面处。图案几何形状可为2D光栅，其中一半间距透射光而另一半阻挡光，但其它间距值是可行的。可使用任何作用工作循环。

在图2中展示结构化掩模图案的一个实例。此图案通过光源照明且照明孔径限制入射到结构化掩模上的角度。结构化掩模107与晶片平面之间的光学系统以倍缩使结构化掩模图案成像到晶片平面上。当使用具有近衍射限制光学性能的数值孔径(例如，0.9)时，结构化掩模图案在具有一或多个经良好界定边缘的晶片平面处形成清晰图像。经良好界定边缘可在经直接照明区域与灰场成像区域之间形成清晰边界。针对晶片检验，灰场成像区域可界定检验关照区域。清晰边界可使潜变到预期灰场成像区域中的直接光无效且可确保关照区域中的均匀灵敏度。晶片图案可通过跨视场的结构化掩模图案测量调制。通过调整第一可移动聚焦透镜109，取决于晶片堆叠内部的缺陷深度，结构化掩模107可聚焦在晶片114的表面处、上方或下方(例如，在图1的z方向上)。晶片图像是通过集光光学器件收集到2D成像相机102上。通过调整第二可移动聚焦透镜118，2D成像相机102可在晶片114的表面处、上方或下方捕捉晶片图案图像。焦点是否在晶片的表面处、上方或下方可取决于成像应用的类型或晶片。

使用致动器(未说明)，结构化掩模107可平移到及/或出光束104及/或相对于如图1中展示的光束104倾斜。

再次参考图1，处理器103与2D成像相机102电子通信。处理器103经配置以识别来自2D成像相机102的灰场图像中的缺陷。

图3是在晶片是反射镜表面时使用图2的结构化掩模的灰场图像的实例。图2的结构化掩模图案是2D二元光栅。光在暗区带中被阻挡且在亮区带中透射。图3中的结构化掩模图案调制晶片图案亮度(其为细垂直亮线)。晶片图案具有3D结构。来自图2的暗区带变为灰区带且黑点(缺陷)是明显的。更难以区分亮区带中的黑点。亮区带在图3中不具有可观察缺陷信号，其可通过来自晶片表面的强镜面反射淹没。

在图3中，亮区带中的光可通过衍射、来自底表面的二次反射或堆叠内部的其它光学交互泄漏到3D晶片结构的暗区带中。泄漏的光量可取决于晶片、照明波长、结构化掩模中的孔径的形状及尺寸或其它参数。暗区带呈现为灰色且看似其为背光。因此，孔径之间的结构化掩模区变为灰色。随着光从亮区带泄漏到暗区带中，可不存在镜面光且缺陷信号变得明显。可通过直接照明紧邻用于缺陷检测的所关注区的区域而实现灰场成像机制。晶片的3D结构可使所关注区呈现为灰色。埋藏在堆叠内部或接近堆叠表面的缺陷可变得比经直接照明区域更明显。

可相对于光束104扫描晶片114，使得晶片114的表面的一些或全部成像。这允许缺陷跨晶片114的表面捕捉。

可调整照明焦点及集光焦点以在使用或不使用结构化掩模的情况下提供灰场成像。图4展示在底部上展示的图像的照明焦点与集光焦点之间的关系。

在底部晶片图像上从右到左，照明焦点逐渐移动到晶片z堆叠中(例如，通过倾斜图1中的结构化掩模107)。在图1的集光路径中，晶片平面及相机平面两者法向于光学轴。结构化掩模图案的边界从右到左变得越来越模糊。还应注意，随着照明焦点在晶片表面下方逐渐移动，亮区带处的晶片图案(垂直线)清晰度及缺陷可见性从右到左增加。如果其为常规明场泛光照明晶片检验照明方案，那么晶片图案清晰度从左到右将是均匀的。

在倾斜结构化掩模107时使用的角度的范围可取决于应用。在一个实例中，可倾斜结构化掩模，使得失焦范围为近似10到20焦深，其可等效于晶片平面处的0.3到0.5度。

虽然图4的实施例倾斜结构化掩模，但也可从光束104的路径移除结构化掩模107。

此布置允许照明共轭(结构化掩模到晶片)及集光共轭(晶片到2D成像相机)的独立焦点调整。当使用高数值孔径及衍射限制照明光学器件时，晶片上的照明图案具有窄焦深，且因此，相较于常规非衍射限制照明光学器件，晶片内部的照明光强度z分布可更窄。这将有助于限制经照明的晶片堆叠的照明光强度z分布。通过在晶片表面下方使照明焦点偏移，可降低表面反射的强度。可独立地调整图像路径焦点以实现经改进图案清晰度抑或经改进缺陷信号。图4展示照明焦点在晶片表面下方从右到左逐渐移动(通过倾斜结构化掩模图案)。

晶片平面及相机平面可能并非法向于光学轴。使用其中光学性能不受衍射限制的传统照明，整个图像平面应具有相同晶片图案清晰度。然而，在此图像中，仅一个X位置在相机处形成清晰焦点。换句话说，照明焦点的z位置可调制图像清晰度。通过在晶片表面下方调整照明焦点且使路径焦点在晶片表面处成像，可减少从表面图案的镜面反射且表面附近的缺陷可变得更明显。

在例子中，通过调整照明光学器件的数值孔径、大小、形状及/或偏光，可优化灰区带的背光z深度。晶片堆叠内部的场分布可改变。因此，可选择性地增强在不同深度处的缺陷。

光的波长、照明角或其它参数可取决于晶片114的材料而变动。例如，相较于结晶硅或氧化硅，波长可针对多晶硅结构改变。在一些例子中，照明角可比波长更多地影响某些材料。

再次参考图1，本文中提供系统100以大体上说明可包含在本文中描述的系统实施例中或可产生由本文中描述的系统实施例使用的基于光学的输出的配置。可更改本文中描述的系统100配置以如在设计商业输出捕捉系统时通常执行般优化系统100的性能。另外，可使用现有系统(例如，通过将本文中描述的功能性添加到现有系统)实施本文中描述的系统。对于一些此类系统，本文中描述的方法可被提供为系统的任选功能性(例如，除了系统的其它功能性之外)。替代地，可将本文中描述的系统设计为全新系统。

处理器103可以任何合适的方式(例如，经由一或多个传输媒体，所述一或多个传输媒体可包含有线及/或无线传输媒体)耦合到系统100的组件，使得处理器103可接收输出。处理器103可经配置以使用输出执行数个功能。系统100可从处理器103接收指令或其它信息。处理器103及/或电子数据存储单元视情况可与晶片检验工具、晶片计量工具或晶片检视工具(未说明)电子通信以接收额外信息或发送指令。例如，处理器103及/或电子数据存储单元可与扫描电子显微镜(SEM)电子通信。

本文中描述的处理器103、(若干)其它系统或(若干)其它子系统可为各种系统的部分，包含个人计算机系统、图像计算机、主计算机系统、工作站、网络设备、因特网设备或其它装置。(若干)子系统或(若干)系统还可包含此项技术中已知的任何合适的处理器(例如平行处理器)。另外，所述子系统或所述系统可包含具有高速处理及软件的平台(作为独立工具或网络工具)。

事实上，处理器103可通过硬件、软件及固件的任何组合实施。又，如本文中描述的其功能可由一个单元执行或在不同组件当中划分，所述不同组件中的每一者可又通过硬件、软件及固件的任何组合实施。供处理器103实施各种方法及功能的程序代码或指令可存储在可读存储媒体(例如电子数据存储单元中的存储器或其它存储器)中。

如果系统100包含多于一个处理器103，那么不同子系统可彼此耦合，使得可在子系统之间发送图像、数据、信息、指令等。例如，一个子系统可通过可包含此项技术中已知的任何合适的有线及/或无线传输媒体的任何合适的传输媒体耦合到(若干)额外子系统。两个或更多个此类子系统也可通过共享计算机可读存储媒体(未展示)有效地耦合。

处理器103可经配置以使用系统100的输出或其它输出执行数个功能。例如，处理器103可经配置以将输出发送到电子数据存储单元或另一存储媒体。可如本文中描述那样进一步配置处理器103。

可根据本文中描述的任何实施例配置处理器103。处理器103也可经配置以使用系统100的输出或使用来自其它源的图像或数据执行其它功能或额外步骤。

系统100的各种步骤、功能及/或操作及本文中公开的方法由以下一或多者实行：电子电路、逻辑门、多路复用器、可编程逻辑装置、ASIC、模拟或数字控制件/开关、微控制器或运算系统。实施例如本文中描述的方法的方法的程序指令可经由载体媒体传输或存储在载体媒体上。载体媒体可包含存储媒体，例如只读存储器、随机存取存储器、磁盘或光盘、非易失性存储器、固态存储器、磁带及类似者。载体媒体可包含传输媒体，例如导线、电缆或无线传输链路。例如，贯穿本公开描述的各种步骤可通过单处理器103或替代地多个处理器103实行。此外，系统100的不同子系统可包含一或多个计算或逻辑系统。因此，上文描述不应被解译为对本公开的限制而仅为说明。

图5是方法200的流程图的实施例。在201，将光束从光源引导到卡盘上的晶片。在202，从晶片反射光束朝向2D成像相机。光束的焦点可在晶片的表面下方，但也可在晶片的表面上方或处。随着光束跨晶片的表面扫描，焦点可在深度上改变。

在203，可调整第一可移动聚焦透镜及第二可移动聚焦透镜。第一可移动聚焦透镜在光束的路径中安置在光源与晶片之间。第二可移动聚焦透镜安置在晶片与2D成像相机之间。调整包含对照明共轭及集光共轭的独立改变。

调整可包含改变第一可移动聚焦透镜的位置，使得结构掩模经聚焦且亮区带中的光泄漏到暗区带中。

在204，使用2D成像相机产生晶片的图像。图像是灰场图像。在205，使用图像确定缺陷在晶片上的位置。此确定可使用处理器，例如图1的处理器103。处理器可使用(例如)各个像素中的差异确定缺陷在图像中的位置。处理器可比较像素与相邻像素以确定是否存在缺陷。

可引导光束穿过安置在光源与第一可移动中继透镜之间光束的路径中的结构化掩模引导。结构化掩模界定多个孔径。孔径在晶片的表面上形成亮区带，且结构化掩模在孔隙之间的区在晶片的表面上形成暗区带，其在与晶片上的3D结构交互之后在集光路径中变为暗区带。

再次参考图1，处理器103与系统100通信。处理器103可经配置以执行或发送针对方法200的一些或全部步骤的指令。

额外实施例涉及一种存储程序指令的非暂时性计算机可读媒体，所述程序指令可在控制器上执行以执行计算机实施方法，如本文中公开。电子数据存储单元或其它存储媒体可含有包含可在处理器103上执行的程序指令的非暂时性计算机可读媒体。计算机实施方法可包含本文中描述的(若干)任何方法(包含方法200)的(若干)任何步骤。

可以各种方式(包含基于程序的技术、基于组件的技术及/或面向对象技术等)中的任一者实施程序指令。例如，可任选地使用ActiveX控件、C++对象、JavaBeans、微软基础类别(MFC)、流式传输SIMD扩展(SSE)或其它技术或方法论实施程序指令。

虽然已关于一或多个特定实施例描述本公开，但应理解，可制作本公开的其它实施例而不脱离本公开的范围。因此，将本公开视为仅由所附权利要求书及其合理解释限制。

Claims (18)

1.一种系统，其包括：

光源，其产生光束；

物镜；

卡盘，其经配置以将晶片固持在行进穿过所述物镜的所述光束的路径中；

中继透镜，其在所述光束的所述路径中安置在所述光源与所述物镜之间；

可调谐照明孔径，其在所述光束的所述路径中安置在所述光源与所述中继透镜之间；

第一镜筒透镜，其在所述光束的所述路径中安置在所述中继透镜与所述物镜之间；

第一可移动聚焦透镜，其在所述光束的所述路径中安置在所述第一镜筒透镜与所述中继透镜之间；

2D成像相机，其经配置以接收从所述晶片反射穿过所述物镜的光；

第二可移动聚焦透镜，其在所述光束的所述路径中安置在所述物镜与所述2D成像相机之间；及

第二镜筒透镜，其在所述光束的所述路径中安置在所述第二可移动聚焦透镜与所述物镜之间；

其中所述第一可移动聚焦透镜及所述第二可移动聚焦透镜经配置以便能够沿着所述光束的所述路径移动以调整所述光源与所述晶片之间的照明共轭及所述晶片与所述2D成像相机之间的集光共轭，且其中所述第一可移动聚焦透镜及所述第二可移动聚焦透镜经配置以将照明焦点定位在所述晶片的表面处、上方或下方；及

其中所述2D成像相机经配置以产生所述晶片的灰场图像。

2.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括在所述光束的所述路径中安置在所述光源与所述物镜之间的结构化掩模，其中所述结构化掩模界定所述光束行进穿过的多个孔径，且其中所述光束的一部分由所述结构化掩模阻挡。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述结构化掩模安置在所述光源与所述第一可移动聚焦透镜之间。

4.根据权利要求3所述的系统，其中所述结构化掩模安置在所述中继透镜与所述第一可移动聚焦透镜之间。

5.根据权利要求2所述的系统，其中所述结构化掩模经配置以相对于所述光束的所述路径倾斜。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统的照明数值孔径为从0到0.9。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统的集光路径数值孔径为至少0.9。

8.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括与所述2D成像相机电子通信的处理器，其中所述处理器经配置以识别来自所述2D成像相机的所述灰场图像中的缺陷。

9.一种方法，其包括：

将光束从光源引导到卡盘上的晶片处；

从所述晶片反射所述光束到2D成像相机；

调整在所述光束的路径中安置在所述光源与所述晶片之间的第一可移动聚焦透镜及安置在所述晶片与所述2D成像相机之间的第二可移动聚焦透镜，其中所述调整包含对所述光源与所述晶片之间的照明共轭及所述晶片与所述2D成像相机之间的集光共轭的独立改变；

使用所述2D成像相机产生所述晶片的图像，其中所述图像是灰场图像；及

使用所述图像确定缺陷在所述晶片上的位置。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述光束的焦点在所述晶片的表面下方。

11.根据权利要求9所述的方法，其中所述光束的焦点在所述晶片的表面处。

12.根据权利要求9所述的方法，其中所述光束的焦点在所述晶片的表面上方。

13.根据权利要求9所述的方法，其中随着所述光束跨所述晶片的表面扫描，所述光束的焦点在深度上改变。

14.根据权利要求9所述的方法，其进一步包括引导所述光束穿过在所述光束的所述路径中安置在所述光源与所述第一可移动中继透镜之间的结构化掩模，其中所述结构化掩模界定多个孔径，且其中所述多个孔径在所述晶片的表面上形成亮区带且所述结构化掩模在所述孔径之间的区在所述晶片的所述表面上形成暗区带。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述调整包含改变所述第一可移动聚焦透镜的位置，使得所述结构化掩模经聚焦且所述亮区带中的光泄漏到所述暗区带中。

16.根据权利要求9所述的方法，其中照明数值孔径为从0到0.9。

17.根据权利要求9所述的方法，其中集光路径数值孔径为至少0.9。

18.根据权利要求9所述的方法，其中所述晶片包含3D结构。

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