CN1518085A

CN1518085A - 用于快速在线电光检测晶片缺陷的方法和系统

Info

Publication number: CN1518085A
Application number: CNA031009948A
Authority: CN
Inventors: 加德・诺伊曼; 加德·诺伊曼
Original assignee: NEGEFF TECHNOLOGY Ltd
Current assignee: NEGEFF TECHNOLOGY Ltd
Priority date: 2003-01-15
Filing date: 2003-01-15
Publication date: 2004-08-04
Anticipated expiration: 2023-01-15
Also published as: CN1518085B

Abstract

一种晶片缺陷快速在线电光检测方法和系统，其特征在于，用一个来自一个重复脉冲激光器的短光脉冲照明一个带有显微光学系统的电光相机系统的视场，以及把一个运动的晶片成像到一个焦平面组件上，该焦平面组件用光学方法在光学成像系统的焦平面上形成一个光探测器表面，该表面由6个探测器集合形成，每个集合包含一个由4个2维CCD矩阵光探测器组成的阵列，其中每个2维CCD矩阵光探测器都产生一个含有2兆个像素的大矩阵形式的电子图像，使得可以用常规的图像处理技术并行地处理由各个不同的CCD矩阵探测器同时产生的图像，该处理用于把被成像的视场与另一个用作参考的视场相比较，目的是找出表明存在晶片模缺陷的相对应像素之间的差别。

Description

用于快速在线电光检测晶片缺陷的方法和系统

本发明的领域和背景

本发明涉及一些方法和系统，这些方法和系统用于对例如作为集成电路芯模或芯片的半导体晶片这样的半导体图案结构中的具有随机性的制造缺陷进行电光检测。具体地说，本发明涉及用于对晶片缺陷进行快速在线检测的方法和系统，其中用一个来自脉冲激光器的短光脉冲照明一个带有显微光学系统的电光相机系统的视场，并把一个运动着的晶片成像到一个焦平面组件(FPA)上，该FPA在一个光学成像系统的焦平面上以光学方法形成一个由几个探测器集合所组成的光探测器表面，每个探测器集合都包含一个由几个2维矩阵光探测器构成的阵列，每个2维矩阵光探测器都产生一个像素矩阵形式的电子图像，从而该方法和系统便能利用常规的图像处理技术对由不同的矩阵光探测器同时产生的各个图像进行并行处理，将被成像的视场与另一个用作参考的视场相比较，进而找到表征存在晶片芯模(简称晶片模)缺陷的各对应像素之间的差别。

以下，“晶片”一词如同一般所认为的“半导体晶片模”、“晶片模”、或“晶片芯片”，是指各种个别的图案结构。当前的半导体技术把单个晶片物理地归类为一些用于制造集成电路芯片的相同的芯模，从而使每个芯模变成是一个具有一种特定图案的单个集成电路芯片，例如存储器芯片或微处理器芯片等。由一个给定的芯模制造出来的芯片的类型与本发明的方法或系统没有关系。

以下，“视场”一词是指一个晶片(广义意义上的)和一个晶片模(具体意义上的)中被一个脉冲激光器所照明并被电光相机系统的结合了FPA的检测光学系统所成像的那个部分或分区。这样，整个单块晶片模以及由多个晶片模构成的整个单块晶片将通过对多个或视场系列视场的相继成像来检测。视场可以被看作是晶片或晶片模上的检测系统电光成像的足迹。当晶片在一个方向上运动时所产生的各个相继视场视称作为一个视场“条带”。在讨论电光检测系统所形成的视场像时将用到“像素”。晶片中一个典型的方形晶片模的尺寸数量级是1cm×1cm或104μm×104μm。

以下，“晶片缺陷”的探测是指对存在反常性的探测或者对与相似晶片模或相似视场图案的比较中的差别的探测。目前探测晶片缺陷的方法和系统通常基于对来自一些具有相似图案的相邻晶片模或视场的信号进行比较分析。晶片制造中产生的缺陷被假定具有随机性质。因此，缺陷探测是基于统计方法的，从而在各个相邻晶片模中的相同位置处存在随机缺陷的概率是十分低的。于是，缺陷探测通常基于通过利用众知的逐个芯模间的比较方法来识别反常性。一个给定的检测系统被编程成能检测通常称之为被检图案的晶片模或视场图案，然后把该图案与用作为参考图案的同一晶片上的第二个晶片模或视场的相同图案进行比较，从而探测出表征可能存在晶片缺陷的图案反常或差别。

为了确认缺陷的存在并识别出含有缺陷的晶片模或视场，还进行在前面己指明的被检图案与第三个晶片模或视场的相似图案之间的第二次比较。在第二次比较中，第一个晶片模或视场被当作参考，而第三个晶片模或视场则当作被检图案。

半导体晶片的制造是十分复杂和昂贵的，并且半导体晶片的微小集成电路图案对于处理过程中导入的缺陷、异物微粒和设备缺陷是十分敏感的。从开发阶段到批量生产阶段，与出现晶片缺陷相关的成本将增大几倍。因此，半导体工业强烈地依赖于生产初始阶段的晶片产额能否十分快速的提高和其后大批量生产时能否达到并控制住连续不断的高产额。

晶片上集成电路的临界尺寸正在不断地减小，已接近0.1μm。因此，先进的半导体芯片容易受到比目前能探测的缺陷尺寸更小尺寸的伤害。目前监视晶片生产的方法是利用光学方法在线地检测晶片的缺陷，并利用适当的参数处理控制在生产处理与被制造芯片之间建立起反馈环路。为了探测更小尺寸的缺陷，光学检测系统需要有更高的分辨力，采用更小的像素尺寸去扫描晶片。采用更小的像素尺寸去扫描一个给定尺寸的晶片意味着增大每个晶片的探测时间，结果将减小晶片的检测通量和被检晶片的统计取样数目。反之，如果希望采用目前光学系统的像素尺寸来提高晶片的检测通量，则将造成有效性，即晶片缺陷探测分辨力的降低。

除了减小晶片临界尺寸之外，半导体工业还正在从制造8英寸晶片转变成制造12英寸晶片。与8英寸晶片相比12英寸晶片的面积要大一倍多，因此，对于一个给定的检测系统来说，检测一个12英寸晶片所需的时间将是检测一个8英寸晶片的2倍。制造12英寸晶片的成本要比制造8英寸晶片高得多。尤其是，12英寸晶片的原材料成本要高于8英寸晶片的。晶片尺寸转变的一个后果是，未来晶片制造的生产成本效率将决定性地取决于晶片检测系统检测速度和通量的增大。

自动晶片检测系统用于晶片生产处理及设备和产品的质量管理和质量保证。这种系统用于监视目的而不直接参与制造过程。如同一个整体制造系统中的任何一个主要部件一样，重要的是需要使晶片检测的方法和系统的实现相对于半导体晶片制造的整体成本来说能够是成本高效的。

于是，存在着这样的半导体晶片的晶片模缺陷的检测需要：它能比现有的检测检测更大尺寸的晶片和更小的临界尺寸，具有更高的检测通量，并且以成本高效的方式实现。

随着电光学和包含软件和图像处理的计算机平台的进步，使得晶片检测从人工转变成自动成为可能，在1980年代出现了自动光学晶片检测系统。然而，这些系统的检测速度及随之而来的晶片通量变成了技术限制，它们不能跟上不断增涨的严格生产需求，即不能跟上制造尺寸不断增大而临界尺寸不断减小的晶片的集成电路芯片的需求。当前的晶片检测系统典型地是利用连续的照明和通过在2方向上扫描晶片来产生晶片分区的一个2维图像。这是一个相对缓慢的过程；其结果是生产处理中获取的在线检测数据的数量较少，所产生的被检晶片统计样本比较小，造成检测晶片生产所需时间比较长。在线缺陷检测系统的缓慢速度将造成大量的晶片废品，低的晶片产额，针瞄(pin-pointing)制造处理步骤中的长周转总时间，和/或设备造成的晶片缺陷增多。

目前晶片缺陷检测方法和系统的一个显著限制与晶片图像中像素位置的配准有关。在利用比较目标或被检晶片模图像中的像素强度与参考晶片模图像中的像素强度的差别这一标准技术来检测晶片缺陷之前，首先需要配准被测和参考晶片模图像的各个像素位置。由于安装在平移台上的晶片在运动时的典型的机械不准确性，位于晶片检测机系统下方的晶片速度是不恒定的。结果，探测器视场中的图像像素位置发生失真，而且这是不能预先编程考虑的。因此需执行2维移动像素的最佳拟合配准校正。

以往技术的晶片缺陷检测方法和系统的特征是连续的晶片照明和获取2维图像的结合，其中获取2维图像的方法或者如授予Alumot等人的美国专利No.5,699,447所教导的，利用激光飞点扫描器在2维方向上扫描晶片；或者如授邓Levy等人的美国专利No.4,247,203所教导的，利用一个一维光探测器阵列在一维方向上扫描晶片，这些方法和系统都需要对所有的像素或所有的像素行进行配准校正。这些方法限制了系统的速度和检测通量，并需要不少电子硬件。而且，由于不存在对图像中的所有像素都能实现精确校正的技术，所以它们还存在剩余配准误差。剩余配准误差将明显降低系统的缺陷检测灵敏度。而对于可以把任何给定视内所有焦平面集合像素来看成是一个同时产生的单元的晶片检测方法或系统来说，就没有必要在一个焦平面集合的视场内进行图像像素的配准。

因此，仅仅需要在被检视场与参考视场中的一个等价(即对应)区域之间进行单次的2维配准校正，而这单次的配准校正对于整个焦平面集合的视场也将是正确的。这样的处理只会造成可忽略的剩余配准误差，从而得到改进的缺陷检测灵敏度。于是需要一种具有最小图像像素位置剩余配准误差的晶片模缺陷在线电光检测方法或系统。

在都是授予Levy等人的美国专利No.4,247,203和No.4,347,001中，公开了一种晶片检测设备。这两个专利所描述的设备通过同时比较光掩模上一些相邻芯模的图案和对差别进行定位来识别光掩模上的缺陷或疵病。利用两个不同的成像道使每个芯模的对应视场同时成像，并用两个各含512个像素的一维二极管阵列光探测器以电子方法使图像数字化。通过在一个方向上用机械方法移动被检物体并在相正交的方向上扫描阵列探测器，产生每个芯模的所选视场的2维图像。在探测器曝光的时期内，光掩模的运动距离不能超过一个像素，否则图像将变得模糊。因此，扫描和检测光掩模的时间十分长。在产生2维图像的过程中光掩模是不断运动着的，所以要求光掩模的运动必须没有跳动和加速度。对运动的这一限制又需要一个十分笨重和精密的空气轴承工作台来夹持和移动光掩模，这是很费钱的。

此外，Levy等人的晶片检测设备能够以95％的概率探测到光掩模上2.5μm的缺陷。对于目前半导体集成电咱的接近于0.1μm的临界尺寸来说，意味着检测像素必须具有相近的尺寸。由于检测时间反比于像素尺寸的平方，使得Levy等人设备的速度将减慢2个数量级以上。还有，要实现能够符合机械精度要求的移动台将变得不实际。

如IBM(国际商用机器公司)科学家Bron E.Dom等人在“MachineVision and Applications(机器视觉与应用)”(期刊名)(1998)1：205-221中所说明的，已经实现了一种利用单个成像和探测通道的。基于一个使用了2维CCD(电荷耦合器件)矩阵光探测器的固态相机的晶片检测。描述了一种用于检测每个芯模内含有一些重复的单元图案的带图案晶片，例如用作存储器件的半导体晶片的型号为P300的晶片检测系统。该系统获取一个具有480×512像素的视场图像。图像处理的算法假定了图像中各单元的水平方向周期R是己知的，通过把图像中的每上像素与其在水平方向上左右各相距一个图案重复周期R的两个像素相来分析每个像素。这种对一个图像中的相似单元进行的比较称作单元/单元比较。被检像素与其两侧相距一个周期的两上相邻像素的比较可以解决只与一个像素比较时可能出现的不确定问题。虽然该系统能够同时获取被检物体的一个2维图像，但要检测整个晶片是非常花时间的。

要对整个晶片成像需要几百万个图像场，并且由于系统例如在与标准显微镜结合使用时采用了连续的照明，所以晶片必须在检测相机下方一个场一个场地移动，并且为了避免图像模糊，在图像曝光期间需要停止不动。为了从一个场到达另一个场，承载了昌片的机械移动台必须先加速，然后减速并停止在一个新的位置上。由于每次这样的运动都需比较长的时间，因此检测一个晶片典型地需要好几个小时。

于是，需要一种快速在线检测半导体晶片的晶片模缺陷的方法和系统，或者说具有这种方法和系统将会是有用的，并且这种方法和系统检测的晶片可以具有比现有晶片更大的尺寸和更小的临界尺寸，检测通量可比现有通量更大，同时还能以成本高效的方式提供高水平的晶片模图像分辨力。

本发明的概述

本发明的一个优选实施例涉及这样一种晶片模缺陷快速在线电光检测方法和系统，其中通过利用来自一个脉冲激光器的短光脉冲照明一个带有显微光学系统的电光相机系统的视场并把一个运动晶片成像到一个能用光学方法在一个光学成像系统的焦平面上形成一个光探测器表面的焦平面组件上，其中的焦平面组件由几个，例如6个探测器集合组成，每个探测器集合包含一个由几个，例如4个2维CCD矩阵探测器组成的阵列，其中每个2维CCD矩阵光探测器都将产生一个电子图像，该电子图像包含一个大的，例如由2兆个像素组成的矩阵，使得由不同CCD矩阵探测器所同时产生的图像能用常规的图像处理技术进行并行处理，即为了找到表明存在晶片模缺陷的对应像素的差别而把被成像的视场与另一个用作参考的视场进行比较。

尤其是，本发明的方法和系统有利地能够在不停止晶片运动的情况下获取运动中的晶片模的高像素密度的大视场图像。不需要高精度的晶片运动速度，能够使用比较简单价廉的机械平台来移动晶片。由于连续运动的晶片被大为短于图像像素驻留时间的短激光脉冲(例如10ns宽度的激光脉冲)所照明，所以晶片的运动实际上不会造成图像模糊。在激光脉冲宽度期间内，晶片模板图像的移动量小于一个像素的1/10。激光脉冲的能量和亮度足以提供产生被检晶片模板图像所需的必要被检视场照明。此外，由于对所有光探测器的处理是并行进行的，所以对整个阵列，例如24个CCD矩阵光探测器即具有48兆像素的成像能力的阵列的处理时间等价于单个CCD阵列光探测器的约为1/30秒量级的处理时间，这样并行处理的可能性是本发明方法和系统的特征的结果，该特征是通过探测器集合和焦平面组件把各个分开的CCD阵列光探测器光学地耦合在一起了。这样，包含了24个CCD矩阵光探测器的整个焦平面组件的并行处理提供了接近于每秒1.5吉(10⁹)像素的总体像素处理数据率。而且，整个晶片检测系统基本上以100％的效率工作，其中，每秒30个脉冲的激光脉冲重复率被同步于每个CCD矩阵光探测器的每秒30帧的帧频，而晶片运动的线速度使得在1/30s的时间内能复盖两个相继视场之间的距离。

本发明的方法和系统对目前半导体晶片制造工业中所使用的电光检测和晶片缺陷探测系方法和系统作出了明显的有益改进，其中包括以十分高的晶片检测通量提供高分辨率的大视场晶片图像和需要较少的电子硬件及系统硬件。而且，作为采用由几个CCD矩阵光探测器组成的阵列来获取被单个光脉冲照明的晶片模的高像素密度图像的一个结果，本发明的方法和系统还防止了晶片模图像中像素位置的配准误差，从而增大了缺陷探测的灵敏度。这种晶片缺陷检测方法和系统导致了晶片制造处理的更快速、更有效和成本高效的反馈控制。

这样，根据本发明的一个优选实施例，提供了一种用于电光检测带图案半导体晶片模的缺陷的方法，该方法包括以下步骤：(a)沿着一条检测路径移动带图案晶片；(b)提供一个重复脉冲激光器照明光源；(c)用脉冲激光器照明光源依次照明多个晶片模中每个晶片模板的多个视场中的每个视场；(d)用一个电光相机依次获取多个晶片模中每个晶片模的多个被依次照明的视场中的每个视场的图像，其中的电光相机包含至少2个2维矩阵光探测器，这至少2个2维矩阵光探测器同时获取多个晶片模的每个晶片模板中的多个被依次照明的视场中的每个视场的图像；以及(e)通过用模板/模板比较方法比较依次获取的多个晶片模的每个晶片模中的多个被依次照明的视场中的每个视场的图像来探测晶片缺陷。

根据上述优选实施例中的另外的特征，重复脉冲激光器是一个调Q Nd：YAG(掺钕钇铝石榴石)激光器或一个准分子激光器。

根据上述优选实施例中的另外的特征，调Q Nd：YAG激光器用发光二极管进行光学泵浦。

根据上述优选实施例中另外的特征，电光相机还包含一个设置在重复脉冲激光器照明光源的激光束光路中的用作二次谐波发生晶体的非线性光学晶体，该非线性光学晶体能使重复脉冲激光器产生的激光束的波长减半。为了把原始的激光波长减小为1/3以产生3次谐波，或者把原始的激光波长减少为1/4以产生4次谐波，电光相机也还可以包含一个附加的非线性光学晶体。

根据本发明的一个优选实施例，提供了一种用于电光检测带图案的半导体晶片模的缺陷的系统。该系统包括：(a)一个用来使带图案晶片沿一条检测路径运动的机构；(b)一个用于照明图案晶片的重复脉冲激光器照明光源；(c)一个电光相机，它包含至少2个2维矩阵光探测器，用于依次获取多个晶片模的每个晶片模中的多个被依次明的视场中的每个视场的图像，该至少2个2维矩阵光探测器与一个机构协同工作，以便同时获取多个晶片模的每个晶片模中的多个被依次照明的视场中的每个视场的图像；以及(d)一个图像处理机构，用于处理依次获得的多个晶片模的每个晶片模中的多个照明视场中的每个视场的图像，还用于通过用模板/模板比较方法比较依次获得的图像来检测晶片缺陷。

根据本发明的一个优选实施例，提供了一种用于检测带图案半导体晶片模的缺陷的电光相机，它包括一个包含至少一个探测器集合的焦平面组件，其中探测器集合包含一个至少由2个2维矩阵光探测器组成的阵列，其中的至少2个2维矩阵光探测器阵列与一个机构协同工作，以便能同时获得多个晶片模的每个晶片模中的多个被照明视场中的每个视场的图像。

本发明的方法和系统的实施涉及到人工地、自动地、或者两者结合地执行或完成各个任务或步骤。此外，根据一个给定晶片检测系统的实际仪器化或设备化情况，本发明的某些步骤可以用硬件或者在任何机器的任何操作系统上运行的软件或者两者的结合来实现。例如，就硬件来说，本发明所指明的各个步骤可以用一个芯片或电路来实现。就软件来说，本发明所指明的各个步骤可以用多个利用任何适当的操作系统在一个计算机上执行的软件指令来实现。在任何情况下，本发明的方法所指明的各个步骤可以被描述成由一个数据处理器执行的步骤，该数据处理器例如可以是一个能执行多个指令的计算平台。

附图的简单说明

这里将仅借助于例子结合附图来说明本发明，在附图中：

图1是根据本发明的晶片缺陷快速在线电光检测方法的一个优选实施例的流程图；

图2是说明根据本发明的晶片缺陷快速在线电光检测系统的一个示范性优选实施例的原理图；

图3A是说明根据本发明的一个CCD矩阵光探测器的顶视图的原理图；

图3B是说明根据本发明的一个CCD矩阵光探测器的侧视图的原理图；

图4A是说明根据本发明的一个包含了几个CCD矩阵光探测器的探测器集合和棱镜的放大侧视图的原理图；

图4B是说明根据本发明的一个包含了几个CCD矩阵光探测器的探测器集合和棱镜的另一个放大侧视图的原理图；

图4C是说明根据本发明的作为图4A、4B所示探测器集合的一部分的包含了一些高反射膜一个玻璃棱镜的表面的放大图的原理图；

图4D是说明根据本发明的4A-4C所示的探测器集合的放大前视光学图的原理图，其中示出探测器的在光学上连续的表面的外貌，表现了多个CCD矩阵光探测器的特征；

图5A是说明根据本发明的包含了分束棱镜和探测器集合的焦平面组件的放大图的原理图；

图5B是说明根据本发明的用光学方法形成在由焦平面组件的探测器集合成形成的并包含了几个CCD矩阵光探测器的焦平面上的光探测器的连续表面的原理图；以及

图6是说明根据本发明的以晶片模为对象的图像获取处理的放大图的原理图，其中每个晶片模通过一次一个视场地对视场的多个条带进行成像而依次地检测。

优选实施例的说明

本发明有利地包括了用于晶片缺陷快速在线电光检测的方法和系统。

本发明的晶片缺陷快速在线电光检测方法和系统引入了一种新成像系统与照明系统的独特结合，其中新成像系统的特征为一个用光学方法形成在一个由几个2维矩阵光探测器所组成的阵列所形成的焦平面上的光探测器表面，用于与照明系统相同步地获取晶片模的高分辨力、高像素密度和大视场的图像；照明系统的特征为利用来自一个重复脉冲激光器的短光脉冲来照明晶片模。激光脉冲的宽度大为短于图像像素的驻留时间，其中像素驻留时间是指晶片运动时其上一个点被一个探测器素成像的时间，并且其中激光的脉冲重复频率被同步于各个矩阵光探测器的帧频。

最好通过参考附图和相应的说明来理解本发明方法的优选操作步骤和本发明系统的各个元部件。应该指出，这里给出的本发明说明只是为了示例说明的目的，并不意味着对本发明的限制。

现在参见附图，图1是本晶片缺陷快速在线电光检测方法的一个优选实施例的流程图。在图1中，本发明方法的每个普遍适用的主步骤都被编了数字代号，并标注在一个括号内。代表本方法一个指明的主步骤的进一步细分的子步骤用括号内的字母代表。图2至6是一些说明了实施本发明的晶片缺陷快速在线电光检测方法的系统和系统元部件的示例性优选实施例的原理图。对应于图1方法的示于图2至6中的系统元部件可参见图1的说明。在整个以下的说明中，都提供了图2至6中的系统元部件的细节和具体例子。下面在图1说明中出现的术语和代号均与图2至6中的相一致。

在本方法的步骤1中，一个以含有多个晶片模14为特征的带图案半导体晶片12被对准地放在一个连续运动的XY移动台16上。这在图2的系统10中示出，该图是说明晶片缺陷快速在线电光检测系统的一个示范性检测实施例的原理图。XY移动台16使晶片12在一个光学成像系统18以下方沿着一条曲折的路径运动。一个中央检测系统20通过控制/数据链接22使XY移动台16运动，从而使晶片12的运动同步于一个多组份相机系统的动作，使得在一个33ms的CCD矩阵光探测器帧时期内晶片12移动对应于一个视场24的距离，并在被一个照明系统26曝光的时期内晶片12只移动了一个像素的一部分的距离，例如10^-2个像素的距离，从而避免了图像模糊或者图像分辨力的损失。

在步骤2中，提供一个多组份电光相机系统，其中包括：(a)一个照明系统26，(b)一个光学成像系统18，(c)一个自动对焦系统7，(d)一个焦平面组件30，和(e)一些相应的与中央控制系统20相通信的系统控制/数据链接。

在步骤2的子步骤(a)中，提供一个照明系统26，其中包括：一个重复脉冲激光器32，一个激光扩束器34，一个激光束光路36，和一个控制/数据链接38。这种类型的照明系统的特征是脉冲激光器32能重复地产生和传播极短时间宽度的高亮度高能量光脉冲，从而能使一个大视场24快速地成像。

这对整个晶片检测方法具有高通量作出了贡献。最好使用单色的激光照明，以简化宽视场光学成像系统的设计要求，因为这样可消除需要进行光学校正或调整的色差。照明系统26通过控制/数据链接38与中央控制系统20通信。

在系统10中，脉冲激光器32的脉冲重复频率即每秒钟的脉冲数被同步于焦平面组件30的多个矩阵光探测器的阵列的帧频。照明了晶片膜14的视场24的激光脉冲因其时间宽度只有纳秒量级，相比于矩阵光探测器的时间选通相机系统焦平面组件30的毫秒量的帧频来说很小。造成了对被检晶片模14的视场24的瞬间照明。在一个十分短的激光脉冲期间内，由几个，例如24个矩阵光探测器组成的焦平面组件阵列30的相当多的像素，例如约48兆个像素被同时照明，因此在各像素之间基本上没有相对运动。激光脉冲宽度大为短于图像像素的驻留时间，这里像素驻留时间是指当晶片运动时其上一点被一个探测器像素成像的时间。

重复脉冲激光器32最好是一个调Q Nd：YAG激光器，由发光二极管光学泵浦，脉冲重复频率为每秒30个脉冲，脉冲时间宽度为约10ns，并产生波长为1.06μm的单色脉冲光束。脉冲激光器照明系统26的每秒30个脉冲的重复频率被同步于焦平面组件30上的CCD矩阵光探测器阵列的每秒30帧的帧频。

光学分辨力是照明波长的线性函数。随着照明波长的减小光学系统的分辨力将增大。因此，为了增大光学系统18的分辨力，从而增大检测系统10的缺陷探测灵敏度，在照明系统26的激光束光路36中设置了一个或几个具有非线性光学性质并至少能产生“二次谐波”的晶体40。由一个或几个晶体40产生的二次、三次或四次谐波将分别提供波长为0.53μm、0.355μm或0.265μm的照明，由此可分别使晶片检测系统10的分辨率提高为两倍、三倍或四倍。

在步骤2的子步骤(b)中，提供一个光学成像系统18，它包括：一个聚焦透镜42，一个分束器44，一个物镜46，和控制/数据链接49。该系统能对晶片模14的宽视场24实现超快速高分辨力和高放大率，例如50倍的同步成像。一个自动对焦系统28自动地调节和设定光学成像系统18的物镜46的位置，实现对晶片12上的所有晶片模14的最佳对焦。光学成像系统18通过控制/数据链接49与中央控制系统20通信。当晶片检测系统10工作时，聚焦透镜42把由晶片12反射、散射和衍射的激光48成像到焦平面组件30上。后面将参考图5A对这一成像过程作进一步说明。

在步骤2的子步骤(c)中，提供一个自动对焦系统28，它包括了传感器和控制器(未示出)，通过光学成像系统18自动地保持住对晶片12(从而晶片模14)的对焦。

在步骤2的子步骤(d)中，提供一个焦平面组件30，它包含一些探测器集合50(图4-5)，焦平面组件电路54，和控制/数据链接56、58和90，使得能实现对晶片模14的高容量和超快速高分辨力同步成像，其中每个探测器集合50的特征是由几个单个的2维CCD矩阵光探测器组成，2维CCD矩阵光探测器52的数目最好至少有2个(图3A-3B)，但不局限于2个。图3A、3B、4A-4D，以及5A、5B示出了焦平面组件30的优选的结构和布局元部件以及特征，这些附图分别是说明单个CCD矩阵光探测器52、探测器集合50、和焦平面组件30的放大图的原理图。

在分别说明一个2维CCD矩阵光探测器52的顶视和侧视图的原理图3A-3B中，光敏区域60被一个非光敏区域62包围，这种布局能避免把2个CCD矩阵探测器在物理上并排地放置在一起，于是生成了一个优选的连续光敏焦平面，但并不限定于这样的布局情况。焦平面组件30(图2和5A)包含几个，例如6个探测器集合50(图4A和4B)，其中每个探测器集合50都包含几个，例如4个2维CCD矩阵光探测器52，这样总共有例如24个2维CCD矩阵光探测器52，其中的2维CCD矩阵光探测器52是可购买到的高分辨力黑白硅2维CCD矩阵光探测器，每个光探测器都包含大量的，例如1940×1035(即2兆量级)个图像敏感单元或像素，并能以高分辨力标准提供每秒30帧的帧数。

具有6个探测器集合，每个集合又含有一个由4个CCD矩阵光探测器52组成的阵列64(图4D)的焦平面组件30用光学方法把所有24个CCD矩阵光探测器52耦合成焦平面上的一个连续(优选的但并非秘要的)的光探测器表面66(图5B)，充满了50倍显微光学成像系统18的比较大的视场24。这样的光学布局使得能够用单个激光脉冲照明晶片模14，并使后者能被一个具有24个2维CCD矩阵光探测器的总共含有48兆个像素的阵列66同时地成像。对于帧频为每稍稍30帧的CCD矩阵光探测器和约含有48兆个像素的阵列来说，晶片模14的图像获取速率约为每秒1.5吉个像素。这样的图像获取率将导致十分高的系统通量。焦平组件30通过控制/数据链接56和58与中央控制系统通信(图2)。

图4A和4B是说明探测器集合50的放大侧视图的原理图，其中示出了2组2维CCD矩阵探测器52A和52B的几何布局。每个探测器集合50最好由2个玻璃棱镜68和70构成，其中每个棱镜都有一个直角和一个45°的斜面。棱镜68的斜面72上镀有一些高反射率镀层区域，反射率最好接近100％。在棱镜68和70上各自都光学粘结了至少一个CCD矩阵光探测器。粘结在棱镜68上的2个CCD矩阵光探测器的示例组52A相同于粘结在棱镜70上的2个CCD矩阵光探测器的示例组52B。在图4B中，2个CCD的组52A以直列的形式粘结在棱镜68上，2个CCD的组52B以直列的形式粘结在棱镜70上，选择CCD的准确粘结位置的原则是要使每个CCD组52A和52B的全部光敏区域60从视向A的方向看去应在光学上表现为一个连续的直条带。

图4C是说明玻璃棱镜68的斜面72的放大图的原理图，其中包含了一些高反射率的镀层区。图4C示出的是图4A中的截面B-B的视图，其中斜面72上的区域74被镀上了十分高反射率的镀层，这些区域在斜面72上的布置与粘结在棱镜68上的CCD组52A的光敏区域60相对。对着反射区域74沿视向A方向进入探测器集合50的光将被反射区域74反射并偏转90°，再入射到CCD组52A上。而不是对着反射区域74沿视向A方向进入探测器集合50的光将不发生偏转地通过棱镜68和70，入射到CCD组52B上。

图4D是说明图4A-4C中所示的探测器集合50的放大前视光学图的原理图，其中示出了以多个CCD矩阵光探测器52为特征的在光学上连续的光探测器表面的外貌。图4D示出的是图4B中视向A方向的图，它显示了连续表面64的光学方法生成，其中包含了4个光探测器的光敏区域60。在表面64内，那些与反射区域74相对的光敏区域60是与粘结在棱镜68上的CCD组52A相关联的。那些不与反射区域74相对的其余光敏区域60则是与粘结在棱镜70上的CCD组52B相关联的。光探测器52A和52B是位在不同的表面或平面上的，各个光敏区域60是不连续的，但是探测器集合50都通过光学方法产生了连续的表面64。

图5A是说明焦平面组件30的放大图的原理图，其中包含了分束棱镜76和78以及探测器集合50。在图5A中，焦平面组件30包含6个探测器集合50，其中2个标注为50A，2个标注为50B，2个标注为50C。代表着被晶片12反射、散射和衍射的激光照明光的光48被聚焦透镜42导向并聚焦进入焦平面组件30。光48进入玻璃立方体分束器76后约有33％被反射从而偏转90°，形成成像通道80，其余约67％的光48透过分束器76出射。从分束器76出射的透射光82进入第二个分束立方体78，其中的约50％被反射从而偏转90°，形成成像通道84，光82的其余50％透过分束立方体78，形成成像通道86。

分束立方体76和78的这种组合布局产生了3个成像通道80、86和84，每个通道有相同的能量，各约等于原始输入光束48的光能的33％。在成像通道80中插入一个光学立方体88以使全部3个成像通道光路中的玻璃长度得到均衡，从而使3个通道的成像质量相近。对于每个成像通道80、86和84，在聚焦透镜42的焦点处都放置了2组探测器集合50。一个2个探测器集合的组50A放置在成像通道80中，一个2个探测器集合的组50B放置在成像通道86中，一个2个探测器集合的组50C放置在成像通道84中。

图5是说明焦平面组件30的前视光学视图的原理图，其中显示了利用位于不同几何表面上的6个探测器集合50和24个2维CCD矩阵光探测器52被用光学方法在焦平面上形成了光探测器的连续表面66。

在步骤2的子步骤(e)中，再次参见图2，控制/数据链接38、49、54、56和58以及以不同系统和系统元部件之间的电子互连为特征的中央控制系统20使得本晶片缺陷探测方法的各个不同步骤能正确地自动化和同步化。例如，借助于XY移动台16的运动的晶片12的自动运动被用电子方法设定在这样一个线速度上，该线速度使得在照明系统26的脉冲激光器32发出2个脉冲的时间之间晶片12将移动一个视场24的距离。包含了所有CCD矩阵光探测器52的焦平面组件30的时间迭通打开和关闭，或帧频，被同步于照明系统26的脉冲激光器32的脉冲重复频率。

在步骤3中，步骤2中的相机系统借助于中央控制系统20的信号被调节，对焦和设定到晶片模14中的一个被检视场24的位置上。照明系统26中的脉冲激光器32的脉冲重复频率被同步于含在焦平面组件30的探测器集合50A、50B、50C中的CCD矩阵光探测器52的帧频。执行这个步骤的目的是为了使得晶片12的运动速度，从而被检晶片模14的运动速度能让被检视场24在焦平面组件30的CCD矩阵光探测器52的一个帧的时间间隔内被复盖。

在步骤4中，借助于中央控制系统20的信号，通过用一个激光脉冲以比同步的脉冲重复频率和相机系统CCD矩阵光探测器52的帧频所对应的时间小几个数量级的时间长度，例如10ns，来照明被检晶片模14，实现对步骤3中的被检晶片模14的被检视场24的瞬时照明。在10ns激光脉冲照明下，含有24个CCD矩阵光探测器52的焦平面组件30的约48兆个像素被同时照明，并且在各像素之间不发生相对运动。由于激光脉冲的宽度远小于像素驻留时间，这里驻留时间是指当晶片运动时其上一个点被一个探测器像素成像的时间，所以在短激光脉冲期间，在晶片的曝光时间内基本上晶片没有运动，于是，实际上不会出现在对晶片作连续照明的晶片检测方法和系统中典型存在的那种会减小图像分辨力的图像模糊现象。

在步骤5中，步骤4中被照明的被检视场24借助于中央控制系统20的信号被光学成像系统18成像到与探测器集合50A、50B、50C有光学链接的含有24个2维CCD矩阵光探测器52的焦平面组件30上。

在步骤6中，通过利用那个用光学方法形成了至少2个2维CCD矩阵光探测器52的最好是但不必需是连续的表面的焦平面组件以及通过借助于中央控制系统20的信号来同步CCD矩阵光探测器52的时间选通的打开，获取晶片模14的被检视场24的约含有58兆个像素的步骤5中所述的数字图像(未示出)。在每个被激励的CCD矩阵光探测器52的相邻两帧之间的时间内，XY移动台16使晶片12，从而使晶片14移动了等价于一个视场的距离。由于激光脉冲宽度远小于较大的像元驻留时间，在曝光于焦平面组件30的CCD矩阵光探测器52的阵列66(图5B)的时间内晶片只移动了一个像素的一小部分，例如10^-2量级的距离，从而防止了图像模糊或图像分辨力的损失。在子步骤(a)中，获得的数字图像数据通过一组并行布局的图像处理通道90被一个图像获取器92获取，并被保存在图像处理系统100的一个部件即图像存储缓存器94(图2)中。

在步骤7中，依次地重复步骤3至6，以获取同一被检晶片模14内的一些随后的视场的图像，该重复一直进行到形成多个视场的一个条带，其中包含用作为参考的条带中最接近相邻晶片模的第一个对应视场。图6中清楚地示出了这个自动进行的依次图像处理，该图是说明晶片模图像获取处理的放大图的原理图，其中通过一次一个视场地对多个视场或视场条带成像来依次地检测每个晶片模。在图6中，在获取第一个被检晶片模14A中的第一个视场24A的图像之后，获取还是在第一个被检晶片模14A中的第二个视场24B的图像。对于整个第一个被检晶片模14A，一个接着一个地与晶片12的曲折运动相同步地获取各个后继视场的图像，这样一直继续到获得第二个被检晶片模14B中的第一个视场24J。这种处理的结果是形成了被成像晶片模14的一些连续条带110，直到最终整个晶片12都完成了成像。

在步骤8中，利用一个图像处理系统对被检晶片模中的每个视场的数字图像数据和每个作为参考的位于最接近相邻晶片模中的对应视场的数字图像数据进行处理。参见图2，图像处理系统100包含：一些用于利用一个图像获取器92获取图像并行布局的图像处理通道90，一个图像缓存器94，一个缺陷探测单元96，一个缺陷文件98，以及控制/数据链接102。由含有24个2维CCD矩阵光探测器52的焦平面组件30所获得的图像数据被并行地处理，其中，焦平面组件30中的每个CCD矩阵光探测器52都独立且与其他光探测器52相并行地通过24个独立图像处理通道90与图像获取器92相通信。如果使用单个48兆像素的、以每秒30次的CCD帧频获取率工作的串行通道，则单个通道的处理率要求将十分高，为每秒1.5吉像素；但这里使用了24个独立的图像处理通道90，每个通道约含2兆像素的图像数据，获取率也是每秒30次，于是只需要每秒60兆像素的一般处理率就可以了。在这样的设计下，可以利用缓慢得多的各个通道来达到每秒1.5吉像素的总体图像处理率，这将使得能使用可购得的硬件来较容易地实现晶片缺陷检测系统10。所获取图像数据的并行处理这一特点对于本发明晶片检测方法的高通量起着十分重要的作用。图像处理系统100通过控制/数据链接102与中央控制系统20通信。

步骤8包括：子步骤(a)执行被检视场与参考视场之间的图像配准，子步骤(b)识别出可能存在的晶片缺陷，子步骤(c)把比较数据存入一个缺陷文件，以及子步骤(d)删除第一个被检晶片模的第一个视场的不需要的图像数据。

在步骤8的子步骤(a)中，在识别被检晶片模中可能存在的晶片缺陷之前，先执行每个被检视场与相应的参考视场的图像之间的图像配准。由于XY移动台16运动时的微小机械不准确性，位于相机光学成像系统18下方的晶片12的速度是不恒定的。结果，CCD矩阵探测器的多个场中的图像像素位置可能不同于原来根据系统之间的同步性来编程的位置。因此，需要执行被检视场与参考视场之间的2维平移图像配准校正。也可能会需要执行较为复杂的转动配准校正，但对于本发明方法和系统的标准实施来说，转动校正被略去。图6示出对于各个对应视场的一些示例性条带110的这种在图像比较缺陷探测之前执行的视场图像配准处理。从图像缓存器94中提取第一个被检晶片模14A的第一个视场24A的图像中的像素位置以及最接近相邻晶片模14B中的对应的第一个视场24J的图像中的像素位置，并对它们进行图像配准校正。在校正处理中，最接近相邻晶片模14B的第一个视场24J被用作为对于第一个被检晶片模14A的对应视场24A的参考。

如上所述，以往技术的晶片缺陷检测方法和系统的特点是，连续的晶片照明和利用对晶片的一维或二维扫描来获取2维图像的结合，这需要对所有的像素或所有的像素行进行配准校正。这将限制系统的总体速度或通量，并增大对电子硬件的要求和系统的总体成本。而且，由于不存在对图像中所有像素都是精确的校正方法，所以会存在剩余配准误差。剩余配准误差将严重减小系统的缺陷探测灵敏度。相反地，在本发明方法和系统的优选实施例中，焦平面组件的任何给定视场中的所有焦平面组件CCD矩阵探测器像素被认为是一个单元，并由单个激光脉冲同时地产生。因此不需要在焦平面组件视场内进行像素配准，而只要在整个焦平面组件视场中的被检视场内的任何一个小的局部区域与参考视场中的相应区域之间进行一次配准校正就可以了。因此，在本发明中剩余配准误差可以忽略，改善了缺陷探测的灵敏度。

在步骤8的子步骤(b)中，在进行了图像配准校正之后，通过比较被检晶片模的从第一个视场开始的每个视场的图像的像素强度与最接近相邻晶片模的从第一个视场开始的每个对应视场的图像的像素强度的差别，来识别出被检晶片模中可能存在的晶片缺陷。在这个缺陷识别步骤中，使用了一种标准的缺陷探测算法，该算法基于对从最接近相邻晶片模的对应视场(它具有相似的图案)中获取的图像的像素强度的比较和分析。缺陷探测基于统计方法，其中在相邻晶片模中的对应位置上也出现缺陷的概率是十分小的。识别不同图像的各像素强度之间的反常性的一个典型标准算法是基于“三晶片模比较”的。整个晶片检测系统被编程为逐个像素地检测一个晶片模或视场的称为被检图案的图案，然后再把这个图案与作为参考的同一晶片上的最接近相邻晶片模的假定是等价(对应)的图案相比较。缺陷探测器探测可能表明当前被检晶片模存在晶片缺陷的图案反常或差别。被检图案还要与另一个相邻晶片模的对应局部图案相比较，这样可以解决当只与一个相邻晶片模图案比较时可能出现的不确定性。为了保持对称性，在这第二次比较中应把被检图案作为参考。

图6示出了由缺陷探测单元96(图2)所执行的上述图像比较处理。第一个被检晶片模14A的第一个视场24A的图像中的每个像素强度都要与最接近相邻晶片模14B的对应的第一个视场24J的图像中的像素强度相比较。

在子步骤(c)中，根据一个预定的比较判据，例如规定的差别或反常性阈值大小，晶片模14A和作为参考的晶片模14B的相对应的第一个视场24A和24J中的两个对应像素的强度差或反常性被保存在一个晶片缺陷文件98中，以供一个决定步骤，即确认缺陷的存在和位置或者否定相应像素处存在缺陷(步骤10)，作进一步处理。

在子步骤(d)中，将第一个被检晶片模14A的第一个视场24A的不需要图像数据从图像缓存器94中删除。由于已经保存了第一个和第二个被检晶片模14A和14B的相对应的第一个视场24A和24J的比较数据，所以第一个被检晶片模14A的第一个视场24A的图像数据对于晶片12中的各个后继晶片模14的图像处理来说不再需要。

在步骤9中，对第二个被检晶片模14B中的各个后继视场重复步骤7和8，一直到处理到第三个被检晶片模14C的第一个视场24N的图像。步骤7与8是并行地执行的。当步骤7在对条带110中的每个视场执行图像获取时，步骤8在执行条带110中每个前一视场的图像处理和比较。

步骤10是由缺陷探测单元96执行的决定和确认步骤，其中按照步骤8中开始的处理来决定和确认在从晶片模14B的视场24J开始的每个视场中是否探测到了晶片缺陷。当发现在第一个和第二个晶片模14A和14B的相对应的第一个视场24A和24J之间存在反常性或差别之后，将进行第二个和第三个晶片模14B和14C的相对应的第一个视场24J和24N之间的下一个比较，以便确认或者否定在晶片模14B的视场14J中存在缺陷。

在步骤10的子步骤(a)中，被确认的晶片缺陷信息，其中包括了缺陷的位置信息，被适当地保存在缺陷文件98中，以供晶片制造处理中可能的反馈控制使用。

在步骤11中，为了检测同一晶片上的视场条带110中的每个视场，依次地重复执行步骤7至10。例如在图6中，晶片模14B中的晶片视场24K将变成被步骤7至10进行图像处理的下一个被检视场。从晶片模14B中的视场24K开始，第二个晶片模14B中各后继视场的图像将被与晶片模14A和14C中相对应的视场的图像进行比较。当晶片模14B的视场24K被比较于晶片模14A的相对应的视场24B时，将以视场24B作为参考；当晶片模14B的视场24K被比较于晶片模14C的视场24P时，将以视场24K作为参考。这样，条带110每个相继视场组的每个图像都与条带中其前面一个晶片模的对应视场比较一次，还与条带中其后面一个晶片模的对应视场比较一次。每个被比较的视场在两次比较中分别作为参考视场和被检视场各一次。与晶片12的曲折运动相同步地，每个晶片模的各个相继视场的图像将一个接着一个地被选中、照明、成像、获取和处理以检测其缺陷，然后再对晶片12上的各个晶片模14逐个地重复上述过程，直到全部晶片模14都被检测。

虽然本发明是结合了它的一些具体实施例来说明的，但很明显，对于熟悉本技术领域的人们来说，许多替换、修改和变更都将是显然的。所以，希望本发明能涵括所有属于所附权利要求书的精神和广泛范畴之内的这些替换、修改和变更。

Claims

1、一种用于检测含有多个相同区域的物体的检测系统，它包括：

一个成像器，它能在上述物体被照明并沿一条运动路径运动时对上述物体的上述多个相同区域成像；

一个运载器，用于提供上述成像器与上述物体之间沿上述运动路径的相对运动；

一个脉冲激光器物体照明器，用于照明沿着上述运动路径运动着的上述物体；以及

一个图像比较器，用于比较上述多个相同区域的各个区域的像。

2、根据权利要求1的系统，其中上述运载器包括一个能沿上述运动路径移动上述物体的物体运载器。

3、根据权利要求1或2中任一项的系统，其中上述运载器包括一个能提供成像器与上述物体之间沿着上述运动路径的连续相对运动的连续运动提供器。

4、一种用于检测含有多个相同区域的物体的检测系统，该系统包括：

一个成像器，它能在上述物体被照明并沿一条运动路径运动时对上述物体的上述多个相同区域成像，上述成像器利用了至少1个2维探测器阵列；

一个运载器，用于提供成像器与上述物体之间沿上述运动路径的相对运动；

一个物体照明器，用于照明沿着上述运动路径运动着的上述物体；以及

5、根据权利要求4的检测系统，其中上述成像器利用了多个被布局成光学上连续的2维探测器阵列。

6、根据权利要求4的检测系统，其中上述物体照明器是一个脉冲激光照明器。

7、根据权利要求5的检测系统，其中上述物体照明器是一个脉冲激光照明器。

8、根据权利要求4-7中任一项的系统，其中上述运载器包括一个能沿上述运动路径移动上述物体的物体运载器。

9、根据权利要求4-8中任一项的系统，其中上述运载器包括一个能提供成像器与上述物体之间沿着上述运动路径的连续相对运动的连续运动提供器。

10、一种用于检测含有多个相同区域的物体的检测方法，它包括：

利用一个成像器对被照明的且沿着一条运动路径运动着的上述物体的上述多个相同区域成像；

提供成像器与上述物体之间的沿着上述运动路径的相对运动；

利用一个脉冲激光器照明沿着上述运动路径运动着的上述物体；以及

比较上述多个相同区域的各个区域的像。

11、根据权利要求10的方法，其中上述提供包括沿上述运动路径移动上述物体。

12、根据权利要求10-11中任一项的方法，其中上述提供包括提供成像器与上述物体之间的沿着上述运动路径的连续相对运动。

13、一种用于检测含有多个相同区域的物体的检测方法，它包括：

利用一个使用至少1个2维探测器阵列的成像器对被照明的且沿着一条运动路径运动着的上述物体的上述多个相同区域成像；

提供成像器与上述物体之间沿着上述运动方向的相对运动；

照明沿着上述运动路径运动着的上述物体；以及

比较上述多个相同区域的各个区域的像。

14、根据权利要求13的检测方法，其中上述成像利用了多个被布局成在光学上连续的2维探测器阵列。

15、根据权利要求13的检测方法，其中上述照明包括用一个脉冲激光照明器照明。

16、根据权利要求14的检测方法，其中上述照明包括用一个脉冲激光照明器照明。

17、根据权利要求13-16中任一项的方法，其中上述提供包括沿着上述运动路径移动上述物体。

18、根据权利要求13-17中任一项的方法，其中上述提供包括提供成像器与上述物体之间沿着上述运动路径的连续相对运动。

19、根据权利要求10-12中任一项的方法，它还包括包含了至少一个准备要被检测缺陷的带图案半导体芯模晶片的物体，

其中上述照明包括提供一个重复脉冲激光器照明源并利用上述脉冲激光器照明源照明多个晶片芯模的每个芯模中的至少一个视场；

其中上述成像包括获取上述多个晶片芯模中每个芯模的上述至少一个视场的图像；并且

其中上述比较包括通过利用一种芯模/芯模比较方法比较上述图像来探测晶片缺陷。

20、根据权利要求19的检测方法，其中上述探测包括对上述图像的多个部分进行并行处理。

21、根据权利要求20的检测方法，其中：

上述至少一个视场包括多个视场；并且

上述图像的上述多个部分对应于上述多个视场。

22、根据权利要求19-21中任一项的检测方法，它还包括沿着一条检测路径移动至少一个带图案晶片。

23、根据权利要求19-22中任一项的检测方法，其中上述对至少一个视场的照明包括利用上述脉冲激光器照明源依次地照明多个晶片芯模的每个芯模中的至少一个视场。

24、根据权利要求19-23中任一项的检测方法，其中上述照明包括利用上述脉冲激光器照明源照明多个晶片芯模的每个芯模中的多个视场中的每个视场。

25、根据权利要求24的检测方法，其中上述照明包括利用上述脉冲激光器照明源依次地照明多个晶片芯模的每个芯模中的多个视场中的每个视场。

26、根据权利要求19-24中任一项的检测方法，其中上述获取包括依次地获取上述多个晶片芯模的每个芯模中的上述至少一个视场的图像。

27、根据权利要求25的检测方法，其中上述获取是利用一个含有至少2个能同时获取多个晶片芯模的每个芯模中的上述多个视场的每个视场的图像的2维矩阵光探测器的电光相机来执行的。

28、根据权利要求19-24和26中任一项的检测方法，其中上述重复脉冲激光器照明源是一个调Q Nd：YAG激光器。

29、根据权利要求28的检测方法，其中上述调Q Nd：YAG激光器是用一些发光的二极管进行光学泵浦的。

30、根据权利要求27的检测方法，其中上述电光相机还包括一个起着二次谐波发生晶体作用的放置在上述重复脉冲激光器照明源的一个激光束光路中的非线性光学晶体，上述非线性光学晶体使由上述重复脉冲激光器产生的激光束的波长减小一半。

31、根据权利要求27、30中任一项的检测方法，其中上述电光相机还包括一个焦平面组件，该焦平面组件包含至少一个含有一个由上述至少2个维矩阵光探测组成的阵列的探测器集合，其中上述2维矩阵光探测器中的每一个都包括一个高分辨力的黑白2维矩阵光探测器。

32、根据权利要求27、30、31中任一项的检测方法，其中上述至少2个2维矩阵光探测器中的每一都包括一个2维CCD矩阵光探测器。

33、根据权利要求31的检测方法，其中上述焦平面组件用光学方法在上述电光相机内的一个焦平面上形成了一个由上述至少2个2维矩阵光探测组成的表面。

34、根据权利要求1-3中任一项的系统，其中：

上述照明器包括一个能照明多个晶体片芯模的每个芯模中的至少一个视场的重复脉冲激光器照明源；

上述成像器包括一个能获取上述多个晶片芯模的每个芯模中的上述至少一个视场的图像的相机。

35、根据权利要求34的检测系统，其中上述图像比较器包括一个能通过利用一种芯模/芯模比较方法比较上述各图像来探测晶片缺陷的晶片缺陷探测器。

36、根据权利要求35的检测系统，其中上述重复脉冲激光器照明源包括一个调Q Nd：YAG激光器。

37、根据权利要求36的检测系统，其中调Q Nd：YAG激光器是用一些发光二极管进行光学泵浦的。

38、根据权利要求35-37中任一项的检测系统，其中多个晶片芯模的至少一个芯模中的多个视场是被依次照明的，并且其中上述相机包括一个包含了至少2个能同时获取多个晶片芯模的每个芯模中的上述多个被依次照明的视场中的每个视场的图像的2维矩阵光探测器的电光相机。

39、根据权利要求38的检测系统，其中上述电光相机还包含一个焦平面组件，该焦平面组成包含至少一个由上述至少2个维矩阵光探测器组成的阵列的探测器集合，其中每个2维矩阵光探测器都包括一个高分辨力的黑白2维矩阵光探测器。

40、根据权利要求38的检测系统，其中上述至少2个2维矩阵光探测器中的每一个都包括一个2维CCD矩阵光探测器。

41、根据权利要求39的检测系统，其中上述焦平面组件用光学方法在上述电光相机内的一个焦平面上形成了一个由上述各个光探测器组成的表面。

42、根据权利要求38的检测系统，其中上述电光相机还包含一个起着一个二次谐波发生晶体作用的放置在上述重复脉冲激光器照明源的一个激光束路中的非线性光学晶体，上述非线性光学晶体使由上述重复脉冲激光器产生的激光束的波长减小为一半。

43、根据权利要求35-37中任一项的系统，其中上述至少一个视场包括多个被照明的视场。

44、根据权利要求4-9中任一项的系统，其中：

上述照相器包括一个重复脉冲激光器照明源，它能照明多个晶片芯模的每个芯模中的至少一个视场；

上述成像器包括一个相机，它能获取上述多个晶片芯模的每个芯模中的上述至少一个视场的图像。

45、根据权利要求44的系统，其中上述图像比较器包括一个晶片缺陷探测器，它能通过利用一种芯模/芯模比较方法比较上述各个图像来探测晶片缺陷。

46、根据权利要求45的检测系统，其中上述重复脉冲激光器照明源包括一个调Q Nd：YAG激光器。

47、根据权利要求46的检测系统，其中上述调Q Nd：YAG激光器是用一些发光二极管进行光学泵浦的。

48、根据权利要求45-47中任一项的检测系统，其中上述相机包括一个含有至少2个能同时获取多个晶片芯模的每个芯模中的多个被依次照明的视场中的每个视场的图像的2维矩阵光探测器的电光相机。

49、根据权利要求48的检测系统，其中上述电光相机还包括一个焦平面组件，该焦平面组件包含至少一个含有一个由上述至少2个2维矩阵光探测器组成的阵列的探测器集合，其中至少2个2维矩阵光探测器中的每个都包括一个高分辨力的黑白2维矩阵光探测器。

50、根据权利要求48-49中任一项的检测系统，其中上述至少2个2维矩阵光探测器中的每一个都包括一个2维CCD矩阵光探测器。

51、根据权利要求49的检测系统，其中焦平面组件用光学方法在上述电光相机内的一个焦平面上形成了上述各个光探沿器的一个表面。

52、根据权利要求48-51中任一项的检测系统，其中电光相机还包含一个起着一个二次谐波发生晶体作用的放置在上述重复脉冲激光器照明源的一个激光束光路中的非线性光学晶体，上述非线性光学晶体使由上述重复脉冲激光器产生的激光束的波长减半。

53、根据权利要求45-52中任一项的系统，其中上述至少一个视场包括多个被照明的视场。

54、根据权利要求13-18中任一项的方法，它还包括提供包括了至少一个准备被检测缺陷的带图案半导体芯模晶片的物体，

其中上述照明包括提供一个重复脉冲激光器照明源利用上述脉冲激光器照明源照明多个晶片芯模的每个芯模中的至少一个视场；

其中上述成像包括获取上述多个晶片芯模的每个芯模中的上述至少一个视场的图像；并且

其中上述比较包括通过利用一种芯模/芯模比较方法比较上述各个图像来探测晶片缺陷。

55、根据权利要求54的检测方法，其中上述探测包含对上述图像的多个部分进行并行处理。

56、根据权利要求55的检测方法，其中：

上述至少一个视场包括多个视场；并且

上述图像的上述多个部分对应于上述多个视场。

57、根据权利要求54-56中任一项的检测方法，它还包括沿着一条检测路径移动至少一个带图案的晶片。

58、根据权利要求54-57中任一项的检测方法，其中上述照明至少一个视场包括利用上述脉冲激光器照明源依次照明多个晶片芯模的每个芯模的至少一个视场。

59、根据权利要求54-58中任一项的检测方法，其中上述照明至少一个视场包括利用上述脉冲激光器照明源照明多个晶片芯模的每个芯模中的多个视场的每个视场。

60、根据权利要求59的检测方法，其中上述照明至少一个视场包括利用上述脉冲激光器照明源依次照明多个晶片芯模的每个芯模中的多个视场的每个视场。

61、根据权利要求54-59中任一项的检测方法，其中上述获取包括依次获取上述多个晶片芯模的每个芯模中的上述至少一个视场的图像。

62、根据权利要求60的检测方法，其中获取是利用一个包含至少2个能同时获取多个晶片芯模的每个芯模中的上述多个视场的每个视场的图像的2维矩阵光探测器的电光相机来执行的。

63、根据权利要求54-61中任一项的检测方法，其中上述重复脉冲激光器照明源是一个调Q Nd：YAG激光器。

64、根据权利要求63的检测方法，其中上述调Q Nd：YAG激光器是用一些发光二极管进行光学泵浦的。

65、根据权利要求62的检测方法，其中上述电光相机还包含一个起着一个二次谐波发生晶体作用的放置在上述重复的脉冲激光器照明源的一个激光束光路中的非线性光学晶体，上述非线性光学晶体值中上述重复脉冲激光器产生的激光束的波长减半。

66、根据权利要求62或65的检测方法，其中上述电光相机还包含一个焦平面组件，该焦平面组件包含至少一个含有一个由上述至少2个2维矩阵光探沿器组成的阵列的探沿器集合，其中至少2个2维矩阵光探测器中每一个都包括一个高分辨力的黑白2维矩阵光探测器。

67、根据权利要求62、65或66的检测方法，其中上述至少2个2维矩阵光探测器中的每一个都包括一个2维CCD矩阵光探测器。

68、根据权利要求66的检测方法，其中上述焦平面组件用光学方法在上述电光相机内的一个焦平面上形成了一个由上述至少2个2维矩阵光探测器组成的表面。

69、根据权利要求24、25、27、30、31、32、33中任一项的检测方法，其中上述照明包括利用上述脉冲激光器照明源依次照明多个晶片芯模的每个芯模中的多个视场的每个视场。

70、根据权利要求69的检测方法，其中上述获取是利用一个包含至少2个能同时获取多个晶片芯模的每个芯模中的上述多个视场的每个视场的图像的2维矩阵探测器来执行的。

71、根据权利要求70的检测方法，其中上述电光相机还包含一个起着一个二次谐波发生晶体作用的放置在上述重复脉冲激光照明源的一个激光束光路中的非线性光学晶体，上述非线光学晶体使上上述重复脉冲激光器产生的激光束的波长减半。

72、根据权利要求70或71的检测方法，其中上述电光相机还包含一个焦平面组件，该焦平面组件包含至少一个含有一个由上述至少2个2维矩阵光探测器中的一个都包含一个高分辨力的黑白2维矩阵探测器。

73、根据权利要求70或71-72中任一项的检测方法，其中上述至少2个2维矩阵光探测器中的每一个都包括一个2维CCD矩阵光探测器。

74、根据权利要求72的检测方法，其中上述焦平面组件用光学方法在上述电光相机内的一个焦平面上形成了一个由上述至少2个2维矩阵光探测器组成的表面。

75、一种显微带图案物体的光学检测系统，该系统包括：

一个2维成像器，它能对显微带图案物体上的各相继部分成像；

一个移动设备，它用于使显微带图案物体相对于2维成像器移动，该移动设备包含一个每当它把物体移动到一个相对于2维成像器的新成像位置处时便能产生一个照明激励信号的照明触发器；

一个照明源，它能在响应于上述照明触发器时提供一个照明脉冲；以及

图像获取设备，它能在响应于上述照明触发时从2维成像器获取物体的一个部分的图像。

76、根据权利要求75的系统，其中上述照明脉冲的脉冲时间宽度小到足以使物体在脉冲宽度时间内的移动距离小于成像器的一个像素的尺寸。

77、根据权利要求75或76的系统，其中上述移动设备包括能提供物体相对于2维成像器的连续运动。

78、根据权利要求75-77中任一项的系统，其中上述照明源包括一个脉冲激光器系统。

79、根据权利要求78的系统，其中上述脉冲激光器系统包括一个带有至少一个倍频晶体的使用了二次谐波的Nd：YAG激光器。

80、根据权利要求79的系统，其中上述激光器使用了三次谐波。

81、根据权利要求79或80的系统，其中上述激光器使用了四次谐波。

82、根据权利要求79-81中任一项的系统，其中上述脉冲激光器系统包括一个准分子激光器。

83、一种用于电光检测带图案半导体芯模晶片的缺陷的方法，该方法包括：

提供一个重复脉冲激光器照明源；

利用上述脉冲激光器照明源照明多个晶片芯模的每个芯模中的至少一个视场；

获取上述多个晶片芯模的每个芯模中的上述至少一个视场的图像；以及

通过利用一种芯模/芯模比较方法比较上述图像来探测器片缺陷。

84、根据权利要求83的检测方法，其中上述探测包含对上述图像的多个部分进行并行处理。

85、根据权利要求84的检测方法，其中：

上述至少一个视场包括多个视场，并且

上述图像的上述多个部分对应于上述多个视场。

86、一种用于电光检测带图案半导体芯模晶片的缺陷的系统，它包括：

一个重复脉冲激光器照明源，用于照明多个晶片芯模的每个芯模中的至少一个视场；

一个相机，用于获取上述多个晶片芯模的每个芯模中的上述至少一个视场的图像；

一个晶片缺陷探测器，用于通过利用一种芯模/芯模比较方法比较上述各个图像来探测晶片缺陷。

87、一种用于检测带图案含芯模半导体晶片的缺陷的电光装置，它包括：

一个焦平面组件，它包含了至少一个含有一个由至少2个与一个机构协同工作从而能同时获取多个芯模的每个芯模中的至少一个被照明视场的每个视场的图像的2维矩阵光探测器组成的阵列的探测器集合。

88、根据权利要求87的检测装置，其中上述至少一个被照明视场包括多个被照明视场。

89、根据权利要求83的检测方法，它还包括沿着一个检测路径移动带图案晶片。

90、根据权利要求83或89的检测方法，其中上述照明包括利用上述脉冲激光器照明源照明多个晶片芯模的每个芯模中的多个视场的每个视场。

91、根据权利要求83、89或90中任一项的检测方法，其中上述照明包括利用上述脉冲激光器照明源照明多个晶片芯模的每个芯模中的多个视场的每个视场。

92、根据权利要求91的检测方法，其中上述照明包括利用上述脉冲激光器照明源依次照明多个晶片芯模的每个芯模中的多个视场的每个视场。

93、根据权利要求83、89-92中任一项的检测方法，其中上述获取包括依次获取上述多个晶片芯模的每个芯模中的上述至少一个视场的图像。

94、根据权利要求83、89-93中任一项的检测方法，其中上述获取是利用一个含有至少2个能同时获取多个晶片芯模的每个芯模中的上述多个上述被依次照明的视场中的每个视场的图像的2维矩阵探测器的电光相机来执行的。

95、根据权利要求83、89-94中任一项的检测方法，其中上述重复脉冲激光器照明源是一个调Q Nd：YAG激光器。

96、根据权利要求95的检测方法，其中上述调Q Nd：YAG激光器是用一些发光二极管进行光学泵浦的。

97、根据权利要求94的检测方法，其中上述电光相机还包含一个起着一个二次谐波发生晶体作用的放置在上述重复脉冲激光器照明源的一个激光束光路中的非线性光学晶体，上述非线性光学晶体使由上述重复脉冲激光器产生的激光束的波长减半。

98、根据权利要求94、97中任一项的检测方法，其中上述电光相机还包含一个由上述至少2个2维矩阵光探测器组成的阵列的探测器集合，其中每个2维矩阵光探测器都包括一个高分辨率的黑白2维矩阵光探测器。

99、根据权利要求94、97-98中任一项的检测方法，其中上述至少2个2维矩阵光探测器中的每一个都包括一个2维CCD矩阵光探测器。

100、根据权利要求98的检测方法，其中上述焦平面组件利用光学方法在述电光相机的一个焦平面上形成了一个由上述至少2个2维矩阵光探测器组成的表面。

101、根据权利要求86的检测系统，其中上述重复脉冲激光器照明源包括一个调Q Nd：YAG激光器。

102、根据权利要求101的检测系统，其中上述调Q Nd：YAG激光器是用一些发光二极管进行光学泵浦的。

103、根据权利要求86或101-102中任一项的检测系统，其中上述相机包括一个含有至少2个能同时获取多个晶片芯模的每个芯模中的上述多个上述被依次照明的视场中的每个视场的图像的2维矩阵先探测的电光相机。

104、根据权利要求103的检测系统，其中上述电光相机还包含一个焦平面组件，该焦平面组件包含至少一个含有一个由上述至少2个2维矩阵光探测器组成的阵列的探测器集合，其中每个2维矩阵光探测器都包含一个高分辨力的黑白2维矩阵光探测器。

105、根据权利要求103或104的检测系统，其中上述至少2个2维矩阵光探测器中的每一个都包括一个2维CCD矩阵光探测器。

106、根据权利要求104的检测系统，其中上述焦平面组件用光学方法在上述电光相机内的一个焦平面上形成了一个由上述各个光探测器组成的表面。

107、根据权利要求87的电光装置，其中上述2个2维矩阵光探测器中的每一个都包括一个2维CCD矩阵光探测器。

108、根据权利要求87或88的电光装置，其中上述焦平面组件用光学方法在上述电光装置内的一个焦平面上形成了一个由上述至少2个2维矩阵光探测器组成的表面。

109、根据权利要求103-106中任一项的检测系统，其中上述电光相机还包含一个起着一个二次谐波发生晶体作用的放置在上述重复脉冲激光器照明源的一个激光束光路中的非线性光学晶体，上述非线性光学晶体使由上述重复脉冲激光器产生的激光束的波长减半。

110、一种用于电光检测含有一些芯模的带图案半导体晶片的缺陷的方法，它包括：

提供一个焦平面组件，它包含至少一个含有一个由至少2个2维矩阵光探测器组成的阵列的探测器集合；以及

同时获取多个芯模的每个芯模中的至少一个被照明视场的每个视场的图像。

111、根据权利要求92的方法，它还包括一沿着一条检测路径移动带图案晶片，

其中上述获取步骤包括利用一个含有至少2个2维矩阵光探测器的电光相机依次获取多个晶片芯模的每个芯模中的上述多个被依次照明的视场中的每个上述视场的图像，其中上述至少2个2维矩阵光探测器能同时获取多个晶片芯模的每个芯模中的上述多个上述被依次照明的视场中的上述每个视场，并且

其中上述探测步骤包括通过利用一种芯模/芯模比较方法比较多个晶片芯模的每个芯模中的上述多个上述被依次照明的视场中的上述每个视场的上述被依次获取的图像来探测晶片缺陷。

112、根据权利要求111的方法，其中上述重复脉冲激光器是一个调Q Nd：YAG激光器。

113、根据权利要求112的方法，其中上述调Q Nd：YAG激光器是用一些发光二极管进行光学泵浦的。

114、根据权利要求111-113中任一项的方法，其中上述电光相机还包含一个起着一个二次谐波发生晶体作用的放置在上述重复脉冲激光器照相源的一个激光束光路中的非线性光学晶体，上述非线性光学晶体使由上述重复脉冲激光器产生的激光束的波长减半。

115、根据权利要求111-114中任一项的方法，其中上述电光相机还包含一个焦平面组件，上述焦平面组件包含至少一个探测器集合，上述探测器集合包含一个由上述至少2个2矩阵探测器组成的阵列，上述至少2个2维矩阵探测器中的每一个都是一个高分辨力的黑白2维矩阵光电探测器。

116、根据权利要求111-115中任一项的方法，其中上述至少2个2维矩阵光探测器中的每一个都是一个2维CCD矩阵光探测器。

117、根据权利要求115的方法，其中上述焦平面组件用光学方法在上述电光相机内的一个焦平面上形成了一个由上述至少2个2维矩阵光探测器组成的表面。

118、一种用于电光检测带图案半导体芯模晶片的缺陷的系统，该系统包括：

(a)一个机构，用于提供带图案晶片沿一条检测路径的运动；

(b)一个重复脉冲激光器照明源，用于照明带图案晶片；

(c)一个电光相机，它包含至少2个2维矩阵光探测器，用于依次获取多个晶片芯模的每个芯模中的多个被依照明的视场的每个视场的图像，上述至少2个2维矩阵光探测器与一个机构协同工作，从而能同时获取多个晶片芯模的每个芯模中的上述多个上述依次被照明的视场中的上述每个视场的图像；以及

(d)一个图像处理机构，用于处理多个晶片芯模的每个芯模中的上述多个上述被照明视场的上述每个视场的上述被依次获取的图像，还用通过于利用一种芯模/芯模比较方法比较上述被依次获取的图像来探测晶片缺陷。

119、根据权利要求118的系统，其中上述重复脉冲激光器是一个调Q Nd：YAG激光器。

120、根据权利要求119的系统，其中上述调Q Nd：YAG激光器是用一些发光二极管进行光学泵浦的。

121、根据权利要求118、119或120中任一项的系统，其中上述电光相机还包含一个起着一个二次谐波发生晶体作用的放置在上述重复脉冲激光器照明源的一个激光束光路中的非线性光学晶体，上述非线性光学晶体使由上述重复脉冲激光器产生的上述激光束的波长减半。

122、根据权利要求118、119-121中任一项的系统，其中上述电光相机还包含一个焦平面组件，上述焦平面组件包含至少一个探测器集合，上述探测器集合包含一个由上述至少2个2维矩阵光探测器组成的阵列，上述至少2个2维矩阵光探测器中的每一个都是一个高分辨力的黑白2维矩阵光探测器。

123、根据权利要求118、119-122中任一项的系统，其中上述至少2个2维矩阵光探测器中的每一个都是一个2维CCD矩阵光探测器。

124、根据权利要求122的系统，其中上述焦平面组件用光学方法在上述电光相机内的一个焦平面上的形成了一个由上述各个光探测器组成的表面。

125、一种用于检测带图案半导体芯模晶片的缺陷的电光相机，它包括一个包含至少一个探测器集合的焦平面组件，上述探测器集合包含一个由至少2个与一个机构协同工作从而能同时获取多个晶片芯模的每个芯模中的多个被照明视场的每个视场的图像的2维矩阵光探测器所组成的阵列。

126、根据权利要求125的电光相机，其中上述至少2个2维矩阵光探测器中的每一个都是一个2维CCD矩阵光探测器。

127、根据权利要求125或126的电光相机，其中上述焦平面组件用光学方法在电光相机内的一个焦平面上形成了一个由上述至少2个2维矩阵光探测器组成的表面。