TW201226889A - System and method for capturing illumination reflected in multiple directions - Google Patents

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201226889 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係揭露關於晶圓偵測程序〜 □a />g. 1« ^ . 人付疋而έ，本發 月係揭路有關於用於偵測半導體 τ寸脰70 1干的自動系統以及方 【先前技術】 確，製造例如半導體晶圓以及晶粒之半導體元件其 :致性高品質的能力，在半導體產業係日益重要。半導體 晶圓加工技術已—致性的改#整合至半導體晶圓微小表 面^積内增加特徵的數量。據此，使料導體晶圓加工的 光Μ影成像處理以允許整合增加的特徵至半導體晶圓（即 半導體晶圓的高效能）的微小表面面積已越趨複雜。因 此，半導體晶圓上潛在瑕疵的尺寸通常是微米範圍至次微 米範圍。 顯然，半導體晶圓的製造具有日益緊迫改善半導體晶 圓品質控制以及偵測程序的需求，以確保製造半導體晶圓 一致性的高品質。半導體晶圓通常係用於偵測其上瑕疵的 檢查’例如表面微粒、瑕疵、波紋以及其它不規則的存在。 此種瑕疫可能影響半導體晶圓最終的效能。因此，關鍵是 在半導體晶圓製造期間消除或擷取瑕疵半導體晶圓。 半導體偵測系統以及程序係持續進步。例如，高解析 度影像系統、快速計算以及加強準確機械操作系統已投入 使用。此外’半導體晶圓偵測系統、方法以及技術已利用 201226889 至少-亮區亮度、暗區亮度以及空間濾波技術。 使用亮區影像，在半導體晶圓上的微小粒子由影像摘 取裝置的集光孔（eGlleeting ape咖e)散射光線，因而導 致減V返回Μ里至#像_取裝置。當粒子相較於透鏡或數 位像素的光點展開函數是較小時，自粒子翻最接近面積 的亮區能量通常提供相對於粒子大量的能量，因而使得粒 子難以檢查。此外，在能量上的些微減少由於微小粒子的 2通常藉由自粒子周圍最接近面積的反射能力變化被 遮蔽’ S㈣致增加錯誤瑕錄㈣衫 象’半導細系統已配備具有較高解析度=士速現 機’其擷取半導體晶圓微小表面面積的影像。：二:: =:尺:區影像通常具有—並二 暗區亮度及其優點係為該技術領域 像已運用於數個已存在的半導體關°^區影 通常根據光線射線入射於物件的角度檢查。在：區影像 3至30度）物件水平面的低角度，暗區影像:例如 影像，除了在瑕_位置以外，例如 吊產生黑暗 其它不規則的存在。特定使用的暗區影像二 於使用產生亮區影像之透鏡解析功率的瑕:了：：尺寸小 面（例如30至85度）的角度，暗區影像^於水平 党區影像較佳的對比影像。特定制此種 相較於 像加強了在鏡面拋光或者透明物件：的：區影 比。此外，高歧暗㈣像加—件㈣t 201226889 半導體晶圓的光線反射能力通常在以每一亮區以及 暗區影像獲付的影像品質具有顯著作用。存在於半導體晶 圓上的微量以及大量的結構影響半導體晶圓的光線反射 能力。通常，由半導體晶圓反射光線的量係為入射光線之 方向或角度的作用，半導體晶圓表面的觀察方向以及光線 反射能力。光線反射能力係轉而根據入射光線的波長以及 半導體晶圓的材料組成。 通常難以控制偵測存在於半導體晶圓的光線反射能 力。這是因為半導體晶圓可能由數種材料層所組成。每一 層的材料可例如以不同的速度相異地傳送不同光線的波 長。此外，層可具有不同的光線穿透率，或者甚至反射能 力。據此，該技術領域中具有通常知識者可顯而易知使用 單一波長或窄頻波長的光線或亮度通常不利於影響擷取 影像的質。用於單—波長或窄頻波長頻率修改的需求需 要使用多重空間濾、波n或波長調節器，其可能通常是不便 的。為減輕此種問題，使用寬頻亮度（即廣域波長的亮度） 係為重要的，例如，介於300nm以及1〇〇〇nm之間波長範 圍的寬頻亮度。 目則了用的Ba圓福測系統或設備通常使用下列方法 之一：在晶1H貞測期間用於實現或齡多重回應·· (ο具有多重亮度的多重影像擷取裝置（micd， Multiple Image Capture Devices) f重影像擷取裝置使用複數個影像擷取裝置以及複 數個亮度。多重影像練裝置係基於分缝長頻譜為窄頻 201226889 以及分配每一片段波 用多重影像摘取裝置方法系統蜀度。在利 裝置係與對應的亮度⑽來源;二，：=_取 學附件，例如空_、波器或特 =對應的光 卩古洚沾、士 e γ 了久丈师的/刀先鏡。例如，意 :: 制於使用水娘燈以及空間濾波器的：〇 nm之間，且暗區亮度係限制於使用雷射的650至 700nm之間。多重等j德神敌驻里士 至 Μ心你 置方法遭遇到的缺點，例如 車乂差的衫像品質以及設計缺乏彈性。較絲 於改變檢查晶圓的表面反射能力，結合使料=由 亮度。發生設計缺乏彈性係由於單—亮度波長的 需要晶圓偵測系統之整體光學步驟的重组。此节

像擷取裝置方法通Μ允許藉由單—影像梅㈣U 變波長擷取亮度而不需犧牲擷取影像的品質。 改 ⑵具有多重亮度的單-影像擷取裝置 Image Capture Device) D Single 單一影賴取裝置方法使用分段㈣長 長擷取多重亮度的單一影像擷取裝置。缺 a見頻波 動中，單-影像擷取裝置方法不可能同時地= 回應。換句話說’當晶圓在移動中，留一 儿又 早一衫像指員取裝詈方 法僅允許-亮度回應。為達成多重亮度回應，$ 動時，單-影像擷取裝置方法需要影像擷取，：：= 偵測系統的生產率。 八〜胃日日圓 利用使用的寬頻亮區以及暗區或者—般 以及使用多重影像擷取裝置之同時的、 T J躅立的、即時 7 201226889 (•thefly)的影像擷取之半導體晶__統並非目前 可使㈣相對地缺乏了解實際運用及其操作優 點。現存的半導體晶圓_ “係彻如稍早解釋的多重 影像娜裝置或者單-影像#|取裝置。利〇重影像掏取 裝置的設備斜使職頻亮度，且不致產餘錢影像品 質以及不可改變的㈣設定。換句魏，❹單-影像擷 取裳置經㈣設備減少“生鱗，輯常無法獲得即時 同時的多重亮度回應。 -種利m党度以及暗區亮度、具體已存在的半導 體ΘΒ圓光學偵測系統係揭露於美國專利第5,822,〇55號 (KLA1 )。揭露於KLA1之光學偵測系統的一實施例利用 如稍早解釋的多重影像擷取裝置。其使用多重照相機以操 取半導體晶圓分開的亮區以及暗區影像。擷取亮區以及暗 區影像係接著在用於偵測半導體晶圓上之瑕疵分開或者 起處理。此外，KLA1的光學偵測系統同時地擷取使用 凴區以及暗區亮度各自來源的亮區以及暗區影像。KLA1 達成使用用於亮區以及暗區影像擷取的亮度波長頻譜、窄 頻冗度來源以及空間濾波器片段之同時存在的影像擷 取。在KLA1光學系統中，照相機之一係用以接收使用窄 頻雷射以及空間濾波器的暗區影像。另一照相機係用以接 收使用梵區亮度以及具有特定塗層之分光鏡的剩餘波長 頻谱。由KLA1所揭露光學偵測系統的缺點包括其不適合 用於照相包含由於波長頻譜片段之表面反射巨大變化之 不同的半導體晶圓。照相機係各自地與亮度緊密結合，且 201226889 不具有結合超過一個可用亮度以增強特定晶圓型式的彈 性。此種類型之一係於其前端具有碳塗佈層，且其於特定 亮度角度顯示出較差的反射特性，例如單獨使用真區。其 需要結合亮區以及高角度暗區亮度以觀察特定瑕龜。據 此，KLA1的光學偵測系統需要用於執行多重摘測通道（多 重掃瞒’其轉而影響系統的生產率）的複數個光線或亮度 來源以及滤波器以擷取多重亮區以及暗區_ ^象。 另外具體存在的光學偵測糸統利用揭露於美國專利 第 6,826,298 號（AUGTECH1)以及美國專利第 6'，937,753 號（AUGTECH2)的亮區以及暗區影像。augtechi以 及AUGTECH2光學偵測系統的暗區影像利用低角度暗區 影像的複數個雷射’以及高角度暗區影像的光纖環光線°。 此外，AUGTECHI以及AUGTECH2的光學摘測系統使用 單一照相機感測器，並且屬於稍早解釋的單一影像擷取装 置方法。據此，在AUGTECHI以及AUGTECH2中偵測的 半導體晶圓係由亮區影像執行或由暗區影像執行或者透 過党區影像以及暗區影像的結合執行，其中當亮區影像或 暗區影像完成時，係執行另一者。AUGTECH1以及 AUGTECH2的偵測系統不具有同時、即時或者當晶圓在移 動時以及獨立的亮區以及暗區影像的能力。據此，每—半 導體晶圓的多重通道需要完成其偵測，導致較低的製造生 產率以及過度增加資源的使用。 此外’數個已存在的光學彳貞測系統利用相較於新取得 半導體晶圓影像的黃金影像或參考影像。推導產生的參考 201226889 影像通常需要擷取已知或手動選擇「好的」半導體晶圓的 數個影像，且接著應用統計公式或技術以推導出參考影 像。上述推導產生的缺點在手動選擇「好的」半導體晶圓 上係存在不準確或不一致。光學偵測系統使用此種參考影 像通常由於不準確或不一致的參考影像造成錯誤的丟棄 半導體晶圓。隨者半導體晶圓日益複雜的電路圖形，依賴 以推導參考影像手動選擇「好的」半導體晶圓係越來越不 符合由半導體偵測產業制訂的高品質標準。 推導黃金參考影像包含許多統計技術以及計算。大部 分的統計技術係為稀鬆平常且具有他們自己的優點。目前 可用設備之技藝的狀態係使用連同標準差的平均或中間 以計算黃金參考像素。此種方法在具有已知好的像素情況 下可運作良好；反之，任意瑕疵或雜訊像素可能干擾以及 影響參考像素的最終平均或中間值。其它方法係使用中位 數，且該方法已減少由於雜訊像素的干擾，但其大致上不 可能消除雜訊的影響。所有可用的設備嘗試應用不同種類 的統計技術減少錯誤，例如平均，中位數等等，但其不具 有任何特定或使用者友善序列以消除錯誤。此種特定序列 確實幫助消除可能影響最終參考像素值的像素。 美國專利第6,324,298號（AUGTECH3)揭露一種用 於建立使用於半導體晶圓偵測中之黃金參考或參考影像 的訓練方法。揭露於AUGTECH3的方法需要「已知好的 品質」或者 「無瑕疵」的晶圓。此種晶圓的選擇係手動 或使用者執行。統計公式或技術係接著應用於推導參考影 10 201226889 像。就其本身而論’「好的品質」晶圓的準確以及一致選 擇對於半導體偵測準確以及一致的品質係為重要的。再 者，AUGTECH3使用平均以及標準差計算參考影像的個 別像素，且任何瑕疵像素的存在將導致不準確參考像素。 瑕庇像素由於異物或其它瑕疲而發生，其可能混亂統計計 鼻並導致不準確的參考像素。熟知該技藝者可顯而易見 AUGTECH3的方法在半導體晶圓偵測中存在不準確、不一 致以及錯誤的可能性。 此外，揭露於AUGTECH3的光學偵測系統使用用以 照明半導體晶圓的閃光燈或頻閃燈泡（str〇be lamp )。熟知 該技藝者可了解不同的閃光燈或頻閃燈泡之間的不一致 可能由於眾多因素發生，包括溫度、差異、電子操控的不 一致以及不同的閃光燈或頻閃燈泡強度，但不限於此。此 種差異以及不一致係為與生俱來，即使是r好的」半導體 晶圓。假如系統沒有注意由於閃光燈造成的此種差異，此 種差異的存在可能影響黃金參考影像的品質。此外，亮度 強度以及均勻性在半導體晶圓表面之間的變化由於包括 曰曰圓、女裝以及光線反射能力在表面不同位置之平坦度的 因素，但不限於此。不考慮閃光強度的變化以及燈泡頻閃 的特性，當使用相較於半導體晶圓不同位置的擷取影像 時，產生於上述方式中的任何參考影像可能不可靠且不準 確。 在產品說明書中的變化，例如，用於品質偵測的半導 體晶圓尺寸、複雜度、表面反射能力以及標準係常見於半 11 201226889 導體產業。據此，半導體晶圓彳貞㈣統以及方法需要具備 在產品說明書t谓測此種變化的能力。然而，已存在的半 導體晶® mm方法通常在產品說明書中不具有 令人滿意的谓測此種變化的能力，特別是由半導體產業訂 定越來越高的品質標準。 例如，通常已存在的半導體晶圓偵測系統使用傳統的 光學組合件，包含❹助機、朗器、纽器、偏光板、 鏡子以及透鏡的元件，其具有固^:的空間位置。採用或移 除光子，.且5件的元件通常需要重新排列以及重新設計整 個光學組合件。據此’此種半導體晶圓谓測系統具有不可 改變的設計或組態’以及需要相對用於修改半導體晶圓偵 測系統的長交貨時間（lead_time)。此外，傳統光學組合件 =及用於_存在半導體晶圓的目標透鏡之間的距離通 常太短而不允許容㈣以暗區亮度的不同角度導入光纖 光學亮度。 具有許多其它已存在的半導體晶圓偵測系統以及方 法。然而，由於目前缺乏技術經驗以及操作技術，當晶圓 在移動時’已存在的半導體晶圓偵測系統無法同時利用用 於偵測的亮區以及暗區影像，同時仍然維持設計的彈性。 為節省資源、彈性、準確以及半導體晶圓的快速偵測，對 於半導體晶圓偵測系統以及方法亦有需求。特別是考慮到 半導體晶圓電路日益增加的複雜度以及半導體產業日益 增加的品質標準。 i 12 201226889 【發明内容】 目别係缺乏’當半導體晶 日日圓在移動時，可同時地利用 冗£ Μ及暗區影像以及猸 庙、目备姑、，獨立地用於執行偵測半導體晶圓 先及方法，同時提供彈性設計以及組態。此外， 亦需要+導體晶ΒΗ貞測系統其中的元件，例如照明器、 照相機、目標透鏡、濾、波器以及鏡子，具有彈性以及可調 整彼此相對的”位置。半導體晶圓的電路日純雜，以 及由半導體產業訂定越高的品質標準，半導體晶圓债測的 準確性以及一致性係日益關鍵。 本發明揭露提供-種用於偵測半導體元件之偵測設 備、裝置、系統、方法及/或處理，包括半導體晶圓、晶粒、 LED晶片以及太陽能晶圓，但不限於此。 根據本發明揭露第一態樣，其揭露之設備包括 一組照 明器，係用以提供亮度，由該組照明器供應的亮度指向對 應於偵測表面的一偵測位置。亮度於至少第一方向以及第 二方向反射離開表面。設備亦包括第一組反射器，係設置 以及用以接收在第一方向反射離開表面的亮度，並沿著第 一反射壳度行進路徑指向接收的亮度，以及第二組反射 器’係設置以及用以接收在第二方向反射離開表面的亮 度，以及沿著第二反射亮度行進路徑指向接收的亮度。此 外’設備包括一影像擷取裝置，係用以同時地接收沿著每 一第一以及第二反射亮度行進路徑行進的亮度，因而各別 提供第一回應以及第二回應。 根據本發明揭露第二態樣，揭露用於偵測表面的方 13 201226889 法。該方法包括指向亮度朝向對應於偵測表面的一偵測位 置’以及在至少一第一方向以及第二方向反射離開表面的 亮度。此外’方法包括指向各別沿著第一反射亮度行進路 徑以及第二反射亮度行進路徑，在第一方向以及第二方向 反射離開表面的亮度。再者，方法包括同時地接收沿著影 像擷取裝置之每一第一以及第二反射亮度行進路徑行進 的亮度’以產生各別對應第一以及第二反射亮度行進路徑 的第一以及第二回應。 根據本發明揭露第三態樣，揭露一光學系統，其包括 一組照明器，係用以提供亮度至對應偵測位置的表面，亮 度包含以表面的第一角度入射至表面之亮度的第一光 束，以及以不同於第一角度的表面第二角度入射至表面之 亮度的第二光束。光學系統亦包括一影像擷取裝置，係用 以同時地接收沿著影像擷取裝置之光學軸，反射離開表面 之亮度的第一以及第二光束。 根據本發明揭露第四態樣，係揭露一種方法，包括提 供凴度的第一光束至對應表面的偵測位置，亮度的第一光 束係以第一角度入射至表面，以及提供亮度的第二光束入 射至表面，免度的第二光束係以不同於第一角度的第二角 度入射至表面。此外，該方法包括反射離開表面之亮度的 第一以及第二光束，以及由影像擷取裝置同時地接收亮度 反射的第一以及第二光束。 【實施方式】 14 201226889 半導體元件的_，例如半導體晶圓及晶粒，在半導 體以牛的製造或加工中係為越來越關鍵的步驟。半導體晶 囡的電路曰益複雜，加上半導體晶圓的品質標準提高，已 導致增加對於改善半導體晶圓偵測系統及方法的需求。有 鑑於日益複雜的半導體晶圓電路以及由半導體產業製定 提高的品質標準，半導體晶圓偵測的準確性以及一致性係 日益關鍵。特別是’辨別可能存在於半導體晶圓上瑕疲的 準確性以及一致性係日益重要。 本發明揭露有關於用於偵測裝置的系統、設備、裝 置、方法、處理以及技術，例如用於定位至少一上述問題 的半導體元件。 為簡潔以及清楚的目的起見，本發_露實施例的敎 述係限於之後用於偵測半導體晶圓的系統、設備、裝置、 方法、處理以及技術。然而，其將由習知技藝者了解此並 未排除本發明揭露的其它應用，其基本原理普遍地揭露於 本發明揭露的各種實施例中，例如需要的操作、功能或效 月b特性。例如，由本發明揭露各種實施例所提供的系統、 设備、裝置、方法、處理以及技術可用於偵測其它半導體 兀件，包括半導體晶粒、LED晶片以及太陽能晶圓或裝 置，但並不限於此。 第1圖及第2圖顯示由本發明揭露特定實施例所提供 用於债測半導體晶圓12的範例系統1〇。第3圖至第8圖 顯示根據本發明揭露各種實施例系統10的各種態樣或元 件0 15 201226889 系統ίο亦可用於偵測其它形式的裝置或元件（例 如，半導體裝置或元件）。在許多實施例中，系統ι〇包 括光學偵測頭Η (如第3圖所示)、晶圓運輸台或晶圓夹 盤W (如第4圖所示）、機械晶圓操作裝置18 (如第5圖 所示）、晶®堆疊模組2G(如第6圖所示）或膜片純座， X Y置換盤22以及至少—組四個振動隔離台(如第1 圖以及第2圖所示）。 如第7圖及第8 gj所示，在各種實關中，光學偵測 Α άΊ -k£. ^ ,U- Ώ-η nr-i — .個、四個或多個照 三個、四個或多個 頭14包括一些照明器，例如二個、 明器，一些影像擷取裝置，例如二個 影像擷取裝置。 偵測處理通常包含由一或多個系統的影像擁取裝置 回應的擷取。在各種實施例中，回應可定義為操取亮度（例 如，，擷取光學訊號或擷取影像），其具有性質或運送對應 至或指示晶®絲板表φ之特定部位或 或三維⑽）態樣的資訊内容。此外，或者 為党度，其具有性質或資訊内容，其對應或表示為於此狀 況下，係由於亮度與表面部分互相影響的—部份表面的2〇 ，3D態樣。通常’回應包括或龍具有可驗決定或估 算部分晶圓之特定2D或3D特性的性質或資訊内容的亮度 或影像資料。 在許多實施例中，光學偵測頭14包括亮區照明器％ (亦稱為亮區亮度發射器）、低角度暗區照明@ 28 (亦稱 為暗區低角度亮度發射器）以及高角度暗區照明器3〇 (亦 201226889 稱為暗區高角度亮度發射器）。額外的暗區照明器可整合 至系統ίο中，例如取決於系統10的特殊功能。在各種實 細*例中低角度暗區照明器2 8以及高角度暗區照明器3 〇 可整合為單一暗區照明器，其可彈性設置。 亮區照明器26,亦稱為亮區亮度來源或亮區亮度發射 器，發射或提供亮區亮度或光線。亮區照明器26係為例 門光燈或者白光發射一極體。在本發明揭露的數個實 施例中，亮區照明器26提供具有大體上介於且包括3〇仳爪 以及lOOOnm波長的寬頻亮區亮度。然而，習知技藝者可 了解亮區亮度可具有兩種波長以及光學性質。 在本發明揭露的數個實施例中，亮區照明器26包括 於自亮區照明器26發射前，亮區亮度行經的第一光纖^未 圖示）。第—光纖作為用於導引亮區亮度行經方向的波 導。在本發明揭露的數個實施例中，第—光纖有利 直 區照明器26發射亮區亮度的方向。低角度暗區照明器^ 以^高角度暗區照明器3G亦可稱為暗區亮度發射° 區免度來源’以及發射或提供暗區亮度。 g 器係仔細地較準或設置致使直接傳送（或未9:照明 光線對應影像擷取裝置之最小的光線量H =至 暗區影像的影像線取裝置僅接收已藉由樣品辦錄 =開樣品表面的角度上反射)散射的亮度或二例 00 通常具有相較於凴區影像增強的影像對卜 亮度以及暗區亮度係為對比亮度的例子。 儿區 低角度暗區照明器28以及高角度暗區照明器邓係為 17 201226889 例如閃光燈或白光發射二極體。在本發明揭露的許多實施 例中，藉由每一低角度暗區照明器28以及高角度暗區照 明器30提供的暗區亮度係為大致上相似於亮區亮度的光 學性質。在一些實施例中，藉由每一低角度暗區照明器28 以及高角度暗區照明器30提供的暗區亮度係為具有大致 上介於且包括300nm至lOOOnm波長的寬頻暗區亮度。也 就是說系統10的亮區亮度以及暗區亮度兩者在本發明揭 露的數個實施例中係為寬頻亮度。此外，低角度暗區照明 器28以及高角度暗區照明器30提供不同波長或其它光學 性質的暗區亮度。 在許多實施例中，低角度暗區照明器28係以相較於 高角度暗區照明器30,設置於較低角度，放置於晶圓台 16上半導體晶圓12的水平面（或者設置於晶圓台16的水 平面）。 在一些實施例中，低角度暗區照明器28係以介於大 約放置於晶圓台16上之半導體晶圓12水平面的三及三十 度之間的角度設置，且高角度暗區照明器30係以介於大 約放置於晶圓台16上之半導體晶圓12水平面的三十及八 十五度之間的角度設置。上述角度可根據需求藉由調整每 一低角度暗區照明器28以及高角度暗區照明器30的位置 決定及改變，例如取決於系統10的功能或特性的。 在數個實施例中，低角度暗區照明器28以及高角度 暗區照明器30各別包括暗區亮度在發射之前經過的第二 以及第三光纖（未圖示）。第二以及第三光纖作為波導， 201226889 用以導引暗區亮度透過每一低角度暗區照明器28以及高 角度暗區照明器3〇的方向。此外，第二光纖有利於自低 角度暗區照明器28發射暗區亮度方向’以及第三光纖有 助於由高角度暗區照明器30指向發射的暗區亮度。藉由 每一免區照明器26、低角度暗區照明器28以及高角度暗 區照明器30供應的亮度可被控制，並可連續地供應或以 脈波供應。 在各種實施例中’亮區亮度以及暗區亮度的波長頻譜 增加晶圓12偵測以及瑕疯檢查的準確性。寬頻亮度能夠 識別具有各種表面反射能力之晶圓瑕庇形式的大範圍。此 外’在特定實施例中’亮區亮度以及暗區亮度（例如，低 角度暗區亮度以及高角度暗區亮度）的類似寬頻波長具有 執行獨立晶圓12反射特性之晶圓12偵測的能力。據此， 在特定實施例中，晶圓12上瑕'疵的檢查可能不會由於不 同的敏感度、反射能力或者由於不同亮度波長之晶圓12 的極性產生不想要的影響。 在本發明揭露的許多實施例中，各別由亮區照明器26 以及暗區照明器28，30供應的亮區亮度以及暗區亮度的 強度V根據晶圓12特性的需求選擇以及改變，例如晶圓 12的材料。此外，每一亮區亮度以及暗區亮度的強度可根 據加強晶圓12擷取的影像品質以及增強晶圓12的偵測選 擇以及改變。 如第7圖至第8圖所示’在各種實施例中，系統1〇 更包括第一影像擷取裝置32 (即第一照相機）以及第二影 19 201226889 像操取裝置34 (即第二照相機）。 在多數實施例中，每一第一影像擷取裝 厂影像擷取裝置34具有接收藉由 ：及第 區亮度以及藉由每一低角度暗區照明器二的亮 區照明器3G供應暗區亮度的能力 =角度暗 ⑽收或進入第一影像掏取裝置3^影像掏取裝 度係聚焦於用於擁取對應影像的第—$ b °°以及暗區亮 第二影像_取震置34接收或者旦4取平面。藉由 的亮區以及暗區亮度係聚焦於用於：’=像擷取裝置34 影像擷取平面。 、15對應影像的第二 第一影像擷取裝置32以及第_办& 單色或彩色影像。在許多實施例+〜掏取裝置34梅取 32獲得的單—或三個晶片彩色 ^用由影像擷取裝置 像的能力以及34增強瑕錢12彩色影 度。例如，擷取晶圓12彩色影像/ —準確性以及速 圓12上瑕㈣錯誤檢查，以 T幫助減少在晶 次其對應的錯誤丟棄。 在許多實施例中，光學偵測碩舌甭 取裝置32 —起使用的第一管狀 匕，、第一影像擷 36。此外，在多數實施例中，光^鏡或管狀透鏡組合件 影像擁取裝置34 -起使用的第碩14包括與第二 合件38。在錄實施例中，透鏡或管狀透鏡組 狀透鏡38共同使用共有的光學特性以=二J 狀透鏡36以及38僅為清楚說明 ：據此，管 鏡36以及第二管狀透鏡38。見已^為第—管狀透 20 201226889 在許多實施例中，光學偵測頭14，亦包括一些目標透 鏡4〇 (或目標透鏡組件4〇)，例如，四個目標透鏡扣。在 各種實施例中，目標透鏡4〇係共同地安裝於可旋轉安裝 座42上（如第3圖所示），其係可轉動的設置每一數量的 目標透鏡40於用則貞測設置晶w 12位置的仙位置上 (未圖示）。 在多數實施例中，每-數量的目標透鏡4〇可塑造並 =置以達成不同的放A倍率。此外，在許多實施例中，目 私透鏡40係為等焦距。在數個實施例中，每一數量的目 標透鏡40具有不同的預定放大倍率係數，例如五倍、十 倍、一十倍以及五十倍。在一些實施例中，每一數量的目 標透鏡40具有無窮的校正像差。然而，熟知該技藝者可 了解每-數置的目標透鏡4〇可以改變、重新設計或者重 新組態以達成不同的放大倍率以及效能。 在本心明揭路的許多實施例中，每一低角度暗區照明 器28以及高角度暗區照明器3〇包括聚焦工具或機械装 置，其^於‘向或聚焦朝向設置於偵測位置之晶圓12其 中的暗區7C度。在特定實施例中，介於低角度暗區照明器 28以及晶圓12水平面之間的角度’以及介於高角度暗區 照明器3G以及晶圓12水平面之間的角度可以瑕錄查的 增強準確性決定或調整。 。在本發明揭路的數個實施例中，每一低角度暗區照明 器28以及问角度暗區照明器3()具有相關於偵測位置的固 定空間位置。在本發明揭露的其它實施例中，每一低角度 21 201226889 暗區照明器28以及高角度暗區照明器3G的位置在系統 10的正⑦操作期間係隨著偵測位置而改變。 a如上所述，在許多實施例中，亮區亮度以及暗區亮度 可=焦或指向於偵測位置上以及根據設置於偵測位置上 ^曰圓12°聚焦或指向於偵測位置上的亮區亮度以及暗區 π度可照亮設置於偵測位置上的晶圓12或一部份晶圓 12 ° ^如第6圖所示’在各種實施例中，系統1G包括晶圓 堆：£ 20或ϋ座（filmframe)。在數個實施例中，晶圓堆疊 2曰〇包括夾住一些晶圓12的狹縫。在一些實施例中，每一 晶圓12係藉由機械晶圓操作裝置18 (顯示於第5圖中） 連續地載人或傳送至晶圓台16 (顯示於第4圖中）或晶圓 夹，上。可應用吸氣或真空於晶圓台16上以穩固晶圓12 曰圓〇 16上。在一些實施例中，晶圓台16包括應用真 空在預缝量的微小孔洞或隙縫上，以可靠且平坦的設置 f性磁帶（flexframetape)以及框架（兩者皆未圖示）至 晶圓台16上。在多數實施例中，晶圓台16係塑造、按規 格尺寸切割以及設計以操控介於且包括大約六英吋以及 t二英时直徑尺寸範圍的晶圓12。在特定實施例中，晶圓 口 16可塑造、按規格尺寸切割以及設計以操控不同尺寸 的晶圓12,例如小於大約六英时以及大於大約十二英忖的 晶圓12。 在許多實施例中，晶圓台16係耦合至χγ•置換盤22, 其有助於晶圓台16在\方向以及γ方向的位移，或者賦 22 201226889 予晶圓台16在X方向以及Y方向位移的能力。晶圓台16 的位移對應地移開放置於晶圓台16上的晶圓12。在許多 實施例中，晶圓台16的位移，以及因而造成放置於晶圓 台16上之晶圓12的位移係用於控制在偵測位置上晶圓 12的位置。ΧΥ-置換盤22亦可為已知的氣隙線性定位。 ΧΥ-置換盤22或氣隙線性定位有助於晶圓台16在X以及 Υ方向位移的高準確性，其具有自靜止的系統10至晶圓台 16傳送最小的震動影響，以及確保在偵測位置之晶圓12 的平滑以及準確設置，或其部分。 在多數實施例中，ΧΥ-置換盤22及/或晶圓台16係安 裝於阻尼器或振動隔離台24上（如第2圖所示）以吸收 施加於ΧΥ-置換盤22及/或晶圓台16上的衝擊或震動，並 確保ΧΥ-置換盤22及/或晶圓台16以及其它模組或附加安 裝於其上的平整度。 熟知該技藝者應可了解其它機械裝置或裝置耦合至 晶圓台16或與晶圓台16 —起使用，用以控制其位移，以 有助於在偵測位置晶圓12的高準確細微設置。 在本發明揭露的許多實施例中，當晶圓12在移動時， 係執行偵測晶圓12上可能瑕疵的晶圓12偵測。換句話 說，晶圓12影像的擷取，例如晶圓12的亮區影像以及暗 區影像，發生在晶圓12移開各個偵測位置。在本發明揭 露的一些實施例中，若使用者藉由可程式化組態圖表選擇 時，每個新的晶圓12可停止影像平均，以擷取高解析度 影像。 23 201226889 如先前所述，系統10包括第一管狀透鏡3 6以及第二 管狀透鏡38。在本發明揭露的數個實施例中，第一管狀透 鏡36係設置或配置於目標透鏡以及第一影像擷取裝置32 之間。在亮度進入第一影像擷取裝置32之前，亮度通過 第一管狀透鏡36。在本發明揭露的數個實施例中，第二管 狀透鏡38係設置於目標透鏡40以及第二影像擷取裝置34 之間。亮度在進入第二影像擷取裝置34之前通過第二管 狀透鏡38以及藉由鏡子或棱鏡47偏斜。 在許多實施例中，每一數量的目標透鏡40具有無限 的校正像差。據此，由目標透鏡40接收的亮度或光線因 而瞄準。因此，在許多實施例中，移動於目標透鏡40以 及每一第一管狀透鏡36及第二管狀透鏡38之間的亮度係 因而瞄準。移動於目標透鏡40以及每一第一管狀透鏡36 及第二管狀透鏡38之間瞄準的亮度係容易增強，且彈性 的各別設置每一第一影像擷取裝置32以及第二影像擷取 裝置34。當使用不同的目標透鏡40時，管狀透鏡36，38 的運用或使用亦消除了需要重新聚焦進入每一第一影像 擷取裝置32以及第二影像擷取裝置34的亮度。此外，亮 度的瞄準容易增加系統10額外光學元件或配件的採用以 及設置，特別是介於目標透鏡40以及每一第一管狀透鏡 36以及第二管狀透鏡38之間。在本發明揭露的大部分實 施例中，亮度的瞄準使得系統10額外光學元件或配件原 本的採用以及設置成為可能，特別是介於目標透鏡40以 及每一第一管狀透鏡36以及第二管狀透鏡38之間，而不 24 201226889 需用以重新組態其餘的系統ίο。此外，在數個實施例中， 上述排列相較於使用於已存在的設備中’幫助達成介於目 才示透鏡40以及晶圓12之間較長的工作距離。介於目標透 鏡40以及晶圓丨2之間較長的工作距離通常必須有效地使 用暗區免度。 熟知該技藝者因此可了解本發明揭露的系統10允許 系統10元件的彈性以及原本的設計以及重組。本發明揭 露的系統10容易增強系統10内或系統10外之光學元件 或配件的採用以及移除。 在許多實施例中’第一管狀透鏡36有助於瞄準亮度 至第一影像擷取平面上的聚焦。類似地，在許多實施例 中，第二管狀透鏡38有助於瞄準亮度至第二影像擷取平 面上的聚焦。在各種實施例中，設置第一管狀透鏡％使 得第D像擷取平面對應第一管狀透鏡％的第一焦距或 斜ί第二管狀透鏡38使得第二影像擷取平面 铲第二管狀透鏡38的第二焦距或距離。雖然，管狀透 同使用，/系也述為與本發明描述數個實施例的系統10 一 裝置可用於亮度的^者應了 了解另—種光學裝置或機械 以及其隨後聚;'至1’更特定而言’亮區以及暗區亮度 一影像掏取平面^在本發明揭露其它實施例中的第 在本發明揭露的:7像#|取平面。 32以及第二影像擷取裝，實施例：，第一影像擷取裝置 —影像撷取裝置32以 係沿著相鄰平行軸設置。第 、及第一影像擷取裝置34的空間位置 25 201226889 係決定用以減少由第—影像擷取裝置以及第二影像擷 取裝置34佔用的空間，使得系統1〇佔用微小的總面積（亦 即有效空間）。 在本發明揭露的數個實施例中，系統1〇更包括一些 分光鏡以及鏡子或反射表面。分光鏡以及鏡子或反射表面 係叹置用以指向以及重新指向每一低角度暗區照明器2 8 以及高角度暗區照明器3〇的亮區亮度以及暗區亮度。 右啟Ϊ本發明揭露的大部分實施例中，系統10更包括且 的中或f料庠（亦稱為後置處理器)(未圖示)、 連接心的(二為:理广元係電性 施例中像擷取裝£ 34。在本發明揭露的許多實 置34 “的影像影t取裝置32以及第二影像擷取裝 至CPU。 或者回應’係轉換為影像訊號並傳送 而言在=例中，CPU係可程式化處理資訊，更特定 查係自動地由系蛛10勃&例中’晶圓12上瑕庇的檢 行。在本發明揭露的二’且更特定而言，係由m；執 12的偵剩係自動的隸實施例中，藉由系統i晶圓 晶圓12的侦測係由CPU㈣。此外，檢查 在許多實施< "由^一手動輸入的協助。 至資料庫的資訊到中，CPU係為可程式化，用以儲存 此外’CPIM系為可程式化，用以分 26 201226889 查的瑕疵。此外，CPU係較佳 理的資訊，更特定而言，係為^ 用以儲存處 檢查於資料料。再者，關於^處㈣像以及瑕广此的 取影像的處理以及瑕錄查的細節係提供=像擷取、榻 熟知該技藝者應可了解，使用以上提。 區照明器26發射或供應的亮區亮度1 =敘述’由亮 暗區照明器28以及高歧暗區照明器 2 —低角度 暗區低角度或者DLA亮度，以及暗^各別稱為 度）發射的暗區亮度每—者跟度或者DHA亮 卜 儿度母者跟&不同的光線路徑或光學路 第10圖顯示根據本發關露的實施例，由亮區亮度 跟隨的具體第一光線路徑100之流程圖。 在第一光線路徑100的步驟102中，亮區亮度或 係由亮區照明ft 26供應。如先前所述，亮區亮度可自亮 區照明态26的第一光纖發射。第一光纖指向由亮區照明 器26發射的亮區亮度。在本發明揭露的數個實施例中， 亮區亮度通過三透鏡聚光器（condenser) 44。三透鏡聚光 器44係集中亮區亮度。 在步驟104中，亮區亮度係由第一反射表面或第一鏡 子反射。由第一反射表面反射的亮區亮度導向第一分光鏡 48。 在步驟106中，第一分光鏡48反射至少一部份其上 顯者的亮區党度。在本發明揭露的數個實施例中，第一分 光鏡48具有30:70的反射/傳輸（R/T)比例。熟知該技藝 27 201226889 者可了解第一分光鏡48的R/Τ比例可根據需要調整，用 以控制亮區亮度反射或因此傳送的強度或量。 由第一分光鏡48反射的亮區亮度係指向偵測位置。 更特定而言’由第一分光鏡48反射的亮區亮度係指向直 接設置於偵測位置上的目標透鏡40。在步驟108中，亮區 照明器26係由目標透鏡40聚焦於偵測位置上或設置於偵 測位置上的晶圓12。 亮區亮度由亮區照明器26供應並聚焦於偵測位置 上’照亮晶圓12，更特定而言，係照亮設置於偵測位置上 的部分晶圓12。在步驟11〇中’亮區亮度係藉由設置於偵 測位置上的晶圓12反射。 在步驟112中，由晶圓12反射的亮區亮度通過目標 透鏡40。如先前所述，目標透鏡4〇在本發明大部分實施 例中具有無限的校正像差。通過目標透鏡4〇的亮區亮度 係藉由目標透鏡40瞄準。亮區亮度放大倍率的度數經由 放大透鏡係相依於目標透鏡4〇的放大倍率係數。 通過目標透鏡40的亮區亮度係指向第一分光鏡48。 在步驟114中，亮區亮度穿透第一分光鏡48且一部份經 由第一分光鏡48傳送。在步驟114中，透過第一分光鏡 48傳送凴區亮度的程度係取決於第一分光鏡48的r/t比 例。透過第一分光鏡48傳送的亮區亮度朝向第二分光鏡 50前進。 在本發明揭露的數個實施例中，系統1〇的第二分光 鏡50係為具有預定R/τ比例的立方體分光鏡5〇。在本發 28 201226889 明揭露的-些實施例中，R/T比例係為5額。r/t比例可 根據需要改變。使用的立方體分光鏡5G係較佳的由於立 方體分光鏡5G分裂接收的亮度而成為二光學路徑。為此 目的’熟知該技藝者應可了解立方體分光鏡5G的组離以 及形狀將提供較佳的效能以及校準。由第二分光鏡5〇反 射或傳送亮度的程度係取決於第二分光鏡％ # r/t比 例在步驟116中，免區亮度穿透第二分光鏡5〇。穿透分 光鏡的亮區亮度係因此傳送或因而反射。 M 鏡％傳送的亮區亮度朝向第—影像擷 取▲置32別進。在步驟118中，亮區亮度在步驟12〇，進 ^第「影像擷取裝置32之前通過第—管狀透鏡％。第一 管狀透鏡36幫助聚細準亮區亮度至第—影像擷取裝置 32的第1像_平面上。亮區亮度聚焦至第—影像掏取 、面上*以藉由第—影像榻取裳置32擷取亮區影像。 訊號❸錢雜_換為影像 ,1、rwa: 專輸。傳輸的⑨區影像接著係成為至 J 一 CPU的處理以及儲存。 置3ΛΙ二Λ光鏡5G反射亮區亮度朝向第二影像擷取裝 笛Λ後在步驟122中，亮區亮度在步驟124中，進 管狀透鏡％幫助Hi「過第^狀透鏡I第二 上。聚隹至笫-旦：、、田準亮度至第二影像擷取平面 像擷取裝置34擷取亮區影像。…度了藉由第二影 29 201226889 由第二影像擷取平面擷取一 a骑取的冗區影像係轉換為影像 成唬。影像訊號係隨後傳送或 下載至CPU。傳輸影像訊號 至了輊式化控制窃亦稱為資料 係成為至少-CPU的處理以及H傳輸的亮區影像接著 第”圖根據本發明揭露的實:例，顯示由暗區高角 度(DHA)亮度跟隨的具體第二光線路徑之流程圖。 在乂驟202 t的第二光線路徑2〇〇，DHA亮度係由 高角度暗區照明器30供應。如先前所述’第二光纖幫助 指向由高角度暗區照明器3〇供應的DHA亮度。在本發明 揭露的數個實施例中’職亮度係直接地聚焦則貞測位 置而不需通過光學元件或配件，例如目標透鏡4〇。 在步驟204中’指向於偵測位置的DHA亮度係藉由 «又置於偵測位置上的晶圓12或部分晶圓12反射。在步驟 206中，自晶圓反射的DtIA亮度通過目標透鏡4〇。目標 透鏡40 ’其具有無限校正像差，瞄準通過在步驟2〇6中目 標透鏡40的DHA亮度。 通過目標透鏡40的DHA亮度係指向第一分光鏡48。 在步驟208中’DHA亮度穿透第一分光鏡48以及部分DHA 焭度係透過第一分光鏡48傳送。經過第一分光鏡48之 DHA亮度傳輸的程度係取決於第一分光鏡48的R/T比例。 透過第一分光鏡48傳送的DHA亮度係指向第二分光 鏡50。在步驟210中，DHA亮度係穿透第二分光鏡50。 穿透第二分光鏡50之DHA亮度的傳輸或反射係取決於第 二分光鏡50的R/T比例。 201226889 在步驟212中，读；丹楚-八、 係於步驟214巾，$③力％5()傳料DHA亮度 第-管狀诱二 第一影像操取農置32之前，通過 二第—f狀透鏡36幫助 又二，像擁取裝置32的第一影像擷取平面 隹 至第一衫像擷取平面上的 X…、 銥力，爭姓… 儿度具有擷取暗區影像的 力更特疋而言，藉由第一影像擷取裝置32 & 高角度（MA)影像。 裝置32摘取暗區 此外，DHA亮度係藉由第二分光鏡5〇反射。在步驟 216中，自第二分光鏡5G反射的ΜΑ亮度，在進入步驟 218中的第二影像擷取裝置34之前，通過第二管狀透鏡 38。第二管狀透鏡38幫助聚焦瞄準DHA亮度至第二影= 擷取裝置34的第二影像擷取平面上。聚焦至第二影像擷 取裝置34上的DHA亮度具有擷取暗區影像的能力，更特 定而5 ’係藉由第二影像擷取褒置34擷取暗區高角度 (DHA)影像。 第12圖顯示根據本發明揭露的實施例，跟隨暗區25 低角度（DLA)亮度之具體第三光線路徑250的流程圖。 在步驟252中的第三光線路徑200，DLA亮度係由低 角度暗區照明器28供應。第三光纖幫助指向由低角度暗 區照明器28供應的DLA亮度。在本發明揭露的數個實施 例中，DLA亮度係直接聚焦於偵測位置上而不需通過光學 元件或配件’例如目標透鏡4〇。 在步驟254中，指向於偵測位置的DLA亮度係藉由 設置於彳貞測位置上的晶圓12或部分晶圓12反射。在步驟 31 201226889 256中，自晶圓反射的DLA亮度通過目標透鏡4〇。目標 透鏡40’其具有無限的校正像差，聪準通過步驟256中目 標透鏡40的DLA亮度。 通過目標透鏡40的DLA亮度係指向第一分光鏡48。 在步驟258中，DLA亮度穿透第一分光鏡48以及部分dla 允度係透過第一分光鏡48傳送。透過第一分光鏡48傳輸 DLA亮度的程度係取決於第一分光鏡48的R/T比例。 透過第一分光鏡4 8傳送的D L A亮度係指向第二分光 鏡50。在步驟260中，DLA亮度穿透第二分光鏡％。穿 透第一分光鏡50之DLA亮度的傳輸或反射係取決於第二 为光鏡50的R/τ比例。 在步驟262巾，透過第二分光鏡5〇傳送的dla亮度 在進入步驟264中的第一影像擷取裝置32之前通過第一 f狀透鏡36。第-管狀透鏡36幫助聚㈣準心亮度至 第-影像擷取裝置32的第-影像_平面上 一影=一,亮度具有掏取暗區料』 = ’係藉由第—影像棟取裝置32彌取暗區 低角度（DLA )影像。 此外，DLA亮度係藉由第-八 260中，自第-⑼e 一刀先鏡50反射。在步驟 第二管狀透鏡38幫助聚焦-工狀透鏡38。 裝置从的第二影像擷取平面上^:度至第二軸取 面上的動亮度具有擷取 象的:至第：影像擷取平 和像的月b力，更特定而言， 32 201226889 藉由第二影像擷取裝置34擷取暗區低角度（DLA)影像。 熟知該技藝者自上述内容應可了解在本發明揭露的 數個實施例中，DHA亮度以及DLA亮度在由晶圓12反射 ^後跟隨相似的光線路徑。然而，DHA亮度的第二光線路 徑200以及DLA亮度的第三光線路徑25〇可各別地選擇 根據習知使用技術的需要改變。此外，在本發明揭露的一 些實施例中，穿透設置於偵測位置上之晶圓12的DHA亮 度以及DLA亮度的角度可根據用於增強瑕庇檢查的準確 性需要而調整。例如，在本發明揭露的一些實施例中，穿 透設置於摘測位置上之晶圓12的DHA亮度以及DM亮 度的角度可根據系統1〇的使用者希望檢查設置於债測位 置上晶圓12的形式或者晶圓瑕疵的形式調整。

由每一第一影像擷取裝置32以及第二影像擷取裝置 Μ擷取的腦影像以及DLA影像純佳地轉換為影像訊 號，其係隨後傳送或下載至㈣。傳輸影像訊號至CPU 傳輪的影像以及D“影像可根據 要接者成為至〉、—由咖處理的影像，並儲存CPU中。 、在本發明揭露的許多實施例中，第-影像_取裝置32 以及第二影像擷取裳置34具有彼此相對的預定空間位 置。目標透鏡40連同第一管狀透鏡％以及第二管狀透鏡 的使用有助於第1像#|取裝置32以 裝置34的空間設置。熟知該技藝者可了解其它 件或配件，例如鏡子，可用以指向亮區亮度、D Η A亮度以 及dla亮度以及有助於第一影像擷取裝置32以及二影 33 201226889 像擷取裝置34的空間設置。在本發明揭露的大部分實施 例中，第一影像擷取裝置32以及第二影像擷取裝置34的 空間位置係相對於偵測位置固定。第一影像擷取裝置32 以及第二影像擷取裝置34固定的空間位置幫助增強系統 10晶圓偵測的至少一準確性以及效率。例如，第一影像擷 取裝置32以及第二影像擷取裝置34相對於偵測位置的固 定空間位置較佳地減少通常與使用的行動影像擷取裝置 或照相機有關的校正失敗以及調整迴授失敗。 在本發明揭露的許多實施例中，系統10包括一些第 三照明器52，以下稱為薄線照明器52。 在一些實施例中，例如，如第13圖以及第27a圖所 示，系統10包括一薄線照明器52。在其它實施例中，例 如，如第27b以及27c圖所示，系統包括二薄線照明器52， 即第一薄線照明器52a以及第二薄線照明器52b。熟知該 技藝者可了解系統10可包括任意數量的薄線照明器52， 例如三個、四個、五個或更多個薄線照明器52，皆包含於 本發明揭露的範圍内。 薄線照明器52提供薄線亮度。在本發明揭露的數個 實施例中，薄線照明器52可為用於提供薄線雷射亮度的 雷射源。在本發明揭露的其它實施例中，薄線照明器52 可為提供寬頻薄線亮度的寬頻照明器。 由薄線照明器52供應或發射薄線亮度的波長可被控 制（例如，選擇及/或改變），例如根據檢查晶圓12的特性、 性質及/或分佈特徵。 34 201226889 在一些實施例中，其中系統10包括二或多個薄線照 明器52 (例如，第一薄線照明器52a以及第二薄線照明器 52b)，由薄線照明器52供應薄線亮度的波長可為相似的， 或大致上相似。然而，在其它實施例中，其中系統1〇包 括二或多個薄線照明器52(例如，第一薄線照明器52a以 及第二薄線照明器52b)’由薄線照明器52供應薄線亮度 的波長係彼此不同，或大致上不同的。 此外’在特定實施例中，其中系統包括二或多個 薄線照明器52 (例如，第一薄線照明器52a以及第二薄線 照明器52b)’由每一薄線照明器52供應薄線亮度的相對 強度可彼此相似或不同的。在各種實施例中，由每一薄線 照明器供應薄線亮度的相對強度可被控制（例如，可選擇 及/或改變），例如’根據檢查晶圓12的特性、性質及/或 分佈特徵。 在本發明揭露的許多實施例中，由薄線照明器供應或 發射的薄線亮度係指向或朝向偵測位置。 根據揭露的各種實施例，偵測位置可定義為晶圓、基 板^物件表面位置或指定地區，及/或日日日圓台位置此係二 目刖考慮在⑽處理期間用以榻取反射或重新指向真产 訊號。偵測位置可對應目前晶圓、基板或物件表_/_〇 (乂及可月b的Θ)位置;及/或目前的χ_γ(以及可能的 位置藉由運送晶圓、基板或其它物件的晶圓台16建立。 偵測位置可額外地或選擇地定義為目前考慮 圓掃猫移動路徑侦測的分散位置或空間座標（例如：： 35 201226889 θ)的特疋集，#中晶圓掃目皆移動路徑在偵測處理期 間，透過晶® 12移動或轉換（例如，經由有關即時偵 的連續移動）建立一序列空間位置。因此，摘測位置可定 ^為㈣位置（例如，由—組χ-υ-θ座標給^)，沿著 儿度相互作用於晶圓表面的晶圓掃瞄移動路徑擷取（例 如，由影像擷取裝置56擷取）。 薄線焭度係指向於預定角度的偵測位置，其可例如根 據系統10的功能決定以及改變。 在本發明揭露的數個實施例中，系統10包括至少一 組鏡子54 (亦稱為鏡子機構54或鏡子組合件54)，其係 配置且用以指向偵測位置的薄線亮度。在許多實施例中， 系統10包括一薄線照明器52，系統1〇對應地包括配置及 用以指向在偵測位置由薄線照明器52供應薄線亮度的一 組鏡子54。同樣地，在許多實施例中，其中系統1〇包括 夕重薄線照明器52，例如第一薄線照明器52a以及第二薄 線照明II 52b，如第27b圖所示，系統1()包括多組鏡子 54，例如第一組鏡子54a以及第二組鏡子5仆，係配置及 用以指向由薄線照明器52a，52b在偵測位置供應的薄線亮 度。 在多數實施例中，每一組鏡子54包括一些反射表面 或鏡子，其係組態、排列及/或配置以指向朝向偵測位置的 薄線冗度。彼此相對組態的每一鏡子可例如根據系統1〇 的功能或特性決定及改變。 在各種實施例中，該組鏡子54,例如第一組鏡子54a 36 201226889 以及第二組鏡子54b係以大致上對稱的組態配置或排列。 此外，該組鏡子54可以其它組態設置或排列，例如根據 系統10的功能或系統10佈置可用空間的尺寸。 在許多實施例中，系統10的光學偵測頭14包括第三 影像擷取裝置（以下稱為三維（3D)輪廓照相機56)。在 多數實施例中，3D輪廓照相機56接收由晶圓12反射的薄 線亮度10，更特定而言，接收設置於偵測位置上晶圓12 表面反射的薄線亮度10。 在一些實施例中，例如，如第27a圖及第27b圖所示， 系統10包括一組反射器84 (亦稱為反射組件或反射件）， 例如一組、二組、三組、四組或更多組的反射器84，用以 指向反射離開晶圓12表面，朝向3D輪廓照相機56的薄 線亮度。 在大部分實施例中，每一組反射器84係塑造、組態 及/或配置以指向反射離開晶圓12表面，朝向3D輪廓照 相機5 6的薄線亮度。 在數個實施例中，系統10的數組反射器84對應系統 10的若干薄線照明器52。據此，系統10包括二薄線照明 器52，例如第一以及第二薄線照明器52a，52b，系統10 亦包括二組反射器84,例如第一組反射器84a以及第二組 反射器84b。在其它實施例中，系統10的若干組反射器 84並無取決於系統10的若干薄線照明52。 在許多實施例中，每一組反射器84包括一些反射表 面鏡子，例如二個、三個、四個或更多個反射表面，其係 37 201226889 塑造、組態及/或配置用以指向薄線亮度朝向犯輪廓照相 機56。在各種實施例中，該組反射器84可包括棱鏡組合 件（未圖不）’其係塑造、組態及/或配置用以指向薄線亮 度朝向3D輪廓照相機56。棱鏡組合件可包括至少一光學 棱鏡’其餘態以純亮度，以及經由光學折射及/或色 散，沿著一或多個預期的光學行進路徑或方向（重 向此接收的亮度。 曰 在多數實施例中，每一組反射器84係配置以接收在 特定方向反射離開晶圓12表面的薄線亮度。例如，第一 組反射器84a可配置以接收在第一方向反射離開晶圓η 表面的薄線亮度，以及第二組反射器隱可配置以接收在 第二方向反射離開晶圓12表面的薄線亮度，其中第一方 向係不同於第二方向。在系統1G包括其它組反射器料的 實施例，該組反射器Μ可配置以接收在對應的若干方向 反射離開晶圓表面的亮度。 在各種實施例中，例如，如第27c圖所示，系統1〇 不包括用以指向反射及/或散射離開晶圓12表面，朝向3D 輪靡照相機56之薄線亮度的該組反射器84 (或反射組 件）此種冗度可藉由晶圓的表面反射或散射的典型方式 ，以下詳細描述。反射及/或散射離開晶圓12表面的薄^ 亮度係直接由3D輪廓照相機56擷取，其 態用以擷取該薄線亮度。 、° 或，、且 在本發明揭露的數個實施例中，光學偵測頭14更包 括目標透鏡或目標透鏡組合件（以下稱為3D輪廊目標透 38 201226889 鏡58)係與3D輪廓照相機56或3D影像擷取裝置一同使 用。在許多實施例中，反射離開晶圓12表面的薄線亮度 在進入3D輪廓照相機56之前通過3D輪廓目標透鏡58。 在許多實施例中，3D輪廓目標透鏡58具有無限的校正像 差。據此，通過3D輪廓目標透鏡58的薄線亮度係因而瞄 準。 在一些實施例中，光學偵測頭14更包括管狀透鏡 60,係與3D輪廓目標透鏡58以及3D輪廓照相機56 —同 使用。管狀透鏡60係塑造以及用以有助於或賦予聚焦瞄 準薄線亮度至3D輪廓照相機56的3D影像擷取平面上的 能力。 在各種實施例中，管狀透鏡60與3D輪廓目標透鏡 58以及3D輪廓照相機56 —同使用係有助於彈性設置以及 重組3D輪廓照相機56。此外，在特定實施例中，管狀透 鏡60與3D輪廓目標透鏡58以及3D輪廓照相機56 —同 使用能夠容易的引進介於3D輪廓目標透鏡58以及管狀透 鏡60之間額外的光學元件或配件。 在許多實施例中，薄線照明器52以及3D輪廓照相機 56係配合地操作，用以幫助3D輪廓掃瞄以及晶圓12的偵 測。換句話說，薄線照明器52以及3D輪廓照相機56係 一同使用，以獲得晶圓12表面3D特性（或地質）上的資 訊。 在本發明揭露的許多實施例中，薄線照明器52以及 3D輪廓照相機56係耦合至CPU (或處理單元），其幫助 39 201226889 協調或同步薄線照明器52以及3 在數個實施例中，自動犯輪廊掃目相機56的操作。 由系統10執行。自動3D輪靡掃聪以^曰圓12_係藉 由CPU控制。 及日日圓12偵測可藉 在本發明揭露的數個實施料 被查影像韻取裝置62。複 二:偵挪頭14包括 色照相機。在-些實施例中，複杳^裝置62係為例如彩 彩色影像。在其它實施射取裝置幻操取 早色影像。在各種實施例t，複查取裝置62梅取 晶圓12的複查影像，用以至少二#取褒置62 #|取 圓12上的瑕疵檢查。 5 分類以及複查晶 根據本發明揭露的實施例 明器64、複查暗區照明器66 =顯不複查亮區照 介於其間的亮度圖案。 —办像擷取裝置62以及 在本發_露_個實_巾 括或配戴複查亮區照明器6 先予_頭14更包 以提供各別的亮區亮度以及暗區亮^暗區照明器66，用 複查影像擷取裝置62 ^ 以及複查暗區照明器66職，查亮區照明器料 亮度以及暗區亮度，用以掏取晶圓12曰1 = ^的亮區 發明揭露的其它實施例中，複查 ^查衫像。在本 另一照明器供應的亮度，例如上述昭明^置62操取由 晶圓12的複查影像。複查影像擷取裝=之一，用以榻取 的高解析度影像。 裝置62可擷取晶圓12 201226889 第15圖根據本發明揭露的各種實施例，顯示跟隨由 複查免區照明器64供應之亮區亮度的具體第四個光線路 徑300流程圖。 在第四光線路徑3〇〇的步驟302中，亮區亮度係藉由 複查亮區照明器64供應❶由複查亮區照明器64供應的亮 區亮度係指向第一反射表面74。在步驟3〇4中，亮區亮度 係藉由第一反射表面74反射指向分光鏡68。在隨後的步 驟306中，穿透分光鏡68的亮區亮度係因此反射，並指 向偵測位置。由分光鏡68反射亮區亮度的程度係取決於 其R/T比例。 在步驟308中，亮區亮度係藉由設置於镇測位置上的 晶圓12或部分晶目12反射。反射的亮區亮度通過在步驟 310中的複查目標透鏡7G。在本發明揭露的大部分實施例 中’複查目標透鏡70具有無限的校正像差。據此，通過 步驟31G之複查目標透鏡7〇的亮區亮度係藉由複查目標 透鏡70瞄準。 古f步驟312中’亮區亮度穿透分光鏡68以及-部份 免區免度經由分光鏡68 ……-ΐ 通過分光鏡68亮區亮度的 域係取決於分光鏡68的阶比例。在步驟314中，哀 區免度接著在進入步驟316杳 儿 'S, 'Ά ^ ϋι —如像搁取裝置62之 二二:二2置:一 於複查影像的影像擷取平面上。聚焦 助於擷取步驟318 〜冢擷取平面上的亮區亮度有 τ的複查亮區影像。 201226889 介於複查目擗方^ 的亮區亮度有“ 7〇甘以及複查管狀透鏡72之_準 外，介於複查目標採用光學元件以及配件。此 的齐區其声於杜π兄70以及複查管狀透鏡72之間瞄準 性設置以及^地可根據複查影像擷取裝置62的需要彈 區昭日^器康本發明揭露的實施例顯示跟隨由複查暗 程圖。 、應暗區亮度之具體第五光線路徑35〇的流 滿志：第五光線路杈350的步驟352中，暗區亮度係藉由 二曰區照明1 66供應。在本發明揭露的數個實施例中， 測日^〜明11 66供應的暗區亮度係直接地聚焦於偵 明=置上。在本發明揭露的—些實施例中，由複查暗區照 器66供應的暗區亮度係以晶圓12水平面的預定角度指 二於偵測位置。預定角度較佳地係為高角度，並可根據使 用習知技術的需要調整。 曰在步驟354中，暗區亮度係藉由設置於偵測位置上的 曰曰圓12或部分晶圓12反射。反射的暗區亮度接著通過步 驟356中的複查目標透鏡7〇。通過步驟356中之複查目標 透鏡70的暗區亮度係藉由複查目標透鏡7〇瞄準。 在步驟358中，瞄準的暗區亮度穿透分光鏡以及一部 伤暗區党度透過分光鏡傳送。通過分光鏡68的暗區亮度 程度係取決於分光鏡68的R/T比例。在步驟360中，暗 區免度接著在進入步驟362的複查影像擷取裝置62之前 通過複查管狀透鏡72。第四管狀透鏡72聚焦瞄準的暗區 42 201226889 亮度於複查影像擷取裝置62的影像操取平面上。聚焦於 複查影像擷取裝置62之影像掏取平面上的暗區亮度有助 於操取V驟364的複查暗區影像。介於複查目標透鏡 狀透鏡72之間，晦準的每-亮區亮度以及暗 易增強系統10的設計以及組態。更特定而言， 每二鏡7G以及複查管狀透鏡72之間，瞎準的 二复及暗區亮度容易增強具有系統其它元 取。 、*查㈣影像以及複查暗區影像的榻 換為以及擷取的複查暗區影像係轉 理以及儲存或保存於；料：:擷取裝置62傳送至其可處 複查影像擷取裝置62的可程式化控制器。 ，置。複查影像掏取裝測位置的固定 減少通常與使用 的固疋空間位置較佳地 正損失以及調整回 /像擷取裝置或照相機相關的校 以及複查暗區影像品質。因而增強擷取的複查亮區影像 振動數個實施例中，_。更一 操作時’系統πΓ二定機構。當系統處於正常 上。在本發明揭露的數個隔離台24或穩定機構 動隔離台24,每實:例中’系統1〇包括四個振 離台24幫助支撐^於系統1〇不同的角落。振動隔 穩疋糸統1〇。在本發明揭露的-些 43 201226889 實施例中，每一振動隔離台24係為可壓縮結構或不銹鋼 罐（canister )，其吸收地板震動，因而作為預防傳輸地板 震動至系統10的緩衝器。藉由預防系統10不需要的震動 或物理移動，振動隔離台24幫助增強由每一第一影像擷 取裝置32、第二影像擷取裝置34、3D輪廓照相機56以及 複查照相機62擷取影像的品質，並因而改善晶圓12偵測 的品質。 第17圖根據本發明揭露的實施例，顯示用於偵測晶 圓12之具體方法或處理400的流程圖。在許多實施例中， 用於偵測晶圓12的處理400具有至少一檢查、分類以及 複查晶圓12上瑕疵的能力。 在本發明揭露的大部分實施例中，用於偵測晶圓12 的處理400係利用晶圓12的擷取影像相較於至少一偵測 的參考影像（亦稱為黃金參考）以分類以及複查晶圓12 上的瑕疵。為清楚起見，具體參考影像建立處理900的敘 述係於具體處理400的敘述之前提供。 具體參考影像建立處理900 第18圖顯示由本發明揭露特定實施例提供參考影像 建立處理900的流程圖。 在參考影像建立處理900的步驟902中，係載入在晶 圓12上包含預定數量參考區域的方法。在本發明揭露的 數個實施例中，該方法係藉由電腦軟體程式建立或推導。 此外，該方法係手動地建立。該方法可儲存於CPU的資料 庫中。此外，該方法可儲存於外部資料庫或記憶體空間。 44 201226889 每-預定參考區域表示晶圓12上的位置其係為未 知的品質。使用的多重參考區域幫助補償在晶_ η的不 同位置上或介於多重晶圓之間可能的表面變化。此種表面 變化包括，不同的平坦度以及亮度反射能力，但不限於 此。熟知該技藝者可了解預定數量的參考區域可表示^圓 12的整個表面面積。此外，預定數量的參考區域可表=多 重晶圓上的多重預定位置。 μ 在步驟904中，係選擇第一參考區域。在隨後的步驟 906中，預定數量（「η」）的影像係於選擇參考區域的第一 擷取位置擷取。更特定而言，η個影像係於選 域每-預定位置上擷取。選擇參相域之預定位置的㈣ 以及位置可根據需要改變，並有助於藉由至少一軟體程式 以及手動的輸入。 η個影像可根據f要使用至少—第―影㈣取裝置 32、第二影像擷取裝置34以及複查影像擷取裝置62擷 取。此外’ η個影像係使用不同的影像掏取裝置揭取。用 於擷取η個影像的亮度可根據需要改變，例如，亮區亮度、 DHA亮度以及DLA亮度其中之_或結合。用於擷取_ 影像之亮度的彩色以及強度可根據需要選擇以及改變。 在每-位置#1取的多重影像具有在_參考影 間，考慮使用亮度的、光學設定以及影像裝置以建立 參考影像的能力。由於在亮度條件之間的變化，參考 建立的此種方法最小化瑕庇檢查上不需要的影響或作 以及分類。此外…些選擇參考區域的影像可以每一特定 45 201226889 “在本發明揭露的大部分實施例中，於每 頻閃燈泡閃燦之亮度變化的正常化或補償。且閃爍或 在本發明揭露的數個實施例 存―資料庫，。在本發明:露二二象：”储 個影像係根據需要儲存於外部資料庫中或 = 中。在步驟908中，於步驟9Πίς w體二間 以及預弁h h 中榻取的11個影像係對齊

Qn .,地 在本發明揭露的數個實施例中，於步驟 中_取η個影像的次像素係為已 像之 =的註冊可使用已知的參考執行，包括使用2 =次 凸=或:何_配之-或多個晶心 凸塊或襯墊’但不限於此。 特一 2驟910中係計算每—n個影像的參考強度。更 —疋e，料算的參考區域每—駭 :圓=r:度。每1個影像參考強度的計算幫= ==夕重晶圓)不同的位置或區域上彩色變化的正 ★ ”員。此外’母一n個影像參考強度的計算可幫助 在晶圓12(或多重晶 補償其它表面變化。）不同的位置或區域上產生或 —步驟910產生计算的參考強度，對應n個影像之一的 參考強度。在步驟912中，係計算每—心影像每 彳素強度的些統§十資訊。統計資訊的數量包括，每一 個〜像之每像素平均、範圍、標準差以及最大以及最 小強度’但不限於此。 46 201226889 在本發明揭露的大部分實施例中，平均係為每一 n個 影像每一像素參考強度的幾何平均。幾何平均係為中間或 平均的形式，其表示一組數字或11個數字的集中趙勢或典 型值。該組數字係相乘’並接著獲得產生乘積的η次方根。 獲得的幾何平均公式如下所示： (fh)' ^/α，ι * α2 · · * 〇τ, 冲# 4何平均而非算數平均或中間值預防由每一 η個 〜像每像素叶算的平均強度避免過渡地被資料群組内 的極值所影響。

Ri)的r 係。十算η個影像每—像素絕對強度（以下稱為 κι)的範圍。較祛士 個影像每一德，11個影像每一像素的Ri係為介於η 、：前=::Γ、絕對強度之間的值。 域每一η個影像每中亦計算擷取的第4考區 大部分實施例中，p; t強度的標準差。在本發明揭露的 開其較佳平均係為:準差係為幾何標準差，其描述如何展 式如下所示：’、‘、、、幾何平均的一組數字。獲得的標準差公

⑴ 平均。’…丁，1 且數字{Ai A2, . . ·，An)的幾何 在步驟914中，柄 對應的資句 ㊄取的11個影像係暫時儲存，連同其 J月机’例如 曰曰® 12或第一參考區域上的位置。 201226889 在本發明揭露的大部分實施例中，在步驟912中計算的統 計資訊亦暫時的儲存於步驟914中。在本發明揭露的數個 實施例中，上述資料係儲存於CPU的資料庫中。在本發明 揭露的其它實施例中，上述資料如有需要係儲存於其它資 料庫或記憶體空間。 在步驟916中，係決定是否需要選擇參考區域的更多 影像。在本發明揭露的數個實施例中，步驟916係為軟體 控制以及自動執行。在本發明揭露的數個實施例中，步驟 916係由步驟910以及912獲得信賴的資訊執行。在本發 明揭露的其它實施例中，步驟916係使用習知的技術促動 或手動地控制。 若在步驟916中決定需要選擇的參考區域更多影像， 係重複步驟904到916。步驟904到916可根據需要重複 任意次數。當在步驟916中決定不需要第一參考區域的更 多影像時，係執行步驟918以決定是否需要重複步驟904 到916，預定數量之參考區域的下一個參考區域（以本發 明描述的目的而言，係為第二參考區域）。在本發明揭露 的數個實施例中，步驟918係為軟體控制並自動地執行。 此外，步驟918係較佳地使用至少一步驟910、912以及 916中獲得的資訊執行。在本發明揭露的其它實施例中， 步驟918係使用習知技術促動或手動地控制。 若在步驟918中決定需要擷取第二參考區域的影像， 亦即，若步驟904到916需要為了第二參考區域重複，係 產生重複步驟904到916的訊號。步驟904到918可根據 48 201226889 « 需要重複任意次數。在本發明揭露的數個實施例中，步驟 904到918的重複係為軟體控制並自動化。 當在步驟918中決定不需重複步驟904到918時，亦 即，不需要預定數量參考區域之下一個參考區域的影像， 黃金參考影像（以下稱為參考影像）接著計算於步驟中 920 中。 在本發明揭露的大部分實施例中，參考影像的計算係 為軟體控制，並透過一串程式指令執行。下列的步驟係為 用以計算參考影像執行的具體步驟。然而，熟知該技藝者 應可了解互補於下列步驟的額外步驟或技術可執行於參 考影像的計算中。 在步驟922中，係決定具有大於預定限度之參考強度 的像素。此外，具有大於預定範圍之強度像素範圍的像素 係取決於步驟922中。步驟922的預定限度以及範圍可以 軟體選擇及決定，或者手動地選擇及決定。在步驟924中， 係識別具有標準差大於預定值強度的像素。步驟924的預 定值可以軟體選擇及決定，或者手動地選擇及決定。在步 驟926中，先前儲存的影像，例如在步驟914中儲存的影 像，若具有參考強度超出預定值或範圍的像素在步驟922 到924期間識別時，係重新載入重複任意一或多個步驟904 至 924。 步驟922到926有助於包含特定像素強度之像素的影 像識別。在本發明揭露的數個實施例中，步驟922到926能 夠識別包含具有參考強度超出預定限度或範圍之像素的 49 201226889 影像識別，例如「不 驟922到926自參考影像計算消^別。更特定而言，步 幫助預防在參考影像的最铁々不需要的」像素，並 素影響。 、 象素值上「不需要的」像 「不需要的」影像係捨棄 的消除，因而預防以產生之參 有助於瑕疵資料或影像 或存在。在步驟928中，勺人=像的此種瑕疵資料影響 捨棄影像)内之像素的影;以及範圍（亦即未 在本發明揭露的大部分實施例、。 9〇〇導致下列影像資料的產生.'中，參考影像建立處理 (a)正常化每—統—影像之 ⑴每一統-影像之每—俊像素的強度平均 ⑷每—統一影 ^素強度的標準差 ⑷取決於步驟702中每大及最小強度 均參考強度 疋數置參考區域的平 步驟928的統—影像表示參考 數個實施例中，參考影像連同對應的 ^發明揭露的 存步驟928中。在本發明揭二:胃料係進一步儲 以及其對應的影像資料係儲存於cpu的中參 =露的其它實施例中，參考影像 = 較高速度或準確性執行。 吏传方法400以 50 201226889 ·- 在本發明揭露的數個實施例中，每一像素的平均強户 係正常化至255，以顯示及顯現參考影像。然而，熟知該 技藝者應可了解每一像素的平均強度可正常化至其它值 以顯示及顯現參考影像。 步驟904到928可以至少一第一影像擷取裝置32、第 二影像擷取裝置34以及複查照相機62重複用於擷取對應 影像數量之預定數量的次數。此外，步驟904到928可根 據需要以不同的亮度或亮度條件重複擷取影像，例如亮區 焭度、;DHA亮度、DLA亮度以及薄線亮度。重複步驟9〇4 至J 928可根據需要以多重亮度或亮度條件以及多重影像掏 取裝置建立參考影像。 如先前所述，用於晶圓12(或多重晶圓）多重參考區 域之參考影像的推導，以及以多重亮度條件幫助確保責任 以及而要的補償，用以在發光條件下，由於隨後地擷取的 影像造成品質的變化。例如，在晶圓12 (亦即晶圓12上 不同的位置）不同的參考區域上擷取的參考影像，較佳地 確保責任以及在晶圓12上不同位置彩色變化的補償。 在本發明揭露的數個實施例中，步驟9〇4到928較佳 地係藉由cpu執行以及控制。更特定而言，步驟9〇4到 928係為至少其中之—的執行以及藉由軟體程式控制。在 本發明揭露的數個實施例中，若有需要，至少一步驟9〇4 到928可手動地辅助。藉由具體參考影像建立處理觸建 立的參考影像係使用相較於隨後未知品質晶圓12揭取的 衫像’因而具有至少-檢查、分類以及複查晶圓12上瑕 51 201226889 疯的能力。 如先前所述，本發明揭露的各種實施例提供用於晶圓 12偵測的處理或方法400，因而至少一檢查、分類以及複 查瑕疵呈現於晶圓12上。 在處理400的第一處理部分402中，由系統10檢查 的晶圓12係載入至晶圓台16上。在本發明揭露的數個實 施例中，晶圓12係藉由機械晶圓操作裝置18自晶圓堆疊 20上取出，並傳輸至晶圓台16上。吸力或真空係應用至 晶圓台16上，以穩固晶圓12至晶圓台16上。 在本發明揭露的數個實施例中，晶圓12包括晶圓識 別號碼（ID number )或條碼。晶圓ID號碼或條碼係雕刻 或附加至晶圓12表面，更特定而言，係雕刻或附加至晶 圓12表面的周圍。晶圓ID號碼或條碼幫助識別晶圓12， 以及確保晶圓12係正確地或適當地載入至晶圓台16上。 在第二處理部分404中，係獲得載入至晶圓台16上 晶圓12的晶圓地圖。晶圓地圖可自可程式化控制器的資 料庫載入。此外，晶圓地圖可自外部資料庫或處理器重新 得到。此外，晶圓地圖可使用該技術領域中熟知該技藝的 方法或技術準備或取得載入的晶圓12至可移動支撐平台 上。 在第三處理部分406中，一或多個參考位置係擷取或 取決於晶圓地圖上，且至少一晶圓X，Y平移以及Θ旋 轉偏移係使用該技術領域中熟知該技藝的技術計算。 在隨後的處理部分408中，係計算或決定晶圓掃瞄移 52 201226889 =程以及複數個影像練位置。在步驟綱中獲得的晶 圓地圖較佳地有助於 _ 、曰 擷取位置的計算。在样彳=及錄個影像 掃_路徑的計算係取決:數個二實; ;。:=知參數包括旋轉偏移、晶圓尺寸、晶圓晶:: 圓間距、偵測面積、晶圓掃目苗速度以及解碼位置， ίΓ艮t此。每-複數個影像擷取位置係反射或對應操取 二，日日，12上的位置。‘在本發明揭露的大部分實施例 母魏個影像操取位置可根據需要使用該技術領域 熟知該技藝的技術改變。影_取位置的數量亦可根據 需要使用該技術領域中熟知該技藝的技術改變。 ^在本發明揭露的數個實施例中，處理部分404到408 係自動地藉㈣統1G執行，更特定而言，係藉由系統ι〇 的可程式化㈣H執行。在本發明揭露的—些實施例中， 處理部分4G4到的任何—部份可藉由其它處理器執行 或以其它處理器的辅助執行。 在第五處理部分410中，系統1〇的可程式化控制器 =定有效的適當黃金參考（以下稱為參考影像）。若參考 影像係為不可用的，參考影像係藉由如上所述的具體參考 影像在第六處理部分412中建立建立處理9〇〇。 在本發明揭露的大部分實施例中，參考影像係於執行 第七處理部分414中具體的二維（2D)晶圓掃猫處理4()() 之前獲得或建立。根據本發明揭露的各種實施例之具體二 維⑽）晶圓_處理5()()的處理流程圖係顯示於第19 53 201226889 圖中。 具體二維（2D)晶圓掃瞄處理500 第19圖根據本發明揭露的各種實施例，顯示具體二 維（2D)晶圓掃瞄處理5〇〇的處理流程圖。2D晶圓掃瞄 處理500藉由第一影像擷取裝置32以及第二影像擷取裝 置34賦予擷取亮區影像以及暗區影像的能力。 在2D晶圓掃瞄處理500的第一處理部分502中，係 暴露第—影像_取裝置32。在第二處理部分5G4中，係俾 =亮度。第一亮度係為例如由亮區照明器26供應的 冗區免度'由高角度暗區照明ϋ 30供應的DHA亮度或者 由低角度暗區照明器28供應的DLA亮度。在本發明揭露 :數個實施例中’在步驟5〇4中供應選擇的第一亮度係取 決於=度配置器（未圖示）。在本發明揭露的數個實施例 中’亮度配置器係為系统1G的元件，並電性耦合至系統 的…月态（28 ’ 30，52，64以及66)。在本發明揭露的 個實施例中’亮度配置器係為CPU的元件。 影像擷取農置32以及34可使用任何由亮區照明器 =、DHA照明器3〇以及齡照明器28所提供亮度的任 二Γ由影像梅取裝置32使用的第-亮度以及由影像 二的第二亮度可^合的例子係顯示於第 影像賴取裝置32«及第二^^财，若第— 相似的亮度，則_組_生產^置3 4 _大致上 最高生產率。 半可Mb為所有可能組態的 54 201226889 参 為了下列描述的目的’如第20圖中圖表所示的組態1 係藉由組態器選擇亮度。據此，第一亮度係為由亮區照明 器26供應的亮區亮度。 在本發明揭露的大部分實施例中，處理部分502以及 504係同時地執行。處理部分5〇2以及504的效能具有擷 取第一影像的能力，如第22a圖所示，藉由第一影像擷取 裝置32擷取第一影像。在第三處理部分506中，由第一 影像掘取裝置32榻取的第一影像係轉換為影像訊號’並 透過資料傳輸處理傳送至CPU ’且儲存於資料庫中或儲存 記憶體中。 在第四處理部分508中，係暴露第二影像擷取裝置 34。在第五處理部分51〇中，係供應第二亮度。連同第一 冗度，選擇的第二亮度係取決於在本發明揭露大部分實施 例中的亮度配置器。為本發明描述的目的，如第2〇圖圖 表中所示的組態1係藉由亮度組態器選擇。據此，第二亮 度係為由高角度暗區照明器30供應的DHA亮度。然而， 熟知該技藝者應可了解第—亮度以及第二亮度可根據需 要改變冗度，例如，根據顯示於第20圖圖表中不同的組 癌改變亮度。 在本發明揭露的大部分實施例中，處理部分508以及 係同時地執行。在本發明揭露的數個實施例中，處理 P刀5〇6係以串聯處理部分姻以及训的效能方式發 生、在許多實施例中’處理部分508以及510❾效能有助 於或職予娜第二影像的能力，如第22b圖中所示，藉由 55 201226889 „裝置34擷取第D像。 在第六處理部分512中 取的第K㈣轉換為影像 D #練裝置34掏 送至可程式化控制器，且較佳㈣f透過資料傳輪處理傳 億體中。 乂佳地儲存於資料庫中或儲存記 置 ' =第二亮度以及資料;;處 在蜂夕實施射，處理部分5 數擷取對應數組晶圓12的第_ 了重艘任意次 發明揭露的數個實施例中，處部第一影像。在本 沿著如在處理部分辦計物係較佳地 -複數個影像掘取位置重複路控，在每 二亮度擷取影像。 ' 一壳度以及第 如先前所述，每一第—爭榇 影像（或第二回應）可轉換_^第—回應）以及第二 』得換為影像訊號並傳 控制器在本且 儲存於資料庫中或储存記憶體中 在本4月揭路的數個實施例中，去曰 係執行每-處理部分地物。換句： 著;ΠΓ=移動時，係執行擷取第；= 二m盆t r技藝者將可了解晶圓12在處理部 刀502’ 504 (其在數個實施例中同 56 201226889 .於數個因素，包括沿著晶圓_移動路徑晶圓12位移的 速度以及對於任何處理部分5〇2到512其中之一需要的時 間，但不限於此。預定距離可根據需要控制以及改變，例 如藉由C P U匕制以及改變。預定距離的控制以及變化可為 至少一軟體或促動。 在許多實施例中’當第一影像係疊加至第二影像上或 相較於第二影像時，如上所述的晶圓12位移係導致預定 影像偏移的建立。 第22c圖顯示當晶圓12在移動時，由於掘取的第一 影像以及第二影像造成所*結合的第—騎以及第二影 像的影像鮮1定㈣像偏移取決純_素包括，沿 著晶圓掃猫移動路徑晶Η 12位移的速度以及對於任何處 理部分502到512其中之一需要的時間，但不限於此。預 定影像偏移的控制以及變化可為至少—軟體或促動。 在處理部分514中，係重新得到XY解碼值。在本發 明揭露的大部分實施例中，χγ解碼值係於每—處理部分 ==期，。在本發明揭露的大部分實施例中， ΧΥ解碼值表#者晶圓掃晦移動路徑晶圓 位移）°獲得的灯解碼值係用於計算在處理部分5f6中， =二：二1二影像(即第二影像相對於第-影像 的偏移）之間的衫像偏移（粗略偏移）。精 使用圖案匹配技術執行次像素影像校準計算^像偏移： 係由應用粗略的預定數學公式以及精密影^终的偏移 定數學公式可根據需要使用熟知該技藝者的獲得。預 57 201226889 執行於處理400之處理部分414中的2D晶圓掃胳處 理500產生晶圓12多重影像的擷取，在本發明揭露的大 部分實施例中，係沿著晶圓掃瞄移動路徑位於計算的影像 擷取位置。 在處理400的第八處理部分416中，具體的二維（2D) 影像處理程序600係於晶圓12上執行至少一識別或偵 測、分類、合併以及儲存瑕疵。 具體2D影像處理程序600 第23圖根據本發明揭露的實施例，顯示具體2D影像 處理程序600的處理流程圖。 在許多實施例中，根據本發明揭露實施例的2D影像 處理程序600有助於在2D晶圓掃瞄處理500中影像擷取 的處理。此外，2D影像處理程序600有助於在晶圓12上 至少一識別或偵測、分類、合併以及儲存瑕疵。 在2D影像處理程序600的第一處理部分6〇2令，第 一工作影像係選擇並載入至記憶體工作空間中。第一工作 影像係由2D晶圓掃瞄處理期間擷取以及儲存的若干第一 影像以及第二影像選擇。為本發明描述的目的起見，第一 工作影像表示在2D晶圓掃瞒處理500期間，由笛一忠 •Ur竹 田乐一衫像 擷取裝置32擷取的第一影像。 在第二處理部分604中，係執行第一工作影像的 素校準。在本發明揭露的數個實施例中，次像素校準係使 用一或多個樣版的圖案匹配技術執行。此種次像素校準係 使用二進制或灰度或幾何圖案匹配方法執行。—旦對齊，、 58 201226889 每一影像的參考強度係由如第三處理部分6 0 6所示的影像 中相關的一或多個預定區域計算。處理部分604以及606 可共同地稱為第一工作影像的預處理。其可快速地了解預 處理並不限於上述的處理部分。若有必要，額外的處理部 分或步驟可整合至預處理中。 在隨後的處理部分608中，係選擇第一黃金參考或參 考影像。在處理部分608中選擇的第一參考影像係對應或 匹配於第一工作影像。在本發明揭露的大部分實施例中， 第一參考影像係由資料庫或收集的黃金參考或由處理 400的處理部分412中具體參考建立處理900建立的參考 影像選擇。具體參考建立處理900係描述於上面細節並顯 示於第18圖中。 在第五處理部分610中，係計算第一工作影像每一像 素定量的資料值。在隨後的處理部分612中，第一工作影 像每一像素計算定量的資料值係參照預定臨界值連同相 乘或附加的因素。 在第七處理部分614中，第一工作影像係接著匹配或 估算相較於在處理第四部分608中選擇的第一參考影像。 第一工作影像與第一參考影像的匹配或估算有助於晶圓 12上瑕疵的檢查或識別。在本發明揭露的數個實施例中， CPU係為可程式化，用以有效的自動匹配於第一工作影像 以及第一參考影像之間。可程式化控制器執行一連串計算 指令或演算法，用以匹配第一工作影像與第一參考影像， 因而具有在晶圓12上瑕疵的檢查或識別的能力。 59 201226889 判斷存在的一或多個瑕疵係發生於2D影像處理程序 600的第八處理部分616中。若超過一個的瑕疵係於處理 部分616中檢查或識別，演算法可能基於面積、長度、寬 度、對比、緊密度、填充因素、邊緣強度其中之一或者全 部由最大到最小排序瑕疵。再者，演算法僅選擇那些符合 使用者訂定計算關注之瑕疯區域（defective region 〇f interest ’ DR0I)標準的瑕疵。若瑕疵（或超過一個瑕疲） 係於處理部分616檢查或識別’晶圓12上的DR0I係接著 於第九處理部分618中計算。 在本發明揭露的數個實施例中，DR0I係藉由CPU 在處理部分618中動態地計算。在本發明揭露的數個實施 例中，CPU係為可程式化（亦即，包括或實施一連串計算 指令或軟體），用以計算DR〇i。 在第十處理部分620中，係檢查第二工作影像對應的 DROI。更特定而言，第二工作影像係於犯晶圓掃瞒處理 4〇〇期間由第二影像擷取裝置34擷取第二影像。第二影 像（其係為第一影像對應的影像）的DR〇I，於執行第二 工作影像的次像素校準之後，在處理部分㈣巾檢查。在 本發明揭露的數個實施例中，第：工作影像之DR〇i的偵 測有助於在處理部分616中瑕疯檢查的確認。在本發明 露的數個實施例中’處理部分620有助於在處理部分6〇6 中瑕疵檢查的分類。 系統1〇處理第二工作影像的DROI取代處理整個影 像此外，在處理部分616中，若無發現瑕疵，處理或方 201226889 法600可能跳過處理部分618並往前處理。此將進一步減 少需要用於處理第二工作影像之資源或處理頻寬的量。其 可快速地了解智慧型處理序列係動態地基於先前步驟決 定。此將有助於改善每小時的系統10生產率或晶圓檢杳。 在處理部分622中’檢查的瑕藏’更特定而言，係儲 存瑕癍i的地點或位置及其分類。在本發明揭露的數個實施 例中，檢查的瑕疵以及位置及其分類，係儲存於Cpu的資 料庫中。在本發明揭露的其它實施例中，檢查的瑕庇，以 及位置及其分類’係儲存於其它資料庫或記憶體空間中。 處理部分602到622在2D晶圓掃瞄處理500期間， 可以任意次數重複或以迴圈處理影像擷取。在本發明揭露 的數個實施例中，在2D晶圓掃瞄處理500期間的每一影 像擷取係連續地載入至記憶體工作空間内，並有助可能存 在於晶圓12上瑕疯檢查的處理。處理部分602到622及 其重複，有助於至少一瑕疵的檢查、確認以及分類，其可 能沿著晶圓掃瞄移動路徑，於多重影像擷取位置存在於晶 圓12上。 在處理部分624中，由2D影像處理程序600檢查的 每一多重瑕疵以及位置及其分類，係為統一並儲存於本發 明揭露的數個實施例中之CPU的資料庫中。在本發明揭露 的其它實施例中，瑕痴以及位置及其分類，係統一以及儲 存於其它的資料庫或記憶體空間中。 在本發明揭露的大部分實施例中，2D影像處理程序 係為自動的處理。在本發明揭露的數個實施例中，Cpu係 201226889 為可程式化，用以或包括一連串計算指令或軟體程式，以 自動化地執行2D影像處理程序。在本發明揭露的一些實 施例中，若有需要，2D影像處理程序可有助於藉由至少一 手動的輸入。 方法400之步驟416的2D影像處理程序600的完成 產生瑕疵的統一以及儲存，以及使用亮區亮度、DHA亮度 以及DLA亮度檢查的位置及其分類。 在處理400隨後的處理部分418中，具體的三維（3D) 晶圓知目苗處理，例如第'3 D晶圓掃瞎處理7 0 0、第二晶圓 掃瞄處理750或第三晶圓掃瞄處理950係根據本發明揭露 的特定實施例執行。 在本發明揭露的數個實施例中，3D晶圓掃瞄處理 700，750，950具有擷取晶圓12之3D輪廓影像（或3D 影像）的能力，其有助於因其形成的晶圓12 (或用於獲得 3D特性或晶圓12地質上的資訊）3D輪廓。晶圓12係沿 著在任意一或多個多重影像擷取位置，用以擷取晶圓12 之3D影像，計算的晶圓掃瞒移動路徑移開，例如，沿著 如處理部分408中計算的晶圓掃瞎移動路徑。 在本發明揭露的許多實施例中，第一 3D晶圓掃瞄處 理700，第二3D晶圓掃瞄處理750，或第三3D晶圓掃瞄 處理950的選擇以及使用，在處理400的處理部分418中， 可取決於一些因素，例如，存在及/或若干組光學元件或裝 置可指向系統10 (例如，鏡子54及/或反射器84)、偵測 條件及/或晶圓特性、性質及/或分佈特徵的亮度。 62 201226889 第一 3D晶圓掃瞄處理7〇〇 。第24諫據本發明揭露的各種實施例，顯示第一犯 晶圓掃瞄處理700的處理流程圖。 在第一 3D晶圓掃晦處理谓的第一處理部分7〇2 中，薄線亮度係由薄線照明器52供應或發射。薄線亮度 可由-或多個薄線照明器52供應。在特.定實施例中，例 如，如。第2 7 a圖中所示具有的系統！ 〇 ’薄線亮度係由薄線 照明器5 2供應或發射。 在第二處理部分704中，薄線亮度係由該組鏡54指 向於偵測位置。如上所述，該組鏡子54可組態以及配置 以指向由薄線照明器52供應的薄線亮度至或朝向偵測位 置。在特定實施例中，該組鏡子54可控制的組態以及配 置，例如，建立、選擇及/或改變，薄線亮度係指向偵測位 置的角度。在典型的運用中（例如，對應至第27a圖），薄 線亮度可由-組鏡子54指向晶圓12的表面，使得薄線亮 度根據人射的預㈣度係垂直或除此料地人射於晶圓 的表面上。 ^若干組的鏡子54可取決於用以提供薄線亮度、薄線 凴度係指向或朝向偵測位置之方式及/或晶圓的表面上薄 線凴度入射預期角度之薄線照明器52的數量。 在隨後的處理部分706中，薄線亮度係藉由設置於偵 測位置上的晶圓12或一部份晶圓12反射。更特定而言， 薄線凴度係藉由設置於偵測位置上，晶圓12的表面或部 分的晶圓12反射。反射離開晶圓12的薄線亮度可使用一 63 201226889 些反射器84指向3D輪廓目標透鏡58。 在第一 3D晶圓掃瞄處理的第四處理部分708中，反 射離開晶圓12的薄線亮度係透過3D輪廓目標透鏡58傳 送，其具有無限校準的像差。據此，透過3D輪廓目標透 鏡58傳輸的薄線亮度在處理部分708中係瞄準薄線亮度。 在第五處理部分710中，瞄準的薄線亮度接著在進入 第六處理部分712中的3D輪廓照相機56之前通過管狀透 鏡60。 管狀透鏡60聚焦瞄準的薄線亮度至3D輪廓照相機 56的影像擷取平面。聚焦於3D影像擷取平面上的薄線亮 度具有擷取步驟714中晶圓12 (亦稱為第一回應）第一 3D輪廓影像的能力。 為本發明揭露的目的起見，3D輪廓影像或3D影像可 與包括、提供或傳送資訊的一個影像相關，或者與對應表 面或結構（例如，表面或結構的地質）3維（3D)特性的 訊號相關。此外，3D輪廓影像亦可稱為由3D輪廓照相機 56擷取的回應或光學回應。 在數個實施例中，介於3D輪廓目標透鏡58以及管狀 透鏡60之間薄線亮度的瞄準有助於在3D輪廓目標透鏡58 以及管狀透鏡60之間容易採用光學元件或配件，以及具 有3D輪廓照相機56彈性設置以及重組的能力。 在本發明揭露的數個實施例中，薄線亮度係藉由雷射 或寬頻光纖亮度來源供應。此外，薄線亮度係較佳地以特 定的角度指向偵測位置，例如，以定義相對設置晶圓12

64 201226889 水平面及/或晶圓台16水平面之相對垂直軸的角度指向偵 測位置。在本發明揭露的數個實施例中，薄線亮度指向或 朝向偵測位置的角度可根據需要使用熟知該技藝者的技 術改變。 熟知該技藝者應可了解薄線亮度的波長可選擇以及 改變，例如根據晶圓偵測需求選擇以及改變。例如，在本 發明揭露的數個實施例中，薄線亮度的波長係選擇用以增 強至少一瑕疵檢查、驗證以及分類的準確性。 第一 3D影像係轉換為影像訊號，並傳送至處理部分 716中的CPU。在隨後的處理部分718中，第一 3D影像 或其影像訊號，係由用於至少一 3D高度量測、共平面量 測以及偵測及/或分類晶圓12上瑕疵的CPU處理。 在本發明揭露的數個實施例中，處理部分702到718 可重複擷取對應3D影像數量的任意次數，並傳送擷取的 3D影像至CPU。處理部分702到718可沿著晶圓掃瞄移 動路徑或整個晶圓在選擇影像擷取位置執行。 在本發明揭露的數個實施例中，第一 3D晶圓掃瞄處 理700以檢查半導體晶圓的具體方法300增強準確性。在 本發明揭露的數個實施例中，第一 3D晶圓掃瞄處理700 藉由方法300增強瑕疵檢查的準確性。使用的3D晶圓掃 瞄處理700可有助於或具有決定例如共平面以及三維結構 高度的3D計量細節的能力，例如，個別晶粒以及整個晶 圓12的銲球、金的凸塊以及翹曲。 在本發明揭露的數個實施例中，處理部分702到718 65 201226889 及其重複的結果（例如，由3D影像處理獲得的結果 儲存於cPU的資料庫中。在本發明揭露的其它實施例中

處理部分702 $1! 718及其重複的結果（例如，由3D 處理獲得的結果）係根據需要儲存於其它資料庫 空間中。 ‘髖 第二3D晶圓掃瞄處理750 第25圖根據本發明揭露的特定實施例，顯示第二三 維（3D)晶圓掃瞄處理75〇的流程圖。 — 在許多實施例中，第二三維（犯）晶圓掃目苗處理75〇 糟由3D輪廢照相機56，有助於或具有同時擁取在至少二 不同的方向已反射離開晶圓12表面的薄線亮度，其 广不同的方向定義至少一部份不同的反射亮度行進路 I:二亮度行進路徑可定義為沿著亮度傳播及/或遠離 偵測位置的路徑或路線，作為與朝向或指向影像擷取裝置 (例如，輪廓照相機）56之晶圓表面地質（例如，妹 由反射或散射的方式）作用的結果。在數個實施例中，第工 一二維（3D)晶圓掃瞄處理可·、堡 u⑽w 選擇以及使用包括一組 , 、（亦即，至少-組反射器84或反射組件）李 統10。為簡潔及渣碚曰认如s 卞^系 曰门核^ 的起見’以下描述的第二三維（3D) 晶圓知目苗處理75〇得以勺紅-》 馳的系統10執行:據^ 、、且反射器或反射組件84a， 圓掃目苗處理750係有關於才乂下所述的第二三維（3D)晶 曰《1 ；在一不同的方向同時擷取反射離 ，曰SM2的薄線亮度，因而有助 之沁特性（例如，3D特徵）二回應（或 66 201226889 光學回應）或二圖像的能力。

在第二3D.晶圓掃瞎處理75〇的第一處理部分W 中，係由-或多個薄線照明器52 (或薄線亮度發射器）提 供、供應或發射薄線亮度。在一些實施例中，例如，如第 27a圖所不，薄線亮度係由一薄線照明器&供應。在其它 實施例中，薄線亮度係由至少二薄線照明器52供應了例 如’由如第27b圖所示的至少第一薄線照明器❿以及第 二薄線照明器52b供應。 在特定實施例中’薄線亮度的多重光束可指向晶圓 12的表面，例如，薄線亮度的第一光束以及薄線亮度的第 二光束可指向晶圓的表面。在例如第27b圖所示的實施例 中’第-薄線照明器52a可發射、輸出或提供薄線亮度的 第一光束，且第二薄線照明器52b可發射、輸出或提供薄 線免度的弟二光束。 在第一處理部分754中，由薄線照明器52供應的薄 線亮度係指向偵測位置。在數個實施例中，一組鏡子54 (或鏡子組件）係用以指向由薄線照明器52供應的薄線 亮度朝向偵測位置。 在第27a圖所示的實施例中，薄線亮度係沿著單一入 射亮度行進路徑指向偵測位置。入射亮度行進路徑可定義 為沿著壳度傳播及/或由薄線照明器52指向偵測位置的路 徑或路線。在例如第27a圖標示的典型運用中，單一組鏡 子54可有助於薄線亮度朝向或指向晶圓的方向，使得薄 線壳度以入射的預期角度（例如，大約相對於垂直晶圓表 67 201226889 面軸向的〇。）到達晶圓表面。 在第27b圖所不的實施例中，薄線亮度係沿著二不同 ，或有差異的人射亮度行進路徑指向彳貞測位置。更特別的 疋由第 > 薄線照明器52a提供薄線亮度的第一光束沿著 第-入射免度行進路徑前進至㈣位置，以及由第二薄線 照明器52b提供薄線亮度的第二光束沿著第二入射亮度行 進路徑前進至摘測位置。通常，在谓測位置，薄線亮度的 第-光束以及薄線亮度的第二光束係共同入射或重疊。第 -組鏡子54a可沿著第—人射亮度行進路徑指向薄線亮度 的第-光束，以及第二組鏡子54b可沿著第二入射亮度行 進路㈣向薄線亮度的第二光束。藉由第一組鏡子5如， 薄線儿度的第光束可以人射（例如，大約相對於垂直晶 圓表面軸向的0。）的第一角度到達晶圓表面；類似地，藉 由第二組鏡子54b，薄線亮度的第二光束可以不同於入射 第一角度的入射（例如，相對於前述垂直軸大約45。）第 一角度到達晶圓表面。 在些實知例中，若干組鏡子54對應若干薄線照明 器52。據此，在各種實施例中，第一組鏡子…係用以指 向由第一薄線照明器52a供應薄線亮度的第一光束，沿著 第一入射亮度行進路徑朝向偵測位置，以及第二組鏡子 54b用以指向由第二薄線照明器52fc>供應薄線亮度的第二 光束’沿著第二人射亮度行進路徑朝向制位置。 在第三處理部分756 t，薄線亮度係於偵測位置反射 離開晶圓12的表面地質。入射至晶圓12表面上的薄線亮 68 201226889 些不同的方向 度可在一些方向反射，更 反射。 更心而言’係於 薄線亮度反射__ 12表_ 或至少部分取決於侦測位置上 通书取決於， (例如，3〇特性）。例如，晶圓=二表面的地質特徵 地質變化可造成人射於晶圓12 幾何或 的反射。 、冗度在不同方向 反射:據】Π輪廊’例如晶圓12的3D或地質特性， 射i薄線亮度可在多重不同的方向散 一二Γ 先則免度反射離開晶圓表面的系統係僅由單 以，二二，取’在多重方向之薄線亮度的色散可使其難 :::因u表面輪_確量測、分析或測定。此係 通吊因為反射離開晶圓12表面之薄線亮度的色散可導致 不適田地減進入3D輪摩照相機56反射薄線亮度的量， 因而導致由3D輪廟照相機56擷取微暗影像（或粗劣回 應）。其通常難以自太暗影像取得準確量測或分析。有時， 反射離開晶圓12表面之薄線亮度的色散可導致不適當地 增加進入3D輪廓照相機56反射之薄線亮度的量，因而導 致由3D輪廓照相機56過渡明亮影像的擷取。其亦難以自 太冗衫像取得準確量測或分析。根據本發明揭露的態樣， 在多重不同方向自晶圓表面反射的亮度係沿著多重對應 (例如’預定或可選擇的）反射的亮度行進路徑指向3D 輪廓照相機56，使得3D輪廓照相機50可同時地擷取對 應計算之偵測位置的多重反射亮度回應。 69 201226889 在第四處理部分中，在至少二不同方向自晶圓12表 面反射的薄線亮度係沿著至少二不同的、相異的或可區別 的反射亮度行進路徑指向3D輪廓照相機56，其中每一反 射亮度行進路徑對應不同組的反射器84a，84b。在本發明 揭露的數個實施例中，系統1G包括至少二組反射器或至 少二反射組件84a，84b’係組態及配置以接收反射離開晶 圓12的薄線亮度。每一組反射器或每一反射組件8牦，8扑 係組態及配置以接收及/或重新指向在特定相異方向已反 射離開晶圓12的薄線亮度。 曰更特定而言，在各種實施例中，在第一方向反射離開 晶圓12表面的薄線亮度係接收以及重新指向沿著由第一 組反射器84a引導朝向或指向3D輪廓照相機％的第一反 射冗度行進路徑，以及由第二組反射器8仆接收在第二方 向反射離開晶D 12表面的薄線亮度’並沿著引導朝向或 指向3D輪靡照相機56的第二反射亮度行進路徑重新指 向0 —因此，第一組反射器84a係組態以及配置指向因而沿 著第-反射亮度行鱗#接收的薄線亮度，以及第二組反 射益84b係組態以及配置指向因而沿著第二反射亮度行進 路徑接收的薄線亮度。第—以及第二反射亮度行進路徑 (或光學反射行進路徑）包括分開以及彼此不同的部分 (例如，空間部分）。 雖然本發明揭露的特定實施例係有關於二組反射器 84或二組反射組件84a，8仆’其係用於在二不时向接收 201226889 反射離開晶圓12表面的薄線亮度，然而，其它數量的反 射器84，例如三組、四組或更多組反射器84可連同系統 10使用，以接收在對應方向之數量反射離開晶圓12表面 的薄線亮度。 在許多實施例中，至少部分的第一以及第二入射及/ 或反射亮度行進路徑係彼此為非平行（例如，發散或收 斂）。在多數實施例中，第一組反射器84a以及第二組反射 器84b係大致上以彼此相對的對稱方式組態或配置。 在多數實施例中，第五處理部分760包含透過目標透 鏡58或目標透鏡組合件58，沿著每一第一以及第二反射 亮度行進路徑行進的薄線亮度傳輸。目標透鏡58瞄準經 其傳送的薄線亮度。 在第六處理部分762中，瞄準的薄線亮度係透過管狀 透鏡60傳送。在第七處理部分764中，對應每一第一以 及第二反射亮度行進路徑的薄線亮度係進入3D輪廓照相 機56。如上所述，管狀透鏡60有助於或完成聚焦瞄準的 薄線亮度至3D輪廓照相機56的影像擷取平面上。在許多 實施例中，聚焦薄線亮度至3D輪廓照相機56的影像擷取 平面上具有擷取有關晶圓12之3D輪廓影像的二回應或二 圖像的能力。 有關在計算偵測位置之晶圓表面地質的3D輪廓影像 之二回應（或光學回應）或二圖像的擷取係發生於第八處 理部分766中。為本發明揭露的目的起見，二回應可稱為 第一回應以及第二回應，且3D輪廓影像之二圖像可稱為 71 201226889 及第二圖像。在各種實施例中， 回應可聚焦於3°輪_相機56的影像擷取 之曰圓==其彼此相鄰的空間。有關在目細位置 == 輪廓影像之第-回應或第-圖像係 用 =:二亮度行進路徑由行進的薄線亮度產生或使 面地質之t二度f生。在目前的偵測位置，有關晶圓表 -光卜舰：廓衫像的第二回應或第二圖像係由沿著第 二進的薄線亮度產生’或使用沿著第二光 子仃進路徑行進的薄線亮度產生。 ⑽回應以及第-回應可擷取作為包括影像資料的 ::組:_斗’影像資料係對應在每-第-以及第二方 Π括表面地質反射亮度的方式。在亮度入射 曰曰圓。’矣 第—光束以及薄線亮度的第二光束之 太*面上的項目中’混合的回應可包括對應在第一 ==12表面地質反射薄線亮度之第-光束的方 :反二’以及對應在第二方向中由晶圓12表面地 質=缚：亮度之第二光束的方式的影像資料。在一些實 :二線亮度的第一光束可於第-光學波長提供，以 ==的第二光束可於第二光學波長(例如，第一薄 可輸出具有不同於第二薄線照明請輸出 儿又）提供。在此種實施例，3p輪廓照相機56可 為^照相機以有助於第一以及第二回應的掘取、區別及 /或分析。 在系統1〇的其它實施例中，包括二組以上的反射器 72 201226889 可擷取有關晶圓12的二個以上之回應，或3D輪廓影像的 圖像。 在隨後的處理部分768中，回應，例如第一回應以及 第二回應，係傳送至CPU或處理單元（例如，作為單一組 影像資料）中。在下一個處理部分770中，回應，例如第 一回應以及第二回應，係由用於測定或獲得對應晶圓12 之3D特性或地質之資訊的CPU處理。CPU可使用第一以 及第二回應產生或測定混合回應，其中混合回應對應於單 一回應或影像，單一回應或影像係表示對應於第一以及第 二回應之彳貞測位置上，晶圓表面地質之特定3D特性。在 一些實施例中，在處理部分770中處理的回應有助於或具 有在晶圓12上至少一 3D高度量測、共平面量測、3D特 徵分析，及/或偵測及/或分類瑕疵。 在本發明揭露的數個實施例中，處理部分752到770 可重複擷取對應若干組第一以及第二回應的任意次數，並 傳送該組回應至CPU，用以獲得晶圓12之3D特性上或 地質的資訊。例如，處理部分752 - 770可沿著晶圓掃瞄 移動路徑重複每一偵測位置，晶圓掃瞄移動路徑係定義為 包括榻取以及分析對應晶圓表面地質之影像資料的多重 债測位置。 第三3D晶圓掃瞄處理950 第30圖根據本發明揭露的特定實施例，顯示第三三 維（3D )晶圓掃瞄處理950的流程圖。 當系統10忽略或排除（例如，由於系統設計固有的， 73 201226889 或由於可選擇系統組態選擇的）反射器，處理950可使用、 應用或選擇例如該組反射器84a ’ 84b，用以反射及/或重 新指向反射離開晶圓12表面的亮度。例如，在各種實施 例中，處理950可與第27c圖的系統1〇 —同使用、應用或 選擇不使用。 第一處理部分952包含指向薄線亮度的多重光束至或 朝向晶圓12表面的目標位置或區域。第一處理部分952可 包含自一些薄線照明器52提供或發射薄線亮度，例如， 包含至少一薄線照明器52，以及在數個實施例中，如第 27c圖中所示的至少二薄線照明器52 (亦即，第一薄線照 明器52a以及第二薄線照明器52b )。 在第二處理部分954中，由每一第一以及第二薄線照 月器52a ’ 52b發射的薄線亮度係指向偵測位置，更 言’係指向設置於娜置上的晶圓12，或一部二而 12 (例如，晶圓12上的目標位置或區域）上。 在—些實施例中，一組鏡子54 (例如，一或多個鏡子 54)可用以指向由一或多個薄線照明器52發射的薄線亮 度至或朝向設置於偵測位置上的晶圓12。使用的若干組= 子54可取決於或至少部分取決於用以提供或發射朝向晶 圓12之薄線亮度的薄線照明器52數量、及/或組態於既= 薄線照明H 52之_特定角度、晶圓12的表面或平面、 以及影像擷取裝置56 (例如，影像擷取裝置％光學軸）。 、少在數個實施例中，薄線照明器52a以及52b及/或— 或多組鏡子5 4係設置及/或組態使㈣線亮度係以相對於 201226889 晶圓12平面及/或影像擷取裝置56的光學轴特定角度指向 晶圓12。在特定實施例中，薄線照明器52a以及52b及/ 或至少一鏡子54可設置及/或組態，用以控制例如選擇及 /或變化薄線亮度的光束指向或朝向晶圓12的一組角度， 以及反射及/或散射由晶圓12至影像擷取裝置的光學軸或 朝向影像擷取裝置的光學轴行進薄線亮度之光束的一組 角度。 鏡面反射以及散射態樣中圖像的光學偵測 鏡面反射（此處亦稱為完全、全部、甚至全部或大致 上全反射）發生於當大致上或大約所有的薄線亮度以特定 入射的角度入射至高反射、鏡子形式或發光表面（例如， 具有鏡子形式拋光之晶圓12的部分或目標區域）時，以 具有相等於入射角度大小的反射角度由表面反射。更特定 的是，當提供的薄線亮度以一強度II以及相對於平面鏡子 形式表面或表面特徵之垂直軸的一角度αΐ穿透鏡子形式 表面時，反射的薄線亮度顯示等於或大約等於II的強度 12，且大致上所有的或主要的反射薄線亮度，以相對於垂 直轴的角度α2，沿著光學路徑遠離平面鏡子形式表面，其 中oil以及α2係為垂直軸的相對側，且αΐ以及α2的大小 係為相等或大約相等（亦即，相對於垂直軸以及角度大 小，α 1以及α2係為一致，亦即，（χ2相等於α 1 )。因此， 對於晶圓表面、表面特徵或結構，其完全反射沿著角度αΐ 的入射強度II之薄線亮度，反射的薄線亮度強度12至少 大約等於沿著α2等於αΐ之反射角度的II。 75 201226889 ^ Π錢自㈣歧射（此4亦麟料或不完全 線亮度入射至非鏡子形式表面(例如， =、_的、毛面的或非平滑表面及/或地質 :::二表面，其包括例⑽ 者一或多個光學行進路徑散射、擴散地反射 =新:向运離表面時，其中-或多個光學行進路徑係不 射至非鏡子形式表面的薄線亮度角度。亦即，既定 的散射亮度行料徑可排除反射或重新指向具有不等於 或大約等於缚線亮度入射角度大小的角度。因此，當提供 的薄線党度以強度11以及以相對於非鏡子形式表面或表 面特徵之垂直軸的角度α1穿透非鏡子形式表面時，薄線 亮度係沿著由位於垂直轴相對側的反射角度α2定義的光 學打進路徑反射，且反㈣度α2具有科或大約等於αΐ 即cx2等於_αι)的大小，且反射角度排除小於或大 致上小於II的強度12’係由於非鏡子形式表面係沿著不同 於αΐ的-或多個角度散射或者擴散人射薄線亮度。 根據本發明揭露的態樣中’薄線亮度的多重光束可同 時地指向或朝向晶圓12的目標位置或區域，使得⑷全 反射回應對應目標晶圓位置之入射薄線亮度的全反射；以 及（b)散射回應對應目標晶圓位置的散射、擴散或部分 反射可同時地產生於目標晶圓位置上，並同時地檢查或榻 取單-影像擷取裝置56的重疊回應。此種同時產生以及 ，取回應（例如，包括全反射回應以及散射回應的重 ©回應）入射薄線亮度的多重不同形式有助於或具有目標 76 201226889 晶圓位置的3D態樣更完整、更準確及 述或分析的能力。 —有政的特性描 在大部分實施例中，影像操取裝置％可設 於垂直轴的既定（例如，預定或可調整）亮度回庫角产 垂直軸係定義為相對於晶圓12 (或晶圓台ς ς ’ “结 姑 例如’可定義為相對於在薄線意 度的第-以及第二光束入射至晶圓平面 大約中點的晶圓12平面。亮度回應角 ^ 置或表面反射或散射的亮度角度，晶圓位置或表 度由於此種反射或散射由晶圓位置或表面離開或傳 ㈣:亮度心產薄線亮度的光束是否使用 應角度產生全反射回應或散射回應。 ㈣亮度的第-光束(例如， 鍉供）係以相對於晶圓平面之垂首 軸入射的第一角度指向或朝向晶圓12的平面，其令入射 二：的大小係匹配或等於亮度回應角度。根據目前考 之反射或散射㈣，若薄線亮度的 、系人射至具有鏡子形式拋光的晶圓位置上，薄線 =第一光束將沿著由亮度回應角度定義的光學路Ϊ :二且置％可擷取薄線亮度的全反射第 有二Γ 若薄線亮度的第-光束係入射於具 沿著亮：;角表:=圓位置上’第，的亮度將無* 應角度（亦即，其可能並非散射）全反射，且 77 201226889 影像榻取裝置56可鋪取料（其可為可忽略的部分） 薄線亮度擴散反射的第—光束作為第一回應。 在-些實施例中，至少一鏡子54可用以指向薄線亮 度的第《束至或朝向晶圓表面，例如，第一薄線照明器 52a係以空間為方向或設置以除了入射（例如，第一薄線 …、月器52a係、设置以沿著垂直軸發射薄線亮度的第一光 ^光^第W圖所示）第—角度的角度發射薄線亮度的第 除上述内容之外，同時供應薄線亮度的第一光束至或 朝向晶圓表面，至少一薄線亮度的第二光束（例如，由第 線照明器52b提供）可以入射相對於垂直轴的第二角 度心向至或朝向晶κ 12的平面，其巾人射第二角度的大 小係顯著地不同於亮度回應角度。根據目前考慮晶圓位置 的反射或散射性質’若薄線亮度的第二光束係人射至具有 鏡子，式拋光的晶圓位置上，薄線亮度的第二光束將沿著 除了免度回應角度以外的角度全反射，並且影像操取農置 ^可能擷取可忽略的部分或基本上沒有全反射的薄線亮 二之第二光束作為第m轉亮度的第二光束係入 二至具有非鏡子形式抛光的晶圓位置上薄線亮度的第二 ，束=散射或擴散地反射，且影像擷取裝置56可綠取沿 二由冗度回應角度定義的光學路徑散射或擴散地反射的 伤反射之薄線亮度的第二光束作為第二回應。 在典型的運用中，亮度回應角度可為大約45。，且入 射的第—角度可因此亦為大約45。。在此種運用中，介於

78 201226889 亮度回應角度以及入射第一角度之間的第一角度分離Θ1 可等於或大約等於9〇。。額外地’入射的第二角度可大約 為相對於垂直軸的〇。’亦即’薄線亮度的第二先束可沿著 垂直軸指向至晶圓12的平面。在此種運用中’介於亮度 回應角度以及入射第二角度之間的第二角度分離Θ2可等 於或大約等於45。。當薄線亮度的第二光束係入射至具有 鏡子形式表面的晶圓位置上時’薄線亮度的第二光束係為 沿著垂直袖返回的全反射。當薄線免度的第'一光束係入射 至具有非鏡子形式表面的晶圓位置上時’影像擷取裝置 56可沿著45。角度擷取散射或擴散地反射之薄綠亮度的部 分第二光束。 如上所述，亮度指向（或半導體元件）晶圓12特定 位置、部分或區域的表面特性或性質及/或分佈特徵，將影 響或測定此種亮度係由考慮的晶圓12位置、部分或區域 全反射或散射相對的可能性。通常’特定晶圓12 (或其它 半導體元件）的某種位置、區域或分佈特徵係較佳或更適 當地檢查作為偵測全反射亮度的結果，同時其它位置、區 域或分佈特徵係較佳或更適當地檢查作為偵測散射或把 散反射亮度的結果。 由銲球 例如’晶圓的表面上的鲜球可更準確地擷取藉 高度 擷取 露的 一光 散射的薄線免度檢查。相較之下’晶圓12的反射或 地反射平坦或平滑部分、區域或表面可更準確地藉由 全反射離開晶圓表面的薄線亮度檢查。根據本發明揭 態樣中’以不同角度（例如，藉由介於薄線亮度的第 79 201226889 束以及90°的亮度回應角度之間的第一角度分離Θ1，以及 介於薄線亮度的第二光束以及亮度回應角度之間45°的第 二角度分離Θ2)同時地指向薄線亮度至晶圓12的特定目 標位置或區域可產生對應目標位置同時擷取的全反射回 應以及散射回應。全反射回應以及散射回應可由影像擷取 裝置56同時地擷取作為包括全反射回應以及散射回應的 單一重疊回應。 為簡潔以及清楚的目的起見，處理950額外部分的下 列敘述係提供與上述定義的入射第一以及第二角度及/或 第一以及第二角度分離Θ1以及Θ2有關。然而，其將可了 解在本發明揭露的範圍内，薄線亮度可以其它角度指向晶 圓12，例如25°、30°、50°、60°或75°，使得全反射回應 以及散射回應可同時地產生作為重疊回應，且影像擷取裝 置56可擷取該重疊回應。 在本發明揭露的各種實施例中，由第一薄線照明器 52a供應或發射的薄線亮度係以相對於垂直軸的大約45° 指向晶圓12 (或晶圓12的平面），以下係稱為45°薄線亮 度。由第二薄線照明器52b供應或發射的薄線亮度係以相 對於垂直軸的大約0°指向晶圓12(或晶圓12的平面），以 下係稱為0°薄線亮度。 在第三處理部分956中，由每一第一以及第二薄線照 明器52a以及52b發射的薄線亮度係反射離開設置於偵測 位置上的晶圓12 (例如，作為全反射及/或散射的結果） 或一部份晶圓12。 201226889 在許多實施例中’散射或反射晶圓12的45。薄線亮度 以及0。薄線亮度可重疊以提供或產生重疊薄線亮度。重疊 的薄線亮度可包括或實施有關每一 45。薄線亮度以及0。 薄線亮度的一或多個性質、特性及/或好處或優點。據此， 重疊的薄線亮度可有助於或具有晶圓12偵測方式的能 力，該方式係表示晶圓位置在此種情況下是否對應高反射 或鏡子形式表面或非鏡子形式表面。 在第四處理部分958中，反射離開晶圓12的重疊薄 線亮度係透過3D輪廓目標透鏡58傳送’其具有無限像差 校準。據此，透過3D輪廓目標透鏡58傳輸的重疊薄線亮 度係瞄準重疊的薄線亮度。 在第五處理部分960中，透過管狀透鏡6〇瞄準重疊 的薄線亮度。如上所述，管狀透鏡60有助於或完成聚焦 瞒準重疊的薄線亮度至3D輪廓照相機56的影像擷取平面 上0 在第六處理部分962中，重疊的薄線亮度進入313輪 廊照相機56。在一些實施例中，3D輪廓照相機％係為單 色照相機。在其它實施例中，3D輪廓照相機56係為彩色 照相機’其具有接收、、區別、識別及/或分離不同波 長的薄線亮度。 / 第七處理部分964包含擷取第一 认#〜 輪廓衫像。為本 發明揭路的目的起見’ 3D輪摩影像戍m旦/ 八'衫像可稱為一個 影像，其包括、提供或傳送對應三維牲祕生 ,± ^ 、 将性表面或結構（例

如，表面或結構的地質）的資訊或訊於。Λ ^ ^ U?J 琬此外，3D輪廓影 201226889 像亦可稱為由3D輪廓照相機56擷取的回應或光學回應。 在第八處理部分966中，第一 3D輪廓影像係轉換為 影像訊號，並傳送至CPU。在第九處理部分968中，第一 3D輪廓影像或其影像訊號，係由用於晶圓12上至少一 3D 高度量測、共平面量測以及偵測及/或分類瑕疵的CPU處 理。 在本發明揭露的數個實施例中，處理部分952到968 可重複擷取對應3D影像數量的任意次數，並傳送擷取的 3D影像至CPU。處理部分952到968可沿著晶圓掃瞄移 動路徑執行選擇影像擷取位置，或沿著整個晶圓12的整 個晶圓掃瞒移動路徑執行。 根據本發明揭露的實施例，處理950可具有使用薄線 亮度同時地以45°以及0°指向晶圓12以偵測晶圓12 (及/ 或其它半導體元件）的能力。45°薄線亮度以及0°薄線亮 度可沿著亮度回應角度反射的結果重疊，以及因此同時由 影像擷取裝置56擷取。因此，在各種實施例中，處理900 具有同時地或大致上同時地偵測及/或分析不同形式之晶 圓的分佈特徵或特性的能力。 有鑑於由不同的薄線照明器發射薄線亮度之相對強 度的光學偵測 在本發明揭露的特定實施例中，45°薄線亮度以及0° 薄線亮度的相對強度可根據需求，例如選擇及/或改變的控 制，例如根據晶圓12的特性、性質及/或分佈特徵。 更特定的是，45°薄線亮度以及0°薄線亮度的相對強 82 201226889 度可獨立地控制，其係基於擷取或檢查相對於擷取或檢查 薄線亮度散射或擴散反射之光束強度的薄線亮度全反射 光束的強度獨立地控制。通常，對於具有大約相等強度之 薄線壳度的第一以及第二光束，全反射薄線亮度的第一光 束排除較高或相較於散射薄線亮度之第二光束的更高強 度。因此，全反射薄線亮度的第一光束可提升擷取或檢查 具有相較於散射薄線亮度的第二光束更大之大小的回應 訊號。 在特定實施例中，為大約平衡或調整相對於由散射薄 線亮度提升回應訊號之擷取強度，由全反射薄線亮度提升 回應訊號的榻取強度，由第一薄線照明器52a (亦即，45。 薄線焭度）發射薄線亮度的強度可減少相對於由第二薄線 照明益52b (亦即，0。薄線亮度）發射薄線亮度的強度。 例如，由第一薄線照明器52a (亦即，45。薄線亮度）發射 大約20%或30%強度的薄線亮度可使用相對於由第二薄線 照明器52b (亦即，0。薄線亮度）發射大約7〇%或8〇%薄 線亮度的強度。 由薄線照明器52a，52b供應或發射薄線亮度的相對 強度可控制，例如藉由CPU。在特定實施例中，由薄線照 明器52a，52b供應或發射薄線亮度的相對強度可以對應地 控制被控制，例如選擇及/或改變由影像擷取裝置56擷取 回應的最大及/或最小的大小。 雖然相對薄線亮度強度值的例子係提供於本發明的 揭露中，其將了解對應於第—以及第二薄線照明器❿， 83 201226889 52b ’其它相對的薄線亮度強度值亦可根據需求選擇、應 用或使用，例如根據晶圓12的特定性質、特性及/或分佈 特徵。 使用薄線梵度不同波長的態樣以及效果 在數個實施例中，特定系統10由不同薄線照明器52 供應或發射薄線亮度的波長係為相同或大致上相同。然 而在其匕實施例中，由系統10不同的薄線照明器W供 應或發射薄線亮度的波長係為不同或大致上不同的。八 在有關第27c圖系、統1〇，本發明揭露的特定實施例 中，由第一薄線照明器52a (例如，薄線亮度的第一光束） 發射薄線亮度的波長系不同於由第二薄線照明$奶（例 如’薄線亮度的第二光束）發射薄線亮度的波長。換句話 說，在特定實施财，45。薄線亮度的波長系不同於 線亮度的波長。 不:波長的薄線亮度可於反射及/或散射離開晶圓 後重疊，並同時地由影像擷取裝置56擷取。在許多 中由薄線照明器52發射薄線亮度的波長係 德5、’影像擷取農置56係為彩色照相機。彩色昭相 機可有助於或具有接收、擷取、區 波長之薄線亮度的能力。 ”峨識別不同 為當由不_線照· 52發射薄線亮度不㈣光束係 識別或^ 在重疊之後不f立即為不同的、個別地 ▲广在一些例子中，由不同薄線照明器 …寻線免度不同的光束係為相同波長，介於薄線亮度 84 201226889 不同的光束之間可具有串音（串音）、干擾或互動。據此， 由影像擷取裝置56擷取的回應可不利地影響。 然而，由不同的薄線照明器52 (例如，第一以及第二 薄線照明器52a，52b)供應或發射的薄線亮度係為不同的 波長時，串音可減輕或消除，以及由一薄線照明器（例如， 第一薄線照明器52a)發射的薄線亮度可藉由不同的薄線 照明器（例如，第二薄線照明器52b)發射的薄線亮度快 速地為不同的、個別地識別或分開的。 在大部分實施例中，介於由不同的薄線照明器發射薄 線亮度不同光束波長之間的差異至少大約為30nm，以減 少或消除串音，並因而具有加強薄線亮度之該不同光束的 準確性差異、識別及/或分離。 在特定實施例中，第一薄線照明器52a 45°薄線亮度 的波長係介於大約200nm以及750nm之間，例如300nm、 350nm、400nm、450nm、500nm、550nm 或 600 nm，以及 0°薄線亮度的波長係至少為大約3Onm，例如，大約5Onm、 75nm、lOOnm、150nm或200nm，不同於45。薄線亮度的 波長。 在其它實施例中，第一薄線照明器52a可輸出具有對 應彩色紅色中心波長的亮度，同時第二薄線照明器52b可 輸出具有對應彩色藍色或綠色中心波長的亮度。此外，第 一薄線照明器52a可各別輸出具有對應藍色或綠色中心波 長的亮度，以及第二薄線照明器可各別輸出具有對應綠色 或藍色中心波長的亮度。 85 201226889 =像擷^置56擷取祕亮度"Μ的實施例 !二:=地處理’藉由或㈣薄線亮度每-光束 產生可用的貝訊可個別地獲得、使用及/或儲疒 亮度的波長係不同於〇。心亮度的波 長了處理由影像擷取裝置（ 及〇。薄線亮度的擷取）^ 足45溥線亮度以 %^词取的回應以萃取 別與每一 45。薄線亮度以及 特別疋或唯一各 在本發明揭露的數個實施例 的貝訊 中間的及/或最後的結果及其重 2 ^分952到968 獲得的縣）雜麵CPU的胃似 $奶影像處理 的貝枓庫中。在本發明揭露的 其它實施例中，處理部分9 5 2到9 6 8的結果及其重複（例 如，由3D影像處理獲得的結果）係根據需要儲存於其它 資料庫或記憶體空間中。 第28a圖以及第28b圖說明薄線亮度於不同方向（因 此不同的光學行進路徑）由晶圓12的表面反射典塑的方 式’其中晶圓12的表面可引起不同或不相等強度的反射 薄線亮度。第⑽圖顯示沿著晶_ 12的位置，亦即，薄 線亮度反射離開晶圓12的Ρ1到Ρ9的位置，其中Ρ2到Ρ8 的位置係有關於晶圓丨2上的3D特徵。在一些實施例中， P2到P8位置的3D特徵包括或包含光學雜訊的瑕疯或來 源。 由晶圓12表=的反射，反射的薄線亮度（或薄線亮 度反射的光束）沁著夕重光學行進路徑由晶圓12表面離 開。 S6 201226889 第29圖描繪各別沿著第一以及第二光學行進路徑對 應之亮度移動的第一以及第二回應，其藉由3D輪廓照相 機56於P1到P9的每一位置產生。每一回應（或光學回 應）對應特定的薄線亮度強度、分佈、圖案及/或準位，其 係對應P1到P9的每一位置有關晶圓12表面輪廟或3D特 性或地質。 如先前所述，薄線亮度離開晶圓12表面的反射係取 決於晶圓12的3D特性或地質，例如，包含於晶圓12表 面上的結構、特徵、瑕疵及/或光學雜訊或散射來源的存在 及/或特性。 據此，在許多實施例中，第一回應以及第二回應的相 對輪廓在既定位置（例如，位置P1到P9)沿著晶圓12 的表面係取決於沿著晶圓12表面於該既定位置的3D特性 或地質。 如第29圖所示，在第一晶圓位置P1，沿著每一第一 以及第二光學行進路徑反射的薄線亮度係未被晶圓12表 面的3D特性或地質所影響。此係由於在位置1缺少晶圓 12表面的3D特徵。因此，在第一以及第二方向反射薄線 亮度的強度，以及據此各別沿著第一以及第二光學行進路 徑的行進係為相似或實質上相似。因此，在位置1離開晶 圓12表面之薄線亮度的反射引起相似的第一以及第二回 應。 然而，在沿著晶圓12表面的每一位置P2到P8，薄 線亮度離開晶圓12表面的反射係由於3D特徵的存在而影 87 201226889 例如，沿著晶圓12表面的位置P2，3D特徵的3D特 性或地質導致在第一方向薄線亮度的反射沒有效果，並因 此薄線亮度沿著第一光學行進路徑行進，但預防薄線亮度 沿著第二光學路徑（亦即，3D特徵阻斷第二光學路徑）行 進。此引起第一回應或第一光學回應，具有相較於第二回 應或第二光學回應較高的強度。如第29圖所示，在位置 P2，第二回應係位於最小或零強度準位類似的情況應用於 位置P3，3D特徵存在橫向的程度或全長（例如，寬度） 係帶於在位置P2。 在位置P4，薄線亮度係沿著每一第一以及第二光學 行進路徑反射，但該反射係由在位置P4，包含於3D特徵 中的瑕疵所影響。更特定而言，瑕疵造成薄線亮度相較於 第二方向，在第一方向較大的反射，因而導致第一回應或 第一光學回應，具有高於第二回應的強度。在各種實施例 中，第一以及第二回應的比較以及分析有助於識別及/或分 類存在於或包含於晶圓12表面的瑕疵。 在位置P5，薄線亮度在第一方向係為較弱的反射， 因而相較於第二方向沿著第一光學行進路徑，因此沿著第 二光學行進路徑。此造成第一回應相較於第二回應具有較 低的強度。第一以及第二回應在既定位置（例如，在P5 位置）之相對強度的比較以及分析可有助於識別及/或分類 存在於或包含於晶圓12表面的瑕疵。 如位置P6，其大約對應3D特徵的頂部或頂點，薄線 88 201226889 亮度係大約相等的在每一第一以及第二方向反射，並因此 沿者第一以及第二光學行進路徑。據此，第一以及第二回 應係大約等於或相同。 在每一位置7以及8 ’ 3D特徵的3D特性或地質在 第二方向產生薄線亮度的反射，並因此沿著第二光學行進 路佐，但預防薄線壳度在第一方向的反射，並因此沿著第 一光學行進路徑。結果，在位置P7以及p8，第二回應 或第二光學回應係為存在，同時第一回應或第一光學回應 係為最小或零強度。 最後，在位置P9，係以相似於位置ρι所述的方式， 在每一第—以及第二方向之薄線亮度的反射，因此沿著每 一第-以及第二光學行料彳i係未受影響。因此，在位置 P9的第一以及第二回應係為大約相同（例如，相同的強 三晶 在數個實施例中，第二3D晶圓掃目苗處理乃〇及 圓掃瞄處理950有助於咬且 一 力，並因此獲得至少二圖像1=取至少二回應的能 取裝置之晶圓12的3D特性^ ^ ' 輪廊照相機56。此外，在^數(^:频），例如冗 應’並因此獲得至少-3傻 “’，擷取的至少二回 匕獲付至一圖像，有關於晶圓 如，犯特徵）係同時地由 特性（例 在久㈣輪腐照相機56執行。 在各種實施例中，至φ _ 人、一回應或至少二圖像，可4士 .組成或一同使用（例如， 圍像I. 扣特性（例如3D特徵）=用^生晶圓U之 表現、圖像或影像。在數 89 201226889 個實施例中，至少二回應的組合或組成可加強產量，例如 更準確的晶圓12之3D特性（例如，3D特徵）影像。 擷取的至少二回應可改善晶圓3D剖面測勘（剖面測 勘）或偵測的準確性。例如，在各種實施例中，擷取的至 少二回應可增強可能存在於晶圓12表面辨別瑕疵的準確 性。 使用已存在或傳統晶圓偵測的方法，昂貴、龐大及/ 或複雜的系統或裝置設定包含使用擷取有關一般需要3D 特徵之多重回應或圖像的多重影像擷取裝置。其亦不可能 使用已存在的晶圓偵測系統以及方法，以一致性同時發生 影像擷取裝置的影像擷取或影像擷取裝置之曝光時間。通 常，介於連續不斷的影像擷取之間的輕微非同時性（non-同步）可能導致不需要或不適當反射的擷取，因此擷取 不適當或不準確的影像。此外，由於晶圓一般不一致的3D 輪廓，亮度係為不一致或不均勻地反射離開該晶圓的表 面，以傳輸至影像擷取裝置，並由影像擷取裝置擷取。由 於晶圓表面上結構以及幾何變化造成的亮度色散，當僅使 用單一圖像或光學回應時，通常導致晶圓偵測中的不準 雄。 在本發明揭露的許多實施例中，系統10致使在多重 不同方向反射離開晶圓12表面的亮度同時地由3D輪廓照 相機56或3D影像擷取裝置56擷取。例如，在各種實施 例中，系統10致使在至少第一方向以及第二方向反射離 開晶圓12表面的亮度同時地由3D輪廓照相機56或3D影 90 201226889 像擷取裝置56擷取，其中第一以及第二方向係為至少一 發散的以及非平行的。此有助於或使得多重光學回應或影 像（亦稱為圖像）於沿著晶圓12表面之每一位置的擷取 或生產成為可能。據此，本發明揭露的許多實施例提供用 以改善晶圓12之3D剖面測勘的準確性，並因此加強晶圓 12的彳貞測，例如增加瑕癍i檢查的準確性。 單一影像擷取裝置的使用，更特定而言，3D影像擷 取裝置56的使用，亦有助於或完成加強系統10的成本及 /或空間效率。再者，在各種實施例中，單一目標透鏡58 以及單一管狀透鏡60的使用幫助增加有關晶圓12偵測或 影像擷取的校正容易、速度以及準確性。 相似或類似於上述有關2D晶圓掃猫或偵測處理的方 式，介於目標透鏡58以及管狀透鏡60之間的亮度瞄準可 增加採用額外光學元件至系統10的容易度，例如介於目 標透鏡58以及管狀透鏡60之間，而不需大致上重新組態 或重新排列系統10已存在的元件。 在完成第一、第二或第三3D晶圓掃瞄處理700,750, 950之後，藉由執行處理部分416以及418獲得晶圓12上 的檢查瑕疵以及位置及其分類可因此統一。統一的瑕疵、 位置及其分類有助於在處理部分420中複查掃瞄移動路徑 的計算。在本發明揭露的數個實施例中，複查掃瞄移動路 徑係基於沿著晶圓掃瞄移動路徑，晶圓12上瑕疵檢查的 位置計算。此外，沿著複查掃瞄移動路徑的瑕疵影像擷取 位置係計算或取決於處理部分420中。在本發明揭露的大 91 201226889 部分實施例中，瑕疵影像擷取位置係對應在處理部分416 以及418期間，瑕疵檢查（亦即晶圓12的DROI)之晶圓 12的位置。 具體方法400的處理部分422中，根據本發明揭露的 實施例係執行具體複查處理800。複查處理800具有在處 理部分416以及418中，瑕疵檢查之複查的能力。在本發 明揭露的大部分實施例中，複查處理800透過至少一第一 模式800a、第二模式800b以及第三模式800c發生。 具體複查處理800 第26圖根據本發明揭露的實施例，顯示具體複查處 理800的處理流程圖。 在本發明揭露的大部分實施例中，複查處理800包括 三個複查模式，命名為第一模式800a、第二模式800b以 及第三模式800c。在步驟802中，係選擇複查模式（亦即 第一模式800a、第二模式800b以及第三模式800c其中之 一）。 複查處理800的第一模式800a 複查處理800第一模式800a的步驟804中，在方法 400的步驟416中執行的2D影像處理程序600期間，檢查 到所有瑕疵的第一影像以及第二影像係統一並儲存。 在步驟806中，晶圓12上檢查到瑕疵之統一以及儲 存的第一影像以及第二影像係上傳或傳輸至用以離線複 查的外部儲存器或伺服器。 在步驟808中，係下載晶圓12 (亦即，目前晶圓台 92 201226889 16上的晶圓12)，以 曰 ^ 90 ^ 弟一日日圓係藉由機器爭臂由晶圓堆 二 晶圓台16上。在步驟㈣，每-步驟謝 到808係以第二晶圓重複。 晶20步日驟81G係連續地重複任意次數，根據晶圓堆 =:圓的數量。步驟m到8ι〇的重複造成以晶圓堆 的母一晶圓獲得第-影像以及第二影像的統-以及 外；儲:及上傳第—影像以及第二影像至用以離線複查的 8 〇:!器或祠服器。熟知該技藝者應可了解第-模式 入得步驟謝_ 81〇具有自動的效能，而不需使用者 響生產。此方法允許連續的生產，同時使用者 可，仃儲切像雜線複查。此方法增加祕1G利用性 以及生產率。 複查處理800的第二模式8〇〇b 、卜^複查處理8〇〇第二模式8〇〇b的步驟820中，一些 復查〜像係於如步驟42Q中計算的每—瑕疯影像操取位置 上擷取。在本發明揭露的數個實施例中，複查亮區影像以 及複查暗區影像係於如步驟物中使用如第Μ圖所示的 複查影像擷取裝置62計算的每一瑕疵影像擷取位置擷 取。換句話說，使用亮區照明器64的複查亮區影像以及 使用暗區照明器66的複查暗區影像係由步驟416的2β 影像處理程序600檢查的每一瑕疵擷取。每一數量的複杳 景々像係由複查影像擷取裝置62揭取。在本發明揭露的數 個實施例中，每一數量的複查影像係為彩色的影像。 熟知該技藝者將可了解提供揭露的本發明内容，用以 93 201226889 個別揭取亮區複查料以及暗區複查影像之亮區亮度以 及暗區亮度的強度可根據 需要決定以及改變。例如，用以 擷取複查影像數量的亮度強度可基於晶圓瑕龜的形式，系 統10的使用者希望複查或基於晶圓12的材料選擇。其亦 可能使用由使用者設定亮區以及暗區亮度的各種組ς以 及各種強度準位擷取多重複查影像。 在步驟822中，在如步驟420中計算的每一瑕疵影像 擷取位置擷取複查影像的數量係為統一以及儲存。在每— ，窥影像擷取位置擷取的統―以及儲存的複查影像係接 =傳至步驟824中’用以離線複查的外部儲存器或飼服 在步驟826中，晶圓12 (亦即目前晶圓台16上的晶 θ )係下載，且苐一晶圓係藉由機械晶圓操作裝置U 自曰曰圓堆疊20載入至晶圓台16上。在步驟828中，每一 ^驟402到422係以第二晶圓重複。於第二晶圓上瑕症核 :之統一以及儲存的第一影像以及第二影像係上载至 4错存器或伺服器。 卜 複查處理800的第二模式800b中，步驟82〇到防 根據晶1]堆疊2G的晶圓數量重複任意次數。重複 以咖到828產生以晶圓堆疊2〇之每一晶圓獲得的統— 儲存的絲亮區複查影像以及暗區複查影像，並上 服器影像以及第二影像至用於離線複查外部儲存器或伺 影像 此方法允許連續的生產，同時使用者可執行儲存 201226889 的離線複查。此方法允許以用於離線複查亮度的各種組合 擷取每一瑕疵的多重影像，而不需影響機械利用性以及改 善生產率。 複查處理800的第三模式800c 在本發明揭露的大部分實施例中，複查處理800的第 三模式800c係由手動的輸入初始化，更特定而言，係由使 用者輸入或命令。在步驟840中，使用者以第一瑕疵影像 擷取位置擷取第一複查亮區影像以及第一複查暗區影 像。在步驟842中，使用者手動地檢查或複查擷取的第一 複查亮區影像以及第一複查暗區影像。在本發明揭露的數 個實施例中，第一複查亮區影像以及第一複查暗區影像係 顯示在用以有助於藉由使用者視覺偵測的螢幕上或監視 器上。使用者可使用亮區以及暗區照明器，以不同的亮度 組合觀看瑕疵。 在步驟844中，使用者接受或拒絕或重新分類對應於 第一瑕疵影像擷取位置的瑕疵。步驟840到844係接著以 如步驟420中計算的每一瑕疵影像擷取位置連續地重複。 在步驟840到844以每一瑕疵影像擷取位置連續地重 複之後，確實的瑕疵及其分類係接著統一以及儲存於步驟 846中。統一以及儲存確實的瑕疵及其分類係接著上傳或 傳輸至步驟848中的外部儲存器或伺服器。複查處理800 的第三模式800c中，晶圓12 (亦即目前晶圓台16上的晶 圓12)係僅在完成步驟846之後下載。據此，熟知該技藝 者應可了解複查處理的第三模式800c需要連續的使用者

95 S 201226889 存在，用以有效視覺偵測或複查每一晶圓。 在複查處理800的步驟848中，晶圓12(亦即目前晶 圓台16上的晶圓12)係下載，且機械晶圓操作裝置18接 著由晶圓堆疊20載入第二晶圓至晶圓台16上。步驟840 到848係根據檢查晶圓的數量（或者在晶圓堆疊20中晶 圓的數量）重複任意次數。 熟知該技藝者可了解上述提供的内容中，複查處理的 第一模式800a以及第二模式800b實現相對任意的統一、 儲存以及上傳擷取影像至外部儲存器或伺服器。第一模式 800a以及第二模式800b表示為自動的複查處理。使用者 可根據需要以及當有需要存取用於離線複查擷取影像的 外部儲存器或伺服器。第一模式800a以及第二模式800b 具有連續複查晶圓堆疊20之每一晶圓或連續的影像擷 取、統一、上載以及儲存的能力。 熟知該技藝者應可了解儘管僅有三個複查模式，命名 為第一模式800a、第二模式800b以及第三模式800c，係 描述於本發明的敘述中，熟知該技藝者可實現三個複查模 式800a、800b以及800c每一模式之步驟的其它複查處理 或不同的變更或組合。此外，熟知該技藝者應可了解三個 複查模式800a，800b以及800c，每一模式可根據需要使 用習知方、法修改或改變而不違背由本發明揭露的範疇.。 % 在複查處理800的效能之後，驗證瑕疵以及位置及其 分類，係為統一以及儲存於步驟426中。驗證的瑕疵以及 位置及其分類，係統一以及儲存於資料庫或儲存於外部資 96 201226889 料庫或記憶體空間中。晶圓地圖亦更新於步驟426中。 如先前所述，每一擷取的亮區影像、DHA影像以及 DLA影像係相較於用以識別或偵測晶圓12瑕疵所對應的 黃金參考或參考影像。由本發明揭露（如第18圖所示）提 供的具體參考影像建立處理900有助於建立或產生此種參 考影像。熟知該技藝者可了解參考影像建立處理900亦可 稱為對準處理。 如先前所述，在2D晶圓掃瞄處理500期間擷取的每 一 2D亮區影像、2D DHA影像、2D DLA影像係較佳地匹 配其由參考影像建立處理900建立對應的參考影像。 具體比較處理已利用2D影像處理程序600描述。然 而，為清楚起見，介於工作影像以及參考影像之間匹配的 摘要係提供於下。首先，在本發明揭露的數個實施例中， 選擇工作影像的次像素校準係使用已知的參考執行，包括 樣版、跡線、凸塊、襯墊以及其它唯一的圖案，但不限於 此。 第二，係計算於影像擷取位置上擷取工作影像的晶圓 12參考強度。用以與工作影像匹配的適當參考影像係接著 選擇。在本發明揭露的數個實施例中，適當的參考影像係 由參考影像建立處理900建立的多重參考影像選擇。 CPU可為可程式化，用以選擇以及萃取工作影像將匹 配的適當參考影像。在本發明揭露的大部分實施例中，將 比較計算以及儲存、正常化之平均或幾何平均的計算以及 儲存、標準差、藉由參考影像建立處理900增強速度之參 97 201226889 考影像每-像素的最大以及最小強度以及萃取適當的參 考影像至工作影像的準確性。 接者計算工作影像每一像素對應的定量資料。定量的 資料係為例如正常化平均或幾何平均、標準差、工作影像 每-像素的最大以及最彳、強度。接著參考或檢查對比於選 擇參考影絲—像素之龍㈣值的I作影像每一像素 的定量資料值。 K介於王作影像的像素以及參考影㈣像素之間的定 量資料值比較具有喊識弱檢麵能力。在本發明揭露 的大部分實_巾，預定_界值係由制者設定。介於 作,5V像的像素以及參考影像的像素之定量資料值之間 的差異係匹崎㈣具有增加的、額㈣以及常數值之一 的預定臨界值。料於I作影像像細 定量資料值之間的差異大於預定臨界值，：二= (或瑕疵）。 己為瑕症 預定臨界值可轉f要㈣。在本發明揭· 施例中’預定臨界值可改變，用以調整處理:的數個實 (stringeney)。此外’預定臨界值可根據檢查2的鬆緊度 用於偵測存在晶圓12沾从Μ ★ > — —兔蘇的形式、 圓U的材料或亮度條件的 者，預定臨界值可根據客戶需求，或者通=改變。再 業的需求改變。 / 據半導體產 根據本發明揭露 巧路的實施例，用於偵測半導 統10以及處理400仫i 題晶圓的系 ' 係如上所述。提供上述内 技藝者將可了解完成依 A的熟知該 几飒修改系統1〇以及處理 υ並不違背 98 201226889 序列以I:::。例如，可修改處理4°。之處理部分的 步驟的4:不5。:： 不堤老本發明揭露的範疇。 標係為m露各種實施例之系統1〇以及處理彻的目 統1〇以及處理Γ成本的晶圓摘測。當晶圓在移動時，系 债測的致率。+⑼用於晶圓自動偵測的能力係增強晶圓 別晶圓減速以及位置之晶圓影像擷取的個 已存在的半導體晶圓二 == 位置隨後的加速以及運輸之後，晶圓㈣測 ==像偏移有助於彌取影像的處理，因而檢查 —二Γ °相對於相同晶圓之特定組影像的 定整個準確地測定晶圓上瑕絲座標，並隨後地測 ^整個框架中晶圓的位置。偏移係較佳地藉由讀取X以及 疵。：！達碼值決定，以及用以計算瑕疵的座標或瑕 技街Mfi ♦㈣位置使用的二影像結合二不同影像 技糾優點，有助於更準確WSH貞測。 需JL :、I該f勢者應可了解影像擷取的時間同步可根據 雨要改變。更牲, 、疋而&，蛉間同步可調整增強可程式化控 明裔:/ Μ補償介於擷取影像之間的影像偏移。本發 用焉路的糸統Μ以及處理4⑽有助於在提供的亮度以及 ^擷取影像之對應影像_取裝置的方位之間準確同 步，以最小化该須|!品質的下降。 系統1〇使用的亮度可為用於加強品質影像擷取的光 99 201226889 線全可見頻譜。由系統ίο用於影像擷取供應的亮度強度 及其結合可容易地根據因素選擇以及改變，其中因素包括 檢查瑕疵的形式、晶圓材料以及晶圓偵測的鬆緊度，但不 限於此。由本發明揭露提供的系統10以及處理400亦具 有在晶圓上3D元件高度量測的能力，以及當晶圓在移動 時3D輪廓影像分析的能力。 本發明揭露的系統10具有光學設定（亦即光學偵測 頭14)，其不需頻繁的空間重組以符合晶圓結構或特性 的改變。此外，與系統10 —同使用的管狀透鏡具有容易 重組以及設計糸統10的能力，更特定而言，具有容易重 組以及設計系統10之光學偵測頭14的能力。使用的管狀 透鏡容易增強光學元件以及配備至系統的採用，更特定而 言，係介於目標透鏡以及管狀透鏡之間，光學元件以及配 備至系統的採用。 本發明揭露的系統10包含振動隔離台24 ( —般已知 為穩定機構），用以緩衝系統10不需要的震動。振動隔離 台24幫助增強第一影像擷取裝置32、第二影像擷取裝置 34、3D輪廓照相機以及複查影像擷取裝置62之影像擷取 的品質，並因此幫助增強瑕疵檢查的準確性。此外，系統 10的XY圖表具有相對偵測位置，晶圓準確位移以及校準 的能力。 . 如先前技術所述，已存在的參考影像推導或建立處理 需要手動的選擇「好的」晶圓，導致相對不準確以及不一 致的推導蒼考影像。據此’晶圓偵測的品質係有不利地影 100 201226889 響。根據本發明揭露的實施例，系統10以及處理400達 成由建立參考影像加強偵測的品質，而不需手動的選擇 (亦即主觀的選擇）「好的」晶圓。參考影像建立處理900 允許在晶圓不同的位置上，不同臨界強度的應用，因此可 容納晶圓上非線性亮度的變化。處理400因此有助於減少 錯誤或不需要的瑕疵檢查，以及最終晶圓偵測加強的品 質。 本發明揭露的實施例有助於或具有自動瑕疵檢查的 能力，其係使用以參考影像相較於未知品質晶圓之擷取影 像的分析模式1。本發明亦揭露具有自動瑕疵檢查的能力， 較佳地藉由數位化影像（亦即工作影像以及參考影像）上 的數位分析執行。 本發明揭露的實施例有助於或具有自動複查模式的 能力，其並不影響生產並改善機器利用率，而已存在的 設備僅提供手動的複查模式，其需要藉由觀察不同的亮度 強度操作或決定每一瑕疯。 在前述方式中，用於偵測半導體晶圓以及元件的系 統、設備、方法、處理以及技術藉由本發明所述揭露的各 種實施例提供。系統、設備、方法、處理以及技術滿足如 先前技術所述已存在於半導體偵測系統以及方法所面對 的至少一議題或問題。然而，熟知該技藝者應可了解本發 明揭露並不限於上述實施例的特定形式、排列或結構。熟 知該技藝者應可了解揭露的態樣，其許多的變化及/或修改 可不違背本發明所揭露的精神及範疇。 101 201226889 【圖式簡單說明】 本發明揭露的特定實施例將參照下列圖式描述，其 中： ’、 第1圖根據本發明揭露的具體實施例，顯示用於福測 晶圓之具體系統的部分平面圖； 第2圖顯示第1圖系統的部分等角視圖； 第3圖根據第2圖中虛線「A」，顯示第i圖系統之光 學偵測頭的分解部分等角視圖； 第4圖根據第2圖中虛線「B」，顯示第1Si系統之自 動晶圓台的分解部分等角視圖； 第5圖根據第2圖中虛線 口 琛e」，顯不苐1圖系統之自 動晶圓上載/下載的分解部分等角視圖； 第6圖根據第2圖中虛魂「D ，甜_妨， ㈣D」顯不第1圖系統之晶 圓堆璧杈組的分解部分等角視圖； 第7圖顯示第i圖系統之光學谓測頭的部分等角視 圖顯示第⑶系統之光學_頭的部分前視圖； ”圖顯示介於第！圖系統的亮區照明器、低角度暗 £明器、面角度暗區昭明哭、g ~ -…一 π 第―影像擷取裝置以及第 —衫像榻㈣置之間’亮度的光學光線路徑； 之且^第 1G 由第9圖的亮區照明器供應亮區亮度 之具體第一先線路徑的流程圖； 第11圖係為藉由第9圖之高角度暗區照明器供應的 102 201226889 暗區高角度亮度之具體第二光線路徑流程圖； 第12圖係為由第9圖之低角度暗區照明器供應的暗 區低角度亮度之具體第三光線路徑流程圖； 第13圖根據本發明揭露的實施例，顯示介於系統的 薄線照明器以及3D影像擷取裝置或照相機之間亮度的光 線路徑； 第14圖顯示介於第1圖系統的複查亮區照明器、複 查暗區照明器以及複查影像擷取裝置之間亮度的光學光 線路徑； 第15圖係為介於第14圖的複查亮區照明器以及複查 影像擷取裝置之間，跟隨亮區亮度之具體第四光線路徑的 流程圖； 第16圖係為介於第14圖的複查暗區照明器以及複查 影像擷取裝置之間，跟隨暗區亮度之具體第五光線路徑的 流程圖； 第17圖係為本發明實施例揭露，提供用於偵測晶圓 程序的處理流程圖； 第18圖係為根據本發明揭露的實施例，在第17圖的 處理效能期間，使用相較於影像擷取，用以建立參考影像 之參考影像建立處理的處理流程圖； 第19圖係為根據本發明揭露的實施例，在第17圖處 理期間執行具有時間偏移之具體二維晶圓掃瞄處理的處 理流程圖； 第20圖顯示藉由第1圖系統之亮度配置器可選擇亮 103 201226889 度組態的圖表； 第21圖顯示由第一影像擷取裝置擷取的第一影像以 及藉由第二影像擷取裝置擷取的第二影像的時序圖； 第22a圖顯示由第1圖之第一影像擷取裝置擷取的第 一影像； 第22b圖顯示由第1圖之第二影像擷取裝置擷取的第 二影像； 第22c圖顯示結合的第22a圖第一影像以及第22b圖 第二影像，其用以展示當晶圓在移動時，由於擷取第一影 像以及第二影像的影像偏移； 第23圖係為根據本發明揭露的實施例，執行於第17 圖處理中，二維影像程序處理的處理流程圖； 第24圖係為根據本發明揭露的實施例，執行於第17 圖的處理中，第一具體三維晶圓掃瞄處理的處理流程圖； 第25圖係為根據本發明揭露的實施例，執行於第17 圖處理中之第二具體三維晶圓掃瞄處理的處理流程圖； 第26圖係為根據本發明揭露的實施例，執行於第17 圖處理中，具體複查處理的處理流程圖； 第27a圖根據本發明揭露的實施例，顯示介於薄線照 明器以及3D影像擷取裝置或照相機之間，亮度的具體光 學光線路徑； 第27b圖根據本發明揭露的其它實施例，顯示介於二 薄線照明器以及3D影像擷取裝置或照相機之間，亮度的 另一光學光線路徑； 104 201226889 第27c圖根據本發明揭露的其它實施例，顯示介於二 薄線照明器以及3D影像擷取裝置或照相機之間，亮度的 另一光學光線路徑； 第28a圖說明亮度離開半導體晶圓表面的反射，反射 的壳度用以產生第一回應以及第二回應； 第28b圖說明沿著第28a圖半導體晶圓表面的多重位 置P1到P9之亮度反射，以及隨後由影像榻取裝置接收； 第29圖顯示有關第2仙圖之每—位置到p9的具 體第一回應以及第二回應；以及 第30圖係為根據本發明揭露的特定實施例，第三三 維（3D)晶圓掃瞄處理的處理流程圖。 【主要元件符號說明】 10 :系統 12 .晶圓 14 :光學偵測頭 16 .晶圓爽盤 18 :機械晶圓操作裝置 20 .晶圓堆疊模組 22 :置換盤 24 :振動隔離台 26 :亮區照明器 28 :低角度暗區照明器 30 :高角度暗區照明器 105 201226889 32 ： 第一影像擷取裝置 34 ： 第二影像擷取裝置 36 ： 第一管狀透鏡 38 ： 第二管狀透鏡 40 ： 目標透鏡 42 ： 可旋轉安裝座 44 ： 三透鏡聚光器 47 ： 棱鏡 48 : 第一分光鏡 50 ： 第二分光鏡 52 ： 薄線照明器 52a :第一薄線照明器 52b :第二薄線照明器 54 : 鏡子 54a :第一組鏡子 54b :第二組鏡子 56 ： 3D輪廓照相機 58 ： 3D輪廓目標透鏡 60 : 管狀透鏡 62 : 複查影像擷取裝置 64 : 複查亮區照明器 66 : 複查暗區照明器 68 : 分光鏡 70 : 複查目標透鏡 201226889 72 :複查管狀透鏡 74 :第一反射表面 84a:第一組反射器 84b :第二組反射器 αΐ、α2 :角度 Θ1 :第一角度分離 Θ2 :第二角度分離 Π:入射強度 Ρ1〜Ρ9 :位置 100 :第一光線路徑 200:第二光線路徑 250 :第三光線路徑 300 :第四個光線路徑 350 :第五光線路徑 400、500、700、750、950 :處理 600 :程序 800 :複查處理 800a :第一模式 800b :第二模式 800c :第三模式 900 :具體參考影像建立處理 102〜124 、 202〜218 、 252〜268 、 302〜318 、 352〜364 、 402〜424、502〜516、602〜624、702〜718、752〜770、 802〜810、820〜828、840〜848、902〜928、952〜968 : 107 201226889

Claims (1)

1. 201226889 七、申請專利範圍： 1、 一種設備，包含： 至少一照明器，係用以提供在一偵測位置之偵測狀態 下，藉由一表面反射之至少一入射光束，在偵、測狀態 下藉由該表面反射之該至少一入射光束包含一第一 反射亮度光束以及一第二反射亮度光束；以及 一影像擷取裝置，係用以同時擷取每一該第一反射亮度 光束以及該第二反射亮度光束，用以各別提供一第一 回應以及一第二回應。 2、 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該至少一照 明器包含： 一第一照明器，係用以提供一第一入射光束；以及 一第二照明器，係用以提供一第二入射光束， 其中該第一入射光束以及該第二入射光束係以不同入 射角度入射至偵測狀態下的該表面。 3、 如申請專利範圍第2項所述之設備，其中該第一以及 第二反射亮度光束係於偵測狀態下沿著大致上相似的 光學行進路徑反射離開該表面，以藉由該影像擷取裝 置同時擷取該第一以及第二反射亮度光束。 4、 如申請專利範圍第3項所述之設備，其中該第一以及 第二照明器係設置使得該第一入射光束可在偵測狀態 下以一角度入射至該表面，導致在偵測狀態下實質上 該第一入射光束全反射離開該表面，以及該第二入射 光束可在偵測狀態下以一角度入射至該表面，導致該 109 201226889 第二入射光束在偵測狀態下部分反射離開該表面。 5、 如申請專利範圍第1項所述之設锖，其中該設備更包 含·· 一第一組反射器，係設置以及用以接收該第一反射亮度 光束，並沿著第一反射亮度行進路徑指向該第一反射 亮度光束；以及 一第二組反射器，係設置以及用以接收該第二反射亮度 光束，並沿著第二反射亮度行進路徑指向該第二反射 亮度光束， 其中該第一以及第二組反射器係設置以及用以同時擷 取該影像擷取裝置之該第一以及第二反射亮度光束。 6、 如申請專利範圍第5項所述之設備，其中該至少一該 第一以及第二組反射器包含一棱鏡。 7、 如申請專利範圍第6項所述之設備，更包含： 一目標透鏡組合件’係配置於該第一以及第二組反射 器以及該影像擷取裝置之間，該目標透鏡組合件係 用以接收沿著第一以及第二反射亮度行進路徑行進 的該第一以及第二反射亮度光束。 8、 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該至少一照 明器包含至少一薄線照明器，係用以提供至少一薄線 党度光束’在偵測狀態下反射離開該表面之該至少一 薄線亮度光束包含一第一反射薄線亮度光束以及一第 一反射薄線免度光束’該影像擷取裝置係用以同時地 摘取該第-以及第二反射薄線亮度光束，以提供包含 110 201226889 在偵測狀態下對應該表面之三維特性資訊的回應。 9、 如申請專利範圍第8項所述之設備，其中該至少—薄 線照明器包含： —第一薄線照明器，係用以提供一第一波長之一第一 入射薄線亮度光束， ·以及 一第二薄線照明器係用以提供一第二波長之一第二入 射薄線亮度光束，該第一以及第二波長係至少大約為 彼此不同的30nm， 其中该影像擷取裝置係用以同時地擷取該第一以及第 二入射薄線亮度光束，隨後該第一以及第二入射薄線 亮度光束在偵測狀態下反射離開該表面。 10、 如申請專利第8項所述之設備，其中該表面在债 測狀態下係為一半導體裝置的表面，以及其中離開該 半導體裝置之該表社職少—薄線亮度光束的反 射，以及當該半導體裝置在移動時，由該影像擷取裝 置接收該第一以及第二反射薄線亮度光束。 η、如申請專利範圍帛！項所述之設備，£包含一處理單 元，係耦合至該影像擷取裝置，該處理單元係用以接 收該第一以及第二回應並處理該第一以及第二回 應，以測定對應於該表面在偵測狀態下之三維特性的 資訊。 12、如申請專利範圍第u項所述之設備，其中該處理單 元係用以處理該第一以及第二回應，用以產生一混合 回應以有助於該表面上瑕疵的識別，以及其中由該影 111 201226889 _取裝置同時接收之該第一以及第二反射亮度光 束有助於以至；—增加明亮度、加強對比以及高準確 性擷取該表面之影像。 13、一種方法，包含· 由至少一照明器提供至少-入射光束； 反射在-偵測位置之僧測狀態下，離開一表面之該至 少一入射光束’在偵測狀態下反射離開該表面之該 至少一入射光束包含一第一反射亮度光束以及一第 一反射免度光束；以及 由一影像擷取裝置同時地擷取該第一以及第二反射 冗度光束，用以各別提供一第一回應以及一第二回 應。 如申明專利範圍第13項所述之方法’由至少一照明 器提供之亮度包含： 使用一第一照明器提供一第一入射光束；以及 使用一第二照明器提供一第二入射光束， 其中該第一以及第二入射光束係以不同入射角度在谓 測狀態下入射至該表面。 b、如申請專利範圍第μ項所述之方法，其中該第一以 及第二反射亮度光束係於偵測狀態下沿著大致上相似 之光學路徑反射離開該表面，以有助於由該影像擷取 裴置同時擷取該第一以及第二反射亮度光束。 16、如申請專利範圍第15項所述之方法，其中該第一以 及第二照明器係設置使得該第一入射光束可以一角度

   112 201226889 在偵測狀態下入射至該表面，導致在偵測狀態下該第 ~入射光束之全反射離開該表面，以及該第二入射光 束可以一角度在偵測狀態下入射至該表面，導致在债 測狀態下該第二入射光束以散射離開該表面。 Π、如申請專利範圍第13項所述之方法，其中該第一反 射亮度光束以及該第二反射亮度光束係以不同的反射 角度在偵測狀態下反射離開該表面。 18、如申請專利範圍第17項所述之方法，更包含. 使用第一組反射器沿著第一反射亮度行谁 埯略徑以反射 的弟一角度在偵測狀態下，指向反射離 叫孩表面之 該第一反射亮度光束；以及 使用第二組反射器沿著第二反射亮度行進路押^ 、 的第一角度在偵測狀態下，指向反射麵p/ 、、 雕開該表面之 該第二反射亮度光束， 其中該第一以及第二組反射器係設置以 該影像擷取裝置擷取該第一以及第_ 击。 反射亮度光 19、如申請專利範圍第13項所述之方法，其 照明器包含提供至少一薄線亮度光束=至^ 照明器’在制狀態下反射離開該表面夕一薄、! 線亮度光束包含第-反射薄線亮度光束：：二：: 射薄線亮度光束，該影像擷取裝置係用 一 該第一W S赞-π: ώ L ^日^地榻ί 该“及第一反射薄線亮度光束 ： 測狀態下制於該表面三_性之#_ =含知 113 201226889 2〇、如申請專利範圍第19項所述之方法，其中該至少一 薄線照明器包含： 弟一薄線照明器’係用以提供第—波長之第一入射薄 線亮度光束；以及 第一薄線照明器，係用以提供第二波長之第二入射薄 線亮度光束，該第一以及第二波長係為至少大約彼 此不同的30nm， 其中該影像擷取裝置係用以同時地擷取該第一以及第 —入射薄線壳度光束，隨後該第一以及第二入射薄 線亮度光束在偵測狀態下反射離開該表面。 21、 如申請專利範圍第19項所述之方法，其中該表面在 偵測狀態下係為半導體裝置之表面，以及其中該至少 薄線売度光束離開該半導體裝置之該表面的反射以 及當該半導體裝置在移動時，由該影像擷取裝置接收 的該第一以及第二反射薄線亮度光束。 22、 如申請專利範圍第13項所述之方法，更包含： 由麵δ至該影像掏取裝置之處理單元接收該第一回 應； 由該處理單元接收該第二回應；以及 處理該第-以及第二回應’以測定對應在偵測狀態下 該表面之三維特性的資訊。 23、 如專利範圍第22項所述之方法，更包含由該處 理單元處理該第一以及第二回應以產生一混合回 應，以有助於在偵測狀態下該表面瑕疵的識別，以及 114 201226889 其中由該影像擷取裝置同時接收的該第一以及第二 反射亮度光束有助於以至少一增加明亮度、加強對比 以及高準確性在偵測狀態下擷取該表面之影像。 115