TW202127093A - 灰場成像之裝置及方法 - Google Patents

Abstract

將一光束自一光源引導於一卡盤上之一晶圓處。自該晶圓反射該光束朝向一2D成像相機。該光束之路徑中之可移動聚焦透鏡可獨立地改變照明共軛及集光共軛。可使用一照明路徑中之一結構化遮罩且可引導該光束穿過該結構化遮罩中之孔徑。使用該2D成像相機產生一晶圓在無直接照明之一區帶中之一灰場影像且可使用該灰場影像判定缺陷在該晶圓上之位置。

Description

灰場成像之裝置及方法

本發明係關於用於半導體晶圓之光學系統。

半導體製造產業之演進對良率管理且尤其對度量衡及檢測系統提出更高要求。臨界尺寸繼續縮小，而產業需要減少用於達成高良率、高價值生產之時間。最小化自偵測到一良率問題至解決該問題之總時間判定一半導體製造商之投資回報率。

製造諸如邏輯及記憶體器件之半導體器件通常包含使用大量製造程序處理一半導體晶圓以形成半導體器件之各種特徵及多個層級。例如，微影係涉及將一圖案自一倍縮光罩轉印至配置於一半導體晶圓上之一光阻劑之一半導體製造程序。半導體製造程序之額外實例包含(但不限於)化學機械拋光(CMP)、蝕刻、沈積及離子植入。製造於一單一半導體晶圓上之多個半導體器件之一配置可被分成個別半導體器件。

在半導體製造期間之各個步驟使用檢測程序以偵測晶圓上之缺陷以促進製造程序中之更高良率及因此更高利潤。檢測始終係製造半導體器件(諸如積體電路(IC))之一重要部分。然而，隨著半導體器件之尺寸減小，檢測對於可接受半導體器件之成功製造變得更為重要，此係因為較小缺陷可引起器件故障。例如，隨著半導體器件之尺寸減小，具有減小之大小之缺陷之偵測已變得必要，此係因為甚至相對小缺陷可引起半導體器件中之非所要良率損耗。

然而，偵測3D晶圓結構及其他先進半導體設計中之缺陷提出挑戰。針對光學檢測，一明場(BF)模式導致來自晶圓之一頂表面之一強反射。缺陷信號可由一明亮晶圓圖案淹沒或限制。一暗場(DF)模式通常抑制一常規陣列區中之全部晶圓圖案，但不針對一隨機圖案，此係因為晶圓圖案資訊由於擾亂點過濾而丟失。在無對比度資訊之情況下，可難以區分缺陷與擾亂點。

因此，需要檢測系統之改良。

在一第一實施例中提供一種系統。該系統包含：一光源，其產生一光束；一物鏡；一卡盤，其經組態以將一晶圓固持在行進穿過該物鏡之該光束之路徑中；一中繼透鏡，其安置於該光束之路徑中該光源與該物鏡之間；一可調諧照明孔徑，其安置於該光束之該路徑中該光源與該中繼透鏡之間；一第一鏡筒透鏡，其安置於該光束之該路徑中該中繼透鏡與該物鏡之間；一第一可移動聚焦透鏡，其安置於該光束之該路徑中該第一鏡筒透鏡與該中繼透鏡之間；一第二可移動聚焦透鏡，其安置於該光束之該路徑中該物鏡與一2D成像相機之間；一第二鏡筒透鏡，其安置於該光束之該路徑中該第二可移動聚焦透鏡與該物鏡之間；及該2D成像相機，其經組態以接收自一晶圓反射穿過該物鏡之光。該第一可移動聚焦透鏡及該第二可移動聚焦透鏡經組態以可沿著該光束之該路徑移動以調整該光源與該晶圓之間之一照明共軛及該晶圓與該2D成像相機之間之一集光共軛。該第一可移動聚焦透鏡及該第二可移動聚焦透鏡經組態以將一照明焦點定位在該晶圓之一表面處、上方或下方。該2D成像相機經組態以產生該晶圓之一灰場影像。

一結構化遮罩可安置於該光束之該路徑中該光源與該物鏡之間。該結構化遮罩界定該光束行進穿過之複數個孔徑。該光束之一部分由該結構化遮罩阻擋。例如，該結構化遮罩可安置於該光源與該第一可移動聚焦透鏡之間或該中繼透鏡與該第一可移動聚焦透鏡之間。

該結構化遮罩可經組態以相對於該光束之該路徑傾斜。

一照明數值孔徑可係自0至0.9。一集光路徑數值孔徑可係至少0.9。

該系統可進一步包含與該2D成像相機電子通信之一處理器。該處理器經組態以識別來自該2D成像相機之該灰場影像中之缺陷。

在一第二實施例中提供一種方法。該方法包含將一光束自一光源引導於一卡盤上之一晶圓處。該晶圓可包含3D結構。自該晶圓反射該光束至一2D成像相機。可調整一第一可移動聚焦透鏡及一第二可移動聚焦透鏡。該第一可移動聚焦透鏡安置於該光束之一路徑中該光源與該晶圓之間。該第二可移動聚焦透鏡安置於該晶圓與該2D成像相機之間。該調整包含對該光源與該晶圓之間之一照明共軛及該晶圓與該2D成像相機之間之一集光共軛之獨立改變。使用該2D成像相機產生該晶圓之一影像。該影像係一灰場影像。使用該影像判定一缺陷在該晶圓上之一位置。

該光束之一焦點可在該晶圓之一表面下方、處或上方。隨著該光束跨該晶圓之一表面掃描，該光束之該焦點可在深度上改變。

該方法可進一步包含引導該光束穿過安置於該光束之該路徑中該光源與該第一可移動中繼透鏡之間之一結構化遮罩。該結構化遮罩界定複數個孔徑。該複數個孔徑在該晶圓之一表面上形成亮區帶且該結構化遮罩在該等孔徑之間之區在該晶圓之該表面上形成暗區帶。

一照明數值孔徑可係自0至0.9。一集光路徑數值孔徑可係至少0.9。

該調整可包含改變該第一可移動聚焦透鏡之一位置，使得該結構遮罩經聚焦且該亮區帶中之光洩漏至該等暗區帶中。

相關申請案之交叉參考

本申請案主張2019年12月3日申請且讓予之美國申請案第62/943,170號之臨時專利申請案之優先權，該案之揭示內容藉此以引用的方式併入本文中。

雖然將依據特定實施例描述所主張標的物，但其他實施例(包含不提供本文中闡述之全部益處及特徵之實施例)亦在本發明之範疇內。可做出各種結構、邏輯、程序步驟及電子改變而不脫離本發明之範疇。因此，本發明之範疇僅藉由參考隨附發明申請專利範圍定義。

先進半導體器件趨於包含3D結構 (DRAM、3D NAND、環繞式閘極)。一3D結構之一器件表面下方之缺陷通常難以偵測，此係因為頂表面之強反射可浸透一感測器且此係因為到達缺陷位置(其可自表面下方數百奈米至數微米)之光不足。一暗場成像模式可藉由濾除鏡面反射而緩解感測器飽和問題，但暗場成像亦損耗用於擾亂點過濾之背景內容。另外，暗場成像對於隨機圖案無效。

本文中揭示之裝置及方法之實施例使用介於明場與暗場之間之一灰場成像模式。此成像模式減少鏡面反射而不消除鏡面反射使得容許更多光至一器件上而無感測器飽和。因此，增強缺陷絕對信號。晶圓圖案保持且可使用基於背景內容之或其他先進擾亂點過濾演算法。

在本文中揭示之實施例中，可使用具有一高數值孔徑(NA)之照明光學器件。可使用或不使用一結構化遮罩圖案達成用於晶圓場照明之具有高解析度之灰場成像。照明焦點可獨立地調整在晶圓表面處、上方或下方。可為了經改良缺陷偵測最佳化集光焦點。灰場成像可使用用於晶圓平面照明、可獨立調整照明及集光焦點或其等之一組合之具有高解析度之一結構化遮罩圖案。

圖1係一系統100之一圖式。結構化遮罩圖案可以縮倍成像至晶圓114之一表面上。使用高解析度及近似繞射限制照明光學器件，一結構化遮罩圖案可經投射至具有經良好界定清晰邊緣之一晶圓平面上。一般言之，系統100經組態用於藉由將光引導至一晶圓114 (或將光掃描於晶圓114上)且偵測來自晶圓114之光而產生晶圓114之基於光學之輸出。雖然揭示一晶圓114，但亦可使一倍縮光罩或其他工件成像。

在圖1中繪示中心照明，但環形照明係可行的。孔徑形狀可變動。一照明數值孔徑可變動，諸如自0至0.9。一集光路徑數值孔徑可變動，且可係至少0.9。

一光源101產生一光束104。光源101經組態以按可包含一或多個傾斜角及/或一或多個法向角之一或多個入射角將光引導至晶圓114。概念上，一灰場可用於任何波長範圍。光學波長通常取決於晶圓堆疊材料。例如，若一晶圓3D堆疊包含大量矽或多晶矽，則可使用近紅外波長。在另一實例中，若晶圓材料係透明的，則可為了更佳光學解析度使用可見波長或深紫外(DUV)波長。

在一例項中，光源101可包含一寬頻電漿(BBP)源。以此方式，由光源101產生且引導至晶圓114之光可包含寬頻光。然而，光源101可包含任何其他適合光源(諸如一雷射或發光二極體(LED))。雷射或LED可包含此項技術中已知之任何適合形式且光源101可經組態以產生此項技術中已知之(若干)任何適合波長之光。另外，光源101可經組態以產生單色或近單色光。以此方式，光源101可係一窄頻雷射。光源101亦可包含產生多個離散波長或波帶之光之一多色光源。

一物鏡113經定位成接近經組態以將一晶圓114固持在光束104之路徑中之一卡盤115。光束104行進穿過物鏡113。為了易於圖解，箭頭指示光束104之路徑。

系統100亦可包含經組態以引起光束104掃描於晶圓114上之一掃描子系統。掃描子系統可包含可經組態以移動晶圓114使得光可掃描於晶圓114上之任何適合機械及/或機器人總成(其包含卡盤115)。另外或替代地，系統100可經組態使得系統100之一或多個光學元件執行光對晶圓114之某一掃描。可以任何適合方式(諸如以一蛇形路徑或以一螺旋路徑)使光掃描於晶圓114上。

一選用透鏡105、可調諧照明孔徑120、中繼透鏡106、選用結構化遮罩107、第一反射鏡108、第一可移動聚焦透鏡109、第一鏡筒透鏡110 (其繪示三個透鏡，但其他數目係可行的)及第二反射鏡111安置於光束104之路徑中介於光源101與物鏡113之間。照明路徑可係自光源101至晶圓114。照明孔徑120安置於光束104之路徑中介於光源101與中繼透鏡106之間或介於選用透鏡105與中繼透鏡106之間。第一鏡筒透鏡110安置於中繼透鏡106與物鏡113之間。結構化遮罩107安置於光源101與第一可移動聚焦透鏡109之間。第一可移動聚焦透鏡109安置於第一鏡筒透鏡110與中繼透鏡106之間。

第一可移動聚焦透鏡109可(諸如使用一致動器)沿著光束104之路徑(其係使用一箭頭繪示)平移。第一可移動聚焦透鏡109可調整以使結構化遮罩107圖案相對於晶圓114之一表面聚焦。第一可移動聚焦透鏡109與晶圓114 (例如，晶圓114之頂表面)之間之運動關係可取決於一經實施光學設計，諸如照明數值孔徑、波長及放大率。例如，針對一實施例，比率可係1000:1。在另一實施例中，比率可係500:1。晶圓114在z方向上之運動範圍通常係小於15 μm。自晶圓114至2D成像相機102之相機平面之一集光路徑可形成晶圓114及結構化遮罩107 (在其存在時)之圖案兩者之一影像。

一第三反射鏡112、第二鏡筒透鏡116、變焦透鏡117及第二可移動聚焦透鏡118安置於自晶圓114反射之光束104之路徑中物鏡113與2D成像相機102之間。第二可移動聚焦透鏡118可(諸如使用一致動器)沿著光束104之路徑(其係使用一箭頭繪示)平移。第二鏡筒透鏡116安置於光束104之路徑中第二可移動聚焦透鏡118與物鏡113之間。第二可移動聚焦透鏡116與晶圓114 (例如，晶圓114之頂表面)之間之運動關係可取決於經實施光學設計形式、放大率、數值孔徑或其他變量。

系統110可包含組合將來自光學元件之光聚焦至晶圓114之數個其他折射及/或反射光學元件。因此，系統110可包含任何其他適合光學元件(未展示)。此等光學元件之實例包含(但不限於) (若干)偏光組件、(若干)光譜濾波器、(若干)空間濾波器、(若干)反射光學元件、(若干)變跡器、(若干)光束分離器、(若干)孔徑及類似者，其可包含此項技術中已知之任何此等適合光學元件。另外，系統110可經組態以基於用於產生基於光學之輸出之照明類型更改照明子系統之一或多個元件。例如，一照明孔徑(光瞳平面)可在整個照明光瞳之任何位置處針對一適合照明入射角目標採取一環形、圓形、弧形、半月或狹縫截面形式。

2D成像相機102經組態以接收自晶圓114反射穿過物鏡113之光。2D成像相機102經組態以產生晶圓之一灰場影像。

2D成像相機102可係此項技術中已知之任何適合偵測器。例如，2D成像相機102可係一電荷耦合器件(CCD)、延時積分(TDI)攝影機或此項技術中已知之任何其他適合偵測器。2D成像亦可藉由掃描晶圓114或藉由掃描一1D或一點偵測器(其可包含一光電二極體陣列、光電倍增管(PMT)或崩潰光電二極體(APD))而達成。2D成像相機102亦可包含非成像偵測器或成像偵測器。

選用結構化遮罩107安置於光束104之路徑中光源101與物鏡113之間。在一例項中，結構化遮罩107安置於光束104之路徑中中繼透鏡106與第一可移動聚焦透鏡109之間或中繼透鏡106與第一反射鏡108之間。使用第一可移動聚焦透鏡109在晶圓平面上形成結構化遮罩圖案之一共軛影像以調整距晶圓114之頂表面之一最佳焦平面距離。

結構化遮罩107界定孔徑119。此等在圖1之插入中之結構化遮罩107之俯視圖中展示。來自光束104之光行進穿過孔徑119。結構化遮罩107在孔徑119之間之區阻擋光束104。光束104之一部分可由結構化遮罩107阻擋。結構化遮罩圖案可採取與針對不同應用案例繪示之作用時間循環或幾何形狀不同之一作用時間循環或一幾何形狀。例如，結構化遮罩107可具有一棋盤式圖案。

結構化遮罩107可藉由各種方法形成。例如，一結構化遮罩107可由玻璃上鉻製成，其中具有鉻圖案之區域阻擋光。結構化遮罩107亦可自一金屬薄片、石墨或其他材料切出。結構化遮罩107亦可藉由光學干涉或繞射現象達成以達成暗/亮照明圖案。

用以界定結構化遮罩107之邊緣之特徵之一厚度可影響結果。針對玻璃上鉻，鉻圖案厚度可係小於0.5 μm。針對一金屬件，圖案厚度可係250 μm。

使用結構化遮罩107形成之經照明區之間之距離亦可影響成像。孔徑119之寬度可經最小化以影響灰色影像，但不同應用可使用不同遮罩組態。

如圖1中展示，一結構化遮罩107圖案經放置於與一晶圓平面共軛之一平面處。圖案幾何形狀可係一2D光柵，其中一半間距透射光而另一半阻擋光，但其他間距值係可行的。可使用任何作用時間循環。

在圖2中展示一結構化遮罩圖案之一個實例。此圖案藉由一光源照明且一照明孔徑限制入射至結構化遮罩上之一角度。結構化遮罩107與晶圓平面之間之光學系統以倍縮使結構化遮罩圖案成像至晶圓平面上。當使用具有近繞射限制光學效能之一數值孔徑(例如，0.9)時，結構化遮罩圖案在具有一或多個經良好界定邊緣之晶圓平面處形成一清晰影像。一經良好界定邊緣可在一經直接照明區域與一灰場成像區域之間形成一清晰邊界。針對晶圓檢測，一灰場成像區域可界定一檢測關照區域。一清晰邊界可使潛變至預期灰場成像區域中之直接光無效且可確保關照區域中之均勻靈敏度。晶圓圖案可藉由跨一視場之結構化遮罩圖案量測調變。藉由調整第一可移動聚焦透鏡109，取決於一晶圓堆疊內部之一缺陷深度，結構化遮罩107可聚焦在晶圓114之一表面處、上方或下方(例如，在圖1之z方向上)。一晶圓影像係透過集光光學器件收集至2D成像相機102上。藉由調整第二可移動聚焦透鏡118，2D成像相機102可在晶圓114之一表面處、上方或下方擷取一晶圓圖案影像。焦點是否在晶圓之表面處、上方或下方可取決於成像應用之類型或晶圓。

使用一致動器(未繪示)，結構化遮罩107可平移至及/或出光束104及/或相對於如圖1中展示之光束104傾斜。

再次參考圖1，一處理器103與2D成像相機102電子通信。處理器103經組態以識別來自2D成像相機102之灰場影像中之缺陷。

圖3係在晶圓係一反射鏡表面時使用圖2之結構化遮罩之一灰場影像之一實例。圖2之結構化遮罩圖案係一2D二元光柵。光在一暗區帶中被阻擋且在一亮區帶中透射。圖3中之結構化遮罩圖案調變晶圓圖案亮度(其係薄垂直亮線)。晶圓圖案具有一3D結構。來自圖2之暗區帶變為一灰區帶且黑點(缺陷)係明顯地。更難以區分亮區帶中之黑點。亮區帶在圖3中不具有可觀察缺陷信號，其可藉由來自晶圓表面之強鏡面反射淹沒。

在圖3中，亮區帶中之光可透過繞射、來自一底表面之二次反射或一堆疊內部之其他光學互動洩漏至一3D晶圓結構之暗區帶中。洩漏之光量可取決於晶圓、照明波長、結構化遮罩中之孔徑之形狀及尺寸或其他參數。暗區帶呈現為灰色且看似其等係背光。因此，孔徑之間之結構化遮罩區變為灰色。隨著光自一亮區帶洩漏至一暗區帶中，可不存在鏡面光且缺陷信號變得明顯。可藉由直接照明緊鄰用於缺陷偵測之所關注區之區域而達成灰場成像機制。一晶圓之3D結構可使所關注區呈現為灰色。埋藏在一堆疊內部或接近一堆疊表面之缺陷可變得比一經直接照明區域更明顯。

可相對於光束104掃描晶圓114，使得晶圓114之一表面之一些或全部成像。此容許缺陷跨晶圓114之表面擷取。

可調整照明焦點及集光焦點以在使用或不使用一結構化遮罩之情況下提供灰場成像。圖4展示在底部上展示之影像之照明焦點與集光焦點之間之一關係。

在底部晶圓影像上自右至左，照明焦點逐漸移動至一晶圓z堆疊中(例如，藉由傾斜圖1中之結構化遮罩107)。在圖1之集光路徑中，晶圓平面及相機平面兩者法向於光學軸。結構化遮罩圖案之一邊界自右至左變得愈來愈模糊。亦應注意，隨著照明焦點在晶圓表面下方逐漸移動，亮區帶處之晶圓圖案(垂直線)清晰度及缺陷可見性自右至左增加。若其係一習知明場泛光照明晶圓檢測照明方案，則晶圓圖案清晰度自左至右將係均勻的。

在傾斜結構化遮罩107時使用之角度之範圍可取決於應用。在一個實例中，可傾斜結構化遮罩，使得一失焦範圍係近似10至20焦深，其可等效於一晶圓平面處之0.3至0.5度。

雖然圖4之實施例傾斜結構化遮罩，但亦可自光束104之路徑移除結構化遮罩107。

此配置容許照明共軛(結構化遮罩至晶圓)及集光共軛(晶圓至2D成像相機)之獨立焦點調整。當使用一高數值孔徑及繞射限制照明光學器件時，晶圓上之照明圖案具有一窄焦深，且因此，相較於一習知非繞射限制照明光學器件，一晶圓內部之照明光強度z分佈可更窄。此將有助於限制經照明之晶圓堆疊之照明光強度z分佈。藉由在一晶圓表面下方使一照明焦點偏移，可降低表面反射之強度。可獨立地調整影像路徑焦點以達成經改良圖案清晰度抑或經改良缺陷信號。圖4展示照明焦點在晶圓表面下方自右至左逐漸移動(藉由傾斜結構化遮罩圖案)。

晶圓平面及相機平面可能並非法向於光學軸。使用其中光學效能不受繞射限制之傳統照明，整個影像平面應具有相同晶圓圖案清晰度。然而，在此影像中，僅一個X位置在相機處形成一清晰焦點。換言之，照明焦點之z位置可調變影像清晰度。藉由在一晶圓表面下方調整照明焦點且使一路徑焦點在一晶圓表面處成像，可減少自表面圖案之鏡面反射且表面附近之一缺陷可變得更明顯。

在一例項中，藉由調整照明光學器件之數值孔徑、大小、形狀及/或偏光，可最佳化灰區帶之背光z深度。一晶圓堆疊內部之場分佈可改變。因此，可選擇性地增強在不同深度處之缺陷。

光之波長、照明角或其他參數可取決於晶圓114之材料而變動。例如，相較於結晶矽或氧化矽，波長可針對多晶矽結構改變。在一些例項中，照明角可比波長更多地影響某些材料。

再次參考圖1，本文中提供系統100以大體上繪示可包含於本文中描述之系統實施例中或可產生由本文中描述之系統實施例使用之基於光學之輸出之一組態。可更改本文中描述之系統100組態以如在設計一商業輸出擷取系統時通常執行般最佳化系統100之效能。另外，可使用一現有系統(例如，藉由將本文中描述之功能性添加至一現有系統)實施本文中描述之系統。對於一些此等系統，本文中描述之方法可被提供為系統之選用功能性(例如，除了系統之其他功能性之外)。替代地，可將本文中描述之系統設計為一全新系統。

處理器103可以任何適合方式(例如，經由一或多個傳輸媒體，該一或多個傳輸媒體可包含有線及/或無線傳輸媒體)耦合至系統100之組件，使得處理器103可接收輸出。處理器103可經組態以使用輸出執行數個功能。系統100可自處理器103接收指令或其他資訊。處理器103及/或一電子資料儲存單元視情況可與一晶圓檢測工具、一晶圓度量衡工具或一晶圓檢視工具(未繪示)電子通信以接收額外資訊或發送指令。例如，處理器103及/或電子資料儲存單元可與一掃描電子顯微鏡(SEM)電子通信。

本文中描述之處理器103、(若干)其他系統或(若干)其他子系統可係各種系統之部分，包含一個人電腦系統、影像電腦、主機電腦系統、工作站、網路設備、網際網路設備或其他器件。(若干)子系統或(若干)系統亦可包含此項技術中已知之任何適合處理器(諸如一平行處理器)。另外，該(等)子系統或該(等)系統可包含具有高速處理及軟體之一平台(作為一獨立工具或一網路工具)。

實務上，處理器103可藉由硬體、軟體及韌體之任何組合實施。又，如本文中描述之其功能可由一個單元執行或在不同組件當中劃分，該等不同組件之各者可繼而藉由硬體、軟體及韌體之任何組合實施。供處理器103實施各種方法及功能之程式碼或指令可儲存於可讀儲存媒體(諸如電子資料儲存單元中之一記憶體或其他記憶體)中。

若系統100包含一個以上處理器103，則不同子系統可彼此耦合，使得可在子系統之間發送影像、資料、資訊、指令等。例如，一個子系統可藉由可包含此項技術中已知之任何適合有線及/或無線傳輸媒體之任何適合傳輸媒體耦合至(若干)額外子系統。兩個或兩個以上此等子系統亦可藉由一共用電腦可讀儲存媒體(未展示)有效地耦合。

處理器103可經組態以使用系統100之輸出或其他輸出執行數個功能。例如，處理器103可經組態以將輸出發送至一電子資料儲存單元或另一儲存媒體。可如本文中描述般進一步組態處理器103。

可根據本文中描述之任何實施例組態處理器103。處理器103亦可經組態以使用系統100之輸出或使用來自其他源之影像或資料執行其他功能或額外步驟。

系統100之各種步驟、功能及/或操作及本文中揭示之方法由以下一或多者實行：電子電路、邏輯閘、多工器、可程式化邏輯器件、ASIC、類比或數位控制件/開關、微控制器或運算系統。實施諸如本文中描述之方法之方法之程式指令可經由載體媒體傳輸或儲存於載體媒體上。載體媒體可包含一儲存媒體，諸如一唯讀記憶體、一隨機存取記憶體、一磁碟或光碟、一非揮發性記憶體、一固態記憶體、一磁帶及類似者。一載體媒體可包含一傳輸媒體，諸如一導線、電纜或無線傳輸鏈路。例如，貫穿本發明描述之各種步驟可藉由一單一處理器103或替代地多個處理器103實行。再者，系統100之不同子系統可包含一或多個運算或邏輯系統。因此，上文描述不應被解譯為對本發明之限制而僅為圖解。

圖5係一方法200之一流程圖之一實施例。在201，將一光束自一光源引導至一卡盤上之一晶圓。在202，自晶圓反射光束朝向一2D成像相機。光束之焦點可在晶圓之表面下方，但亦可在晶圓之表面上方或處。隨著光束跨晶圓之表面掃描，焦點可在深度上改變。

在203，可調整一第一可移動聚焦透鏡及一第二可移動聚焦透鏡。第一可移動聚焦透鏡安置於光束之一路徑中光源與晶圓之間。第二可移動聚焦透鏡安置於晶圓與2D成像相機之間。調整包含對一照明共軛及一集光共軛之獨立改變。

調整可包含改變第一可移動聚焦透鏡之一位置，使得結構遮罩經聚焦且亮區帶中之光洩漏至暗區帶中。

在204，使用2D成像相機產生晶圓之一影像。影像係一灰場影像。在205，使用影像判定一缺陷在晶圓上之一位置。此判定可使用一處理器，諸如圖1之處理器103。處理器可使用(例如)各個像素中之差異判定一缺陷在影像中之位置。處理器可比較一像素與相鄰像素以判定是否存在一缺陷。

可引導光束穿過安置於光源與第一可移動中繼透鏡之間光束之路徑中之一結構化遮罩引導。結構化遮罩界定複數個孔徑。孔徑在晶圓之表面上形成亮區帶，且結構化遮罩在孔隙之間之區在晶圓之表面上形成暗區帶，其在與晶圓上之一3D結構互動之後在一集光路徑中變為一暗區帶。

再次參考圖1，處理器103與系統100通信。處理器103可經組態以執行或發送針對方法200之一些或全部步驟之指令。

一額外實施例係關於一種儲存程式指令之非暫時性電腦可讀媒體，該等程式指令可在一控制器上執行以執行一電腦實施方法，如本文中揭示。一電子資料儲存單元或其他儲存媒體可含有包含可在處理器103上執行之程式指令之非暫時性電腦可讀媒體。電腦實施方法可包含本文中描述之(若干)任何方法(包含方法200)之(若干)任何步驟。

可以各種方式(包含基於程序之技術、基於組件之技術及/或物件導向技術等等)之任何者實施程式指令。例如，可視需要使用ActiveX控制項、C++物件、JavaBeans、微軟基礎類別(MFC)、串流SIMD延伸(SSE)或其他技術或方法論實施程式指令。

雖然已關於一或多個特定實施例描述本發明，但應理解，可製作本發明之其他實施例而不脫離本發明之範疇。因此，將本發明視為僅由隨附發明申請專利範圍及其等之合理解釋限制。

100:系統 101:光源 102:2D成像相機 103:處理器 104:光束 105:選用透鏡 106:中繼透鏡 107:選用結構化遮罩 108:第一鏡 109:第一可移動聚焦透鏡 110:第一鏡筒透鏡 111:第二鏡 112:第三鏡 113:物鏡 114:晶圓 115:卡盤 116:第二鏡筒透鏡 117:變焦透鏡 118:第二可移動聚焦透鏡 119:孔徑 120:可調諧照明孔徑 200:方法 201:步驟 202:步驟 203:步驟 204:步驟 205:步驟

為了更全面理解本發明之性質及目標，應參考結合隨附圖式進行之以下詳細描述，其中： 圖1係根據本發明之一系統之一圖式； 圖2係一例示性結構化遮罩圖案(SMP)之一影像； 圖3係使用圖2之結構化遮罩圖案之一灰場影像之一實例； 圖4展示照明焦點與集光焦點之間之一關係；及 圖5係根據本發明之一方法之一流程圖之一實施例。

100:系統

101:光源

102:2D成像相機

103:處理器

104:光束

105:選用透鏡

106:中繼透鏡

107:選用結構化遮罩

108:第一鏡

109:第一可移動聚焦透鏡

110:第一鏡筒透鏡

111:第二鏡

112:第三鏡

113:物鏡

114:晶圓

115:卡盤

116:第二鏡筒透鏡

117:變焦透鏡

118:第二可移動聚焦透鏡

119:孔徑

120:可調諧照明孔徑

Claims (18)

1. 一種系統，其包括： 一光源，其產生一光束； 一物鏡； 一卡盤，其經組態以將一晶圓固持在行進穿過該物鏡之該光束之一路徑中； 一中繼透鏡，其安置於該光束之該路徑中介於該光源與該物鏡之間； 一可調諧照明孔徑，其安置於該光束之該路徑中介於該光源與該中繼透鏡之間； 一第一鏡筒透鏡，其安置於該光束之該路徑中介於該中繼透鏡與該物鏡之間； 一第一可移動聚焦透鏡，其安置於該光束之該路徑中介於該第一鏡筒透鏡與該中繼透鏡之間； 一2D成像相機，其經組態以接收自該晶圓反射穿過該物鏡之光； 一第二可移動聚焦透鏡，其安置於該光束之該路徑中介於該物鏡與該2D成像相機之間；及 一第二鏡筒透鏡，其安置於該光束之該路徑中介於該第二可移動聚焦透鏡與該物鏡之間； 其中該第一可移動聚焦透鏡及該第二可移動聚焦透鏡經組態以可沿著該光束之該路徑移動以調整該光源與該晶圓之間之一照明共軛及該晶圓與該2D成像相機之間之一集光共軛，且其中該第一可移動聚焦透鏡及該第二可移動聚焦透鏡經組態以將一照明焦點定位在該晶圓之一表面處、上方或下方；及 其中該2D成像相機經組態以產生該晶圓之一灰場影像。
2. 如請求項1之系統，其進一步包括安置於該光束之該路徑中介於該光源與該物鏡之間之一結構化遮罩，其中該結構化遮罩界定該光束行進穿過之複數個孔徑，且其中該光束之一部分由該結構化遮罩阻擋。
3. 如請求項2之系統，其中該結構化遮罩安置於該光源與該第一可移動聚焦透鏡之間。
4. 如請求項3之系統，其中該結構化遮罩安置於該中繼透鏡與該第一可移動聚焦透鏡之間。
5. 如請求項2之系統，其中該結構化遮罩經組態以相對於該光束之該路徑傾斜。
6. 如請求項1之系統，其中該系統之一照明數值孔徑係自0至0.9。
7. 如請求項1之系統，其中該系統之一集光路徑數值孔徑係至少0.9。
8. 如請求項1之系統，其進一步包括與該2D成像相機電子通信之一處理器，其中該處理器經組態以識別來自該2D成像相機之該灰場影像中之缺陷。
9. 一種方法，其包括： 將一光束自一光源引導至一卡盤上之一晶圓處； 自該晶圓反射該光束至一2D成像相機； 調整安置於該光束之一路徑中介於該光源與該晶圓之間之一第一可移動聚焦透鏡及安置於該晶圓與該2D成像相機之間之一第二可移動聚焦透鏡，其中該調整包含對該光源與該晶圓之間之一照明共軛及該晶圓與該2D成像相機之間之一集光共軛之獨立改變； 使用該2D成像相機產生該晶圓之一影像，其中該影像係一灰場影像；及 使用該影像判定一缺陷在該晶圓上之一位置。
10. 如請求項9之方法，其中該光束之一焦點在該晶圓之一表面下方。
11. 如請求項9之方法，其中該光束之一焦點在該晶圓之一表面處。
12. 如請求項9之方法，其中該光束之一焦點在該晶圓之一表面上方。
13. 如請求項9之方法，其中隨著該光束跨該晶圓之一表面掃描，該光束之一焦點在深度上改變。
14. 如請求項9之方法，其進一步包括引導該光束穿過安置於該光束之該路徑中介於該光源與該第一可移動中繼透鏡之間之一結構化遮罩，其中該結構化遮罩界定複數個孔徑，且其中該複數個孔徑在該晶圓之一表面上形成亮區帶且該結構化遮罩在該等孔徑之間之區在該晶圓之該表面上形成暗區帶。
15. 如請求項14之方法，其中該調整包含改變該第一可移動聚焦透鏡之一位置，使得該結構化遮罩經聚焦且該等亮區帶中之光洩漏至該等暗區帶中。
16. 如請求項9之方法，其中一照明數值孔徑係自0至0.9。
17. 如請求項9之方法，其中一集光路徑數值孔徑係至少0.9。
18. 如請求項9之方法，其中該晶圓包含一3D結構。

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