TWI310457B - Method and apparatus for detection of wafer defects - Google Patents

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1310457 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明有關用於光學檢驗物體缺陷的方法與系統，尤其 有關光學彳貞測諸如積體電路晶粒或晶片之半導體圖案化系士 構的隨機製造缺陷。 【先前技術】 目前用於測偵晶圓缺陷的方法與系統通常以檢驗一些具 有類似圖案的相鄰晶圓晶粒或視場所獲得的信號比較為 準。假設在晶圓製造期間所產生的缺陷屬於隨機特性。因 此，缺陷偵測便以統計法為準，藉此晶圓晶粒内相同位置 上會出現相同隨機缺陷的機率非常低。所以，缺陷偵測通 常以使用熟知的各個晶粒.t0_die)比較方法所識別的不 規則為準。 將特定的檢驗系統程式化以檢驗晶圓晶粒的圖案或視場 (通常稱為受檢圖案），然後將其與第：晶圓晶粒的相同圖案 或同-晶圓上的視場（當做參考圖案）比較，則貞測代表晶圓 缺陷的任何圖案不規則或差異。接著在先前指定的受檢圖 案與弟二晶圓晶粒的類似圖案或視場之間執行第二比較， 以確認缺陷的存在及識別含有缺陷的晶圓晶粒或視場。在 第，比較中，可將第一晶圓晶粒或視場視為參考。 半導體晶圓的製造極為複雜且 a 耗接μ 巧稷雜且非常昂貴，半導體晶圓小 型的積體電路圖案極易受到m ^^ ^ 所致缺陷、異物微粒及設 備故障的影響。從發展階段進 曰阍&防士 适展到大1生產階段時，有關 日日圓缺心存在的成本會增加數 倍因此’半導體工業在剛 90649-970901.doc 1310457 開始的生產時期極為依賴晶圓產額的快/ 產期間達到並控制連續的高產額。 ，然後在量 晶圓上積㈣路的關鍵尺寸會持續縮小 先進的半導體晶圓容易受到比目前 的因此’ 的缺陷的影響。目前監”圓產額缺陷大小更小 月j [控日曰圓產額的方法涉及在 學檢驗晶圓缺陷’及使用合適的參數製程控制建立製程盘 所製晶圓之間的回授迴路。為了摘測較小^ 學檢驗系統可使用越來越小的像素尺寸所掃描的晶圓來ί 成越來越局的解析度。使用越來越小的像素尺寸掃描特定 尺寸的晶圓將使得每個晶圓檢驗的時間對應增加，導致曰 圓總處理量降低以及受檢晶圓數目的統計採樣降低。相: 地，想要使用目前的光學系統像素尺寸來增加晶圓檢驗始 處理量，則會導致晶圓缺陷制的有效性（即解析度）降低;; 除了降低晶圓的關鍵尺寸之外，半導體卫業正在進行從 製造8时晶圓轉換到製造㈣晶圓的過程。更大的12时晶圓 的表面面積比8忖晶圓的多兩倍，因此，對於特定的檢:系 統而言，預期檢驗每個12吋晶圓的時間會是每個8吋晶圓的 兩倍。製造12吋晶圓明顯比製造8吋晶圓昂貴許多。尤其， 12吋晶圓的原料成本比8吋晶圓的還高。晶圓尺寸轉換的一 個結果是，未來晶圓製造符合成本效益的生產率將極為依 賴晶圓檢驗系統增加速度與總處理量。 自動化晶圓檢驗系統可用來控制及保證晶圓製程、設備 及產品的品質。此類系統係用來監控，與製程並無直接關 係。對於總製造系統的任何主要構成要素而言，重要的是 90649-970901.doc 1310457 在相對的製造半導體晶圓的總成本上，實施符合成本效益 的晶圓檢驗方法與系統β 因此需要以高於目前使用的總處理量與符合成本效益的 方式來檢驗半導體晶圓的晶圓晶粒缺陷、纟有較大尺寸與 較小關鍵尺寸的晶圓。 自動化光學晶圓檢驗系統在198時代推出，當時在關聯 之軟體與影像處理的電光、電腦平台上的進展使手動晶圓 檢驗變為自動化晶圓檢驗。但是，這些系統的檢驗速度， 連帶晶圓總處理量卻受到技術的限制，無法趕上越來越迫 切的生產需求’亦即利用晶圓越來越大的尺寸與越來越小 的關鍵尺寸來製造積體電路晶片。 目河的晶圓檢驗㈣通常採用持續照明及藉由二維掃描 晶圓來建立晶圓片段的二維影像。這是相當緩慢的過程， :果I%期間所需的線上檢驗資料量很小，因而產生相 2】的又檢曰曰圓統計採樣，也就是說偵測晶圓製造問題所 a的時間相虽長。緩慢的線上缺陷谓測系統會導致相當多 的晶圓廢料、很低的晶圓生產產額、及很長的總整備時間 以精出處理步驟與/或設備引起的晶圓缺陷。 “日圓缺貞測方法與系統的顯著限制與晶圓影像中 的：：位置對準有關。在利用比較目標影像或受檢晶圓晶 P像像素密集度與參考晶圓晶粒中影像像素密集度之 差異的標準技術來侦測晶圓缺陷之前，必須先對準受檢與 參考晶圓晶粒中爭德㈣主 ^ 如像的像素位置。由於在移動平台所持晶 圓移動期間的典形施只T .、住 、生機械不準性，晶圓檢驗相機系統下的晶 90649-970901.do. 1310457 圓速度並非ϋ定不變。因此’偵測器視場中的影像像素位 置會扭曲並與初始程式化的不—樣。因此，會執行最合適 的二維移動像素對準校正。 先削技術的晶圓缺陷偵測方法與系統，具有結合連續晶 圓照明及使用雷射飛點掃描器來二維掃描晶圓（如核發給 Alumot等人之美國專利第5,699,447號中所述）或使用光偵 測器的線性陣列來—維掃描晶圓（如核發給“Μ等人之美 國專利第4,247,203號中所述）以取得二維影像，都需要對所 有像素或所有像素線進行對準校正。這些方法都會限制系 統速度，亦即檢驗總處理量，且需要使用實質的電子硬體。 此外，些方法還會導致殘餘偏移，因為對影像中所有的 像素而t，&有任何校正程序是精柄。殘餘偏移會大幅 降低系統缺陷债測的靈敏度。 用於光罩檢驗的裝置揭示於均核發給Levy等人的美國專 /第4,247,203號與第4,347，G01號。這些專利中說明的裝置 係藉由同時比較光罩上相鄰晶粒的圖案並找到差異而找到 光罩中的缺陷或缺點。使用兩個不同的成像通道，同時成 像各晶粒的同等視場，並藉由兩個各含512像素的線性二極 體陣列光偵測器將影像電子數位化。 藉由機械在一個方向上移動物體，並在正交方向上電子 掃描陣列元件，即可產生各晶粒選定視場的二維影像。在 偵測器的曝光時間期間，無法將光罩移動超過一個像素的 距離’否則影像會模糊。因&，掃描及檢驗光罩的時間會 报長。由於會在產生二維影像時連續移動光罩，因此光罩 90649-970901.doc 1310457 移動時不得抖動與加速。為了穩住及移動光罩，此移動限 制需要非常大規模與精確的空氣轴承平台，而且很昂貴。 此外’ Levy等人的晶圓檢驗裝置還可按光罩上％%的偵測 機率偵測2.5微米缺陷。 對於目前半導體積體電路將近〇·1微米的關鍵尺寸而 ❼，這表不檢驗像素必須屬於相似的尺寸等級。由於檢驗 速度與平方像素尺寸成反比，因此Levy等人的裝置會減慢 速度超過兩個等級。此外，要實施能夠符合所需機械精確 性的移動平台也會變得不切實際。 晶圓檢驗也使用單一的成像與偵測通道來實施，該通道

係以使用二維CCD矩陣光偵測器的固態相機為準，如IBM 科學豕Byron E. Dom等人的著作：「機械願景與應用 (Machine Vision and Applications)」所述（1998 年），第 205-221頁。據描述，指定為p3〇〇的晶圓檢驗系統可檢驗在 各晶粒内具有單元重複圖案的圖案化晶圓，例如記憶體元 件的半導體晶圓。該系統可以擷取具有480 X 5 12像素的影 像視場。 影像處理演算法假設影像中已知的水平單元週期性為 R，並將其與兩個像素（任一水平方向中的一個圖案重複週 期R)比較來分析影像中的各像素。此類單一影像内相似單 兀的比較稱為各個單元（cell-t〇-cell)比較。測試的像素會與 兩側上的週期性鄰域比較，以解決只與單一像素比較時會 出現的歧義。 儘管此系統能夠同時擷取受測物體的二維影像，但在整 90649-970901.doc 12 1310457 個晶圓的檢驗上還是非常緩慢β &了成像整個晶圓，將需 要數以百萬計的影像視場^於該系統❹諸如標準顯微 鏡所用的持續照明’因此必須在檢驗相機下，在視場之間 移動晶圓，並在影像曝光期間停止晶圓以免影像模糊。為 了到達另-個視場’載送晶圓的機械移動平台必須加速， 然後再減速停止在新位置上。各個此類動作都要花費相當 長的時間，因此檢驗晶圓通常也要花費好幾個小時。* 使用雷射照明即可達成受檢區域的照明增加。但是，雷 射光束的特性，尤其是雷射光束的同調特性，在受檢區域 上需要均勻照明通量的應用中(例如’晶圓檢驗系統中所需 要的）當做此類照明來源使用時會出現一些問題： ⑴照明㈣中的光干；步會在照明視場中造成不均句性。 (ii)照明光受到晶圓上結構圖案的干涉會在影像中造成人 工處理。 (iii) 表面粗糙會造成在影像中產生不均勻性的斑點。 (iv) 雷射光束本身一般都不均句。直接使用雷射光束作為光 源會造成不均的照明。 為了克服以上⑴至（iii)項，必須減少且最好完全消除雷 射光束同調特性的效應。此過程已知為同調解除（Serena breaking) 〇 有關雷射光束之同調 ⑷空間同調性，屬於雷射光束點中各空間點之間的相位 係。如此可在光束點照明環狀圖案或粗糙表面時，讓走 點中不同的點可以按相消或相長的方式互相作用。此品 90649-970901.doc 1310457 主要取決於光束的模式。例如，在基本模式（TEM一中，空 門同調〖生係以光束的高斯剖面（Gaussian 丨e)來定義。 (b)時間同調性’可在其上定義光束相位的時間或過渡距離 (寺間乘以有關媒介的光速）的基準。此參數取決於雷射的類 型及其光譜頻寬。因此，例如，對於532 nm之鈥：釔鋁石 榴石雷射（Nd: YAG laser)的第二諧波而言，自由空間的同調 長約8 mm。 先前技術說明了一些使用雷射照明克服同調效應的方 法。請參考論文：「減少斑點（Speckle Reducti〇n)」，作者： T.S. McKecknie，Topics in Applied Physics，Vol. 9，雷射 斑點與相關現象（Laser Speckle and Related Phenomena)，第 123-170 頁’編者：J.c. Dainty，Springer Verlag 出版（1984 年）’減少脈衝雷射攝影中的斑點（Speckle reduction in pulsed-laser photography)」，作者：d. Kohler等人，刊於 Optics Communications，Vol. 12，No. 1，第 24-28 頁（1974 年9月）；及「使用修改光纖陣列以虛擬不同調雷射照明的 斑點減少（Speckle reduction with virtual incoherent laser illumination using modified fiber array)，作者：B. Dingel 等人，刊於 Optik ’ Vol. 94，No. 3，第 132-136 頁（1993 年）； 以及請參考A, Karpol等人的美國專利第6,369,888號：「包含 減少斑點之物品檢驗的方法與裝置（Method and Apparatus for Article Inspection including Speckle Reduction)」° 本部分及本申請案其他部分所提所有刊物與文件的揭露 内容，此處將以如同揭示整體内容一般的引用方式併入本 90649-970901.doc •14- 1310457 文中。 上述先前技術對於同調解除問題的解決辦法各有其特定 的缺點’因此本發明目的在於嘗試克服—些這些缺點。 【發明内容】 本發明揭示—種快速線上電光_晶圓缺陷的方法與系 統。根據本發明—項較佳具體實施例，達成該偵測係藉由 照明-移動中的晶圓、使用導向一具有顯微鏡光學之電光 相機系統—視場的脈衝雷射短光脈衝'及成像該移動中的 晶圓至一焦平面裝配件（focal pl_ assemMy，FpA)上。定 義FPA係藉由在一光學成像系統(由數個偵測器總體所形 成)的焦平面上光學形成光偵測器的一表面，各制器總體 包含-陣列數個二維矩陣光偵測器。各二維矩陣光偵測器 :產生4有一圖元（像素）矩陣的電子影像，致使從該矩陣 光偵測器同時建立的影像會使用影像處理技術來平行處 理。該成像視場會與另-作為參考的視場比較，以找到對 應像素中代表出現一晶圓晶粒缺陷的差異。 對於-晶®檢驗m㈣而言，任何指定視場中所有 焦平面裝配件像素均可視為—同時產生的單元，並不需要 在焦平面裝配件的視場内進行影像像素對準。因此，在 該受檢視場與參考視場中同等區域之間，卩需要—單 二維對準校正，且—單-的對準校正在該整個焦平面裝配 件視=是正確的。此類程序導致無關緊要的殘餘偏移， 因而提高了缺陷偵測的靈敏度。 下文中，用語「晶圓」係指（且一般視為）具有已知為「半 90649-970901.doc 1310457 導體晶圓晶粒」、「晶圓晶粒」或「晶圓晶片」的個別圖案 化結構。目前的半導體技術涉及一單一晶圓為製造積體電 路曰曰片之相同晶粒的實體分割，致使各晶粒成為具有—特 定圖案之-個別積體電路晶片，例如一記憶體晶片、今 處理器晶片。光—牝〜〇 ^ 從一扣疋晶粒中所產生的晶片類型與本 之方法或系統無關。 Y文中用'吾「視場」-般係指-晶圓，尤其係指_晶 圓曰曰粒’藉由一脈衝雷射所照明及藉由該電光相機 ，光學結合FPA所成像的部分或片段。因此，-整個單一的 日日圓明粒’及因此’一整個具有複數個晶圓晶粒的單一晶 圓係藉由連續成像複數個或連續視場來檢驗。可將該視場 7為該晶圓或晶圓晶粒上的該檢驗系統電光成像覆蓋區。 圓往—方向巾移動時所建立的連續視場可稱為-「條」 視場。像素則與藉由該電光檢驗系統所形成之一視場的影 =有關、。作為—參考尺寸，通常在—晶圓内的平方晶圓晶 的a遍尺寸等級係為…分^公分或1〇4微米微米。 中偵測一「晶圓缺陷」係指摘測一不規則的出現 或在比較晶圓晶粒之類似圖案或視場之類似圖案 的出現。 ' 尤其’本發日㈣方法與系、统可在高速旋轉中，*用停止 2該晶圓，即可擷取_晶圓晶粒的高像素密度、大視場 一 既不而要晶圓移動速度的高度精確性，且可以使用 ::目當簡單低廉的機械平台來移動該晶圓。使用一明顯比 —像像素停留時間更短的雷射脈衝持續時間（例如十奈 90649-970901.d〇, • 16 · 1310457 秒）來照明該連續銘命ι & s π Μ移動的晶圓，致使有效地在該晶圓移動期 、’、效影像模糊。在該雷射脈衝的時間間隔期間，一 晶圓晶粒影傻敕無，卜士八 古ί 像素的十分之一。該雷射脈衝具 、纥®與亮度以對建立受檢晶圓晶粒的 該受檢視場提供必要的照明。 斤需的 在較佳具體實施例中，由於該方法與系統經 器總體與該隹早而酤〜& 1只叫 …、+面裝配件具有獨立CCD矩P車光偵測器的光 &，一整個陣列，例如’二十四個⑽矩陣光偵測器(具 有48二萬像素的成像容量）的處理時間，係等於咖秒等級 之單CCD矩陣光伯測器的處理時間，因為所有該 測器的處理係為平行處理。因此，包括二十四個CCD矩陣 光偵測器之該整個焦平面裝配件的平行處理可提供每秒將 近15億像素的總像素處理資料速率。此外，該總晶圓檢驗 系統實質上可按1〇{)%的效率操作，因而每秒观衝的雷射 衝速率會與各CCD矩陣光彳貞測n之每秒3()圖框的圖框速 度同步’及該晶圓會按一線性速度移動，致使連續視場之 間的距離會在1 / 3 〇秒内受到覆蓋。 本發明的方法與系統比目前半導體晶圓製造工業中用於 電光檢驗與相晶圓缺陷的方法與系統提供明顯的改進， 其中包括以非常高的晶圓檢驗總處理量提供高解析度、大 視場的晶圓晶粒影像’而且需要的電子與系統硬體比較 v此外藉由採用一陣列數個ccd矩陣光伯測器來取得 以-單-光脈衝所照明之晶圓晶粒的高像素密度影像，本 發明的方法與系統可預防晶圓晶粒影像中像素位置的偏 90649-970901.doc 1310457 移因而增加缺陷偵測的靈敏度。此類晶圓缺陷偵測的方 法與系統對於晶圓製程的回授控制，比先前技術所用的方 法與系統更快、更有效率及符合成本效益。 本發明還要揭示一種新型光纖照明輸送系統，該新型光 纖照明輸送系統可有效減少因來源同調所產生的斑點效 應。根據本發明各種較佳具體實施例，該系統最好利用一 早束光纖或一連續束光纖。該單束具體實施例與先前技術 系統的不同之處在於，不同束光纖之間的光學長度差最好 等於或更好小於該來源照明的同調長。此較佳具體實施例 得以建構一提供較高照明位準的照明系統，但卻不會大幅 影響該系統同調解除的能力。 該連續束具體實施例與先前技術系統的不同之處說明如 下：在先前技術的系統中，在包含該光纖的一光纖束中， 該等光纖的長度差等於另一光纖束中最短光纖與最長光纖 之間的總長度差，根據本發明的一項較佳具體實施例，其 中揭示相同長度的光纖群組，該等群組的長度差等於或甚 至最好小於另一光纖束最短光纖與最長光纖之間的總長度 差。此較佳具體實施例也得以建構一提供較高照明位準的 照明系統，但卻不會大幅影響該系統同調解除的能力。 種用於電光檢驗一圖案 該方法包含以下步驟： 圓’（b)提供一重複脈衝 雷射照明來源來持續照 因此，根據本發明，其中揭示一 化半導體晶圓之晶粒缺陷的方法， (a)沿著一檢驗路徑移動該圖案化晶 雷射照明來源，（c)藉由使用該脈衝 明各複數個該晶圓晶粒中的各複數個視場；（d)藉由使用 90649-970901.doc -18- 1310457 包括至少兩個二維矩陣光偵測器的電光相機來連續取得各 複數個該B曰圓晶粒中各該複數個持續照明視場的一影像， 該至少兩個二維矩降光僧測器可同時取得各複數該個晶圓 晶粒中各該複數個持續照明視場的影像；及藉由使用一 各個晶粒的比較方法以比較各複數個該晶圓晶粒中各該複 數個持續照明視場之該連續取得的影像來谓測一晶圓缺 陷。 還有，根據所述較佳具體實施例中進一步的特色，該重 複脈衝雷射係為Q-開關式鈥：釔鋁石榴石雷射。 還有，根據所述較佳具體實施例中進一步的特色，該q_ 開關式鈥：㈣石權石雷射係藉由發光二極體進行光激昇。 還有，根據所述較佳具體實施例中進一步的特色，該電 光相機進-步包括放置在該重複脈衝雷射照明來源之二雷 射光束光路徑中作為一第二諧波產生晶體的一非線性光學 晶體’該非線性光學晶體可將藉由該重複脈衝雷射所產生 之雷射光束光的波長減半。 根據本發明，其中揭示一種用於電光檢驗一圖案化半導 體晶圓之晶粒缺陷的系統，該系統包含：⑷一用於沿著一 檢驗路徑提供圖案化晶圓之移動的機制；⑻一用於：明該 圖案化晶圓的重複脈衝雷射照明來源；⑷一包括至少兩個 二維矩陣光價測器以連續取得各複數個該晶圓晶粒中各複 數個持續照明視場之-影像的電光相機，該至少兩個二維 矩陣光積測器係以-用於同時取得各複數個該晶圓晶粒中 各該複數個持續照明視場之影像的機制來操作；及⑷一用 90649-970901.doc -19- 1310457 績免理各複數個該晶圓晶粒中各該複數個照明視場之該連 ':取：的影像及藉由使用一各個晶粒比較方法以比較該連 、-取传的影像來制—晶圓缺陷的影像處理機制。 根據本發明，其中揭示—種用於檢驗-圖案化半導體晶 圓之晶粒缺陷的電光相機，該電光相機包含一包括至少一 器總體的焦平面裝配件’該_器總體包括以同時取 複數個該晶圓晶粒中各複數個照明視場之影像的-機 1細作之一陣列至少兩個二維矩陣光偵測器。 :發明之方法與系統的實施涉及以手動、自動或其組合 驗完成工作或步驟。此外，根據m曰圓檢 =統的實際儀器與設備，本發明的數個步驟可藉由硬體 或糟由任何動體之任何作業系統上的軟體或其組合來實 施。例如，作為硬體，本發明的指示步驟可當做一晶片或 =路來實施。作為軟體，本發明的指示步驟可當做藉由 ^用任何合適作業系統之電腦所執行的複數個軟體指令 結㈣况中，本發明方法的指示步驟都可說明 為藉由-資料處理器，如—用於執行複數個指令的運 台來執行。 還有，根據本發明另_ TS 4 另項孝父佳具體實施例，其中揭示一 種用於檢驗物體的檢驗系統，該檢驗系 可操作以在沿著一仵冷w 又1豕 路杈照明及移動該等物體時將該等 物體成像，一傳送構， ^#. r 可沿著該行進路徑提供該成像器與 :等：體之間的相對移動；及一脈衝 等物體沿著該行進路徑行進時照㈣等《。㈣二ί 90649-970901.doc -20- 1310457 的較佳具體實施例，該成像器係採用一或多個- 陣列。 丨调—、准伯測器 此外，上述的檢驗系統最好也包含一同步器，用於s 化該脈衝物體照明器的操作與該傳送機的操作。該同弗^ 最好包含-更大的照明觸發器，以便每當該傳送機將^ 物體之送至與該成像器面對面的新成像位置時， 立丄 T J操作 以產生一照明啟動信號。 在該檢驗系統的這些具體實施例的任一項中， 體照明器最好包含一雷射。 還有，根據本發明另一項較佳具體實施例其中進—步 揭不-種如上所述的檢驗系统’且其中該成像器包含至二 兩個可同時取得影像的二維福測器陣列。可將該等至少兩 個二㈣測器陣列光學耦合’致使該等二維偵測器陣列可 一起定義-般不中斷之一平面的谓測器平面。此外，最好 將5亥至少兩個二維偵測器陣列配置為-非互相共面的配 置。 還有’根據本發明另—項較佳具體實施例，其中揭示一 種如上所述的檢驗系統’且其中該傳送機的操作速度與該 脈衝物體照明琴的腑紙反ώ 益的脈衝長度的選擇致使產生小於一像素的 影像模糊。 還有’根據本發明另_ 力項較佳具體實施例’在上述該檢 驗系統的具體膏始 . 心丨中，該脈衝物體照明器可在該等物體 沿著該行進路彳<τ<并决η 士 . 夺’對5亥專物體同時提供暗視場照明 ，、明視場照明。W冰 外’该脈衝物體照明器可在該等物體沿 90649-970901.doc 1310457 者該行進路徑行進時，對該等物體提供屏蔽的正交暗 照明。 贫 此外’根據本發明進一步的較佳具體實施例，該等物體 最奸包括多個相同區，及該檢驗系統也包含一用於比較核 等多個相同區之個別區影像的成像比較器。 還有’根據本發明進一步的較佳具體實施例，其中也揭 示種如上所述的檢驗系統，且其中該脈衝物體照明器包 含至少一光纖束。該至少一光纖束最好包含複數個光纖， 至夕些光纖具有不同的光學長度，該複數個具有不同光 學長度的光纖間的光學長度差小於光通過其中的同調長。 根據本發明一項較佳具體實施例’其中更進一步揭示一 種用於檢驗物體的檢驗系統，該檢驗系統包含：一發射照 明脈衝的物體照明來源，至少一光纖束上的照明係為入 射，及一用於延長該脈衝持續時間的脈衝伸展器，其中該 脈衝伸展器係置放在該來源與該至少一光纖束上的照明首 先係為入射的來源之間。該脈衝伸展器最好包含置放相隔 一預定距離的一第一反射鏡與一第二反射鏡，致使導向其 間的照明可在其間進行多重反射，各該多個反射處的入射 角位置係在橫跨該第一反射鏡與該第二反射鏡之一橫向方 向中錯開，且其中該等反射鏡之一在該橫向方向中具有一 逐步切割的輪廓，致使在該反射鏡之各反射處，部分照明 入射係從該脈衝伸展器輸出。 此外，還有，根據本發明另一項較佳具體實施例其中 揭不一種用於從一物體之一影像消除重複特徵的方法，該 90649-970901.doc -22- 1310457 :以複數個至少部分同調的來源照明該 些該來源的同調係與其他該來源的同調 —後焦平面之一物鏡元件來形成該照明 方法包含以下步驟 物體，其中至少一 無關；藉由一具有 物體的-影像；及在該物鏡元件之後焦平面處定位一具有 -預定形狀之遮罩，致使能過濾出與該重複特徵有關的資 訊。 根據本發明進-步的較佳具體實施例，其中也揭示一種 用於檢驗一物體的檢驗系統，該檢驗系統包含：一用於成 像該物體的物鏡元件，該物鏡元件具有一後焦平面；一置 放在該物鏡元件之一影像平面處以接收該物體之一影像的 偵測器；及-輔助透鏡，該輔助透鏡置放在該物鏡元件與 該影像平面之間時，會將該物鏡後焦平面之一影像投射到 該偵測器上，致使可以決定與該物體有關且位於該後焦平 面的光學資訊。 還有，根據本發明另一項較佳具體實施例，其中揭示一 種用於檢驗一物體的方法，該方法包含以下步驟：提供一 置放以在一影像平面形成該物體之一影像的物鏡元件，該 物鏡元件具有一後焦平面’在該影像平面置放一彳貞測器以 偵測該物體的影像；在該物鏡元件與該偵測器之間置放一 輔助透鏡’致使該辅助透鏡能夠將該後焦平面之一影像投 射至該偵測器上；及利用該後焦平面的影像以決定該後焦 平面處與該物體有關的光學資訊。上述方法最好也包括以 下步驟：使用與該物體有關的光學資訊以建構用於光學阻 擋該資訊預定部分之一遮罩；及將該遮罩置放在該後焦平 90649-970901.doc -23- 1310457 面’致使可從該影像消除與該光學資訊有關的該物體特 徵。該等特徵最好係為該物體的重複特徵。 還有，根據本發明另一項較佳具體實施例，其中進一步 揭示一種用於從一物鏡的後焦平面阻擋重複資訊的遮罩， 該遮罩包含複數個阻擋元件，該等元件可橫跨該後焦平面 來移動，且其中該等元件係位於該後焦平面中以便在該 後焦平面中阻擋預定資訊。該等阻擋元件最好固定在可調 整的細線上，致使該等阻擋元件在該遮罩中的位置可以根 據該後焦平® +的預定資訊，#由該#可調I的細線來定 位。該等細線最好夠細，以免阻擋成像的資訊。 還有，根據本發明另一項較佳具體實施例，其中揭示用 於決定一物體檢驗系統中該成像系統之最佳焦點位置的裝 置，該裝置包含：一將該物體之一影像投射至一成像平面 上的物鏡元件；一置放在該成像平面上且按一角度與該成 像平面傾斜的偵測器，致使橫跨該偵測器之影像焦點的銳 度有所變化；及一操作以決定該偵測器上最佳影像銳度點 的焦點位置計算器。可預先校準該成像系統，致使該成像 系統位於該最佳焦點位置時，該偵測器上最佳影像銳度點 在一已知位置中。此外，該焦點位置計算器最好利用一影 像處理演算法來決定該最佳影像銳度點。 此外，在上述用於決定該成像系統之最佳焦點位置的裝 置中，可以使用與該物體檢驗所用波長的不同波長照明來 產生該最佳焦點位置的決定。在此類情況中，最好使用一 暗視場模式中一第一波長照明來執行該物體檢驗，及最好 90649-970901.doc • 24- 1310457 使用一明視場模式中-第二波長照明來執行該成像系統最 佳焦點位置的決定。 還有，根據本發明另一項較佳具體實施例，其中進一步 揭示用於決定一成像系統中最佳焦點位置的裝置，該成像 系統具有一光軸及一與其垂直的成像平面且包含：（a)一將 一物體影像投射至該成像平面上的物鏡元件，（b)_置放在 該成像平面上的伯測器，（c)一具有—發射孔徑的照明來 源，置放在該物體的一距離處，及藉由一實質上與該成像 平面共焦的分光鏡，該來源係按一角度傾斜，致使橫跨該 發射孔徑的不同點位在該物體的不同距離處致使橫跨該 偵測器之該成像平面上不同點的影像銳度有所變化及（句 -操作以歧該❹jfl上最域度點及其巾最㈣點位置 的焦點位置計算器。最好預先校準該裝置的成像系統，致 使該成像系統位於最佳焦點位置時，該偵測器上最佳影像 銳度點在一已知位置中。 此外該焦點位置計算器最好利用一影像處理演算法來 決定該最佳影像銳度點。此外，在如上所述的裝置中，可 以使用與該物體檢驗所用波長的不同波長照明來產生該最 佳焦點位置的決定。在此類情況中，最好使用一暗視場模 式:-第-波長照明來執行該物體檢驗，及最好使用一明 視劳模式中-第一波長照明來執行該成像系統最佳焦點位 置的決定。

在如上所述的裝晉巾，4 h A 置中 β亥傾斜的照明來源包含一平坦陣 列光纖，其末端終止於—访 、^ 與该陣列照明軸不垂直的直線 90649-970901.d〇( -25. 1310457 中另夕卜《亥傾斜的照明最#包含一包含複數個照明孔的 遮罩，且其中該遮罩的傾斜與該照明軸不垂直。 根據本發明進-步的較佳具體實施例，其中也揭示用於 決定-成像^統中最佳焦點位置的裝£，該成像系統具有 一光軸及一與其垂直的成像平面且包含：（a)—將一物體影 像投射至該成像平面上的物鏡元件，⑻―具有—發射孔徑 的照明來源，置放在該物體的一距離處，及藉由一實質上 與該成像平面共焦的分光鏡’該來源係按一角度傾斜，致 使橫跨該發射孔㈣不同點位在該物體的不同距離處，致 使橫跨該㈣ϋ之該成像平面上不同點的料銳度有所變 化，（0第一债測器與第二摘測器置放致使該第一债測器的 位置比該成像平面更接近該物鏡元#，及該第二制器的 位置比該成像平面更遠離該物鏡元件，⑷一用於將該影像 投射至各該二债測器之第二分光鏡，致使該偵測器上的影 像銳度不同地取決於該焦點位置’及⑷—操作以決定各該 偵測器上最佳銳度點及其中最佳焦點位置的焦點位置計算 器。 丹最好預先校準該裝置的成像系統，致使該成像系統位於 最佳焦點位置時，該偵測器上最佳影像銳度點在—已知位 置中。此外’該焦點位置計算器最好利用—影像處理演算 法來決定該最佳影像銳度點。此外，在如上所述的裝置中， 可以使用與該物體檢驗所用波長的不同波長照明來產生該 最佳焦點位置的決定。在此類情況中，最好使用—暗視場 模式中一第一波長照明來執行該物體檢驗，及最好使用一 90649-970901.doc -26. 1310457 明視場模式中一第二波長照明來 位置的決定。 ^丁該成像系統最佳焦點 -還有，根據本發明進—步的較佳具體實施例，其中也揭 不種以非垂直入射角照明一物 吐斗 初體干面的暗視場照明系 為’该暗視場照明系統包含一且右 .Λ 3具有撗截面形式的照明來源 ，致使其能夠減少因為該照明光束在該物體平面上的 =射U度所產生之該光束在該物體平面上的延長。在該 暗視％照明系統中，可藉由一 由具有—預定輸出截面之光纖 ::束來產生該照明來源光束，以便提供該照明來源光束 哲截®此匕夕卜口亥光纖照明束的此預定輸出截面最好實 上係為-矩形截面。該系統最好包括一用於產生該光束 所需橫截面的圓柱形聚焦元件。 根據本發日卜項較佳具體實施例，其中更進—步揭示一 種用於補償一 Q-開關式雷射輪出之脈衝能量中變化的系 統，該系統包含：（幻一尨搂 ()知樣該雷射輸出之一部分及決定該 雷射脈衝能量的監控偵測器，㈦一可比較一雷射脈衝能量 與至少-先前雷射脈衝能量的脈衝能量比較器電路，⑷一 可利用該比較器電路夕咨％1 之貝Λ Μ決定脈衝能量中時間趨勢的 财衝此里趨勢#算②’及⑷—從該脈衝能量趨勢計算器接 收資訊及調整該Q_開關延遲時間以減少該雷射輸出所谓測 之脈衝能量變化的Q-開關延遲產生器。 一卜還有根據本發明另一項較佳具體實施例，其中 揭示一種用於補償因去舉 九學激昇脈衝能量改變所產生之一 Q- 開關式光學激昇雷射輪出之雷射脈衝變化的系統，該系統 90649-970901.doc -27· 1310457 包含.（a)—採樣一部分該光學激昇輸出及決定該光學激昇 脈衝能量的監控偵測器’（b)—可以一已知光學激昇脈衝能 量的能量決定該光學激昇脈衝能量的激昇脈衝能量比較器 電路’（c)一可利用該比較器電路之資訊以從該已知激昇脈 衝決定激昇脈衝能量改變的激昇脈衝能量差計算器，及（d) 從該激昇脈衝能量差§十鼻器接收資訊及調整該Q_開關延 遲時間以減少該雷射輸出所偵測之脈衝能量變化的Q_開關 延遲產生器。在該系統中’採樣一部分該光學激昇輸出的 該監控偵測器最好位在該雷射的外殼内。 根據本發明進一步的較佳具體實施例，其中也揭示一種 用於補償無論因該光學激昇脈衝能量或其他起源改變所產 生之一光學激昇Q_開關式雷射輸出之脈衝能量中變化的系 統’該系統包含前兩段所述具體實施例的組件。 根據本發明一項較佳具體實施例，其中更進一步揭示— 種用於一物體檢驗系統以補償一照明來源之輸出位準改變 的方法，該方法包含以下步驟：（幻採樣該照明來源的輸出 位準’（b)比較該輸出位準與一預定位準，（c)決定該輸出位 準的改變’（d)產生一代表該物體的數位輸出，及（e)調整該 數位輸出的灰階以補償該照明來源之輸出位準的改變。 根據本發明一項較佳具體實施例，其中亦揭示一種用於 :夕β亥晶圓照明之-光束同調的光學系統，該光學系統包 * 1 ^ °卩分同^照明的來源，至少部分照明具有_ j, 性同难且· Μ、 / 1 —特 “ ，及至少一包含複數個光纖的光纖束，至少—此 光纖具有不同的光學長度，至少一些不同光學長度之光纖 90649-970901.d〇( •28· 1310457 間的光學長度差小於該特性同調長。 在以上系統中，該至少部分同調照明的來 雷::：，：該同調照明具有空間同調性或時間二 -者白有。為了減少空間同調性，該至少—光纖束中的該 複數個光纖最好隨機排序。此外，可使用_漫射元件以空 間混合該光束。該光學系統也可以包含光學元件，立定: 致使可操作以導引任何點光束至實質上各該複數個光纖 中。 還有，根據本發明另一項較佳具體實施例，在上述的光 學系統令，該光學長度差係小於該特性同調長造成一具 有減少透射損失的光纖束。 還有，根據本發明另一項較佳具體實施例，該照明光束 包含具有一特性長度的脈衝，及該光纖束可操作以伸展該 脈衝長度。 還有’根據本發明另一項較佳具體實施例，其中進一步 揭不一種用於減少一晶圓照明之光束同調的光學系統，該 系統包含：一至少部分同調照明的來源，至少部分照明具 有一特性同調長；一包含複數個光纖的第一光纖束，至少 一些光纖具有不同的光學長度，至少一些不同光學長度之 光纖間的光學長度差小於該特性同調長；及一與該第一光 纖束連續置放的第二光纖束，該第二光纖束包含複數個光 纖群組’各光纖群組包含實質上相同長度的光纖，且其中 至少一些光纖群組具有不同的光學長度，至少一些光纖群 組間的光學長度差至少等於該第一光纖束中光纖之光學長 90649-970901.doc 29· 1310457 度差的總和。 在如上所述的具體實施例中，各該群組實質上具有相同 的光纖數，或另外，各料纟且巾的光纖數最好根據該群組 的光學長度來增加，及甚至更好的是，各群組中的光纖數 一般係與該群組的長度成正比。 可連續配置該光纖束致使該晶圓照明的光束初始係為該 第-光纖束上的入射’或另夕卜，該晶圓照明的光束最好初 始係為該第二光纖束上的人射。在任—情況中，根據本發 明進一步的較佳具體實施例，係將一光學元件定位在該^ 光束之間，致使可操作以將該第一光纖束輸出之任何點的 照明導引至實質上該第二光纖束輸入的各點上。 在以上系統中，該至少部分同調照明的來源最好係為— 雷射來源，及該同調照明具有空間同調性或時間同調性戈 二者皆有。為了減少空間同調性，該至少一光纖束中的該 複數個光纖最好隨機排序。此外，可使用一漫射元件以咖 間混合該光束。 還有’根據本發明進一步的較佳具體實施例，其中亦揭 示一種減少一光纖束之透射損失以減少其中傳輸光之同調 的方法’至少其中部分光纖束的光具有一特性同調長，該 方法包含以下步驟：提供至少一包含複數個光纖的光纖 束，至少一些光纖具有不同的光學長度；及配置該複數個 光纖的長度致使至少一些不同光學長度之光纖間的光學長 度差一般小於該特性同調長。 【實施方式】 90649-970901.doc -30· 1310457 統 本發明揭示—種快速線上電光彳貞測晶圓缺_方法與系 本發明用於快速線上電光㈣晶圓缺陷的方法與系_ (藉由重複脈衝雷射的短光脈衝 棱供晶圓晶粒照明)同步化的新成像系統，在以一陣列數個 二維矩陣光偵測器所形成的焦平面處，具有光偵測器光學 形成的表面，以取得高解析度、高像素密度、晶圓晶粒的 大視場影像。雷射光脈衝持續時間明顯短於影像像素停留 時間，其中，像素停留時間係指晶圓移動時由價測器像素 在晶圓上成像-點的時間，及雷射光脈衝速率與個別矩陣 光*ί貞測器的圖框速度同步。 參考圖式與隨附說明將會更明白本發明方法的操作步驟 及本發明系統的組件。請注意，本發明在此所示圖式只是 用來說明並非表示有所限制。 現在凊參考圖式，圖1為快速電光線上福測晶圓缺陷方法 之較佳具體實施例的流程圖。在圖十本發明方法-般適 用的各主要步驟已經編號並框在方框中。代表本方法所示 的進-步主要步驟則以括號字母表示。圖2到圖6為顯示該 系，及系統組件（用於實施快速線上電光谓測本發明晶圓 缺陷方法）之示範性較佳具體實施例的示意圖。在圖2到圖6 中所不對應於圖1方法的系統組件將在圖1中說明。圖2到圖 6之系統組件的細節與特定範例將在下文說明。下文在圖i 中出現的術語與參考和圖2至圖6所顯示的一致。 在該方法的步驟1令，在持續移動的XY移動平台16上放 90649-970901.doc 1310457 置及對準具有複數個晶圓晶粒"的圖案化半導體曰圓Η。 這顯示在圖2的檢驗系統1〇中，圖2為顯示快速線:電光偵 測晶圓缺陷系統之示範性較佳具體實施例的示意圖。Η移 動平u 16通常在光學成像系統18下依f曲圖案移動晶圓 。XY移動平台16的移動及因此晶圓12的移動藉由中央栌 制系統20經由控制/資料鏈㈣與多個組件相機系統的： 作同步化’其方式為’在33毫秒的CCD矩陣光摘測器圖框 時間期間，晶圓η移動等於一視場24且在曝露於照明系統 26的期間只是分數’例如，約1G.2單—像素的等級，因而不 會ie·成影像模糊或影像解析度損失。 在步驟2中’設置了多個組件電光相機系統，其中包括: ⑷照明系統26，（b)光學成料統！ 8，⑷自動聚焦系統28， (d)焦平面裝配件30，及（e)與中央控制系統2〇進行通訊的系 統控制/資料鏈接。 μ 在步驟2的子步驟（a)中，設置了照明系統％，其中包括： 重複脈衝雷射32、雷射光束擴展器34、雷射光束光路徑％、 及控制/資料鏈接38。該類型的照明系統可在極短的時間 内，藉由具有脈衝雷射32以重複產生及傳播高亮度與高能 量的光脈衝，對大視場24進行超快成像。 這將有助於具有高總處理量的晶圓檢驗總方法。最好也 使用單色雷射照明’以便簡化寬視場光學成像系統18的設 計需求，因為不會有任何需要光學校正或調整的色像差。 照明系統26可經由控制/資料鏈接38與中央控制系統汕進 行通訊。 90649-970901.doc -32- 1310457 面裝配 貞測器陣列的圖框速度同步1 a曰曰;、14之視場24的雷射脈衝，與矩陣光偵 間閑控的相機系統焦平 先㈣之時 維持奈秒的持嘖時rl二 圖框時間相比， 場24。在非：f k成瞬間照明受檢晶圓晶粒Μ的視 在非常短的雷射脈衝中，同時照明數個(例如 :個:矩陣光偵測器的焦平面裝配件3。之相當大的像素 相約四千八百萬像素，且在像素中實質沒有任何 十移動。雷射光脈衝持續時間明顯短於影像像素停留時 -中像素彳τ留時間係指在晶圓移動時 像素來成像晶圓上一點的時間。 ' 重複脈衝雷射32最好是Q_開關式敍：_石權石雷射， 可藉由發光二極體按照每秒30脈衝的脈衝速率，以約10太 秒的，衝時間間隔來光學激昇，以產生波長為106微米： 脈衝單色光束。脈衝雷射照明系、統26每秒3峨衝的脈衝速 率係與焦平面裝配件30上CCD矩陣光偵測器陣列每秒3〇圖 框的圖框速度同步。 光學解析度為照明波長的線性函數。光學系統解析度隨 著照明波長減少而增加。因此，為了增加的光學成像系統 18解析度及因此檢驗系統丨〇的缺陷偵測靈敏度，會將具有 非線性光學特性與當做「第二諧波」產生晶體4〇的晶體4〇 放置在照明系統26的雷射光束光路徑36中。第二譜波產生 晶體40可將脈衝雷射32產生的雷射光束波長減半，例如， 從1.06微米減半為〇·53微米，因而可加倍晶圓檢驗系統1〇 90649-970901.doc •33· 1310457 的解析度。另外，最好可以使用〇·266微米的第三諧波以提 供更高的解析度。 在步驟2的子步驟（b)中，設置了光學成像系統18，其中包 括聚焦透鏡42、分光鏡44、物鏡46、及控制/資料鏈接49。 該系統適於對晶圓晶粒14的寬視場24進行高倍率（例如，5〇 倍）的超快高解析度同步成像。自動聚焦系統28會自動調整 及設定光學成像系統18的物鏡46的位置，以取得晶圓12上 晶圓晶粒14的最佳焦點。光學成像系統18可經由控制/資料 鍵接49與中央控制系統2〇進行通訊。在晶圓檢驗系統丨❽操 作期間，聚焦透鏡42會成像雷射光48，其中雷射光48代表 由晶圓12反射、散射及衍射至焦平面裝配件3〇的光。以下 將參考圖5A進一步說明此成像過程。 在步驟2的子步驟（£〇中，設置了自動聚焦系統“，其中包 括感應器與控制元件（未顯示），該自動聚焦系統係經由光學 成像系統18自動維持晶圓12及因此晶圓晶粒14對準焦點。 在步驟2的子步驟（d)中，設置了焦平面裝配件3〇，其中包 括一些偵測總體5〇(圖4-5)，各偵測器總體50具有數個個 別的二維矩陣光偵剛器，最好但是不限於，至少兩個二維 CCD矩陣光读測器52(圖3A_3B)、焦平面裝配件電子裝置“ 及控制7資料鏈接56、控制/資料鏈接58及影像處理頻道90， 以便對晶圓晶粒14進行高容量與超快高解析度同步成像。 圖3A與圖3B、圖4A至圖4D及圖5A與圖5B分別為顯示CCD 矩陣光制器52、_器總體5〇及焦平面裝酉己件％的特寫 圖，其中提供了焦平面裝配件30的較佳結構與組態組件與 90649-970901.doc •34- 1310457 特色。 在圖3 A至圖3B中，分別顯示二維CCD矩陣光偵測器52的 俯視圖與側視圖，感光區6〇為可預防兩個CCD矩陣光偵測 器實體配置並列的非感光區62所包圍。焦平面裝配件3〇(圖 2與圖5A)包括數個（例如，六個）偵測器總體5〇(圖4A與圖 4B)，其中各偵測器總體50包括數個（例如，四個）二維ccd 矩陣光偵測器52,以用於總數，例如，二十四個商用的高 解析度、黑白、矽二維CCD矩陣光偵測器52，其中各ccd 矩陣光偵測器52的影像感應圖元或像素數非常高，例如， 194〇x丨035(亦即在兩百萬的等級），能夠提供高清晰度標準 的每秒3 0圖框。 焦平面裝配件30，具有六個偵測器整體5〇，各偵測器總 體具有四個個別CCD矩陣光偵測器52的陣列，可光學耦合 所有二十四個個別CCD矩陣光偵測器52以在焦平面光學形 成（最好但不限於）二維CCD矩陣光偵測器66之一陣列的連 續表面（BI5B) ’以便填滿％倍倍率顯微鏡光學成像系統 之相當大的視場24。此光學組態能使用單一雷射脈衝來照 明b日圓晶粒14且能由二十四個二維CCD矩陣光偵測器（具 有總數4千8百萬像素）的陣列66進行同時成像。對於ccd矩 陣光㈣器每秒3 G圖框的圖框速度與約4千8百萬像素的陣 列而言，晶圓晶粒14的影像取得速率為約每秒15億像素。 此類影像取得速率可說是非常高的系統總處理量。焦平面 裝配件30可經由控制/資料鏈接％及控制/資料鏈接兄與中 央控制系統20進行通訊（圖2)。 90649-970901.doc -35- 1310457 圖4A與圖4B為顯示偵測器總體50的特寫側視圖，其中顯 示兩組，例如，兩個各為52A與52B的CCD矩陣光偵測器的 幾何組態。各偵測器總體50最好由兩個玻璃稜鏡68與玻璃 棱鏡70建構，各稜鏡具有直角與45度對角線表面。稜鏡68 的對角線表面72具有其上塗有最好將近1 00%高反射塗層 的區域。至少一個CCD矩陣光偵測器在各稜鏡68與稜鏡70 光學上以光學接合。在稜鏡68上接合的兩個CCD矩陣光偵 測器52A的示範組與在棱鏡70上接合的兩個CCD矩陣光偵 測器52B的示範組相同。在圖4B中，顯示該組兩個CCD矩陣 光偵測器52A在稜鏡68上接合成直列，及該組兩個CCD矩陣 光偵測器52B在棱鏡70上接合成直列，並選擇接合之CCD矩 陣光偵測器的精確位置致使個別CCD矩陣光偵測器52A與 CCD矩陣光偵測器52B的所有感光區60在從視點A觀看時， 顯示為一連續直條。 圖4C為顯示玻璃稜鏡68之對角線表面72的特寫圖，其中 包括高反射塗層的區域。圖4C顯示圖4A之A-A的截面圖， 其中在對角線表面72上的區域74塗佈了高反射塗層，且在 對角線表面72上的配置為棱鏡68上所接合之CCD矩陣光偵 測器52A的感光區60對面。光沿著視點A進入偵測器總體 50，在反射區域74對面，會由反射區域74反射並偏離90度 以衝射在CCD矩陣光偵測器52A上。光沿著視點A進入偵測 器總體50，不在反射區域74對面，則會通過稜鏡68與稜鏡 70且不偏離並衝射在CCD矩陣光偵測器52B上。 圖4D為顯示圖4A至圖4C所示偵測器總體50的特寫前視 90649-970901.doc •36· 1310457 光子圖，其中顯示具有複數個CCD矩陣光偵測器52之光偵 測器的光學連續表面外觀。圖4D顯示圖4B的視點A及展示 由八有四個感光區6〇之連續表面64之光學方式的產生。在 連續表面64内，在反射區域74對面的該等感光區6〇與稜鏡 68上接合之CCD矩陣光偵測器52A關聯。不在反射區域74 對面的其他感光區60與稜鏡70上接合之CCD矩陣光偵測器 52B關聯。光偵測器52A與光偵測器52b係在不同的表面或 平面中，及感光區60並非連續，但偵測器總體5〇可以光學 方式建立連續表面64。 圖5A為顯示焦平面裝配件3〇(包括分光立方體％與分光 立方體78及偵測器總體5〇)的特寫圖。在圓5A中，焦平面裝 配件30包括六個偵測器總體5〇,兩個標示5〇A，兩個標示 50B及兩個標示5〇c。雷射光48代表來自晶圓12之反射、散 射及何射雷射照明光，其會藉由聚焦透鏡42導向及聚焦至 焦平面裝配件30中《雷射光48會通過分光立方體％(可9〇度 反射約33%的雷射光48，並形成成像通道8〇)及傳輸約 的光82。從分光立方體76出現的傳輸光以會穿過第二分光 立方體78(可90度反射約5〇%的光82，1形成成像通道84) 及傳輸約50%的光82並形成成像通道86。 結合分光立方體76與分光立方體78的這種組態可產生三 個成像通道80、成像通道86及成像通道84，各具有相等的 光能且各具有原始輸入雷射光48約33%的光能。光學立方 體88係插入成像通道8〇中以讓所有三個成像通道之光學路 徑中的破璃數量均等’因而可在所有三個通道中形成相似 90649-97090I.doc -37- 1310457 的影像品質《在聚焦透鏡42的焦點上，放置了各三個成像 通道80、成像通道86及成像通道84、兩組相器總體％。 一組兩個偵測器總體50A係放置在成像通道8〇中，一組兩個 谓測器總體5_配置在成像通道86中，及—組兩個偵測器固 總體50C係放置在成像通道84中。 圖5B為顯示焦平面裝配件3〇之前視光學視點a的示意 圖，該焦平面裝西己件藉由使用位於不同幾何平面的六個偵 測器總體50與二十四個二維CCD矩陣光偵測器52，在焦平 面展示二維CCD矩陣光偵測器66之由一陣列建立之連續表 面的光學形成。 現在請參考圖5C與圖5D，其係為另一種較佳具體實施例 之偵測器焦平面陣列30的示意圖，其配置與圖5八所示的不 同。圖5C為此較佳具體實施例的等角視圖，圖5£>則為平面 圖。在圖5C與圖5DI為了讓各成像通道中光束的光學路 徑軌跡更加清楚，在各獨立偵測器上衝射的光束僅藉由其 近軸光線位置來顯示。因此，進入雷射光48可顯示為代表 最終到達各偵測器之近軸光線的一些直線。 雷射光48(含有受檢晶圓截面的視場影像）會衝射在5〇% 分光鏡69上，從該分光鏡，會將一半的進入光束反射朝向 稜鏡75，該稜鏡頂點係朝向影像光束77的這些入射部分對 準，致使該稜鏡可進一步將這些入射部分分離成獨立的光 束79、光束81 ^各進一步往下分割的光束79、光束戴面以 會被導向形式為偵測器塔83、偵測器塔85的偵測器總體。 在作為此具體實施例之所有偵測器塔之範例的偵測器塔85 90649-97090I.doc -38· 1310457 中，有6個獨立偵測器87&至偵測器87f(87b在圖5C為隱藏）， 且最好是如前述的二維CCD矩陣光偵測器。來自棱鏡75的 光會被導向這些偵測器87a至偵測器87f的其中一個或另一 個’最好是藉由來自四個塔稜鏡89a至塔稜鏡89d表面的反 射，為了簡單明瞭，圖5C只顯示頂端兩個塔稜鏡，89a與 89b。這四個塔稜鏡會根據其在塔上的高度，將進入光束79 的選定部分導向位於光束79之光軸任一側上的塔中俄測 器。這些直接位在光束79路徑中的偵測器會接收其入射光 束的截面而沒有塔稜鏡的反射。因此，塔稜鏡8 9&可將光束 79的最上層部分導向偵測器87a，塔稜鏡89b可將光束79的 底層部分導向偵測器87f，同時偵測器87c可直接接收其通 過偵測器87a與偵測器87b之間的間隙後的光束，且沒有任 何反射。依相似方式’偵測器塔85會分離入射光束81，以 形成偵測器塔8 5中六個偵測器的入射角。為了簡單明瞭， 只在偵測器塔85顯示其中4個偵測器。 依此方式，在圖5C與圖5D所示的偵測器塔83與偵測器塔 8 5中，為了在較佳配置的12個整個偵測器上進行偵測，可 以分割入射影像光束77。有數種不同的方法可以確保各偵 測器感光區的光學配置致使能在焦平面中獲得光摘測器的 連續表面，最好如圖5B所示。根據第一較佳方法，各拔係 為自足式’及偵測器係為垂直偏移，致使能在塔中的偵測 器内達到完整的垂直感光覆蓋。根據第二較佳具體實施 例，兩個偵測器塔83與偵測器塔85的配置係為互動式，致 使兩個塔的偵測器能夠一起垂直配置，以便都能達到整個 90649-970901.doc -39- 1310457 入射影像光束77的完全感光覆蓋。 現在參考回到透過分光鏡69傳輸之另外50%的雷射光 48，該入射光束會被導向稜鏡91，該稜鏡頂點係朝向影像 光束93的這些入射部分對準，致使該棱鏡可進一步將這些 入射部分分離成獨立的光束95、光束97。這些各進一步往 下分割的光束截面會被導向形式為偵測器塔7丨、偵測器塔 99的偵測器總體，其組成偵測器係配置為焦平面陣列，依 照有關偵測器塔83與偵測器塔85所述的相似方式操作。 根據圖5C與圖5D所示的具體實施例，雷射光48係藉由分 光鏡69來分割，然後獨立的分割部分會被導向偵測器塔 與摘測器塔85及導向偵測器塔71與偵測器塔99，再進一步 藉由各偵測器塔中獨立偵測器的配置來往下分割，如上文 所述。偵測器與分光鏡條狀的配置最好致使整個輸入影像 光束區為感光偵測器區的光學連續表面所覆蓋，最好如圖 5B所示。不過，應明白，上述輸入影像光束的較佳幾何截 面並非達到連續覆蓋含感光偵測器區之晶圓成像區的唯一 方法，而是根據根據本發明進一步的較佳具體實施例，同 樣也很適合執行不同的影像光束幾何分割。 在同樣參考圖2之步驟2的（e)中，包括控制/資料鏈接％、 控制/資料鏈接49、控制/資料鏈接54、控制/資料鏈接财 控制/資料鏈接58的控制/資料鏈接以及中央控制系統2〇，在 不同的系統與系統組件中具有電子互連，以便進行偵測晶 圓缺陷方法中不同步驟的適當自動化與同步化。例如，經 由XY移動平台16移動之晶圓12的自動移動係以電子設定 90649-97090l.do< •40、 1310457 為線性速度，致使晶圓12能在照明系統26中，在藉由脈衝 雷射32發射的兩次脈衝時間之間’移動一個視場24的距 離。焦平面裝配件30(包括所有CCD矩陣光债測器52)之時間 閘控開啟與關閉或圖框速度’係與照明系統26中脈衝雷射 32的脈衝速率同步。 在步驟3中’經由中央控制系統信號，將步驟2的相機系 統調整、聚焦及設定至晶圓晶粒14内受檢視場24上的位 置。照明系統2 6中脈衝雷射3 2的脈衝迷率係斑焦平面装配 件30中偵測器總體50A、偵測器總體5〇B及偵測器總體5〇c 所包括之CCD矩陣光偵測器52的圖框速度同步。執行此步 驟是為了移動晶圓12，因此也移動受檢晶圓晶粒14，且移 動的速度致使受檢視場24在焦平面裝配件3〇中CCD矩陣光 偵測器52的一個圖框時間間隔期間受到覆蓋。 在步驟4中，經由中央控制系統2〇的信號，藉由在受檢晶 圓晶粒14上產生雷射脈衝，維時，例如，十奈秒的持續時 間’按照小於相機系統CCD矩陣光偵測器52之同步化脈衝 速率與圖框時間的等級，即可達成步驟3之瞬間照明受檢晶 圓晶粒i 4的受檢視場2 4。同時以十奈秒的雷射脈衝照明焦 平面裝配件30(具有二十四個CCD矩陣光谓測器52)約… 百萬像素，且像素中並沒有相對移動。在短#射脈衝期間， 在晶圓曝光時間期間，並無任何有效晶圓移動，因為雷射 脈衝持續時間大幅短於像素停㈣間（晶圓移動時，由_ =素在晶圓上成像—點的時間），因此，並無有效影像模 糊曰降低影像解析度’如同具有晶圓持續照明之晶圓檢驗 90649-970901.doc •41 · 1310457 方法與系統中通常的情況_樣β 在步驟5中，經由中央控制系統20信號，藉由光學成像系 統18 ’將步驟4中照明的受檢視場24成像至具有二十四個二 維⑽矩陣光偵測器52的焦平面裝配件项光學鍵接至谓 測器總體50Α Μ貞測器總體5〇Β及谓測器總體5〇c)。 在步驟6中’經由中央控制系統20信號，藉由時間閘控 CCD矩陣光偵測器52之同步化的開啟，使用光學形成（最好 c不限於）至少兩個二維CCD矩陣光偵測器連續表面的 焦平面裝配件3G’即可取得步驟5中晶1日日粒14的受檢視場 24具有約4千8百萬像素的數位影像（未顯示）。在各啟動之 CCD矩陣光偵測器52的圖框時間間隔期間，晶圓β及因此 晶圓晶粒14’會經由χγ移動平台16移動等於一個視場。這 對應於與雷射脈衝時„隔相對的像素停㈣間，造成在 曝露於焦平面裝配件3〇之二維CCD矩陣光偵測㈣的陣列 66(圖5B)期間，晶圓只移動分數，例如，ι〇·2單—像素的等 級，因而可預防影像模糊或影像解析度損失。在子步驟⑷ 中’會經由—組平行組態的影像處理通道_取取得的數 位影像資料’並儲存在屬於影像處理系統12〇部分的影像記 憶體缓衝區94(圖2)。 在步驟7中，會連續重複步驟3到步驟6以取得相同受檢曰e 圓晶粒14内下—個視場的影像，因而形成-條視場直㊆ 包括可當做參考之長條中最近相鄰晶圓晶粒的第—同等系 場。圖6為顯示具有晶圓晶粒之影像取得過程的特寫圖，^ 楚顯示了此自動化連續成像過程，豆 ，、τ错由—次一個視灰 90649-970901.doc 42· 1310457 來成像複數個或條狀視場，以連續檢驗各晶圓晶粒。在圖6 中，在第一受檢B0圓晶粒6A中取得第一視場24A的影像 後，在相同的第一受檢晶圓晶粒丨4 A中取得第二視場24B的 影像。與晶圓12的彎曲移動同步之連續視場的影像取得， 一個接著一個在整個第一受檢晶圓晶粒14A中進行，並繼續 直到在第二受檢晶圓晶粒14B中取得第一視場24J的影像。 此過程可形成成像晶圓晶粒丨4的連續長條丨〗〇，直到最後完 全成像整個晶圓12。

在步驟8中，會藉由使用影像處理系統來處理n個受檢^ 圓晶粒中各視場的數位影像資料，以及可當做參考之最立 相鄰晶圓晶粒中各同等位置之視場的數位影像資料。參3 圖2 ’影像處理系統120包括：平行組態之由影像擷取器9 操取影像的影像處理通道9G、影像記憶體緩衝㈣、缺& 偵測單元96、缺陷檔案98、及控制/資料鍵接ι〇2。經由二 十四個獨立的影像處理通道9〇,平行處理藉由具有二十迈 個二維CCD矩陣光债測器52之焦平面裝配件3()取得的影^ 資料’因而與焦平面裝配件％其他ccd矩陣光_器別 行的各十四個CCD矩陣光谓測器52可分別與影像揭取买 92進行通訊°不以每㈣次的CCD圖框速度取得速率，^ 用4千8百萬像素單一連續通道來處理影像資料會導致為 了按照每秒6千萬像素的中等速率來處理，而使用非常高的 處理速率（每秒15億像素）的單—通道，各二十四個獨立的影 像處理通道90具有以备灿μ 乂 。 母各30*人的速率取得約2百萬像素的 影像資料。在此組態中，可使用明顯較慢的個別通道來: 90649-970901.doc •43- 1310457 成每秒15億像素的總影像處理速率，這比實施使用商用硬 體的晶圓缺陷檢驗系統1〇簡單。這種平行處理取得影像資 料的特色明顯有助於本發明晶圓檢驗方法所產生的高 理量。影像處理系統12〇可經由控制/資料鍵接1〇2與中央控 制系統20進行通訊。 步驟8包括··執行受檢視場與參考視場間之影像對準的子 步驟⑷：識別潛在晶圓缺陷之存在的子步驟（b);將比較資 料儲存在缺陷資料檔案中的子步驟⑷；及刪除第一受檢晶 圓晶粒第一視場之無用影像資料的子步驟（❼。 在步驟8的子步驟⑷中，在識別受檢晶圓晶粒之潛在晶圓 缺陷的存在則，先執行各受檢視場與當做參考之對應 間的影像對準。由於在移動灯移動平台關間的微小機械 不準性’因此相機光學成像系統18下之晶圓12的速度並不 固疋。因此’ CCD矩陣偵測器中多個視場的影像像素位置 不會和初始根據系統内同步化的程式化一樣，因此可執行 文檢視場與參考視場間的二維平移影像對準校正。另外也 可以執行更為複雜的旋轉對準校正，但對本發明方法與系 統的標準實施而言，這是可以忽視的。圖6的示範性同等視 場條11G顯示了在藉由比較影像來偵測缺陷前，先對準視場 影像的此過程。可從影像記憶體緩衝區94擷取第一受檢晶 圓晶粒14A之第-視場24A的影像像素位置與最近相鄰晶 圓晶粒UB之同等位置的第—視場24;的影像像素位置，然 後進行影像對準校正。在此過程中，最近相鄰晶圓晶粒】4 Β 的第一視場24J可當做第一受檢晶圓晶粒14八之同等視場 90649-970901.doc -44- 1310457 24A的參考。 上斤述之先則技術的晶圓缺陷偵測方法與系統，具 結合連續晶圓照明及藉由—維或二維掃描晶圓以取得^維 如像都需要對所有像素或所有像素線 :限制系統總速度(即總處理幻且會提高電子=:系: 璁成本的需求。此外，這還會導致殘餘偏移，因為對影像 中所有的像素而言，沒有任何校正程序是精確的。殘餘偏 移會大幅降低系統缺陷偵測的靈敏度。反之，對 較佳具體實施例的方法與系統而言，會將焦平面裝料任 何㈣視場中的所有焦平面裝配件CCD矩陣侦測器像素視 為個單元，並會藉由單—雷射脈衝來同時產生。因此， 並不需要在焦平面裝配件視場中進行像素對準，且在受檢 視場内任何局部小區域與參考視場中同等區域之間心單 對準校正在整個焦平面裝配件視場上是正確的。因此，在 本發明中，殘餘偏移係為無關緊要，因而提高了缺陷㈣ 的靈敏度。 在步驟8的子步驟⑻中，在影像對準校正後，藉由比較受 檢晶圓晶粒各視場（從第-視場開始）的影像像素密集度與 最近相鄰晶圓晶粒之各同等位置的視場(從第—視場開始） 的影像像素密集度差異，來識別受檢晶圓晶粒中潛在晶圓 缺^存在。在此缺陷識別步驟中，使用了標準的缺陷偵 =演^法’其係以分析比較從鄰接的相鄰晶圓晶粒相同視 麥取付的像素密集度為準。缺陷债測便以統計法為準因 而鄰接的晶圓晶粒内同等位置上會存在缺陷的機率非常 90649-970901.doc .45· 1310457 t在不同影像的像素密集度中找出不規則的示範性標準 次异法係以三晶粒比較為準。總晶圓檢驗系統會程式化以 檢驗晶圓晶粒或視場(通常稱為受檢圖案)各個像素的圖 案，然後再與相同晶圓上當做參考之鄰接相鄰晶圓晶粒的 “同專圖案比較。缺陷價測器可價測代表目前受檢晶圓 晶粒中晶圓可能存在缺陷的任何圖案不規則或差異。另 外，也會將測試的圖案與另一鄰接晶圓晶粒的同等位置圖 案比較’以便解決測試圖案只與單_圖案比較時會出現的 歧義。在第二比較中’ A了維持對稱性，測試圖案可當做 參考。 圖6顯示了這種藉由缺陷偵測單元9 6 (圖2 )所執行的影像 比較過程。第-受檢晶圓晶粒14A之第—視場Μ的各影像 像素#集度會與鄰接相鄰晶圓晶粒14B同等位置之第一視 場24 J的影像像素密集度比較。 在子步驟（c)中，根據預定的比較標準，如指定之差異或 不規則的定限位準，分別作為參考的晶圓晶粒l4A與晶圓晶 粒14B之同等位置的第一視場24A與第一視場24j中，兩個對 應像素密集度的差異或不規則會儲存在晶圓缺陷標案％ 中’以便進-步藉由確認或去除缺陷存在與位置的決定步 驟來處理（步驟10)。在子步驟⑷中，會從影像記憶體緩衝 區94刪除第一受檢晶圓晶粒MA之第-視場μ的無用影 像資料。由於分別儲存了第一受檢晶圓晶粒i4A與第二受檢 晶圓晶粒14B之同等位置的第一視場24A與第一視場二 比較資料’晶圓12中連續晶圓晶粒14的影像處理便不再需 90649-970901.doc • 46- 1310457 要第一受檢晶圓晶粒14A之第一視場24A的影像資料。 在步驟9甲，會重複步驟7與步驟8以取得第二受檢晶圓晶 粒14B中的連續視場，直到並包括第三受檢晶圓晶粒]化之 第一視場24N的影像處理。步驟7與步驟8係為平行執行。在 步驟7中取得視場條11()各視場影像的㈣，會根據步驟峻 理與比較視場條11〇前面各視場的影像。 步驟10為藉由缺陷偵測單元96執行的決定與確認步驟， T決定及確認是否在步驟8之初始處理的各視場中偵測到 曰曰圓缺陷，從晶圓晶粒丨4B的視場24J開始進行。在第一晶 圓aa粒1 4A與第一晶圓晶粒丨4B分別之同等位置的第一視 場24A與第二視場24J之間的不規則或差異存在之後會在 第二晶圓晶粒14B與第三晶圓晶粒14C之同等位置的第一 視場24了與第-視場24N之間進行下一個比較，以便確認或 去除位在晶圓晶粒14B之視場24J的缺陷。 在步驟1〇的子步驟（a)中，會將確認的晶圓缺陷（包括確認 的曰曰圓缺陷位置）適當儲存在缺陷檔案98中，以便在晶圓製 程的回授控制中使用。 在步驟11中，會連續重複步驟7到步驟10，以檢驗相同晶 圓内視场條110中的各視場。例如，在圖6中晶圓晶粒⑽ 的B曰圓視场24K會成為下一個進行步驟7到步驟1〇影像處理 的又檢視场。從晶圓晶粒14β的視場24κ開始，會將第二晶 圓曰曰粒14Β中連續視場的影像與晶圓晶粒“a與晶圓晶粒 14C中同等位置的視場影像相比。晶圓晶粒μ中的視場 24Κ會與晶圓晶粒14Α中同等位置的視場施相比，並以視 90649-970901.doc -47. 1310457 場24B當做參考’·及晶圓晶粒14B中的視場24尺會與晶圓晶 粒14C的視場24Ρ相比，並以視場24Κ當做參考。二=情= 中，視場條110之各連續組的視場影像會與視場條中在其前 面之晶圓晶粒上同等的視場比較-次，及與視場條中在其 後面之晶圓晶粒上同等的視場比較一次。各比較視場會當 做-次比較中的參考視場及當做-次比較巾的受檢視場。 連續晶圓晶粒之一個接著一個的連續視場影像的選擇、照 明、成像、取得與處理（與晶圓12的彎曲移動同步）會在整個 晶圓12上的各個晶圓晶粒進行，直到晶圓12所有的晶圓晶 粒14都已檢驗缺陷。 現在請參考圖7，根據本發明的一項較佳具體實施例，其 為缺陷偵測裝置之完整照明系統的側視總圖。根據不同的 較佳操作方法，共有三種照明模式：明視場、側邊照 明暗視場（DF)與正交或屏蔽反射比暗視場（〇DF)。各照明模 式均可用來偵測不同生產處理步驟中不同類型的缺陷。例 如，為了要偵測如矽氧化物之透明層中的内藏缺陷，最好 使用BF照明。為了偵測表面上的小微粒，則DF照明一般會 產生比較好的效果。 在般的明視場照明中’透過相同物鏡在樣本上的照明 係為入射，如同檢視樣本時所使用的一樣。現在請參考圖 7其中顯示將其輸出光束15輸送至光學輸送光纖束21的明 視場照明雷射來源3〇〇，最好藉由雷射輸送至光纖耦合器 1 50。為了提供樣本上的均勻照明及解除雷射照明同調的雙 重用途’會需要使用此光纖束21，下文將會進一步詳細說 90649-970901.d〇, -48· 1310457 明。在圖7的較佳具體實施例中’只使用了單—光纖束，但 應明白，也可以隨時使用連續光纖束的解決辦法，下文將 會說明。從光纖束21的輸出終止’會藉由照明轉移透鏡 301、照明轉移透鏡302(其詳細功能將於下文參考圖ι〇至圖 13來說明）將雷射光束成像至可操作以將照明聚焦至受檢 晶圓平面100上的使用中物鏡2〇1。可將物鏡旋轉器2〇〇上的 另一合適物鏡201，擺動就位，如顯微鏡技術中所熟知的。從 晶圓返回的照明會由相同的物鏡2〇1收集，再藉由分光鏡 202從照明路徑偏轉朝向第二分光鏡·，從此透過成像透 鏡203偏轉，將來自晶圓的光成像至偵測器2〇6。第二分光 鏡500可用來为離進入成像功能的光與來自自動聚焦功能 中使用的光，其係藉由自動聚焦成像透鏡5〇1導向自動聚焦 偵測器502。 田進行中的成像需要使用習用的暗視場照明時，可使用 暗視場側邊照明來源23 1將所需暗視場側邊照明光束22丨投 射至晶圓面100上。當進行中的成像需要使用正交暗視場或 屏蔽反射比暗視場照明時，可使用另一種暗視場照明來源 23 0經由屏蔽反射比鏡24〇，將所需照明光束2從上方以正 交的方式投射至晶圓面100上。下文將會提供所有這些功能 更完整的說明。 如上文所述’最好在本發明的照明系統中使用重複脈衝 雷射來源，不過，根據其他較佳具體實施例，也可以使用 CW雷射照明。根據提供高亮度光源以產生短持續時間與高 重複速率之方向性強烈光束的需求，最好使用鈥：釔鋁石 90649-97090I.doc •49· 1310457 榴石雷射輸出的第三諧波。下文將參考圖19所示的具體實 施例，進一步詳細說明使用第三諧波的原因。 雷射光束的特性’尤其是雷射光束的同調特性，在受檢 區域上需要均勻照明通量的應用中（例如，晶圓檢驗系統中 所需要的）當做照明來源使用時會出現一些問題： (I) 照明光學中的光干涉會在照明視場中造成不均勻性。 (II) 照明光文到晶圓上結構圖案的干涉會在影像中造成人 工處理。 (i π )表面粗糙會造成在影像中產生不均勻性的斑點。 (iv)雷射光束本身一般都不均勻。直接使用雷射光束作為光 源會造成不均的照明。 為了克服以上⑴至（iii)項，必須減少且最好完全消除雷 射光束同調特性的效應。此過程已知為同調解除(c〇h⑽“ breaking) ° CW雷射的斑點效應比較容易克服，因為可在改變波前時 平均分配信號。為了達成這點，先前技術說明了數種方法^ 不過’當成像過程為取得的各影像㈣單_脈衝時，此類 方法將無法實施。根據本發明進—步的較佳具體實施例， 其中揭示的方法可藉由將雷射光束分離成許多小光束及以 使其間絕無相位差的方式延遲與先前小光束相對的各 :：減少雷射光束的同調效應。因此可將雷射 成許多部分’每個部分與其他部分都沒有明顯的相位同： 但是，此需求並不足夠，因為還需要藉由雷射光束的所 有部分來照《本上視場（F，中的各點。 = 90649-970901.doc -50. 1310457 都與光束本身同調或部分同 + n 』凋因此會產生斑點或在影像 成高對比人工處理的立仙 八 ’、他干涉效應。由於光束每個部 刀-、光束的其他部分不同調，闵士並士# π因此藉由確保以雷射光束的 所有部分來照明FOV，即可芈抝八斯她从由 十均刀配總效應。殘餘同調效 應取決於使用的小光束數目 減目。由於各小光束與其他小光束 …、關’因此干涉效應會減少小光束數目的平方根，假設所 :小光束的強度貢獻都相同…匕，小光束的數目越大， 影像令同調人工處理的外觀位準就越低。 根據本技術的較佳實施方法，可將雷射光束引入光纖 束，如圖7所示的光纖束2卜光纖束的光纖長度隨著光纖媒 介中雷射的同調長級距而彼此不同或減少。光纖束的光纖 數才日疋了衫像中殘餘同調效應的對比。光纖束的照明最好 要均勻。光纖束中的各光纖或多或少必須負載相同的能 置，否則，將無法有效執行同調效應的平均分配。由於雷 射光束本身並不均勻且含有高低空間頻率成分，因此在將 雷射光束引入光纖前，必須先在空間上進行混合。此外， 最好能填滿光纖的完整數值孔徑，因為在光纖束的遠端， 需要強度的均勻角分布。這後兩項需求並未在先前技術中 出現以執行。以上參考由Dingel等人所著的論文中，儘管 聲明可產生柯勒照明（Koehler illumination)，但卻未顯示任 何在空間上混合雷射光束的配置’也未說明確保入射光的 導向致使可完全照明各光纖數值孔徑的特定方法。在所示 的條件下’各光纖會隨機照明，造成不均勻的視場闌（fieid stop)平面密集度，因而接著也會在物體平面上造成不均句 90649-970901.doc -51 - 1310457 的照明。此外，在Dingle等人的先前技術中，聲明所提議 的陣列係由其中任兩個光纖長度差大於光源同調長的]^個 光纖導件所組成。此類配置一般會造成過度的差異，因為 根據Dingel等人的論文中選定的標準，需要大於光之同調 長的是光學長度差，而不是任兩個光纖的絕對長度差。最 後’此先前技術所說明的照明系統係用於透光型成像系統。 圖8顯示了根據本發明較佳具體實施例的實施方法。雷射 光束15 ’可以是平行光束或稍微聚光，或根據另一種較佳 具體實施例，可以是衝射至漫射元件816上的稍微發散光， 也可以是普通的全像漫射體（如MEMS)或具有可按所需角 度散布入射光之數值孔徑的微透鏡陣列。如圖8所示，從漫 射體中不同位置以相同角度漫射的三條示範性光線〗7的漫 射光束，最好可藉由聚焦元件818(可以是單一透鏡或為了 減少像差的多個元件透鏡）以成像至光纖束21之終端連接 器19末端表面82〇的一點上。按不同角度從圖8所示光線丄7 所漫射的光線，會成像至光纖束21之末端表面82〇的不同點 上。因此可藉由聚焦元件818成像來自漫射器輸出光處所有 夾角的光’以便復蓋光纖束末端表面820整個輸入孔徑。該 光束會穿過光纖束21並在輸出連接器822之光纖對置末端 表面29處輸出。 為了取得最佳焦點轉移效率，漫射元件816最好位在聚焦 70件818的左焦平面，及光纖束21的末端表面820最好位在 聚焦元件的右焦平面。 '又射疋件的半角α，及聚焦元件的焦距f的計算如下： 90649-970901.doc 1310457 如果Γ是輸入光束半徑及να是光纖21的數值孔徑，則定義 NA = r/f。因此f=r/NA。接下來，如果R是光纖束半徑，則 a*f=R。因此，可以簡單地計算特定輸入光束直徑與光纖 直徑的焦距與漫射角。 一般在先前技術中所述，使用光纖束以提供同調解除的 該等具體實施例，在有關光纖透射損失的效應上有缺點。 為了提供良好的同調解除，先前技術中所述之光纖束任一 對光纖之間的長度差必須大於或等於光源的同調長。結 果’光纖束中光纖之間的長度差因此大於或等於同調長乘 以另一光纖束中的光纖數。因此，根據先前技術的標準， 在含有數百甚或數千光纖的光纖束中，在光纖束最短與最 長的光纖之間’有相當可觀的長度差。這在此類先前技術 的光纖束中造成兩個缺點效應： (i) 第一，由於通常使用的光纖材料中的透射損失，光纖束 中各光纖的光強度輸出會明顯不同，並隨著增加的光纖長 度而減少。但是，為了取得有效的同調解除效應，理想上 在不同的光纖輸出之間，應該只有相位差或飛行時間差， 任何強度貢獻差都會降低所需的同調解除效應。 (ii) 第二，這些長度差越長，光纖束的總長度就越長；光纖 束總長度越長’透射損失本身就越高’與其在同調解除效 應上的效應很不一樣。這些透射損失使得照明系統既無效 率又比較沒有成本效益。 此效應可藉由參考圖9A來顯示，其中顯示了上述透射與 同調解除效率間光纖長度差的權衡結果。圖9A所示的結果 90649-970901,doc 53- 1310457 為含有40,000光纖的光纖束，及具有〇1仙/111等級11乂之透 射損失的光纖。兩個縱座標分別顯示光纖束的透射與同調 縮減因數為Delta/Lc的函數，其中各光纖長度差為Deha mm. ’來源同調長則為Lc。此透射的測量係相對於具有等 於不同光纖長度光纖束中最短光纖長度之均勻光纖長度的 光纖束。所示範例之Lc的值為5 mm。 對於此類40,000光纖束而言，最大的理論同調縮減因數 饭疋為（40,000)丨/2 = 200。如圖中所見，Delta/Lc = 1表示光 纖長度差等於同調長，同調縮減因數與理論最大值2〇〇相 比’約為90。請注意，由於各連續光纖增加的介入損失， 同調縮減因數的理論值會不足，也就說各獨立光纖對總輸 出的強度並不相等，因此減少了同調解除效應。另一方面， 光纖束的透射比已減為Delta/Lc = 0(即沒有長度差）之光纖 束透射比的0.22，此類透射損失過多。 另一方面，如果光纖長度差減到只有〇.4Lc，則同調縮減 因數將減到約85，這只是縮減6%，然而透射卻增加到約 0.45，等於增加超過ιι〇〇/〇。 因此本發明根據這些結果，在一項較佳具體實施例中揭 示一種照明輸送光纖束，可操作以解除其中傳輸光的同 調，其中光纖束中光纖的長度差小於來源的同調長。此類 光纖束因使用小於同調長之光纖差而稍微損及同調解除特 性’卻在照明位準上獲得實質增加，因此比上述先前技術 的光纖束具有明顯的經濟優勢。 上述具體實施例一般說明了典型的脈衝雷射來源，例如 90649-970901.doc -54- 1310457 鉞：釔鋁石榴石雷射’其中同調長一般屬於幾公釐的等級。 顯而易見，在使用較長同調長之雷射的系统中，@題將會 倍増。因此，例如’氦氖。|雷射通常具有等級為2〇 cm的 同調長’在此條件下，本發明任一種不同具體實施例的優 勢將會更加顯著。 為提高同調解除的效率，已知，例如，以上參考之美國 專利第6,369,888號，使用兩個光纖數都比較小的光纖束會 比使用一個較多光纖的光纖束更經濟。如果第一光纖束中 光纖長度差超過第二光纖束中最短光纖與最長光纖之間的 光纖長度差，則參與同調解除過程的有效光纖數等於第一 光纖束的光纖數乘以第二光纖束中的光纖數。這適用於第 二光纖束中各光纖的光貢獻來自第—光纖束中的所有光纖 時。 現在請參考圖9B ’其中顯示為達成此結果的光學配置， 其中設置了與圖8第一光纖束連續的第二光纖束。從第一光 纖束21的出口末端表面29，顯示藉由可以是單一透鏡或多 個元件透鏡的聚焦元件824,將來自末端表面29不同位置按 相同角度傳播的三條示範性光線23成像至第二光纖束27之 終端連接器25處光纖的末端表面826上。該光束係從第二光 纖束27在輸出連接器828處光纖之遠端表面827輸出β第一 光纖束21的直徑並不一定要與第二光纖束27的直徑相同， 如圖9Β的較佳具體實施例所示。如果第一光纖束的直徑比 較小，則需要在其末端使用漫射器以增加末端的光的角分 布’以便此填滿第二光纖束的輸入。 90649-970901.doc -55- 1310457 在如美國專利第6,369,888號所述之雙重光纖束配置的具 體實施例中，說明兩個光纖束中的光纖具有不同的長度， 及一個光纖束中任兩個光纖之間的長度差異最好選定 為大於光源的同調長。說明另一光纖束中任一對光纖之間 的長度差最好大於所提第一光纖束中最短光纖與最長光纖 之間的長度差。 不過，除了上述有關以光纖束所傳輸之總強度上光纖長 度差之效應的先前技術之外，在以先前技術的雙重光纖束 具體實施例的各種光纖所傳輸的強度上，還有另一個缺 點為了&供雙重光纖束組態良好的同調解除，輸入至第 二光纖束中不同相位的小光束，理想上一定要屬於相同的 強度，如同第一光纖束中不同長度的光纖所產生的一樣。 任何背離相同強度的結果將會降低第二光纖束中的同調解 除效應，因為部分不同相位的輸出光束會優先比其他光束 更強烈，導致最終的殘餘同調效應。在上述Karp〇丨等人的 專利中’ 1¾明第-光纖束中任H纖之間的長度差最好 大於另一光纖束中最短光纖與最長光纖之間的長度差。說 明另-光纖束中任-對光纖之間的長度差大於光源的同調 長，致使另-㈣束中最短光纖與最長光纖之間的長度差 因此大於光源同調長乘以另—光纖束中的光纖數。由此類 應用中所用雷射產生的典型同調長屬於最多幾公釐的等 級。因此，根據此先前技術的標準，在第一光纖束中的光 纖之間，有相當可觀的長度差。 因此在兩個效應之間’也有第：權衡，相對也影響了同 90649-970901.doc -56 - 1310457 調解除的效帛。另-方自，第二光纖束中光纖之間的長度 差最好應該大於同調長，以便在此類光纖束中產生足夠的 同調解除；另-方面，由於缺少強度的-致性，雙重光纖 束具體實施例中任一處光纖之間的長度差越大，第二光纖 中的同調解除就降低越多。 此外，在上述Karpol等人的先前技術中，聲明一光纖束 中任兩個光纖之間的長度U差異最好選定為大於光源的 同調長。此較佳長度差比光纖中光學路徑長度長了 一因數 N，其中N為核心材料的折射率，致使此方法提議使用比光 學考量，甚至在減少光纖長度差的動機之前，所指定之光 纖間更長的長度差，如上文所述。 現在請參考圖9C與圖9D，其分別顯示根據本發明另一項 較佳具體實施例建構及操作之雙重光纖束輸送系統的兩個 光纖束。此具體實施例可操作以消除上述先前技術雙重光 纖束輪送系統的缺點。為了說明此具體實施例的操作，圖 9C中所示的光纖束將視為輸入光纖束（圖9B的具體實施例 中標示為21) ’及圖9D中所示的光纖束將視為輸出光纖束 (圖9B中標示為27)，但應明白，如果設置正確的匹配組件， 此具體實施例中任一順序的光纖操作都一樣。 現在請看第一光纖束’為了產生良好的同調解除，每一 個光纖最好應該根據第二I纖束中最短光纖與最長光纖之 間的所有光學長度差總和，屬於不同的光學長度。另一方 面，為了避免變化效應降低第二光纖束的同調解除效應， 理想上，應該使用相#的光學長度光纖，但這卻會在第一 90649-970901.doc -57- 1310457 、'纖束中無法產生同調解除。因此，根據本發明一項較佳 ’、：實轭例，如圖9C所示，λ中揭示了-種折衷的光纖束 ^其中可將光纖分成群組，各群組包含相同光學長度 的光纖，且根據第二光纖束中光纖的所有光學差總和，各 =、、且的光學長度最好與光纖束中另-群組的光學長度不 ^因此在圖9C的具體實施例中，各群組内的光纖為從 第光纖束輪出的小光束提供-致成分’而群組間的光學 又差則提仏各同群組的光的同調解除特性。這兩個效應 之間的正確權衡可以對所有光纖屬於不同的光學長度時 (但也會沒有損失）所得到的同調解除效應的效率縮減進行 很大程度的補償，致使強度改變效應並非一個因數。這兩 個效應乂間的補償程度是所用光纖每個單位長的衰減函 數。 還有，根據本發明另一項較佳具體實施例，各群具有的 光纖數並不相同，結果，比較長的群組仍具有低於比較短 群組的光輸出，可藉由改變各群組中的光纖數以確保各 群組具有相同的傳輸強度。現在請參考圖9D，根據本發明 另-項較佳具體實施例’其中顯示了 一束光纖與圖％所示 相似’但其中各群組中的光纖數會隨著群組長度而增加。 甚至更好的是，通常可讓各群組中的光纖數與群組長度成 依此方式，藉由增加群組中的光纖數，即可抵銷群 組中由於群組中附加光纖長度增加所造成的介入損失。 根據本發明之此具體實施例，使用光纖群組的進一步優 點疋，平行操作之眾多光纖的冗餘效應具有化解假設相同 90649-970901.doc •58- 1310457 的光纖之間必然出現的任何製造差異的效應，無論在光學 特性或在設定的載短長度上，均是如此。 現在請參考圖9E，其中顯示了根據本發明此較佳具體實 施例的第二光纖束。在第二光纖束中，各光纖最好屬於不 同的光學長度，光學長度隨著光源的同調長而不同或減 少。如上所述，由於第二光纖束中光纖的總光學長度差依 修正第一光纖束中不同光纖群組間的光學長度差來決定， 因此在儘可能保持光纖間最短路徑差，以減少各光纖群組 或光纖之間的強度改變上具有優點；如果儘可能減少第二 光纖束中光纖的光學長度隨著改變的情形，則對第一光纖 束參數又多出一個優點。為此原因，在第二光纖束中最好 使用光纖光學長度改變小於光源同調長會很有利，與達到 組合中足夠的同調解除相稱。根據光纖束中所用光纖的衰 減吊數及根據上述的權衡考量，即可確定特定光束輸送系 統中要使用比同調長小多少的決定。 根據本發明的較佳具體實施例，其中揭示一種只包含一 含有光纖群組類型之光纖束的系统，無論光纖束的位置是 在含有單一光纖的光纖束之前或之後。根據本發明的較佳 具體實施例，在延續含有通常非群組的單—光纖之光纖束 中’可以使用複數個含光纖群組的光纖纟，而非單一的此 類光纖束致使照明系統可包含―連續光纖束，且光纖群 組與光纖的配置最好分別可以取得良好的同調解除特性與 最小透射損失，如上文所詳細說明的。 現在將使用數量的方式，舉例說明圖9C至圖9E的較佳具 90649-97090I.doc -59^ 1310457 體實施例。首先，請參考如圖9E所示的第二光纖束，其中 具有k個光纖，且k最好是1〇〇〇的等級。第一光纖的長度為 L，且L最好是1公尺的等級。第二光纖比第一光纖長Lc/n， 其中Lc疋雷射來源的同調長’通常為6 mm，及N是光纖的 核心折射率，通常是丨5的等級，致使光纖長度差是4mm的 等級。第二光纖也比第二光纖長Lc/N，以此類推。因此， 所有k長度差的總和為kxLc/N，等於此較佳範例的4公尺等 級0

如圖9C中的第一光纖束具有n個光纖群組，其中n最好是 10到20。各群組含有m(最好是2〇到5〇)個相等長度與相等光 學路徑長度的光纖。各群組間的長度差等於或大於第二光 纖束所有長度差的總和，在此較佳範例中，亦即等於約4公 如以上所付。從這些數字範例，可明顯看出限制光纖 長度差的原因在於限制透射損失改變。 本發月上述用以達成光束同調解除的具體實施例，^ 有關此類照明系統中使用短脈衝雷射的問題提出解沒

法。此類短雷射脈衝，通常只有幾奈秒之短，卻可能』 高到聚焦光束可能損壞受檢晶圓的導值功率密度。一趣 來減少短雷射脈衝峰值功率 脈衝能量持續比較長的時間的因方:=脈衝，致使揭 藉由平行向下料脈衝至數心n具有較低的峰值功率 再於通過後重新結合，即=光學路徑長度的路徑 明圖8與圖9A至圖9E的且體二：脈衝伸展。這是本 光纖之裝配件中出現的情中’光纖束中不同長 致使本發明光纖束在脈衝 90649-970901.doc •60、 1310457 展的應用上也很有效。 為了說明本發明較佳具體實施例的這種應用，將會使用 上述的數字範例。對於具有2〇個群組的較佳光纖束而言， 各長度差為4公尺，因而可產生80公尺的總長度差。光纖（折 射率1.5)媒介中光的飛行時間約為每公尺5奈秒。因此，對 於80公尺的光纖束而言，總飛行時間差約為4〇〇奈秒。因 此，此光纖束的效應可以從雷射發射之通常幾奈秒的脈衝 長度，產生較長約兩個等級的脈衝伸展，附帶潛在之光束 損壞的伴隨縮減。對於至少一光纖束而言，光纖之間的部 分或所有光學路徑差小於系統光束的同調長。 本發明較佳具體實施例的一個特殊特色係為，該系統包 括第二光纖束，其中，各對光纖之間的光學路徑長度差小 於或等於該系統所用光束的同調長。 現在請參考圖9F，其中根據本發明另—項較佳具體實施 例，顯示另一種用於執行脈衝伸展的較佳裝置。光束伸展 器最好包含兩個高度反射鏡：輸入鏡刚及輸出鏡182，彼 此位置隔開且平行，致使光束可在兩個反射鏡之間重複反 射’並將兩個反射鏡間的各通行延遲其間的飛行時間。反 射鏡182之-’已知為輸出鏡，按正交方式切割，致使從中 反射之入射光束分數為橫跨反射鏡橫向位置的函數。因 此’從反射鏡以外傳輸的光分數也是橫跨反射鏡橫向位置 的函數。這種切割具體實施例可以補償輸出光束因為各連 續反射鏡反射所損失的光分數。儘管圖式中將㈣輪摩顯 示為線性輪廓，但此輪廓同樣可以是其他形狀，例如指數 90649-97090丨.doc 61 1310457 形狀，以提供更一致的輪出。 反射鏡的配置致使輪入光束184最好能繞過輸入鏡180的 邊緣，且在輸人鏡丨_㈣鏡182之間至少反射—次。反 射鏡的配置角度致使其間各雙重通行時，反射光束可橫向 移動橫跨輸出鏡182，並輸出其增加的分數。光束的各連續 輪出部分相對於先前的輸出部分延遲了在反射鏡間雙重路 徑行進的光束飛行時間。因&，藉由改變可決定反射次數 與反射鏡相隔距離之反射鏡互相對準的角纟，即可調整光 束伸展時間。在使用此較佳光束伸展器的—個範例中，設 定反射鏡相隔90 cm.，一光束歷經2〇次雙重通行即可獲 得120奈秒的伸展脈衝，從寬度小於1〇奈秒的脈衝開始。 最好可藉由置放適當的光學元件塑造輸入光束184在空 間上的形狀，以便產生橢圓形的輸入光束1 85，以下將參考 圖14B的具體實施例來說明。 整個輸出光束伸展器的光束最好可在空間上藉由望遠鏡 配置1 83來縮減，如本技術中所熟知。現在參考回到圖8與 圖9B所示的具體實施例，此伸展的脈衝光束然後可以通過 漫射元件816,從此處輸入光纖束21中。在第_光纖束21之 前使用光束伸展器的優點有二。第一，可減少因為光束脈 衝的高峰值輸入功率損壞光纖束的可能性；第二可減少 光纖束中使用這麼長光纖的需求’其在先前所述的具體實 施例中’最好可設置以協助光束伸展與同調解除。 現在請參考圖10，其中根據本發明一項較佳具體實施 例’顯示用於提供明視場照明的配置’包括為了提高晶圓 90649-970901.doc -62- 1310457 上的照明位準所採用的一些新穎觀點。視場闌平面3〇3，最 好位在兩個照明轉移透鏡301、照明轉移透鏡3〇2間的等距 處可透過物鏡201成像至晶圓面1〇〇上《現在將說明視場 闌平面的功能。 請參考圖11 ’其為穿過物鏡2〇1之照明路徑的簡圖。為了 覆蓋晶圓平面中晶圓面100上的整個視場，照明f〇v 一 個邊緣之光線1112的照明路徑必須到達對著光軸21〇方向 半角or的物鏡’其中《可藉由以下關係來定義： 2a = FOV/f 其中f是物鏡的焦距。圖U中所示的其他參考字元和圖7與 圖1 〇的一樣具有相同意義。 此外，照明必須覆蓋物鏡的完整光瞳以有效使用完整的 物鏡數值孔徑（NA)。否則，系統解析度將會受限。此外， 最好在此類光學佈局中使用同調解除光纖束作為照明來 源，將需要： (i) 各光纖能照明整個F〇v，及 (ii) FOV中各點為戶斤有光纖戶斤照明。 現在請參考圖12，其中根據本發明另一項較佳具體實施 例，顯示了用於實現這些需求的詳細光學配置。將定義稱 為視場闌平面（FS)的中間平面，其中各點為光纖束中所有 光纖的貢獻所照明。然後，透過物鏡將此視場閣平面成像 至物體平面上。 在圖12中，顯示光從光纖束21 t出現，其角度_從±巧 光軸，並藉由照明轉移透鏡3〇1聚焦到視場閣平面加上。 90649-97090 丨.doc -63- 1310457 照明轉移透鏡3 01的間隔距離應等於其和光纖束21末端來 源與視場闌平面303的焦距fFS。圖中顯示三組光線。從與光 軸平行之光纖束發射的光線，以實線305顯示，會藉由照明 轉移透鏡301聚焦於視場光軸平面上的〇點。從光纖束依對 光轴的角度α發射的光線’以粗虛線3 0 6顯示，會藉由照明 轉移透鏡3 0 1聚焦到視場光軸平面上的+χ點。從光纖束依對 光軸的角度-〇：發射的光線，以細虛線3〇7顯示，會藉由照明 轉移透鏡301聚焦到視場光軸平面上的_乂點。這種光線組合 可因此形成尺寸±Χ的照明面積，可由算式得出： X = fFS * a 其中fFS是視場闌聚焦透鏡的焦距。為了提高光學效能，照 明轉移透鏡301最好成對。 如果各光纖具有均勻的強度角分布，則可視需要藉由所 有光纖來照明視場闌平面上的各點。為了使角分布均勻， 最好使用光纖束輸出處的漫射器3〇9。 現在請參考圖13 ,其為完整的明視場照明系統圖，顯示 了如何使用搭配物鏡201操作的一照明轉移透鏡3〇2，將視 場闌平面303成像至晶圓面！ 00上。物鏡光瞳設定在平面3〇8 中。在圖13中顯示的是如圖12顯示從光纖束按角度發射 的相同三組光線，並分別與光軸平行。可看到所有按相同 角度從光纖束出現的光線都到達晶圓面上視場内的相同 點。在光纖束輸出處之強度不均勻的角分布會造成F〇v處 不均勻的照明’因此需要在光纖束輸出處使用漫射器3〇9。 視場闌位在照明轉移透鏡3〇2的後焦距£|處。此光學配置 90649-970901.doc -64- 1310457 的倍率等於f〇bj/f|，其中f〇bj是物鏡⑼丨的焦距。 ，為了計算此照明光學元件的參數，必須從光纖束直徑與 光纖束輸出的數值孔徑取開始算起。應該將物鏡光瞳完全 照明以取得最佳亮度。以物鏡光瞳上的倍率以形成光:束 的衫像’如代表二組光線：光線3()5、光線3〇6與光線術交 點處平面中的光纖束影像的小圓圈所示。因此，視場閣透 鏡的焦距fFS與轉移透鏡的焦距fi的關係算式為： M = C / fFS =物鏡光瞳/光纖直徑。 物鏡輸入處的照明角度必須也要和物鏡的角視場“相符，得 第二關係式： α/ΝΑ = fFs/f, 其中ΝΑ為光纖數值孔徑。從這兩個算式中，可以計算心與 iVs的值。 現在請參考圖14A，其中根據本發明進一步的較佳具體實 施例，顯示用於提供系統暗視場側面照明的配置。暗視場 照明通常可用來偵測物體表面上的小微粒。在如圖14八所示 的暗視場具體實施例中，入射暗視場側邊照明光束22丨落在 晶圓面1〇〇上的角度範圍使得鏡子的反射光束222在對著的 物鏡NA角度之外，因此無法進入偵測器2〇6。不過，該入 射光在許多方向中，可從晶圓上的小微粒與圖案異常散 射，再由物鏡201與成像透鏡203組成的成像光學收集此散 射光204的部分。反射鏡212取代了明視場組態中所用的分 光鏡202。微粒越小，散射效率就越低，因此為了偵測小微 粒缺陷’必須使用高入射光強度。 90649-970901.doc -65- 1310457 重要的是’必須儘可能將鏡子的反射光束222導引到離物 鏡收集角度最遠的地方。由於需要應具有高NA的物鏡以發 揮光收集的最佳效果，因此入射光束應具有相對較小的 ΝΑ。高ΝΑ成像透鏡中視場的大小通常是0.3至os，相當 1、這更大·顯了照明系統中維持rij梵度的需要。在將雷射 光束引入光纖束中時，如上文所說明的，光纖束的直徑與 光纖束中光纖的NA可決定光纖束輸出處的亮度。因此，需 要使用具有低ΝΑ(<0.12)的光纖與小的光纖束直徑。如果光 纖直徑太小，則會在光纖輸入側發生雷射損壞，致使必須 在這兩個因數間選擇折衷的光纖大小。 此類暗視場照明系統中另一種亮度損失的來源如圖UB 所示，且源自於以下事實：當光為晶圓上低角度的入射光 時，晶圓上沿著入射角方向的照明點會模糊。因此，例如， 在晶圓表面的15。入射角，圓形橫截面暗視場側邊照明光束 221會在晶圓面100表面產生縱橫比約為4的橢圓223，因而 降低了照明的亮度。根據本發明另一項較佳具體實施例， 以橢圓形及縱橫比相反的光束照明晶圓，即可抵銷此效應。 因此，包括上述兩項標準的暗視場照明需求，及先前所 述有關明視場照明需求的—般標準，可以總結如下： ⑴光在晶圓面上的入射角度應大於物鏡的na所對著的 角度。 (ii) 應該按小NA來執行照明。 (iii) 照明面積的大小至少應是F〇v的大小。 (iv) 照明光束應屬於橢圓或類以的形式。 90649-97090I.doc 1310457 (v)照明系統應儘可能不同調。 ㈤FOV中各點應藉由光纖束中傳遞暗視場照明 光纖來照明。 現在請參考㈣與圖16，其中根據本發明另—項較佳具 體實施例，顯示從兩個正交方向所見之用來產生暗視場昭 明橢圓形或矩形光束的光學系統。照明來源係由具有橢圓 开y或矩形輪出的光纖束提供。按照有關明視場照明中所說 明的相似方式，首先會產生視場閣平面，然後再將此平面 成像至晶圓上。為了提供擴圓形或矩形光束會使用圓柱 形望遠鏡將圓形視場闌影像變成橢圓。所需的縱橫比將取 決於晶圓上暗視場照明的入射角。光學系統必須能夠產生 所需的光束縱橫比，但卻不會增加光束在寬尺寸上的na。 圖15的矩形光纖束1530係從其窄尺寸所見’在圖16中， 係從其寬尺寸所見。L1是可以在視場闌平面產生視場闌影 像1532的透鏡。此平面中各點係藉由光纖束中所有光纖來 照明。視場闌具有圓形的形狀，因為光纖束中光纖的]^八都 相同。不過，由於光纖束末端屬於矩形的形狀，因此，視 %闌平面中照明的入射角（NA)在窄尺寸上，分別小於圖j 5 與圖16的寬尺寸平面。此投射光學的目的在於取得此視場 闌平面及將其成像至物體平面上’將其窄平面縮減，但卻 不會增加物體平面上的入射角（NA)。 要完成此工作’可利用由透鏡L2到透鏡L5組成的望遠 鏡。透鏡L2與透鏡L5是形成望遠鏡的兩個球面透鏡，倍率 最好一致且能將視場闌平面成像至物體平面的S點。透鏡L3 90649-970901.doc •67· 1310457 與透鏡L4為-起在其圓柱形平面構成縮減望遠鏡的圓柱形 透鏡，但在其他平面中卻沒有折射功率。將圓柱形透鏡對 準致使〃、在與窄尺寸平行的平面中沒有折射功率（圖15)。 因此，窄尺寸平面中的視場闌影像具有縮減的尺寸，但 卻與寬尺寸平面中的限制相同。當在此方向具有縮減尺寸 的照明點被投射到有效傾斜的物體平面s處時，會產生實質 上4尺寸的照明點，但任一方向中的NA卻不會增加。各透 鏡可由多於一的元素所組成，以減少像差。 根據另一種較佳具體實施例，可以使用在「俯視圖」與 「側視圖」中具有不同焦距的圓柱形光學來產生矩形視場 闌。彳寸到此矩形視場闌影像後，便可以使用習用的球面望 遠鏡將矩形視場闌平面成像到平面s上。 在利用本發明系統進行檢驗所需的處理步驟中，在圖案 化的金屬層之上方有介電層。為了能夠檢驗此介電層表面 上或非常靠近表面處的缺陷’另外還有出現在介電層下内 嵌金屬層中或介電層主體内的缺陷，根據本發明另一項較 佳具體實施例’其中進一步揭示一種將照明光束偏光以更 有效率地檢視所有上述類型缺陷的偏光技術。 現在請參考圖17 ’其中根據一項較佳具體實施例，顯示 了在樣本上操作此技術的方式。在圖17中，顯示的樣本晶 圓截面101具有為透明介電層104所覆蓋的石夕層1702。石夕層 在介電層下有一些特徵106’也就是需要接受檢驗的對象。 此外，介電層的表面108也需要檢驗。本技術中熟知入射光 束的s-偏光成分具有介電質表面108的高反射係數，因此很 90649-970901.doc -68- 1310457 容易受到介電質表面上存在的小微粒的影響；而p_偏光成 分則具有比較低的反射係數，因此可穿透介電層且會先從 底下的金屬層或任何其他内藏在介電層中會造成其反射或 散射的特徵反射或散射。 現在參考回到圖15與圖16的偏光立方體112〇，其中顯示 最好如何實施此差動偏光照明系統的方法。由於自光纖束 發出的照明一般末完全偏光，因此可將偏光立方體112〇插 入照明系統在視場闌平面15 3 2之後的光束路徑中。當需要

檢視晶圓表面特徵時，可將偏光器對準以輸出入射照明的 s偏光成刀。當需要檢視晶圓的更深層時，可將偏光器對 準以輸出入射照明的p_偏光成分。另外，最好根據插入各 所需偏光方向的獨立專屬偏光立方體，來選擇偏光方向。 此外，在需要無偏光的照明時，還可以使用非偏光的虛設 立方體以維持系統中相同的光學路徑長度。應明白，儘管 此較佳具體實施例顯示了偏光分光立方體，但同樣也可以 使用任何其他可將入射光分離成其獨立s-偏&與P-偏光成 分的偏光元件。

根據本發明進一步的較 之正交暗視場照明的配 現在凊參考圖1 8A與圖1 SB，其中 佳具體實施例，顯示用於提供系統 置此類照明因其操作方法，又稱為屏蔽反射比照明。圖 日Aj不用於無作本方法的總光學配置，圖⑽則根據本發 、v的較佳具體實施例的建構及操作，顯示搭配正交 暗視场照明使用的較佳反射類型物鏡。 在此照明模式中 平行或半平行光束242在目標上係為垂 90649-970901.doc •69· 1310457 直入射以照明所有所需視場。來自目標上或目標内物體的 散射光244可利用物鏡201來收集，及由鏡2212反射後可 藉由成像透鏡203成像至偵測器206上。此類照明模式，不 像暗視場側面照明垂直衝射在晶圓上，在需要偵測埋藏在 晶圓内部透明層的缺陷時有一個優點。 由於鏡子的反射光會蓋過散射光的任何有關信號，因此 需要阻擋鏡子反射光的直接路徑。這在圖18A中以模糊反射 係數鏡240來顯示，該反射鏡有雙重功能：將側面的入射照 明光束232導向與晶圓面1〇〇垂直的方向中；及屏蔽鏡子的 反射光以免為物鏡所收集。因此物鏡只收集到物體散射光 的中空錐，如物鏡完整NA之間的區域所定義，以實線244 畫出’及模糊反射係數鏡240所屏蔽的區域則以虛線245晝 出。 但是’如果使用習用的折射光學物鏡，如圖18Α的具體實 施例所示’則遮罩鏡子反射及收集散射光的工作會因為物 鏡元件本身中的光散射與反射而更形複雜。為了克服這些 複雜性’可以使用反射物鏡，以提供此應用令明顯超越習 用之折射物鏡的優點。此類反射物鏡如圖丨8Β所示《如圖 1 8A，照明光束232從側面之一係為入射，及傾斜平面模糊 反射係數鏡240可將光垂直反射至晶圓面1〇〇上。物鏡本身 係由兩個彎曲的反射鏡270、彎曲的反射鏡260組成，兩鏡 之間的散射光會反射直到從物鏡傳輸朝向成像透鏡。彎曲 的反射鏡270、彎曲的反射鏡260最好屬於球面輪廓，不過， 如本技術中所熟知’也可以使用非球面表面，以減少像差。 90649-970901.doc •70· 1310457 彎曲的反射鏡260也可以當做預防鏡子的反射光進入物鏡 的屏蔽闌，致使物鏡孔徑只能收集依大於反射鏡邊緣定義 之角度所導引的散射光。可將傾斜平面模糊反射係數鏡24〇 直接配置位在彎曲的反射鏡2 6 0之下，且大小並不會大於弯 曲的反射鏡260,致使不會進一步形成屏蔽。在物鏡兩個彎 曲的反射鏡270、彎曲的反射鏡260之間聚焦後，會將散射 光導引成環形光束而穿過物鏡的出口孔徑280。 <日、?、明光源2 3 0可以是直接雷射光束或來自光纖束的光，如 以上明視場照明具體實施例中所述。使用小直徑與小數值 孔徑的光纖束，然後擴展光束以照明比光纖直徑大的區 域’對於減少照明光束角度很有效。 根據本發明的晶圓檢驗系統係為偵測缺陷的自動化系 統。所有檢驗參數最好可根據製程的產品層步驟來程式 化。光學成像模式可視為這些參數之一。在程式化期間， 使用者可以根據預期晶圓中何處有缺陷及要尋找的缺陷類 型為何，選擇依明視場模式或暗視場模式之一來檢驗一特 定層。根據本發明進一步的較佳具體實施例，纟系統的建 構可在不同的照明模式間切換，如圖19所示。 根據本發明另一進一步的較佳具體實施例，不同的模式 可-有不同的照明波長’且各波長的選擇均可獲得债測缺 陷的最佳偵測效率。因&，例如，已知指定大小之小缺陷 的散射效率與W成正比，…是用來檢視缺陷的光波 長。由於此基本物理效應的結果，顯而易見照明光的波長 越短’小缺陷的散射強度就越高。因此，W場模式 90649-970901.doc -71 - 1310457 的有效侦測’會在其中使用拼於忠 -h- £.} 甲使用散射先’有利的做法是儘可能 使用最短的波長照明’而對於常用的鈦m權石來源， uv的第三諧波是很合宜的短波長諧波。一般為了增加光學 系統與域反比的鏜別率，通常會使用提供^夠照明功率的 照明波長。 根據本發明另一項較佳具體實施例，最好可利用鈾：釔 :石權石雷射的第：諧波以執行本發明系統的自動聚焦功 月b，而基於上述原因，晶圓成像系統的照明會按第三諧波 來操作。較佳操作之自動聚焦系統的波長一般最好不同於 成像系統’因為自動聚焦系統以使用明視場影像為準，而 晶圓成像系統則可以按照暗視場模式之一來操作。這兩種 功能使用不同的波長便有助於分隔自動聚焦信號與晶圓影 像資料信號。 在圖19之光學機械佈局的較佳具體實施例中，照明光源 2 3 0包括最好可產生綠色第二諧波及紫外線第三諧波的諧 波產生器。該等組件會安裝在雷射平台上，其中包括雷射 來源與操作以導引綠色與UV光束的可切換反射鏡。該平台 最好也包括兩個光纖束與兩個光學搞合構件以按照明視場 模式或暗視場模式，將光束引入光纖中。 照明光源230最好是在532 nm發射第二諧波綠色光束 1931及在355 nm發射第三諧波UV照明光束232的鉉：釔鋁 石榴石雷射。藉由可傳輸綠色與反射UV光束的分色濾波器 233 ’可隨時將綠色光束丨93 !導入明視場光纖束239中。綠 色光束1931會透過漫射器235與聚焦透鏡238引入明視場光 90649-970901.doc -72- 1310457 纖束239中，如上所述。藉由反射鏡234移入與移出uv光束 路徑的動作，即可將UV照明光束232導向暗視場光纖束 19 4 0或明視場光纖束2 3 9。當反射鏡在照明光束2 3 2之路徑 中時’會將光反射至可將uv光束反射至明視場光纖束239 中的分色濾波器233。當反射鏡234不在光束路徑中時，會 透過漫射器236與透鏡237將uv光束導向暗視場光纖束 1940。反射鏡234會安裝在藉由系統電腦與控制器啟動與控 制的機械移動平台上。依以上方式，根據本發明較佳具體 實施例的系統能夠使用對成像或自動聚焦功能最有效的波 長，如上所述。 根據本發明各種較佳具體實施例，可以在照明系統中使 用重複脈衝雷射來源，及較佳的雷射類型係為>開關式閃 光燈激發的斂··釔鋁石榴石雷射，如由美國蒙大拿州波茲 曼（Bozeman) Big Sky Laser Corporation供應的機型 CFR 4〇〇。 此類雷射一般在各個脈衝的能量或強度中變化很大。此類 變化會讓各個晶粒的比較出現問題，且儘管有時可以使用 藉由影像處理技術校正一些變化的方法，但比較有效且通 用的解決辦法是穩定雷射的強度。 在此類雷射中，可藉由激發鈥：釔鋁石榴石棒中相關能 量位準的閃光燈來執行光學激昇。雷射的輸出功率取決於 閃光燈脈衝點火後，Q_開關開啟的計時。其中有提供最大 雷射脈衝輸出的最佳計時延遲，然後與此數值相異的更短 或更長數值，會造成較低的雷射脈衝輪出。在此雷射類型 中，Q-開關延遲時間一般的範圍在100至200 4秒。根據本 90649-970901.doc -73- 1310457 其中揭示一種藉由改變各個 發明另一項較佳具體實施例， 脈衝之此延遲時間的數值以控制各個脈衝雷射功率的方 法。 在此類Q-開關式鈥：釔鋁石榴石雷射中，有兩個主要貢 獻造成各㈣衝的雷射輸出變化。—個貢獻是閃光燈輕射 本身的變化’通常源自於(但不限定於)電容器電荷、驅動電 路、或閃光燈本身的隨機變化。閃光激發位準的改變對所 形成的雷射脈衝強度具有直接與立即的效應ϋ貢獻 發生於較長的時間間隔上，—般源自於使用比較高的譜波 輸出時’ Μ石權石晶體與/或諧波產生器晶體中溫度梯度 的改變，或源自⑨造成雷射脈衝輸出?文變之任何發出雷射 光組件的其他熱效應。 現在請參考囷20所示的曲線圖，其為各個f射脈衝隨著 夺門變化的範例，其係取自為Q_開關式敍：紀紹石權石雷 射所產生之一系列實際測量的輪出能量為標稱3 5 mj脈衝 的時間圖。可觀察到各個脈衝的能量改變非常快速，這是 因為各個脈衝的閃光輸出改變所造成的。將取自圖2〇示範 圖情況中的15個脈衝的移動平均畫出來，可觀察到脈衝輸 出能量也有比較慢的變化成分。 現在吻參考圖21，其中根據本發明另一項較佳具體實施 例，顯不用來實施補償Q_開關式雷射各個脈衝輸出能量變 化之方法的電路。雷射來源2丨5 〇内的Q_開關計時延遲電路 了藉由Q開關延遲產生器21 〇2來控制。通常在100至2〇〇 μ 秒的範圍中所發生的延遲可藉由兩個輸入來控制。一個輸 90649-97090I.doc -74- 1310457 入從閃光燈感應器504取得，該感應器位在可採樣該閃光燈 或該等閃光燈輸出光位置的雷射外殼内’如圖21所示或位 在可採樣輸出雷射光束的位置，從該光束可見到發出雷射 光的晶體内的激昇光《此感應器可根據閃光強度本身調整 每次閃光後的Q-開關時間延遲，致使可為閃光輸出改變補 償所形成的雷射脈衝的輸出。 第二感應器506可測量雷射輸出脈衝的樣本，最好是藉由 分光鏡508，通常可分離約1%的雷射輸出51〇。感應器 的信號也可以當做Q-開關延遲產生器的輸入使用，該產生 器可以偵測各個脈衝的雷射輸出趨勢，然後調整開關延 遲以嘗試抵銷下一個雷射脈衝的這種趨勢。所產生之〇_開 關延遲調整的程度取決於比較先前脈衝的雷射脈衝輸出改 變的位準。根據此較佳方法的一項具體實施例，脈衝輸出 移動平均的導數值可用來測量長期脈衝輸出漂移的趨勢， 且此導數可用來產生輸入至Q_開關延遲產生器的控制信 號。因此，例如，如果導數為正數且有點大，便表示雷射 脈衝輸出需要減少以維持各個脈衝固定不變，因此可調整 Q-開關延遲時間以減少雷射脈衝輸出。為了提供所需延遲 時間的正閉路控制，可將平均操作延遲時間選定為稍微小 於最大脈衝輸出的最佳延遲，致使可執行校正以視需要增 加及減少脈衝輸出。此補償機制通常可操作以補償雷射脈 衝（通常屬於熱原點）之間所發生的較長期變化。 藉由監控閃光燈的光輸出與雷射的功率輸出，Q-開關延 遲因此可控制在閉路中，因而即時穩定相同脈衝與較長期 90649-970901.doc -75- 1310457 變化的雷射脈衝。 根據本發明另一項較佳具體實施例，可以使用一般已知 的現象：雷射㈣波比基本輸出更容易受到雷射操作盘環 境條件中變化的影響，及監控諧波輸出比監控基本輸出更 容易受到長期變化校正的影響。在Q-開關式敍1銘石榴 石雷射的較佳範例中，最好可監控紫外線中四分之三的諧 波，而非基本的1064 ·紅外線的發出雷射光線。最好可藉 由譜波產生器' 輸出處之合適的分色反射鏡來採樣此譜波輸 出。 由於能夠偵測晶圓中微米分數等級缺陷之光學系統的焦 點深度小於晶圓的預期平度及其關聯的真空夾頭，因此需 要在偵測掃描期間維持光學焦點的主動追蹤。根據本發明 進一步的較佳具體實施例，其中因此揭示一種自動化之以 光子偵測焦點位置為準的自動聚焦機制，及一驅動操作可 在檢驗程序期間沿著光軸移動晶圓以保持其對準焦點之馬 達的回授迴路。 現在請參考圖22A’其中根據本發明另一項較佳具體實施 例的建構及操作，顯示第一聚焦配置的側視圖。在圖22A 中，入射照明光2200，如圖19所示具體實施例之明視場光 纖束239，最好係由分別是鉉：釔鋁石榴石雷射第二諧波與 第二諧波的綠光與UV所組成。此照明光透過照明分光鏡 202與物鏡201在晶圓面1〇〇上係為入射。自晶圓反射的光會 通過成像透鏡203然後藉由分色鏡2204分離成其兩個成 分。UV光最好可被反射並在偵測器205上形成影像，也就 90649-970901.doc -76· 1310457 是晶圓檢驗程序中所使用的影像。綠光可透過分色鏡22〇4 傳輸並在偵測器206上形成影像，也就在自動聚焦程序中所 使用的影像。偵測器206按光軸207的角度0傾斜，因此只有 部分影像會正好對準焦點。系統對準的方式致使當偵測器 2 0 5的影像對準焦點，也就是系統的最佳焦點位置時，在偵 測器206上對準焦點的影像部分會位在該偵測器的中央。這 就是系統基本的聚焦開始位置。 使用成像與自動聚焦功能的不同波長對於本發明的檢驗 系統很有利，因為最好用來偵測表面缺陷的暗視場照明模 式所得到的對比與亮度低於明視場照明模式所得到的對比 與亮度，因此比較不適合在自動聚焦應用中使用。根據此 較佳具體實施例，該自動聚焦功能因此可以按照明視場模 式以一個波長進行有效率的操作，而不會干涉同時在第二 波長操作的暗視場缺陷檢驗模式。 當物體平面移動相對於物鏡2〇1的垂直距離z時，偵測器 206的正確焦點位置會從原始焦點位置沿著光軸2〇7移動距 離z’，由算式z’ == z * m2得出，其中m是此對物鏡2〇1與成像 透鏡203的橫向光學倍率。由於偵測器2〇6的角度之故，偵 測器206上最佳的聚焦影像不再位在偵測器的中央，而是距 離中央等於z'/sin0的橫向距離上，其中0與相對於光軸2〇7 之偵測器206垂直的傾斜角。決定了影像最銳利的部分後， 可按像素測量此橫向距離，也可以計算z,的值，及因此z的 值。然後可藉由閉路控制系統209來驅動連接至晶圓夾頭的 馬達208，致使晶圓會垂直偏移距離z，以將焦點調回其正 90649-970901.doc -77- 1310457 確位置。 每次在制器206上形成影像時，都會啟用影像處理演算 法決定影像最佳聚焦部分的位置。根據一項較佳具體實施 例，可操作此演算法以擷取使用邊緣谓測器（如s〇be〇之影 像的邊緣位置。然德即可兔彳自、、3|丨„ u 、俊卩j马偵測盗的每條直線選擇最大的 邊緣銳度值。這可在數個邊緣上平均，以有助於測量，及 畫出為位置函數的邊緣值曲線圖。曲線圖的最大值代表影 像最銳利的部分。 此程序可參考圖22B與圖22c來顯示。圖是直線間隔 目標的影像圖，在此情況中’可從自動聚焦偵測器2〇6得到

Ronci直尺。如同在影像中所觀察到的，影像左方極限與右 方極限都模糊不清，只有影像中央對準焦點。對此影像的 ，緣銳度分析會產生如圖22C所示的焦點曲線，其中橫座標 是偵測器上的橫向像素數，縱座標則是每個像素所測量的 影像銳度。 曲線的峰值最好可藉由最適合的多項式演算法來決定， 透過曲線峰值周圍之個別測量點的黑線所示。在圖Μ。 所不的樣本曲線中，伯測器陣列中最佳的聚焦位置出現在 第0個像素周圍。像素中，在最佳聚焦像素位置與標稱 確，焦的像素位置之間的距離’如在校準期間所設定 的’可說是藉由控制系統所改變之晶圓的所需焦距。 根據本發明另一項較佳具體實施例，也可以使用如圖Μ a 所不的賴測器206可監控雷射來源2150的輸出，以補償成像 系統在雷射平均輸出位準的改變。然後最好選擇屬於可測 90649-970901.doc 1310457 量雷射脈衝能量輸出或平均功率輪出類型的㈣器2〇6。當 此測量顯示雷射脈衝能量(會造成受檢晶圓較不強烈的影 )’咸V τ可調整數位影像處理電路的灰階位準致使能 夠保持顯示或操作開啟之影像的強度。儘㈣21A的具體實 施例中顯示了雷射來源’但應明白，此方法也可以使用雷 射以外的照明來源。 見在明參考圖23 A，其中根據本發明另一項較佳具體實施 例的建構及操作’顯示在另—種較佳自動聚焦系統上使用 的光于示意圖。此系統可以取代圖22A至圖22匚具體實施例 中所示的系統，並在操作上有所改進。 圖23 A的配置係利用光源25〇 ,隨著與光軸垂直的平面傾 斜’致使其具有不同距離的A點、B點與C點橫跨其寬度上。 圖23B顯示得到此類傾斜來源光束的一個較佳方法。此來源 包含一平坦陣列光纖257，其終止平面258按與陣列259光軸 垂直的角度α拋光，致使光會從光纖兩端以相同的角度來發 射。另外，此光源最好也可以從傾斜的遮罩中產生，該遮 罩具有由位在遮罩後面的光源照明的孔洞，然後透過此遮 罩將所需的點圖案投入光學路徑中。 傾斜的光源光束會藉由部分反射鏡2 5 1投射至光學照明 系統’並經由成像透鏡203與物鏡201投射至成像的晶圓面 100上。由於光源傾斜’因此只有自動聚焦光束光源的中央 點Β會成像在晶圓面1〇〇的Β’處。Α點與C點分別投射在晶圓 面之後的A'點與晶圓面之前的C·點。晶圓面可藉由物鏡2〇1 與成像透鏡203成像至影像平面255上，且此成像中光束會 90649-970901.doc -79- 1310457 由分光鏡252來分離，該分光鏡可將光導向兩個（最好是一 維C C D陣列）分別位在影像平面2 5 5 (顯示為其兩個投射位 置）之前與之後的偵測器253與偵測器254。光源的位置與該 影像平面共焦，致使晶圓面對準正確焦點時，能在影像平 面產生光源中央的銳利影像。 在各CCD偵測器253、CCD偵測器254上，由於傾斜的光 源光束之故’只有-點會對準焦點。此外，由於該等僧測 器位在沿著光軸的不同位置，因此會在這兩個偵測器上不 同的焦點位置谓測晶圓的任一點。因此，在圖23a的具體實 施例中’在偵測器253上，顯示A點為在A”處對準焦點，而 在债測器254上，C,點則於c"處對準焦點。從⑶㈣測器上 光源各點影像所取得的信號將取決於系㈣聚焦度。當光 源點精確聚焦時，該點的能量會散布在CCD上少數的像素 上’因此峰值信號很高。當光源點未對準焦點時，相同的 能量會散布在制H上多數的像素上，因此峰值信號比較 低。 現在請參考圖24A到圖24C，其為代表從CCD谓測器取得 及處理的信號曲線圖，可用來決定晶圓面的最佳焦點。圖 24A為橫跨系統兩個CCD偵測器陣列之—的信號圖，例如， 偵測器253之聚焦於陣列上的晶圓面1GG的信號點。曲線峰 ㈣示日最佳焦點位置。在圖24B中，現在則顯示第二仙器 在a曰圓面上相同點的影像輸出。由於這兩個偵測器係沪 著光軸互相錯開，因此峰值位置會彼此偏移。在圖24C中^ 現在則顯示兩個谓測器之兩個信號的相減結果。從這些圖 90649-97090I.doc 1310457 中可清楚看出’當圖24c所示的曲線圖具有最小值，且最好 接近代表最佳焦點的零位準時，可取得特定點的最佳焦點 位置。 操作時，可藉由如圖22A之自動聚焦系統中所示的自動對 焦平台馬達208來調整晶圓面1〇〇，目此造成晶圓面加的投 射影像也會跟著移動。因此，光源光束之影像的信號位置 也會在偵測器253、债測器254上改變。閉路控制系統2〇9， 如圖22A中所示’可用來移動晶圓面，垂直偏移晶圓以調整 其正確位置的焦點，如圖2 4 c將不同信號的輸出圖縮減至其 最平坦與最低位準所示。 還有，根據本發明另一項較佳具體實施例，只使用一個 位在影像平面的偵測器，即可以比較簡單的方式實施圖23 A 的自動聚焦系統。然後此具體實施例可圖UA與所示的具體 實施例互補，其中只要顛倒偵測器與光源的傾斜位置即 可。在圖22A的具體實施例中，光源係與光軸垂直置放，且 偵測益係為傾斜。在圖23 A的單一偵測器具體實施例中，光 源250為傾斜，且所使用的單一偵測器與光軸垂直置放。最 簡單的是，使用顯示為253的偵測器，因其置放的位置致使 不需要使用分光鏡252。 圖23 A至圖24C中所說明的自動聚焦系統比其他自動聚 焦系統具有一些優點如下： 1 ·將光源自動聚焦至晶圓上的投射可消除系統對晶圓圖案 的依賴，甚至容許其在未圖案化的晶圓上使用。 2·使用兩個成像相同圖案的CCD偵測器可減少對光源的光 90649-970901.doc 1310457 強度改變不需要的靈敏度。這種使用可操作以正規化 並使其在不同的焦點處不會隨著光仅準差異而改變。、、口 3. 不用依賴強度即可精確測量焦點的偏差。 4. 由於光透過相同光學在相對位置中 消-些像差。 中订進兩次’因此可取 5·藉由雙重通行穿過物鏡來減少焦 靈敏度非常高。 度目此使得系統 本發明系統的目的在於偵測覆蓋晶圓圖案之多 影像中所藏的小缺陷與異常現象。此工作並不簡單： 必須過滤出影像的圖案資魅不會影響從缺陷取得的; 號。根據本發明另一項較佳具體實施例，此工作可以❹ 傅立葉濾波來協助。 使用 半導=晶圓上的幾何學通常由大型多^義晶圓晶粒的 重複圖案所組成。在各晶粒内，通常具有其中會出現 期幾微米之重複圖案陣列的區 ° 曰4 f s u 纪尤其會出現在記憶體 == 憶體區域。當同調或部分同調照明在 ==㈣列上為入射時’該陣列可當做只以定義的布 =角：了_反射光的繞射光柵。反射的光 面中產生點狀的繞射圖案。此平面又稱為透鏡的 傅立挚^ ’因為在此平面令得到的影像係為物體的二維 之間物體平面/的週期越小，傅立葉平面中各點 質，作取大。^些點的大小取決於物鏡的光學品 貝，但取決於入射光的特性 點的大小會很小… 輪先為準直光束時， 在M〇ntesani〇等人之美國專利第 90649-970901.d〇( -82- 1310457

5,970,168號的「用以檢驗晶圓的傅立葉濾波機制（F ourier

Filtering Mechanism for Inspecting Wafers)」，其中揭示將彈 簧陣列當做傅立葉平面濾波器的使用，且含有内建阻尼機 制以預防機械震動的干涉。不過，此先前技術總與作為光 源（即準直同調光源）之雷射的使用有關。

根據本發明進一步的較佳方法，可使用只需部分同調的 延伸光源（如同本發明暗視場側面照明具體實施例中所用） 以在傅立葉平面中產生定義的點。根據此較佳方法，當照 明光束為此類延伸光源時，傅立葉平面中各點的大小與形 狀會變成該延伸光源的縮小影像。此外，為了在傅立葉平 面中產生繞射圖案，延伸光源中的各點並不一定要是同調 光源。此照明之延伸與部分同調形式可成功產生傅立葉平 面繞射圖轉列，因為照明光束料獨立區域係由自我同 調之點（但彼此並不相關）的裝配件所組成。這是藉由光纖輸 出的成像光學在照明光束上執行光學處理的結果。此外， 當重複圖案的週期夠小時，#同許多半導體晶圓中一樣， 各點並不會重疊及覆蓋物鏡光瞳之一相對小部分。如果可 以過滤出影像的結構週期性資訊，則可以按照空間頻率散 布範圍廣/乏之非週期性資訊的形式，揭露自晶圓上缺陷所 形成的光學資訊異常。這可實際藉由明確阻擂這些點之區 域中的光透射、從傳輸經過傅立葉的其餘光學資訊平面消 除與影像重複圖案有關的光 關町尤予貝讯來執仃，因此可偵測因 皮離晶圓上的所需圖案所引起的異常。 現在清參考圖25，且中顯干田认袖> 八T觸不用於執仃此程序的較佳方 90649-970901.do, -83- 1310457 法。甚至可以是非平行的延伸光源261，如圖14A之暗視場 側面照明具體實施例所用，在受檢晶圓面1〇〇上係為入射。 來自晶圓特徵的散射光262可藉由物鏡201來成像。在此透 鏡的傅立葉平面2509，也就是上述的傅立葉平面，其中產 生代表晶圓重複特徵（由散射光所成像）之點211的圖案化障 列。在這些點之間的填隙位置215,其中會從晶圓晶粒上非 重複特徵’如從希望偵測的缺陷，出現任何散射光。為精 確阻檔點2 11之預定圖案化陣列的光所建構的遮罩2丨3，係 置放在傅立葉平面上，因此允許晶圓晶粒上缺陷的散射光 217通過傅立葉平面並由系統成像及偵測，且不會干涉晶圓 晶粒的預期重複特徵。 根據另一種較佳具體實施例，可將傅立葉平面濾波器遮 罩建構為固定遮罩，或藉由使用以液晶顯示器（LCD)製成的 空間調光器（spatial light modulator，SLM)，或藉由使用可 實際偏移以改變傅立葉平面中遮罩週期與相位的小型桿機 械陣列。現在請參考圖26A，其中顯示位在傅立葉平面孔徑 272上的固定遮罩阻擋陣列267〇，致使有效阻擋延伸光源的 多個等級繞射影像2671。現在也請參考圖26B,其中顯示阻 擋桿機械陣列27卜其位置273、位置274可藉由連接阻擋桿 的可調整細線276調整至所需陣列的位置。細線非常細，因 此不會阻擋有關任何成像資訊的光。與各阻擋桿關聯的細 線安裝在框架275上，其中包括：角落上容許自由移動至所 需位置的滑輪277、用來在Y_方向上移動各條細線的馬達 278、及另外用來在χ_方向上移動整個框架的平移馬達 90649-970901.doc -84- 1310457 2 7 9。士卜古斗' ^ 預疋的阻擋陣列可以電子設定並鎖定就 在圖26Β所不的具體實施例中，為了簡單明瞭，只顯示 兩個阻擋才干，但應明白，也可以設置比較多的數目。特定 應用所需的阻擋桿數目取決於晶圓上的特徵密度。晶圓上 寺往的工間週期越兩，傅立葉平面中所見的數目等級就越 小、’/斤需的阻擋桿數目也越少。因此，例如，在檢驗按90 奈米技術製造的記憶體陣列時，只有2至3等級可進入0.6 ΝΑ的物鏡，因此只需要2至3個阻播捍。 為了積極調整空間傅立«波H㈣定層設計，檢視在 ,平面中取得的影像會很有用。傅立葉平面通常是物鏡的 後…、平面4如果無法取得，如同許多高功率物鏡的設計， 則為此平面的影像。 現在°月參考圖27，其中根據本發明另-項較佳具體實施 丨顯不藉由在成像光學中採用附加透鏡豸此平面成像 无有偵測裔的方法。在圖27的具體實施例中，暗視場側 邊照明光束221在晶圓面1〇〇上係為入射，如虛線簡所 ’、可由物鏡201收集，以藉由偵測器成像透鏡成像至 谓測器2G6上，全部如先前在上文中所述。 傅立葉平面2509位在物鏡2〇1後方，並可在不易找到用於 直接成像的债測器的位置中。因此，當必須檢視傅立葉平 面以決定要建構的正確傅立葉平面據波器時’可將已知為 傅立葉成像透鏡282的附加成像透鏡插人成像路徑中，以辦 加债測器成㈣統的功率，致使偵測器現在可成像傅立^ 平面25G9。圖27中的實線284代表從傅立葉平面至彳貞測器的 90649-970901.doc -85- 1310457 光學成像路徑，其中的傅立葉成像透鏡已在適當的位置。 依此方式，傅立葉平面中空間濾波器就特定晶粒區所需的 精確圖案可以根據物體的成像視場來設計。然後可以藉由 如LCD的空間濾》皮器或其他類型μ間錢器上的㈣， 或藉由用來建構固疋濾 >皮器的冑出來實施此濾波器。 由於使用本發明檢驗系統的晶圓掃描最好在大視場上執 订，因此完整的晶粒大小€常只為幾個影像所覆蓋。因此， 例如，使用4x4 mm的檢驗面積，也就是本發明檢驗系統因 其大成像視場而可實行的面積，典型的⑻⑽粒只能以九 個影像圖框來覆蓋。對每個圖框而言，因此可以預先知道 以工具成像之晶粒區的最佳濾波器形狀。根據本發明另一 項較佳具體實施例，可在檢驗過程期間，藉由在執行各區 真實成像檢驗之間插入上述的傅立葉成像透鏡282，以即時 產生不同的渡波器遮罩。各遮罩都已最佳化以阻撐目前成 像之晶粒區重複圖案的光。因此，例如，晶片之邏輯區域 的重複圖案會有一種週期類型，因此需要其自己的傅立葉 濾波器遮罩’ ％晶片的記憶體截面的重複圖案則需要不 類型與遮罩週期。如同傅立葉遮罩使用空間調光器，g 咖’可讓此工作即時完成。因&，使用本發明之可插入 的傅立葉成像透鏡282及程式化至SLM元件巾的校 以在線上檢驗期間重稽伸用 ^ 】更複使用’便可在剛開始的檢驗期間知 道整個晶片的傅立葉圖案。使用利用直線檢驗的先前技 晶圓檢驗系統’這種即時傅立葉濾波就算可以 “

很困難。現在請參相28，其中根據本發日項較佳I 90649-970901.doc • 86 - 1310457 體實把例顯不校正本發明缺陷檢驗裝置之光學成像系統 視場着曲的方法。如本技術中所熟知的，光學成像系統通 “顯^已知為影像視場彎曲的像差，其中由成像系統產 々的…平面並不平坦，會在光軸周圍顯示彎曲的輪廓。儘 管可使用名為視場致平器的輔助透鏡來校正此像差，但是 這涉及附加的光學元件且此校正無法隨時在整個視場上完 成。 圖28為晶圓面100之成像光學照明路徑的簡圖，其中係透 過物鏡201與偵測器成像透鏡2〇3，然後到位在成像透鏡焦 平面上的偵測器2〇6上。對於源自一點的近軸光線而言，最 佳焦點位置在焦平面284〇上，也是偵測器2〇6所在的位置 上。不過，對於從遠離視場中央的點2833成像的離軸光線 而言，因為處成像光學的視場彎曲效應，最佳焦點位置會 落在點2837，也是偵測器2〇6a最佳焦點的所在位置。最佳 焦點直線顯示為視場曲線2 8 5 9。 使用圖5C與圖5D的較佳具體實施例，其中容易接近各偵 測器陣列的縱向位置，可揭示本發明進—步的較佳具體實 施例，因而可將各偵測器實質上置放在視場曲線2839的線 條上，以補償視場彎曲，致使由系統成像的各光線可明確 對準焦點。在圖28中’顯示此類偵測器從參考號碼2〇6延伸 至參考號碼206a的一連續位置。 熟知技術人士應明白，本發明的範疇不限定於前文所具 體呈現及說明的揭示内容。而是本發明的範_包括各種上 述特色的組合與附屬組合’及熟知本技術者在閱讀以上說 90649-970901.doc 87、 1310457 明後可此想到的變化與修改且不屬於先前技術。 【圖式簡單說明】 詳°賣下文中詳細說明並參考隨附的圖式將可更明白本發 明，其中： x 圖1A與圖1B根據本發明，共同為快速線上電光偵測晶圓 缺陷方法之較佳具體實施例的流程圖； 圖2根據本發明，為顯示快速線上電光偵測晶圓缺陷系統 之示範性較佳具體實施例的示意圖； 圖3 A根據本發明，為顯示CCD矩陣光偵測器的俯視示意 圖； 。 圖3B根據本發明，為顯示CCD矩陣光偵測器的側視示意 圖； & 圖4A根據本發明，為顯示偵測器總體（包括ccd矩陣光偵 測器與棱鏡）的特寫側視示意圖； 圖4B根據本發明，為顯示偵測器總體（包括CCD矩陣光偵 測益與稜鏡）的另一特寫側視示意圖； 圖4C根據本發明，為顯示玻璃稜鏡表面（包括為圖々A至圖 4B所示偵測器總體部分的高反射塗層區域)的特寫示意圖; 圖4D根據本發明，為顯示圖4A至圖4(：所示㈣器總體的 特寫前視光學示意圖，其中顯示具有複數個CCD矩陣光谓 測器之光偵測器的光學連續表面外觀； 圖5A根據本發明’為顯示焦平面裝配件（包括分光稜鏡與 偵測器總體）的特寫示意圖； 圖5B根據本發明，為顯示在由焦平面裝配件之侦測器總 90649-970901.doc -88- 1310457 ，所形成的焦平面處’光㈣器之光學形成連續表面的示 意圖，且包括數個CCD矩陣光偵測器； 圖5C與圖5D為另一種較佳具體實施例之该測器焦平面 陣列的示意圖’其配置與圖5A所示的不同；圖5。為此較佳 具體實施例的等角視圖，圖5D則為平面圖； 圖6根據本發明，為顯示具有晶圓晶粒之影像取得過程的 特寫示意圖’丨中藉由—次—個視場來成像複數個視場或 條狀視場，以連續檢驗各晶圓晶粒； 圖7為根據本發明一項較佳具體實施例建構及操作之物 體檢驗系統的示意圖，該檢驗系統制雷射來源與光纖輸 送束； 圖8根據本發明—項較佳具體實施例，如 光纖輸送束的示意圖； 中所使用之 圖9A至圖9E根據本發明進一步的較佳具體實施例，顯示 光纖束應用的各種較佳具體實施例； 圖9A如圖7的具體實施例中所示，為單一光纖束的透射與 同調縮減因數（為除以來源同調長之光纖光學長度差的函 數）的曲線圖； 圖9B根據本發明-項較佳具體實施例，為雙束光纖照明 系統的示意圖； 圖9C與圖9D根據本發明另一項較佳具體實施例，分別顯 示如圖9B之雙束光纖照明系統中第一光纖束的兩個具體實 施例，其中該光纖束係由相同長度的光纖群組所組成； 圖9E為圖9B之較佳具體實施例的第二光纖束示意圖，其 90649-970901.doc -89- 1310457 中各光纖係為不同光擧真# _._ 長度，該光學長度最好隨著光源同 調長而有所不同或減少； 圖9F根據本發明另— 項較佳具體實把例，為執行脈衝伸 展之另一種較佳裝置的示意圖； 圖10根據本發明一項較佳且於營故办丨 、 平义佳具體貫施例，顯示用於提供明 視場照明的配置，其巾白扛 m . ' 具中包括一些用來提高晶圓上照明位準 的新穎觀點； 圖11為穿過圖10具體實施例之物鏡的照明路徑簡圖； 圖12根據本發明另-項較佳具體實施例，顯示實現照明 整個光纖輸送束之數值孔彳的詳細光學配置； 圖13根據另一項較佳具體實施例，為晶圓檢驗系統之完 整明視場照明系統的示意圖； 圖14A根據本發明進一步的較佳具體實施例，顯示用於提 供系統暗視場側面照明的配置； 圖14B顯示以縱橫比與照明晶圓的圓形光束相反之橢圓 形光束照明晶圓的方法； 圖15與圖16根據本發明另一項較佳具體實施例，係從光 學系統兩個正交方向所見的示意圖，以產生圖UB之暗視場 照明光束形狀的橢圓或矩形光束； 圖1 7顯示根據本發明另一項較佳具體實施例的光束偏光 技術’能夠以更有效率的方式檢視不同類型的缺陷； 圖18A與圖18B顯示用於提供本發明檢驗系統之正交暗 視場照明的配置； 圖19顯示為在不同照明波長間切換所建構的照明系統； 90649-970901.doc -90- 1310457 圖20為顯示各個雷射脈衝隨著時間變化之範例的曲線 圖，其係取自為Q-開關式敍柄石榴石雷射所產生之一系 列輸出能量為標稱3.5 mJ脈衝的時間圖，如本發明的檢驗系 統所用； 圖21為根據本發明另-項較佳具體實施例之電路的示意 圖’可用來補償Q·開關式雷射中各個脈衝輸出能量的變 化’如圖20所示的變化； 圖22A為根據本發明另一項較佳具體實施例建構及操作 之第一自動聚焦配置的側視圖； 圖22B為直線間隔目標的影像圖’在此情況中’可從圖 22A的具體實施例中使用的自動聚焦偵測器得到r峨i直 尺； 圖22C顯示圖22B中影像的邊緣銳度分析圖，以決定最佳 焦點位置； 圖23A為使用傾斜的照明來源之另一種較佳自動聚焦系 統中所用的光學示意圖； 圖23B顯示可以使用一平坦陣列光纖獲得圖23八之傾斜 來源光束的較佳方法； 圖24八到圖24(：為代表從圖23八具體實施例之（：€〇偵測器 所獲得及處理之用以決定最佳焦點的信號曲線圖； 圖25為用於從物鏡後焦平面過濾出與影像有關之結構週 期資訊的暗視場配置圖； 圖26A顯示如圖25之具體實施例所用的固定傅立葉平面 阻擋陣列； 90649-970901.doc 91 - 1310457 圖26B顯不使用連接阻擋桿的調整細線之可調整 桿機械㈣，如圖25之具时施例利； 擔 圖27顯示根據本發明另-項較佳具體實施例的方法，藉 口由該方法’可使用附加透鏡將物鏡的後焦平面成像至偵剩 圖28根據本發明另 β方一項較佳具體實施例，為校正本 檢驗裝置之光學成像备^、 乂 m系統視場彎曲的光學配置圖。 【圖式代表符號說明】 6A, 14A 10 12

14 14B 14C 15 16 17, 305, 306, 307 18 19, 25 20 21 22, 49 23 24, 24K, 24P 第一受檢晶圓晶粒 檢驗系統 晶圓 晶圓晶粒 第二受檢晶圓晶粒 第三受檢晶圓晶粒 光束 移動平台 光線 光學成像系統 終端連接器 中央控制系統 光纖束 控制/資料鏈接 示範性光線 視場

90649-970901.doc -92- 1310457

24A, 24J，24N

24B 26 27 28 29, 64 30 32 34 36 38, 49, 56, 58, 102 40 42, 238 44, 69, 202, 252, 508 46 48 50, 50A, 50B, 50C 52 52A, 52B 54 60 62 64 66 第一視場 第一視场 照明系統 第二光纖束 自動聚焦系統 表面 焦平面裝配件 脈衝雷射 雷射光束擴展器 雷射光束光路徑 控制/資料鏈接 晶體 聚焦透鏡 分光鏡 物鏡 雷射光 偵測器總體 CCD矩陣光偵測器 光偵測器 焦平面裝配件電子裝置 感光區 非感光區 連續表面 光偵測器

90649-970901.doc -93 - 1310457 68, 70 棱鏡 72 對角線表面 74 區域 75 棱鏡 76, 78 分光立方體 77, 79, 81, 93, 95, 97 光束 80, 84, 86 成像通道 82 光 83, 85, 71, 99 偵測器塔 87a-87f, 205, 206, 206a 偵測器 88 光學立方體 89a-89d 塔稜鏡 90 影像處理通道 92 影像擷取器 94 影像記憶體緩衝區 96 缺陷偵測單元 98 缺陷檔案 100 晶囫面 101 晶圓截面 102 ί夕層 104 介電層 108 偏光表面 110 視場條 120 影像處理系統 90649-970901.doc -94- 1310457 150 光纖搞合器 180, 182, 234, 2212 反射鏡 183 望遠鏡配置 184 輸入光束 200 物鏡旋轉器/入射照明光 201, 201' 物鏡 203 成像透鏡 204 散射光/分色濾光器 207 光軸 208, 278 馬達 211 點 215 填隙位置 209 閉路控制系統 213 遮罩 221 暗視場側邊照明光束 222 反射光束 223 橢圓 230 照明光源 231 暗視場側邊照明來源 232 照明光束 233 分色遽波器 235, 236 漫射器 237 透鏡 239 明視場光纖束

90649-970901.doc 95- 1310457 240 模糊反射係數鏡 242 平行或半平行光束 244, 262 散射光 250 光源 251 部分反射鏡 253, 254 CCD偵測器 255 影像平面 257 平坦陣列光纖 260, 270 彎曲的反射鏡 261 延伸光源 270 固定遮罩阻擋陣列 271 阻擋桿機械陣列 272 傅立葉平面孔徑 275 框架 276 可調整的細線 277 滑輪 279 平移馬達 282 傅立葉像透鏡 300 雷射來源 301, 302 照明轉移透鏡 303 視場闌平面 308 平面 309 漫射器 500 第二分光鏡

90649-970901.doc -96- 1310457 501 502 504 506 510 816 818, 824 820, 826 822, 828 827 1112 1120 1530 1532 1702 1931 1940 2102 2150 2200 2204 2509 2670 2671 自動聚焦成像透鏡 自動聚焦偵測器 閃光燈感應器 第二感應器 雷射輸出 漫射元件 聚焦元件 末端表面 連接器 遠端表面 光線 偏光立方體 光纖束 視場闌影像 矽層 第二諧波綠色光束 暗視場光纖束 產生器 雷射來源 入射照明光 分色鏡 傅立葉平面 陣列 繞射影像 90649-970901.doc -97- 1310457 2780 2839 2840 2833, 2837 虛線 視場曲線 焦平面 點 90649-970901.doc 98-

Claims (1)

1310457 拾、申請專利範圍： 種用於檢驗一物體的方法，包含以下步驟： 提供一置放以在一影像平面形成該物體之一影像的物 鏡元件，該物鏡元件具有一後焦平面； 在該影像平面置放一偵測器以偵測該物體的該影像； 在該物鏡元件與該偵測器之間置放一輔助透鏡，致使 該辅助透鏡能夠將該後焦平面之一影像投射至該偵測器 上* ;及 利用該後焦平面的該影像以決定該後焦平面處與該物 體有關的光學資訊。 如申明專利範圍第1項之用於檢驗一物體的方法，且還包 含以下步驟： 使用與该物體有關的該光學資訊以建構用於光學阻擋 該資訊預定部分之一遮罩；及 將該遮罩置放在該後焦平面，致使可從該影像消除與 該光學資訊有關的該物體特徵。 3. 如申請專利範圍第2項之用於檢驗一物體的方法，其中該 等特徵係為該物體之重複特徵。 4. 如申請專利範圍第3項之用於檢驗一物體的方法，其中該 遮罩係於一空間調光器中產生。 5. 如申請專利範圍第4項之用於檢驗一物體的方法，其中該 空間調光器係為一像素化的液晶元件，且該等阻擋元件 為啟動為不透明之該液晶元件的像素。 6，如申請專利範圍第2項之用於檢驗一物體的方法，且其中 90649-970901.doc 1310457

決定該光學資訊之該步驟包含利用至少該後焦平面之一 邛刀來序列地決定相關於該物體之複數個不同區域之該 等特徵的光學資訊。 如申叫專利範圍第2項之用於檢驗_物體的方法，且其中 該光學貧訊之決定係在該物體的檢驗成像期間即時執 行。 8· 一種用於檢驗一物體的裝置，其包含： 一物鏡7L件，其置放以在一影像平面上形成該物體之 一影像，該物鏡元件具有一後焦平面； 一偵測器’其置放在該影像平面，以偵測該物體的該 影像； 一輔助透鏡，其置放在該物鏡元件與該偵測器之間， 致使該輔助透鏡能夠將該後焦平面之一影像投射至該偵 測器上；及 Λ 電路，其在該後焦平面上組態以基於該後焦平面之該 衫像，而決定相關於該物體之一區域之光學資訊。 9. 如申請專利範圍第8項之裝置，其也包含置放在該後焦平 面之一遮罩，其用於光學地阻擋該光學資訊之預定部 分，致使可從該影像消除與該光學資訊有關的該物體特 徵。 10. 如申請專利範圍第9項之裝置，其中該等特徵係為該物體 之重複特徵。 11. 如申請專利範圍第10項之裝置，其中也包含一空間調光 器’其組態以用來產生該遮罩。 12·如申請專利範圍第U項之|置，其中該㈣調光器係為 90649-971103.doc 1310457 一像素化的液晶元件，且該等阻擋元件為啟動為不透明 之該液晶元件的像素。 90649-970901.doc