TWI436050B - 成像系統、遠心軸上暗場照明裝置以及用於對準遠心軸上暗場照明裝置與實質鏡狀物體之方法 - Google Patents

成像系統、遠心軸上暗場照明裝置以及用於對準遠心軸上暗場照明裝置與實質鏡狀物體之方法 Download PDF

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Description

成像系統、遠心軸上暗場照明裝置以及用於對準遠心軸上暗場照明裝置與實質鏡狀物體之方法 【相關申請案】
此申請案係依據美國專利法35 U.S.C.§119(e)而主張於西元2005年7月8日提出的美國臨時專利申請案第60/697,904號之裨益，其為以參照方式而整體納入於本文。
此揭示內容係關於成像(imaging)光學元件與關聯的照明系統。尤其是，此揭示內容係關於改善遠心軸上暗場照明之系統及方法。
一種半導體產品係主要呈平面及鏡面(specular)(扁平且磨光)的，成像此等元件經常必要的是(或欲求的是)即使是平面鏡狀之微小偏差亦以適當對比成像。一種此類別的產品係半導體晶圓，其可為設有指示(尤其)晶圓編號與製造商之標註(indicia)。此等標註係於晶圓表面的缺陷(defect)，且典型為一矩陣之雷射蝕刻凹點。此等標註係於技藝為習稱作“軟標記(soft mark)”。此等標記係沿製程之種種步驟為成像以讀取碼。
在半導體晶圓為已經單一化(概括由鋸子及/或雷射所切割成為個別的矩形元件)之後，可能為必要或合意以檢查小晶片與裂縫之邊緣，其可能隨著時間增長且引起過早的元件失效。此等檢查過程係自動化且運用電子式成像相機及結合數位電子電腦，其為程式設計以實行必要的檢查、測量與識別。
概括而言，暗場照明係熟悉此技藝人士所眾所週知的一種技術且為特別有用以檢查於鏡狀物體上的缺陷。暗場照明之定義係取決於照明源之性質、相對於物體與觀察者(或相機)之其位置、與所照明的物體之性質。為了符合暗場照明之定義，必要的是：入射於物體之大多數的照明係反射於未進入觀察者或相機之光學孔徑的一或多個方向。暗場照明係可相較於亮場照明，於其，大多數光線係直接反射至相機。
暗場照明係可藉由置放一光源而達成，俾使光源為以對於該相機與物體之間的直線之一角度而指向於物體。此角度係選擇為大於該物體將擴散光線於其的角度。若物體係具有一概括擴散反射性質，則該角度係選擇為大於物體將藉由擴散反射以分佈入射照明於其的半角度。若物體係鏡狀(例如：若物體係於一小角度、或以極低的效率、或是二者而擴散入射照明)，則該角度係可選擇為極小。
使得照明源對稱係可為合意。於此情形，源係可製造於一環狀形狀且置放為同軸於光軸，或複數個源係可配置於一環狀形狀。此環之直徑與至物體之其鄰近性係決定該照明為入射於物體之角度的範圍。該等光源係對於熟悉此技藝人士為習稱作環光源且以種種方式構成為“高角度”或“低角度”。
於成像某些物體係合意為強調於一表面上之極微小的特徵，該表面係否則為實質平面及鏡狀。此等者係包括：軟標記與單一化的元件之邊緣。欲達成此，必須使得照明源為儘可能接近同軸於成像系統而並未致使照明源為直接反射至成像系統(例如：選擇一窄角度)。如同目前習知，欲達成此之一種有效方式係藉助於擋板(baffle)且提供於照明源、物體、擋板、與成像系統之間的特別對準。
於機器視覺系統與晶圓識別(ID,identification)系統之設計，一設計者(例如：系統工程師)係通常作出若干個設計折衷方案。舉例而言，若一透鏡孔徑(aperture)係作成大，系統之一限制解析度係將通常為較高且系統係將較為有效率。一較有效率的系統係要求自一影像感測器之較少的靈敏度或增益，且系統係要求自一照明系統之較少的光線。若照明系統係要求較少光線，較小的要求係加諸於一電源供應系統且較少的熱量係耗散。散熱係通常為於達成緊密封裝之設計目標的一主要障礙。
反之，若系統孔徑係作成小，系統之限制解析度係降低，一些像差係可減小，一焦點深度係增大，一極重大的要求係作成於影像感測器之靈敏度及/或增益，且一極重大的要求係加諸於照明系統以提供實質較多的光線。於照明系統之要求係加諸要求於電源供應系統，且因而加劇於一緊密封裝內的散熱之問題。
迄今，包括由美國俄勒岡州波特蘭市Electro Scientific Industries公司(此件專利申請案之受讓人)製造的前幾代者(例如：ScribeViewT M 型號1至5P)與業界(例如：美國麻薩諸塞州Natick之Cognex公司與日本東京之Kowa有限公司)的其他者，商用晶圓ID讀取系統係已經運用其具有約為±1毫米或較小的一工作距離範圍(於物體空間之焦點深度)之光學系統。雖然該種系統係可運作，其需要一使用者作調整該透鏡的焦點位置及/或調整晶圓ID讀取器的位置以考量對於工作距離之更微小的變化。工作距離係可改變，舉例而言，若物體之厚度係改變，或若是存在不精確性於其將晶圓送至晶圓ID讀取系統之機械手臂系統。
將為較佳的是，若針對於固定架構之一晶圓ID系統的工作距離範圍係及於超過約為±1毫米。若此範圍係可延伸一大小規模，系統之聚焦及設定係相較於現存系統而將為繁瑣。舉例而言，目前的系統係通常需要該系統之安裝及聚焦於一供電狀態，根據一種反覆運作程序，其中，影像係可電子式監視且使用者係可能於監視一電子式呈現影像而作成於焦點調整或位置之一改變。使用者係通常作調整而直到得到滿意影像。若工作距離範圍係可延伸至約為±1毫米，晶圓係可於晶圓ID系統為於一未供電狀態而安裝，運用一種簡單規尺以決定一適當的工作距離。
甚者，關於現存的系統，致使於工作距離約為±1毫米之改變的製程變化係通常需要使用者介入以調整製程重新達成先前的工作距離或是調整晶圓ID系統的焦點，舉例而言，藉由轉動一透鏡焦點筒或轉動一焦點調整螺絲。將為較佳的是，若其造成工作距離改變為僅數毫米之微小製程變化係可由晶圓ID系統所調適而無需使用者介入。
本文揭示的實施例係提出用於成像諸如半導體晶圓的平面鏡狀物體之系統及方法。於一個實施例，用於成像於平面鏡狀物體的缺陷之一種成像系統係包括一遠心透鏡，其具有一充分非球面表面，俾使該遠心透鏡係實質修正一光學像差。成像系統亦包括一遠心光圈(stop)，於其包括一孔徑(aperture)，以阻斷自該平面鏡狀物體所反射的光線而允許自該缺陷所反射的光線為通過孔徑。成像系統更包括一第二透鏡群組，其具有定位於遠心光圈與第二透鏡群組之間的一系統光圈，第二透鏡群組係無關於遠心透鏡而實質修正光學像差。
於一個實施例，一種遠心軸上暗場(TOAD,telecentric on－axis darkfield)照明(lighting)裝置係包括一第一圓形陣列的照明源，其關於一中心點為徑向配置。第一圓形陣列係位在自中心點之一第一半徑。TOAD照明裝置亦包括一第二圓形陣列的照明源，其關於中心點為切向配置。第二圓形陣列係位在自中心點之一第二半徑。於一個實施例，第二半徑係大於第一半徑。
於一個實施例，一種方法係提出以對準一遠心軸上暗場(TOAD)照明裝置與一實質鏡狀物體。TOAD照明裝置係具有複數個同心照明陣列。該種方法係包括：於一第一方向，調整於該TOAD照明裝置與一物體平面之間的一入射角度，直到一強亮度區域係實質為移除自該鏡狀表面之一影像的一第一側；及，記錄該調整的入射角度作為一第一測量。該種方法亦包括：於相較於第一方向之一相反方向，調整於TOAD照明裝置與物體平面之間的入射角度，直到強亮度區域係實質為移除自該鏡狀表面之影像的一第二側；及，記錄該重新調整的入射角度作為一第二測量。該種方法更包括：決定針對第一方向之一對準的入射角度為介於第一測量與第二測量之間的一近似差。
於一個實施例，一種用於成像半導體晶圓之成像系統係包括：用於照明晶圓之機構；及，用於提供晶圓影像至一感測機構之機構。一工作距離係由介於晶圓與用於提供影像至感測機構之機構之間的一距離所定義。成像系統係更包括：用於當工作距離為改變於約±10毫米(mm)之一範圍時而維持影像焦點之機構。
另外的層面與優點係將由參照伴隨圖式所進行之以下詳細說明而為顯明。
系統及方法係提供以照明及形成一主要為平面鏡狀的表面之一影像，俾使自其為成像之表面的平面性與鏡狀性之偏差係複製具有加強的對比。根據一個實施例，一增大的工作距離範圍係提供以考量於其為成像之表面的變化及/或於該表面與一識別(ID)系統之間的距離變化。
此外，或是於另一個實施例，同心圓形陣列的照明源係配置用於增大的照明而未增大個別陣列之直徑。於一個實施例，一種方法係提出以對準同心的照明陣列與將成像之一表面，藉以降低入射角度。此外，或是於其他實施例，一種系統係包括其為獨立適當修正干擾之一前方透鏡與一後方透鏡群組，俾使系統之放大率係可改變而無須改變該前方透鏡與一後方透鏡群組。
本文揭示的實施例係利用一種遠心透鏡以對稱同軸窄角度暗場照明而照明物體。此照明技術係特別適用以強調於平面鏡狀物體的微小特徵或缺陷。該種物體之特定實例係包括：矽晶圓。該等缺陷係可包括：於矽晶圓的軟標記符號及/或於晶片規模元件的邊緣不規則性。
一光源係提供環形錐狀光線為朝向一遠心透鏡。遠心透鏡係重新指引光線為朝向一實質平面且鏡狀的物體，俾使光線為平行及垂直於物體。平面鏡狀物體之一性質係欲重新指引光線於其互補於入射角度之一角度。因此，於此情形，光線係反射為垂直於物體之表面。於反射時，光線係於本文稱為“影像射線(imageray)”。影像射線係向後反射自一實質平面鏡狀物體且逆向轉變透過遠心透鏡至其為發起之點。
該種系統係設有一遠心光圈，其具有符合於光源之一中央孔徑，俾使實質為無光線為通過至一相機。然而，若存在一缺陷於鏡狀表面，光線係將受干擾，且光線之一些部分者係將可能通過遠心光圈之孔徑至一相機。
圖式係將作參考，其中，相同的參考符號係指相同的元件。為了明確，一參考符號之第一個數字係指示該對應元件為首先運用於其之圖式編號。於以下說明，諸多特定細節係提供針對於本文所述的實施例之徹底瞭解。然而，熟悉此技藝人士係將知悉的是：該等實施例係可無需特定細節之一或多者而實行，或是藉由其他方法、構件或材料。再者，於一些情形，眾所週知的結構、材料、或操作係未詳細顯示或描述，藉以避免混淆該等實施例之諸個層面。甚者，所述的特點、結構、或特徵係可為以任何適合方式而組合於一或多個實施例。
一種晶圓ID系統係描述於美國專利第6,870,949號(下文稱為“第’949號專利”)。論述於本文之某些實施例係修改第’949號專利以納入另外特徵以大為擴大(例如：約為十倍)針對於一固定架構之工作距離範圍而無需實際或光學調整，且簡化改變系統之放大率。針對於論述目的，第’949號專利之第3與5圖係分別顯示及論述為於本文之第1A與1B圖。
第1A圖係一種用於成像一平面物體102之光學成像系統100的部分繪製、部分截面圖。舉例而言，平面物體102係可包含其本質為鏡狀之一矽晶圓。矽晶圓係通常為包括諸如軟標記(未顯示)之缺陷。如為於此技藝所習知，一軟標記係由一集合之雷射蝕刻凹點(pit)所作成且提供關於蝕刻於其的特定矽晶圓之資訊。矽晶圓亦通常包括複數個半導體元件。儘管本揭示內容係依據檢查矽晶圓而描述，且尤其是成像軟標記，瞭解的是：本揭示內容係對於成像其他平面物體為具有相同的應用性。舉例而言，當半導體元件係單獨化，其可為根據本文揭示的某些實施例以檢查邊緣缺陷。
於第1A圖所示的光學成像系統100係包括一對的透鏡群組(本文稱為一後方群組108)與一遠心場透鏡110。針對於後方透鏡群組108與遠心場透鏡110之適當透鏡的一個來源係美國紐澤西州Barrington之Edmund光學公司。後方透鏡群組108與遠心場透鏡110係共同操作以將諸如一軟標記之缺陷的一影像113為指向至一相機114，如將更為詳述於後。相機114係較佳為一數位相機，其包括一電荷耦合元件(CCD)或一互補金屬氧化物半導體(CMOS)型式的感測器。
後方透鏡群組108係由一集合之修正式物鏡所定義且包括一入射瞳孔109。後方透鏡群組108係較佳為低失真且具有充分解析倍率以互補該相機114。瞭解的是：後方透鏡群組108係可取決於何種型式之相機114為運用而不同。如下所論，於本文揭示的一個實施例，後方透鏡群組108與遠心場透鏡110係各者為獨立適當修正其像差，俾使任一者係可更換而未影響另一者之效能。
瞭解的是：遠心場透鏡110係運作為一遠心場透鏡以提供物體之成像為遠心沿著物體102之平面。換言之，光線係隨著其退出遠心透鏡110而為平行於彼此，且較佳為垂直於物體102之平面。當由一光源118所照明，瞭解的是：遠心透鏡110與透鏡群組108係運作以形成影像113於相機114。遠心透鏡110係具有若干個定義特性，其包括一軸111與一遠心孔徑或焦點。如於第1A圖所示，遠心場透鏡110之焦點係符合於後方透鏡群組108之入射瞳孔109。軸111係定義針對於系統100之光軸，俾使後方透鏡108與相機114係類似定位為沿著軸111。
光源118係定位以提供其為同軸於遠心場透鏡110之軸111的窄角度照明。第1A圖係說明其實際沿著軸111之光源118的一個定位。然而，如於第’949號專利所揭示，瞭解的是：光源118係可為以一種光學等效方式而實際定位為遠離軸111。舉例而言，第’949號專利之第6圖係說明光源118之一個不同位置，其為光學等效於本文之第1A圖所示的實施例。光學等效係運用其定位為沿著遠心場透鏡110之軸111的一部分反射鏡或分光鏡(未顯示)而達成。分光鏡係允許光源118以定位為垂直於遠心場透鏡110之軸111。
一遠心光圈116係定位於後方透鏡群組108與遠心場透鏡110之間。遠心光圈116係置中於遠心場透鏡110之軸111。遠心光圈116係較佳為置放鄰近於後方透鏡群組108之入射瞳孔109。遠心光圈116係較佳為其包括一中央孔徑117之一實際光圈。孔徑117亦為定位鄰近於遠心場透鏡110之焦點。
第1B圖係於第1A圖所顯示的光學成像系統可運用之一種照明源118的平面圖。於第1B圖所示的照明源係包含其利用安裝至一印刷電路板121之複數個發光二極體(LED)120的一環狀光源。瞭解的是：於一個實施例，印刷電路板121係可作用為遠心光圈116。印刷電路板121係包括一孔徑121A，其至少為如同遠心光圈116之孔徑117一樣大。
倘若一可變光圈(iris diaphragm)孔徑係運用為連同於遠心光圈116，孔徑121A係至少為如同可用的最大孔徑設定一樣大。如圖所示，LED 120係組織為一內層圓形群組119A與一外層圓形群組119B。瞭解的是：內層群組119A與外層群組119B係提供物體102之稍微不同的窄角度照明。內層群組119A與外層群組119B係可同時或交替照明，視物體102之品質而定。瞭解的是：外加之圓形群組的LED 120係可設置。
光學成像系統100對於某型式的缺陷之靈敏度係主要為由遠心透鏡110與光源118的直徑之間的焦比而決定。此靈敏度係可調整，例如：選擇於光源118之內層群組119A與外層群組119B的不同直徑之間。替代而言，此靈敏度係可由選擇性調整遠心光圈116之孔徑117的直徑而調整。孔徑117係可透過一可變光圈之運用而調整，以提供針對於系統100之一可調整的焦比。
於操作中，光源118係致使光線128、130以投射朝向遠心場透鏡110，俾使光線128、130係聚焦為鄰近於物體102且為實質平行於彼此。瞭解的是：光線128、130係投射為環狀錐，隨著其通過遠心透鏡110而成為平行。光線128、130係自物體102而反射作為影像形成光線122、124、126。倘若光線128、130係反射自物體102之一鏡狀部分，影像形成光線122、126係將撞擊於遠心光圈116而未進入後方透鏡群組108。尤其，影像形成光線122、126係向後反射自一實質平面鏡狀表面以產生環狀之照明錐，返回至其原點而作為一鏡像。然而，當一部分的光線128、130係反射自一缺陷，影像形成光線124係通過遠心光圈116之孔徑117，於其，光線124係由後方透鏡群組108所聚焦且形成一影像113於相機114。
若為期望，光學成像系統100係允許於光軸111與窄角度暗場照明之間的角度作調整為任意小到成為亮場照明之程度。再者，系統100之靈敏度係可藉由選擇不同直徑之照明或藉由調整遠心光圈116之孔徑117而調整。再者，相機114之全視場係可運用，且該系統100係提供於整個視場之完全圓形對稱。
A.增大焦點之深度
如上所論，本文揭示的實施例係擴大針對於光學成像系統100的一固定架構之工作距離範圍而無需實際或光學調整。概括而言，一相機系統於影像平面之散焦程度係可描述為下式：
其中，φ 係散焦，A係孔徑之線性尺寸，λ係光線之波長，f係透鏡之焦距，且s係分別為自透鏡至物體平面之距離(so )與至影像平面之距離(si )，如由下標所指示。
群組其針對於系統為固定之變數至常數x與y係簡化此式為：
誠然，支配因素係孔徑之尺寸以及於so 之偏差。注意，針對於焦點之一系統，y＝l/so ，且φ 係成為零。上式係將該孔徑與工作距離偏差為相關至於影像平面之一散焦。此係可相關至於物體平面之一散焦ω，藉由相乘以系統放大率m之平方者：ω ＝φm 2 。
針對於一給定的視場，系統放大率m係由感測器之尺寸(亦習稱為規格)所決定。感測器為愈小，系統放大率m為愈小，且針對於工作距離之一給定變化的散焦參數為愈小。
一個解決方式係選擇一極小的孔徑(使得A2 為一極小的數目)與一極小的成像器(使得m2 為一極小的數目)，藉以使得乘積A2 m2 為最小且使得針對於物體距離之給定變化的散焦為最小。然而，系統之倍率效率係相關於孔徑。於一簡化形式，光學系統於聚焦其照明物體的部分輻射能量之效率T係可相關其為入射於聚焦平面之成像感測器的輻射能量至孔徑之線性尺寸平方，例如：
因此，任意降低A以增大焦點之深度(且因此為工作距離之範圍)係使得光學系統傳輸光學倍率之效率為減小至影像將為過暗而無法自其恢復有用資訊之程度。
第1A圖係說明於平面物體102的頂表面與遠心場透鏡110的前表面之間的一工作距離132。熟悉此技藝人士係將自本文揭示內容所知悉的是：舉例而言，工作距離132係可替代定義為於平面物體102的頂表面與光學成像系統100的一外殼134底部之間的一距離。於光學成像系統100之物體空間的焦點深度係該工作距離132可改變以使得影像113仍然為於針對相機114的實質焦點之距離範圍(例如：工作距離範圍)。
較大的工作距離範圍係允許於平面物體102或於連續平面物體之間的厚度變化而無需重新聚焦光學成像系統。再者，較大的工作距離範圍係允許使用者估計(例如：藉由簡單規尺測量或藉由肉眼)一適當工作距離132以維持實質焦點。
於本文揭示的一個實施例，工作距離範圍係約為±10毫米。根據該個實施例，相機114之成像表面係選擇為相當小，藉以減小系統放大率m。於一個實施例，成像表面之長度與寬度係各自選擇為於約2.5毫米與約5.5毫米之間的一範圍。於一個實例實施例，成像表面係長為約4.51毫米且寬為約2.88毫米。作為比較，一種標準的成像器(例如：可購自美國俄勒岡州波特蘭市Electro Scientific Industries公司的ScribeRead 5P成像系統之成像器)係長為約6.4毫米且寬為約4.8毫米。
此外，相機114係選擇以具有相當高的靈敏度。因此，降低系統效率T之影響係減小或最小化。適用作為相機114之該種感測器係由例如Micron所製造且相對於更為習用的CCD成像器而運用CMOS。於一個實例實施例，相機114係包括自美國愛達荷州Boise之Micron Imaging公司的型號MT9V022，且具有於一波長為約550毫微米(nm)之一靈敏度為約2.0 V/lux－sec。在此，V係伏特，lux－sec係一強度－時間乘積。熟悉此技藝人士係將知悉的是：綠光係具有一波長為約550毫微米且靈敏度係可為有些低於其他可見光的波長。
欲達成約為±10毫米之工作距離範圍，根據一個實施例，照明源118係構成以提供大量的光線。LED 120係選擇以提供極高的亮度。於一個實施例，LED 120係包括自美國伊利諾州Palatin之Lumex公司的型號SML－LX0402SIC且於約為20毫安培而具有約為140 mcd(毫燭光)之亮度。於一個實施例，LED 120係藉由透鏡以捕捉及運用儘可能多的能量。此外，或是於另一個實施例，LED 120係脈衝具有一極高的電流以達成高亮度階層。用於達成高亮度的照明之技術係描述於後。
於一個實施例，如上所論，選擇針對於相機114之一小的成像表面、選擇相機114以具有一高靈敏度、及選擇極高亮度的LED 120係提供一光學系統為具有一焦比f/12(相較於通常的f/5.8)、及一小的系統放大率為約0.14x。注意，一f/12系統係相較於f/5.8系統者而通過小於四分之一的能量，需要的是：光學成像系統100之平衡係更為大倍數及/或更為有效率四倍。
B.配置照明封裝
作為一種暗場照明方法之遠心軸上暗場(TOAD)照明係一種相當效率低的照明方法，因為其反射離開物體102之光線的一小百分比係捕捉，相較於其傳送以照明物體102之光線的量。因此，大量的光線係需要為傳送至物體102以補償其固有於暗場照明方法之損失。
於機器視覺應用之產業所加諸的尺寸限制係大為減少其可用於暗場照明源之空間的量。小的照明源封裝、以及光源之高密度配置係將為有利。如於第1B圖所示，描述於第’949號專利之TOAD照明方案係運用一種照明陣列(內層群組119A、外層群組119B、或二者)。隨著自陣列的中央至陣列的邊緣之距離係減小，察覺軟與超軟的浮水印(water mark)之能力係提高。因此，使得此距離為儘可能小係有利。再者，隨著距離減小，由照明源118所運用的空間係顯著減小。
設置多個照明陣列於多個中央至邊緣的距離係亦為有益，且提供不同方式之物體照明以及不同程度之超軟、軟、與硬的浮水印偵測。針對於此，多個照明陣列係有幫助。然而，如下文所論，多個照明陣列係導致封裝問題。封裝問題係解決，根據本文所揭示的一個實施例，藉由運用小的個別照明源以及配置該等照明源至其中的照明源密度(以及陣列密度)為增大或最大化之陣列。
第2圖係一種包括複數個照明源210(圖示為十二個)之習用環狀照明陣列200的示意圖。於此實例之照明源210係矩形且可包含例如LED。照明源210係切向配置於一圓形圖案。熟悉此技藝人士係將知悉的是：環狀照明陣列200之配置可藉由加入或移除照明源210、以及藉由增大或減小環狀照明陣列200之半徑而改變。舉例而言，欲減小環狀照明陣列200之半徑，一或多個照明元件210係將移除。其餘的照明元件210係重新配置，藉以具有於一圓形圖案之實質相等的端對端間距。將一或多個照明源210移除以減小半徑係降低該陣列200之亮度階層。
環狀照明陣列200係可與其他陣列為同心定位。舉例而言，第3圖係於第2圖所示的環狀照明陣列200與三個其他環狀照明陣列310、312、314為同心定位之習用配置的示意圖。各個環狀照明陣列310、200、312、314係具有一不同的半徑與一不同數目之切向配置的照明源210。維持於個別的陣列310、200、312、314之間的亮度階層係可為合意，雖然非為必要。因為R平方損失，當為可能時，於各個陣列310、200、312、314之照明源210的數目係自前一個內層陣列而增大。於此實例，環狀照明陣列310、200、312、314係分別包括七個、十二個、十六個與二十個照明源210。
如於第3圖所示，於習用的照明源佈局下，各個陣列係以類似方式而定向(例如：切向環繞於一共同中心點)。然而，於本文揭示的一個實施例，習用配置係藉由增大於各個陣列之照明源的數目而改良。第4圖係根據一個實施例所配置之複數個同心定位的照明陣列410、412、414、416的示意圖。各個照明陣列410、412、414、416係具有複數個照明源210，其配置為繞於一共同中心418之一圓形圖案。
於第3與4圖所示的配置之間的一比較係揭露其運用於陣列410、414、416之照明源210的數目之顯著增大。因此，相較於陣列310、312、314所提供者，陣列410、414、416係分別提供於發光的量之顯著增大。
於第4圖所示之最內層的照明陣列410係包括其徑向配置於一圓形圖案之十二個照明源210。自共同中心418至於陣列410之照明源210的一近似中心之半徑係大約等於第3圖所示的最內層陣列310之半徑。然而，相較於陣列410之十二個照明源210，於第3圖所示的最內層陣列310係具有七個照明源210。
於第4圖所示之次一個最內層的陣列412係包括其切向配置於一圓形圖案之十二個照明源210。於陣列412之照明源210的半徑與數目係實質為相同於第3圖所示的陣列200之照明源210的半徑與數目。
於第4圖所示之次一個最內層的陣列414係包括其徑向配置於一圓形圖案之二十四個照明源210。自共同中心418至於陣列414之照明源210的一近似中心之半徑係大約等於第3圖所示的陣列312之半徑。然而，相較於陣列414之二十四個照明源210，於第3圖所示的陣列312係具有十六個照明源210。
於第4圖所示之最外層的陣列416係包括其配置於一圓形圖案之二十四個照明源210。欲達成於陣列416之照明源210的末端之間的期望分離，照明源210係偏移自一種切向架構。於另一個實施例，欲達成期望分離，一或多個照明源210係移除自陣列416且其餘的照明源210係配置於一實質切向架構。如於第4圖所示，自共同中心418至最外層陣列416之照明源210的一近似中心之半徑係大約等於第3圖所示的最外層陣列314之半徑。然而，相較於陣列414之二十四個照明源210，於第3圖所示的陣列314係具有二十個照明源210。
第5圖係流程圖，其說明根據一個實施例之一種用於配置高密度照明陣列的方法500。舉例而言，方法500係可運用以佈局於第4圖所示意顯示的照明陣列410、412、414、416之配置。於一步驟510，方法500係包括：選擇任意的四倍數個照明源作為運用於一最內層照明陣列之一總數的照明源。熟悉此技藝人士係由本文揭示內容所將知悉的是：初始選擇四倍數個照明源係可為任意或可選取為針對於電路理由(例如：欲達成平衡驅動器)。然而，任何數目的照明源係可初始選擇。
於一步驟512，方法500係包括：以一徑向方式而定向所選擇的照明源在其等於用於一光學成像系統(例如：上述關於第1圖之光學成像系統100)之光學元件所期望或需要的半徑加上照明元件的最長封裝尺寸(例如：於第4圖所示之照明源210的長度)之一半徑。
於一步驟514，方法500係查詢照明源是否為干擾彼此。若照明源之實際佈局係俾使其並未碰觸彼此或其具有一期望間距，方法500係通過一否(no)路徑516至一步驟518，於其，方法500係增加該四倍數個照明源為一整個整數。該種方法係接著返回至步驟512，隨後為步驟514。若照明源為干擾彼此，方法500係自步驟514透過一是(yes)路徑520而進行至一步驟522，於其，方法500係查詢先前迭代(iteration)數目的照明源是否在目前數目的照明源干擾之前而為干擾。
若先前迭代為亦干擾，方法500係通過一是路徑524至一步驟526，於其，該四倍數個照明源係減少為一整個整數。自步驟526，方法500係返回至步驟512。若先前迭代數目的照明源為未干擾，方法500係通過一否路徑528至一步驟530，於其，該四倍數個照明源係減少為一整個整數且方法500係繼續於下一個外層照明陣列。於方法500之此點，最內層照明陣列係完成。舉例而言，具有徑向配置的照明源210之於第4圖所示的最內層照明陣列410係可根據上述的方法500而為已經構成。
於一步驟532，運用如同先前徑向定向照明陣列之相同數目的照明源，方法500係切向定向一第二最內層陣列的照明源在其等於先前陣列的半徑加上照明元件的最長封裝尺寸長度1.5倍之一半徑。熟悉此技藝人士係由本文揭示內容所將知悉的是：針對於第二最內層陣列之一不同半徑係可選擇於其他實施例。於方法500之此點，第二最內層照明陣列係完成。舉例而言，於第4圖所示的第二最內層照明陣列412係可根據上述的方法500而為已經構成。雖然未顯示於第4或5圖，若於第二最內層照明陣列412之照明源210係干擾彼此，其可偏移自切向方位，類似於最外層陣列416之方位。
於一步驟534，針對於一第三最內層陣列，方法500係增加該四倍數個照明源至下一個整個整數。於一步驟536，方法500係以一徑向架構而定向針對於第三最內層陣列的此等照明源在其等於先前陣列者加上照明元件的最長封裝尺寸長度1.5倍之一半徑。
於一個實例實施例，照明源係配置於其類似於第4圖所示的陣列410、412、414、416之四個圓形陣列，於其，一第一圓形陣列係具有約2.2毫米之一半徑，一第二圓形陣列係具有約3.8毫米之一半徑，一第三圓形陣列係具有約5.2毫米之一半徑，且一第四圓形陣列係具有約6.6毫米之一半徑。於該個實施例，各個照明源(例如：LED封裝)係具有長為約1.2毫米及寬為約0.6毫米且按照英寸(inch)之尺寸(0.04”×0.02”)於業界習稱為一0402封裝。
於一步驟538，方法500係查詢於第三最內層陣列的照明源是否為干擾彼此。若照明源之實際佈局係俾使其並未碰觸彼此或其具有一期望間距，方法500係通過一否路徑540至一步驟542，於其，方法500係增加該四倍數個照明源為一整個整數。該種方法係接著返回至步驟536，隨後為步驟538。若照明源為干擾彼此，方法500係自步驟538為透過一是路徑546而進行至一步驟548，於其，方法500係查詢先前迭代數目的照明源是否在目前數目的照明源干擾之前而為干擾。
若先前迭代為亦干擾，方法500係通過一是路徑550至一步驟552，於其，該四倍數個照明源係減少為一整個整數。自步驟552，方法500係返回至步驟536。若先前迭代數目的照明源為未干擾，方法500係通過一否路徑554至一步驟556，於其，該四倍數個照明源係減少為一整個整數且方法500係繼續於下一個外層照明陣列。於方法500之此點，第三最內層照明陣列係完成。舉例而言，具有徑向配置的照明源210之於第4圖所示的第三最內層陣列414係可根據上述的方法500而為已經構成。
於一步驟558，運用如同先前徑向定向照明陣列之相同數目的照明源，方法500係切向定向一第四最內層陣列的照明源在其等於先前陣列的半徑加上照明元件的最長封裝尺寸長度1.5倍之一半徑。於方法500之此點，第四最內層照明陣列係完成。舉例而言，於第4圖所示的第四最內層照明陣列416係可根據上述的方法500而為已經構成。如上所論，若於第四最內層照明陣列416之照明源210係干擾彼此，其可偏移自切向方位，如於第4圖所示。
熟悉此技藝人士係由本文揭示內容所將知悉的是：方法500係可繼續於類似方式，交替於徑向定向的照明陣列與切向定向的照明陣列(或偏移自切向者以提供期望間距)之間，以建立任何數目之照明陣列。再者，順序係可逆轉以使得最內層陣列為具有一切向配置之照明源、第二內層陣列為具有一徑向配置之照明源、等等。此外，各個陣列之半徑係可選擇為任何期望長度。
C.對準TOAD照明陣列
作為一種暗場照明方法之遠心軸上暗場(TOAD)照明係仰賴於照明源與照明的物體之間的入射角度。隨著自光軸之暗場的角度係成為較小，且較軟的標記係可察覺，對於對準之干擾的靈敏度係提高。針對於其運用極窄角度暗場照明(諸如：TOAD照明)的晶圓ID系統之對準要求係因此成為愈益更具關鍵性。根據一個實施例之一種相當簡單便利的對準方法係描述於後。
因為於第1A圖所顯示的光學成像系統100(於本文亦稱為讀取單元100)之佈局與設計，對準讀取單元100至一或多個TOAD照明陣列係由於其同心性而將因此對準該讀取單元100至所有的陣列。舉例而言，TOAD照明陣列係包括第4圖所示的照明陣列410、412、414、416。然而，諸如第1B與2－3圖所示的彼等者之其他TOAD照明陣列配置係亦可運用。根據一個實施例之一種對準方法係包括：對準一最內層陣列，因為其相較於其他陣列者而將顯示任何未對準特性於較小的未對準角度。因此，對準最內層陣列係保證相關於其他TOAD照明陣列的光學路徑之對準。
第6圖係流程圖，其說明根據一個實施例之一種用於對準TOAD照明陣列的方法600。方法600係包括：構成一讀取單元以運用一最內層TOAD照明陣列。舉例而言，光學成像系統100係可構成以運用於第4圖所示的照明陣列410。於一步驟620，方法600係包括：對準讀取單元光軸為儘可能接近垂直於物體平面。於一步驟622，一鏡或類似高反射物體係置放於物體平面，且一影像捕捉過程係開始。
於一步驟624，方法600係包括：藉由分析於如所安裝之讀取單元所捕捉的影像以特性化角度偏移。總角度偏移係由影像之非均勻的強(intense)亮度區域所代表。小角度偏移係由影像之幻象(ghosted)亮度區域所代表。舉例而言，第7A與7B圖係說明根據一個實施例之讀取單元所捕捉之鏡的相片。影像係包括亮度區域710(例如：強亮度之一個大區域與二個小區域為由幻象亮度區域所環繞)。
於一步驟626，方法600係包括：調整於讀取單元與物體平面之間的入射角度於x方向(例如：於影像空間之左/右)，直到亮度區域710係不再為顯明於影像中。該顯明角度設定係接著指示為設定x1。舉例而言，於第7A圖，入射角度係調整於一第一影像714所示之一箭頭712的方向。只要亮度區域710係移動為離開至第一影像714之左方且消失，x1係記錄。
於一步驟628，方法600係包括：調整於讀取單元與物體平面之間的入射角度於相較於前一步驟者之相反方向，直到亮度區域710係完全橫越影像空間且為不再顯明於影像中，相對於其消失於前一步驟之處。該顯明角度設定係接著指示為設定x2。舉例而言，於第7A圖，入射角度係調整於一第二影像718所示之一箭頭716的方向。只要亮度區域710係移動為離開至第二影像718之右方且消失，x2係記錄。
於一步驟630，方法600係包括：計算x3作為於設定x1與設定x2之約為中間者的一角度設定。讀取單元係接著定位為俾使於讀取單元與物體平面之間的入射角度為於設定x3。舉例而言，於第7A圖所示的一第三影像720係說明：當該入射角度係設定在設定x3，亮度區域710係未成像且TOAD照明陣列係對準於x方向。
於一步驟632，方法600係包括：調整於讀取單元與物體平面之間的入射角度於y方向(例如：於影像空間之上/下)，直到亮度區域710係不再為顯明於影像中。該顯明角度設定係接著指示為設定y1。舉例而言，於第7B圖，入射角度係調整於一第四影像724所示之一箭頭722的方向。只要亮度區域710係移動為離開至第四影像724之頂部且消失，y1係記錄。
於一步驟634，方法600係包括：調整於讀取單元與物體平面之間的入射角度於相較於前一步驟者之相反方向，直到亮度區域710係完全橫越影像空間且為不再顯明於影像中，相對於其消失於前一步驟之處。該顯明角度設定係接著指示為設定y2。舉例而言，於第7B圖，入射角度係調整於一第五影像728所示之一箭頭726的方向。只要亮度區域710係移動為離開至第五影像728之底部且消失，y2係記錄。
於一步驟636，方法600係包括：計算y3作為於設定y1與設定y2之約為中間者的一角度設定。讀取單元係接著定位為俾使於讀取單元與物體平面之間的入射角度為於設定x3。舉例而言，於第7B圖所示的一第六影像730係說明：當該入射角度係設定在設定y3，亮度區域710係未成像且TOAD照明陣列係對準於y方向。
於一個實施例，於y方向所作成之測量係當於x方向之入射角度為設定在設定x3而作成。然後，一旦於y方向之入射角度為設定在設定y3，於x方向所作成之測量係重新測量且針對於設定x3之一新值係決定。
於一個實施例，運用以對準TOAD照明陣列之鏡係旋轉於一成像過程期間，以評估讀取單元之外型品質。於讀取單元之透鏡與內部鏡的污垢、塵埃、覆層缺陷、與其他的瑕疵係難以區別自其運用以對準TOAD照明陣列之外部鏡的污垢、塵埃、與其他的瑕疵。旋轉外部鏡係識別其為可歸因至讀取單元之缺陷。舉例而言，當外部鏡係旋轉，於第7A與7B圖所示的亮度區域710係成為低強度的條紋。然而，歸因於內部污垢、塵埃、覆層缺陷與其他瑕疵之任何明亮光點係當外部鏡為旋轉時而未成為條紋。因此，讀取單元之內部瑕疵係可區別自旋轉的鏡之外部瑕疵。
D.分離前方與後方透鏡群組
一晶圓ID系統係通常包含基本方塊，其包括例如：一視訊相機、一透鏡、與一光源。該等晶圓ID系統係可提供某組合之亮場照明、暗場照明、與窄角度暗場照明，藉由置放光源為稍微離軸(例如：典型為於約5度與約7度之間)自該透鏡與相機且設置關聯的擋板以防止由該晶圓之鏡狀表面所反射之光源的直視。
此等型式的系統係常見為提供習用(經常為“現成(off－the－shelf)”)視訊透鏡之一選擇，以提供該系統為具有種種視場。舉例而言：用於讀取文字數字序號(諸如：於SEMI M13規格所述的彼等者)之約30毫米的一視場、及用於讀取2DID序號之約為一半者的一視場，其通常為較小許多且裨益於其對應於較小視場之增大的放大率。
如上所論，第’949號專利係揭示該窄角度暗場光源之納入於第1A圖所示的遠心光學成像系統100。因此，運用以形成其將讀取序號的一影像之同個光學系統係亦運用以密切控制光線之幾何性。藉由配置光源118在遠心光圈116之附近，透鏡108、110之性質係可運用使得暗場照明為於光軸的約1度與約2度之間的一範圍內而且維持遮蔽照明元件之直接的反射。再者，透鏡108、110之性質為運用以維持跨於整個視場之此關係的一致性。
關於第’949號專利所提出之一問題係在於：透鏡108、110係相較於習用的成像系統而較為複雜許多。該種系統之至少一個光學元件係特定作成針對一特別系統且因為透鏡108、110之獨特要求而非可取得為“現成”。舉例而言，一個獨特要求係在於：遠心場透鏡110係一凹凸(meniscus)透鏡，其具有二個外表面的曲度半徑為小於或等於遠心場透鏡110的遠心孔徑與最接近表面之間的距離。
於本文揭示的一個實施例，一種特定設計方法係提供能力以改變光學成像系統100之放大率，藉由改變一相當小的光學子系統而非為整個光學系統。根據一個實施例，系統放大率係可藉由調換後方透鏡群組108而變化，具有小或無影響於整個系統而不同於系統放大率的期望改變。
藉由比較於本文揭示的一個實施例，若一種習用設計方式係運用以設計光學成像系統100，熟悉此技藝之人士係將作出針對於各個透鏡元件之種種曲度半徑、針對於各個透鏡元件之種種玻璃型式、與針對於各個透鏡元件之種種厚度與間距的設計選取。然而，針對於該種習用設計方式之解決方式系列者係不可分離。即，後方透鏡群組108與前方遠心場透鏡110係必須視為單一個單元，若一可接受限制之光學效能係欲達成。依照此種設計方式，若欲提供其具有不同放大率之一類似系統，則第二系統之後方透鏡群組108係將設計以最少為互補第一系統之遠心場透鏡110。替代而言，可重新設計整個系統以達成新的視場。此替代方式係可能為必要，若第二視場係大於第一視場者。
於一個實施例，欲使得成本、零件數、與開發時間為最小化之一種方法係包括：首先針對於較大的視場(例如：較低的放大率)以設計光學成像系統100。此係確保的是：遠心場透鏡110係針對於任何後續系統為充分大。然後，設計係作成分離式，藉由脫離自其運用概括為球面曲線與錐形截面之習用設計與生產方法至其運用下列形式之一非球面曲線的一者：
上式之第一項係一種球面曲線或錐形截面透鏡表面之標準描述。Z係沿著一特定曲線之光軸的位移，其習稱於此技藝為“下垂度(sag)”。Y係自該光軸之一徑向距離。C係曲度(曲度半徑之倒數)且K係錐形常數。K<－1，針對於雙曲線；K＝－1，針對於拋物線；－1>K<0，針對於橢圓面；K＝0，針對於球面表面；及，K>0，針對於扁橢圓面。級數An 為非球面係數且修正該下垂度Z作為對於軸之徑向距離至n次乘方(在此標示為Yn )的一函數。若僅為偶數n運用於係數An Yn ，如為運用於一個實施例，則合成曲度與其運用該曲線之透鏡係稱為一偶數(even)非球面。若奇數與偶數n為均運用，則曲線與其運用該曲線之透鏡係稱為一奇數(odd)非球面。奇數非球面之一較為概括情形係提出於此。
熟悉此技藝人士係通常避免該等複雜曲線，因為其係通常為昂貴以商業生產。然而，已經確定的是：一種模製聚合物透鏡之光學特性係將適用於分離式設計。根據一個實施例之一種模製聚合物透鏡係提供一種具有複雜曲度之低成本的透鏡，允許其為不同於系統的其他透鏡而分離式設計。藉著運用非球面曲線於前方遠心場透鏡110所實施的分離式設計，遠心場透鏡110係可充分適當修正且視為隔離自該系統之其餘部分。
獨立修正遠心場透鏡110係允許後方透鏡群組108之選擇，俾使其為獨立適當修正。於一個實施例，後方透鏡群組108係包括商用的物鏡，其符合以下需求：具有適當焦距以達成一期望的系統放大率、適當尺寸的一影像圓形以覆蓋所選擇的相機感測器、及作為相容於具有其界定於後方群組與前方透鏡之間的系統光圈之一種設計。
用於後方透鏡群組108之該種透鏡的一個實例係其在後方為遠心且具有其系統光圈在透鏡的前方之一者。該等透鏡係有時稱為針孔(pinhole)透鏡，因為前方孔徑係可為對準於用於隱藏監視之一針孔。藉由設計遠心場透鏡110為運用非球面第一表面以個別適當修正且藉由用於後方透鏡群組108之針孔式後方透鏡的審慎選擇，具有多個放大率之一種系統係可提供，藉此，光學元件係包含單一個低成本塑膠元件而具有用於遠心場透鏡110之非球面表面與用於後方透鏡群組108之種種商用針孔透鏡。
對於熟悉此技藝人士為顯明的是：諸多變化係可作成於上述實施例之細節而未脫離本發明之根本原理。因此，本發明之範疇係僅為由隨附的申請專利範圍所決定。
100．．．光學成像系統(讀取單元)
102．．．平面(鏡狀)物體
108．．．後方透鏡群組
109．．．入射瞳孔
110．．．遠心(場)透鏡
111．．．光軸
113．．．影像
114．．．相機
116．．．遠心光圈
117．．．中央孔徑
118．．．光源(照明源)
119A．．．內層(圓形)群組
119B．．．外層(圓形)群組
120．．．發光二極體(LED)
121．．．印刷電路板
121A．．．孔徑
122、124、126．．．影像形成光線
128、130．．．光線
132．．．工作距離
134．．．外殼
200．．．照明陣列
210．．．照明源(照明元件)
310、312、314．．．照明陣列
410、412、414、416．．．照明陣列
418．．．共同中心
500．．．第5圖之方法
510~558．．．方法500之步驟
600．．．第6圖之方法
610~636．．．方法600之步驟
710．．．亮度區域
712、716、722、726．．．箭頭(調整方向)
714、718、720、724、728、730．．．影像
第1A圖係一種用於成像一平面物體之光學成像系統的部分繪製、部分截面圖。
第1B圖係於第1A圖所顯示的光學成像系統可運用之一種先前技藝照明源的平面圖。
第2圖係一種包括複數個照明源210之習用環狀照明陣列的示意圖。
第3圖係於第2圖所顯示的環狀照明陣列與三個其他環狀照明陣列為同心定位之習用配置的示意圖。
第4圖係根據一個實施例所配置之複數個同心定位的照明陣列的示意圖。
第5圖係流程圖，其說明根據一個實施例之一種用於配置高密度照明陣列的方法。
第6圖係流程圖，其說明根據一個實施例之一種用於對準遠心軸上暗場(TOAD)照明陣列的方法。
第7A與7B圖係說明根據一個實施例之一讀取單元所捕捉之一鏡的相片。
100．．．光學成像系統(讀取單元)
102．．．平面(鏡狀)物體
108．．．後方透鏡群組
109．．．入射瞳孔
110．．．遠心(場)透鏡
111．．．光軸
113．．．影像
114．．．相機
116．．．遠心光圈
117．．．中央孔徑
118．．．光源(照明源)
121A．．．孔徑
122、124、126．．．影像形成光線
128、130．．．光線
132．．．工作距離
134．．．外殼

Claims (19)

  1. 一種成像系統，用於成像於平面鏡狀物體的缺陷，該種成像系統係包含：一遠心透鏡，具有一充分非球面表面，俾使該遠心透鏡係實質修正一光學像差；一遠心光圈，於其包括一孔徑，以阻斷自該平面鏡狀物體所反射的光線而允許自該缺陷所反射的光線為通過該孔徑；包含一針孔透鏡的一透鏡群組，具有定位於該遠心光圈與透鏡群組之間的一系統光圈，該透鏡群組係無關於遠心透鏡而實質修正光學像差；及一照明源，其定位為沿著該遠心透鏡之一軸以照明該平面鏡狀物體，其中，該照明源係包含二或多個同心陣列的發光二極體(LED)；且其中，於該二或多個同心陣列的LED之連續同心陣列係交替於其關於一共同中心點為切向配置者與徑向配置者之間。
  2. 如申請專利範圍第1項之成像系統，更包含：一相機，用於透過該遠心透鏡、遠心光圈、與透鏡群組以成像該平面鏡狀物體。
  3. 如申請專利範圍第2項之成像系統，其中，該相機係包含一互補金屬氧化物半導體(CMOS)感測器。
  4. 如申請專利範圍第3項之成像系統，其中，該成像系 統係具有約±10毫米(mm)之一焦點深度。
  5. 如申請專利範圍第1項之成像系統，其中，該缺陷係一軟標記。
  6. 如申請專利範圍第1項之成像系統，其中，該遠心透鏡係包含一模製聚合物。
  7. 如申請專利範圍第1項之成像系統，其中，該光學像差係包含球面像差。
  8. 一種遠心軸上暗場(TOAD)照明裝置，包含：一第一圓形陣列的照明源，其關於一中心點為徑向配置，第一圓形陣列係位在自該中心點之一第一半徑；及一第二圓形陣列的照明源，其關於該中心點為切向配置，第二圓形陣列係位在自該中心點之一第二半徑。
  9. 如申請專利範圍第8項之TOAD照明裝置，更包含：一第三圓形陣列的照明源，其關於該中心點為徑向配置，第三圓形陣列係位在自該中心點之一第三半徑。
  10. 如申請專利範圍第9項之TOAD照明裝置，更包含：一第四圓形陣列的照明源，其關於該中心點為切向配置，第四圓形陣列係位在自該中心點之一第四半徑。
  11. 如申請專利範圍第10項之TOAD照明裝置，其中，第二半徑係大於第一半徑。
  12. 如申請專利範圍第11項之TOAD照明裝置，其中，第三半徑係大於第二半徑。
  13. 如申請專利範圍第12項之TOAD照明裝置，其中，第四半徑係大於第三半徑。
  14. 一種用於對準遠心軸上暗場(TOAD)照明裝置與實質鏡狀物體之方法，TOAD照明裝置係具有複數個同心照明陣列並且包含：一第一圓形陣列的照明源，其關於一中心點為徑向配置，第一圓形陣列係位在自該中心點之一第一半徑；及一第二圓形陣列的照明源，其關於該中心點為切向配置，第二圓形陣列係位在自該中心點之一第二半徑，該種方法係包含：於一第一方向，調整於該TOAD照明裝置與一物體平面之間的一入射角度，直到一強亮度區域係實質為移除自該鏡狀表面之一影像的一第一側；記錄該調整的入射角度作為一第一測量；於相較於第一方向之一相反方向，調整於該TOAD照明裝置與物體平面之間的入射角度，直到強亮度區域係實質為移除自該鏡狀表面之影像的一第二側；記錄該重新調整的入射角度作為一第二測量；及決定針對第一方向之一對準的入射角度為於第一測量與第二測量之間的一近似差。
  15. 如申請專利範圍第14項之方法，其中，調整於該TOAD照明裝置與物體平面之間的入射角度係包含：選擇一個最內的同心照明陣列；及調整於該最內的同心照明陣列與TOAD照明裝置之間的一入射角度。
  16. 如申請專利範圍第14項之方法，更包含： 於一第二方向，調整於該TOAD照明裝置與一物體平面之間的入射角度，直到強亮度區域係實質為移除自該鏡狀表面之影像的一第三側；記錄該調整的入射角度作為一第三測量；於相較於第二方向之一相反方向，調整於該TOAD照明裝置與物體平面之間的入射角度，直到強亮度區域係實質為移除自該鏡狀表面之影像的一第四側；記錄該重新調整的入射角度作為一第四測量；及決定針對第二方向之一對準的入射角度為於第三測量與第四測量之間的一近似差。
  17. 一種用於成像半導體晶圓之成像系統，包含：用於照明晶圓之機構，該照明機構包含：一第一圓形陣列的照明源，其關於一中心點為徑向配置，第一圓形陣列係位在自該中心點之一第一半徑；及一第二圓形陣列的照明源，其關於該中心點為切向配置，第二圓形陣列係位在自該中心點之一第二半徑；用於提供晶圓影像至一感測機構之機構，一工作距離係由介於該晶圓與用於提供影像至感測機構之機構之間的一距離所定義；及用於當工作距離為改變於約±10毫米(mm)之一範圍時而維持影像焦點之機構。
  18. 如申請專利範圍第17項之成像系統，其中，用於照明晶圓之機構係提供暗場照明。
  19. 如申請專利範圍第17項之成像系統，其中，用於照 明晶圓之機構係提供遠心軸上暗場照明。
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