TWI840592B - 用於缺陷偵測之系統及方法 - Google Patents

Abstract

在一檢測模組中將一第一光源引導於一工件之一外表面處。經由一第一路徑將來自該第一光源之自該工件之該外表面反射之光引導至相機。經由一第二路徑將來自該第一光源之透射穿過該工件之光引導至該相機。將一第二光源引導於該工件之該外表面處，與該第一光源之光成180°。經由該第二路徑將來自該第二光源之自該工件之該外表面反射之光引導至相機。經由該第一路徑將來自該第二光源之透射穿過該工件之光引導至該相機。

Description

用於缺陷偵測之系統及方法

本發明係關於工件中之缺陷偵測。

半導體製造行業之演變對良率管理且特定言之對度量及檢測系統寄予更高要求。臨界尺寸繼續縮小，然而行業需要減少達成高良率、高價值生產之時間。最小化從偵測一良率問題至將其修復之總時間判定對於半導體製造商之投資回報。

隨著半導體裝置變得更加先進，在一工件(諸如一半導體晶圓或一半導體晶圓之部分)之側處之缺陷偵測的重要性日益增加。圖1及圖2繪示用於找出一工件中之側缺陷之一先前系統。圖1之系統100藉由查看一工件之側來偵測表面缺陷或延伸至一工件表面之內部缺陷。圖2係使用圖1之系統100獲得之一影像之一示意性表示。系統100具有以一正方形配置面向彼此之四個鏡，諸如鏡101。工件102(或其他受檢測物件)係定位於鏡101之間的一空腔中。工件102具有一側缺陷103。

具有透鏡105之一相機104查看工件102之底面。鏡101係與四個側面(其等之兩者係在圖1之橫截面中繪示)之各者成一45°角度配置。歸因於非遠心光學器件，±2°之偏差角度係可行的。圖1之系統100係用於 獲得工件102之底表面之一影像106(如圖2中所展示)及工件102之四個側表面之各者之影像107a至107d(參見圖2)。同軸照明可定位於相機104及透鏡105與工件102之間。使用四個鏡101僅對工件102之四側之反射光影像進行成像。

系統100之設計具有缺點。系統100可僅使用反射光。因此，系統可能較大以支援反射光及透射光兩者。在半導體製造設施中，具有一較小佔據面積之設備係較佳的。對於透射光影像，系統具有低檢測速度。對於反射光影像，系統100易於遭受由工件上之粗糙、表面切割標記所引起之大檢測誤宰(overkill)。此等切割標記係藉由成像設置解析、視覺化及/或突顯，但通常並非拒絕一受檢測工件102之一原因。

誤放(underkill)及誤宰皆為昂貴的且若可能應最小化。誤宰係錯誤地拒絕一良好工件之風險。誤放係未拒絕一實際較差工件之風險。

系統100之一額外缺點在於同一工件之反射及透射光影像獲取係遍及多個檢測設備分佈且隨時間分佈。此使得為處理及後處理目的組合影像更加困難。

因此，需要改良之系統及方法

在一第一實施例中提供一種系統。該系統包含一真空泵、與該真空泵流體連通之一噴嘴、經組態以使該噴嘴移動之一噴嘴致動器及一檢測模組。該噴嘴經組態以固持一工件。該檢測模組包含：一第一光源、一第二光源、一第一鏡、一第二鏡、一第一半鏡、一第二半鏡、一相機、一第三鏡及一第四鏡。該第一鏡經安置以接收來自該第一光源之光。 該第一鏡將來自該第一光源之該光引導於該工件之一外表面處。該第二鏡經安置以接收來自該第二光源之光。該第二鏡將來自該第二光源之該光引導於該工件之該外表面處。該第一半鏡安置於該第一光源與該第一鏡之間。該第一半鏡接收來自該第一光源之自該工件之該外表面反射之光及來自該第二光源之透射穿過該工件之光。該第二半鏡安置於該第二光源與該第二鏡之間。該第二半鏡接收來自該第二光源之自該工件之該外表面反射之光及來自該第一光源之透射穿過該工件之光。該相機接收來自該第一光源及該第二光源之光。該第三鏡經安置以將光自該第一半鏡引導至該相機。該第四鏡經安置以將光自該第二半鏡引導至該相機。

該第一光源及該第二光源可為LED。

該系統可進一步包含安置於相機與第三鏡及第四鏡之間的至少一光學透鏡。

該系統可進一步包含經組態以使相機相對於第三鏡及第四鏡移動之一相機致動器。

該第一鏡及該第二鏡可安置於該工件之該外表面之相對側上。

該系統可進一步包含該檢測模組之一第二者。該檢測模組之該第二者之該第一鏡及該第二鏡分別相對於該檢測模組之該第一鏡及該第二鏡成一90°角度安置。該噴嘴致動器可經組態以使該工件在該檢測模組與該檢測模組之該第二者之間移動。

在一第二實施例中提供一種方法。該方法包含在一第一檢測模組中將來自一第一光源之光引導於一工件之一外表面處。在一相機處接收來自該第一光源之自該工件之該外表面反射之該光。經由一第一鏡及 一第一半鏡將來自該第一光源之自該工件之該外表面反射之該光引導至該相機。在該相機處接收來自該第一光源之透射穿過該工件之該光。經由一第二鏡及一第二半鏡將來自該第一光源之透射穿過該工件之該光引導至該相機。

該方法可進一步包含使用該相機在該相機中之一感測器之一單次曝光中拍攝來自該第一光源之自該工件之該外表面反射之該光之一影像及來自該第一光源之透射穿過該工件之該光之一影像。

該方法可進一步包含在第一檢測模組中將來自一第二光源之光引導於一工件之外表面上之一點處，與第一光源之光成180°。該引導來自該第二光源之光與該引導來自該第一光源之光係同時的。來自該第二光源之光係依低於該第一光源之光之一強度。

在一例項中，該方法可進一步包含在該第一檢測模組中將來自一第二光源之光引導於一工件之外表面上之一點處，與該第一光源之光成180°。可在相機處接收來自該第二光源之自該工件之該外表面反射之光。經由第二鏡及第二半鏡將來自該第二光源之自該工件之該外表面反射之光引導至該相機。可在相機處接收來自該第二光源之透射穿過該工件之光。經由第一鏡及第一半鏡將來自該第二光源之透射穿過該工件之光引導至相機。

在此例項中，該方法可進一步包含使用相機在相機中之一感測器之一單次曝光中拍攝來自該第二光源之自該工件之該外表面反射之光之一影像及來自該第二光源之透射穿過該工件之光之一影像。

在此例項中，該方法可進一步包含在該第一檢測模組中將來自第一光源之光引導於一工件之該外表面之一點處，與該第二光源之光 成180°。該引導來自該第一光源之光與引導來自該第二光源之光係同時的。來自該第一光源之光係依低於該第二光源之光之一強度。

該方法可進一步包含藉由調整相機及/或第一鏡、第一半鏡及第一光源之一位置而將一焦平面定位於該工件內部。

該方法可進一步包含調諧來自該第一光源之光之一波長，藉此調整來自該第一光源之光在該工件中之一穿透深度。

在一例項中，該方法可進一步包含將該工件定位於與一真空泵流體連通之一噴嘴上且使用一噴嘴致動器使該工件在該噴嘴上相對於第一鏡移動。

在此例項中，該方法可進一步包含使該工件自該第一檢測模組移動至一第二檢測模組。

在此例項中，該方法可進一步包含在該第二檢測模組中將來自一第一光源之光引導於一工件之外表面處。在該第二檢測模組中之一相機處接收來自該第一光源之自該工件之該外表面反射之光。經由該第二檢測模組中之一第一鏡及一第一半鏡將來自該第一光源之自該工件之該外表面反射之光引導至該第二檢測模組中之該相機。在該第二檢測模組中之該相機處接收來自該第一光源之透射穿過該工件之光。經由該第二檢測模組中之一第二鏡及一第二半鏡將來自該第一光源之透射穿過該工件之光引導至該第二檢測模組中之該相機。該第二檢測模組之該第一鏡及該第二鏡係分別相對於該第一檢測模組之該第一鏡及該第二鏡成一90°角度安置。

在此例項中，該方法可進一步包含在該第二檢測模組中將來自一第二光源之光引導於一工件之外表面上之一點處，與該第一光源之光成180°。在該第二檢測模組中之該相機處接收來自該第二光源之自該工 件之該外表面反射之光。經由該第二檢測模組中之該第二鏡及該第二半鏡將來自該第二光源之自該工件之該外表面反射之光引導至該第二檢測模組中之該相機。在該第二檢測模組中之該相機處接收來自該第二光源之透射穿過該工件之光。經由該第二檢測模組中之該第一鏡及該第一半鏡將來自該第二光源之透射穿過該工件之光引導至該第二檢測模組中之該相機。

該工件可由矽、氮化鎵或砷化鎵之一者製造。

100:系統

101:鏡

102:工件

103:側缺陷

104:相機

105:透鏡

106:影像

107a至107d:影像

200:系統

201:工件

202:真空泵

203:噴嘴

204:噴嘴致動器

205:第一光源

206:第一半鏡/半鏡

207:第一鏡

208:第三鏡

209:第二光源

210:第二半鏡

211:第二鏡

212:第四鏡

213:透鏡

214:相機

215:相機致動器

216:檢測模組

217:第一水平致動器/第一致動器

218:第二水平致動器/第二致動器

219:第二檢測模組

220:外表面

221:外表面

222:外表面

223:外表面

224:第一支架

225:第二支架

為更充分理解本發明之性質及目的，應參考結合隨附圖式進行之以下詳細描述，其中：圖1及圖2繪示用於找出一工件中之側缺陷之一先前系統；圖3係根據本發明之一系統之一實施例之一橫截面圖；圖4展示圖3之系統之操作之一第一實例；圖5展示圖3之系統之操作之一第二實例；圖6展示圖3之系統之操作之一第三實例；圖7展示圖3之系統之操作之一第四實例；及圖8展示圖3之系統之另一實施例之一圖式。

相關申請案之交叉參考

本申請案主張2019年7月23日申請且指定為美國申請案第62/877,675號之臨時專利申請案之優先權，該案之揭示內容以引用的方式併入本文。

儘管將依據某些實施例描述所主張之標的物，然包含未提 供本文中所闡述之所有益處及特徵之實施例之其他實施例亦在本發明之範疇內。可在不脫離本發明之範疇之情況下作出各種結構、邏輯、程序步驟及電子變化。因此，本發明之範疇僅參考隨附發明申請專利範圍予以定義。

本文中所揭示之檢測設備之實施例可實現一工件之一側之一反射光影像與相對側之一透射光影像之同時獲取(即，在一單次相機感測器曝光中)，該工件係對照明該工件之該一側之一光源之光波長至少部分透明。該工件可為一半導體晶圓、一半導體晶圓之部分或其他物件。例如，工件可為一單粒化晶粒，諸如自0.5mm×0.5mm至15mm×15mm之一矽晶粒。較大晶粒(諸如具有35mm×35mm之一尺寸之晶粒)係可能的。晶粒可由一300mm晶圓形成，在一先前步驟中用刀片及/或雷射在一個或多個步驟中切割該300mm晶圓以單粒化個別晶粒。

透射光影像可視覺化工件內部之內部缺陷，而反射光影像可找出僅在受檢測工件之表面處出現之表面缺陷。組合兩個影像之檢測之結果改良工件之整體檢測之誤宰及誤放率。可在僅在反射光影像中可見之工件之表面缺陷(其等仍被一半導體製造商視為一良好工件之部分)與僅在透射影像中可見之工件內部之內部缺陷(其等被一半導體製造商視為一較差工件之部分)之間進行區分。該較差工件應被報廢或進一步檢測。因此，若演算法偵測到反射影像中而非透射影像中之缺陷，則工件被視為一良好工件，此減少誤宰。同樣地，透射光影像之配方可設置為足夠敏感以偵測最小/最低對比度潛在缺陷且接著在反射光影像中未偵測到潛在缺陷之情況下分類為一較差工件，此減少誤放。

使用本文中所揭示之實施例，可藉由照明用於第一影像獲 取之一側且接著照明用於第二影像獲取之相對側來相繼(即，在兩次連續相機感測器曝光中)獲取工件之一側之透射及反射光影像。基於受檢測工件之性質，可使用本文中所揭示之實施例相繼獲取工件之相對側之透射及反射光影像。此可對一工件之所有側使用四次連續相機感測器曝光。

可在兩個光學路徑定向中實施及使用本文中所揭示之實施例。一個實施方案對工件之兩個相對側進行成像。另一實施方案對一工件之兩個相鄰相對側進行成像。後者係藉由使光學路徑相對於第一光學路徑旋轉90°而獲得。在一系統之一實施例中，可整合兩個定向以檢測工件之所有四側。在另一實施例中，0°旋轉之光學路徑及90°旋轉之光學路徑兩者可被包含於一個系統中，使得可用一單個相機感測器對所有四個工件側進行成像。

本文中所揭示之實施例可藉由改變相機位置及/或鏡位置來實現不同尺寸之工件之影像之獲取。例如，致動器可用於改變其等位置以適應不同尺寸之工件。

此檢測設備之實施例可用一線感測器相機或一區域感測器相機實施且可用LED、超發光二極體(SLD)、雷射或鹵素光源實施。不同波長範圍之寬頻帶或小頻帶波長照明(使用或不使用帶通濾波器、截通濾波器或截止濾波器)可用於選擇特定波長。

可使用影像處理或後處理演算法組合受檢測工件之相同或相對側之透射及反射光影像以辨別表面工件缺陷與受檢測工件中在內部突出之缺陷。

圖3係一系統200之一實施例之一圖式。系統200包含與一真空泵202流體連通之一噴嘴203。噴嘴203經組態以固持一工件201。雖 然明確言之將一半導體晶粒揭示為工件201，但亦可使用其他工件作為工件201。繪示使用真空以固持工件201之一噴嘴203，但亦可使用磁性或機械夾箝。

一噴嘴致動器204可使噴嘴203及因此工件201在藉由箭頭指示之一Z方向上移動。因此，工件201可使用噴嘴致動器204定位於第一鏡207與第二鏡211之間。噴嘴致動器204亦可使噴嘴203及工件201在X方向或Y方向上移動。噴嘴致動器204亦可使噴嘴203及工件201在三個垂直方向(即，X、Y及Z方向)上移動。

工件201可由矽、氮化鎵、砷化鎵或其他材料製成。工件201亦可由玻璃製成。可使用本文中所揭示之實施例檢測先進半導體裝置。因此，可使用系統200檢測具有透明、半透明或不透明材料之工件。然而，工件對光之至少一些波長可為透明的以使用系統200之設計。可偵測裂痕、碎屑、污染物(例如，內部污染物)、外來物質(例如，灰塵或污物)或其他缺陷。

工件201可定位於一檢測模組216中。檢測模組216包含一第一光源205及一第二光源209。第一光源205及/或第二光源209可為LED、SLD、雷射或鹵素光源。

在一例項中，第一光源205及第二光源209係具有大約1550nm之一窄頻寬之LED。其他波長係可能的且此值僅為一個實例。

在另一例項中，第一光源205及第二光源209係具有一濾波器之鹵素光源。

一第一鏡207可經定位以接收來自第一光源205之光。第一鏡207可將來自第一光源之該光引導於工件201之一外表面處。工件201可 為正方形、矩形、多邊形、圓形或其他形狀。第一鏡207可使光偏轉。

一第二鏡211可經定位以接收來自第二光源209之光。該第二鏡可將來自第二光源209之該光引導於工件201之外表面處。第二鏡211可使光偏轉。

第一鏡207及第二鏡211可定位於工件201之外表面之相對側上。因此，第一鏡207與第二鏡211可相對於工件201之一中心彼此180°相對。

一第一半鏡206可定位於第一光源205與第一鏡207之間的光路徑中。在一例項中，第一半鏡206接收來自第一光源205之自工件201之外表面反射之光及/或來自第二光源209之透射穿過工件201之光。第一半鏡206將光引導至第三鏡208。

一第二半鏡210可定位於第二光源209與第二鏡211之間的光路徑中。在一例項中，第二半鏡210接收來自第二光源209之自工件201之外表面反射之光及/或來自第一光源205之透射穿過工件201之光。第二半鏡210將光引導至第四鏡212。

一半鏡對光束可為部分透明且部分反射。例如，該半鏡之該反射部分可僅部分定位於一光束中，該反射部分僅反射一些光。半鏡亦可為反射一些光且被剩餘光穿透之一半反射鏡。其他半鏡組態係可能的。代替性地，第一半鏡206及第二半鏡210可為光束分離器或其他光學組件。

可與一或多個透鏡213耦合之一相機214接收來自第一光源205及/或第二光源209之光。相機214可為一線感測器相機或一區域感測器相機。來自第一光源205及/或第二光源209之光可在相機214之感測器上之 相同點或相機214之感測器上之不同點處成像。

一或多個透鏡213可定位於相機214與一第三鏡208及第四鏡212之間的光路徑中。第三鏡208可經定位以使用偏轉將光自第一半鏡206引導至相機214。第四鏡可經定位以使用偏轉將光自第二半鏡210引導至相機214。

一相機致動器215可經組態以使相機214(具有或不具有一或多個透鏡213)在垂直於相機平面之一方向上及/或在相機感測器平面中(例如，在X、Y或Z方向上)相對於第三鏡208及第四鏡212移動。在一實施例中，相機致動器215亦可使相機214及透鏡213相對於彼此移動。

相機214可連接至一圖框擷取器(framegrabber)(未繪示)。該圖框擷取器可對所獲取影像應用影像處理以擷取受檢測工件(諸如工件201)中之缺陷。

與相機電子通信之一處理器(未繪示)可將兩個相對側之透射影像及反射影像串接成一單個影像例項以用於進一步影像處理。該處理器可以任何合適方式(例如，經由一或多個傳輸媒體，其或其等可包含有線及/或無線傳輸媒體)耦合至系統200之組件，使得處理器可接收輸出。處理器可經組態以使用該輸出執行若干功能。系統200可接收來自處理器之指令或其他資訊。

本文中所描述之處理器、(若干)其他系統或(若干)其他子系統可為各種系統(包含個人電腦系統、影像電腦、大型電腦系統、工作站、網路設備、網際網路設備或其他裝置)之部分。該(等)子系統或該(等)系統亦可包含此項技術中已知之任何合適處理器，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 一獨立或一網路工具。

處理器可在實踐中藉由硬體、軟體及韌體之任何組合實施。又，如本文中所描述之其功能可藉由一個單元執行，或在不同組件(其等之各者可繼而藉由硬體、軟體及韌體之任何組合實施)之間劃分。供處理器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)中。

第一光源205、第一鏡207及第一半鏡206可使用第一水平致動器217在一水平方向(例如，X方向或Y方向)上移動。第二光源209、第二鏡211及第二半鏡210可使用第二水平致動器218在一水平方向(例如，X方向或Y方向)上移動。第一水平致動器217及第二水平致動器218可用於調整焦點或適應一較寬工件201。雖然揭示一第一水平致動器217及第二水平致動器218，但一單個致動器可與一傳動系統一起使用以重新定位此等組件。

例如，第一光源205、第一鏡207及第一半鏡206可定位於確保在Z方向上之此三個組件之間的間距不改變之一第一支架224上。第二光源209、第二鏡211及第二半鏡210可固定至確保在Z方向上之此三個組件之間的間距不改變之一第二支架225。第一支架224可使用第一致動器217移動。第二支架225可使用第二致動器218移動。第一支架224及第二支架225可水平地(例如，X方向或Y方向)、同時向內及向外且相對於相機214之一光學軸對稱地移動。因此，系統200可獲取具有不同尺寸之工件之影像。第一支架224及第二支架225之非對稱移動亦係可能的。替代性地或此外，相機214且視需要透鏡213可在Z方向上移動。

第一鏡207、第二鏡211、第三鏡208及第四鏡212經繪示為 45°鏡，但其他設計係可能的。

使用系統200，組合功能性以獲取一個系統中之工件之側之透射光影像及反射光影像。系統200可適應不同工件尺寸。光學路徑在工件201或受檢測之其他物件之兩個相對側處具有一焦平面。此係用於透射光成像及反射光成像兩者。工件之相對側之影像係在相機214上並排成像。因為工件201之反射光影像及透射光影像被組合，所以此容許在具有一較小佔據面積之一緊湊型設備中之較高速度檢測，且提供用於處理或後處理之額外可能性。

使用系統200之反射光影像含有兩個光回應部分：一個部分係來自工件201之經照明側之直接反射且一第二部分係在透射穿過工件201及在經照明側之相對側處反射之後返回透射穿過經照明側之光。此第二部分亦含有在此等相對側之間多次內部反射之後返回透射穿過經照明側之光。此第二光回應部分可被稱為「二次反射」。直接反射部分係主導的且可被稱為「主反射」。二次反射可在全反射光成像中抑制來自工件之經照明側處之(粗糙)表面切割標記之主反射(非所要)信號，此減少與此等切割標記相關之誤宰。在主反射時由表面切割標記散射之光係由二次反射光補償。兩者皆在影像獲取中相加，且因此抑制表面切割標記之信號。此誤宰係僅使用反射成像之先前技術之一嚴重缺點。

雖然藉由相機214收集之光係在Z方向上繪示，但可添加一或多個額外鏡(未繪示)，使得藉由相機214收集之光進入或離開頁面(即，在Y方向上)。相機214可經適當定位以用此重新引導光獲取影像。

本文中所揭示之實施例中所使用之波長應容許光透射及整合。因此，工件對於光源之所施加波長可為透明或半透明的，且相機可在 一定程度上對此等所施加波長敏感。相機214可為一基於VIS(可見光)或NIR(近紅外光，諸如低於1200nm)敏感度增強矽感測器之相機，其可結合或不結合紅外至可見波長轉換光學部分操作。在一特定例項中，相機214使用一基於膠體量子點之感測器。

在操作期間，將工件201放置於第一鏡207與第二鏡211之間。第一鏡207及第二鏡211及/或相機214經定位使得工件201之兩個相對側係在相機214之焦平面中。接著開啟第一光源205以產生工件201之左側之主及二次反射光影像及右側之透射光影像。

發射光行進穿過第一半鏡206，藉由第一鏡207偏轉，藉由工件201之左側主及二次反射回，藉由第一鏡207、藉由半鏡206、藉由第三鏡208偏轉，且接著藉由相機214上之透鏡213成像。同時，發射光行進穿過第一半鏡206，藉由第一鏡207偏轉，透射穿過工件201，藉由第二鏡211、藉由第二半鏡210、藉由第四鏡212偏轉，且接著藉由相機214上之透鏡213成像。

接著關閉第一光源205且開啟第二光源209以產生工件201之右側之主及二次反射光影像及工件201之左側之透射光影像。

相機214之感測器可對透射光路徑之波長敏感。例如，矽工件針對透明度可能需要紅外波長，且相機214之感測器可能對紅外波長敏感。

亦可使用系統對可由噴嘴203接觸之工件201之兩個相對平坦表面之一者或兩者進行成像。在一例項中，系統可對工件201之外表面及工件201之一裝置側(例如，一平坦側)上之兩個相對點進行成像。

圖4展示圖3之系統200之操作之一第一實例。如圖4中所展 示，在檢測模組216中將來自第一光源205之光引導於工件201之一外表面處。第二光源209未在操作。藉由相機214接收自工件201之該外表面反射之光(用實線展示)。此反射光包含來自二次及主反射之光。經由第一鏡207及第一半鏡206將來自第一光源205之自工件201反射之此光引導至相機214。亦藉由相機214接收透射穿過工件201之光(用虛線展示)。經由第二鏡211及第二半鏡210將來自第一光源205之透射穿過工件201之光引導至相機214。相機214可在相機214之一感測器之一單次曝光中拍攝來自第一光源205之自工件201之外表面反射之光之一影像及來自第一光源205之透射穿過工件201之光之一影像。

圖5展示圖3之系統200之操作之一第二實例。如圖5中所展示，在檢測模組216中將來自第二光源209之光引導於工件201之一外表面處。第二光源209將光引導於工件201之該外表面上之一點處，與第一光源205將光引導於之工件201之外表面上之一點成180°。第一光源205未在操作。藉由相機214接收自工件201之外表面反射之光(用實線展示)。此反射光包含來自二次及主反射之光。經由第二鏡211及第二半鏡210將來自第二光源209之自工件201反射之此光引導至相機214。亦藉由相機214接收透射穿過工件201之光(用虛線展示)。經由第一鏡207及第一半鏡206將來自第二光源209之透射穿過工件201之光引導至相機214。相機214可在相機214中之一感測器之一單次曝光中拍攝來自第二光源209之自工件201之外表面反射之光之一影像及來自第二光源209之透射穿過工件201之光之一影像。

圖6展示圖3之系統200之操作之一第三實例。圖6中之操作係類似於圖4之操作，但將來自第二光源209之光引導至工件201之一外表 面上之一點，與藉由第一光源205引導之光成180°。在圖6中僅為便於圖解說明，用一點線展示來自第二光源209之此光且將其定位為鄰近於透射穿過工件201之光。來自第二光源209之光之路徑可與藉由第一光源205透射穿過工件201之光之路徑相同。第一光源205與第二光源209之操作可為同時的。來自第二光源209之光係依低於第一光源205之強度之一強度。例如，來自第二光源209之光可係自第一光源205之強度之大於0%至約60%。歸因於一雙重切割程序中(例如，使用兩個不同切割刀片)之不同表面角度/傾斜度，透射光成像可在工件側視圖上之受關注區域中遭受暗區。亦藉由操作第二光源209，此現象消失或至少很大程度上衰減。因此，實際缺陷上之總信雜比增加，此實現更少誤宰及更少誤放。

圖7展示圖3之系統之操作之一第四實例。圖7之操作係類似於圖5之操作，但將來自第一光源205之光引導至工件201之一外表面上之一點，與藉由第二光源209引導之光成180°。在圖7中僅為便於圖解說明，用一點線展示來自第一光源205之此光且將其定位為鄰近於透射穿過工件201之光。來自第一光源205之光之路徑可與藉由第二光源209透射穿過工件201之光之路徑相同。第一光源205與第二光源209之操作可為同時的。來自第一光源205之光係依低於第二光源209之強度之一強度。例如，來自第一光源205之光可係自第二光源209之強度之大於0%至約60%。

在圖4或圖6之實施例中，可藉由調整相機214、第一鏡207、第一半鏡206及/或第一光源205之一位置而將一焦平面定位於工件201內部。亦可調諧來自第一光源205之光之一波長，此可調整光在工件201中之一穿透深度。

在圖5或圖7之實施例中，可藉由調整相機214、第二鏡211、第二半鏡210及/或第二光源209之一位置而將一焦平面定位於工件201內部。亦可調諧來自第二光源209之光之一波長，此可調整光在工件201中之一穿透深度。

在本文中所揭示之實施例之任一者中，一焦平面可定位於工件內部。鏡及半鏡設置將該焦平面分裂為分別在工件之左側及右側上之一左焦平面及一右焦平面。藉由將相機214移動為更靠近工件201，可使兩個焦平面同時及對稱地(即，在相同距離內)向內移動(即，移動至工件201內部)。若僅將第一鏡207、第一半鏡206及第一光源205移動為更靠近工件，則僅左焦平面向內移動(即，移動至工件201內部)。右焦平面位置保持不變。類似地，在僅將第二鏡211、第二半鏡210及第二光源209移動為更靠近工件201的情況下，僅右焦平面向內移動(即，移動至工件201內部)。

焦平面亦可為工件201之外表面上之一點。

在一例項中，可循序地拍攝影像。例如，可循序地執行圖4及圖5之成像方案。可循序地執行圖6及圖7之成像方案。亦可執行圖4及圖7或圖5及圖6之成像方案之一組合。

圖8展示圖3之系統200之另一實施例之一圖式。系統200可包含與檢測模組216(其可被稱為一第一檢測模組)實質上相同之一第二檢測模組219。系統200亦包含一第二檢測模組219。第一檢測模組216及第二檢測模組219中之第一鏡207及第二鏡211係分別相對於彼此成一90°度定位。因此，第一檢測模組216中之鏡、半鏡及光源係相對於第二檢測模組219中之此等組件旋轉90°度。第一檢測模組216可對工件201之外表面 220及222進行成像。第二檢測模組219可對工件201之外表面221及223進行成像。外表面220至223係用筆直虛線展示以展示可成像之表面。

在圖8之實施例中，噴嘴致動器204可在第一檢測模組216與第二檢測模組219之間移動工件201及噴嘴203。因此，噴嘴致動器204可在兩個或三個垂直方向(例如，X、Y及/或Z方向)上移動工件201及噴嘴203。在此移動期間可藉由噴嘴203固持工件201。

第二檢測模組219可如圖4至圖7之實施例中所展示般操作。與第一檢測模組216相比，使用第二檢測模組219之工件201之影像係在工件201之外表面之不同部分處。

在用以獲取兩組外表面220及222與外表面221及223之反射及透射光影像之另一實施例中，系統200可僅包含第一檢測模組216。第一檢測模組216可使工件201在噴嘴203上自旋90°。第一檢測模組216亦可使第一檢測模組216中之各種鏡、光源、半鏡及視需要相機旋轉諸如達90°。在此實施例中，一致動器可用於使各種鏡、光源、半鏡、相機或其他組件旋轉。

使用本文中所揭示之實施例，可在具有在一單次影像獲取步驟中(例如，在一單次相機感測器曝光中)同時獲取一工件之一個工件側(且視需要其相鄰側)之一透射光影像及相對工件側(且視需要其相鄰側)之一反射光影像之能力之一個系統中獲取透射光影像及反射光影像。可藉由照明用於第一影像獲取之第一側且接著照明用於第二影像獲取之第二側而在相同相機感測器上相繼(例如，在兩個連續相機感測器曝光中)獲取工件之兩個相對側之透射光影像及反射光影像。在連續影像獲取期間或之間，可在需要或不需要移動部分或透鏡重新聚焦之情況下執行此等操作。

此外，反射光成像方法中之二次反射之產生及使用可抑制粗糙表面切割標記且因此減少所檢測之工件上之誤宰。

可藉由改變相機及/或光源及鏡位置而將焦平面定位於受檢測工件內部之不同位置處以判定內部缺陷位置。

可在獲取複數個影像的同時，藉由調諧波長而執行不同波長之光之不同穿透深度。不同影像可用提供於受檢測工件之表面處之缺陷與受檢測工件中更內部之缺陷之間的較佳辨別。此可改良缺陷擷取率及檢測效能。

儘管已參考一或多項特定實施例描述本發明，但將理解，可在不脫離本發明之範疇之情況下製作本發明之其他實施例。因此，本發明被視為僅受隨附發明申請專利範圍及其等之合理解釋所限制。

200:系統

201:工件

202:真空泵

203:噴嘴

204:噴嘴致動器

205:第一光源

206:第一半鏡/半鏡

207:第一鏡

208:第三鏡

209:第二光源

210:第二半鏡

211:第二鏡

212:第四鏡

213:透鏡

214:相機

215:相機致動器

216:檢測模組

217:第一水平致動器/第一致動器

218:第二水平致動器/第二致動器

224:第一支架

225:第二支架

Claims (20)

1. 一種用於缺陷偵測之系統，其包括：一真空泵(pump)；一噴嘴，其與該真空泵流體連通，其中該噴嘴經組態以固持一工件；一噴嘴致動器，其經組態以使該噴嘴移動；及一檢測模組，其包含：一第一光源；一第二光源；一第一鏡，其經安置以接收來自該第一光源之光，其中該第一鏡將來自該第一光源之該光引導於該工件之一外表面處；一第二鏡，其經安置以接收來自該第二光源之光，其中該第二鏡將來自該第二光源之該光引導於該工件之該外表面處；一第一半鏡(semi-mirror)，其安置於該第一光源與該第一鏡之間，其中該第一半鏡接收來自該第一光源之自該工件之該外表面反射之該光及來自該第二光源之透射穿過該工件之該光；一第二半鏡，其安置於該第二光源與該第二鏡之間，其中該第二半鏡接收來自該第二光源之自該工件之該外表面反射之該光及來自該第一光源之透射穿過該工件之該光；一相機，其接收來自該第一光源及該第二光源之該光；一第三鏡，其經安置以將該光自該第一半鏡引導至該相機；及一第四鏡，其經安置以將該光自該第二半鏡引導至該相機。
2. 如請求項1之系統，其中該第一光源及該第二光源係LED。
3. 如請求項1之系統，其進一步包括安置於該相機與該第三鏡及該第四鏡之間的至少一光學透鏡。
4. 如請求項1之系統，其進一步包括經組態以使該相機相對於該第三鏡及該第四鏡移動之一相機致動器。
5. 如請求項1之系統，其中該第一鏡及該第二鏡安置於該工件之該外表面之相對側上。
6. 如請求項1之系統，其進一步包括該檢測模組之一第二者，其中該檢測模組之該第二者之該第一鏡及該第二鏡分別相對於該檢測模組之該第一鏡及該第二鏡成一90°角度安置。
7. 如請求項6之系統，其中該噴嘴致動器經組態以使該工件在該檢測模組與該檢測模組之該第二者之間移動。
8. 一種用於缺陷偵測之方法，其包括：在一第一檢測模組中將來自一第一光源之光引導於一工件之一外表面處；在一相機處接收來自該第一光源之自該工件之該外表面反射之該 光，其中經由一第一鏡及一第一半鏡將來自該第一光源之自該工件之該外表面反射之該光引導至該相機；及在該相機處接收來自該第一光源之透射穿過該工件之該光，其中經由一第二鏡及一第二半鏡將來自該第一光源之透射穿過該工件之該光引導至該相機。
9. 如請求項8之方法，其進一步包括，使用該相機在該相機中之一感測器之一單次曝光中拍攝來自該第一光源之自該工件之該外表面反射之該光之一影像及來自該第一光源之透射穿過該工件之該光之一影像。
10. 如請求項8之方法，其進一步包括在該第一檢測模組中將來自一第二光源之光引導於一工件之該外表面上之一點處，與該第一光源之光成180°，其中該引導來自該第二光源之光與該引導來自該第一光源之光係同時的(simultaneous)，且其中來自該第二光源之該光係依低於該第一光源之光之一強度。
11. 如請求項8之方法，其進一步包括：在該第一檢測模組中將來自一第二光源之光引導於一工件之該外表面上之一點處，與該第一光源之光成180°；在該相機處接收來自該第二光源之自該工件之該外表面反射之該光，其中經由該第二鏡及該第二半鏡將來自該第二光源之自該工件之該外表面反射之該光引導至該相機；及在該相機處接收來自該第二光源之透射穿過該工件之該光，其中經 由該第一鏡及該第一半鏡將來自該第二光源之透射穿過該工件之該光引導至該相機。
12. 如請求項11之方法，其進一步包括，使用該相機在該相機中之一感測器之一單次曝光中拍攝來自該第二光源之自該工件之該外表面反射之該光之一影像及來自該第二光源之透射穿過該工件之該光之一影像。
13. 如請求項11之方法，在該第一檢測模組中將來自該第一光源之光引導於一工件之該外表面上之一點處，與該第二光源之光成180°，其中該引導來自該第一光源之光與該引導來自該第二光源之光係同時的，且其中來自該第一光源之該光係依低於該第二光源之光之一強度。
14. 如請求項8之方法，其進一步包括藉由調整該相機及/或該第一鏡、該第一半鏡及該第一光源之一位置而將一焦平面定位於該工件內部。
15. 如請求項8之方法，其進一步包括調諧(tuning)來自該第一光源之該光之一波長，藉此調整來自該第一光源之該光在該工件中之一穿透深度。
16. 如請求項8之方法，其進一步包括：將該工件定位於與一真空泵流體連通之一噴嘴上；及使用一噴嘴致動器使該工件在該噴嘴上相對於該第一鏡移動。
17. 如請求項16之方法，其進一步包括使該工件自該第一檢測模組移動 至一第二檢測模組。
18. 如請求項17之方法，其進一步包括：在一第二檢測模組中將來自一第一光源之光引導於該工件之該外表面處；在該第二檢測模組中之一相機處接收來自該第一光源之自該工件之該外表面反射之該光，其中經由該第二檢測模組中之一第一鏡及一第一半鏡將來自該第一光源之自該工件之該外表面反射之該光引導至該第二檢測模組中之該相機；及在該第二檢測模組中之該相機處接收來自該第一光源之透射穿過該工件之該光，其中經由該第二檢測模組中之一第二鏡及一第二半鏡將來自該第一光源之透射穿過該工件之該光引導至該第二檢測模組中之該相機；其中該第二檢測模組之該第一鏡及該第二鏡係相對於該第一檢測模組之該第一鏡及該第二鏡成一90°角度安置。
19. 如請求項18之方法，其進一步包括：在該第二檢測模組中將來自一第二光源之光引導於一工件之該外表面上之一點處，與該第一光源之光成180°；在該第二檢測模組中之該相機處接收來自該第二光源之自該工件之該外表面反射之該光，其中經由該第二檢測模組中之該第二鏡及該第二半鏡將來自該第二光源之自該工件之該外表面反射之該光引導至該第二檢測模組中之該相機；及在該第二檢測模組中之該相機處接收來自該第二光源之透射穿過該 工件之該光，其中經由該第二檢測模組中之該第一鏡及該第一半鏡將來自該第二光源之透射穿過該工件之該光引導至該第二檢測模組中之該相機。
20. 如請求項8之方法，其中該工件係由矽、氮化鎵或砷化鎵之一者製造。