TWI558996B

TWI558996B - 捕捉從多重方向反射之光線的系統與方法

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Publication number: TWI558996B
Application number: TW100124749A
Authority: TW
Inventors: 阿傑亞拉裏阿曼努拉
Original assignee: 聯達科技設備私人有限公司
Priority date: 2010-07-13
Filing date: 2011-07-13
Publication date: 2016-11-21
Also published as: US9746426B2; KR101863128B1; CN102412170A; MY167163A; US20120013899A1; IL214513A0; JP2012021983A; JP5866704B2; TW201226889A; KR20120006952A; EP3223001B1; IL214513A; SG177786A1; CN102412170B; EP2407772A1; HK1243176A1; PT3223001T; EP3223001A1

Description

捕捉從多重方向反射之光線的系統與方法

本發明係揭露關於晶圓偵測程序。更特定而言，本發明係揭露有關於用於偵測半導體元件的自動系統以及方法。

確保製造例如半導體晶圓以及晶粒之半導體元件其一致性高品質的能力，在半導體產業係日益重要。半導體晶圓加工技術已一致性的改善整合至半導體晶圓微小表面面積內增加特徵的數量。據此，使用半導體晶圓加工的光微影成像處理以允許整合增加的特徵至半導體晶圓(即半導體晶圓的高效能)的微小表面面積已越趨複雜。因此，半導體晶圓上潛在瑕疵的尺寸通常是微米範圍至次微米範圍。

顯然，半導體晶圓的製造具有日益緊迫改善半導體晶圓品質控制以及偵測程序的需求，以確保製造半導體晶圓一致性的高品質。半導體晶圓通常係用於偵測其上瑕疵的檢查，例如表面微粒、瑕疵、波紋以及其它不規則的存在。此種瑕疵可能影響半導體晶圓最終的效能。因此，關鍵是在半導體晶圓製造期間消除或擷取瑕疵半導體晶圓。

半導體偵測系統以及程序係持續進步。例如，高解析度影像系統、快速計算以及加強準確機械操作系統已投入使用。此外，半導體晶圓偵測系統、方法以及技術已利用至少一亮區亮度、暗區亮度以及空間濾波技術。

使用亮區影像，在半導體晶圓上的微小粒子由影像擷取裝置的集光孔(collecting aperture)散射光線，因而導致減少返回能量至影像擷取裝置。當粒子相較於透鏡或數位像素的光點展開函數是較小時，自粒子周圍最接近面積的亮區能量通常提供相對於粒子大量的能量，因而使得粒子難以檢查。此外，在能量上的些微減少由於微小粒子的尺寸通常藉由自粒子周圍最接近面積的反射能力變化被遮蔽，因而導致增加錯誤瑕疵檢查的發生。為克服上述現象，半導體偵測系統已配備具有較高解析度的高層次照相機，其擷取半導體晶圓微小表面面積的影像。然而，當偵測暗處瑕疵時，亮區影像通常具有較佳的像素對比並有助於估算瑕疵的尺寸。

暗區亮度及其優點係為該技術領域者所熟知。暗區影像已運用於數個已存在的半導體晶圓偵測系統。暗區影像通常根據光線射線入射於物件的角度檢查。在檢查(例如3至30度)物件水平面的低角度，暗區影像通常產生黑暗影像，除了在瑕疵的位置以外，例如表面微粒、瑕疵以及其它不規則的存在。特定使用的暗區影像係可點亮尺寸小於使用產生亮區影像之透鏡解析功率的瑕疵。在高於水平面(例如30至85度)的角度，暗區影像通常產生相較於亮區影像較佳的對比影像。特定使用此種高角度的暗區影像加強了在鏡面拋光或者透明物件上不規則表面的對比。此外，高角度暗區影像加強了傾斜物件的影像。

半導體晶圓的光線反射能力通常在以每一亮區以及暗區影像獲得的影像品質具有顯著作用。存在於半導體晶圓上的微量以及大量的結構影響半導體晶圓的光線反射能力。通常，由半導體晶圓反射光線的量係為入射光線之方向或角度的作用，半導體晶圓表面的觀察方向以及光線反射能力。光線反射能力係轉而根據入射光線的波長以及半導體晶圓的材料組成。

通常難以控制偵測存在於半導體晶圓的光線反射能力。這是因為半導體晶圓可能由數種材料層所組成。每一層的材料可例如以不同的速度相異地傳送不同光線的波長。此外，層可具有不同的光線穿透率，或者甚至反射能力。據此，該技術領域中具有通常知識者可顯而易知使用單一波長或窄頻波長的光線或亮度通常不利於影響擷取影像的品質。用於單一波長或窄頻波長頻率修改的需求需要使用多重空間濾波器或波長調節器，其可能通常是不便的。為減輕此種問題，使用寬頻亮度(即廣域波長的亮度)係為重要的，例如，介於300nm以及1000nm之間波長範圍的寬頻亮度。

目前可用的晶圓偵測系統或設備通常使用下列方法之一：在晶圓偵測期間用於實現或擷取多重回應：

(1)具有多重亮度的多重影像擷取裝置(MICD，Multiple Image Capture Devices)

多重影像擷取裝置使用複數個影像擷取裝置以及複數個亮度。多重影像擷取裝置係基於分割波長頻譜為窄頻的原理，以及分配每一片段波長頻譜為單獨的亮度。在利用多重影像擷取裝置方法系統的設計期間，每一影像擷取裝置係與對應的亮度(即亮度來源)配對，連同對應的光學附件，例如空間濾波器或特定塗佈的分光鏡。例如，亮區亮度的波長係限制於使用水銀燈以及空間濾波器的400至600nm之間，且暗區亮度係限制於使用雷射的650至700nm之間。多重影像擷取裝置方法遭遇到的缺點，例如較差的影像品質以及設計缺乏彈性。較差的影像品質係由於改變檢查晶圓的表面反射能力，結合使用具有窄波長的亮度。發生設計缺乏彈性係由於單一亮度波長的修改通常需要晶圓偵測系統之整體光學步驟的重組。此外，多重影像擷取裝置方法通常不允許藉由單一影像擷取裝置以改變波長擷取亮度而不需犧牲擷取影像的品質。

(2)具有多重亮度的單一影像擷取裝置(SICD，Single Image Capture Device)

單一影像擷取裝置方法使用分段的波長或是寬頻波長擷取多重亮度的單一影像擷取裝置。然而，當晶圓在移動中，單一影像擷取裝置方法不可能同時地獲得多重亮度回應。換句話說，當晶圓在移動中，單一影像擷取裝置方法僅允許一亮度回應。為達成多重亮度回應，當晶圓為不動時，單一影像擷取裝置方法需要影像擷取，其影響晶圓偵測系統的生產率。

利用使用的寬頻亮區以及暗區或者一般的多重亮度以及使用多重影像擷取裝置之同時的、獨立的、即時(on-thefly)的影像擷取之半導體晶圓偵測系統並非目前可使用的，係由於相對地缺乏了解實際運用及其操作優點。現存的半導體晶圓偵測系統係利用如稍早解釋的多重影像擷取裝置或者單一影像擷取裝置。利用多重影像擷取裝置的設備並不使用寬頻亮度，且不致產生較差的影像品質以及不可改變的系統設定。換句話說，使用單一影像擷取裝置經驗的設備減少系統生產率，且通常無法獲得即時同時的多重亮度回應。

一種利用亮區亮度以及暗區亮度、具體已存在的半導體晶圓光學偵測系統係揭露於美國專利第5,822,055號(KLA1)。揭露於KLA1之光學偵測系統的一實施例利用如稍早解釋的多重影像擷取裝置。其使用多重照相機以擷取半導體晶圓分開的亮區以及暗區影像。擷取亮區以及暗區影像係接著在用於偵測半導體晶圓上之瑕疵分開或者一起處理。此外，KLA1的光學偵測系統同時地擷取使用亮區以及暗區亮度各自來源的亮區以及暗區影像。KLA1達成使用用於亮區以及暗區影像擷取的亮度波長頻譜、窄頻亮度來源以及空間濾波器片段之同時存在的影像擷取。在KLA1光學系統中，照相機之一係用以接收使用窄頻雷射以及空間濾波器的暗區影像。另一照相機係用以接收使用亮區亮度以及具有特定塗層之分光鏡的剩餘波長頻譜。由KLA1所揭露光學偵測系統的缺點包括其不適合用於照相包含由於波長頻譜片段之表面反射巨大變化之不同的半導體晶圓。照相機係各自地與亮度緊密結合，且不具有結合超過一個可用亮度以增強特定晶圓型式的彈性。此種類型之一係於其前端具有碳塗佈層，且其於特定亮度角度顯示出較差的反射特性，例如單獨使用亮區。其需要結合亮區以及高角度暗區亮度以觀察特定瑕疵。據此，KLA1的光學偵測系統需要用於執行多重偵測通道(多重掃瞄，其轉而影響系統的生產率)的複數個光線或亮度來源以及濾波器以擷取多重亮區以及暗區影像。

另外具體存在的光學偵測系統利用揭露於美國專利第6,826,298號(AUGTECH1)以及美國專利第6,937,753號(AUGTECH2)的亮區以及暗區影像。AUGTECH1以及AUGTECH2光學偵測系統的暗區影像利用低角度暗區影像的複數個雷射，以及高角度暗區影像的光纖環光線。此外，AUGTECH1以及AUGTECH2的光學偵測系統使用單一照相機感測器，並且屬於稍早解釋的單一影像擷取裝置方法。據此，在AUGTECH1以及AUGTECH2中偵測的半導體晶圓係由亮區影像執行或由暗區影像執行或者透過亮區影像以及暗區影像的結合執行，其中當亮區影像或暗區影像完成時，係執行另一者。AUGTECH1以及AUGTECH2的偵測系統不具有同時、即時或者當晶圓在移動時以及獨立的亮區以及暗區影像的能力。據此，每一半導體晶圓的多重通道需要完成其偵測，導致較低的製造生產率以及過度增加資源的使用。

此外，數個已存在的光學偵測系統利用相較於新取得半導體晶圓影像的黃金影像或參考影像。推導產生的參考影像通常需要擷取已知或手動選擇「好的」半導體晶圓的數個影像，且接著應用統計公式或技術以推導出參考影像。上述推導產生的缺點在手動選擇「好的」半導體晶圓上係存在不準確或不一致。光學偵測系統使用此種參考影像通常由於不準確或不一致的參考影像造成錯誤的丟棄半導體晶圓。隨者半導體晶圓日益複雜的電路圖形，依賴以推導參考影像手動選擇「好的」半導體晶圓係越來越不符合由半導體偵測產業制訂的高品質標準。

推導黃金參考影像包含許多統計技術以及計算。大部分的統計技術係為稀鬆平常且具有他們自己的優點。目前可用設備之技藝的狀態係使用連同標準差的平均或中間以計算黃金參考像素。此種方法在具有已知好的像素情況下可運作良好；反之，任意瑕疵或雜訊像素可能干擾以及影響參考像素的最終平均或中間值。其它方法係使用中位數，且該方法已減少由於雜訊像素的干擾，但其大致上不可能消除雜訊的影響。所有可用的設備嘗試應用不同種類的統計技術減少錯誤，例如平均，中位數等等，但其不具有任何特定或使用者友善序列以消除錯誤。此種特定序列確實幫助消除可能影響最終參考像素值的像素。

美國專利第6,324,298號(AUGTECH3)揭露一種用於建立使用於半導體晶圓偵測中之黃金參考或參考影像的訓練方法。揭露於AUGTECH3的方法需要「已知好的品質」或者「無瑕疵」的晶圓。此種晶圓的選擇係手動或使用者執行。統計公式或技術係接著應用於推導參考影像。就其本身而論，「好的品質」晶圓的準確以及一致選擇對於半導體偵測準確以及一致的品質係為重要的。再者，AUGTECH3使用平均以及標準差計算參考影像的個別像素，且任何瑕疵像素的存在將導致不準確參考像素。瑕疵像素由於異物或其它瑕疵而發生，其可能混亂統計計算並導致不準確的參考像素。熟知該技藝者可顯而易見AUGTECH3的方法在半導體晶圓偵測中存在不準確、不一致以及錯誤的可能性。

此外，揭露於AUGTECH3的光學偵測系統使用用以照明半導體晶圓的閃光燈或頻閃燈泡(strobe lamp)。熟知該技藝者可了解不同的閃光燈或頻閃燈泡之間的不一致可能由於眾多因素發生，包括溫度、差異、電子操控的不一致以及不同的閃光燈或頻閃燈泡強度，但不限於此。此種差異以及不一致係為與生俱來，即使是「好的」半導體晶圓。假如系統沒有注意由於閃光燈造成的此種差異，此種差異的存在可能影響黃金參考影像的品質。此外，亮度強度以及均勻性在半導體晶圓表面之間的變化由於包括晶圓、安裝以及光線反射能力在表面不同位置之平坦度的因素，但不限於此。不考慮閃光強度的變化以及燈泡頻閃的特性，當使用相較於半導體晶圓不同位置的擷取影像時，產生於上述方式中的任何參考影像可能不可靠且不準確。

在產品說明書中的變化，例如，用於品質偵測的半導體晶圓尺寸、複雜度、表面反射能力以及標準係常見於半導體產業。據此，半導體晶圓偵測系統以及方法需要具備在產品說明書中偵測此種變化的能力。然而，已存在的半導體晶圓偵測系統以及方法通常在產品說明書中不具有令人滿意的偵測此種變化的能力，特別是由半導體產業訂定越來越高的品質標準。

例如，通常已存在的半導體晶圓偵測系統使用傳統的光學組合件，包含例如照相機、照明器、濾波器、偏光板、鏡子以及透鏡的元件，其具有固定的空間位置。採用或移除光學組合件的元件通常需要重新排列以及重新設計整個光學組合件。據此，此種半導體晶圓偵測系統具有不可改變的設計或組態，以及需要相對用於修改半導體晶圓偵測系統的長交貨時間(lead-time)。此外，傳統光學組合件以及用於偵測存在半導體晶圓的目標透鏡之間的距離通常太短而不允許容易的以暗區亮度的不同角度導入光纖光學亮度。

具有許多其它已存在的半導體晶圓偵測系統以及方法。然而，由於目前缺乏技術經驗以及操作技術，當晶圓在移動時，已存在的半導體晶圓偵測系統無法同時利用用於偵測的亮區以及暗區影像，同時仍然維持設計的彈性。為節省資源、彈性、準確以及半導體晶圓的快速偵測，對於半導體晶圓偵測系統以及方法亦有需求。特別是考慮到半導體晶圓電路日益增加的複雜度以及半導體產業日益增加的品質標準。

目前係缺乏，當半導體晶圓在移動時，可同時地利用亮區以及暗區影像以及獨立地用於執行偵測半導體晶圓偵測系統以及方法，同時提供彈性設計以及組態。此外，亦需要半導體晶圓偵測系統其中的元件，例如，照明器、照相機、目標透鏡、濾波器以及鏡子，具有彈性以及可調整彼此相對的空間位置。半導體晶圓的電路日益複雜，以及由半導體產業訂定越高的品質標準，半導體晶圓偵測的準確性以及一致性係日益關鍵。

本發明揭露提供一種用於偵測半導體元件之偵測設備、裝置、系統、方法及/或處理，包括半導體晶圓、晶粒、LED晶片以及太陽能晶圓，但不限於此。

根據本發明揭露第一態樣，其揭露之設備包括一組照明器，係用以提供亮度，由該組照明器供應的亮度指向對應於偵測表面的一偵測位置。亮度於至少第一方向以及第二方向反射離開表面。設備亦包括第一組反射器，係設置以及用以接收在第一方向反射離開表面的亮度，並沿著第一反射亮度行進路徑指向接收的亮度，以及第二組反射器，係設置以及用以接收在第二方向反射離開表面的亮度，以及沿著第二反射亮度行進路徑指向接收的亮度。此外，設備包括一影像擷取裝置，係用以同時地接收沿著每一第一以及第二反射亮度行進路徑行進的亮度，因而各別提供第一回應以及第二回應。

根據本發明揭露第二態樣，揭露用於偵測表面的方法。該方法包括指向亮度朝向對應於偵測表面的一偵測位置，以及在至少一第一方向以及第二方向反射離開表面的亮度。此外，方法包括指向各別沿著第一反射亮度行進路徑以及第二反射亮度行進路徑，在第一方向以及第二方向反射離開表面的亮度。再者，方法包括同時地接收沿著影像擷取裝置之每一第一以及第二反射亮度行進路徑行進的亮度，以產生各別對應第一以及第二反射亮度行進路徑的第一以及第二回應。

根據本發明揭露第三態樣，揭露一光學系統，其包括一組照明器，係用以提供亮度至對應偵測位置的表面，亮度包含以表面的第一角度入射至表面之亮度的第一光束，以及以不同於第一角度的表面第二角度入射至表面之亮度的第二光束。光學系統亦包括一影像擷取裝置，係用以同時地接收沿著影像擷取裝置之光學軸，反射離開表面之亮度的第一以及第二光束。

根據本發明揭露第四態樣，係揭露一種方法，包括提供亮度的第一光束至對應表面的偵測位置，亮度的第一光束係以第一角度入射至表面，以及提供亮度的第二光束入射至表面，亮度的第二光束係以不同於第一角度的第二角度入射至表面。此外，該方法包括反射離開表面之亮度的第一以及第二光束，以及由影像擷取裝置同時地接收亮度反射的第一以及第二光束。

半導體元件的偵測，例如半導體晶圓及晶粒，在半導體元件的製造或加工中係為越來越關鍵的步驟。半導體晶圓的電路日益複雜，加上半導體晶圓的品質標準提高，已導致增加對於改善半導體晶圓偵測系統及方法的需求。有鑑於日益複雜的半導體晶圓電路以及由半導體產業製定提高的品質標準，半導體晶圓偵測的準確性以及一致性係日益關鍵。特別是，辨別可能存在於半導體晶圓上瑕疵的準確性以及一致性係日益重要。

本發明揭露有關於用於偵測裝置的系統、設備、裝置、方法、處理以及技術，例如用於定位至少一上述問題的半導體元件。

為簡潔以及清楚的目的起見，本發明揭露實施例的敘述係限於之後用於偵測半導體晶圓的系統、設備、裝置、方法、處理以及技術。然而，其將由習知技藝者了解此並未排除本發明揭露的其它應用，其基本原理普遍地揭露於本發明揭露的各種實施例中，例如需要的操作、功能或效能特性。例如，由本發明揭露各種實施例所提供的系統、設備、裝置、方法、處理以及技術可用於偵測其它半導體元件，包括半導體晶粒、LED晶片以及太陽能晶圓或裝置，但並不限於此。

第1圖及第2圖顯示由本發明揭露特定實施例所提供用於偵測半導體晶圓12的範例系統10。第3圖至第8圖顯示根據本發明揭露各種實施例系統10的各種態樣或元件。

系統10亦可用於偵測其它形式的裝置或元件(例如，半導體裝置或元件)。在許多實施例中，系統10包括光學偵測頭14(如第3圖所示)、晶圓運輸台或晶圓夾盤16(如第4圖所示)、機械晶圓操作裝置18(如第5圖所示)、晶圓堆疊模組20(如第6圖所示)或膜片架匣座，X-Y置換盤22以及至少一組四個振動隔離台24(如第1圖以及第2圖所示)。

如第7圖及第8圖所示，在各種實施例中，光學偵測頭14包括一些照明器，例如二個、三個、四個或多個照明器，一些影像擷取裝置，例如二個、三個、四個或多個影像擷取裝置。

偵測處理通常包含由一或多個系統的影像擷取裝置回應的擷取。在各種實施例中，回應可定義為擷取亮度(例如，擷取光學訊號或擷取影像)，其具有性質或運送對應至或指示晶圓或基板表面之特定部位或區域的二維(2D)或三維(3D)態樣的資訊內容。此外，或者，回應可定義為亮度，其具有性質或資訊內容，其對應或表示為於此狀況下，係由於亮度與表面部分互相影響的一部份表面的2D或3D態樣。通常，回應包括或對應具有可用於決定或估算部分晶圓之特定2D或3D特性的性質或資訊內容的亮度或影像資料。

在許多實施例中，光學偵測頭14包括亮區照明器26(亦稱為亮區亮度發射器)、低角度暗區照明器28(亦稱為暗區低角度亮度發射器)以及高角度暗區照明器30(亦稱為暗區高角度亮度發射器)。額外的暗區照明器可整合至系統10中，例如取決於系統10的特殊功能。在各種實施例中，低角度暗區照明器28以及高角度暗區照明器30可整合為單一暗區照明器，其可彈性設置。

亮區照明器26，亦稱為亮區亮度來源或亮區亮度發射器，發射或提供亮區亮度或光線。亮區照明器26係為例如，閃光燈或者白光發射二極體。在本發明揭露的數個實施例中，亮區照明器26提供具有大體上介於且包括300nm以及1000nm波長的寬頻亮區亮度。然而，習知技藝者可了解亮區亮度可具有兩種波長以及光學性質。

在本發明揭露的數個實施例中，亮區照明器26包括於自亮區照明器26發射前，亮區亮度行經的第一光纖(未圖示)。第一光纖作為用於導引亮區亮度行經方向的波導。在本發明揭露的數個實施例中，第一光纖有利於自亮區照明器26發射亮區亮度的方向。低角度暗區照明器28以及高角度暗區照明器30亦可稱為暗區亮度發射器或暗區亮度來源，以及發射或提供暗區亮度。通常，暗區照明器係仔細地較準或設置致使直接傳送(或未散射)進入至光線對應影像擷取裝置之最小的光線量。通常，用於擷取暗區影像的影像擷取裝置僅接收已藉由樣品或物體(例如，在離開樣品表面的角度上反射)散射的亮度或光線。暗區影像通常具有相較於亮區影像增強的影像對比。亮區亮度以及暗區亮度係為對比亮度的例子。

低角度暗區照明器28以及高角度暗區照明器30係為例如閃光燈或白光發射二極體。在本發明揭露的許多實施例中，藉由每一低角度暗區照明器28以及高角度暗區照明器30提供的暗區亮度係為大致上相似於亮區亮度的光學性質。在一些實施例中，藉由每一低角度暗區照明器28以及高角度暗區照明器30提供的暗區亮度係為具有大致上介於且包括300nm至1000nm波長的寬頻暗區亮度。也就是說系統10的亮區亮度以及暗區亮度兩者在本發明揭露的數個實施例中係為寬頻亮度。此外，低角度暗區照明器28以及高角度暗區照明器30提供不同波長或其它光學性質的暗區亮度。

在許多實施例中，低角度暗區照明器28係以相較於高角度暗區照明器30，設置於較低角度，放置於晶圓台16上半導體晶圓12的水平面(或者設置於晶圓台16的水平面)。

在一些實施例中，低角度暗區照明器28係以介於大約放置於晶圓台16上之半導體晶圓12水平面的三及三十度之間的角度設置，且高角度暗區照明器30係以介於大約放置於晶圓台16上之半導體晶圓12水平面的三十及八十五度之間的角度設置。上述角度可根據需求藉由調整每一低角度暗區照明器28以及高角度暗區照明器30的位置決定及改變，例如取決於系統10的功能或特性的。

在數個實施例中，低角度暗區照明器28以及高角度暗區照明器30各別包括暗區亮度在發射之前經過的第二以及第三光纖(未圖示)。第二以及第三光纖作為波導，用以導引暗區亮度透過每一低角度暗區照明器28以及高角度暗區照明器30的方向。此外，第二光纖有利於自低角度暗區照明器28發射暗區亮度方向，以及第三光纖有助於由高角度暗區照明器30指向發射的暗區亮度。藉由每一亮區照明器26、低角度暗區照明器28以及高角度暗區照明器30供應的亮度可被控制，並可連續地供應或以脈波供應。

在各種實施例中，亮區亮度以及暗區亮度的波長頻譜增加晶圓12偵測以及瑕疵檢查的準確性。寬頻亮度能夠識別具有各種表面反射能力之晶圓瑕疵形式的大範圍。此外，在特定實施例中，亮區亮度以及暗區亮度(例如，低角度暗區亮度以及高角度暗區亮度)的類似寬頻波長具有執行獨立晶圓12反射特性之晶圓12偵測的能力。據此，在特定實施例中，晶圓12上瑕疵的檢查可能不會由於不同的敏感度、反射能力或者由於不同亮度波長之晶圓12的極性產生不想要的影響。

在本發明揭露的許多實施例中，各別由亮區照明器26以及暗區照明器28，30供應的亮區亮度以及暗區亮度的強度可根據晶圓12特性的需求選擇以及改變，例如晶圓12的材料。此外，每一亮區亮度以及暗區亮度的強度可根據加強晶圓12擷取的影像品質以及增強晶圓12的偵測選擇以及改變。

如第7圖至第8圖所示，在各種實施例中，系統10更包括第一影像擷取裝置32(即第一照相機)以及第二影像擷取裝置34(即第二照相機)。

在多數實施例中，每一第一影像擷取裝置32以及第二影像擷取裝置34具有接收藉由亮區照明器26供應的亮區亮度以及藉由每一低角度暗區照明器28以及高角度暗區照明器30供應暗區亮度的能力。藉由第一影像擷取裝置32接收或進入第一影像擷取裝置32的亮區以及暗區亮度係聚焦於用於擷取對應影像的第一影像擷取平面。藉由第二影像擷取裝置34接收或者進入第二影像擷取裝置34的亮區以及暗區亮度係聚焦於用於擷取對應影像的第二影像擷取平面。

第一影像擷取裝置32以及第二影像擷取裝置34擷取單色或彩色影像。在許多實施例中，使用由影像擷取裝置32獲得的單一或三個晶片彩色感測器擷取晶圓12彩色影像的能力以及34增強瑕疵檢查的至少一準確性以及速度。例如，擷取晶圓12彩色影像的能力可幫助減少在晶圓12上瑕疵的錯誤檢查，以及其對應的錯誤丟棄。

在許多實施例中，光學偵測頭14包括與第一影像擷取裝置32一起使用的第一管狀透鏡或管狀透鏡組合件36。此外，在多數實施例中，光學偵測頭14包括與第二影像擷取裝置34一起使用的第二管狀透鏡或管狀透鏡組合件38。在多數實施例中，第一管狀透鏡36以及第二管狀透鏡38共同使用共有的光學特性以及功能。據此，管狀透鏡36以及38僅為清楚說明起見已標示為第一管狀透鏡36以及第二管狀透鏡38。

在許多實施例中，光學偵測頭14亦包括一些目標透鏡40(或目標透鏡組件40)，例如，四個目標透鏡40。在各種實施例中，目標透鏡40係共同地安裝於可旋轉安裝座42上(如第3圖所示)，其係可轉動的設置每一數量的目標透鏡40於用以偵測設置晶圓12位置的偵測位置上(未圖示)。

在多數實施例中，每一數量的目標透鏡40可塑造並配置以達成不同的放大倍率。此外，在許多實施例中，目標透鏡40係為等焦距。在數個實施例中，每一數量的目標透鏡40具有不同的預定放大倍率係數，例如五倍、十倍、二十倍以及五十倍。在一些實施例中，每一數量的目標透鏡40具有無窮的校正像差。然而，熟知該技藝者可了解每一數量的目標透鏡40可以改變、重新設計或者重新組態以達成不同的放大倍率以及效能。

在本發明揭露的許多實施例中，每一低角度暗區照明器28以及高角度暗區照明器30包括聚焦工具或機械裝置，其用於指向或聚焦朝向設置於偵測位置之晶圓12其中的暗區亮度。在特定實施例中，介於低角度暗區照明器28以及晶圓12水平面之間的角度，以及介於高角度暗區照明器30以及晶圓12水平面之間的角度可以瑕疵檢查的增強準確性決定或調整。

在本發明揭露的數個實施例中，每一低角度暗區照明器28以及高角度暗區照明器30具有相關於偵測位置的固定空間位置。在本發明揭露的其它實施例中，每一低角度暗區照明器28以及高角度暗區照明器30的位置在系統10的正常操作期間係隨著偵測位置而改變。

如上所述，在許多實施例中，亮區亮度以及暗區亮度可聚焦或指向於偵測位置上以及根據設置於偵測位置上的晶圓12。聚焦或指向於偵測位置上的亮區亮度以及暗區亮度可照亮設置於偵測位置上的晶圓12或一部份晶圓12。

如第6圖所示，在各種實施例中，系統10包括晶圓堆疊20或匣座(filmframe)。在數個實施例中，晶圓堆疊20包括夾住一些晶圓12的狹縫。在一些實施例中，每一晶圓12係藉由機械晶圓操作裝置18(顯示於第5圖中)連續地載入或傳送至晶圓台16(顯示於第4圖中)或晶圓夾盤上。可應用吸氣或真空於晶圓台16上以穩固晶圓12於晶圓台16上。在一些實施例中，晶圓台16包括應用真空在預定數量的微小孔洞或隙縫上，以可靠且平坦的設置撓性磁帶(flex frame tape)以及框架(兩者皆未圖示)至晶圓台16上。在多數實施例中，晶圓台16係塑造、按規格尺寸切割以及設計以操控介於且包括大約六英吋以及十二英吋直徑尺寸範圍的晶圓12。在特定實施例中，晶圓台16可塑造、按規格尺寸切割以及設計以操控不同尺寸的晶圓12，例如小於大約六英吋以及大於大約十二英吋的晶圓12。

在許多實施例中，晶圓台16係耦合至XY-置換盤22，其有助於晶圓台16在X方向以及Y方向的位移，或者賦予晶圓台16在X方向以及Y方向位移的能力。晶圓台16的位移對應地移開放置於晶圓台16上的晶圓12。在許多實施例中，晶圓台16的位移，以及因而造成放置於晶圓台16上之晶圓12的位移係用於控制在偵測位置上晶圓12的位置。XY-置換盤22亦可為已知的氣隙線性定位。XY-置換盤22或氣隙線性定位有助於晶圓台16在X以及Y方向位移的高準確性，其具有自靜止的系統10至晶圓台16傳送最小的震動影響，以及確保在偵測位置之晶圓12的平滑以及準確設置，或其部分。

在多數實施例中，XY-置換盤22及/或晶圓台16係安裝於阻尼器或振動隔離台24上(如第2圖所示)以吸收施加於XY-置換盤22及/或晶圓台16上的衝擊或震動，並確保XY-置換盤22及/或晶圓台16以及其它模組或附加安裝於其上的平整度。

熟知該技藝者應可了解其它機械裝置或裝置耦合至晶圓台16或與晶圓台16一起使用，用以控制其位移，以有助於在偵測位置晶圓12的高準確細微設置。

在本發明揭露的許多實施例中，當晶圓12在移動時，係執行偵測晶圓12上可能瑕疵的晶圓12偵測。換句話說，晶圓12影像的擷取，例如晶圓12的亮區影像以及暗區影像，發生在晶圓12移開各個偵測位置。在本發明揭露的一些實施例中，若使用者藉由可程式化組態圖表選擇時，每個新的晶圓12可停止影像平均，以擷取高解析度影像。

如先前所述，系統10包括第一管狀透鏡36以及第二管狀透鏡38。在本發明揭露的數個實施例中，第一管狀透鏡36係設置或配置於目標透鏡以及第一影像擷取裝置32之間。在亮度進入第一影像擷取裝置32之前，亮度通過第一管狀透鏡36。在本發明揭露的數個實施例中，第二管狀透鏡38係設置於目標透鏡40以及第二影像擷取裝置34之間。亮度在進入第二影像擷取裝置34之前通過第二管狀透鏡38以及藉由鏡子或棱鏡47偏斜。

在許多實施例中，每一數量的目標透鏡40具有無限的校正像差。據此，由目標透鏡40接收的亮度或光線因而瞄準。因此，在許多實施例中，移動於目標透鏡40以及每一第一管狀透鏡36及第二管狀透鏡38之間的亮度係因而瞄準。移動於目標透鏡40以及每一第一管狀透鏡36及第二管狀透鏡38之間瞄準的亮度係容易增強，且彈性的各別設置每一第一影像擷取裝置32以及第二影像擷取裝置34。當使用不同的目標透鏡40時，管狀透鏡36，38的運用或使用亦消除了需要重新聚焦進入每一第一影像擷取裝置32以及第二影像擷取裝置34的亮度。此外，亮度的瞄準容易增加系統10額外光學元件或配件的採用以及設置，特別是介於目標透鏡40以及每一第一管狀透鏡36以及第二管狀透鏡38之間。在本發明揭露的大部分實施例中，亮度的瞄準使得系統10額外光學元件或配件原本的採用以及設置成為可能，特別是介於目標透鏡40以及每一第一管狀透鏡36以及第二管狀透鏡38之間，而不需用以重新組態其餘的系統10。此外，在數個實施例中，上述排列相較於使用於已存在的設備中，幫助達成介於目標透鏡40以及晶圓12之間較長的工作距離。介於目標透鏡40以及晶圓12之間較長的工作距離通常必須有效地使用暗區亮度。

熟知該技藝者因此可了解本發明揭露的系統10允許系統10元件的彈性以及原本的設計以及重組。本發明揭露的系統10容易增強系統10內或系統10外之光學元件或配件的採用以及移除。

在許多實施例中，第一管狀透鏡36有助於瞄準亮度至第一影像擷取平面上的聚焦。類似地，在許多實施例中，第二管狀透鏡38有助於瞄準亮度至第二影像擷取平面上的聚焦。在各種實施例中，設置第一管狀透鏡36使得第一影像擷取平面對應第一管狀透鏡36的第一焦距或距離；以及設置第二管狀透鏡38使得第二影像擷取平面對應第二管狀透鏡38的第二焦距或距離。雖然，管狀透鏡36，38係描述為與本發明描述數個實施例的系統10一同使用，但熟知該技藝者應可了解另一種光學裝置或機械裝置可用於亮度的瞄準，更特定而言，亮區以及暗區亮度以及其隨後聚焦至各別在本發明揭露其它實施例中的第一影像擷取平面以及第二影像擷取平面。

在本發明揭露的一些實施例中，第一影像擷取裝置32以及第二影像擷取裝置34係沿著相鄰平行軸設置。第一影像擷取裝置32以及第二影像擷取裝置34的空間位置係決定用以減少由第一影像擷取裝置32以及第二影像擷取裝置34佔用的空間，使得系統10佔用微小的總面積(亦即有效空間)。

在本發明揭露的數個實施例中，系統10更包括一些分光鏡以及鏡子或反射表面。分光鏡以及鏡子或反射表面係設置用以指向以及重新指向每一低角度暗區照明器28以及高角度暗區照明器30的亮區亮度以及暗區亮度。

在本發明揭露的大部分實施例中，系統10更包括具有儲存記憶體或資料庫(亦稱為後置處理器)(未圖示)的中央處理單元(CPU)(亦稱為處理單元)。CPU係電性連接或耦合至系統10的其它元件，例如第一影像擷取裝置32以及第二影像擷取裝置34。在本發明揭露的許多實施例中，藉由第一影像擷取裝置32以及第二影像擷取裝置34擷取的影像，或者回應，係轉換為影像訊號並傳送至CPU。

在許多實施例中，CPU係可程式化處理資訊，更特定而言，向CPU傳送影像訊號以檢查存在於晶圓12上的瑕疵。在本發明揭露的數個實施例中，晶圓12上瑕疵的檢查係自動地由系統10執行，且更特定而言，係由CPU執行。在本發明揭露的一些實施例中，藉由系統10，晶圓12的偵測係自動的，並藉由CPU控制。此外，檢查瑕疵晶圓12的偵測係可藉由至少一手動輸入的協助。

在許多實施例中，CPU係為可程式化，用以儲存傳送至資料庫的資訊。此外，CPU係為可程式化，用以分類檢查的瑕疵。此外，CPU係較佳地為可程式化，用以儲存處理的資訊，更特定而言，係為儲存處理的影像以及瑕疵的檢查於資料庫中。再者，關於晶圓12上的影像擷取、擷取影像的處理以及瑕疵檢查的細節係提供如下。

熟知該技藝者應可了解，使用以上提供的敘述，由亮區照明器26發射或供應的亮區亮度，以及由每一低角度暗區照明器28以及高角度暗區照明器30(之後各別稱為暗區低角度或者DLA亮度，以及暗區高角度或者DHA亮度)發射的暗區亮度每一者跟隨不同的光線路徑或光學路徑。

第10圖顯示根據本發明揭露的實施例，由亮區亮度跟隨的具體第一光線路徑100之流程圖。

在第一光線路徑100的步驟102中，亮區亮度或光線係由亮區照明器26供應。如先前所述，亮區亮度可自亮區照明器26的第一光纖發射。第一光纖指向由亮區照明器26發射的亮區亮度。在本發明揭露的數個實施例中，亮區亮度通過三透鏡聚光器(condenser)44。三透鏡聚光器44係集中亮區亮度。

在步驟104中，亮區亮度係由第一反射表面或第一鏡子反射。由第一反射表面反射的亮區亮度導向第一分光鏡48。

在步驟106中，第一分光鏡48反射至少一部份其上顯著的亮區亮度。在本發明揭露的數個實施例中，第一分光鏡48具有30:70的反射/傳輸(R/T)比例。熟知該技藝者可了解第一分光鏡48的R/T比例可根據需要調整，用以控制亮區亮度反射或因此傳送的強度或量。

由第一分光鏡48反射的亮區亮度係指向偵測位置。更特定而言，由第一分光鏡48反射的亮區亮度係指向直接設置於偵測位置上的目標透鏡40。在步驟108中，亮區照明器26係由目標透鏡40聚焦於偵測位置上或設置於偵測位置上的晶圓12。

亮區亮度由亮區照明器26供應並聚焦於偵測位置上，照亮晶圓12，更特定而言，係照亮設置於偵測位置上的部分晶圓12。在步驟110中，亮區亮度係藉由設置於偵測位置上的晶圓12反射。

在步驟112中，由晶圓12反射的亮區亮度通過目標透鏡40。如先前所述，目標透鏡40在本發明大部分實施例中具有無限的校正像差。通過目標透鏡40的亮區亮度係藉由目標透鏡40瞄準。亮區亮度放大倍率的度數經由放大透鏡係相依於目標透鏡40的放大倍率係數。

通過目標透鏡40的亮區亮度係指向第一分光鏡48。在步驟114中，亮區亮度穿透第一分光鏡48且一部份經由第一分光鏡48傳送。在步驟114中，透過第一分光鏡48傳送亮區亮度的程度係取決於第一分光鏡48的R/T比例。透過第一分光鏡48傳送的亮區亮度朝向第二分光鏡50前進。

在本發明揭露的數個實施例中，系統10的第二分光鏡50係為具有預定R/T比例的立方體分光鏡50。在本發明揭露的一些實施例中，R/T比例係為50/50。R/T比例可根據需要改變。使用的立方體分光鏡50係較佳的由於立方體分光鏡50分裂接收的亮度而成為二光學路徑。為此目的，熟知該技藝者應可了解立方體分光鏡50的組態以及形狀將提供較佳的效能以及校準。由第二分光鏡50反射或傳送亮度的程度係取決於第二分光鏡50的R/T比例。在步驟116中，亮區亮度穿透第二分光鏡50。穿透分光鏡的亮區亮度係因此傳送或因而反射。

經由第二分光鏡50傳送的亮區亮度朝向第一影像擷取裝置32前進。在步驟118中，亮區亮度在步驟120，進入第一影像擷取裝置32之前通過第一管狀透鏡36。第一管狀透鏡36幫助聚焦瞄準亮區亮度至第一影像擷取裝置32的第一影像擷取平面上。亮區亮度聚焦至第一影像擷取平面上，以藉由第一影像擷取裝置32擷取亮區影像。

由第一影像擷取平面擷取的亮區影像係轉換為影像訊號。影像訊號係隨後傳送或下載至CPU。傳輸影像訊號至CPU亦稱為資料傳輸。傳輸的亮區影像接著係成為至少一CPU的處理以及儲存。

由第二分光鏡50反射亮區亮度朝向第二影像擷取裝置34前進。在步驟122中，亮區亮度在步驟124中，進入第二影像擷取裝置34之前通過第二管狀透鏡38。第二管狀透鏡38幫助聚焦瞄準亮區亮度至第二影像擷取平面上。聚焦至第二影像擷取平面上的亮區亮度可藉由第二影像擷取裝置34擷取亮區影像。

由第二影像擷取平面擷取的亮區影像係轉換為影像訊號。影像訊號係隨後傳送或下載至CPU。傳輸影像訊號至可程式化控制器亦稱為資料傳輸。傳輸的亮區影像接著係成為至少一CPU的處理以及儲存。

第11圖根據本發明揭露的實施例，顯示由暗區高角度(DHA)亮度跟隨的具體第二光線路徑200之流程圖。

在步驟202中的第二光線路徑200，DHA亮度係由高角度暗區照明器30供應。如先前所述，第二光纖幫助指向由高角度暗區照明器30供應的DHA亮度。在本發明揭露的數個實施例中，DHA亮度係直接地聚焦於偵測位置而不需通過光學元件或配件，例如目標透鏡40。

在步驟204中，指向於偵測位置的DHA亮度係藉由設置於偵測位置上的晶圓12或部分晶圓12反射。在步驟206中，自晶圓反射的DHA亮度通過目標透鏡40。目標透鏡40，其具有無限校正像差，瞄準通過在步驟206中目標透鏡40的DHA亮度。

通過目標透鏡40的DHA亮度係指向第一分光鏡48。在步驟208中，DHA亮度穿透第一分光鏡48以及部分DHA亮度係透過第一分光鏡48傳送。經過第一分光鏡48之DHA亮度傳輸的程度係取決於第一分光鏡48的R/T比例。

透過第一分光鏡48傳送的DHA亮度係指向第二分光鏡50。在步驟210中，DHA亮度係穿透第二分光鏡50。穿透第二分光鏡50之DHA亮度的傳輸或反射係取決於第二分光鏡50的R/T比例。

在步驟212中，透過第二分光鏡50傳送的DHA亮度係於步驟214中，進入第一影像擷取裝置32之前，通過第一管狀透鏡36。第一管狀透鏡36幫助聚焦瞄準DHA亮度至第一影像擷取裝置32的第一影像擷取平面上。聚焦至第一影像擷取平面上的DHA亮度具有擷取暗區影像的能力，更特定而言，藉由第一影像擷取裝置32擷取暗區高角度(DHA)影像。

此外，DHA亮度係藉由第二分光鏡50反射。在步驟216中，自第二分光鏡50反射的DHA亮度，在進入步驟218中的第二影像擷取裝置34之前，通過第二管狀透鏡38。第二管狀透鏡38幫助聚焦瞄準DHA亮度至第二影像擷取裝置34的第二影像擷取平面上。聚焦至第二影像擷取裝置34上的DHA亮度具有擷取暗區影像的能力，更特定而言，係藉由第二影像擷取裝置34擷取暗區高角度(DHA)影像。

第12圖顯示根據本發明揭露的實施例，跟隨暗區25低角度(DLA)亮度之具體第三光線路徑250的流程圖。

在步驟252中的第三光線路徑200，DLA亮度係由低角度暗區照明器28供應。第三光纖幫助指向由低角度暗區照明器28供應的DLA亮度。在本發明揭露的數個實施例中，DLA亮度係直接聚焦於偵測位置上而不需通過光學元件或配件，例如目標透鏡40。

在步驟254中，指向於偵測位置的DLA亮度係藉由設置於偵測位置上的晶圓12或部分晶圓12反射。在步驟256中，自晶圓反射的DLA亮度通過目標透鏡40。目標透鏡40，其具有無限的校正像差，瞄準通過步驟256中目標透鏡40的DLA亮度。

通過目標透鏡40的DLA亮度係指向第一分光鏡48。在步驟258中，DLA亮度穿透第一分光鏡48以及部分DLA亮度係透過第一分光鏡48傳送。透過第一分光鏡48傳輸DLA亮度的程度係取決於第一分光鏡48的R/T比例。

透過第一分光鏡48傳送的DLA亮度係指向第二分光鏡50。在步驟260中，DLA亮度穿透第二分光鏡50。穿透第二分光鏡50之DLA亮度的傳輸或反射係取決於第二分光鏡50的R/T比例。

在步驟262中，透過第二分光鏡50傳送的DLA亮度在進入步驟264中的第一影像擷取裝置32之前通過第一管狀透鏡36。第一管狀透鏡36幫助聚焦瞄準DLA亮度至第一影像擷取裝置32的第一影像擷取平面上。聚焦至第一影像擷取平面上的DLA亮度具有擷取暗區影像的能力，更特定而言，係藉由第一影像擷取裝置32擷取暗區低角度(DLA)影像。

此外，DLA亮度係藉由第二分光鏡50反射。在步驟266中，自第二分光鏡50反射的DLA亮度，在進入步驟268的第二影像擷取裝置34之前，通過第二管狀透鏡38。第二管狀透鏡38幫助聚焦瞄準DLA亮度至第二影像擷取裝置34的第二影像擷取平面上。聚焦至第二影像擷取平面上的DLA亮度具有擷取暗區影像的能力，更特定而言，藉由第二影像擷取裝置34擷取暗區低角度(DLA)影像。

熟知該技藝者自上述內容應可了解在本發明揭露的數個實施例中，DHA亮度以及DLA亮度在由晶圓12反射之後跟隨相似的光線路徑。然而，DHA亮度的第二光線路徑200以及DLA亮度的第三光線路徑250可各別地選擇根據習知使用技術的需要改變。此外，在本發明揭露的一些實施例中，穿透設置於偵測位置上之晶圓12的DHA亮度以及DLA亮度的角度可根據用於增強瑕疵檢查的準確性需要而調整。例如，在本發明揭露的一些實施例中，穿透設置於偵測位置上之晶圓12的DHA亮度以及DLA亮度的角度可根據系統10的使用者希望檢查設置於偵測位置上晶圓12的形式或者晶圓瑕疵的形式調整。

由每一第一影像擷取裝置32以及第二影像擷取裝置34擷取的DHA影像以及DLA影像係較佳地轉換為影像訊號，其係隨後傳送或下載至CPU。傳輸影像訊號至CPU亦稱為資料傳輸。傳輸的DHA影像以及DLA影像可根據需要接著成為至少一由CPU處理的影像，並儲存CPU中。

在本發明揭露的許多實施例中，第一影像擷取裝置32以及第二影像擷取裝置34具有彼此相對的預定空間位置。目標透鏡40連同第一管狀透鏡36以及第二管狀透鏡38的使用有助於第一影像擷取裝置32以及第二影像擷取裝置34的空間設置。熟知該技藝者可了解其它的光學元件或配件，例如鏡子，可用以指向亮區亮度、DHA亮度以及DLA亮度以及有助於第一影像擷取裝置32以及第二影像擷取裝置34的空間設置。在本發明揭露的大部分實施例中，第一影像擷取裝置32以及第二影像擷取裝置34的空間位置係相對於偵測位置固定。第一影像擷取裝置32以及第二影像擷取裝置34固定的空間位置幫助增強系統10晶圓偵測的至少一準確性以及效率。例如，第一影像擷取裝置32以及第二影像擷取裝置34相對於偵測位置的固定空間位置較佳地減少通常與使用的行動影像擷取裝置或照相機有關的校正失敗以及調整迴授失敗。

在本發明揭露的許多實施例中，系統10包括一些第三照明器52，以下稱為薄線照明器52。

在一些實施例中，例如，如第13圖以及第27a圖所示，系統10包括一薄線照明器52。在其它實施例中，例如，如第27b以及27c圖所示，系統包括二薄線照明器52，即第一薄線照明器52a以及第二薄線照明器52b。熟知該技藝者可了解系統10可包括任意數量的薄線照明器52，例如三個、四個、五個或更多個薄線照明器52，皆包含於本發明揭露的範圍內。

薄線照明器52提供薄線亮度。在本發明揭露的數個實施例中，薄線照明器52可為用於提供薄線雷射亮度的雷射源。在本發明揭露的其它實施例中，薄線照明器52可為提供寬頻薄線亮度的寬頻照明器。

由薄線照明器52供應或發射薄線亮度的波長可被控制(例如，選擇及/或改變)，例如根據檢查晶圓12的特性、性質及/或分佈特徵。

在一些實施例中，其中系統10包括二或多個薄線照明器52(例如，第一薄線照明器52a以及第二薄線照明器52b)，由薄線照明器52供應薄線亮度的波長可為相似的，或大致上相似。然而，在其它實施例中，其中系統10包括二或多個薄線照明器52(例如，第一薄線照明器52a以及第二薄線照明器52b)，由薄線照明器52供應薄線亮度的波長係彼此不同，或大致上不同的。

此外，在特定實施例中，其中系統10包括二或多個薄線照明器52(例如，第一薄線照明器52a以及第二薄線照明器52b)，由每一薄線照明器52供應薄線亮度的相對強度可彼此相似或不同的。在各種實施例中，由每一薄線照明器供應薄線亮度的相對強度可被控制(例如，可選擇及/或改變)，例如，根據檢查晶圓12的特性、性質及/或分佈特徵。

在本發明揭露的許多實施例中，由薄線照明器供應或發射的薄線亮度係指向或朝向偵測位置。

根據揭露的各種實施例，偵測位置可定義為晶圓、基板或物件表面位置或指定地區，及/或晶圓台位置，此係為目前考慮在偵測處理期間用以擷取反射或重新指向亮度訊號。偵測位置可對應目前晶圓、基板或物件表面的X-Y(以及可能的θ)位置；及/或目前的X-Y(以及可能的θ)位置藉由運送晶圓、基板或其它物件的晶圓台16建立。偵測位置可額外地或選擇地定義為目前考慮，用以沿著晶圓掃瞄移動路徑偵測的分散位置或空間座標(例如，X-Y-θ)的特定集，其中晶圓掃瞄移動路徑在偵測處理期間，透過晶圓12移動或轉換(例如，經由有關即時偵測的連續移動)建立一序列空間位置。因此，偵測位置可定義為空間位置(例如，由一組X-Y-θ座標給定)，沿著亮度相互作用於晶圓表面的晶圓掃瞄移動路徑擷取(例如，由影像擷取裝置56擷取)。

薄線亮度係指向於預定角度的偵測位置，其可例如根據系統10的功能決定以及改變。

在本發明揭露的數個實施例中，系統10包括至少一組鏡子54(亦稱為鏡子機構54或鏡子組合件54)，其係配置且用以指向偵測位置的薄線亮度。在許多實施例中，系統10包括一薄線照明器52，系統10對應地包括配置及用以指向在偵測位置由薄線照明器52供應薄線亮度的一組鏡子54。同樣地，在許多實施例中，其中系統10包括多重薄線照明器52，例如第一薄線照明器52a以及第二薄線照明器52b，如第27b圖所示，系統10包括多組鏡子54，例如第一組鏡子54a以及第二組鏡子54b，係配置及用以指向由薄線照明器52a，52b在偵測位置供應的薄線亮度。

在多數實施例中，每一組鏡子54包括一些反射表面或鏡子，其係組態、排列及/或配置以指向朝向偵測位置的薄線亮度。彼此相對組態的每一鏡子可例如根據系統10的功能或特性決定及改變。

在各種實施例中，該組鏡子54，例如第一組鏡子54a以及第二組鏡子54b係以大致上對稱的組態配置或排列。此外，該組鏡子54可以其它組態設置或排列，例如根據系統10的功能或系統10佈置可用空間的尺寸。

在許多實施例中，系統10的光學偵測頭14包括第三影像擷取裝置(以下稱為三維(3D)輪廓照相機56)。在多數實施例中，3D輪廓照相機56接收由晶圓12反射的薄線亮度10，更特定而言，接收設置於偵測位置上晶圓12表面反射的薄線亮度10。

在一些實施例中，例如，如第27a圖及第27b圖所示，系統10包括一組反射器84(亦稱為反射組件或反射件)，例如一組、二組、三組、四組或更多組的反射器84，用以指向反射離開晶圓12表面，朝向3D輪廓照相機56的薄線亮度。

在大部分實施例中，每一組反射器84係塑造、組態及/或配置以指向反射離開晶圓12表面，朝向3D輪廓照相機56的薄線亮度。

在數個實施例中，系統10的數組反射器84對應系統10的若干薄線照明器52。據此，系統10包括二薄線照明器52，例如第一以及第二薄線照明器52a，52b，系統10亦包括二組反射器84，例如第一組反射器84a以及第二組反射器84b。在其它實施例中，系統10的若干組反射器84並無取決於系統10的若干薄線照明52。

在許多實施例中，每一組反射器84包括一些反射表面鏡子，例如二個、三個、四個或更多個反射表面，其係塑造、組態及/或配置用以指向薄線亮度朝向3D輪廓照相機56。在各種實施例中，該組反射器84可包括棱鏡組合件(未圖示)，其係塑造、組態及/或配置用以指向薄線亮度朝向3D輪廓照相機56。棱鏡組合件可包括至少一光學棱鏡，其係組態以接收亮度，以及經由光學折射及/或色散，沿著一或多個預期的光學行進路徑或方向(重新)指向此接收的亮度。

在多數實施例中，每一組反射器84係配置以接收在特定方向反射離開晶圓12表面的薄線亮度。例如，第一組反射器84a可配置以接收在第一方向反射離開晶圓12表面的薄線亮度，以及第二組反射器84b可配置以接收在第二方向反射離開晶圓12表面的薄線亮度，其中第一方向係不同於第二方向。在系統10包括其它組反射器84的實施例，該組反射器84可配置以接收在對應的若干方向反射離開晶圓表面的亮度。

在各種實施例中，例如，如第27c圖所示，系統10不包括用以指向反射及/或散射離開晶圓12表面，朝向3D輪廓照相機56之薄線亮度的該組反射器84(或反射組件)。此種亮度可藉由晶圓的表面反射或散射的典型方式於以下詳細描述。反射及/或散射離開晶圓12表面的薄線亮度係直接由3D輪廓照相機56擷取，其可設置及/或組態用以擷取該薄線亮度。

在本發明揭露的數個實施例中，光學偵測頭14更包括目標透鏡或目標透鏡組合件(以下稱為3D輪廓目標透鏡58)係與3D輪廓照相機56或3D影像擷取裝置一同使用。在許多實施例中，反射離開晶圓12表面的薄線亮度在進入3D輪廓照相機56之前通過3D輪廓目標透鏡58。在許多實施例中，3D輪廓目標透鏡58具有無限的校正像差。據此，通過3D輪廓目標透鏡58的薄線亮度係因而瞄準。

在一些實施例中，光學偵測頭14更包括管狀透鏡60，係與3D輪廓目標透鏡58以及3D輪廓照相機56一同使用。管狀透鏡60係塑造以及用以有助於或賦予聚焦瞄準薄線亮度至3D輪廓照相機56的3D影像擷取平面上的能力。

在各種實施例中，管狀透鏡60與3D輪廓目標透鏡58以及3D輪廓照相機56一同使用係有助於彈性設置以及重組3D輪廓照相機56。此外，在特定實施例中，管狀透鏡60與3D輪廓目標透鏡58以及3D輪廓照相機56一同使用能夠容易的引進介於3D輪廓目標透鏡58以及管狀透鏡60之間額外的光學元件或配件。

在許多實施例中，薄線照明器52以及3D輪廓照相機56係配合地操作，用以幫助3D輪廓掃瞄以及晶圓12的偵測。換句話說，薄線照明器52以及3D輪廓照相機56係一同使用，以獲得晶圓12表面3D特性(或地質)上的資訊。

在本發明揭露的許多實施例中，薄線照明器52以及3D輪廓照相機56係耦合至CPU(或處理單元)，其幫助協調或同步薄線照明器52以及3D輪廓照相機56的操作。在數個實施例中，自動3D輪廓掃瞄以及晶圓12偵測係藉由系統10執行。自動3D輪廓掃瞄以及晶圓12偵測可藉由CPU控制。

在本發明揭露的數個實施例中，光學偵測頭14包括複查影像擷取裝置62。複查影像擷取裝置62係為例如彩色照相機。在一些實施例中，複查影像擷取裝置62擷取彩色影像。在其它實施例中，複查影像擷取裝置62擷取單色影像。在各種實施例中，複查影像擷取裝置62擷取晶圓12的複查影像，用以至少一識別、分類以及複查晶圓12上的瑕疵檢查。

根據本發明揭露的實施例，第14圖顯示複查亮區照明器64、複查暗區照明器66、複查影像擷取裝置62以及介於其間的亮度圖案。

在本發明揭露的數個實施例中，光學偵測頭14更包括或配戴複查亮區照明器64以及複查暗區照明器66，用以提供各別的亮區亮度以及暗區亮度。

複查影像擷取裝置62接收各別由複查亮區照明器64以及複查暗區照明器66供應，以及由晶圓12反射的亮區亮度以及暗區亮度，用以擷取晶圓12的複查影像。在本發明揭露的其它實施例中，複查影像擷取裝置62擷取由另一照明器供應的亮度，例如上述照明器之一，用以擷取晶圓12的複查影像。複查影像擷取裝置62可擷取晶圓12的高解析度影像。

第15圖根據本發明揭露的各種實施例，顯示跟隨由複查亮區照明器64供應之亮區亮度的具體第四個光線路徑300流程圖。

在第四光線路徑300的步驟302中，亮區亮度係藉由複查亮區照明器64供應。由複查亮區照明器64供應的亮區亮度係指向第一反射表面74。在步驟304中，亮區亮度係藉由第一反射表面74反射指向分光鏡68。在隨後的步驟306中，穿透分光鏡68的亮區亮度係因此反射，並指向偵測位置。由分光鏡68反射亮區亮度的程度係取決於其R/T比例。

在步驟308中，亮區亮度係藉由設置於偵測位置上的晶圓12或部分晶圓12反射。反射的亮區亮度通過在步驟310中的複查目標透鏡70。在本發明揭露的大部分實施例中，複查目標透鏡70具有無限的校正像差。據此，通過步驟310之複查目標透鏡70的亮區亮度係藉由複查目標透鏡70瞄準。

在步驟312中，亮區亮度穿透分光鏡68以及一部份亮區亮度經由分光鏡68傳送。通過分光鏡68亮區亮度的程度係取決於分光鏡68的R/T比例。在步驟314中，亮區亮度接著在進入步驟316的複查影像擷取裝置62之前，通過複查管狀透鏡72。複查管狀透鏡72聚焦瞄準亮區亮度於複查影像擷取裝置62的影像擷取平面上。聚焦於複查影像擷取裝置62之影像擷取平面上的亮區亮度有助於擷取步驟318中的複查亮區影像。

介於複查目標透鏡70以及複查管狀透鏡72之間瞄準的亮區亮度有助於容易於其間採用光學元件以及配件。此外，介於複查目標透鏡70以及複查管狀透鏡72之間瞄準的亮區亮度較佳地可根據複查影像擷取裝置62的需要彈性設置以及重組。

第16圖根據本發明揭露的實施例顯示跟隨由複查暗區照明器66供應暗區亮度之具體第五光線路徑350的流程圖。

在第五光線路徑350的步驟352中，暗區亮度係藉由複查暗區照明器66供應。在本發明揭露的數個實施例中，由複查暗區照明器66供應的暗區亮度係直接地聚焦於偵測位置上。在本發明揭露的一些實施例中，由複查暗區照明器66供應的暗區亮度係以晶圓12水平面的預定角度指向於偵測位置。預定角度較佳地係為高角度，並可根據使用習知技術的需要調整。

在步驟354中，暗區亮度係藉由設置於偵測位置上的晶圓12或部分晶圓12反射。反射的暗區亮度接著通過步驟356中的複查目標透鏡70。通過步驟356中之複查目標透鏡70的暗區亮度係藉由複查目標透鏡70瞄準。

在步驟358中，瞄準的暗區亮度穿透分光鏡以及一部份暗區亮度透過分光鏡傳送。通過分光鏡68的暗區亮度程度係取決於分光鏡68的R/T比例。在步驟360中，暗區亮度接著在進入步驟362的複查影像擷取裝置62之前通過複查管狀透鏡72。第四管狀透鏡72聚焦瞄準的暗區亮度於複查影像擷取裝置62的影像擷取平面上。聚焦於複查影像擷取裝置62之影像擷取平面上的暗區亮度有助於擷取步驟364的複查暗區影像。介於複查目標透鏡70以及複查管狀透鏡72之間，瞄準的每一亮區亮度以及暗區亮度容易增強系統10的設計以及組態。更特定而言，介於複查目標透鏡70以及複查管狀透鏡72之間，瞄準的每一亮區亮度以及暗區亮度容易增強具有系統10其它元件之複查影像擷取裝置62的設置或組態，因而有助於當晶圓12在移動時，複查亮區影像以及複查暗區影像的擷取。

擷取的複查亮區影像以及擷取的複查暗區影像係轉換為影像訊號，並自複查影像擷取裝置62傳送至其可處理以及儲存或保存於資料庫中的可程式化控制器。

複查影像擷取裝置62可具有相對於偵測位置的固定空間位置。複查影像擷取裝置62的固定空間位置較佳地減少通常與使用的行動影像擷取裝置或照相機相關的校正損失以及調整回饋損失，因而增強擷取的複查亮區影像以及複查暗區影像品質。

在本發明揭露的數個實施例中，系統10更包括一些振動隔離台24，其係為熟知的穩定機構。當系統處於正常操作時，系統10可安裝於於振動隔離台24或穩定機構上。在本發明揭露的數個實施例中，系統10包括四個振動隔離台24，每一個設置於系統10不同的角落。振動隔離台24幫助支撐以及穩定系統10。在本發明揭露的一些實施例中，每一振動隔離台24係為可壓縮結構或不銹鋼罐(canister)，其吸收地板震動，因而作為預防傳輸地板震動至系統10的緩衝器。藉由預防系統10不需要的震動或物理移動，振動隔離台24幫助增強由每一第一影像擷取裝置32、第二影像擷取裝置34、3D輪廓照相機56以及複查照相機62擷取影像的品質，並因而改善晶圓12偵測的品質。

第17圖根據本發明揭露的實施例，顯示用於偵測晶圓12之具體方法或處理400的流程圖。在許多實施例中，用於偵測晶圓12的處理400具有至少一檢查、分類以及複查晶圓12上瑕疵的能力。

在本發明揭露的大部分實施例中，用於偵測晶圓12的處理400係利用晶圓12的擷取影像相較於至少一偵測的參考影像(亦稱為黃金參考)以分類以及複查晶圓12上的瑕疵。為清楚起見，具體參考影像建立處理900的敘述係於具體處理400的敘述之前提供。

具體參考影像建立處理900

第18圖顯示由本發明揭露特定實施例提供參考影像建立處理900的流程圖。

在參考影像建立處理900的步驟902中，係載入在晶圓12上包含預定數量參考區域的方法。在本發明揭露的數個實施例中，該方法係藉由電腦軟體程式建立或推導。此外，該方法係手動地建立。該方法可儲存於CPU的資料庫中。此外，該方法可儲存於外部資料庫或記憶體空間。

每一預定參考區域表示晶圓12上的位置，其係為未知的品質。使用的多重參考區域幫助補償在晶圓12的不同位置上或介於多重晶圓之間可能的表面變化。此種表面變化包括，不同的平坦度以及亮度反射能力，但不限於此。熟知該技藝者可了解預定數量的參考區域可表示晶圓12的整個表面面積。此外，預定數量的參考區域可表示多重晶圓上的多重預定位置。

在步驟904中，係選擇第一參考區域。在隨後的步驟906中，預定數量(「n」)的影像係於選擇參考區域的第一擷取位置擷取。更特定而言，n個影像係於選擇的參考區域每一預定位置上擷取。選擇參考區域之預定位置的數量以及位置可根據需要改變，並有助於藉由至少一軟體程式以及手動的輸入。

n個影像可根據需要使用至少一第一影像擷取裝置32、第二影像擷取裝置34以及複查影像擷取裝置62擷取。此外，n個影像係使用不同的影像擷取裝置擷取。用於擷取n個影像的亮度可根據需要改變，例如，亮區亮度、DHA亮度以及DLA亮度其中之一或結合。用於擷取n個影像之亮度的彩色以及強度可根據需要選擇以及改變。

在每一位置擷取的多重影像具有在擷取參考影像期間，考慮使用亮度的變化、光學設定以及影像裝置以建立參考影像的能力。由於在亮度條件之間的變化，參考影像建立的此種方法最小化瑕疵檢查上不需要的影響或作用以及分類。此外，一些選擇參考區域的影像可以每一特定的亮度條件擷取。在本發明揭露的大部分實施例中，於每一特定的亮度條件擷取的多重影像有助於閃光燈閃爍或頻閃燈泡閃爍之亮度變化的正常化或補償。

在本發明揭露的數個實施例中，n個影像係較佳地儲存於CPU的資料庫中。在本發明揭露的其它實施例中，「n」個影像係根據需要儲存於外部資料庫中或記憶體空間中。在步驟908中，於步驟906中擷取的n個影像係對齊以及預先處理。在本發明揭露的數個實施例中，於步驟906中擷取n個影像的次像素係為已註冊。n個影像之次像素的註冊可使用已知的參考執行，包括使用一或多個二進制、灰度或幾何圖案匹配之一或多個晶圓12上的跡線，凸塊或襯墊，但不限於此。

在步驟910中，係計算每一n個影像的參考強度。更特定而言，係計算選擇的參考區域每一預定位置上擷取的每一影像參考強度。每一n個影像參考強度的計算幫助在晶圓12(或多重晶圓)不同的位置或區域上彩色變化的正常化或補償。此外，每一n個影像參考強度的計算可幫助在晶圓12(或多重晶圓12)不同的位置或區域上產生或補償其它表面變化。

步驟910產生計算的參考強度，對應n個影像之一的每一n參考強度。在步驟912中，係計算每一n個影像每一像素強度的一些統計資訊。統計資訊的數量包括，每一n個影像之每一像素平均、範圍、標準差以及最大以及最小強度，但不限於此。

在本發明揭露的大部分實施例中，平均係為每一n個影像每一像素參考強度的幾何平均。幾何平均係為中間或平均的形式，其表示一組數字或n個數字的集中趨勢或典型值。該組數字係相乘，並接著獲得產生乘積的n次方根。獲得的幾何平均公式如下所示：

計算幾何平均而非算數平均或中間值預防由每一n個影像每一像素計算的平均強度避免過渡地被資料群組內的極值所影響。

此外，係計算n個影像每一像素絕對強度(以下稱為Ri)的範圍。較佳地，n個影像每一像素的Ri係為介於n個影像每一像素最大以及最小絕對強度之間的值。

如先前所述，在步驟906中亦計算擷取的第一參考區域每一n個影像每一像素強度的標準差。在本發明揭露的大部分實施例中，標準差係為幾何標準差，其描述如何展開其較佳平均係為幾何平均的一組數字。獲得的標準差公式如下所示：

其中μg係為一組數字{A1，A2，‧‧‧，An}的幾何平均。

在步驟914中，擷取的n個影像係暫時儲存，連同其對應的資訊，例如，晶圓12或第一參考區域上的位置。在本發明揭露的大部分實施例中，在步驟912中計算的統計資訊亦暫時的儲存於步驟914中。在本發明揭露的數個實施例中，上述資料係儲存於CPU的資料庫中。在本發明揭露的其它實施例中，上述資料如有需要係儲存於其它資料庫或記憶體空間。

在步驟916中，係決定是否需要選擇參考區域的更多影像。在本發明揭露的數個實施例中，步驟916係為軟體控制以及自動執行。在本發明揭露的數個實施例中，步驟916係由步驟910以及912獲得信賴的資訊執行。在本發明揭露的其它實施例中，步驟916係使用習知的技術促動或手動地控制。

若在步驟916中決定需要選擇的參考區域更多影像，係重複步驟904到916。步驟904到916可根據需要重複任意次數。當在步驟916中決定不需要第一參考區域的更多影像時，係執行步驟918以決定是否需要重複步驟904到916，預定數量之參考區域的下一個參考區域(以本發明描述的目的而言，係為第二參考區域)。在本發明揭露的數個實施例中，步驟918係為軟體控制並自動地執行。此外，步驟918係較佳地使用至少一步驟910、912以及916中獲得的資訊執行。在本發明揭露的其它實施例中，步驟918係使用習知技術促動或手動地控制。

若在步驟918中決定需要擷取第二參考區域的影像，亦即，若步驟904到916需要為了第二參考區域重複，係產生重複步驟904到916的訊號。步驟904到918可根據需要重複任意次數。在本發明揭露的數個實施例中，步驟904到918的重複係為軟體控制並自動化。

當在步驟918中決定不需重複步驟904到918時，亦即，不需要預定數量參考區域之下一個參考區域的影像，黃金參考影像(以下稱為參考影像)接著計算於步驟中920中。

在本發明揭露的大部分實施例中，參考影像的計算係為軟體控制，並透過一串程式指令執行。下列的步驟係為用以計算參考影像執行的具體步驟。然而，熟知該技藝者應可了解互補於下列步驟的額外步驟或技術可執行於參考影像的計算中。

在步驟922中，係決定具有大於預定限度之參考強度的像素。此外，具有大於預定範圍之強度像素範圍的像素係取決於步驟922中。步驟922的預定限度以及範圍可以軟體選擇及決定，或者手動地選擇及決定。在步驟924中，係識別具有標準差大於預定值強度的像素。步驟924的預定值可以軟體選擇及決定，或者手動地選擇及決定。在步驟926中，先前儲存的影像，例如在步驟914中儲存的影像，若具有參考強度超出預定值或範圍的像素在步驟922到924期間識別時，係重新載入重複任意一或多個步驟904至924。

步驟922到926有助於包含特定像素強度之像素的影像識別。在本發明揭露的數個實施例中，步驟922到926能夠識別包含具有參考強度超出預定限度或範圍之像素的影像識別，例如「不需要的」影像識別。更特定而言，步驟922到926自參考影像計算消除「不需要的」像素，並幫助預防在參考影像的最終參考像素值上「不需要的」像素影響。

「不需要的」影像係捨棄。此有助於瑕疵資料或影像的消除，因而預防以產生之參考影像的此種瑕疵資料影響或存在。在步驟928中，包含預定限度以及範圍(亦即未捨棄影像)內之像素的影像係為統一的。

在本發明揭露的大部分實施例中，參考影像建立處理900導致下列影像資料的產生：

(a)　正常化每一統一影像之每一像素的強度平均

(b)　每一統一影像之每一像素強度的標準差

(c)　每一統一影像之每一像素的最大及最小強度

(d)取決於步驟702中每一預定數量參考區域的平均參考強度

步驟928的統一影像表示參考影像。在本發明揭露的數個實施例中，參考影像連同對應的影像資料係進一步儲存步驟928中。在本發明揭露的數個實施例中，參考影像以及其對應的影像資料係儲存於CPU的資料庫中。在本發明揭露的其它實施例中，參考影像及其對應的影像資料係儲存於另一資料庫或記憶體空間中。熟知該技藝者應可了解步驟922到926幫助減少需要用以儲存參考影像及其對應資料之記憶體空間的總量或尺寸，其可使得方法400以較高速度或準確性執行。

在本發明揭露的數個實施例中，每一像素的平均強度係正常化至255，以顯示及顯現參考影像。然而，熟知該技藝者應可了解每一像素的平均強度可正常化至其它值以顯示及顯現參考影像。

步驟904到928可以至少一第一影像擷取裝置32、第二影像擷取裝置34以及複查照相機62重複用於擷取對應影像數量之預定數量的次數。此外，步驟904到928可根據需要以不同的亮度或亮度條件重複擷取影像，例如亮區亮度、DHA亮度、DLA亮度以及薄線亮度。重複步驟904到928可根據需要以多重亮度或亮度條件以及多重影像擷取裝置建立參考影像。

如先前所述，用於晶圓12(或多重晶圓)多重參考區域之參考影像的推導，以及以多重亮度條件幫助確保責任以及需要的補償，用以在發光條件下，由於隨後地擷取的影像造成品質的變化。例如，在晶圓12(亦即晶圓12上不同的位置)不同的參考區域上擷取的參考影像，較佳地確保責任以及在晶圓12上不同位置彩色變化的補償。

在本發明揭露的數個實施例中，步驟904到928較佳地係藉由CPU執行以及控制。更特定而言，步驟904到928係為至少其中之一的執行以及藉由軟體程式控制。在本發明揭露的數個實施例中，若有需要，至少一步驟904到928可手動地輔助。藉由具體參考影像建立處理900建立的參考影像係使用相較於隨後未知品質晶圓12擷取的影像，因而具有至少一檢查、分類以及複查晶圓12上瑕疵的能力。

如先前所述，本發明揭露的各種實施例提供用於晶圓12偵測的處理或方法400，因而至少一檢查、分類以及複查瑕疵呈現於晶圓12上。

在處理400的第一處理部分402中，由系統10檢查的晶圓12係載入至晶圓台16上。在本發明揭露的數個實施例中，晶圓12係藉由機械晶圓操作裝置18自晶圓堆疊20上取出，並傳輸至晶圓台16上。吸力或真空係應用至晶圓台16上，以穩固晶圓12至晶圓台16上。

在本發明揭露的數個實施例中，晶圓12包括晶圓識別號碼(ID number)或條碼。晶圓ID號碼或條碼係雕刻或附加至晶圓12表面，更特定而言，係雕刻或附加至晶圓12表面的周圍。晶圓ID號碼或條碼幫助識別晶圓12，以及確保晶圓12係正確地或適當地載入至晶圓台16上。

在第二處理部分404中，係獲得載入至晶圓台16上晶圓12的晶圓地圖。晶圓地圖可自可程式化控制器的資料庫載入。此外，晶圓地圖可自外部資料庫或處理器重新得到。此外，晶圓地圖可使用該技術領域中熟知該技藝的方法或技術準備或取得載入的晶圓12至可移動支撐平台上。

在第三處理部分406中，一或多個參考位置係擷取或取決於晶圓地圖上，且至少一晶圓X，Y平移以及θ旋轉偏移係使用該技術領域中熟知該技藝的技術計算。

在隨後的處理部分408中，係計算或決定晶圓掃瞄移動路徑以及複數個影像擷取位置。在步驟404中獲得的晶圓地圖較佳地有助於晶圓掃瞄移動路徑以及複數個影像擷取位置的計算。在本發明揭露的大部分實施例中，晶圓掃瞄移動路徑的計算係取決於數個已知參數至少其中之一。此種已知參數包括旋轉偏移、晶圓尺寸、晶圓晶粒尺寸、晶圓間距、偵測面積、晶圓掃瞄速度以及解碼位置，但不限於此。每一複數個影像擷取位置係反射或對應擷取影像之晶圓12上的位置。在本發明揭露的大部分實施例中，每一複數個影像擷取位置可根據需要使用該技術領域中熟知該技藝的技術改變。影像擷取位置的數量亦可根據需要使用該技術領域中熟知該技藝的技術改變。

在本發明揭露的數個實施例中，處理部分404到408係自動地藉由系統10執行，更特定而言，係藉由系統10的可程式化控制器執行。在本發明揭露的一些實施例中，處理部分404到408的任何一部份可藉由其它處理器執行或以其它處理器的輔助執行。

在第五處理部分410中，系統10的可程式化控制器決定有效的適當黃金參考(以下稱為參考影像)。若參考影像係為不可用的，參考影像係藉由如上所述的具體參考影像在第六處理部分412中建立建立處理900。

在本發明揭露的大部分實施例中，參考影像係於執行第七處理部分414中具體的二維(2D)晶圓掃瞄處理400之前獲得或建立。根據本發明揭露的各種實施例之具體二維(2D)晶圓掃瞄處理500的處理流程圖係顯示於第19圖中。

具體二維(2D)晶圓掃瞄處理500

第19圖根據本發明揭露的各種實施例，顯示具體二維(2D)晶圓掃瞄處理500的處理流程圖。2D晶圓掃瞄處理500藉由第一影像擷取裝置32以及第二影像擷取裝置34賦予擷取亮區影像以及暗區影像的能力。

在2D晶圓掃瞄處理500的第一處理部分502中，係暴露第一影像擷取裝置32。在第二處理部分504中，係供應第一亮度。第一亮度係為例如由亮區照明器26供應的亮區亮度、由高角度暗區照明器30供應的DHA亮度或者由低角度暗區照明器28供應的DLA亮度。在本發明揭露的數個實施例中，在步驟504中供應選擇的第一亮度係取決於亮度配置器(未圖示)。在本發明揭露的數個實施例中，亮度配置器係為系統10的元件，並電性耦合至系統10的照明器(28，30，52，64以及66)。在本發明揭露的數個實施例中，亮度配置器係為CPU的元件。

影像擷取裝置32以及34可使用任何由亮區照明器26、DHA照明器30以及DLA照明器28所提供亮度的任意組合。由影像擷取裝置32使用的第一亮度以及由影像擷取裝置34使用的第二亮度可能組合的例子係顯示於第19圖的圖表中。在本發明揭露的大部分實施例中，若第一影像擷取裝置32以及第二影像擷取裝置34皆使用大致上相似的亮度，則此種組態的生產率可能為所有可能組態的最高生產率。

為了下列描述的目的，如第20圖中圖表所示的組態1係藉由組態器選擇亮度。據此，第一亮度係為由亮區照明器26供應的亮區亮度。

在本發明揭露的大部分實施例中，處理部分502以及504係同時地執行。處理部分502以及504的效能具有擷取第一影像的能力，如第22a圖所示，藉由第一影像擷取裝置32擷取第一影像。在第三處理部分506中，由第一影像擷取裝置32擷取的第一影像係轉換為影像訊號，並透過資料傳輸處理傳送至CPU，且儲存於資料庫中或儲存記憶體中。

在第四處理部分508中，係暴露第二影像擷取裝置34。在第五處理部分510中，係供應第二亮度。連同第一亮度，選擇的第二亮度係取決於在本發明揭露大部分實施例中的亮度配置器。為本發明描述的目的，如第20圖圖表中所示的組態1係藉由亮度組態器選擇。據此，第二亮度係為由高角度暗區照明器30供應的DHA亮度。然而，熟知該技藝者應可了解第一亮度以及第二亮度可根據需要改變亮度，例如，根據顯示於第20圖圖表中不同的組態改變亮度。

在本發明揭露的大部分實施例中，處理部分508以及510係同時地執行。在本發明揭露的數個實施例中，處理部分506係以串聯處理部分508以及510的效能方式發生。在許多實施例中，處理部分508以及510的效能有助於或賦予擷取第二影像的能力，如第22b圖中所示，藉由第二影像擷取裝置34擷取第二影像。

在第六處理部分512中，由第二影像擷取裝置34擷取的第二影像係轉換為影像訊號，並透過資料傳輸處理傳送至可程式化控制器，且較佳地儲存於資料庫中或儲存記憶體中。

第21圖根據本發明揭露的數個實施例，顯示曝光第一影像擷取裝置32、提供第一亮度、曝光第二影像擷取裝置34、提供第二亮度以及資料傳輸處理的圖表。

在許多實施例中，處理部分502到512可重複任意次數擷取對應數組晶圓12的第一影像以及第二影像。在本發明揭露的數個實施例中，處理部分502到512係較佳地沿著如在處理部分408中計算的晶圓掃瞄移動路徑，在每一複數個影像擷取位置重複以晶圓12的第一亮度以及第二亮度擷取影像。

如先前所述，每一第一影像(或第一回應)以及第二影像(或第二回應)可轉換為影像訊號並傳送至可程式化控制器，且隨後地儲存於資料庫中或儲存記憶體中。

在本發明揭露的數個實施例中，當晶圓12在移動時，係執行每一處理部分502到512。換句話說，當晶圓12沿著晶圓掃瞄移動路徑移動時，係執行擷取第一影像以及第二影像。據此，熟知該技藝者將可了解晶圓12在處理部分502，504(其在數個實施例中同時地發生)以及處理部分508，510(其在數個實施例中亦同時地發生)之間，將沿著晶圓掃瞄移動路徑以預定距離移開。預定距離取決於數個因素，包括沿著晶圓掃瞄移動路徑晶圓12位移的速度以及對於任何處理部分502到512其中之一需要的時間，但不限於此。預定距離可根據需要控制以及改變，例如藉由CPU控制以及改變。預定距離的控制以及變化可為至少一軟體或促動。

在許多實施例中，當第一影像係疊加至第二影像上或相較於第二影像時，如上所述的晶圓12位移係導致預定影像偏移的建立。

第22c圖顯示當晶圓12在移動時，由於擷取的第一影像以及第二影像造成所示結合的第一影像以及第二影像的影像偏移。預定的影像偏移取決於數個因素包括，沿著晶圓掃瞄移動路徑晶圓12位移的速度以及對於任何處理部分502到512其中之一需要的時間，但不限於此。預定影像偏移的控制以及變化可為至少一軟體或促動。

在處理部分514中，係重新得到XY解碼值。在本發明揭露的大部分實施例中，XY解碼值係於每一處理部分504以及510期間獲得。在本發明揭露的大部分實施例中，XY解碼值表示沿著晶圓掃瞄移動路徑晶圓12的位置(XY-位移)。獲得的XY解碼值係用於計算在處理部分516中，介於第一影像以及第二影像(即第二影像相對於第一影像的偏移)之間的影像偏移(粗略偏移)。精密影像偏移係使用圖案匹配技術執行次像素影像校準計算。最終的偏移係由應用粗略的預定數學公式以及精密影像偏移獲得。預定數學公式可根據需要使用熟知該技藝者的技術調整。

執行於處理400之處理部分414中的2D晶圓掃瞄處理500產生晶圓12多重影像的擷取，在本發明揭露的大部分實施例中，係沿著晶圓掃瞄移動路徑位於計算的影像擷取位置。

在處理400的第八處理部分416中，具體的二維(2D)影像處理程序600係於晶圓12上執行至少一識別或偵測、分類、合併以及儲存瑕疵。

具體2D影像處理程序600

第23圖根據本發明揭露的實施例，顯示具體2D影像處理程序600的處理流程圖。

在許多實施例中，根據本發明揭露實施例的2D影像處理程序600有助於在2D晶圓掃瞄處理500中影像擷取的處理。此外，2D影像處理程序600有助於在晶圓12上至少一識別或偵測、分類、合併以及儲存瑕疵。

在2D影像處理程序600的第一處理部分602中，第一工作影像係選擇並載入至記憶體工作空間中。第一工作影像係由2D晶圓掃瞄處理期間擷取以及儲存的若干第一影像以及第二影像選擇。為本發明描述的目的起見，第一工作影像表示在2D晶圓掃瞄處理500期間，由第一影像擷取裝置32擷取的第一影像。

在第二處理部分604中，係執行第一工作影像的次像素校準。在本發明揭露的數個實施例中，次像素校準係使用一或多個樣版的圖案匹配技術執行。此種次像素校準係使用二進制或灰度或幾何圖案匹配方法執行。一旦對齊，每一影像的參考強度係由如第三處理部分606所示的影像中相關的一或多個預定區域計算。處理部分604以及606可共同地稱為第一工作影像的預處理。其可快速地了解預處理並不限於上述的處理部分。若有必要，額外的處理部分或步驟可整合至預處理中。

在隨後的處理部分608中，係選擇第一黃金參考或參考影像。在處理部分608中選擇的第一參考影像係對應或匹配於第一工作影像。在本發明揭露的大部分實施例中，第一參考影像係由資料庫或收集的黃金參考或由處理400的處理部分412中具體參考建立處理900建立的參考影像選擇。具體參考建立處理900係描述於上面細節並顯示於第18圖中。

在第五處理部分610中，係計算第一工作影像每一像素定量的資料值。在隨後的處理部分612中，第一工作影像每一像素計算定量的資料值係參照預定臨界值連同相乘或附加的因素。

在第七處理部分614中，第一工作影像係接著匹配或估算相較於在處理第四部分608中選擇的第一參考影像。第一工作影像與第一參考影像的匹配或估算有助於晶圓12上瑕疵的檢查或識別。在本發明揭露的數個實施例中，CPU係為可程式化，用以有效的自動匹配於第一工作影像以及第一參考影像之間。可程式化控制器執行一連串計算指令或演算法，用以匹配第一工作影像與第一參考影像，因而具有在晶圓12上瑕疵的檢查或識別的能力。

判斷存在的一或多個瑕疵係發生於2D影像處理程序600的第八處理部分616中。若超過一個的瑕疵係於處理部分616中檢查或識別，演算法可能基於面積、長度、寬度、對比、緊密度、填充因素、邊緣強度其中之一或者全部由最大到最小排序瑕疵。再者，演算法僅選擇那些符合使用者訂定計算關注之瑕疵區域(defective region of interest，DROI)標準的瑕疵。若瑕疵(或超過一個瑕疵)係於處理部分616檢查或識別，晶圓12上的DROI係接著於第九處理部分618中計算。

在本發明揭露的數個實施例中，DROI係藉由CPU在處理部分618中動態地計算。在本發明揭露的數個實施例中，CPU係為可程式化(亦即，包括或實施一連串計算指令或軟體)，用以計算DROI。

在第十處理部分620中，係檢查第二工作影像對應的DROI。更特定而言，第二工作影像係於2D晶圓掃瞄處理400期間由第二影像擷取裝置34擷取第二影像。第二影像(其係為第一影像對應的影像)的DROI，於執行第二工作影像的次像素校準之後，在處理部分620中檢查。在本發明揭露的數個實施例中，第二工作影像之DROI的偵測有助於在處理部分616中瑕疵檢查的確認。在本發明揭露的數個實施例中，處理部分620有助於在處理部分606中瑕疵檢查的分類。

系統10處理第二工作影像的DROI取代處理整個影像。此外，在處理部分616中，若無發現瑕疵，處理或方法600可能跳過處理部分618並往前處理。此將進一步減少需要用於處理第二工作影像之資源或處理頻寬的量。其可快速地了解智慧型處理序列係動態地基於先前步驟決定。此將有助於改善每小時的系統10生產率或晶圓檢查。

在處理部分622中，檢查的瑕疵，更特定而言，係儲存瑕疵的地點或位置及其分類。在本發明揭露的數個實施例中，檢查的瑕疵以及位置及其分類，係儲存於CPU的資料庫中。在本發明揭露的其它實施例中，檢查的瑕疵，以及位置及其分類，係儲存於其它資料庫或記憶體空間中。

處理部分602到622在2D晶圓掃瞄處理500期間，可以任意次數重複或以迴圈處理影像擷取。在本發明揭露的數個實施例中，在2D晶圓掃瞄處理500期間的每一影像擷取係連續地載入至記憶體工作空間內，並有助可能存在於晶圓12上瑕疵檢查的處理。處理部分602到622及其重複，有助於至少一瑕疵的檢查、確認以及分類，其可能沿著晶圓掃瞄移動路徑，於多重影像擷取位置存在於晶圓12上。

在處理部分624中，由2D影像處理程序600檢查的每一多重瑕疵以及位置及其分類，係為統一並儲存於本發明揭露的數個實施例中之CPU的資料庫中。在本發明揭露的其它實施例中，瑕疵以及位置及其分類，係統一以及儲存於其它的資料庫或記憶體空間中。

在本發明揭露的大部分實施例中，2D影像處理程序係為自動的處理。在本發明揭露的數個實施例中，CPU係為可程式化，用以或包括一連串計算指令或軟體程式，以自動化地執行2D影像處理程序。在本發明揭露的一些實施例中，若有需要，2D影像處理程序可有助於藉由至少一手動的輸入。

方法400之步驟416的2D影像處理程序600的完成產生瑕疵的統一以及儲存，以及使用亮區亮度、DHA亮度以及DLA亮度檢查的位置及其分類。

在處理400隨後的處理部分418中，具體的三維(3D)晶圓掃瞄處理，例如第一3D晶圓掃瞄處理700、第二晶圓掃瞄處理750或第三晶圓掃瞄處理950係根據本發明揭露的特定實施例執行。

在本發明揭露的數個實施例中，3D晶圓掃瞄處理700，750，950具有擷取晶圓12之3D輪廓影像(或3D影像)的能力，其有助於因其形成的晶圓12(或用於獲得3D特性或晶圓12地質上的資訊)3D輪廓。晶圓12係沿著在任意一或多個多重影像擷取位置，用以擷取晶圓12之3D影像，計算的晶圓掃瞄移動路徑移開，例如，沿著如處理部分408中計算的晶圓掃瞄移動路徑。

在本發明揭露的許多實施例中，第一3D晶圓掃瞄處理700，第二3D晶圓掃瞄處理750，或第三3D晶圓掃瞄處理950的選擇以及使用，在處理400的處理部分418中，可取決於一些因素，例如，存在及/或若干組光學元件或裝置可指向系統10(例如，鏡子54及/或反射器84)、偵測條件及/或晶圓特性、性質及/或分佈特徵的亮度。

第一3D晶圓掃瞄處理700

第24圖根據本發明揭露的各種實施例，顯示第一3D晶圓掃瞄處理700的處理流程圖。

在第一3D晶圓掃瞄處理700的第一處理部分702中，薄線亮度係由薄線照明器52供應或發射。薄線亮度可由一或多個薄線照明器52供應。在特定實施例中，例如，如第27a圖中所示具有的系統10，薄線亮度係由薄線照明器52供應或發射。

在第二處理部分704中，薄線亮度係由該組鏡54指向於偵測位置。如上所述，該組鏡子54可組態以及配置以指向由薄線照明器52供應的薄線亮度至或朝向偵測位置。在特定實施例中，該組鏡子54可控制的組態以及配置，例如，建立、選擇及/或改變，薄線亮度係指向偵測位置的角度。在典型的運用中(例如，對應至第27a圖)，薄線亮度可由一組鏡子54指向晶圓12的表面，使得薄線亮度根據入射的預期角度係垂直或除此以外地入射於晶圓的表面上。

若干組的鏡子54可取決於用以提供薄線亮度、薄線亮度係指向或朝向偵測位置之方式及/或晶圓的表面上薄線亮度入射預期角度之薄線照明器52的數量。

在隨後的處理部分706中，薄線亮度係藉由設置於偵測位置上的晶圓12或一部份晶圓12反射。更特定而言，薄線亮度係藉由設置於偵測位置上，晶圓12的表面或部分的晶圓12反射。反射離開晶圓12的薄線亮度可使用一些反射器84指向3D輪廓目標透鏡58。

在第一3D晶圓掃瞄處理的第四處理部分708中，反射離開晶圓12的薄線亮度係透過3D輪廓目標透鏡58傳送，其具有無限校準的像差。據此，透過3D輪廓目標透鏡58傳輸的薄線亮度在處理部分708中係瞄準薄線亮度。

在第五處理部分710中，瞄準的薄線亮度接著在進入第六處理部分712中的3D輪廓照相機56之前通過管狀透鏡60。

管狀透鏡60聚焦瞄準的薄線亮度至3D輪廓照相機56的影像擷取平面。聚焦於3D影像擷取平面上的薄線亮度具有擷取步驟714中晶圓12(亦稱為第一回應)第一3D輪廓影像的能力。

為本發明揭露的目的起見，3D輪廓影像或3D影像可與包括、提供或傳送資訊的一個影像相關，或者與對應表面或結構(例如，表面或結構的地質)3維(3D)特性的訊號相關。此外，3D輪廓影像亦可稱為由3D輪廓照相機56擷取的回應或光學回應。

在數個實施例中，介於3D輪廓目標透鏡58以及管狀透鏡60之間薄線亮度的瞄準有助於在3D輪廓目標透鏡58以及管狀透鏡60之間容易採用光學元件或配件，以及具有3D輪廓照相機56彈性設置以及重組的能力。

在本發明揭露的數個實施例中，薄線亮度係藉由雷射或寬頻光纖亮度來源供應。此外，薄線亮度係較佳地以特定的角度指向偵測位置，例如，以定義相對設置晶圓12水平面及/或晶圓台16水平面之相對垂直軸的角度指向偵測位置。在本發明揭露的數個實施例中，薄線亮度指向或朝向偵測位置的角度可根據需要使用熟知該技藝者的技術改變。

熟知該技藝者應可了解薄線亮度的波長可選擇以及改變，例如根據晶圓偵測需求選擇以及改變。例如，在本發明揭露的數個實施例中，薄線亮度的波長係選擇用以增強至少一瑕疵檢查、驗證以及分類的準確性。

第一3D影像係轉換為影像訊號，並傳送至處理部分716中的CPU。在隨後的處理部分718中，第一3D影像或其影像訊號，係由用於至少一3D高度量測、共平面量測以及偵測及/或分類晶圓12上瑕疵的CPU處理。

在本發明揭露的數個實施例中，處理部分702到718可重複擷取對應3D影像數量的任意次數，並傳送擷取的3D影像至CPU。處理部分702到718可沿著晶圓掃瞄移動路徑或整個晶圓在選擇影像擷取位置執行。

在本發明揭露的數個實施例中，第一3D晶圓掃瞄處理700以檢查半導體晶圓的具體方法300增強準確性。在本發明揭露的數個實施例中，第一3D晶圓掃瞄處理700藉由方法300增強瑕疵檢查的準確性。使用的3D晶圓掃瞄處理700可有助於或具有決定例如共平面以及三維結構高度的3D計量細節的能力，例如，個別晶粒以及整個晶圓12的銲球、金的凸塊以及翹曲。

在本發明揭露的數個實施例中，處理部分702到718及其重複的結果(例如，由3D影像處理獲得的結果)係儲存於CPU的資料庫中。在本發明揭露的其它實施例中，處理部分702到718及其重複的結果(例如，由3D影像處理獲得的結果)係根據需要儲存於其它資料庫或記憶體空間中。

第二3D晶圓掃瞄處理750

第25圖根據本發明揭露的特定實施例，顯示第二三維(3D)晶圓掃瞄處理750的流程圖。

在許多實施例中，第二三維(3D)晶圓掃瞄處理750藉由3D輪廓照相機56，有助於或具有同時擷取在至少二不同的方向已反射離開晶圓12表面的薄線亮度，其中每一不同的方向定義至少一部份不同的反射亮度行進路徑。反射的亮度行進路徑可定義為沿著亮度傳播及/或遠離偵測位置的路徑或路線，作為與朝向或指向影像擷取裝置(例如，3D輪廓照相機)56之晶圓表面地質(例如，經由反射或散射的方式)作用的結果。在數個實施例中，第二三維(3D)晶圓掃瞄處理750可選擇以及使用包括一組反射器84的(亦即，至少一組反射器84或反射組件)系統10。為簡潔及清楚目的起見，以下描述的第二三維(3D)晶圓掃瞄處理750係以包括二組反射器或反射組件84a，84b的系統10執行。據此，以下所述的第二三維(3D)晶圓掃瞄處理750係有關於在二不同的方向同時擷取反射離開晶圓12的薄線亮度，因而有助於或具有至少大致上同時擷取晶圓12之3D特性(例如，3D特徵)二回應(或光學回應)或二圖像的能力。

在第二3D晶圓掃瞄處理750的第一處理部分752中，係由一或多個薄線照明器52(或薄線亮度發射器)提供、供應或發射薄線亮度。在一些實施例中，例如，如第27a圖所示，薄線亮度係由一薄線照明器52供應。在其它實施例中，薄線亮度係由至少二薄線照明器52供應，例如，由如第27b圖所示的至少第一薄線照明器52a以及第二薄線照明器52b供應。

在特定實施例中，薄線亮度的多重光束可指向晶圓12的表面，例如，薄線亮度的第一光束以及薄線亮度的第二光束可指向晶圓的表面。在例如第27b圖所示的實施例中，第一薄線照明器52a可發射、輸出或提供薄線亮度的第一光束，且第二薄線照明器52b可發射、輸出或提供薄線亮度的第二光束。

在第二處理部分754中，由薄線照明器52供應的薄線亮度係指向偵測位置。在數個實施例中，一組鏡子54(或鏡子組件)係用以指向由薄線照明器52供應的薄線亮度朝向偵測位置。

在第27a圖所示的實施例中，薄線亮度係沿著單一入射亮度行進路徑指向偵測位置。入射亮度行進路徑可定義為沿著亮度傳播及/或由薄線照明器52指向偵測位置的路徑或路線。在例如第27a圖標示的典型運用中，單一組鏡子54可有助於薄線亮度朝向或指向晶圓的方向，使得薄線亮度以入射的預期角度(例如，大約相對於垂直晶圓表面軸向的0°)到達晶圓表面。

在第27b圖所示的實施例中，薄線亮度係沿著二不同的或有差異的入射亮度行進路徑指向偵測位置。更特別的是，由第一薄線照明器52a提供薄線亮度的第一光束沿著第一入射亮度行進路徑前進至偵測位置，以及由第二薄線照明器52b提供薄線亮度的第二光束沿著第二入射亮度行進路徑前進至偵測位置。通常，在偵測位置，薄線亮度的第一光束以及薄線亮度的第二光束係共同入射或重疊。第一組鏡子54a可沿著第一入射亮度行進路徑指向薄線亮度的第一光束，以及第二組鏡子54b可沿著第二入射亮度行進路徑指向薄線亮度的第二光束。藉由第一組鏡子54a，薄線亮度的第一光束可以入射(例如，大約相對於垂直晶圓表面軸向的0°)的第一角度到達晶圓表面；類似地，藉由第二組鏡子54b，薄線亮度的第二光束可以不同於入射第一角度的入射(例如，相對於前述垂直軸大約45°)第二角度到達晶圓表面。

在一些實施例中，若干組鏡子54對應若干薄線照明器52。據此，在各種實施例中，第一組鏡子54a係用以指向由第一薄線照明器52a供應薄線亮度的第一光束，沿著第一入射亮度行進路徑朝向偵測位置，以及第二組鏡子54b用以指向由第二薄線照明器52b供應薄線亮度的第二光束，沿著第二入射亮度行進路徑朝向偵測位置。

在第三處理部分756中，薄線亮度係於偵測位置反射離開晶圓12的表面地質。入射至晶圓12表面上的薄線亮度可在一些方向反射，更特定而言，係於一些不同的方向反射。

薄線亮度反射離開晶圓12表面的方向通常取決於，或至少部分取決於偵測位置上晶圓12表面的地質特徵(例如，3D特性)。例如，晶圓12表面上的結構、幾何或地質變化可造成入射於晶圓12上的薄線亮度在不同方向的反射。

通常，根據表面輪廓，例如晶圓12的3D或地質特性，反射離開晶圓12表面的薄線亮度可在多重不同的方向散射或分散。在先前亮度反射離開晶圓表面的系統係僅由單一反射方向擷取，在多重方向之薄線亮度的色散可使其難以獲得晶圓12表面輪廓的準確量測、分析或測定。此係通常因為反射離開晶圓12表面之薄線亮度的色散可導致不適當地減少進入3D輪廓照相機56反射薄線亮度的量，因而導致由3D輪廓照相機56擷取微暗影像(或粗劣回應)。其通常難以自太暗影像取得準確量測或分析。有時，反射離開晶圓12表面之薄線亮度的色散可導致不適當地增加進入3D輪廓照相機56反射之薄線亮度的量，因而導致由3D輪廓照相機56過渡明亮影像的擷取。其亦難以自太亮影像取得準確量測或分析。根據本發明揭露的態樣，在多重不同方向自晶圓表面反射的亮度係沿著多重對應(例如，預定或可選擇的)反射的亮度行進路徑指向3D輪廓照相機56，使得3D輪廓照相機56可同時地擷取對應計算之偵測位置的多重反射亮度回應。

在第四處理部分中，在至少二不同方向自晶圓12表面反射的薄線亮度係沿著至少二不同的、相異的或可區別的反射亮度行進路徑指向3D輪廓照相機56，其中每一反射亮度行進路徑對應不同組的反射器84a，84b。在本發明揭露的數個實施例中，系統10包括至少二組反射器或至少二反射組件84a，84b，係組態及配置以接收反射離開晶圓12的薄線亮度。每一組反射器或每一反射組件84a，84b係組態及配置以接收及/或重新指向在特定相異方向已反射離開晶圓12的薄線亮度。

更特定而言，在各種實施例中，在第一方向反射離開晶圓12表面的薄線亮度係接收以及重新指向沿著由第一組反射器84a引導朝向或指向3D輪廓照相機56的第一反射亮度行進路徑，以及由第二組反射器84b接收在第二方向反射離開晶圓12表面的薄線亮度，並沿著引導朝向或指向3D輪廓照相機56的第二反射亮度行進路徑重新指向。

因此，第一組反射器84a係組態以及配置指向因而沿著第一反射亮度行進路徑接收的薄線亮度，以及第二組反射器84b係組態以及配置指向因而沿著第二反射亮度行進路徑接收的薄線亮度。第一以及第二反射亮度行進路徑(或光學反射行進路徑)包括分開以及彼此不同的部分(例如，空間部分)。

雖然本發明揭露的特定實施例係有關於二組反射器84或二組反射組件84a，84b，其係用於在二不同方向接收反射離開晶圓12表面的薄線亮度，然而，其它數量的反射器84，例如三組、四組或更多組反射器84可連同系統10使用，以接收在對應方向之數量反射離開晶圓12表面的薄線亮度。

在許多實施例中，至少部分的第一以及第二入射及/或反射亮度行進路徑係彼此為非平行(例如，發散或收斂)。在多數實施例中，第一組反射器84a以及第二組反射器84b係大致上以彼此相對的對稱方式組態或配置。

在多數實施例中，第五處理部分760包含透過目標透鏡58或目標透鏡組合件58，沿著每一第一以及第二反射亮度行進路徑行進的薄線亮度傳輸。目標透鏡58瞄準經其傳送的薄線亮度。

在第六處理部分762中，瞄準的薄線亮度係透過管狀透鏡60傳送。在第七處理部分764中，對應每一第一以及第二反射亮度行進路徑的薄線亮度係進入3D輪廓照相機56。如上所述，管狀透鏡60有助於或完成聚焦瞄準的薄線亮度至3D輪廓照相機56的影像擷取平面上。在許多實施例中，聚焦薄線亮度至3D輪廓照相機56的影像擷取平面上具有擷取有關晶圓12之3D輪廓影像的二回應或二圖像的能力。

有關在計算偵測位置之晶圓表面地質的3D輪廓影像之二回應(或光學回應)或二圖像的擷取係發生於第八處理部分766中。為本發明揭露的目的起見，二回應可稱為第一回應以及第二回應，且3D輪廓影像之二圖像可稱為3D輪廓影像的第一圖像以及第二圖像。在各種實施例中，第一以及第二回應可聚焦於3D輪廓照相機56的影像擷取平面上，並擷取其彼此相鄰的空間。有關在目前偵測位置之晶圓表面地質的3D輪廓影像之第一回應或第一圖像係沿著第一反射亮度行進路徑由行進的薄線亮度產生或使用行進的薄線亮度產生。在目前的偵測位置，有關晶圓表面地質之3D輪廓影像的第二回應或第二圖像係由沿著第二光學行進路徑行進的薄線亮度產生，或使用沿著第二光學行進路徑行進的薄線亮度產生。

第一回應以及第二回應可擷取作為包括影像資料的單一組影像資料，影像資料係對應在每一第一以及第二方向中，由晶圓12表面地質反射亮度的方式。在亮度入射至包括薄線亮度的第一光束以及薄線亮度的第二光束之晶圓12表面上的項目中，混合的回應可包括對應在第一方向中由晶圓12表面地質反射薄線亮度之第一光束的方式的影像資料，以及對應在第二方向中由晶圓12表面地質反射薄線亮度之第二光束的方式的影像資料。在一些實施例中，薄線亮度的第一光束可於第一光學波長提供，以及薄線亮度的第二光束可於第二光學波長(例如，第一薄線照明器52a可輸出具有不同於第二薄線照明器52b輸出波長的亮度)提供。在此種實施例，3D輪廓照相機56可為彩色照相機以有助於第一以及第二回應的擷取、區別及/或分析。

在系統10的其它實施例中，包括二組以上的反射器可擷取有關晶圓12的二個以上之回應，或3D輪廓影像的圖像。

在隨後的處理部分768中，回應，例如第一回應以及第二回應，係傳送至CPU或處理單元(例如，作為單一組影像資料)中。在下一個處理部分770中，回應，例如第一回應以及第二回應，係由用於測定或獲得對應晶圓12之3D特性或地質之資訊的CPU處理。CPU可使用第一以及第二回應產生或測定混合回應，其中混合回應對應於單一回應或影像，單一回應或影像係表示對應於第一以及第二回應之偵測位置上，晶圓表面地質之特定3D特性。在一些實施例中，在處理部分770中處理的回應有助於或具有在晶圓12上至少一3D高度量測、共平面量測、3D特徵分析，及/或偵測及/或分類瑕疵。

在本發明揭露的數個實施例中，處理部分752到770可重複擷取對應若干組第一以及第二回應的任意次數，並傳送該組回應至CPU，用以獲得晶圓12之3D特性上或地質的資訊。例如，處理部分752-770可沿著晶圓掃瞄移動路徑重複每一偵測位置，晶圓掃瞄移動路徑係定義為包括擷取以及分析對應晶圓表面地質之影像資料的多重偵測位置。

第三3D晶圓掃瞄處理950

第30圖根據本發明揭露的特定實施例，顯示第三三維(3D)晶圓掃瞄處理950的流程圖。

當系統10忽略或排除(例如，由於系統設計固有的，或由於可選擇系統組態選擇的)反射器，處理950可使用、應用或選擇例如該組反射器84a，84b，用以反射及/或重新指向反射離開晶圓12表面的亮度。例如，在各種實施例中，處理950可與第27c圖的系統10一同使用、應用或選擇不使用。

第一處理部分952包含指向薄線亮度的多重光束至或朝向晶圓12表面的目標位置或區域。第一處理部分952可包含自一些薄線照明器52提供或發射薄線亮度，例如，包含至少一薄線照明器52，以及在數個實施例中，如第27c圖中所示的至少二薄線照明器52(亦即，第一薄線照明器52a以及第二薄線照明器52b)。

在第二處理部分954中，由每一第一以及第二薄線照明器52a，52b發射的薄線亮度係指向偵測位置，更特定而言，係指向設置於偵測位置上的晶圓12，或一部份的晶圓12(例如，晶圓12上的目標位置或區域)上。

在一些實施例中，一組鏡子54(例如，一或多個鏡子54)可用以指向由一或多個薄線照明器52發射的薄線亮度至或朝向設置於偵測位置上的晶圓12。使用的若干組鏡子54可取決於或至少部分取決於用以提供或發射朝向晶圓12之薄線亮度的薄線照明器52數量、及/或組態於既定薄線照明器52之間的特定角度、晶圓12的表面或平面、以及影像擷取裝置56(例如，影像擷取裝置56光學軸)。

在數個實施例中，薄線照明器52a以及52b及/或一或多組鏡子54係設置及/或組態使得薄線亮度係以相對於晶圓12平面及/或影像擷取裝置56的光學軸特定角度指向晶圓12。在特定實施例中，薄線照明器52a以及52b及/或至少一鏡子54可設置及/或組態，用以控制例如選擇及/或變化薄線亮度的光束指向或朝向晶圓12的一組角度，以及反射及/或散射由晶圓12至影像擷取裝置的光學軸或朝向影像擷取裝置的光學軸行進薄線亮度之光束的一組角度。

鏡面反射以及散射態樣中圖像的光學偵測

鏡面反射(此處亦稱為完全、全部、甚至全部或大致上全反射)發生於當大致上或大約所有的薄線亮度以特定入射的角度入射至高反射、鏡子形式或發光表面(例如，具有鏡子形式拋光之晶圓12的部分或目標區域)時，以具有相等於入射角度大小的反射角度由表面反射。更特定的是，當提供的薄線亮度以一強度I1以及相對於平面鏡子形式表面或表面特徵之垂直軸的一角度α1穿透鏡子形式表面時，反射的薄線亮度顯示等於或大約等於I1的強度I2，且大致上所有的或主要的反射薄線亮度，以相對於垂直軸的角度α2，沿著光學路徑遠離平面鏡子形式表面，其中α1以及α2係為垂直軸的相對側，且α1以及α2的大小係為相等或大約相等(亦即，相對於垂直軸以及角度大小，α1以及α2係為一致，亦即，α2相等於α1)。因此，對於晶圓表面、表面特徵或結構，其完全反射沿著角度α1的入射強度I1之薄線亮度，反射的薄線亮度強度I2至少大約等於沿著α2等於α1之反射角度的I1。

散射、非鏡面或擴散反射(此處亦稱為部分或不完全反射)發生於當薄線亮度入射至非鏡子形式表面(例如，具有特定結構的、粗糙的、毛面的或非平滑表面及/或地質變化或非均勻表面，其包括例如焊接凸塊的一組散射中心)上，係沿著一或多個光學行進路徑散射、擴散地反射或重新指向遠離表面時，其中一或多個光學行進路徑係不同於入射至非鏡子形式表面的薄線亮度角度。亦即，既定的散射亮度行進路徑可排除反射或重新指向具有不等於或大約等於薄線亮度入射角度大小的角度。因此，當提供的薄線亮度以強度I1以及以相對於非鏡子形式表面或表面特徵之垂直軸的角度α1穿透非鏡子形式表面時，薄線亮度係沿著由位於垂直軸相對側的反射角度α2定義的光學行進路徑反射，且反射角度α2具有等於或大約等於α1(即，α2等於-α1)的大小，且反射角度α2排除小於或大致上小於I1的強度I2，係由於非鏡子形式表面係沿著不同於α1的一或多個角度散射或者擴散入射薄線亮度。

根據本發明揭露的態樣中，薄線亮度的多重光束可同時地指向或朝向晶圓12的目標位置或區域，使得(a)全反射回應對應目標晶圓位置之入射薄線亮度的全反射；以及(b)散射回應對應目標晶圓位置的散射、擴散或部分反射可同時地產生於目標晶圓位置上，並同時地檢查或擷取單一影像擷取裝置56的重疊回應。此種同時產生以及同時擷取回應(例如，包括全反射回應以及散射回應的重疊回應)入射薄線亮度的多重不同形式有助於或具有目標晶圓位置的3D態樣更完整、更準確及/或更有效的特性描述或分析的能力。

在大部分實施例中，影像擷取裝置56可設置於相對於垂直軸的既定(例如，預定或可調整)亮度回應角度，垂直軸係定義為相對於晶圓12(或晶圓台16的水平面)的平面或表面。垂直軸，例如，可定義為相對於在薄線亮度的第一以及第二光束入射至晶圓平面上之剖面面積內大約中點的晶圓12平面。亮度回應角度對應於由晶圓位置或表面反射或散射的亮度角度，晶圓位置或表面使得亮度由於此種反射或散射由晶圓位置或表面離開或傳播。薄線亮度的既定光束指向或朝向晶圓12的角度，更特定而言，晶圓12的平面，係取決於薄線亮度的光束是否使用相對於亮度回應角度產生全反射回應或散射回應。

在各種實施例中，至少薄線亮度的第一光束(例如，由第一薄線照明器52a提供)係以相對於晶圓平面之垂直軸入射的第一角度指向或朝向晶圓12的平面，其中入射第一角度的大小係匹配或等於亮度回應角度。根據目前考慮的晶圓位置或地點之反射或散射性質，若薄線亮度的第一光束係入射至具有鏡子形式拋光的晶圓位置上，薄線亮度的第一光束將沿著由亮度回應角度定義的光學路徑全反射，且影像擷取裝置56可擷取薄線亮度的全反射第一光束作為第一回應。若薄線亮度的第一光束係入射於具有非鏡子形式表面的晶圓位置上，第一光束的亮度將無法沿著亮度回應角度(亦即，其可能並非散射)全反射，且影像擷取裝置56可僅擷取部分(其可為可忽略的部分)薄線亮度擴散反射的第一光束作為第一回應。

在一些實施例中，至少一鏡子54可用以指向薄線亮度的第一光束至或朝向晶圓表面，例如，第一薄線照明器52a係以空間為方向或設置以除了入射(例如，第一薄線照明器52a係設置以沿著垂直軸發射薄線亮度的第一光束，如第27c圖所示)第一角度的角度發射薄線亮度的第一光束。

除上述內容之外，同時供應薄線亮度的第一光束至或朝向晶圓表面，至少一薄線亮度的第二光束(例如，由第二薄線照明器52b提供)可以入射相對於垂直軸的第二角度指向至或朝向晶圓12的平面，其中入射第二角度的大小係顯著地不同於亮度回應角度。根據目前考慮晶圓位置的反射或散射性質，若薄線亮度的第二光束係入射至具有鏡子形式拋光的晶圓位置上，薄線亮度的第二光束將沿著除了亮度回應角度以外的角度全反射，並且影像擷取裝置56可能擷取可忽略的部分或基本上沒有全反射的薄線亮度之第二光束作為第二回應。若薄線亮度的第二光束係入射至具有非鏡子形式拋光的晶圓位置上薄線亮度的第二光束將散射或擴散地反射，且影像擷取裝置56可擷取沿著由亮度回應角度定義的光學路徑散射或擴散地反射的一部份反射之薄線亮度的第二光束作為第二回應。

在典型的運用中，亮度回應角度可為大約45°，且入射的第一角度可因此亦為大約45°。在此種運用中，介於亮度回應角度以及入射第一角度之間的第一角度分離Θ1可等於或大約等於90°。額外地，入射的第二角度可大約為相對於垂直軸的0°，亦即，薄線亮度的第二光束可沿著垂直軸指向至晶圓12的平面。在此種運用中，介於亮度回應角度以及入射第二角度之間的第二角度分離Θ2可等於或大約等於45°。當薄線亮度的第二光束係入射至具有鏡子形式表面的晶圓位置上時，薄線亮度的第二光束係為沿著垂直軸返回的全反射。當薄線亮度的第二光束係入射至具有非鏡子形式表面的晶圓位置上時，影像擷取裝置56可沿著45°角度擷取散射或擴散地反射之薄線亮度的部分第二光束。

如上所述，亮度指向(或半導體元件)晶圓12特定位置、部分或區域的表面特性或性質及/或分佈特徵，將影響或測定此種亮度係由考慮的晶圓12位置、部分或區域全反射或散射相對的可能性。通常，特定晶圓12(或其它半導體元件)的某種位置、區域或分佈特徵係較佳或更適當地檢查作為偵測全反射亮度的結果，同時其它位置、區域或分佈特徵係較佳或更適當地檢查作為偵測散射或擴散反射亮度的結果。

例如，晶圓的表面上的銲球可更準確地擷取藉由銲球散射的薄線亮度檢查。相較之下，晶圓12的反射或高度地反射平坦或平滑部分、區域或表面可更準確地藉由擷取全反射離開晶圓表面的薄線亮度檢查。根據本發明揭露的態樣中，以不同角度(例如，藉由介於薄線亮度的第一光束以及90°的亮度回應角度之間的第一角度分離Θ1，以及介於薄線亮度的第二光束以及亮度回應角度之間45°的第二角度分離Θ2)同時地指向薄線亮度至晶圓12的特定目標位置或區域可產生對應目標位置同時擷取的全反射回應以及散射回應。全反射回應以及散射回應可由影像擷取裝置56同時地擷取作為包括全反射回應以及散射回應的單一重疊回應。

為簡潔以及清楚的目的起見，處理950額外部分的下列敘述係提供與上述定義的入射第一以及第二角度及/或第一以及第二角度分離Θ1以及Θ2有關。然而，其將可了解在本發明揭露的範圍內，薄線亮度可以其它角度指向晶圓12，例如25°、30°、50°、60°或75°，使得全反射回應以及散射回應可同時地產生作為重疊回應，且影像擷取裝置56可擷取該重疊回應。

在本發明揭露的各種實施例中，由第一薄線照明器52a供應或發射的薄線亮度係以相對於垂直軸的大約45°指向晶圓12(或晶圓12的平面)，以下係稱為45°薄線亮度。由第二薄線照明器52b供應或發射的薄線亮度係以相對於垂直軸的大約0°指向晶圓12(或晶圓12的平面)，以下係稱為0°薄線亮度。

在第三處理部分956中，由每一第一以及第二薄線照明器52a以及52b發射的薄線亮度係反射離開設置於偵測位置上的晶圓12(例如，作為全反射及/或散射的結果)或一部份晶圓12。

在許多實施例中，散射或反射晶圓12的45°薄線亮度以及0°薄線亮度可重疊以提供或產生重疊薄線亮度。重疊的薄線亮度可包括或實施有關每一45°薄線亮度以及0°薄線亮度的一或多個性質、特性及/或好處或優點。據此，重疊的薄線亮度可有助於或具有晶圓12偵測方式的能力，該方式係表示晶圓位置在此種情況下是否對應高反射或鏡子形式表面或非鏡子形式表面。

在第四處理部分958中，反射離開晶圓12的重疊薄線亮度係透過3D輪廓目標透鏡58傳送，其具有無限像差校準。據此，透過3D輪廓目標透鏡58傳輸的重疊薄線亮度係瞄準重疊的薄線亮度。

在第五處理部分960中，透過管狀透鏡60瞄準重疊的薄線亮度。如上所述，管狀透鏡60有助於或完成聚焦瞄準重疊的薄線亮度至3D輪廓照相機56的影像擷取平面上。

在第六處理部分962中，重疊的薄線亮度進入3D輪廓照相機56。在一些實施例中，3D輪廓照相機56係為單色照相機。在其它實施例中，3D輪廓照相機56係為彩色照相機，其具有接收、擷取、區別、識別及/或分離不同波長的薄線亮度。

第七處理部分964包含擷取第一3D輪廓影像。為本發明揭露的目的起見，3D輪廓影像或3D影像可稱為一個影像，其包括、提供或傳送對應三維特性表面或結構(例如，表面或結構的地質)的資訊或訊號。此外，3D輪廓影像亦可稱為由3D輪廓照相機56擷取的回應或光學回應。

在第八處理部分966中，第一3D輪廓影像係轉換為影像訊號，並傳送至CPU。在第九處理部分968中，第一3D輪廓影像或其影像訊號，係由用於晶圓12上至少一3D高度量測、共平面量測以及偵測及/或分類瑕疵的CPU處理。

在本發明揭露的數個實施例中，處理部分952到968可重複擷取對應3D影像數量的任意次數，並傳送擷取的3D影像至CPU。處理部分952到968可沿著晶圓掃瞄移動路徑執行選擇影像擷取位置，或沿著整個晶圓12的整個晶圓掃瞄移動路徑執行。

根據本發明揭露的實施例，處理950可具有使用薄線亮度同時地以45°以及0°指向晶圓12以偵測晶圓12(及/或其它半導體元件)的能力。45°薄線亮度以及0°薄線亮度可沿著亮度回應角度反射的結果重疊，以及因此同時由影像擷取裝置56擷取。因此，在各種實施例中，處理900具有同時地或大致上同時地偵測及/或分析不同形式之晶圓的分佈特徵或特性的能力。

有鑑於由不同的薄線照明器發射薄線亮度之相對強度的光學偵測

在本發明揭露的特定實施例中，45°薄線亮度以及0°薄線亮度的相對強度可根據需求，例如選擇及/或改變的控制，例如根據晶圓12的特性、性質及/或分佈特徵。

更特定的是，45°薄線亮度以及0°薄線亮度的相對強度可獨立地控制，其係基於擷取或檢查相對於擷取或檢查薄線亮度散射或擴散反射之光束強度的薄線亮度全反射光束的強度獨立地控制。通常，對於具有大約相等強度之薄線亮度的第一以及第二光束，全反射薄線亮度的第一光束排除較高或相較於散射薄線亮度之第二光束的更高強度。因此，全反射薄線亮度的第一光束可提升擷取或檢查具有相較於散射薄線亮度的第二光束更大之大小的回應訊號。

在特定實施例中，為大約平衡或調整相對於由散射薄線亮度提升回應訊號之擷取強度，由全反射薄線亮度提升回應訊號的擷取強度，由第一薄線照明器52a(亦即，45°薄線亮度)發射薄線亮度的強度可減少相對於由第二薄線照明器52b(亦即，0°薄線亮度)發射薄線亮度的強度。例如，由第一薄線照明器52a(亦即，45°薄線亮度)發射大約20%或30%強度的薄線亮度可使用相對於由第二薄線照明器52b(亦即，0°薄線亮度)發射大約70%或80%薄線亮度的強度。

由薄線照明器52a，52b供應或發射薄線亮度的相對強度可控制，例如藉由CPU。在特定實施例中，由薄線照明器52a，52b供應或發射薄線亮度的相對強度可以對應地控制被控制，例如選擇及/或改變由影像擷取裝置56擷取回應的最大及/或最小的大小。

雖然相對薄線亮度強度值的例子係提供於本發明的揭露中，其將了解對應於第一以及第二薄線照明器52a，52b，其它相對的薄線亮度強度值亦可根據需求選擇、應用或使用，例如根據晶圓12的特定性質、特性及/或分佈特徵。

使用薄線亮度不同波長的態樣以及效果

在數個實施例中，特定系統10由不同薄線照明器52供應或發射薄線亮度的波長係為相同或大致上相同。然而，在其它實施例中，由系統10不同的薄線照明器52供應或發射薄線亮度的波長係為不同或大致上不同的。

在有關第27c圖系統10，本發明揭露的特定實施例中，由第一薄線照明器52a(例如，薄線亮度的第一光束)發射薄線亮度的波長系不同於由第二薄線照明器52b(例如，薄線亮度的第二光束)發射薄線亮度的波長。換句話說，在特定實施例中，45°薄線亮度的波長系不同於0°薄線亮度的波長。

不同波長的薄線亮度可於反射及/或散射離開晶圓12之後重疊，並同時地由影像擷取裝置56擷取。在許多實施例中，其中由薄線照明器52發射薄線亮度的波長係為不同的，影像擷取裝置56係為彩色照相機。彩色照相機可有助於或具有接收、擷取、區別、分離及/或識別不同波長之薄線亮度的能力。

當由不同薄線照明器52發射薄線亮度不同的光束係為相同波長時，其在重疊之後不需立即為不同的、個別地識別或分開的。因此，在一些例子中，由不同薄線照明器52發射薄線亮度不同的光束係為相同波長，介於薄線亮度不同的光束之間可具有串音(串音)、干擾或互動。據此，由影像擷取裝置56擷取的回應可不利地影響。

然而，由不同的薄線照明器52(例如，第一以及第二薄線照明器52a，52b)供應或發射的薄線亮度係為不同的波長時，串音可減輕或消除，以及由一薄線照明器(例如，第一薄線照明器52a)發射的薄線亮度可藉由不同的薄線照明器(例如，第二薄線照明器52b)發射的薄線亮度快速地為不同的、個別地識別或分開的。

在大部分實施例中，介於由不同的薄線照明器發射薄線亮度不同光束波長之間的差異至少大約為30nm，以減少或消除串音，並因而具有加強薄線亮度之該不同光束的準確性差異、識別及/或分離。

在特定實施例中，第一薄線照明器52a 45°薄線亮度的波長係介於大約200nm以及750nm之間，例如300nm、350nm、400nm、450nm、500nm、550nm或600 nm，以及0°薄線亮度的波長係至少為大約30nm，例如，大約50nm、75nm、100nm、150nm或200nm，不同於45°薄線亮度的波長。

在其它實施例中，第一薄線照明器52a可輸出具有對應彩色紅色中心波長的亮度，同時第二薄線照明器52b可輸出具有對應彩色藍色或綠色中心波長的亮度。此外，第一薄線照明器52a可各別輸出具有對應藍色或綠色中心波長的亮度，以及第二薄線照明器可各別輸出具有對應綠色或藍色中心波長的亮度。

由影像擷取裝置56擷取薄線亮度不同光束的實施例中，可識別及/或個地處理，藉由或有關薄線亮度每一光束產生可用的資訊可個別地獲得、使用及/或儲存。

例如，45°薄線亮度的波長係不同於0°薄線亮度的波長，可處理由影像擷取裝置(亦即，重疊45°薄線亮度以及0°薄線亮度的擷取)擷取的回應以萃取特別是或唯一各別與每一45°薄線亮度以及0°薄線亮度有關的資訊。

在本發明揭露的數個實施例中，處理部分952到968中間的及/或最後的結果及其重複(例如，由3D影像處理獲得的結果)係儲存於CPU的資料庫中。在本發明揭露的其它實施例中，處理部分952到968的結果及其重複(例如，由3D影像處理獲得的結果)係根據需要儲存於其它資料庫或記憶體空間中。

第28a圖以及第28b圖說明薄線亮度於不同方向(因此不同的光學行進路徑)由晶圓12的表面反射典型的方式，其中晶圓12的表面可引起不同或不相等強度的反射薄線亮度。第28b圖顯示沿著晶圓12的位置，亦即，薄線亮度反射離開晶圓12的P1到P9的位置，其中P2到P8的位置係有關於晶圓12上的3D特徵。在一些實施例中，P2到P8位置的3D特徵包括或包含光學雜訊的瑕疵或來源。

由晶圓12表面的反射，反射的薄線亮度(或薄線亮度反射的光束)沿著多重光學行進路徑由晶圓12表面離開。

第29圖描繪各別沿著第一以及第二光學行進路徑對應之亮度移動的第一以及第二回應，其藉由3D輪廓照相機56於P1到P9的每一位置產生。每一回應(或光學回應)對應特定的薄線亮度強度、分佈、圖案及/或準位，其係對應P1到P9的每一位置有關晶圓12表面輪廓或3D特性或地質。

如先前所述，薄線亮度離開晶圓12表面的反射係取決於晶圓12的3D特性或地質，例如，包含於晶圓12表面上的結構、特徵、瑕疵及/或光學雜訊或散射來源的存在及/或特性。

據此，在許多實施例中，第一回應以及第二回應的相對輪廓在既定位置(例如，位置P1到P9)沿著晶圓12的表面係取決於沿著晶圓12表面於該既定位置的3D特性或地質。

如第29圖所示，在第一晶圓位置P1，沿著每一第一以及第二光學行進路徑反射的薄線亮度係未被晶圓12表面的3D特性或地質所影響。此係由於在位置1缺少晶圓12表面的3D特徵。因此，在第一以及第二方向反射薄線亮度的強度，以及據此各別沿著第一以及第二光學行進路徑的行進係為相似或實質上相似。因此，在位置1離開晶圓12表面之薄線亮度的反射引起相似的第一以及第二回應。

然而，在沿著晶圓12表面的每一位置P2到P8，薄線亮度離開晶圓12表面的反射係由於3D特徵的存在而影響。

例如，沿著晶圓12表面的位置P2，3D特徵的3D特性或地質導致在第一方向薄線亮度的反射沒有效果，並因此薄線亮度沿著第一光學行進路徑行進，但預防薄線亮度沿著第二光學路徑(亦即，3D特徵阻斷第二光學路徑)行進。此引起第一回應或第一光學回應，具有相較於第二回應或第二光學回應較高的強度。如第29圖所示，在位置P2，第二回應係位於最小或零強度準位類似的情況應用於位置P3，3D特徵存在橫向的程度或全長(例如，寬度)係帶於在位置P2。

在位置P4，薄線亮度係沿著每一第一以及第二光學行進路徑反射，但該反射係由在位置P4，包含於3D特徵中的瑕疵所影響。更特定而言，瑕疵造成薄線亮度相較於第二方向，在第一方向較大的反射，因而導致第一回應或第一光學回應，具有高於第二回應的強度。在各種實施例中，第一以及第二回應的比較以及分析有助於識別及/或分類存在於或包含於晶圓12表面的瑕疵。

在位置P5，薄線亮度在第一方向係為較弱的反射，因而相較於第二方向沿著第一光學行進路徑，因此沿著第二光學行進路徑。此造成第一回應相較於第二回應具有較低的強度。第一以及第二回應在既定位置(例如，在P5位置)之相對強度的比較以及分析可有助於識別及/或分類存在於或包含於晶圓12表面的瑕疵。

如位置P6，其大約對應3D特徵的頂部或頂點，薄線亮度係大約相等的在每一第一以及第二方向反射，並因此沿著第一以及第二光學行進路徑。據此，第一以及第二回應係大約等於或相同。

在每一位置7以及8，3D特徵的3D特性或地質在第二方向產生薄線亮度的反射，並因此沿著第二光學行進路徑，但預防薄線亮度在第一方向的反射，並因此沿著第一光學行進路徑。結果，在位置P7以及P8，第二回應或第二光學回應係為存在，同時第一回應或第一光學回應係為最小或零強度。

最後，在位置P9，係以相似於位置P1所述的方式，在每一第一以及第二方向之薄線亮度的反射，因此沿著每一第一以及第二光學行進路徑係未受影響。因此，在位置P9的第一以及第二回應係為大約相同(例如，相同的強度)。

在數個實施例中，第二3D晶圓掃瞄處理750及/或第三晶圓掃瞄處理950有助於或具有擷取至少二回應的能力，並因此獲得至少二圖像，其係有關於使用單一影像擷取裝置之晶圓12的3D特性(例如，3D特徵)，例如3D輪廓照相機56。此外，在多數實施例中，擷取的至少二回應，並因此獲得至少二圖像，有關於晶圓12的3D特性(例如，3D特徵)係同時地由3D輪廓照相機56執行。

在各種實施例中，至少二回應或至少二圖像，可結合、組成或一同使用(例如，組成)用以產生晶圓12之3D特性(例如3D特徵)的單一表現、圖像或影像。在數個實施例中，至少二回應的組合或組成可加強產量，例如更準確的晶圓12之3D特性(例如，3D特徵)影像。

擷取的至少二回應可改善晶圓3D剖面測勘(剖面測勘)或偵測的準確性。例如，在各種實施例中，擷取的至少二回應可增強可能存在於晶圓12表面辨別瑕疵的準確性。

使用已存在或傳統晶圓偵測的方法，昂貴、龐大及/或複雜的系統或裝置設定包含使用擷取有關一般需要3D特徵之多重回應或圖像的多重影像擷取裝置。其亦不可能使用已存在的晶圓偵測系統以及方法，以一致性同時發生影像擷取裝置的影像擷取或影像擷取裝置之曝光時間。通常，介於連續不斷的影像擷取之間的輕微非同時性(non-同步)可能導致不需要或不適當反射的擷取，因此擷取不適當或不準確的影像。此外，由於晶圓一般不一致的3D輪廓，亮度係為不一致或不均勻地反射離開該晶圓的表面，以傳輸至影像擷取裝置，並由影像擷取裝置擷取。由於晶圓表面上結構以及幾何變化造成的亮度色散，當僅使用單一圖像或光學回應時，通常導致晶圓偵測中的不準確。

在本發明揭露的許多實施例中，系統10致使在多重不同方向反射離開晶圓12表面的亮度同時地由3D輪廓照相機56或3D影像擷取裝置56擷取。例如，在各種實施例中，系統10致使在至少第一方向以及第二方向反射離開晶圓12表面的亮度同時地由3D輪廓照相機56或3D影像擷取裝置56擷取，其中第一以及第二方向係為至少一發散的以及非平行的。此有助於或使得多重光學回應或影像(亦稱為圖像)於沿著晶圓12表面之每一位置的擷取或生產成為可能。據此，本發明揭露的許多實施例提供用以改善晶圓12之3D剖面測勘的準確性，並因此加強晶圓12的偵測，例如增加瑕疵檢查的準確性。

單一影像擷取裝置的使用，更特定而言，3D影像擷取裝置56的使用，亦有助於或完成加強系統10的成本及/或空間效率。再者，在各種實施例中，單一目標透鏡58以及單一管狀透鏡60的使用幫助增加有關晶圓12偵測或影像擷取的校正容易、速度以及準確性。

相似或類似於上述有關2D晶圓掃瞄或偵測處理的方式，介於目標透鏡58以及管狀透鏡60之間的亮度瞄準可增加採用額外光學元件至系統10的容易度，例如介於目標透鏡58以及管狀透鏡60之間，而不需大致上重新組態或重新排列系統10已存在的元件。

在完成第一、第二或第三3D晶圓掃瞄處理700，750，950之後，藉由執行處理部分416以及418獲得晶圓12上的檢查瑕疵以及位置及其分類可因此統一。統一的瑕疵、位置及其分類有助於在處理部分420中複查掃瞄移動路徑的計算。在本發明揭露的數個實施例中，複查掃瞄移動路徑係基於沿著晶圓掃瞄移動路徑，晶圓12上瑕疵檢查的位置計算。此外，沿著複查掃瞄移動路徑的瑕疵影像擷取位置係計算或取決於處理部分420中。在本發明揭露的大部分實施例中，瑕疵影像擷取位置係對應在處理部分416以及418期間，瑕疵檢查(亦即晶圓12的DROI)之晶圓12的位置。

具體方法400的處理部分422中，根據本發明揭露的實施例係執行具體複查處理800。複查處理800具有在處理部分416以及418中，瑕疵檢查之複查的能力。在本發明揭露的大部分實施例中，複查處理800透過至少一第一模式800a、第二模式800b以及第三模式800c發生。

具體複查處理800

第26圖根據本發明揭露的實施例，顯示具體複查處理800的處理流程圖。

在本發明揭露的大部分實施例中，複查處理800包括三個複查模式，命名為第一模式800a、第二模式800b以及第三模式800c。在步驟802中，係選擇複查模式(亦即第一模式800a、第二模式800b以及第三模式800c其中之一)。

複查處理800的第一模式800a

複查處理800第一模式800a的步驟804中，在方法400的步驟416中執行的2D影像處理程序600期間，檢查到所有瑕疵的第一影像以及第二影像係統一並儲存。

在步驟806中，晶圓12上檢查到瑕疵之統一以及儲存的第一影像以及第二影像係上傳或傳輸至用以離線複查的外部儲存器或伺服器。

在步驟808中，係下載晶圓12(亦即，目前晶圓台16上的晶圓12)，以及第二晶圓係藉由機器手臂由晶圓堆疊20載入至晶圓台16上。在步驟810中，每一步驟804到808係以第二晶圓重複。

步驟804到810係連續地重複任意次數，根據晶圓堆疊20晶圓的數量。步驟804到810的重複造成以晶圓堆疊20的每一晶圓獲得第一影像以及第二影像的統一以及儲存，以及上傳第一影像以及第二影像至用以離線複查的外部儲存器或伺服器。熟知該技藝者應可了解第一模式800a使得步驟804到810具有自動的效能，而不需使用者介入且不影響生產。此方法允許連續的生產，同時使用者可執行儲存影像的離線複查。此方法增加系統10利用性以及生產率。

複查處理800的第二模式800b

在複查處理800第二模式800b的步驟820中，一些複查影像係於如步驟420中計算的每一瑕疵影像擷取位置上擷取。在本發明揭露的數個實施例中，複查亮區影像以及複查暗區影像係於如步驟420中使用如第14圖所示的複查影像擷取裝置62計算的每一瑕疵影像擷取位置擷取。換句話說，使用亮區照明器64的複查亮區影像以及使用暗區照明器66的複查暗區影像係由步驟416的2D影像處理程序600檢查的每一瑕疵擷取。每一數量的複查影像係由複查影像擷取裝置62擷取。在本發明揭露的數個實施例中，每一數量的複查影像係為彩色的影像。

熟知該技藝者將可了解提供揭露的本發明內容，用以個別擷取亮區複查影像以及暗區複查影像之亮區亮度以及暗區亮度的強度可根據需要決定以及改變。例如，用以擷取複查影像數量的亮度強度可基於晶圓瑕疵的形式，系統10的使用者希望複查或基於晶圓12的材料選擇。其亦可能使用由使用者設定亮區以及暗區亮度的各種組合以及各種強度準位擷取多重複查影像。

在步驟822中，在如步驟420中計算的每一瑕疵影像擷取位置擷取複查影像的數量係為統一以及儲存。在每一瑕疵影像擷取位置擷取的統一以及儲存的複查影像係接著上傳至步驟824中，用以離線複查的外部儲存器或伺服器中。

在步驟826中，晶圓12(亦即目前晶圓台16上的晶圓12)係下載，且第二晶圓係藉由機械晶圓操作裝置18自晶圓堆疊20載入至晶圓台16上。在步驟828中，每一步驟402到422係以第二晶圓重複。於第二晶圓上瑕疵檢查之統一以及儲存的第一影像以及第二影像係上載至外部儲存器或伺服器。

複查處理800的第二模式800b中，步驟820到828可根據晶圓堆疊20的晶圓數量重複任意次數。重複的步驟820到828產生以晶圓堆疊20之每一晶圓獲得的統一以及儲存的擷取亮區複查影像以及暗區複查影像，並上傳第一影像以及第二影像至用於離線複查外部儲存器或伺服器。

此方法允許連續的生產，同時使用者可執行儲存影像的離線複查。此方法允許以用於離線複查亮度的各種組合擷取每一瑕疵的多重影像，而不需影響機械利用性以及改善生產率。

複查處理800的第三模式800c

在本發明揭露的大部分實施例中，複查處理800的第三模式800c係由手動的輸入初始化，更特定而言，係由使用者輸入或命令。在步驟840中，使用者以第一瑕疵影像擷取位置擷取第一複查亮區影像以及第一複查暗區影像。在步驟842中，使用者手動地檢查或複查擷取的第一複查亮區影像以及第一複查暗區影像。在本發明揭露的數個實施例中，第一複查亮區影像以及第一複查暗區影像係顯示在用以有助於藉由使用者視覺偵測的螢幕上或監視器上。使用者可使用亮區以及暗區照明器，以不同的亮度組合觀看瑕疵。

在步驟844中，使用者接受或拒絕或重新分類對應於第一瑕疵影像擷取位置的瑕疵。步驟840到844係接著以如步驟420中計算的每一瑕疵影像擷取位置連續地重複。

在步驟840到844以每一瑕疵影像擷取位置連續地重複之後，確實的瑕疵及其分類係接著統一以及儲存於步驟846中。統一以及儲存確實的瑕疵及其分類係接著上傳或傳輸至步驟848中的外部儲存器或伺服器。複查處理800的第三模式800c中，晶圓12(亦即目前晶圓台16上的晶圓12)係僅在完成步驟846之後下載。據此，熟知該技藝者應可了解複查處理的第三模式800c需要連續的使用者存在，用以有效視覺偵測或複查每一晶圓。

在複查處理800的步驟848中，晶圓12(亦即目前晶圓台16上的晶圓12)係下載，且機械晶圓操作裝置18接著由晶圓堆疊20載入第二晶圓至晶圓台16上。步驟840到848係根據檢查晶圓的數量(或者在晶圓堆疊20中晶圓的數量)重複任意次數。

熟知該技藝者可了解上述提供的內容中，複查處理的第一模式800a以及第二模式800b實現相對任意的統一、儲存以及上傳擷取影像至外部儲存器或伺服器。第一模式800a以及第二模式800b表示為自動的複查處理。使用者可根據需要以及當有需要存取用於離線複查擷取影像的外部儲存器或伺服器。第一模式800a以及第二模式800b具有連續複查晶圓堆疊20之每一晶圓或連續的影像擷取、統一、上載以及儲存的能力。

熟知該技藝者應可了解儘管僅有三個複查模式，命名為第一模式800a、第二模式800b以及第三模式800c，係描述於本發明的敘述中，熟知該技藝者可實現三個複查模式800a、800b以及800c每一模式之步驟的其它複查處理或不同的變更或組合。此外，熟知該技藝者應可了解三個複查模式800a，800b以及800c，每一模式可根據需要使用習知方法修改或改變而不違背由本發明揭露的範疇。

在複查處理800的效能之後，驗證瑕疵以及位置及其分類，係為統一以及儲存於步驟426中。驗證的瑕疵以及位置及其分類，係統一以及儲存於資料庫或儲存於外部資料庫或記憶體空間中。晶圓地圖亦更新於步驟426中。

如先前所述，每一擷取的亮區影像、DHA影像以及DLA影像係相較於用以識別或偵測晶圓12瑕疵所對應的黃金參考或參考影像。由本發明揭露(如第18圖所示)提供的具體參考影像建立處理900有助於建立或產生此種參考影像。熟知該技藝者可了解參考影像建立處理900亦可稱為對準處理。

如先前所述，在2D晶圓掃瞄處理500期間擷取的每一2D亮區影像、2D DHA影像、2D DLA影像係較佳地匹配其由參考影像建立處理900建立對應的參考影像。

具體比較處理已利用2D影像處理程序600描述。然而，為清楚起見，介於工作影像以及參考影像之間匹配的摘要係提供於下。首先，在本發明揭露的數個實施例中，選擇工作影像的次像素校準係使用已知的參考執行，包括樣版、跡線、凸塊、襯墊以及其它唯一的圖案，但不限於此。

第二，係計算於影像擷取位置上擷取工作影像的晶圓12參考強度。用以與工作影像匹配的適當參考影像係接著選擇。在本發明揭露的數個實施例中，適當的參考影像係由參考影像建立處理900建立的多重參考影像選擇。

CPU可為可程式化，用以選擇以及萃取工作影像將匹配的適當參考影像。在本發明揭露的大部分實施例中，將比較計算以及儲存、正常化之平均或幾何平均的計算以及儲存、標準差、藉由參考影像建立處理900增強速度之參考影像每一像素的最大以及最小強度以及萃取適當的參考影像至工作影像的準確性。

接著計算工作影像每一像素對應的定量資料。定量的資料係為例如正常化平均或幾何平均、標準差、工作影像每一像素的最大以及最小強度。接著參考或檢查對比於選擇參考影像每一像素之對應資料值的工作影像每一像素的定量資料值。

介於工作影像的像素以及參考影像的像素之間的定量資料值比較具有瑕疵識別或檢查的能力。在本發明揭露的大部分實施例中，預定的臨界值係由使用者設定。介於工作影像的像素以及參考影像的像素之定量資料值之間的差異係匹配對比於具有增加的、額外的以及常數值之一的預定臨界值。若介於工作影像像素以及參考影像像素的定量資料值之間的差異大於預定臨界值，則標記為瑕疵(或瑕疵)。

預定臨界值可根據需要改變。在本發明揭露的數個實施例中，預定臨界值可改變，用以調整處理400的鬆緊度(stringency)。此外，預定臨界值可根據檢查瑕疵的形式、用於偵測存在晶圓12的材料或亮度條件的需要改變。再者，預定臨界值可根據客戶需求，或者通常根據半導體產業的需求改變。

根據本發明揭露的實施例，用於偵測半導體晶圓的系統10以及處理400係如上所述。提供上述內容的熟知該技藝者將可了解完成修改系統10以及處理400並不違背本發明揭露的範疇。例如，可修改處理400之處理部分的序列以及處理500、600、700、750、800、900以及950步驟的序列而不違背本發明揭露的範疇。

本發明揭露各種實施例之系統10以及處理400的目標係為準確以及低成本的晶圓偵測。當晶圓在移動時，系統10以及處理400用於晶圓自動偵測的能力係增強晶圓偵測的效率。此係由於用在偵測位置之晶圓影像擷取的個別晶圓減速以及停止並未浪費時間，以及在例如使用數個已存在的半導體晶圓偵測系統擷取影像之後，晶圓由偵測位置隨後的加速以及運輸時間並未浪費。介於多重影像擷取之間已知的影像偏移有助於擷取影像的處理，因而檢查的瑕疵可能存在於其中。相對於相同晶圓之特定組影像的偏移可以軟體準確地測定晶圓上瑕疵的座標，並隨後地測定整個框架中晶圓的位置。偏移係較佳地藉由讀取X以及Y位移馬達的解碼值決定，以及用以計算瑕疵的座標或瑕疵。此外，在每一偵測位置使用的二影像結合二不同影像技術的優點，有助於更準確的晶圓偵測。

熟知該技藝者應可了解影像擷取的時間同步可根據需要改變。更特定而言，時間同步可調整增強可程式化控制器的能力，以補償介於擷取影像之間的影像偏移。本發明揭露的系統10以及處理400有助於在提供的亮度以及用於擷取影像之對應影像擷取裝置的方位之間準確同步，以最小化偵測品質的下降。

系統10使用的亮度可為用於加強品質影像擷取的光線全可見頻譜。由系統10用於影像擷取供應的亮度強度及其結合可容易地根據因素選擇以及改變，其中因素包括檢查瑕疵的形式、晶圓材料以及晶圓偵測的鬆緊度，但不限於此。由本發明揭露提供的系統10以及處理400亦具有在晶圓上3D元件高度量測的能力，以及當晶圓在移動時3D輪廓影像分析的能力。

本發明揭露的系統10具有光學設定(亦即光學偵測頭14)，其不需頻繁的空間重組以符合晶圓結構或特性的改變。此外，與系統10一同使用的管狀透鏡具有容易重組以及設計系統10的能力，更特定而言，具有容易重組以及設計系統10之光學偵測頭14的能力。使用的管狀透鏡容易增強光學元件以及配備至系統的採用，更特定而言，係介於目標透鏡以及管狀透鏡之間，光學元件以及配備至系統的採用。

本發明揭露的系統10包含振動隔離台24(一般已知為穩定機構)，用以緩衝系統10不需要的震動。振動隔離台24幫助增強第一影像擷取裝置32、第二影像擷取裝置34、3D輪廓照相機以及複查影像擷取裝置62之影像擷取的品質，並因此幫助增強瑕疵檢查的準確性。此外，系統10的XY圖表具有相對偵測位置，晶圓準確位移以及校準的能力。

如先前技術所述，已存在的參考影像推導或建立處理需要手動的選擇「好的」晶圓，導致相對不準確以及不一致的推導參考影像。據此，晶圓偵測的品質係有不利地影響。根據本發明揭露的實施例，系統10以及處理400達成由建立參考影像加強偵測的品質，而不需手動的選擇(亦即主觀的選擇)「好的」晶圓。參考影像建立處理900允許在晶圓不同的位置上，不同臨界強度的應用，因此可容納晶圓上非線性亮度的變化。處理400因此有助於減少錯誤或不需要的瑕疵檢查，以及最終晶圓偵測加強的品質。

本發明揭露的實施例有助於或具有自動瑕疵檢查的能力，其係使用以參考影像相較於未知品質晶圓之擷取影像的分析模式1。本發明亦揭露具有自動瑕疵檢查的能力，較佳地藉由數位化影像(亦即工作影像以及參考影像)上的數位分析執行。

本發明揭露的實施例有助於或具有自動複查模式的能力，其並不影響生產並改善機器利用率，而已存在的設備僅提供手動的複查模式，其需要藉由觀察不同的亮度強度操作或決定每一瑕疵。

在前述方式中，用於偵測半導體晶圓以及元件的系統、設備、方法、處理以及技術藉由本發明所述揭露的各種實施例提供。系統、設備、方法、處理以及技術滿足如先前技術所述已存在於半導體偵測系統以及方法所面對的至少一議題或問題。然而，熟知該技藝者應可了解本發明揭露並不限於上述實施例的特定形式、排列或結構。熟知該技藝者應可了解揭露的態樣，其許多的變化及/或修改可不違背本發明所揭露的精神及範疇。

10．．．系統

12．．．晶圓

14．．．光學偵測頭

16．．．晶圓夾盤

18．．．機械晶圓操作裝置

20．．．晶圓堆疊模組

22．．．置換盤

24．．．振動隔離台

26．．．亮區照明器

28．．．低角度暗區照明器

30．．．高角度暗區照明器

32．．．第一影像擷取裝置

34．．．第二影像擷取裝置

36．．．第一管狀透鏡

38．．．第二管狀透鏡

40．．．目標透鏡

42．．．可旋轉安裝座

44．．．三透鏡聚光器

47．．．棱鏡

48．．．第一分光鏡

50．．．第二分光鏡

52．．．薄線照明器

52a．．．第一薄線照明器

52b．．．第二薄線照明器

54．．．鏡子

54a．．．第一組鏡子

54b．．．第二組鏡子

56．．．3D輪廓照相機

58．．．3D輪廓目標透鏡

60．．．管狀透鏡

62．．．複查影像擷取裝置

64．．．複查亮區照明器

66．．．複查暗區照明器

68．．．分光鏡

70．．．複查目標透鏡

72．．．複查管狀透鏡

74．．．第一反射表面

84a．．．第一組反射器

84b．．．第二組反射器

α1、α2．．．角度

Θ1．．．第一角度分離

Θ2．．．第二角度分離

I1．．．入射強度

P1～P9．．．位置

100．．．第一光線路徑

200．．．第二光線路徑

250．．．第三光線路徑

300．．．第四個光線路徑

350．．．第五光線路徑

400、500、700、750、950．．．處理

600．．．程序

800．．．複查處理

800a．．．第一模式

800b．．．第二模式

800c．．．第三模式

900．．．具體參考影像建立處理

102～124、202～218、252～268、302～318、352～364、402～424、502～516、602～624、702～718、752～770、802～810、820～828、840～848、902～928、952～968．．．步驟

本發明揭露的特定實施例將參照下列圖式描述，其中：

第1圖根據本發明揭露的具體實施例，顯示用於偵測晶圓之具體系統的部分平面圖；

第2圖顯示第1圖系統的部分等角視圖；

第3圖根據第2圖中虛線「A」，顯示第1圖系統之光學偵測頭的分解部分等角視圖；

第4圖根據第2圖中虛線「B」，顯示第1圖系統之自動晶圓台的分解部分等角視圖；

第5圖根據第2圖中虛線「C」，顯示第1圖系統之自動晶圓上載/下載的分解部分等角視圖；

第6圖根據第2圖中虛線「D」，顯示第1圖系統之晶圓堆疊模組的分解部分等角視圖；

第7圖顯示第1圖系統之光學偵測頭的部分等角視圖；

第8圖顯示第1圖系統之光學偵測頭的部分前視圖；

第9圖顯示介於第1圖系統的亮區照明器、低角度暗區照明器、高角度暗區照明器、第一影像擷取裝置以及第二影像擷取裝置之間，亮度的光學光線路徑；

第10圖係為藉由第9圖的亮區照明器供應亮區亮度之具體第一光線路徑的流程圖；

第11圖係為藉由第9圖之高角度暗區照明器供應的暗區高角度亮度之具體第二光線路徑流程圖；

第12圖係為由第9圖之低角度暗區照明器供應的暗區低角度亮度之具體第三光線路徑流程圖；

第13圖根據本發明揭露的實施例，顯示介於系統的薄線照明器以及3D影像擷取裝置或照相機之間亮度的光線路徑；

第14圖顯示介於第1圖系統的複查亮區照明器、複查暗區照明器以及複查影像擷取裝置之間亮度的光學光線路徑；

第15圖係為介於第14圖的複查亮區照明器以及複查影像擷取裝置之間，跟隨亮區亮度之具體第四光線路徑的流程圖；

第16圖係為介於第14圖的複查暗區照明器以及複查影像擷取裝置之間，跟隨暗區亮度之具體第五光線路徑的流程圖；

第17圖係為本發明實施例揭露，提供用於偵測晶圓程序的處理流程圖；

第18圖係為根據本發明揭露的實施例，在第17圖的處理效能期間，使用相較於影像擷取，用以建立參考影像之參考影像建立處理的處理流程圖；

第19圖係為根據本發明揭露的實施例，在第17圖處理期間執行具有時間偏移之具體二維晶圓掃瞄處理的處理流程圖；

第20圖顯示藉由第1圖系統之亮度配置器可選擇亮度組態的圖表；

第21圖顯示由第一影像擷取裝置擷取的第一影像以及藉由第二影像擷取裝置擷取的第二影像的時序圖；

第22a圖顯示由第1圖之第一影像擷取裝置擷取的第一影像；

第22b圖顯示由第1圖之第二影像擷取裝置擷取的第二影像；

第22c圖顯示結合的第22a圖第一影像以及第22b圖第二影像，其用以展示當晶圓在移動時，由於擷取第一影像以及第二影像的影像偏移；

第23圖係為根據本發明揭露的實施例，執行於第17圖處理中，二維影像程序處理的處理流程圖；

第24圖係為根據本發明揭露的實施例，執行於第17圖的處理中，第一具體三維晶圓掃瞄處理的處理流程圖；

第25圖係為根據本發明揭露的實施例，執行於第17圖處理中之第二具體三維晶圓掃瞄處理的處理流程圖；

第26圖係為根據本發明揭露的實施例，執行於第17圖處理中，具體複查處理的處理流程圖；

第27a圖根據本發明揭露的實施例，顯示介於薄線照明器以及3D影像擷取裝置或照相機之間，亮度的具體光學光線路徑；

第27b圖根據本發明揭露的其它實施例，顯示介於二薄線照明器以及3D影像擷取裝置或照相機之間，亮度的另一光學光線路徑；

第27c圖根據本發明揭露的其它實施例，顯示介於二薄線照明器以及3D影像擷取裝置或照相機之間，亮度的另一光學光線路徑；

第28a圖說明亮度離開半導體晶圓表面的反射，反射的亮度用以產生第一回應以及第二回應；

第28b圖說明沿著第28a圖半導體晶圓表面的多重位置P1到P9之亮度反射，以及隨後由影像擷取裝置接收；

第29圖顯示有關第28b圖之每一位置P1到P9的具體第一回應以及第二回應；以及

第30圖係為根據本發明揭露的特定實施例，第三三維(3D)晶圓掃瞄處理的處理流程圖。