AT520964B1 - Apparatus and method for optically detecting a peripheral area of a flat object - Google Patents

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AT520964B1 AT501722018A AT501722018A AT520964B1 AT 520964 B1 AT520964 B1 AT 520964B1 AT 501722018 A AT501722018 A AT 501722018A AT 501722018 A AT501722018 A AT 501722018A AT 520964 B1 AT520964 B1 AT 520964B1
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur optischen Erfassung eines Randbereiches eines flachen Objektes (15), insbesondere eines Wafers, umfassend zumindest einen Detektor (3) und eine Vielzahl von optischen Einrichtungen, die jeweils eine Beleuchtungseinheit (4) umfassen, wobei zwischen dem zumindest einen Detektor (3) und den optischen Einrichtungen ein Messbereich in einer Messebene aufgespannt ist, wobei der zumindest eine Detektor (3) sowie die optischen Einrichtungen auf einem starren Träger (2) angeordnet sind und mit den optischen Einrichtungen jeweils ein geradliniger Strahlengang durch den Messbereich hindurch zum zumindest einen Detektor (3) erzeugbar ist und wobei der zumindest eine Detektor (3) und die mit diesem zusammenwirkenden optischen Einrichtungen an gegenüberliegenden Seiten des Messbereiches angeordnet sind. Ferner betrifft die Erfindung eine Verwendung einer solchen Vorrichtung (1) bei einer Inspektion eines Randes und/oder Bestimmung einer geometrischen Randbeschaffenheit eines Objektes (15). Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur optischen Vermessung eines Randes eines flachen Objektes (15), insbesondere eines Wafers, wobei der Rand des Objektes (15) mit einer Vielzahl von Lichtquellen beleuchtet und deren Projektion von zumindest einem Detektor (3) erfasst wird, wobei der Rand des Objektes (15) sequenziell mit jeweils zumindest einer Lichtquelle (9) beleuchtet wird, deren Projektionen mit dem zumindest einen Detektor (3) erfasst und auftretende Beugungserscheinungen ausgewertet werden, wobei deren Positionen auf dem zumindest einen Detektor (3) bestimmt werden.The invention relates to a device (1) for optically detecting an edge region of a flat object (15), in particular a wafer, comprising at least one detector (3) and a plurality of optical devices each comprising a lighting unit (4), between which at least one detector (3) and the optical devices, a measuring range is spanned in a measuring plane, wherein the at least one detector (3) and the optical devices on a rigid support (2) are arranged and with the optical devices in each case a rectilinear beam path through the Measuring range to at least one detector (3) can be generated and wherein the at least one detector (3) and the cooperating with this optical devices are arranged on opposite sides of the measuring range. Furthermore, the invention relates to a use of such a device (1) in an inspection of an edge and / or determination of a geometric edge condition of an object (15). Moreover, the invention relates to a method for optical measurement of an edge of a flat object (15), in particular of a wafer, wherein the edge of the object (15) is illuminated with a plurality of light sources and whose projection is detected by at least one detector (3), wherein the edge of the object (15) is illuminated sequentially with in each case at least one light source (9) whose projections are detected by the at least one detector (3) and diffraction phenomena are evaluated, their positions being determined on the at least one detector (3) ,

Description

VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR OPTISCHEN ERFASSUNG EINES RANDBEREICHES EINES FLACHEN OBJEKTES [0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur optischen Erfassung eines Randbereiches eines flachen Objektes, insbesondere eines Wafers, umfassend zumindest einen Detektor und eine Vielzahl von optischen Einrichtungen, die jeweils eine Beleuchtungseinheit umfassen, wobei zwischen dem zumindest einen Detektor und den optischen Einrichtungen ein Messbereich in einer Messebene aufgespannt ist, wobei der zumindest eine Detektor sowie die optischen Einrichtungen auf einem starren Träger angeordnet sind.DEVICE AND METHOD FOR OPTICALLY DETECTING AN EDGE AREA OF A FLAT OBJECT The invention relates to an apparatus for optically detecting an edge area of a flat object, in particular a wafer, comprising at least one detector and a multiplicity of optical devices, each comprising an illumination unit, wherein A measurement area is spanned in a measurement plane between the at least one detector and the optical devices, the at least one detector and the optical devices being arranged on a rigid support.

[0002] Weiter betrifft die Erfindung eine Verwendung einer derartigen Vorrichtung.[0002] The invention further relates to the use of such a device.

[0003] Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur optischen Vermessung eines Randes eines flachen Objektes, insbesondere eines Wafers, wobei der Rand des Objektes mit einer Vielzahl von Lichtquellen beleuchtet und deren Projektion von zumindest einem Detektor erfasst wird.Furthermore, the invention relates to a method for the optical measurement of an edge of a flat object, in particular a wafer, the edge of the object being illuminated with a multiplicity of light sources and the projection of which is detected by at least one detector.

[0004] Aus dem Stand der Technik sind diverse Vorrichtungen bzw. Verfahren zur optischen Messung von Randbereichen flacher Objekte und zur Bewertung von Defekten an diesen bekannt.Various devices and methods for the optical measurement of edge areas of flat objects and for evaluating defects on them are known from the prior art.

[0005] Ein Beispiel für eine derartige Vorrichtung ist in der DE 10 2007 024 525 A1 beschrieben. Bei einer solchen Vorrichtung ist eine Vielzahl von optischen Einrichtungen zur Beleuchtung eines Wafers vorgesehen. Darüber hinaus sind zumindest drei Kameras vorgesehen, welche von unterschiedlichen Seiten auf den Randbereich des Wafers gerichtet sind und mit welchen jeweils eine Bildaufnahme des Randbereiches erfolgt, wobei ein aufzunehmender Defekt im Hellfeld beleuchtet wird.[0005] An example of such a device is described in DE 10 2007 024 525 A1. In such a device, a large number of optical devices for illuminating a wafer are provided. In addition, at least three cameras are provided, which are directed from different sides onto the edge area of the wafer and with which the edge area is recorded in each case, a defect to be recorded being illuminated in the bright field.

[0006] In der US 2006/0115142 A1 werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Inspektion eines Randes eines Wafers beschrieben, wobei ebenfalls zumindest ein Bild des Randes aufgenommen wird.US 2006/0115142 A1 describes a device and a method for inspecting an edge of a wafer, wherein at least one image of the edge is also recorded.

[0007] In der AT 510 605 B1 werden eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur optischen Messung von zumindest einer Dimension eines flachen Objektes beschrieben. Bei einer solchen Vorrichtung sind punktförmige Lichtquellen und zumindest ein den Lichtquellen gegenüberliegender Detektor vorgesehen.[0007] AT 510 605 B1 describes a device and a method for the optical measurement of at least one dimension of a flat object. In such a device, punctiform light sources and at least one detector opposite the light sources are provided.

[0008] In der DE 10 2005 014596 B3 ist eine Vorrichtung zur Erfassung eines Randbereiches eines Wafers offenbart, wobei mehrere Detektoren vorgesehen sind, welche oberhalb und unterhalb des Wafers angeordnet sind, sodass ein Licht erfasst werden kann, welches an der Oberfläche des Wafers reflektiert wird.[0008] DE 10 2005 014596 B3 discloses a device for detecting an edge region of a wafer, with several detectors being provided which are arranged above and below the wafer, so that a light can be detected which reflects on the surface of the wafer becomes.

[0009] Darüber hinaus sind aus den Dokumenten US 5,781,649 A, WO 2015/196163 A1 und DE 10 2007 047352 A1 Vorrichtungen zur optischen Inspektion bekannt, bei welchen vorgesehen ist, dass ein an einer Objektoberfläche reflektierter Lichtstrahl erfasst wird.[0009] Devices for optical inspection are also known from documents US 5,781,649 A, WO 2015/196163 A1 and DE 10 2007 047352 A1, in which it is provided that a light beam reflected on an object surface is detected.

[0010] Derartige Vorrichtungen bzw. Verfahren weisen allerdings den Nachteil auf, dass eine Vermessung eines Objektrandes bzw. Beurteilung der Defekte an dem Objektrand von einer Form sowie von optischen Materialeigenschaften des Objektes, wie beispielsweise einer Reflexion, einer Absorption oder einer Transparenz, abhängig ist.Such devices and methods, however, have the disadvantage that a measurement of an object edge or assessment of the defects on the object edge is dependent on a shape and on optical material properties of the object, such as reflection, absorption or transparency ,

[0011] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, welche eine form- und materialunabhängige Inspektion von Objekträndern ermöglicht.The object of the invention is to provide a device of the type mentioned, which enables a shape and material-independent inspection of object edges.

[0012] Ein weiteres Ziel ist es, eine Verwendung für eine solche Vorrichtung anzugeben.Another aim is to specify a use for such a device.

[0013] Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, welches eine form- und materialunabhängige Inspektion von Objekträndern ermöglicht.Furthermore, it is an object of the invention to provide a method of the type mentioned, which enables a shape and material-independent inspection of object edges.

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AT 520 964 B1 2019-11-15 österreichisches patentamt [0014] Die erste Aufgabe wird gelöst, wenn bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art mit den optischen Einrichtungen jeweils ein geradliniger Strahlengang durch den Messbereich hindurch zum zumindest einen Detektor erzeugbar ist und wobei der zumindest eine Detektor und die mit diesem zusammenwirkenden optischen Einrichtungen an gegenüberliegenden Seiten des Messbereiches angeordnet sind.AT 520 964 B1 2019-11-15 Austrian Patent Office [0014] The first object is achieved if, in the case of a device of the type mentioned at the beginning, a straight beam path can be generated with the optical devices through the measuring area to at least one detector, and the at least one a detector and the optical devices interacting with it are arranged on opposite sides of the measuring range.

[0015] Ein mit der Erfindung erzielter Vorteil ist insbesondere darin zu sehen, dass durch die Anordnung auf einem, insbesondere gemeinsamen, starren Träger eine geometrische Beziehung zwischen dem zumindest einen Detektor und den optischen Einrichtungen fixiert ist. Eine solche fixierte geometrische Beziehung erlaubt eine einfache mathematische Modellierung des Randbereiches aus aufgenommenen Messwerten. Hierbei kann durch eine Belichtung eines Objektrandes und tangentialer Projektion eines Strahles aus einer optischen Einrichtung am Objektrand auf den zumindest einen Detektor eine Position der Projektion am Detektor bestimmt werden. Dies kann für jede optische Einrichtung separat und nacheinander, in einer sogenannten sequenziellen Einzelbelichtung, oder jeweils für mehrere optische Einrichtungen gleichzeitig, in einer sogenannten simultanen Mehrfachbelichtung, erfolgen.An advantage achieved with the invention can be seen in particular in that the arrangement on a, in particular common, rigid support fixes a geometric relationship between the at least one detector and the optical devices. Such a fixed geometric relationship allows a simple mathematical modeling of the edge area from recorded measurement values. A position of the projection on the detector can be determined here by exposure of an object edge and tangential projection of a beam from an optical device on the object edge onto the at least one detector. This can be done for each optical device separately and in succession, in a so-called sequential single exposure, or in each case for several optical devices simultaneously, in a so-called simultaneous multiple exposure.

[0016] Zweckmäßigerweise weist der Träger eine zu einer Seite hin geöffnete Ausnehmung auf. Der Träger kann insbesondere C-förmig ausgebildet sein. Dies ermöglicht ein einfaches Einbringen eines zu vermessenden Objektes in die Vorrichtung.[0016] The carrier expediently has a recess which is open to one side. The carrier can in particular be C-shaped. This makes it easy to insert an object to be measured into the device.

[0017] Mit Vorteil sind der zumindest eine Detektor und die optischen Einrichtungen zumindest teilweise auf gegenüberliegenden Seiten der Ausnehmung positioniert. Dadurch ist gewährleistet, dass das Objekt zwischen den zumindest einen Detektor und die optischen Einrichtungen eingebracht werden kann.[0017] The at least one detector and the optical devices are advantageously at least partially positioned on opposite sides of the recess. This ensures that the object can be inserted between the at least one detector and the optical devices.

[0018] Bevorzugt sind der zumindest eine Detektor und/oder die optischen Einrichtungen in der Messebene fixiert und/oder senkrecht zur Messebene justierbar. Somit ist gewährleistet, dass die geometrische Beziehung zwischen dem zumindest einen Detektor und den optischen Einrichtungen in der Messebene fixiert ist. Durch eine Justierung senkrecht zur Messebene können fertigungsbedingte Positionsabweichungen ausgeglichen und/oder eine Messgenauigkeit erhöht werden.[0018] The at least one detector and / or the optical devices are preferably fixed in the measurement plane and / or adjustable perpendicular to the measurement plane. This ensures that the geometric relationship between the at least one detector and the optical devices is fixed in the measurement plane. Adjustments perpendicular to the measuring plane can compensate for positional deviations caused by production and / or increase the measuring accuracy.

[0019] Es ist vorteilhaft, wenn der zumindest eine Detektor als mehrzeiliger optoelektronischer Sensor ausgebildet ist. Dadurch kann ein Licht von den optischen Einrichtungen, insbesondere von tangentialen Projektionsstrahlen, als elektrisches Signal positionsgenau und auf einer im Vergleich zu einem einzeiligen Sensor vergrößerten Fläche erfasst werden. Es ist insbesondere als Vorteil zu sehen, wenn die Position des Signals bzw. der tangentialen Projektionsstrahlen auf dem Detektor bekannt ist, da somit eine erhöhte Messgenauigkeit erreicht werden kann. Mit dem mehrzeiligen Sensor kann überdies die Position des Signals mit verbesserter Genauigkeit bestimmt werden.It is advantageous if the at least one detector is designed as a multi-line optoelectronic sensor. As a result, light from the optical devices, in particular from tangential projection beams, can be detected as an electrical signal in a positionally accurate manner and on an area which is enlarged in comparison to a single-line sensor. It is particularly to be seen as an advantage if the position of the signal or the tangential projection beams on the detector is known, since an increased measurement accuracy can thus be achieved. With the multi-line sensor, the position of the signal can also be determined with improved accuracy.

[0020] Um eine homogene Ausleuchtung bzw. eine homogene Verteilung der Lichtstärke auf dem Detektor zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, wenn eine oder mehrere optische Einrichtungen eine Einrichtung zur Strahlaufweitung und/oder Strahlbündelung aufweisen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn jede optische Einrichtung eine Einrichtung zur Strahlaufweitung und/oder Strahlbündelung aufweist. Als Einrichtung zur Strahlaufweitung und/oder Strahlbündelung kann beispielsweise ein Linsensystem vorgesehen sein. Es können insbesondere eine Strahlaufweitung in der Messebene und/oder eine Strahlbündelung normal zur Messebene erfolgen.In order to ensure homogeneous illumination or a homogeneous distribution of the light intensity on the detector, it is advantageous if one or more optical devices have a device for beam expansion and / or beam focusing. It is particularly advantageous if each optical device has a device for beam expansion and / or beam focusing. A lens system, for example, can be provided as the device for beam expansion and / or beam focusing. In particular, a beam expansion in the measuring plane and / or a beam bundling can take place normal to the measuring plane.

[0021] Bevorzugt weisen die optischen Einrichtungen jeweils zumindest eine fixe und/oder justierbare Blende auf. Dadurch kann eine Beleuchtung auf einen bestimmten Teilbereich des Detektors beschränkt werden.The optical devices preferably each have at least one fixed and / or adjustable diaphragm. As a result, lighting can be restricted to a specific partial area of the detector.

[0022] Ferner kann vorgesehen sein, dass die optischen Einrichtungen jeweils zumindest eine Lichtquelle umfassen, welche ein schmalbandig abstrahlendes Wellenlängenspektrum aufweist, beispielsweise mit einer Halbwertsbreite von maximal 10 nm, insbesondere von weniger als 5 nm, beispielsweise 3 nm. Es ist insbesondere vorteilhaft, wenn das Wellenlängenspektrum so schmalbandig ist, dass Beugungsmuster erhalten bleiben bzw. Beugungserscheinungen insbeFurthermore, it can be provided that the optical devices each comprise at least one light source which has a narrow-band wavelength spectrum, for example with a half-value width of at most 10 nm, in particular less than 5 nm, for example 3 nm. if the wavelength spectrum is so narrow-band that diffraction patterns are retained or diffraction phenomena in particular

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AT 520 964 B1 2019-11-15 österreichisches patentamt sondere bei Beleuchtung eines Objektrandes am Detektor entstehen.AT 520 964 B1 2019-11-15 Austrian patent office arise especially when illuminating an object edge at the detector.

[0023] Zweckmäßig ist es, wenn die optischen Einrichtungen jeweils hoch fokussierbare Lichtquellen, insbesondere Laser, Laserdioden und/oder Superlumineszenzdioden, aufweisen.It is useful if the optical devices each have highly focusable light sources, in particular lasers, laser diodes and / or superluminescent diodes.

[0024] Es ist günstig, wenn bei zumindest einer optischen Einrichtung ein Spiegel vorgesehen ist, welcher so positioniert ist, dass der Strahlengang von der jeweiligen optischen Einrichtung umgelenkt und geradlinig durch die Messebene hindurch zum Detektor geführt ist. Dadurch können beispielsweise virtuelle Lichtquellen an Orten positioniert werden, welche für reelle Lichtquellen schwer zugänglich wären oder ein Platzangebot für diese nicht ausreicht. Solche Orte können sich beispielsweise außerhalb des Trägers befinden. Somit kann ein kleiner Träger eingesetzt und eine kompakte Bauform gewährleistet sein, selbst wenn eine Positionierung einer Lichtquelle in einem Bereich, für welchen andernfalls ein vergrößerter Träger notwendig wäre, erwünscht ist.It is advantageous if a mirror is provided in at least one optical device, which is positioned so that the beam path is deflected by the respective optical device and is guided in a straight line through the measuring plane to the detector. In this way, for example, virtual light sources can be positioned in locations that would be difficult to access for real light sources or that space is insufficient for them. Such locations can be outside the carrier, for example. Thus, a small carrier can be used and a compact design can be ensured, even if positioning of a light source in an area for which an enlarged carrier would otherwise be necessary is desired.

[0025] Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Träger zumindest teilweise ein Material umfasst, welches eine thermische Leitfähigkeit von mehr als 100 W/(m K) und/oder einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von weniger als 100Ί0'6 K'1 aufweist. Eine thermische Leitfähigkeit kann vorzugsweise zumindest 300 W/(m K), insbesondere bis zu 2000 W/(m K) betragen. Der Wärmeausdehnungskoeffizient des Materials beträgt besonders bevorzugt weniger als 50ΊΟ'6 K’1, insbesondere etwa 10Ί0'6 K'1 bis 20· 10'6 K'1. Hierbei kann vorgesehen sein, dass der Träger selbst aus einem solchen Material gefertigt oder mit einem solchen Material beschichtet, bedeckt oder ummantelt ist. Alternativ dazu kann der Träger in gutem thermischen Kontakt mit einer Wärmesenke stehen. Eine solche Beschaffenheit des Trägers gewährleistet eine thermische Stabilität des Trägers bzw. eine Verformungsfestigkeit, wodurch Temperatureinflüsse auf eine Geometrie der Vorrichtung, insbesondere auf eine Relativposition des zumindest einen Detektors zu den optischen Einrichtungen, und auf die Messgenauigkeit minimiert werden. Alternativ oder zusätzlich dazu können solche Temperatureinflüsse durch eine hohe thermische Leitfähigkeit des Materials auf den gesamten Träger verteilt und dadurch homogenisiert werden.[0025] It is preferably provided that the support at least partially comprises a material having a thermal conductivity greater than 100 W / (m K) and / or a thermal expansion coefficient of less than 100Ί0 '6 K -1. A thermal conductivity can preferably be at least 300 W / (m K), in particular up to 2000 W / (m K). The thermal expansion coefficient of the material is preferably less than 50ΊΟ '6 K' 1, especially about 10Ί0 '6 K' 1 to 20 · 10 -6 K -1. It can be provided here that the carrier itself is made of such a material or is coated, covered or coated with such a material. Alternatively, the carrier can be in good thermal contact with a heat sink. Such a condition of the support ensures thermal stability of the support or resistance to deformation, as a result of which temperature influences on a geometry of the device, in particular on a relative position of the at least one detector to the optical devices, and on the measurement accuracy are minimized. As an alternative or in addition to this, such temperature influences can be distributed over the entire carrier and thereby homogenized due to a high thermal conductivity of the material.

[0026] Mit Vorteil ist ein Gehäuse zur Einhausung der Vorrichtung vorgesehen. Dadurch ist die Vorrichtung gegen Umwelteinflüsse wie beispielsweise Staub oder ähnliche Verschmutzungen geschützt. Ferner kann dadurch der Detektor von Umgebungs- bzw. Streulicht isoliert sein.[0026] A housing for housing the device is advantageously provided. As a result, the device is protected against environmental influences such as dust or similar contaminations. Furthermore, the detector can thereby be isolated from ambient or scattered light.

[0027] Um eine hohe Messgenauigkeit zu erreichen, welche unabhängig von Erschütterung oder sonstiger Bewegung oder Verformung der Vorrichtung ist, kann vorgesehen sein, dass der Träger mit dem Gehäuse mechanisch entkoppelt verbunden ist. Dadurch werden externe Kräfte auf den Träger reduziert bzw. minimiert. Solche Kräfte, wie diese beispielsweise bei einem Befestigen der Vorrichtung auftreten, können eine dauerhafte Verformung des Trägers verursachen, wenn dieser fest mit der Einhausung verbunden ist. Dies hätte ebenfalls eine reduzierte Messgenauigkeit zur Folge. Um den Träger vom Gehäuse mechanisch zu entkoppeln und somit einen Einfluss externer Kräfte zu reduzieren bzw. auf einen minimalen Bereich zu beschränken, kann der Träger beispielsweise in nur einem kleinen Bereich am Gehäuse montiert bzw. mit diesem verbunden sein. Hierfür kann zumindest eine Fixierung, insbesondere mehrere Fixierungen, vorgesehen sein, wobei ein Abstand einer ersten Fixierung zu einer letzten Fixierung bzw. eine Längserstreckung einer einzelnen Fixierung möglichst klein ist und bevorzugt weniger als 50 mm, insbesondere maximal 20 mm beträgt. Eine Fixierung kann beispielsweise eine oder mehrere Schrauben, Klebestellen und/oder Schweißnähte umfassen. Alternativ dazu kann eine mechanische Entkoppelung des Trägers beispielsweise dadurch erfolgen, dass der Träger über Federelemente oder sonstige elastische bzw. bewegliche Elemente mit dem Gehäuse verbunden ist. Der Träger könnte beispielsweise mit Drähten oder stabförmigen Verbindungselementen, welche beweglich am Gehäuse gelagert sind, mit diesem verbunden sein.In order to achieve a high measuring accuracy, which is independent of vibration or other movement or deformation of the device, it can be provided that the carrier is mechanically decoupled from the housing. This reduces or minimizes external forces on the carrier. Forces such as those that occur when the device is fastened, for example, can cause permanent deformation of the support if it is firmly connected to the housing. This would also result in reduced measurement accuracy. In order to mechanically decouple the carrier from the housing and thus reduce the influence of external forces or limit it to a minimal area, the carrier can be mounted on or connected to the housing in only a small area, for example. For this purpose, at least one fixation, in particular several fixations, can be provided, with a distance from a first fixation to a last fixation or a longitudinal extension of an individual fixation being as small as possible and preferably being less than 50 mm, in particular a maximum of 20 mm. A fixation can comprise, for example, one or more screws, glue points and / or weld seams. Alternatively, the carrier can be mechanically decoupled, for example, by the carrier being connected to the housing via spring elements or other elastic or movable elements. The carrier could, for example, be connected to the housing with wires or rod-shaped connecting elements which are movably mounted on the housing.

[0028] Zweckmäßigerweise weisen Komponenten der Vorrichtung, welche in einem Strahlengang positioniert sind, zumindest teilweise eine reflektionsarme, insbesondere eine diffuse Oberfläche auf. Dadurch ist gewährleistet, dass der Detektor kein Licht von unerwünschten Reflexionen erfasst. Überdies ist es auch vorteilhaft, wenn Komponenten der Vorrichtung, welAdvantageously, components of the device, which are positioned in a beam path, at least partially have a low-reflection, in particular a diffuse surface. This ensures that the detector does not detect light from unwanted reflections. Furthermore, it is also advantageous if components of the device, which

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AT 520 964 B1 2019-11-15 österreichisches patentamt ehe nicht direkt im Strahlengang positioniert sind, beispielsweise das Gehäuse, der Träger, die optischen Einrichtungen selbst oder optionale Positioniereinrichtungen für das zu messende Objekt zumindest teilweise eine reflektionsarme Oberfläche aufweisen. Eine derartige Oberfläche kann beispielsweise durch eine matte und/oder schwarze Oberflächenbeschichtung und/oder entsprechende Formgebung erreicht werden. Es ist selbstverständlich, dass jeder optionale Spiegel an zumindest einer Seite eine reflektierende Oberfläche aufweisen muss.AT 520 964 B1 2019-11-15 Austrian patent office before they are positioned directly in the beam path, for example the housing, the carrier, the optical devices themselves or optional positioning devices for the object to be measured at least partially have a low-reflection surface. Such a surface can be achieved, for example, by a matt and / or black surface coating and / or appropriate shaping. It goes without saying that each optional mirror must have a reflective surface on at least one side.

[0029] Das weitere Ziel der Erfindung wird bei der Verwendung einer derartigen Vorrichtung bei einer Inspektion eines Randes und/oder Bestimmung einer geometrischen Randbeschaffenheit eines Objektes erreicht. Das Objekt kann hierbei bevorzugt als Wafer ausgebildet sein.The further object of the invention is achieved when using such a device for an inspection of an edge and / or determination of a geometric edge condition of an object. The object can preferably be designed as a wafer.

[0030] Die verfahrensmäßige Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei einem Verfahren der eingangs genannten Art der Rand des Objektes sequenziell mit jeweils zumindest einer Lichtquelle beleuchtet wird, deren Projektionen mit dem zumindest einen Detektor erfasst und auftretende Beugungserscheinungen ausgewertet werden, wobei deren Positionen auf dem zumindest einen Detektor bestimmt werden.The procedural object is achieved in that in a method of the type mentioned, the edge of the object is sequentially illuminated with at least one light source, the projections of which are detected with the at least one detector and any diffraction phenomena are evaluated, the positions of which are evaluated the at least one detector can be determined.

[0031] Durch eine Erfassung der Beugungserscheinungen kann eine Position auf dem zumindest einen Detektor präzise und mit einer hohen Positionsgenauigkeit bestimmt werden.By detecting the diffraction phenomena, a position on the at least one detector can be determined precisely and with a high positional accuracy.

[0032] Mit Vorteil wird der Rand des Objektes mit mehreren optischen Einrichtungen gleichzeitig beleuchtet. Dadurch können mehrere tangentiale Projektionsstrahlen zur Berechnung von Messpunkten gleichzeitig erfasst und eine Messzeit verringert werden.Advantageously, the edge of the object is illuminated simultaneously with several optical devices. As a result, several tangential projection beams for calculating measuring points can be recorded simultaneously and a measuring time can be reduced.

[0033] Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass eine kleinere Zahl von berechneten Messpunkten als eine Zahl von optischen Einrichtungen gewählt wird. Dadurch kann eine Robustheit der Messung erhöht werden, da vorhandene Redundanzen zu einer Verbesserung einer Zuverlässigkeit und/oder einer automatischen Messfehlererkennung ausgenützt werden können. Eine maximale Zahl von Messpunkten ist durch die Zahl von optischen Einrichtungen beschränkt.It is particularly preferably provided that a smaller number of calculated measurement points is selected than a number of optical devices. This increases the robustness of the measurement, since existing redundancies can be used to improve reliability and / or automatic measurement error detection. A maximum number of measuring points is limited by the number of optical devices.

[0034] Vorteilhaft ist es, wenn ein Strahl der zumindest einen Lichtquelle in einer Messebene aufgeweitet und senkrecht zur Messebene gebündelt wird. Dadurch kann ein elliptisches Ausleuchteprofil erzeugt werden. Durch eine Strahlaufweitung in der Messebene kann insbesondere eine Ausleuchtung homogenisiert werden, wobei durch eine Bündelung senkrecht zur Messebene eine Belichtungsenergie auf das jeweilige Sensorarray und maximiert wird. Mit dem elliptischen Ausleuchteprofil können somit sehr kurze Belichtungszeiten und eine entsprechend hohe Messrate erreicht werden. Hierfür wird der Strahl bevorzugt mittels einer Einrichtung zur Strahlaufweitung in der Messebene aufgeweitet und senkrecht zur Messebene gebündelt.It is advantageous if a beam of the at least one light source is widened in a measurement plane and bundled perpendicular to the measurement plane. This enables an elliptical illumination profile to be created. In particular, illumination can be homogenized by beam expansion in the measuring plane, with exposure energy being maximized on the respective sensor array and maximized by bundling perpendicular to the measuring plane. With the elliptical illumination profile, very short exposure times and a correspondingly high measuring rate can be achieved. For this purpose, the beam is preferably expanded by means of a device for beam expansion in the measuring plane and bundled perpendicular to the measuring plane.

[0035] Die Erfindung wird im Weiteren detaillierter erläutert. In den Zeichnungen, auf welche dabei Bezug genommen wird, zeigen:[0035] The invention is explained in more detail below. In the drawings, to which reference is made, show:

[0036] Fig. 1 [0037] Fig. 2 [0038] Fig. 3 [0039] Fig. 4 [0040] Fig. 5 [0041] Fig. 6 [0042] Fig. 7 [0043] Fig. 8 [0044] Fig. 9 [0045] Fig. 10 eine Ausführungsform einer Vorrichtung mit einem Detektor;Figure 1, Figure 2, Figure 3, Figure 4, Figure 5, Figure 6, Figure 7, Figure 7, and Figure 8 9 [0045] FIG. 10 shows an embodiment of a device with a detector;

eine Ausführungsform einer Vorrichtung mit zwei Detektoren;an embodiment of a device with two detectors;

eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung mit zwei Detektoren;a further embodiment of a device with two detectors;

eine Ausführungsform einer Vorrichtung mit einer virtuellen Lichtquelle;an embodiment of a device with a virtual light source;

eine Seitenansicht der Vorrichtung;a side view of the device;

eine Beleuchtungseinheit;a lighting unit;

eine Vorrichtung mit einem scheibenförmigen Objekt;a device with a disk-shaped object;

eine Detailansicht eines Randbereiches mit korrespondierendem Signal;a detailed view of an edge area with a corresponding signal;

eine Detailansicht eines belichteten Randbereiches;a detailed view of an exposed edge area;

Detektorsignale bei sequenzieller Einzelbelichtung und simultaner Doppelbelichtung.Detector signals with sequential single exposure and simultaneous double exposure.

[0046] Ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 1 ist in Fig. 1 dargestellt. Eine derartige VorAn embodiment of a device 1 is shown in Fig. 1. Such a pre

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AT 520 964 B1 2019-11-15 österreichisches patentamt richtung 1 umfasst einen Detektor 3 und eine Vielzahl von optischen Einrichtungen, welche auf einem Träger 2 positioniert sind. Die optischen Einrichtungen umfassen in dieser Ausführungsform jeweils eine Beleuchtungseinheit 4. Der Träger 2 ist hierbei als Platte mit einer zu einer Seite hin geöffneten Ausnehmung 5 ausgebildet. Die Ausnehmung 5 kann wie in Fig. 1 gezeigt im Wesentlichen rechteckig, allerdings auch andersgeformt sein, beispielsweise rund oder oval. Es ist vorteilhaft, wenn die Ausnehmung 5 zentral im Träger 2 positioniert ist. Manchmal kann eine dezentrale Anordnung der Ausnehmung 5 ebenfalls sinnvoll sein. Ferner ist es zweckmäßig, wenn die Ausnehmung 5 so ausgebildet ist, dass ein Objekt 15, beispielsweise ein Wafer, in die Ausnehmung 5 eingebracht werden kann.AT 520 964 B1 2019-11-15 Austrian patent office direction 1 comprises a detector 3 and a large number of optical devices which are positioned on a carrier 2. In this embodiment, the optical devices each comprise an illumination unit 4. The carrier 2 is designed here as a plate with a recess 5 that is open to one side. As shown in FIG. 1, the recess 5 can be essentially rectangular, but can also be shaped differently, for example round or oval. It is advantageous if the recess 5 is positioned centrally in the carrier 2. Sometimes a decentralized arrangement of the recess 5 can also be useful. Furthermore, it is expedient if the recess 5 is designed such that an object 15, for example a wafer, can be introduced into the recess 5.

[0047] Der Detektor 3 und die optischen Einrichtungen sind in diesem Ausführungsbeispiel an gegenüberliegenden Seiten der Ausnehmung 5 angeordnet. Darüber hinaus sind die Beleuchtungseinheiten 4 mit einer Vorderseite im Wesentlichen Richtung Detektor 3 ausgerichtet, wodurch ein Strahlengang geradlinig und ohne Umlenkung zum Detektor 3 verläuft. Der Detektor 3 sowie die optischen Einrichtungen definieren hierbei eine Messebene 12, welche im Wesentlichen parallel zum Träger 2 liegt und in welcher ein Messbereich 6 liegt. Der Messbereich ist hierbei eben ausgebildet.In this embodiment, the detector 3 and the optical devices are arranged on opposite sides of the recess 5. In addition, the lighting units 4 are aligned with a front side essentially in the direction of the detector 3, as a result of which a beam path runs in a straight line and without deflection to the detector 3. The detector 3 and the optical devices define a measurement plane 12, which lies essentially parallel to the carrier 2 and in which a measurement area 6 lies. The measuring range is flat.

[0048] Die optischen Einrichtungen sind im Wesentlichen entlang eines Kreisbogens angeordnet, sodass ein Licht der optischen Einrichtungen jeweils in einem unterschiedlichen Winkel auf den Randbereich des Objektes 15 trifft bzw. diesen streift. In Fig. 1 sind für jede Beleuchtungseinheit 4 zwei einhüllende Strahlen 7 eines Lichtkegels dargestellt. Um eine gleichmäßige Messung zu gewährleisten, ist es sinnvoll, wenn die optischen Einrichtungen in einem gleichmäßigen Abstand zueinander angeordnet sind. Zu jeder optischen Einrichtung korrespondiert ein tangetialer Projektionsstrahl entlang eines Randpunktes auf dem Objekt 15, weshalb mit steigender Anzahl von optischen Einrichtungen eine Messgenauigkeit erhöht werden kann. Üblicherweise wird für jede optische Einrichtung ein Messpunkt berechnet. Wird jedoch für mehrere optische Einrichtungen eine geringere Anzahl berechneter Messpunkte gewählt bzw. werden mehrere tangentiale Projektionsstrahlen zu einem einzigen berechneten Messpunkt verarbeitet, so kann dadurch eine Robustheit der Messung erhöht werden. Das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel weist sechs optische Einrichtungen auf. Es können allerdings beliebig viele optische Einrichtungen vorgesehen sein, insbesondere drei bis hundert, besonders bevorzugt fünf bis fünfzig. Eine Anzahl von optischen Einrichtungen ist im Wesentlichen durch ein Platzangebot auf dem Träger 2 limitiert. Um eine große Anzahl von optischen Einrichtungen auf dem Träger 2 positionieren zu können, kann es vorteilhaft sein, wenn diese versetzt zueinander angeordnet sind.The optical devices are arranged essentially along an arc of a circle, so that a light of the optical devices hits the edge region of the object 15 at a different angle or strikes it. 1 shows two enveloping rays 7 of a light cone for each lighting unit 4. In order to ensure a uniform measurement, it is useful if the optical devices are arranged at a uniform distance from one another. A tangential projection beam corresponds to each optical device along an edge point on the object 15, which is why a measurement accuracy can be increased with an increasing number of optical devices. A measuring point is usually calculated for each optical device. If, however, a smaller number of calculated measurement points is selected for several optical devices or if several tangential projection beams are processed into a single calculated measurement point, the robustness of the measurement can be increased. The exemplary embodiment shown in FIG. 1 has six optical devices. However, any number of optical devices can be provided, in particular three to one hundred, particularly preferably five to fifty. A number of optical devices is essentially limited by the space available on the carrier 2. In order to be able to position a large number of optical devices on the carrier 2, it can be advantageous if these are arranged offset to one another.

[0049] In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, wobei eine derartige Vorrichtung 1 zwei Detektoren 3 und ebenfalls sechs optische Einrichtungen aufweist. Diese sind hierbei in Gruppen zu je drei optischen Einrichtungen zusammengefasst, wobei jeweils eine Gruppe und ein Detektor 3 Zusammenwirken. Dementsprechend sind jeweils eine Gruppe von optischen Einrichtungen und ein dazugehöriger Detektor 3 an gegenüberliegenden Seiten der Ausnehmung 5 positioniert. Selbstverständlich können die Gruppen jeweils beliebig viele, insbesondere drei bis fünfzig, optische Einrichtungen umfassen. Ferner kann vorgesehen sein, dass eine Gruppe mehr als einen Detektor umfasst.A further exemplary embodiment is shown in FIG. 2, such a device 1 having two detectors 3 and also six optical devices. These are combined in groups of three optical devices, one group and one detector 3 interacting. Accordingly, a group of optical devices and an associated detector 3 are positioned on opposite sides of the recess 5. Of course, the groups can each comprise any number, in particular three to fifty, optical devices. It can further be provided that a group comprises more than one detector.

[0050] In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, wobei im Vergleich zu Fig. 2 lediglich die Positionen der Beleuchtungseinheiten 4 und der Detektoren 3 vertauscht sind.A further embodiment is shown in FIG. 3, only the positions of the lighting units 4 and the detectors 3 being exchanged in comparison to FIG. 2.

[0051] In Fig. 4 ist eine Detailansicht einer Vorrichtung 1 mit einer Vielzahl von optischen Einrichtungen und einem Detektor 3 dargestellt. Im Unterschied zu der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist hierbei eine Beleuchtungseinheit 4 einer optischen Einrichtung vom Detektor 3 abgewandt positioniert, wobei diese optische Einrichtung einen Spiegel 8 umfasst, welcher so positioniert ist, dass dieser ein Licht, welches von der abgewandten Beleuchtungseinheit 4 herrührt, auf den Detektor 3 umlenkt. Dadurch wird eine virtuelle Lichtquelle 9‘ erzeugt, welche jenseits eines Trägerrandes und entlang eines geradlinigen Strahlengangs vom Detektor 3 entfernt positioniert ist. Somit kann ein weiterer Beleuchtungswinkel erreicht werden, welcher4 shows a detailed view of a device 1 with a large number of optical devices and a detector 3. In contrast to the embodiment shown in FIG. 1, an illumination unit 4 of an optical device is positioned facing away from the detector 3, this optical device comprising a mirror 8, which is positioned in such a way that it emits a light that comes from the remote lighting unit 4 , deflected to the detector 3. As a result, a virtual light source 9 'is generated, which is positioned on the other side of a carrier edge and along a rectilinear beam path from the detector 3. A further angle of illumination can thus be achieved, which

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AT 520 964 B1 2019-11-15 österreichisches patentamt durch Positionierung einer reellen Lichtquelle 9 nicht erreicht werden kann. Dies kann an verschiedenen Positionen am Träger 2 durch Anordnung eines Spiegels 8 erfolgen, insbesondere wenn an der gewünschten Position nicht ausreichend Platz für eine Beleuchtungseinheit 4 bzw. eine reelle Lichtquelle 9 ist.AT 520 964 B1 2019-11-15 Austrian patent office cannot be achieved by positioning a real light source 9. This can be done at different positions on the carrier 2 by arranging a mirror 8, in particular if there is insufficient space for a lighting unit 4 or a real light source 9 at the desired position.

[0052] Fig. 5 zeigt eine Seitenansicht der Vorrichtung 1, wobei eine Beleuchtungseinheit 4 und ein Detektor 3 dargestellt sind. Die dargestellte Beleuchtungseinheit 4 umfasst eine Lichtquelle 9, eine Feldblende 11 sowie eine Einrichtung zur Strahlaufweitung 10. Die Beleuchtungseinheit 4 und der Detektor 3 sind hierbei gegenüberliegend auf dem Träger 2 angeordnet, wobei eine Messebene 12 parallel zum Träger 2 verläuft. Die dargestellte Beleuchtungseinheit 4 ist senkrecht zur Messebene 12 justierbar. Ein Freiheitsgrad für eine Bewegung ist mit Doppelpfeilen angedeutet.FIG. 5 shows a side view of the device 1, an illumination unit 4 and a detector 3 being shown. The lighting unit 4 shown comprises a light source 9, a field diaphragm 11 and a device for beam expansion 10. The lighting unit 4 and the detector 3 are arranged opposite one another on the carrier 2, a measuring plane 12 running parallel to the carrier 2. The lighting unit 4 shown is adjustable perpendicular to the measuring plane 12. A degree of freedom for a movement is indicated by double arrows.

[0053] In Fig. 6 ist eine Beleuchtungseinheit 4 dargestellt, welche ebenfalls eine Lichtquelle 9, eine Feldblende 11 und eine Einrichtung zur Strahlaufweitung 10 aufweist. Die Einrichtung zur Strahlaufweitung 10 ist insbesondere derart ausgebildet, dass diese den Strahl 7 in der Messebene 12 aufweitet und senkrecht zur Messebene 12 bündelt. Hierfür kann die Beleuchtungseinheit 4 zusätzlich zur Einrichtung zur Strahlaufweitung 10 eine Einrichtung zur Strahlbündelung aufweisen. Dies führt im Wesentlichen zu einem stark elliptischen Ausleuchteprofil 13. In einer besonders einfachen Ausführung kann die Beleuchtungseinheit 4 ebenso ohne Feldblende 11 bzw. Einrichtungen zur Strahlaufweitung 10 und/oder Strahlbündelung ausgebildet sein. Um das Ausleuchteprofil 13 auf einen bestimmten Bereich zu beschränken, ist hierbei die Feldblende 11 vorgesehen, welche den Strahl 7 im Wesentlichen auf ein schmales Band 14 limitiert. Dadurch kann ein Streulicht reduziert werden, welches unerwünschte Effekte, wie Interferenzen am Detektor 3, verursachen kann. Es kann weiter für eine mathematische Auswertung vorteilhaft sein, wenn nur bestimmte Teilbereiche des Detektors 3 ausgeleuchtet werden. Alternativ kann eine Vielzahl von Feldblenden 11 vorgesehen sein, um das Ausleuchteprofil 13 weiter einzuschränken. Darüber hinaus sind in Fig. 6 Einhüllende des aufgeweiteten Strahles 7 dargestellt.6 shows an illumination unit 4, which also has a light source 9, a field diaphragm 11 and a device for beam expansion 10. The device for beam expansion 10 is in particular designed such that it widens the beam 7 in the measurement plane 12 and bundles it perpendicular to the measurement plane 12. For this purpose, the lighting unit 4 can have, in addition to the device for beam expansion 10, a device for beam focusing. This essentially leads to a strongly elliptical illumination profile 13. In a particularly simple embodiment, the lighting unit 4 can also be designed without a field diaphragm 11 or devices for beam expansion 10 and / or beam focusing. In order to limit the illumination profile 13 to a certain area, the field diaphragm 11 is provided, which essentially limits the beam 7 to a narrow band 14. Scattered light can thereby be reduced, which can cause undesired effects, such as interference at the detector 3. It can also be advantageous for a mathematical evaluation if only certain partial areas of the detector 3 are illuminated. Alternatively, a plurality of field diaphragms 11 can be provided in order to further restrict the illumination profile 13. In addition, envelopes of the expanded beam 7 are shown in FIG. 6.

[0054] Fig. 7 zeigt eine Vorrichtung 1 mit einem zu messenden scheibenförmigen, flachen Objekt 15, welches teilweise in die Ausnehmung 5 eingebracht ist. Das Objekt 15 ist so in die Ausnehmung 5 eingebracht, dass ein Objektrand im Wesentlichen in einem Messbereich 6 positioniert ist. Dadurch wird Licht, welches von den Beleuchtungseinheiten 4 ausgeht, am Objektrand gebeugt. Derartige Beugungserscheinungen 17 zeigen sich in einem elektrischen Signal 16 des Detektors 3. Der Detektor 3 kann hierfür als optoelektronischer Sensor ausgebildet sein.FIG. 7 shows a device 1 with a disk-shaped, flat object 15 to be measured, which is partially introduced into the recess 5. The object 15 is introduced into the recess 5 such that an object edge is essentially positioned in a measuring area 6. As a result, light emanating from the illumination units 4 is diffracted at the object edge. Such diffraction phenomena 17 appear in an electrical signal 16 from the detector 3. The detector 3 can be designed as an optoelectronic sensor for this purpose.

[0055] Eine Detailansicht einer Beleuchtung des Objektrandes mit den am Detektor 3 auftreffenden Strahlen 7 ist in Fig. 8 gezeigt. Der Detektor 3 erfasst hierbei Projektionen der Lichtquellen 9 und liefert ein Detektorsignal 16. Das Detektorsignal 16 ist ebenfalls in Fig. 8 gezeigt, wobei auf einer Abszissenachse eine Position am Detektor 3 und auf einer Ordinatenachse ein vom Detektor 3 erfasster Messwert, beispielsweise eine Spannung, ein Strom oder eine Intensität, aufgetragen ist. Das hierbei gezeigte Detektorsignal 16 wurde bei sequenzieller Einzelbelichtung, also bei einer aufeinander folgenden Belichtung von jeweils einem Randpunkt durch jeweils eine optische Einrichtung, erfasst. Licht welches am Objektrand gebeugt wird, erzeugt eine charakteristische Beugungserscheinung 17 im Detektorsignal 16. Aus dieser Beugungserscheinung 17 kann eine exakte Position der jeweiligen Projektion am Detektor 3 ermittelt werden. In der Folge können aus den ermittelten Positionen am Detektor 3 eine Form und eine Beschaffenheit des Objektrandes bestimmt werden. Eine Auswertung kann hierbei beispielsweise mit einem mathematischen Modell erfolgen. Um die Messgenauigkeit zu erhöhen bzw. eine Zuverlässigkeit des mathematischen Modells zu gewährleisten ist es sinnvoll, wenn Geräteparameter zuvor kalibriert werden. Eine Messgenauigkeit wird mit steigender Anzahl von optischen Einrichtungen und einer dadurch erhöhten Anzahl von tangentialen Projektionsstrahlen verbessert, wobei diese zur Berechnung einer gewählten Anzahl von Messpunkten herangezogen werden können. Die Anzahl von Messpunkten kann gleich wie die Anzahl von tangentialen Projektionsstrahlen oder geringer als diese gewählt sein.A detailed view of an illumination of the object edge with the rays 7 incident on the detector 3 is shown in FIG. 8. The detector 3 detects projections of the light sources 9 and supplies a detector signal 16. The detector signal 16 is also shown in FIG. 8, a position on the detector 3 on an abscissa axis and a measured value, for example a voltage, detected by the detector 3 on an ordinate axis. a current or an intensity is plotted. The detector signal 16 shown here was recorded in the case of sequential individual exposure, that is to say in the case of a successive exposure of one edge point in each case by an optical device in each case. Light which is diffracted at the object edge produces a characteristic diffraction phenomenon 17 in the detector signal 16. From this diffraction phenomenon 17 an exact position of the respective projection on the detector 3 can be determined. As a result, a shape and a nature of the object edge can be determined from the positions determined on the detector 3. An evaluation can take place, for example, using a mathematical model. In order to increase the measuring accuracy or to ensure the reliability of the mathematical model, it is useful if device parameters are calibrated beforehand. A measurement accuracy is improved with an increasing number of optical devices and an increased number of tangential projection beams, which can be used to calculate a selected number of measurement points. The number of measurement points can be selected to be the same as the number of tangential projection beams or less than this.

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AT 520 964 B1 2019-11-15 österreichisches patentamt [0056] Fig. 9 zeigt eine Detailabbildung eines Randprofil-Scans eines Objektes 15 mit den Strahlen 7 bzw. Projektionen, welche jeweils einer optischen Einrichtung entsprechen.AT 520 964 B1 2019-11-15 Austrian Patent Office [0056] FIG. 9 shows a detailed image of an edge profile scan of an object 15 with the rays 7 or projections, each of which corresponds to an optical device.

[0057] In Fig. 10 ist in der oberen Darstellung ein Detektorsignal 16 bei sequenzieller Einzelbelichtung und in der unteren Darstellung ein Detektorsignal 16 bei simultaner Doppelbelichtung gezeigt. Simultane Doppelbelichtung bedeutet hierbei, dass eine gleichzeitige Belichtung von zwei Randpunkten durch jeweils eine optische Einrichtung erfolgt. Abhängig von der Anzahl von optischen Einrichtungen sind in diesem Sinn auch simultane Dreifach-, Vierfach- oder beliebige Mehrfachbelichtungen durchführbar.10 shows a detector signal 16 with sequential single exposure in the upper representation and a detector signal 16 with simultaneous double exposure in the lower representation. Simultaneous double exposure here means that simultaneous exposure of two edge points is carried out by one optical device each. Depending on the number of optical devices, simultaneous triple, quadruple or any multiple exposures can also be carried out in this sense.

Claims (19)

1. Vorrichtung (1) zur optischen Erfassung eines Randbereiches eines flachen Objektes (15), insbesondere eines Wafers, umfassend zumindest einen Detektor (3) und eine Vielzahl von optischen Einrichtungen, die jeweils eine Beleuchtungseinheit (4) umfassen, wobei zwischen dem zumindest einen Detektor (3) und den optischen Einrichtungen ein Messbereich (6) in einer Messebene (12) aufgespannt ist, wobei der zumindest eine Detektor (3) sowie die optischen Einrichtungen auf einem starren Träger (2) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass mit den optischen Einrichtungen jeweils ein geradliniger Strahlengang durch den Messbereich (6) hindurch zum zumindest einen Detektor (3) erzeugbar ist und wobei der zumindest eine Detektor (3) und die mit diesem zusammenwirkenden optischen Einrichtungen an gegenüberliegenden Seiten des Messbereiches (6) angeordnet sind.1. Device (1) for optically detecting an edge region of a flat object (15), in particular a wafer, comprising at least one detector (3) and a large number of optical devices, each of which comprises an illumination unit (4), between which at least one Detector (3) and the optical devices a measuring area (6) is spanned in a measuring plane (12), the at least one detector (3) and the optical devices being arranged on a rigid support (2), characterized in that with the optical devices each have a rectilinear beam path through the measuring area (6) to the at least one detector (3) and the at least one detector (3) and the optical devices interacting with it are arranged on opposite sides of the measuring area (6). 2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (2) eine zu einer Seite hin geöffnete Ausnehmung (5) aufweist.2. Device (1) according to claim 1, characterized in that the carrier (2) has a recess (5) open to one side. 3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Detektor (3) und die optischen Einrichtungen zumindest teilweise auf gegenüberliegenden Seiten der Ausnehmung (5) positioniert sind.3. Device (1) according to claim 2, characterized in that the at least one detector (3) and the optical devices are at least partially positioned on opposite sides of the recess (5). 4. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Detektor (3) und/oder die optischen Einrichtungen in der Messebene (12) fixiert und/oder senkrecht zur Messebene (12) justierbar sind.4. Device (1) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the at least one detector (3) and / or the optical devices in the measuring plane (12) fixed and / or adjustable perpendicular to the measuring plane (12). 5. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Detektor (3) als mehrzeiliger optoelektronischer Sensor ausgebildet ist.5. Device (1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the at least one detector (3) is designed as a multi-line optoelectronic sensor. 6. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere optische Einrichtungen eine Einrichtung zur Strahlaufweitung (10) und/oder Strahlbündelung aufweisen.6. Device (1) according to one of claims 1 to 5, characterized in that one or more optical devices have a device for beam expansion (10) and / or beam focusing. 7. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Einrichtungen jeweils zumindest eine fixe und/oder justierbare Blende aufweisen.7. Device (1) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the optical devices each have at least one fixed and / or adjustable diaphragm. 8. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Einrichtungen jeweils zumindest eine Lichtquelle (9) umfassen, welche ein schmalbandig abstrahlendes Wellenlängenspektrum aufweist.8. Device (1) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the optical devices each comprise at least one light source (9) which has a narrow-band wavelength spectrum. 9. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Einrichtungen jeweils hoch fokussierbare Lichtquellen (9), insbesondere Laser, Laserdioden und/oder Superlumineszenzdioden, aufweisen.9. Device (1) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the optical devices each have highly focusable light sources (9), in particular lasers, laser diodes and / or superluminescent diodes. 10. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei zumindest einer optischen Einrichtung ein Spiegel (8) vorgesehen ist, welcher so positioniert ist, dass der Strahlengang von der jeweiligen optischen Einrichtung umgelenkt und geradlinig durch die Messebene (12) hindurch zum Detektor (3) geführt ist.10. The device (1) according to one of claims 1 to 9, characterized in that a mirror (8) is provided in at least one optical device, which is positioned such that the beam path is deflected by the respective optical device and rectilinear through the measuring plane (12) is guided through to the detector (3). 11. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (2) zumindest teilweise ein Material umfasst, welches eine thermische Leitfähigkeit von mehr als 100 W/(m K) und/oder einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von weniger als 100·10'6Κ'1 aufweist.11. The device (1) according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the carrier (2) at least partially comprises a material which has a thermal conductivity of more than 100 W / (m K) and / or a coefficient of thermal expansion of less than 100 · 10 ' 6 Κ' 1 . 12. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse zur Einhausung der Vorrichtung (1) vorgesehen ist.12. The device (1) according to one of claims 1 to 11, characterized in that a housing for housing the device (1) is provided. 13. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (2) mit dem Gehäuse mechanisch entkoppelt verbunden ist.13. The device (1) according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the carrier (2) is mechanically decoupled from the housing. 14. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass Komponenten der Vorrichtung (1), welche in einem Strahlengang positioniert sind, zumindest teilweise eine reflektionsarme, insbesondere eine diffuse Oberfläche aufweisen.14. Device (1) according to one of claims 1 to 13, characterized in that components of the device (1), which are positioned in a beam path, at least partially have a low-reflection, in particular a diffuse surface. 8/158.15 AT 520 964 B1 2019-11-15 österreichisches patentamtAT 520 964 B1 2019-11-15 Austrian patent office 15. Verwendung einer Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 bei einer Inspektion eines Randes und/oder Bestimmung einer geometrischen Randbeschaffenheit eines Objektes (15).15. Use of a device (1) according to one of claims 1 to 14 for an inspection of an edge and / or determination of a geometric edge condition of an object (15). 16. Verfahren zur optischen Vermessung eines Randes eines flachen Objektes (15), insbesondere eines Wafers, wobei der Rand des Objektes (15) mit einer Vielzahl von Lichtquellen (9) beleuchtet und deren Projektion von zumindest einem Detektor (3) erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand des Objektes (15) sequenziell mit jeweils zumindest einer Lichtquelle (9) beleuchtet wird, deren Projektionen mit dem zumindest einen Detektor (3) erfasst und auftretende Beugungserscheinungen (17) ausgewertet werden, wobei deren Positionen auf dem zumindest einen Detektor (3) bestimmt werden.16. A method for the optical measurement of an edge of a flat object (15), in particular a wafer, the edge of the object (15) being illuminated with a plurality of light sources (9) and the projection of which is detected by at least one detector (3) characterized in that the edge of the object (15) is illuminated sequentially with in each case at least one light source (9), the projections of which are detected by the at least one detector (3) and diffraction phenomena (17) that occur are evaluated, their positions on the at least one detector (3) can be determined. 17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand des Objektes (15) mit mehreren optischen Einrichtungen gleichzeitig beleuchtet wird.17. The method according to claim 16, characterized in that the edge of the object (15) is illuminated simultaneously with several optical devices. 18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine kleinere Zahl von berechneten Messpunkten als eine Zahl von optischen Einrichtungen gewählt wird.18. The method according to claim 16 or 17, characterized in that a smaller number of calculated measurement points is selected as a number of optical devices. 19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein Strahl (7) der zumindest einen Lichtquelle (9) in einer Messebene (12) aufgeweitet und senkrecht zur Messebene (12) gebündelt wird.19. The method according to any one of claims 16 to 18, characterized in that a beam (7) of the at least one light source (9) is expanded in a measurement plane (12) and bundled perpendicular to the measurement plane (12).
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