DE10146583A1

DE10146583A1 - Vorrichtung und Verfahren zum optischen Abtasten einer Substratscheibe

Info

Publication number: DE10146583A1
Application number: DE10146583A
Authority: DE
Inventors: Detlef Gerhard; Johannes Lechner; Detlef Rieger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2001-09-21
Filing date: 2001-09-21
Publication date: 2003-04-17
Also published as: EP1428076A2; AU2002340742A1; WO2003027630A2; WO2003027630A3; US20040233403A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein optisches Abtastsystem (1) für eine Substratscheibe mit einer Bildaufnahmeeinrichtung (4) und einer Belichtungseinrichtung. Die Bildaufnahmeeinrichtung dient zum Abtasten einer Objektzeile (8) in einem Aufnahmebereich (2) auf der Substratscheibe. Die Belichtungseinrichtung umfasst eine Lichtquelle (10) und ein optisches System (3), wobei das optische System (3) so gestaltet ist, um abgestrahltes Licht von der Lichtquelle (10) als linienförmiger Belichtungsbereich an die Position der Objektzeile (8) und gleichmäßig über die gesamte Länge der aufzunehmenden Objektzeile (8) verteilt zu richten.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zum optischen Abtasten einer Substratscheibe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 19.

Integrierte Schaltungen werden auf Substratscheiben durch technologische flächige Prozesse wie Beschichten, Lithographie, Strukturieren, chemisch-mechanisches Polieren, Implantieren u. a. hergestellt. Nach Fertigstellen der integrierten Schaltungen werden die Substratscheiben auflaminiert und die auf den Substratscheiben befindlichen integrierten Schaltungen durch einen Sägeprozess vereinzelt.

Bei der Herstellung der integrierten Schaltungen treten jedoch immer wieder Probleme unter anderem mit Partikeln und Kratzern auf, die Strukturen beschädigen oder zerstören. Z. B. kann es beim Lithographieprozess zu Belackungsfehlern kommen, d. h. teilweise gibt es Lackabrisse oder Unregelmäßigkeiten in der Lackschicht. Solche Fehler führen dann im anschließenden Strukturierungsprozess zu einer fehlerhaften Strukturierung, die zu Ausbeuteverlusten oder zum Totalverlust der Substratscheibe führen können. Eine weitere Fehlerquelle liegt in der Positioniergenauigkeit einer Belichtungsmaske, wodurch zusammenwirkende Strukturen auf unvorteilhafte Weise gegeneinander versetzt werden.

Aus diesem Grund wird die Substratscheibe mehrfach während des Herstellungsprozesses auf Fehler untersucht. Dazu wird ein Bild der Oberfläche der Substratscheibe abgetastet und auf Partikel, Kratzer, Belackungsfehler, hergestellte Strukturen u. a. untersucht. Bei der Überprüfung der Substratscheibe können Fehler entdeckt werden und danach über das weitere Vorgehen, wie Nacharbeit, Verwurf einzelner Wafer oder Freigabe entschieden werden.

Die Überprüfung einer Substratscheibe wird mit so genannten Inspektionsanlagen durchgeführt.

Nach einem flächigen Prozess wie Beschichten, Belacken, Polieren oder Ähnliches wird die Substratscheibe überprüft, indem vor Start des jeweiligen Prozesses zum Los der zu strukturierenden Substratscheiben eine unstrukturierte Substratscheibe hinzugegeben wird. Nach dem jeweiligen Prozessschritt wird die Testsubstratscheibe z. B. auf Partikel, Schichtdicken oder Ähnliches untersucht. Bei einer solchen Untersuchung wird z. B. eine herkömmliche Halogenlampe als Mikroskopbeleuchtung eingesetzt und der zu überprüfende Bereich flächig aufgezeichnet. Unregelmäßigkeiten bzw. Fehler können gefunden werden, indem Helligkeitsunterschiede detektiert und ausgewertet werden.

In einem weiteren Verfahren wird das Substrat mit einem Laser abgescannt und die Intensität des reflektierten Strahles über einen Photomultiplier mit einem lichtempfindlichen Element gemessen. Auf die Qualität der Substratscheibenoberfläche kann geschlossen werden, indem Abscan-Winkel und zeitlicher Verlauf der Lichtstärke synchronisiert werden.

Tritt ein Fehler auf, d. h. es werden eine zu große Partikeldichte oder eine unerwünschte Schichtdicke gemessen, wird das Los aus dem Herstellungsprozess entnommen und die Art des Fehlers bewertet, um über das weitere Vorgehen wie Nacharbeit, Verwurf einzelner Wafer oder Freigabe zu entscheiden. Bei diesem Vorgehen schließt man von der Qualität der Testsubstratscheibe auf die Qualität des restlichen Loses. Nachteilig sind hierbei insbesondere der Verbrauch an Testsubstratscheiben und die nur stark eingeschränkte Nutzbarkeit bei der Beurteilung von Sägeprozessen.

Soll eine strukturierte Substratscheibe untersucht werden, werden die darauf befindlichen Strukturen vorher in ein Rechnersystem eingelernt. Die Strukturen auf der zu testenden Substratscheibe werden aufgenommen und die Ist-Aufnahme mit dem eingelernten Soll-Bild verglichen. Hierzu werden 2D-Kameras verwendet, welche über der Substratscheibe verfahren werden und hierbei das Bild aufnehmen und analysieren. Alternativ fährt die 2D-Kamera einen bestimmten vordefinierten zu testenden Bereich auf der Substratscheibe an, wobei der Bereich der Substratscheibe bei stehender Kamera aufgenommen wird und mit dem eingelernten Soll-Bild verglichen wird.

Als Lichtquelle kann hierbei eine Halogenlichtquelle verwendet werden, wobei das Licht über Strahlteiler in die Mikroskopoptik eingespiegelt wird. Alternativ können als Lichtzuführung auch Lichtleiter eingesetzt werden, die das Licht von der Lichtquelle zum Mikroskop führen. Der Vorteil dieses Vorgehens liegt darin, dass es für strukturierte Substratscheiben verwendet werden kann. Besondere Schwierigkeiten bestehen darin, dass das Licht über die Bildfläche homogen verteilt werden muss. Die Verwendung einer 2D-Kamera ist auch insofern von Nachteil, dass die Bildgröße durch die Auflösung der verwendeten 2D-Kamera vorgegeben ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Abtastvorrichtung und ein effizientes, genaues und zuverlässiges Verfahren zum Überprüfen von Substratscheiben während des Herstellungsprozesses zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung nach Anspruch 1 und das Verfahren nach Anspruch 19 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß ist ein optisches Abtastsystem für eine Substratscheibe vorgesehen, die eine Bildaufnahmeeinrichtung und eine Belichtungseinrichtung aufweist. Die Bildaufnahmeeinrichtung dient zum Abtasten einer Objektzeile in einem Aufnahmebereich auf der Substratscheibe. Die Belichtungseinrichtung weist eine Lichtquelle und ein optisches System auf, wobei das optische System so gestaltet ist, um abgestrahltes Licht von der Lichtquelle als linienförmiger Belichtungsbereich an die Position der Objektzeile und gleichmäßig über die gesamte Länge der abzutastenden Objektzeile verteilt zu richten.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum optischen Abtasten einer Substratscheibe vorgesehen, wobei eine Objektzeile in einem Aufnahmebereich auf der Substratscheibe abgetastet wird. Die Objektzeile wird dabei im wesentlichen durch einen linienförmigen Belichtungsbereich gleichförmig belichtet.

Die Erfindung beruht auf der Kombination einer Bildaufnahmeeinrichtung, die eine Objektzeile in einem Aufnahmebereich abtastet und einer Belichtungseinrichtung, die Licht auf die Objektzeile in dem Aufnahmebereich richtet und über die Länge der aufzunehmenden Objektzeile in einem Belichtungsbereich gleichmäßig verteilt. Die Erfindung hat den Vorteil, dass das im wesentlichen vollständig auf die Objektzeile gerichtete Licht, insbesondere bei Verwendung einer Laserlichtquelle, eine hohe Lichtstärke aufweist, so dass die Belichtungszeit der Bildaufnahmeeinrichtung bei Aufnahme einer Objektzeile erheblich reduziert werden kann. Die hohe Lichtstärke ermöglicht es ferner, kleinere Prozessfehler einfacher zu erkennen. Darüber hinaus ist es technisch einfacher zu realisieren, eine Objektzeile gleichmäßig zu belichten als den gesamten Aufnahmebereich.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass im Gegensatz zu herkömmlichen Bildaufnahmeeinrichtungen, wie z. B. ein CCD-Element, die einen Aufnahmebereich flächig aufnehmen können, eine Größenbeschränkung des aufzunehmenden Bildbereiches durch die Pixelanzahl des verwendeten CCD-Elementes entfällt. In Verbindung mit einem geeigneten Bildverarbeitungssystem können bei Verfahren der Objektzeile gegenüber der Bildaufnahmeeinrichtung Aufnahmebereiche von nahezu beliebiger Größe aufgezeichnet werden.

Durch die Erfindung wird es zudem möglich, den aufzunehmenden Aufnahmebereich auf der Substratscheibe mit einer energiereichen und homogenen Lichtquelle zu belichten, so dass schnelle Bildaufnahmen durch Verfahren des Aufnahmebereichs ermöglicht werden. Dadurch lassen sich hohe Abtast-Geschwindigkeiten erreichen, mit denen der Aufnahmebereich abgetastet werden kann.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das optische System so gestaltet ist, um das abgestrahlte Licht über die Licht der aufzunehmenden Objektzeile aufzuspreizen. Dies kann beispielsweise mit Hilfe einer Zylinderoptik erreicht werden, wodurch ein linienförmiger Belichtungsbereich entsteht. Die Zylinderoptik ist so dimensioniert, dass der linienförmige Belichtungsbereich ungefähr die Länge der aufzunehmenden Objektzeile aufweist. Die Verwendung eines optischen Systems, das das abgestrahlte Licht zu einem Lichtstreifen aufspreizt, ist vorteilhaft, weil man Licht mit mehreren Wellenlängen bzw. Licht eines Wellenlängenbereichs verwenden kann. Dies hat den Vorteil, dass man die abzutastenden Strukturen genauer und detailreicher erfassen kann, ohne das störende Interferenzen das aufgenommene Bild stören.

Es kann vorzugsweise auch vorgesehen sein, dass das optische System so gestaltet ist, dass das abgestrahlte Licht der Lichtquelle als einen sich in einer Richtung legenden, vorzugsweise schwingenden, im wesentlichen punktförmigen Belichtungsbereich auf die Objektzeile gerichtet ist. Die Position und die Bewegungsrichtung des Belichtungsbereichs entspricht der Position und Ausrichtung der aufzunehmenden Objektzeile. Dies hat den Vorteil, dass durch den schwingenden Belichtungsbereich eine wesentlich gleichmäßigere Ausleuchtung der Objektzeile möglich ist als man durch lichtbrechende Systeme, wie z. B. eine Zylinderoptik, erreichen kann. Insbesondere eignet sich für den schwingenden Belichtungsbereich die Verwendung von Laserlicht. Laserlicht ist insbesondere deswegen sehr geeignet, da man die Breite des Belichtungsbereichs sehr gering und auf eine konstante, vordefinierte Breite festlegen kann.

Um den Belichtungsbereich definiert schwingen zu lassen, weist das optische System vorzugsweise einen beweglichen Spiegel auf, der mit einem Stellgeber verbunden ist. Der Stellgeber kann beispielsweise ein Piezoelement oder ein motorisches Element aufweisen. Insbesondere lässt sich der schwingende Belichtungsbereich durch einen geneigten, rotierenden Spiegel erzeugen, so dass der Belichtungsbereich in transversaler Richtung in einer sinusförmigen Hin- und Herbewegung schwingt. Da die Bildaufnahmeeinrichtung üblicherweise die Objektzeile mit einer Abtastfrequenz abtastet, sollte die Schwingung des Belichtungsbereichs zu der Abtastfrequenz der Bildaufnahmeeinrichtung synchronisiert sein, damit jeder der aufgenommenen Bildpunkte zum Zeitpunkt der Aufnahme gleichmäßig, d. h. mit der gleichen Lichtstärke wie die übrigen Bildpunkte, belichtet ist. Dies wird vorzugsweise erreicht, indem die Frequenz der Schwingung des Belichtungsbereichs größer oder gleich der Abtastfrequenz der Bildaufnahmeeinrichtung ist, wobei besonders bevorzugt die Schwingung des Belichtungsbereichs ein ganzzahliges Vielfaches der Abtastfrequenz ist. Auf diese Weise lässt sich erreichen, dass jeder Bildpunkt, der durch die Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommen wird, zum Zeitpunkt der Aufnahme durch die Lichtquelle belichtet ist.

Um einen flächigen Aufnahmebereich abzutasten, kann vorgesehen sein, die abzutastende Substratscheibe auf einer Substrathalterung anzuordnen. Die Substrathalterung kann dann die Substratscheibe seitlicher zur Ausrichtung der Objektzeile bewegen, um aufeinander folgend Bildzeilen in dem Aufnahmebereich abzutasten. Die Substratscheibe wird vorzugsweise nach jeder Aufnahme einer Objektzeile seitlich um eine vordefinierten Versatz bewegt, um die nächste Objektzeile aufzunehmen. Die Bildaufnahmeeinrichtung sendet die aufgenommenen Daten für jede Objektzeile z. B. an eine Verarbeitungseinheit oder einen Speicher, wobei, die die aufgenommenen Objektzeilen zu einem vollständigen Bild zusammensetzt werden.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Lichtquelle einer Laserlichtquelle aufweist. Dies hat den Vorteil, dass die Laserlichtquelle gebündeltes Licht mit hoher Lichtintensität abgibt, wodurch die Objektzeile belichtet wird. Dadurch kann die Abtastgeschwindigkeit des Abtastsystems verbessert werden, weil die Belichtungszeit der Bildaufnahmeeinrichtung gesenkt werden kann. Auf diese Weise lässt sich zudem die Auflösung des gesamten Abtastsystems verbessern, indem die Breite des belichteten Bereichs geringer gewählt wird als die Auflösungsbreite der Bildaufnahmeeinrichtung. So nimmt die Bildaufnahmeeinrichtung bei der Aufnahme der Objektzeile nur den belichteten Bereich wahr, nicht jedoch den unbelichteten Bereich, so dass die Breite des Belichtungsbereichs ausschlaggebend für die Zeilenauflösung des Abtastsystems ist.

Es kann vorzugsweise vorgesehen sein, die Belichtung mit mehreren Lichtquellen durchzuführen, die gleichzeitig oder nacheinander auf die Objektzeile gerichtet sind. Auf diese Weise ist es möglich, Licht mit mehreren Wellenlängen bzw. Licht eines Wellenlängenbereiches für die Aufnahme der Objektzeile zu verwenden, so dass man eine bessere Abbildung erhält. Wenn man z. B. eine Laserlichtquelle verwendet, ergeben sich aufgrund von gleicher Wellenlänge und Kohärenz Auslöschungserscheinungen. Auslöschungen entstehen aufgrund von Phasenverschiebungen durch Laufzeitunterschiede, insbesondere bei Unebenheiten in dem Aufnahmebereich, mit einer Höhe von etwa einem Viertel (3/4; 5/4 usw.) der Wellenlänge der Belichtungsstrahlung. Solche Auslöschungserscheinungen werden vermieden, wenn Belichtungsstrahlung mit mehreren Wellenlängen verwendet wird.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
Die einzige Figur zeigt eine Abtastvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Dort ist ein Abtastsystem 1 gezeigt, bei dem ein Aufnahmebereich 2 auf einer Substratscheibe (nicht gezeigt) über ein optisches System 3 mit einer Zeilenkamera 4 abgetastet wird.
Das optische System 3 weist eine erste Linse 51 und eine zweite Linse 52 auf, mit der die Objektzeile 8 des Aufnahmebereichs 2 auf einer Abbildungsebene in der Zeilenkamera 4 abgebildet wird, so dass ein in der Abbildungsebene angeordnetes CCD-Element 6 eine Zeile deutlich und scharf abtasten kann.
Die Substratscheibe ist auf einer Substrathalterung 13 angeordnet. Die Substrathalterung 13 kann die Substratscheibe parallel (Richtung P) zum Aufnahmebereich verschieben. Beim Abtasten des Aufnahmebereichs 2 wird nach jedem Aufnehmen einer Objektzeile 8 durch die Abtastvorrichtung 1 die Substratscheibe mit der Substrathalterung 13 um einen bestimmten Weg versetzt und erneut eine Objektzeile 8 aufgenommen, so dass die Abtastvorrichtung 1 Schritt für Schritt den Aufnahmebereich 2 zeilenweise abtastet. Die Substratscheibe wird dabei vorzugsweise im wesentlichen senkrecht (Richtung P) zur Ausrichtung der Objektzeile 8 bewegt. Auch Bewegungsrichtungen schräg zur Ausrichtung der Objektzeile 8 sind denkbar, um z. B. die Positionsgenauigkeit der Substrathalterung zu verbessern. Der seitliche Versatz bestimmt im wesentlichen die Zeilenauflösung des Abtastsystems 1.
Das CCD-Element 6 der Zeilenkamera 4 liefert für jede Objektzeile Bilddaten, die an eine Verarbeitungseinheit 7weitergeleitet werden. Die Verarbeitungseinheit 7 ist mit der Zeilenkamera 4 verbunden und speichert die empfangenen Bilddaten. Die Bilddaten werden dort zu einem Bild zusammengesetzt. Das Bild entspricht dann einer Abbildung des aufgenommenen Aufnahmebereichs 2.
Während der Aufnahme der Objektzeile 8 in dem Aufnahmebereich 2 wird die Objektzeile 8 durch das optische System 3 belichtet. Damit die Belichtung der Objektzeile 8 möglichst in der gleichen optischen Achse erfolgt, in der die Objektzeile 8 von der Zeilenkamera abgetastet wird, ist in das optische System 3 ein Strahlteiler 9 eingefügt. Der Strahlteiler 9 lässt die von der Objektzeile 8 zur Zeilenkamera 4 reflektierte Strahlung durch und ist so geneigt, dass die Belichtungsstrahlung einer seitlich zum optischen System 3 angeordneten Laser-Lichtquelle 10 auf die Objektzeile 8 reflektiert wird. Der Strahlteiler 9 ist vorzugsweise als halbdurchlässiger Spiegel ausgeführt.
Die Laser-Lichtquelle 10 sendet Laserstrahlen aus. Durch einen rotierenden geneigten Spiegel 12 werden die Laserstrahlen L so abgelenkt, dass sie transversal in eine Richtung schwingen. Die transversal schwingenden Laserstrahlen, dargestellt durch die gestrichelten Linien L1, L2, werden über eine weitere Linse 11 auf den Strahlteiler 9 geführt und von dort so auf die Objektzeile 8 reflektiert, dass die transversal schwingenden Laserstrahlen L1, L2 die Objektzeile 8 belichten. Die Objektzeile 8 und die Länge des Bereiches, in dem die Laserstrahlen L1, L2 transversal schwingen, sind im wesentlichen gleich lang. Der Schwingbereich der Laserstrahlen L1, L2 kann jedoch auch über den Bereich der Objektzeile 8 hinausreichen, um somit den annährend linearen Teil des Schwingbereichs zu nutzen. Die weitere Linse 11 hat die Aufgabe, die abgelenkten Laserstrahlen L1, L2 zu parallelisieren. Die parallelisierten Laserstrahlen L1, L2 werden mit Hilfe der Linse 52 auf die Objektzeile 8 fokussiert.
Dadurch, dass der Schwingspiegel 12 gleichmäßig rotiert, werden die Laserstrahlen L in einem bestimmten Bereich in unterschiedlichen Winkeln so abgelenkt, dass er eine sinusförmige transversale Schwingung ausführt. Dadurch werden die Laserstrahlen L1, L2 über der Objektzeile 8 gleichmäßig verteilt, d. h. die Laserstrahlen L1, L2 verweilen an jedem Punkt der Objektzeile 8 ungefähr die gleiche Zeitdauer. Anstelle eines rotierbaren Schwingspiegels 12 können auch andere Vorrichtungen vorgesehen sein, die eine periodische transversale Auslenkung bzw. Hin- und Herbewegung der Laserstrahlen L1, L2 bewirken.
Die Auflösung des Abtastsystems 1 ist zunächst durch die Auflösung der Zeilenkamera 4 vorgegeben. Die Auflösung der Zeilenkamera 4 kommt zum Tragen, wenn die Belichtung über die gesamte Breite der von der Zeilenkamera 4 aufgenommenen Objektzeile 8 vorgenommen wird, d. h. wenn die Breite des linienförmigen Belichtungsbereichs gleich oder größer ist als die Auflösungsbreite der Zeilenkamera 4. Die Auflösung des Abtastsystems 1 kann jedoch noch gesteigert werden, indem man einen schmaleren Laserstrahl verwendet, dessen Breite geringer ist als das Auflösungsvermögen der Zeilenkamera 4. Die Zeilenkamera 4 nimmt dann zwar die Objektzeile 8 immer noch über die gesamte Auflösungsbreite auf, da jedoch nur ein Teil dieser Breite belichtet wird, ist nur der belichtete Teil der Objektzeile für die Zeilenkamera 4 sichtbar. Die Auflösung lässt sich also erhöhen, indem die Laser-Lichtquelle 10 so ausgewählt ist, dass die abgelenkten Laserstrahlen L1, L2 eine geringere Breite als die Auflösungsbreite der Zeilenkamera 4 aufweist und indem der seitliche Versatz der Substratscheibe bei jeder aufzunehmenden neuen Objektzeile 8 entsprechend reduziert wird, so dass die aufgenommenen Objektzeilen 8 im wesentlichen aneinander angrenzend sind.
Die Verwendung des erfindungsgemäßen Abtastsystems 1 hat den Vorteil, dass aufgrund der höheren Belichtungsenergie, die man aufgrund der Verwendung eines Lasers und der Bündelung des Lichts auf den kleinen Bereich einer Objektzeile 8 erhält, dazu benutzt werden kann, dass das CCD-Element 6 der Zeilenkamera 4 eine kürzere Belichtungsdauer benötigt, um die Objektzeile 8 abzutasten. Auf diese Weise kann man eine höhere Geschwindigkeit beim Abtasten des Aufnahmebereichs 2 von Substratscheiben erreichen, wodurch der Durchsatz beim Abtasten für eine Waferinspektion vergrößert wird.
Vorzugsweise kann man anstelle einer Laser-Lichtquelle 10 mehrere Laser-Lichtquellen oder Licht mit einem breiteren Spektrum verwenden, um eine bessere Abbildung zu erhalten. Wenn man einen Laser 10 mit nur einer Wellenlänge verwendet, kann bei strukturellen Unebenheiten der Substratscheibenoberfläche eine Interferenz entstehen, die zur Auslöschung oder zur Abschwächung des reflektierten Strahles führt. Bei der Verwendung von Lichtstrahlen mit mehreren Wellenlängen bzw. Wellenlängenbereichen lässt sich die Interferenz vermeiden.
Üblicherweise arbeiten Zeilenkameras 4 mit Abtastfrequenzen, d. h. die Bildpunkte jeder Zeile werden nacheinander gemäß einer bestimmten Abtastfrequenz abgetastet. Da sich die Laserstrahlen L aufgrund des geneigten rotierenden Schwingspiegels 12 ebenfalls hin und her bewegen, ist es notwendig, die Abtastfrequenz und die Frequenz der transversalen Hin- und Herbewegung der Laserstrahlen aufeinander abzustimmen. Die Abstimmung muss so erfolgen, dass ein aufzunehmender Punkt der Objektzeile 8 zum Aufnahmezeitpunkt von den Laserstrahlen L1, L2 überstrichen wird. Dies kann z. B. erreicht werden, indem die Frequenz der hin und her schwingenden Laserstrahlen L1, L2 gleich oder als ganzzahliges Vielfaches der Abtastfrequenz der Zeilenkamera 4 gewählt wird.
Das so erfasste Bild in der Verarbeitungseinheit 7 wird mit einem Sollbild verglichen, wodurch sich Abweichungen des soeben aufgenommenen Aufnahmebereichs von einem Sollaufnahmebereich ergeben. Die Abweichungen können gemäß einem Substraktionsverfahren festgestellt werden. Es ist ebenfalls möglich, das abgetastete Bild mit Hilfe von neuronalen Netzen zu verarbeiten, um so prozessbedingte Fehler zu erkennen.
Die in der vorangehenden Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination zur Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims

1. Optisches Abtastsystem (1) für eine Substratscheibe mit einer Bildaufnahmeeinrichtung (4) zum Abtasten einer Objektzeile (8) in einem Aufnahmebereich (2) auf der Substratscheibe und einer Belichtungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Belichtungseinrichtung eine Lichtquelle (10) und ein optisches System (3) aufweist, wobei das optische System (3) so gestaltet ist, um abgestrahltes Licht von der Lichtquelle (10) als linienförmiger Belichtungsbereich an die Position der abzutastenden Objektzeile (8) und gleichmäßig über die Länge der abzutastenden Objektzeile (8) verteilt zu richten.

2. Abtastsystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System so gestaltet ist, um das abgestrahlte Licht über die Länge der aufzunehmenden Objektzeile (8) aufzuspreizen.

3. Abtastsystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System (3) so gestaltet ist, um das abgestrahlte Licht als einen sich in eine Richtung bewegenden, im wesentlichen punktförmigen Belichtungsbereich auf die Objektzeile (8) zu richten, wobei die Position und Bewegungsrichtung des Belichtungsbereichs der Position und Ausrichtung der abzutastenden Objektzeile (8) entspricht.

4. Abtastsystem (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System einen beweglichen Spiegel (12) umfasst, der mit einem Stellgeber verbunden ist, um den schwingenden Belichtungsbereich zu bewirken.

5. Abtastsystem (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellgeber ein Piezoelement aufweist.

6. Abtastsystem (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellgeber ein motorisches Element aufweist.

7. Abtastsystem (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System einen rotierenden Spiegel umfasst.

8. Abtastsystem (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System so gestaltet ist, um eine sinusförmige transversale Schwingung des Belichtungsbereichs über die abzutastende Objektzeile zu bewirken.

9. Abtastsystem (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
dass die Bildaufnahmeeinrichtung (4) so gestaltet ist, um eine Bildzeile mit einer Abtastfrequenz abzutasten und
dass das optische System (3) so gestaltet ist, um die Bewegung des Belichtungsbereichs zu der Abtastfrequenz der Bildaufnahmeeinrichtung (4) zu synchronisieren.

10. Abtastsystem (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz der Schwingung des Belichtungsbereichs größer oder gleich der Abtastfrequenz der Bildaufnahmeeinrichtung (4) ist.

11. Abtastsystem (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz der Schwingung des Belichtungsbereichs ein ganzzahliges Vielfaches der Abtastfrequenz der Bildaufnahmeeinrichtung ist.

12. Abtastsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die abzutastende Substratscheibe auf einer Substrathalterung (13) gehaltert ist, wobei die Substrathalterung (13) so gestaltet ist, um die Substratscheibe bezüglich der Ausrichtung der Objektzeile (8) seitlich zu bewegen, um den Aufnahmebereich (2) abzutasten.

13. Abtastsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (10) eine Laserlichtquelle (10) aufweist.

14. Abtastsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Lichtquellen (10) vorgesehen sind, die auf die Objektzeile (8) gerichtet sind.

15. Abtastsystem (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das von den mehreren Lichtquellen (10) abgestrahlte Licht mehrere Wellenlängen aufweist.

16. Abtastsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildaufnahmeeinrichtung (4) eine Zeilenkamera (4) aufweist.

17. Abtastsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System so gestaltet ist, um die Breite der linienförmigen Belichtungsbereiche einzustellen.

18. Verwendung eines Abtastsystems nach einem der Ansprüche 1 bis 17 zum Überprüfen der Oberflächenschichtqualität einer Substratscheibe.

19. Verfahren zum optischen Abtasten einer Substratscheibe, wobei eine Objektzeile (8) in einem Aufnahmebereich auf der Substratscheibe abgetastet wird, wobei die Objektzeile (8) im wesentlichen gleichförmig durch einen linienförmigen Belichtungsbereich belichtet wird.

20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei Licht einer Lichtquelle (10) aufgespreizt und zum Belichten auf die Objektzeile (8) gerichtet wird.

21. Verfahren nach Anspruch 19, wobei Licht einer Lichtquelle (10) als ein in eine Ausrichtung schwingender Belichtungsbereich auf die Objektzeile (8) gerichtet wird.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, wobei die Substratscheibe nach dem Abtasten einer Objektzeile (8) im wesentlichen seitlich versetzt angeordnet wird, um die nächste Objektzeile (8) abzutasten.