DE102004033879A1

DE102004033879A1 - Inspektions-, Meß- und/oder Reparatursystem

Info

Publication number: DE102004033879A1
Application number: DE200410033879
Authority: DE
Inventors: Thomas Dr. Engel; Dieter Dr. Pauschinger
Original assignee: Carl Zeiss SMS GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2004-07-13
Filing date: 2004-07-13
Publication date: 2006-02-02

Abstract

Es wird bereitgestellt ein Inspektions-, Meß- und/oder Reparatursystem für die Halbleiterindustrie, DOLLAR A mit einer Handhabungseinrichtung (1), die einen Manipulator (3), dem ein Objekt zugeführt werden kann, und mehrere erste Modulschnittstellen (6, 7, 8) aufweist, sowie mit mehreren Inspektions-, Meß- und/oder Reparaturmodulen (10, 11, 12), die jeweils eine zweite Modulschnittstelle (13, 14, 15) aufweisen, DOLLAR A wobei jedes Inspektions-, Meß- und/oder Reparaturmodul (10, 11, 12) über seine zweite Schnittstelle (13, 14, 15) mit einer der ersten Modulschnittstellen (6, 7, 8) an die Handhabungseinrichtung anschließbar ist und DOLLAR A wobei der Manipulator (3) die Inspektions-, Meß- und/oder Reparaturmodule (10, 11, 12) mit dem zugeführten Objekt über die verbundenen Schnittstellen (6-8; 13-15) be- und entlädt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Inspektions-, Meß- und/oder Reparatursystem für die Halbleiterindustrie.

Bisher umfaßt ein solches System ein Inspektions-, Meß- und/oder Reparaturmodul, das manuell oder automatisch mit dem zu untersuchenden Objekt, beispielsweise eine Lithographiemaske oder ein Wafer, die bzw. der sich in Produktionsprozeß oder in der Qualifizierung befindet, beladen wird. Um das Risiko von Beschädigungen oder Kontaminationen des Meßobjektes zu minimieren, werden immer mehr Aufgaben in einem Modul integriert. Die Anzahl der Aufgaben läßt sich natürlich nur begrenzt steigern. Da die einzelnen Meß-, Überwachungs- und/oder Reparaturschritte in der Regel nacheinander auszuführen sind, wird dadurch auch nachteilig der Durchsatz verringert.

Um dem entgegenzuwirken, werden mehrere Inspektions-, Meß- und/oder Reparaturmodule, die jeweils über eine eigene Beladung bzw. Beladestation für das Meßobjekt verfügen, vorgesehen. Dies führt nachteilig zu einer Vielzahl von Be- und Entladevorgängen und es werden viele Beladestationen benötigt.

Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, ein Inspektions-, Meß- und/oder Reparatursystem für die Halbleiterindustrie vorzusehen, mit dem die eingangs beschriebenen Nachteile vermieden werden können.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch eine Inspektions-, Meß- und/oder Reparatursystem für die Halbleiterindustrie, mit einer Handhabungseinrichtung, die einen Manipulator, dem ein Objekt zugeführt werden kann, und mehrere erste Modulschnittstellen aufweist, sowie mit mehreren Inspektions-, Meß- und/oder Reparaturmodulen, die jeweils eine zweite Modulschnittstelle aufweisen, wobei jedes Inspektions-, Meß- und/oder Reparaturmodul über seine zweite Schnittstelle mit einer der ersten Modulschnittstellen an die Handhabungseinrichtung anschließbar ist und wobei der Manipulator die Inspektions-, Meß- und/oder Reparaturmodule mit dem zugeführten Objekt über die verbundenen Schnittstellen be- und entlädt.

Beim erfindungsgemäßen System ist somit nur noch eine einzige Handhabungseinrichtung für alle Inspektions-, Meß- und/oder Reparaturmodule vorzusehen, so daß die einzelnen Module über die Handhabungseinrichtung miteinander verbunden sind. Da die Zeit für die Handhabung des zu untersuchenden Objekts in der Regel sehr viel kürzer ist als die benötigte Zeit in den einzelnen Modulen, ist keine Verringerung des Durchsatzes zu befürchten.

In einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Systems weist die Handhabungseinrichtung einen gegenüber der Umgebung abgeschlossenen Innenraum, in dem der Manipulator angeordnet ist, sowie eine Schleuse auf, über die das Objekt von außen in den Innenraum eingeschleust wird, um es dem Manipulator zuzuführen, und weisen die Inspektions, Meß- und/oder Reparaturmodule jeweils einen Modulinnenraum auf und sind so an die Handhabungseinrichtung angeschlossen, daß die Modulinnenräume mit dem Innenraum der Handhabungseinrichtung einen gemeinsamen Raum bilden, der gegenüber der Umgebung abgeschlossen ist. Damit ist es möglich, spezielle Umgebungen für die Inspektionen, Messungen und/oder Reparatur des Objektes vorzusehen, wie z.B. Vakuum oder Schutzgasatmosphäre, wobei die zu untersuchende Probe aber nur einmal eingeschleust werden muß (nämlich von außen in den Innenraum der Handhabungseinrichtung). Danach befindet sich die Probe im gemeinsamen Raum und kann mittels des Manipulators den Einzelmodulen zugeführt und diesen wieder entnommen werden. Bei dieser vorteilhaften Weiterbildung werden im Vergleich zum bekannten Stand der Technik eine Vielzahl von Ein- und Ausschleusvorgängen vermieden.

Insbesondere kann die Handhabungseinrichtung eine Innenraumeinheit aufweisen, mit der eine gewünschte Atmosphäre im gemeinsamen Raum erzeugt wird. Damit wird an zentraler Stelle für die gewünschte Atmosphäre im Raum gesorgt. Natürlich ist es auch möglich, daß in den einzelnen Modulen entsprechende Innenraumeinheiten angeordnet sind, die dann für die Atmosphäre im gemeinsamen Raum sorgen.

Besonders bevorzugt sind alle ersten Schnittstellen gleich und auch alle zweiten Schnittstellen gleich ausgebildet. Dadurch ist es möglich, von den mehreren Modulen ein beliebiges Modul auszuwählen und an eine beliebige der ersten Schnittstellen mit der Handhabungseinrichtung zu verbinden. Dadurch ist das gesamte System sehr flexibel und kann an die jeweiligen Inspektions-, Meß- und/oder Reparaturaufgaben schnell angepaßt werden. Insbesondere sind die Schnittstellen so ausgebildet, daß sie den Innenraum des Moduls bzw. den Innenraum der Handhabungseinrichtung nach außen abdichten, wenn sie nicht miteinander verbunden sind.

Ferner kann die Handhabungseinrichtung sowie zumindest eines der Module auf dem Boden stehen, wobei zumindest ein Modul bevorzugt auf Rollen steht. Damit ist ein leichter Austausch des Modules möglich, da dieses nur weggerollt werden muß. Alternativ ist es natürlich auch möglich, daß die Handhabungseinrichtung auf dem Boden steht und das mit der Handhabungseinrichtung verbundene Modul nicht. In diesem Fall wird über die Schnittstelle die mechanische Befestigung des Moduls an der Handhabungseinrichtung erreicht.

Die erste und zweite Modulschnittstelle können so ausgebildet sein, daß bei der Verbindung der beiden Schnittstellen eine mechanische Verbindung zwischen der Handhabungseinrichtung und dem entsprechenden Modul vorliegt.

Die Schleuse der Handhabungseinrichtung kann insbesondere so ausgebildet sein, daß sie mit einem Reinraum der Halbleiterfertigung verbindbar ist. In diesem Fall ist dann eine äußerst schnelle Inspektion, Messung und/oder Reparatur möglich.

Die Module können zur Inspektion und/oder Messung Mikroskope enthalten. Auch ist es möglich, daß das Modul zur Reparatur eine Vorrichtung aufweist, die einen fokussierten Ionenstrahl erzeugt, mit der die gewünschte Reparaturaufgabe durchgeführt wird. Natürlich sind auch der Einsatz von Lasern zur Reparatur (beispielsweise durch Trennen von vorbestimmten Bereichen) möglich.

Ferner kann die Handhabungseinrichtung eine weitere Schleuse aufweisen, über die das Objekt aus dem gemeinsamen Raum nach außen ausgeschleust werden kann. Diese weitere Schleuse kann entweder eine separate Schleuse sein oder beide Schleusen können durch dieselbe Schleuse verwirklicht sein.

Die ersten Schnittstellen der Handhabungseinrichtung sind bevorzugt so angeordnet, daß der Manipulator zumindest teilweise umgeben wird.

Ferner kann das System noch eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Handhabungseinrichtung und der Module aufweisen, so daß das gesamte System vollautomatisch betrieben werden kann. Die Steuereinrichtung kann Daten aus Messungen, Inspektionen und/oder Reparaturen aufnehmen, archivieren und/oder zentral zur Verfügung stellen.

Das System kann ferner eine Einheit zum Ausrichten der Probe bzw. des Objektes (z.B. drehen, rotieren, umkehren, auf den Kopf stellen) und/oder zum Identifizieren der Probe bzw. des Objektes (z.B. anhand eines Bar- bzw. Stichcodes) enthalten. Bevorzugt ist die Einheit zur Ausrichtung und/oder die Einheit zum Identifizieren durch den Manipulator verwirklicht.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielhalber anhand der einzigen beigefügten Zeichnung (1) noch näher erläutert.
Die 1 zeigt schematisch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Inspektions-, Meß- und/oder Reparatursystems für die Halbleiterindustrie, insbesondere für die Überwachung einer Halbleiterfertigung. Das System umfaßt eine Handhabungseinrichtung 1 mit einem Innenraum 2, in dem ein Manipulator 3 angeordnet ist, und einer Eintrittsschleuse 4 sowie einer Austrittsschleuse 5. Die Eintritts- und Austrittsschleusen 4 und 5 dienen zur Verbindung des Innenraum des Manipulators 2 mit einem schematisch angedeuteten Reinraum R, in dem beispielsweise eine integrierte Schaltung gefertigt wird.
Die Handhabungsvorrichtung 1 umfaßt ferner drei erste Modulschnittstellen 6, 7 und 8 und eine im Innenraum 2 angeordnete Innenraumeinheit 9, mit der die im Innenraum 2 herrschende Atmosphäre einstellbar ist. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Schutzgasatmosphäre oder um ein Vakuum handeln.
An die Handhabungseinrichtung 1 sind drei Inspektions-, Meß- und/oder Reparaturmodule 10, 11, 12 angeschlossen. Dazu weisen die Module 10-12 jeweils eine zweite Modulschnittstelle 13, 14, 15 auf, die mit der entsprechenden ersten Modulschnittstelle 6, 7 und 8 zu verbinden ist. Wenn die Verbindung zwischen den beiden Modulschnittstellen 6-8 und 13-15 hergestellt ist, sind die Innenräume 16, 17 und 18 der Module 10-12 mit dem Innenraum 2 der Handhabungseinrichtung 1 verbunden, so daß ein gemeinsamer Raum gebildet ist. In diesem gemeinsamen Raum herrscht die durch die Innenraumeinheit 9 vorgegebene Atmosphäre.
Das Inspektions-, Meß- und/oder Reparatursystem umfaßt ferner eine Steuereinheit 19, die mit den Modulen 10 bis 12 sowie der Handhabungseinrichtung 1 verbunden ist, wie durch die Verbindungsleitung 20 angedeutet ist. Die Steuereinrichtung 19 ist so ausgebildet, daß sie die Module 10 bis 12 sowie die Handhabungseinrichtung 1 und somit auch die Innenraumeinheit 9 und den Manipulator 3 sowie die Schleusen 4 und 5 steuert.
Im Betrieb wird vom Reinraum R ein zu untersuchendes Objekt, z.B. ein Wafer oder eine Lithographiemaske, über die Schleuse 4 (wie durch den Pfeil P1 angedeutet ist) in den Innenraum 2 der Handhabungseinrichtung 1 eingeschleust und damit dem Manipulator 3 zugeführt. Der Manipulator 3 belädt daraufhin (Pfeil P2 sowie Doppelpfeil P3) das erste Inspektions-, Meß- und/oder Reparaturmodul 10, das hier als Inspektions- und Meßmodul ausgebildet ist und mit dem beispielsweise gewisse Linienbreiten vermessen werden.
Nach Durchführung der Messung wird das zu untersuchende Objekt vom Manipulator 3 aus dem ersten Modul 10 entladen und dem zweiten Modul 11 zugeführt, das hier als ein weiteres Meßmodul ausgebildet ist. In diesem Modul werden beispielsweise elektrische Messungen durchgeführt.
Danach kann, falls erforderlich ist, das zu untersuchende Objekt dem dritten Modul 12 zugeführt werden (Doppelpfeil P5), das hier als Reparaturmodul ausgebildet ist und eine entsprechende Reparatur des zu untersuchenden Objektes durchführt. Das reparierte Objekt wird dann wiederum mit dem Manipulator 3 aus dem dritten Modul 12 entladen und über die zweite Schleuse 5 aus dem Innenraum 2 der Handhabungseinrichtung 1 ausgeschleust und dadurch in den Reinraum 6 eingeschleust (Pfeil P6). Diese Schritte werden alle unter der Steuerung der Ansteuereinheit 19 durchgeführt. Dazu parallel können Meßergebnisse zentral zusammengefaßt werden (z.B. in einem Server für Meßzettel).
Natürlich können sich mehrere zu untersuchende Objekte gleichzeitig im Inspektions-, Meß- und/oder Reparatursystem befinden, die gleichzeitig in den verschiedenen Modulen 10-12 sind.
Da die ersten Modulschnittstellen 6-8 und die zweiten Modulschnittstellen 13-15 jeweils gleich ausgebildet sind, können die einzelnen Module ausgetauscht werden, so daß das Inspektions-, Meß- und/oder Reparatursystem leicht an die entsprechenden Inspektions-, Meß- und/oder Reparaturaufgaben angepaßt werden kann.

Claims

Inspektions-, Meß- und/oder Reparatursystem für die Halbleiterindustrie, mit einer Handhabungseinrichtung (1), die einen Manipulator (3), dem ein Objekt zugeführt werden kann, und mehrere erste Modulschnittstellen (6, 7, 8) aufweist, sowie mit mehreren Inspektions-, Meß- und/oder Reparaturmodulen (10, 11, 12), die jeweils eine zweite Modulschnittstelle (13, 14, 15) aufweisen, wobei jedes Inspektions-, Meß- und/oder Reparaturmodul (10, 11, 12) über seine zweite Modulschnittstelle (13, 14, 15) mit einer der ersten Modulschnittstellen (6, 7, 8) an die Handhabungseinrichtung (1) anschließbar ist und, wobei der Manipulator (3) die Inspektions-, Meß- und/oder Reparaturmodule (10, 11, 12) mit dem zugeführten Objekt über die verbundenen Schnittstellen (6-8; 13-15) be- und entlädt.
System nach Anspruch 1, bei dem die Handhabungseinrichtung (1) einen gegenüber der Umgebung abgeschlossenen Innenraum (2), in dem der Manipulator (3) angeordnet ist, sowie eine Schleuse (4) aufweist, über die das Objekt von außen in den Innenraum (2) eingeschleust wird, um es dem Manipulator (3) zuzuführen, und bei dem die Inspektions-, Meß- und/oder Reparaturmodule (10, 11, 12) jeweils einen Modulinnenraum (16, 17, 18) aufweisen und so an die Handhabungseinrichtung (1) angeschlossen sind, daß die Modulinnenräume (16, 17, 18) zusammen mit dem Innenraum der Handhabungseinrichtung (1) einen gemeinsamen Raum bilden, der gegenüber der Umgebung abgeschlossen ist.
System nach Anspruch 2, bei dem die Handhabungseinrichtung (1) eine Innenraumeinheit (9) aufweist, mit der eine gewünschte Atmosphäre im gemeinsamen Raum erzeugt wird.
System nach einem der obigen Ansprüche, bei dem alle ersten Schnittstellen (6-8) gleich und alle zweiten Schnittstellen (13-15) gleich ausgebildet sind.
System nach einem der obigen Ansprüche, bei dem die Handhabungseinrichtung (1) sowie zumindest eines der Module (10, 11, 12) auf dem Boden stehen, wobei das zumindest eine Modul (10, 11, 12) bevorzugt auf Rollen steht.
System nach einem der obigen Ansprüche, bei dem die ersten und zweiten Modulschnittstellen (6-8; 13-15) so ausgebildet sind, daß bei Verbindung der beiden Schnittstellen (6-8; 13-15) eine mechanische Verbindung zwischen der Handhabungseinrichtung (1) und dem entsprechenden Modul (10-12) vorliegt.
System nach einem der obigen Ansprüche, bei dem die Schleuse (4) so ausgebildet ist, daß sie mit einem Reinraum der Halbleiterfertigung verbindbar ist.
System nach einem der obigen Ansprüche, bei dem die Handhabungseinrichtung (1) eine weitere Schleuse (5) aufweist, über die das Objekt aus dem gemeinsamen Innenraum (2) nach außen ausgeschleust werden kann.
System nach einem der obigen Ansprüche, bei dem die ersten Schnittstellen (6, 7, 8) den Manipulator (3) umgeben.
System nach einem der obigen Ansprüche, bei dem eine Steuereinrichtung (19) zur Steuerung der Handhabungseinrichtung (1) und der Module (10-12) vorgesehen ist.
System nach einem der obigen Ansprüche, das eine Einheit zum Ausrichten des Objektes und/oder zum Identifizieren des Objektes enthält.