DE102005028427B3

DE102005028427B3 - Verfahren zur optischen Aufnahme und Inspektion eines Wafers im Rahmen der Randentlackung

Info

Publication number: DE102005028427B3
Application number: DE102005028427A
Authority: DE
Inventors: Michael Heiden; Erwin Dr. Thiel; Christof Krampe-Zadler
Original assignee: Leica Microsystems CMS GmbH; Vistec Semiconductor Systems GmbH
Current assignee: KLA Tencor MIE GmbH
Priority date: 2005-06-17
Filing date: 2005-06-17
Publication date: 2007-01-11
Anticipated expiration: 2025-06-18
Also published as: US20060286811A1; JP2006352113A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur optischen Aufnahme eines Wafers mit einer Fotolackschicht, wobei ein Beleuchten eines Aufnahmebereichs der Oberfläche des Wafers mit Licht und ein Aufnehmen eines Fluoreszenzbildes im Aufnahmebereich aus dem aufgrund der Beleuchtung durch das Anregungslicht gestrahlten Fluoreszenzlicht erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Inspektion eines Wafers, insbesondere zur Detektion der Lackkante im Rahmen der Randentlackung. Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Randentlackung, das die Inspektion des Wafers und die Detektion der Lackkante unterstützt. Darüber hinaus betrifft die Erfindung einen Fotolack und eine Entlackungsflüssigkeit.
Im Rahmen des auf Lithographie basierenden Halbleiterproduktionsprozesses wird Fotolack im Drehschleuderverfahren auf die Oberfläche des Wafers aufgebracht. Durch die schnelle Drehung des Wafers um seine Mittelachse verteilt sich der Fotolack auf der Oberfläche in einer dünnen Schicht. Am Rand des Wafers wirft sich dabei der Fotolack aufgrund von Randoberflächeneffekten zu einem Wulst auf. Daher hat es sich als notwendig erwiesen, den Lack am Rand des Wafers samt Wulst wieder zu entfernen. Mittels einer Entlackungsflüssigkeit, einem Lösungsmittel, entsteht so ein mit dem Rand des Wafers abschließender Kreisring, dessen Oberfläche der frei von Lack ist.

Im Rahmen der Qualitätssicherung der Waferproduktion wurden Inspektionsverfahren entwickelt, die die Vollständigkeit der Entlackung und die definierte Lage des Übergangs zwischen entlacktem und belacktem Bereich, der sogenannten Lackkante, detektieren.

Ein Verfahren der genannten Art ist nach US 2004/0223141 A1 bekannt. Bei dem genannten Verfahren wird die unterschiedliche Beeinflussung der Polarisation von eingestrahltem Licht auf der blanken Waferoberfläche und auf der Lackoberfläche benutzt, um die Lackkante zu detektieren.

Es ist Aufgabe der Erfindung, dem Stand der Technik ein weiteres Verfahren hinzuzufügen, mit dem die Lage der Lackkante eines Wafers zuverlässig detektiert werden kann. Es ist des weiteren Aufgabe der Erfindung, ein auf das Inspektionsverfahren angepasstes Verfahren zur Randentlackung anzugeben. Darüber hinaus ist es Aufgabe der Erfindung, einen der Erfindung angepassten Fotolack und eine Entlackungsflüssigkeit anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 bestimmte Verfahren ebenso wie durch das in Anspruch 22 bestimmte Verfahren gelöst. Die weiteren Teilaufgaben werden durch das in dem Anspruch 20 bestimmte Erzeugnis ebenso wie durch das in Anspruch 23 bestimmte Erzeugnis gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß ist die Aufgabe bei einem Verfahren zur optischen Aufnahme eines Wafers mit einer Fotolackschicht durch die folgenden Verfahrensschritte gelöst:

– Beleuchten eines Aufnahmebereichs der Oberfläche des Wafers mit Licht und
– Aufnehmen eines Fluoreszenzbildes vom Aufnahmebereich aus dem aufgrund der Beleuchtung durch das Anregungslicht abgestrahlten Fluoreszenzlicht.

Das Licht kann von einem Laser, einer LED oder von einer inkohärent leuchtenden Lichtquelle, wie etwa einer Glühlampe, einer Quecksilberdampflampe, oder einer Lichtbogenlampe stammen. Das Licht kann dabei monochrom oder polychrom und von Filtern im Spektrum eingeschränkt sein. Beim Aufnehmen kann die Wellenlänge des eingestrahlten Lichtes durch einen Filter, etwa einen Kantenfilter oder einen Bandfilter ausgeblendet werden. Der Aufnahmebereich kann ein einzelner Messspot auf der Oberfläche des Wafers oder auch ein Teilbild oder das gesamte Bild der Oberfläche des Wafers sein. Denkbar sind auch einzelne Stützstellen auf der Oberfläche des Wafers. Beim Aufnehmen kann das Fluoreszenzlicht durch einen Detektor, wie eine Digitalkamera, eine digitale Videokamera, eine Zeilenkamera oder eine Flächenkamera oder auch durch einen SEV aufgenommen werden.

Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass der Wellenlängenbereich des Lichtes zur Beleuchtung im Bereich von 360 nm bis 500 nm liegt. In diesem Wellenlängenbereich lässt sich eine besonders gute Fluoreszenzanregung der üblichen Fotolacke erreichen.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Licht zur Beleuchtung polychrom ist. Dies hat den Vorteil, dass verschiedene Schichten auf dem Wafer in ihrer speziellen Anregungswellenlänge zur Fluoreszenz angeregt werden. Das polychrome Licht kann dabei ein oder mehrere Spektralbänder oder mehrere Einzellinien aufweisen. Idealerweise sind die Spektralbereiche der Beleuchtung auf die Anregungswellenlängen der auf dem Wafer befindlichen Substrate abgestimmt.

Vorteilhafterweise ist das aufgenommene Fluoreszenzbild ein Farbbild. Verschiedene Schichten etwa fluoreszieren mit einer unterschiedlichen Wellenlänge oder werden durch ihre unterschiedlichen Schichtdicken oder durch darüber liegende Schichten unterschiedlich beeinflusst. Die Aufnahme eines Farbbilds hat dabei den Vorteil, dass ein erhöhtes Maß an Strukturinformation von der Oberfläche des Wafers aufgenommen wird.

Zweckmäßigerweise wird das Fluoreszenzbild im Dunkelfeld der Beleuchtung aufgenommen. Dies hat den Vorteil, dass das sehr viel intensivere Beleuchtungslicht in seiner Intensität das Fluoreszenzlicht nicht überlagert. Daneben kann zusätzlich ein Filter in den Abbildungsstrahl eingebracht werden, der etwaige Streuanteile des anregenden Beleuchtungslichts vor dem Detektor ausfiltert.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass beim Aufnehmen zum Fluoreszenzbild zusätzlich ein Dunkelfeldbild vom Aufnahmebereich aus dem Streulicht des beleuchteten Aufnahmebereichs aufgenommen wird. Dies hat den Vorteil, dass somit sowohl Strukturinformation aus dem Fluoreszenzlicht ebenso wie aus dem Streulicht gewonnen wird. Das Streulicht kann das Streulicht der zur Anregung der Fluoreszenz benutzten Beleuchtung sein. Denkbar ist aber auch die Verwendung einer zusätzlichen Lichtquelle. Dabei ist zu beachten, dass die Wellenlängen des Fluoreszenzlichts und die des Streulichts nicht übereinstimmen sollten, damit diese durch Filter im Abbildungsstrahlgang den jeweiligen Detektoren zugeordnet werden können oder damit die entsprechenden Bilder in einer einzigen Farbkamera unterschieden werden können.

Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Fluoreszenzbild und das Dunkelfeldbild gleichzeitig aufgenommen werden. Dies hat den Vorteil, dass der Inspektionsvorgang schneller ablaufen kann und dass keine zweite Justage des Wafers erfolgen muss.

Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Fluoreszenzbild und das Dunkelfeldbild deckungsgleich von der gleichen Kamera aufgenommen werden. Das Dunkelfeldbild und das Fluoreszenzbild können dabei mit der gleichen Lichtquelle erzeugt werden. Dabei wird im Abbildungsstrahlgang sinnvollerweise der Spektralbereich der Lichtquelle, der auch der Spektralbereich des Dunkelfeldbildes ist, mittels eines optischen Filters gegenüber dem Spektralbereich des Fluoreszenzlichtes stark gedämpft, so dass die Intensität des Dunkelfeldbildes etwas der des Fluoreszenzbildes entspricht. Sinnvollerweise wird der Spektralbereich oder die Spektralbereiche des Fluoreszenzbildes aus dem Spektrum der Lichtquelle herausgefiltert oder eine entsprechende Lichtquelle ohne diese Spektren gewählt. So wird eine Überbelichtung des Fluoreszenzbildes durch das Dunkelfeldbild oder umgekehrt vermieden.

Entsprechend einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Fluoreszenzbild von einer Farbkamera und das Dunkelfeldbild von einer monochromatischen Kamera aufgenommen wird. Dies hat den Vorteil, dass die beiden Strahlgänge unabhängig optisch gefiltert werden können. So kann vor der Farbkamera ein Filter das Beleuchtungslicht ausblenden und vor der monochromatischen Kamera ein Filter das Fluoreszenzlicht ausblenden.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die monochromatische Kamera eine höhere Auflösung als die Farbkamera aufweist. Dies hat den Vorteil, dass die Kamera der jeweiligen Informationsart angepasst ist. So ist bei einem Fluoreszenzbild üblicherweise ein Farbverlauf und keine detaillierte Strukturinformation gefragt. Beim Dunkelfeldbild entgegen ist üblicherweise keine Farbinformation, sondern detaillierte Strukturinformation gefragt. Dies wird mit der vorgeschlagenen Spezialisierung der Kameras erreicht.

Nach einer weiteren Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die eine oder zwei Kameras eine oder zwei Zeilenkameras sind und dass der Aufnahmebereich eine linienförmige Ausdehnung aufweist und während des Aufnehmens senkrecht zu seiner Ausdehnung relativ zur Waferoberfläche bewegt wird. Dies hat den Vorteil, dass ein linienförmiges Abscannen der Waferoberfläche erreicht wird. Durch die linienförmige Ausdehnung des Aufnahmebereichs ist dieser relativ klein und verweilt durch die Bewegung nur kurz am selben Ort. Dadurch kann die Intensität des eingestrahlten beleuchtenden Lichts besonders hoch gewählt werden, um so den Fluoreszenzeffekt besonders gut hervorzurufen. Ebenso ist von Vorteil, dass durch die geringe Breitenausdehnung des Aufnahmebereichs kein Problem mit der Tiefenschärfe der Abbildung bei schräger Abbildung entsteht.

Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Aufnahmebereich radial zur Mitte des Wafers hin orientiert ist und dass der Wafer zur Bewegung um seine Mittelachse gedreht wird. Die so vorgeschlagene Orientierung und Bewegung entspricht der speziellen rotationssymmetrischen Geometrie des Wafers. Ein meanderförmiges Überstreichen der Waferoberfläche mit ruckartiger Bewegungsumkehr wird so vermieden und die Präzision der Messung somit erhöht.

Entsprechend einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Aufnahmebereich ein vom Rand des Wafers begrenzten Kreisring auf der Oberfläche des Wafers überstreicht.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Aufnahmebereich die Lackkante des Wafers erfasst. Das so beschriebene Verfahren ist speziell auf die Aufnahme im Bereich um die Lackkante optimiert. Das Ergebnis der Aufnahme ist das Abbild eines Kreisrings von der Oberfläche des Wafers im Bereich der Lackkante und der Randumfangslinie des Wafers. Das so aufgenommene Bild kann als Kreisring dargestellt werden oder aber auch mit gewisser Verzerrung als gerades langgestrecktes Band. Dies ermöglicht eine bequeme Darstellung des Bildes etwa auf einem Monitor mit Angabe der Winkellage und der Mittelpunkts- bzw. Randentfernung für die Strukturen im Bild.

Mit besonderem Vorteil ist vorgesehen, dass nach dem Aufnehmen ein Auswerten des Fluoreszenzbildes erfolgt, wobei die Lackkante identifiziert wird. Mit der Identifikation der Lage der Lackkante im Bild und auf dem Wafer liegt eine der wichtigsten und grundlegenden Informationen im Bereich des Waferrandes zur Weiterverarbeitung vor.

Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass nach dem Aufnehmen ein Auswerten des Fluoreszenzbildes erfolgt, wobei Bereiche im Bild klassifiziert werden. Bereiche sind hier vorzugsweise zum einen der Bereich des Wafers, auf dem sich Lack befindet, und zum anderen der Bereich des Wafers, der entlackt ist. Weitere Bereiche sind denkbar, etwa falls eine gestufte Lackkante vorliegt, d. h., falls einzelne Schichten des Wafers eine unterschiedliche Ausdehnung in Richtung zum Waferrand aufweisen.

Günstigerweise ist vorgesehen, dass nach dem Aufnehmen ein Auswerten des Fluoreszenzbildes erfolgt durch

– Erstellen eines Histogramms des oder der Bilder,
– Ermitteln eines Schwellenwertes aus dem Histogramm,
– Vergleichen des Bildes mit dem Schwellenwert und
– Klassifizieren von Bereichen im Bild aufgrund des Vergleichs.

Die dargestellte Methode zur Klassifizierung erweist sich als besonders schnell in einer Datenverarbeitungsanlage durchzuführen.

Mit besonderem Vorteil ist vorgesehen, dass den klassifizierten Bereichen die durch eine Lackkante getrennten Bereiche des Wafers entsprechen. Die beiden Bereiche sind der entlackte und der gelackte Bereich. Damit entspricht die Grenze zwischen den beiden Bereichen der Lage der Lackkante, womit also über die Identifikation der verschiedenen Bereiche die Lage der Lackkante identifiziert werden kann.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Fluoreszenzbild mit dem Dunkelfeldbild verglichen wird. Die Lackkante tritt im Dunkelfeldbild als Kantenreflexion auf. Durch den Vergleich kann die Bestimmung der Lackkante im Fluoreszenzbild verifiziert werden. Ebenso ist mit Hilfe des Fluoreszenzbildes die Lage der Lackkante im Dunkelfeldbild identifizierbar, falls das Dunkelfeldbild etwa mehrere parallele Linienstrukturen aufweist.

Erfindungsgemäß ist die Aufgabe bei einem Fotolack zur Herstellung von Halbleiterbauelementen auf Wafern dadurch gelöst, dass dem Fotolack ein Fluoreszenzfarbstoff zugegeben ist. Obschon Fotolacke bereits üblicherweise Fluoreszenz aufweisen, ist diese teilweise gering ausgebildet. Durch die zusätzliche Zugabe von Fluoreszenzfarbstoff kann das Vorhandensein von Lack auf dem Wafer und die Ausdehnung und Lage des Bereichs des Fotolacks auf dem Wafer mit dem oben beschriebnen Verfahren zuverlässig identifiziert werden.

Zweckmäßigerweise ist die Verwendung des oben genannten Fotolacks, dem ein Fluoreszenzfarbstoff zugegeben ist, im oben beschriebenen Verfahren vorgesehen.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe bei einem Verfahren zur Randentlackung und zur Inspektion eines Wafers mit den Verfahrensschritten gelöst:

– Teilweises Entlacken des Wafers mit einer fluoreszierenden Entlackungsflüssigkeit, wobei fluoreszierende Entlackungsflüssigkeit in die Lackkante zum nicht entlackten Bereich hinein diffundiert,
– Beleuchten und Aufnehmen nach dem oben beschriebenen Verfahren,
– Auswerten des Fluoreszenzbildes durch Identifikation der fluoreszierenden Lackkante.

Durch die Verwendung der fluoreszierenden Entlackungsflüssigkeit diffundieren beim Entlacken fluoreszierende Moleküle in die Lackkante des Fotolacks. Dadurch etabliert oder erhöht sich die Fluoreszenzfähigkeit des Fotolacks gerade im Bereich der Lackkante. Die Lackkante tritt daher beim oben erwähnten Verfahren im Fluoreszenzbild besonders deutlich hervor. Auf die fluoreszierende Eigenschaft des Fotolacks kann in diesem Fall verzichtet werden. Dadurch ist das Verfahren unabhängig von der Verwendung des Fotolacks.

Erfindungsgemäß ist die oben genannte Aufgabe bei einer Entlackungsflüssigkeit zur mindestens teilweisen Entlackung eines Wafers dadurch gelöst, dass die Entlackungsflüssigkeit aus Lösungsmittel und zusätzlichem Fluoreszenzfarbstoff besteht. Fluoreszenzfarbstoff ist hier ein mit dem Lösungsmittel mischbares Mittel, das höhere Fluoreszenz als das Lösungsmittel zeigt. Durch die Zugabe des Fluoreszenzfarbstoffs ist das Vorhandensein von Lösungsmittel mittels Fluoreszenz besonders gut erkennbar. Wenn der Fluoreszenzfarbstoff mit einer anderen Wellenlänge als der Photolack fluoresziert, ist die Grenze der Photolackschicht in der Lackkante besonders gut zu erkennen.

Vorzugsweise ist die Verwendung einer fluoreszierenden Entlackungsflüssigkeit für ein oben ausgeführtes Verfahren vorgesehen.

Mit besonderem Vorteil ist die Verwendung einer fluoreszierenden Entlackungsflüssigkeit, der zusätzlich Fluoreszenzfarbstoff beigegeben ist, für ein oben genanntes Verfahren vorgesehen. Durch den zusätzlichen Fluoreszenzfarbstoff im Lösungsmittel prägt sich die Fähigkeit der

Mit besonderem Vorteil ist die Verwendung einer fluoreszierenden Entlackungsflüssigkeit, der zusätzlich Fluoreszenzfarbstoff beigegeben ist, für ein oben genanntes Verfahren vorgesehen. Durch den zusätzlichen Fluoreszenzfarbstoff im Lösungsmittel prägt sich die Fähigkeit der Entlackungsflüssigkeit, die Fluoreszenz der Lackkante zu erhöhen, besonders gut aus.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand schematischer Darstellungen zu einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen in den einzelnen Figuren beizeichnen dabei gleiche Elemente. Es zeigen
1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum erfindungsgemäßen Verfahren
2 eine Draufsicht einer Vorrichtung zum erfindungsgemäßen Verfahren
3 ein Fluoreszenzbild und ein Dunkelfeldbild zum erfindungsgemäßen Verfahren
4 ein Histogramm eines Fluoreszenzbildes zum erfindungsgemäßen Verfahren
5 die Seitenansicht eines radialen Schnittes durch den Wafer im Bereich des Waferrands
1 zeigt einen Wafer 10, der von einer Dreheinrichtung 20 gehalten ist. Die Mittelachse 11 des Wafers ist dabei konzentrisch zur Drehachse 21 der Dreheinrichtung angeordnet. Auf dem Wafer befindet sich eine Lackschicht 14, die nach außen hin mit einer Lackkante 15 mit Abstand vor dem Waferrand 12 endet. Über dem Wafer ist eine Bildaufnahmeeinrichtung 30 angebracht. Diese besteht aus der Beleuchtungseinrichtung 40 und der Bilderfassungseinrichtung 50. Die Beleuchtungseinrichtung 40 besteht aus einer Lichtquelle 41, einem Beam Shaper 42, dies könnte auch einfach ein Objektiv sein, und einem optischen Filter 43, die sich sämtlich im Beleuchtungsstrahl 61 befinden. Der Beleuchtungsstrahl 61 der Beleuchtungseinrichtung 40 trifft die Oberfläche des Wafers in einem Aufnahmebereich 62. Der Aufnahmebereich 62 wird von der Bilderfassungseinrichtung 50 über einen optischen Filter 51 und ein Objektiv 52 auf eine Farb-CCD-Zeilenkamera 53 abgebildet. Dabei ist der Einfallswinkel 64 des Beleuchtungsstrahls 61 größer als der Ausfallswinkel 65 des Abbildungsstrahls 63 der Bilderfassungseinrichtung. Wegen der Ungleichheit von Einfallswinkel und Ausfallswinkel realisiert sich hier eine Dunkelfeldabbildung. Der Filter 43 dämpft Wellenlängen im Bereich der erwarteten Fluoreszenzwellenlänge. Der Filter 51 dämpft Wellenlängen außerhalb der erwarteten Fluoreszenzwellenlänge. So detektiert die Farb-CCD-Zeilenkamera 53 ein Fluoreszenzbild und ein Streubild vom Aufnahmebereich 62. Die Farb-CCD-Zeilenkamera ist über eine Datenverbindung 71 mit einer Bildverarbeitungseinrichtung 70 verbunden. Die Bildverarbeitungseinrichtung 70 nimmt nicht nur das Kamerabild des Aufnahmebereichs auf, sondern fügt die durch die Drehung der Dreheinrichtung 20 benachbart liegenden aufgenommenen Aufnahmebereiche zu einem Bild zusammen.
2 zeigt den Wafer 10 und die Bildaufnahmeeinrichtung mit der Beleuchtungseinrichtung 40 und der Bilderfassungseinrichtung 50 in Draufsicht. An den Waferrand 12 grenzt ein Randbereich 13. Im Randbereich 13 befindet sich die Lackkante 15 konzentrisch zum Waferrand 12. Innerhalb der Lackkante in Richtung Wafermittelpunkt befindet sich die Lackschicht. Außerhalb der Lackkante befindet sich der Entlackungsbereich 16. Der Aufnahmebereich 62 erstreckt sich im Bereich des Randbereichs 13 vom Waferrand 12 aus linienförmig über den Entlackungsbereich 16 in Richtung Wafermitte über die Lackkante 15 hinaus in den Bereich der Lackschicht 14. Der Beleuchtungsstrahl 61 trifft mit seiner Mitte den Aufnahmebereich in etwa im Bereich der Lackkante in der Draufsicht tangential zur Lackkante. Der Abbildungsstrahl 63 entfernt sich ebenso von der Lackkante tangential. Der Wafer 10 wird von der Dreheinrichtung unter dem Aufnahmebereich 62 gedreht. Dadurch scannt der Aufnahmebereich 62 den Randbereich 13 des Wafers zeilenförmig ab und bildet diesen über die Bildverarbeitungseinrichtung 70 als Ringoberfläche ab.
3 zeigt in Teilfigur 80 ein Fluoreszenzbild und in Teilfigur 81 ein Dunkelfeldbild aufgrund von Streuung. Die beiden Bilder sind Aufnahmen eines identischen Teilbereichs aus dem Randbereich 13 eines Wafers. Die Bereiche 82 zeigen den Entlackungsbereich 16 des Wafers. Die Linie bzw. die Bereichsgrenze 83 zeigt die Lackkante 15. Der im Fluoreszenzbild dunkler abgesetzte Bereich 84 zeigt einen ersten Lackbereich, die Bereiche 85 zeigen einen zweiten Lackbereich. Im Dunkelfeldbild sind zusätzlich mannigfaltige Defekte zu erkennen, beispielsweise der Defekt 86, der auch im Fluoreszenzbild zu erkennen ist. Vermutlich handelt es sich dabei um einen Lackspritzer. Im Fluoreszenzbild sind zwei Lackbereiche zu erkennen, 84 und 85, diese weisen im hier wiedergegebenen Schwarz-Weiß-Bild einen Helligkeitskontrast auf, der im Farbbild noch differenzierter als Farbkontrast erkennbar ist.
4 zeigt eine Helligkeitshistogramm des Fluoreszenzbildes 80. Die Achse 92 zeigt dabei die Helligkeitswerte des Bildes und die Achse 91 die Häufigkeit der Helligkeitswerte im Bild. Im Bereich der dunklen Werte links findet sich die Darstellung des entlackten Bereichs 82. Dort ist kein Fotolack vorhanden, der fluoreszieren könnte, daher bleibt dieser Bereich in der Aufnahme dunkel. Bei mittleren Werten befindet sich ein kleinerer Peak 84, der den ersten Lackbereich darstellt. Dieser ist auch in dem Fluoreszenzbild 80 dunkelgrau zu erkennen. Hin zu helleren Werten findet sich ein weiterer Peak 85, der den zweiten Lackbereich des Bildes 80 darstellt. Dieser ist im Fluoreszenzbild 80 hellgrau zu erkennen. Zwischen dem Peak 82 des entlackten Bereichs und dem Peak 84 des ersten Lackbereichs fällt ein Minimum 83 auf. Die Lage dieses Minimums 83 auf der Helligkeitsachse 92 markiert den Schwellenwert zur Identifikation der Lackkante im Fluoreszenzbild. Helligkeitswerte mit geringerer Helligkeit als der Schwellenwert werden als im Entlackungsbereich liegend definiert, Helligkeitswerte mit höherer Helligkeit als der Schwellenwert werden als im Lackbereich liegend definiert. So ist es rechnerisch möglich, die beiden Bereiche im Bild zu trennen und die Lackkante rechnerisch als die Trennungslinie zwischen beiden Bereichen automatisch zu erhalten.
5 zeigt einen Schnitt durch den Wafer im Bereich der Lackkante, wobei der Wafer nach dem erfinderischen Verfahren zur Randentlackung entlackt wurde. Die Entlackung erfolgt üblicherweise im nasschemischen Schleuderverfahren, bei dem auf die Oberfläche des sich drehenden Wafers im Bereich des Randes eine Entlackungsflüssigkeit aufgesprüht wird. Diese löst den Lack, wird aufgrund der Zentrifugalkraft nach außen weggeschleudert und spült von ihr gelösten Lack von der Oberfläche des Wafers weg. Dabei bildet sich eine Lackkante 15, wie in der Figur gezeichnet, aus. Dabei dringt Entlackungsflüssigkeit in den Lack ein und weicht ihn zum Abspülen auf. Dabei dringt Entlackungsflüssigkeit in einem Diffusionsbereich 17 auch in die verbleibende Lackkante 15 ein. Bei Verwendung einer fluoreszierenden Entlackungsflüssigkeit zeigt somit der Diffusionsbereich 17 Fluoreszenz. In einem von oben aufgenommenen Fluoreszenzbild ist daher die Lackkante 50 aufgrund ihres fluoreszierenden Diffusionsbereichs 17 deutlich im Bild erkennbar.

10: Wafer
11: Mittelachse
12: Waferrand
13: Randbereich
14: Lackschicht
15: Lackkante
16: Entlackungsbereich
17: Diffusionsbereich
20: Dreheinrichtung
21: Drehachse
30: Bildaufnahmeeinrichtung
40: Beleuchtungseinrichtung
41: Lichtquelle
42: Beam Shaper
43: optischer Filter
50: Bilderfassungseinrichtung
51: optischer Filter
52: Objektiv
53: Farb-CCD-Zeilenkamera
61: Beleuchtungsstrahl
62: Aufnahmebereich
63: Abbildungsstrahl
64: Einfallswinkel
65: Ausfallswinkel
70: Bildverarbeitungseinrichtung
71: Datenverbindung
80: Fluoreszenzbild
81: Dunkelfeldbild
82: entlackter Bereich
83: Lackkante
84: erster Lackbereich
85: zweiter Lackbereich
86: Defekt
90: Histogramm
91: Häufigkeit
92: Helligkeit

Claims

Verfahren zur optischen Aufnahme eines Wafers mit einer Photolackschicht gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte: – Beleuchten eines Aufnahmebereichs der Oberfläche des Wafers mit Licht – Aufnehmen eines Fluoreszenzbildes vom Aufnahmebereich aus dem aufgrund der Beleuchtung durch das Anregungslicht abgestrahlten Fluoreszenzlicht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenlängenbereich des Licht zur Beleuchtung im Bereich von 360nm bis 500nm liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht zur Beleuchtung polychrom ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluoreszenzbild ein Farbbild ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluoreszenzbild im Dunkelfeld aufgenommen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Aufnehmen zusätzlich zum Fluoreszenzbild ein Dunkelfeldbild vom Aufnahmebereich aus dem Streulicht des beleuchteten Aufnahmebereichs aufgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluoreszenzbild und das Dunkelfeldbild gleichzeitig aufgenommen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluoreszenzbild und das Dunkelfeldbild deckungsgleich von der gleichen Kamera aufgenommen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluoreszenzbild von einer Farbkamera und das Dunkelfeldbild von einer monochromatischen Kamera aufgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die monochromatische Kamera eine höhere Auflösung als die Farbkamera aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die eine oder zwei Kameras eine oder zwei Zeilenkameras sind und dass der Aufnahmebereich eine linienförmige Ausdehnung aufweist und während des Aufnehmens senkrecht zu seiner Ausdehnung relativ zur Waferoberfläche bewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebereich radial zur Mitte des Wafers hin orientiert ist und dass der Wafer zur Bewegung um seine Mittelachse gedreht wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebereich einen vom Rand des Wafers begrenzten Kreisring auf dem Wafer überstreicht.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebereich die Lackkante des Wafers erfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Aufnehmen ein Auswerten des Fluoreszenzbildes erfolgt, wobei die Lackkante identifiziert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Aufnehmen ein Auswerten des Fluoreszenzbildes erfolgt, wobei Bereiche im Bild klassifiziert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Aufnehmen ein Auswerten des Fluoreszenzbildes erfolgt durch – Erstellen eines Histogramms des oder der Bilder, – Ermitteln eines Schwellenwerts aus dem Histogramm, – Vergleichen des Bildes mit dem Schwellenwert und – Klassifizieren von Bereichen im Bild aufgrund des Vergleichs.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass den klassifizierten Bereichen die durch eine Lackkante getrennten Bereiche des Wafers entsprechen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluoreszenzbild mit dem Dunkelfeldbild verglichen wird.
Photolack zur Herstellung von Halbleiterbauelementen auf Wafern dadurch gekennzeichnet, dass dem Photolack ein Fluoreszenzfarbstoff zugegeben ist.
Verwendung eines Photolacks dem ein Fluoreszenzfarbstoff zugegeben ist für ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19.
Verfahren zur Randentlackung und zur Inspektion eines Wafers gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte: – teilweises Entlacken des Wafers mit einer fluoreszierenden Entlackungsflüssigkeit wobei fluoreszierende Entlackungsflüssigkeit in die Lackkante zum nicht entlackten Bereich hinein diffundiert – Beleuchten und Aufnehmen nach einem der Ansprüche 1 bis 14 – Auswerten des Fluoreszenzbildes durch Identifikation der fluoreszierenden Lackkante.
Entlackungsflüssigkeit zur mindestens teilweisen Entlackung eines Wafers dadurch gekennzeichnet, dass die Entlackungsflüssigkeit aus Lösungsmittel und zusätzlichem Fluoreszenzfarbstoff besteht.
Verwendung einer fluoreszierenden Entlackungsflüssigkeit für ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15.
Verwendung einer fluoreszierenden Entlackungsflüssigkeit nach Anspruch 23 für ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15.