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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Inspektion von
Defekten am Randbereich eines Wafers. Dabei umfasst die Vorrichtung zur
visuellen Bewertung von Defekten am Randbereich des Wafers mindestens
eine Beleuchtungseinrichtung, die den Randbereich des Wafers beleuchtet.
Ferner ist ein Detektor vorgesehen, der ein Bild des Randbereichs
des Wafers mit einer definierten Bildfeldgröße
aufnimmt.
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Ferner
betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Inspektion
von Defekten am Randbereich eines Wafers.
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Des
Weiteren betrifft die Erfindung die Verwendung der Vorrichtung zur
Inspektion von Defekten am Randbereich eines Wafers in einer Inspektionseinrichtung
für Wafer. Die Inspektionseinrichtung besteht aus mehreren
Arbeitsstationen, die mindestens aus einer Einheit zur Mikroinspektion,
einer Transporteinrichtung und einer Alignmenteinrichtung bestehen.
Ferner ist mindestens ein Display vorgesehen, auf dem einem Benutzer
die aufgenommenen Bilder der Defekte darstellbar sind.
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Die
japanische Patentanmeldung
JP 2006/294969 A offenbart ein Inspektionsmittel
für Wafer, welches Bilder vom umlaufenden Rand des Wafers
aufnimmt. Bevorzugter Weise wird der Rand des Wafers dahingehend
inspiziert, ob Abnormitäten vorliegen. Die Inspektionseinrichtung
für den Wafer umfasst eine Trageeinrichtung, die den Wafer
in einer horizontalen Ebene hält. Ferner ist eine Kamera
vorgesehen, die einen umlaufenden Rand des Wafers abbildet. Die
Kamera kann dabei auf einer kreisbogenförmigen Bahn um
die Waferkante herumgeführt werden. Während der
Bewegung der Kamera werden Bilder der umgreifenden Kante des Wafers
aufgenommen.
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Die
koreanische Patentanmeldung
KR 102004094967 A offenbart eine Vorrichtung
zum inspizieren der Waferkante, die ferner dazu geeignet ist, die
Zeit für den Inspektionsvorgang zu reduzieren. Eine Vielzahl
von optischen Sensoren ist in der Nähe eines Kantenabschnitts
des Wafers vorgesehen. Jeder optische Sensor umfasst eine Licht
emittierende Einheit zur Beleuchtung der Kante des Wafers. Ferner
umfasst jeder Sensor einen Empfangsabschnitt, der zum Empfang des
von der Waferkante reflektierten Lichts ausgebildet ist. Die hier
vorgeschlagene Vorrichtung ist jedoch nicht zur Aufnahme einzelner
Bilder von ausgewählten Defekten geeignet. Sie dient lediglich
dazu, Defekte auf dem Rand des Wafers zu finden.
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Das
U.S.-Patent 7,161,669 umfasst
eine erste Antriebseinrichtung und eine zweite Antriebseinrichtung,
die einen Aufnahmekopf horizontal über der Oberfläche
eines Wafers bewegen. Damit werden Daten über verschiedene
charakteristische Elemente auf der Oberfläche des Wafers
geschaffen. Die zweite Antriebseinrichtung umfasst einen Motor,
der die Aufnahmeeinrichtung um die Kante des Wafers herum bewegt,
so dass die Unterseite des Wafers aufgenommen werden kann. Dieser
Vorrichtung ist es ebenfalls nicht möglich, einzelne Positionen
von Defekten am Rand des Wafers anzufahren und Bilder von diesen
Defekten aufzunehmen.
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Die
japanische Patentanmeldung 2006/64975 offenbart
ein Mikroskop mit dem es möglich ist, eine Vielzahl von
Oberflächen an einer Kante einer dünnen Platte
zu untersuchen. Das Mikroskop weist drei bildgebende optische Systeme
auf. Die von den unterschiedlichen optischen Systemen erzeugten
Bilder werden zusammengeführt und einem CCD zugeführt.
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Die
U.S.-Patentanmeldung 2005/0060104 umfasst eine Vorrichtung zur Inspektion
der Kante des Wafers, welches eine Review-Einheit umfasst, die Bilder
des Halbleiterwafers aufnimmt. Dabei werden u. a. Punkte von Interesse
in der Nähe der Kante des Wafers angefahren und dort automatisch
Bilder aufgenommen. Die aufgenommenen Bilder werden in einer Datenbank
abgelegt, die mit einem Computer für eine detaillierte
Defektanalyse suchbar sind. Das Dokument offenbart jedoch nicht,
ob die Kamera beweglich angeordnet ist, um somit Bilder je nach Wunsch
oder Bedarf von der Oberseite des Waferrandes vom Waferrand selbst
und/oder von der Unterseite des Waferrandes aufzunehmen.
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Aufgabe
der gegenwärtigen Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu
schaffen, mit dem eine zuverlässige Inspektion von Defekten
am Rand des Wafers möglich ist. Dabei soll die Vorrichtung
die Defekte auf der Oberseite des Waferrandes, an der Waferkante und
auf der Unterseite des Waferrandes begutachten können.
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Die
vorstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung
mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Ferner
ist es Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung, ein Verfahren
zur zuverlässigen Inspektion von Defekten am Randbereich
eines Wafers zu schaffen, mit dem sowohl die Defekte auf der Oberseite
des Waferrandes, an der Kante des Waferrandes und an der Unterseite
des Waferrandes begutachtet werden können.
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Die
Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren, das die Merkmale
des Anspruchs 15 umfasst.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Verwendung
einer Vorrichtung zur zuverlässigen Bewertung von Defekten
am Randbereich eines Wafers in einer Inspektionseinrichtung für Wafer
zu ermöglichen.
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Die
Aufgabe wird gelöst durch eine Verwendung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung, die die Merkmale des Anspruchs 20 umfasst.
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Es
ist von Vorteil, dass die Vorrichtung für die Inspektion
von Defekten am Randbereich eines Wafers einsetzbar ist. Es ist
mindestens eine Beleuchtungseinrichtung vorgesehen, die den Randbereich des
Wafers beleuchtet. Ein Detektor nimmt ein Bild des Randbereichs
des Wafers mit einer definierten Bildfeldgröße
auf. Mindestens eine optische Einheit ist vorgesehen, die in Abhängigkeit
von der Lage des Defekts gegenüber einer Oberseite des
Waferrandbereichs oder einer Unterseite des Waferrandbereichs oder
einer Stirnseite des Waferrandrereichs zur Aufnahme eines Bildes
des Defekts positionierbar ist.
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Mit
der mindestens einen Beleuchtungseinrichtung ist eine Vielzahl von
Beleuchtungsarten und/oder Kontrastmethoden realisierbar. Die Beleuchtungsarten
und/oder Kontrastmethoden sind die Hellfeldbeleuchtung, die Dunkelfeldbeleuchtung,
der Interferenzkontrast und der differenzielle Interferenzkontrast.
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Jede
der optischen Einheiten ist als ein um eine Achse schwenkbares Modul
ausgebildet, das mindestens ein Objektiv zur Beleuchtung und Abbildung
des Defekts, die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung und den
Detektor und eine Fokuseinrichtung umfasst.
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Die
mindestens eine optische Einheit besteht aus einem ersten schwenkbaren
Modul, das mindestens ein Objektiv und eine Spiegelanordnung um fasst. Über
ein Gelenk ist das erste schwenkbare Modul mit einem ortsfesten
zweiten Modul verbunden, das mindestens eine Optik zur Beleuchtung
und Abbildung des Defekts, die Beleuchtungseinrichtung, den Detektor
und eine Fokuseinrichtung umfasst.
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Die
optische Einheit besteht aus einem ersten schwenkbaren Modul, das
eine Spiegelanordnung umfasst, die über ein Gelenk mit
einem ortsfesten zweiten Modul verbunden ist, das die Beleuchtungseinrichtung,
den Detektor und eine Fokuseinrichtung umfasst.
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Im
Detektionsstrahlengang der optischen Einheit ist vor dem Detektor
ein Vergrößerungswechsler vorgesehen. Ebenso ist
im Detektionsstrahlengang nach dem Vergrößerungswechsler
und vor dem Detektor eine Pupille angeordnet.
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Im
ortsfesten zweiten Modul ist nach dem Gelenk eine variable Aperturblende
angeordnet.
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Ferner
ist mindestens eine zum Objektiv zusätzliche Linse im schwenkbaren
zweiten Modul vorgesehen.
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Die
optische Einheit kann auch mindestens zwei Objektive und eine Spiegelanordnung
umfassen. Wobei die Objektive und die Spiegelanordnung in einem
schwenkbaren ersten Modul angeordnet sind. Das schwenkbare erste
Modul ist, wie bereits oben erwähnt, über ein
Gelenk mit einem ortsfesten zweiten Modul verbunden. Das zweite,
ortsfeste Modul umfasst mindestens die Beleuchtungseinrichtung,
den Detektor und eine Fokuseinrichtung.
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Die
mindestens zwei Objektive können dabei auf einem drehbaren
Revolver angeordnet sein. Ebenso ist es möglich, dass die
mindestens zwei Objektive auf einem Schieber angeordnet sind.
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Der
Detektor ist ein bildgebender Detektor, wie zum Beispiel ein CCD-Chip
oder ein CMOS.
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Bei
dem Verfahren zur Inspektion von Defekten am Randbereich wird an
Hand von abgespeicherten Positionsdaten der Wafer derart positioniert,
dass sich die Defekte zur Inspektion im Bildfeld mindestens einer
optischen Einheit befinden. Die mindestens eine optische Einheit
ist zur Bildaufnahme mit einem Detektor in Abhängigkeit
von der Lage des Defekts gegenüber der Oberseite des Waferrandbereichs
oder der Unterseite des Waferrandbereichs oder der Stirnseite des
Waferrandbereichs positionier bar. Die aufgenommenen Bilder können
dem Benutzer auf einem Display dargestellt werden. Ebenso ist es
denkbar, dass die Bilder für eine spätere Weiterverarbeitung
gespeichert werden.
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Ferner
findet die erfindungsgemäße Vorrichtung bei der
Inspektion von Defekten am Randbereich eines Wafers in einer Inspektionseinrichtung
für Wafer Verwendung. Die Inspektionseinrichtung umfasst
mehrere Einrichtungen zur Inspektion eines Wafers. Ebenso ist mindestens
ein Display vorgesehen, auf dem einem Benutzer aufgenommene Bilder der
Defekte dargestellt werden. Mindestens eine Einrichtung zur Inspektion
von Defekten am Randbereich des Wafers ist vorgesehen, die derart
ausgestaltet ist, dass die Einrichtung mindestens eine optische
Einheit umfasst, die in Abhängigkeit von der Lage des Defekts
gegenüber der Oberseite des Waferrandes oder der Unterseite
des Waferrandes oder der Stirnseite des Waferrandes zur Aufnahme
eines Bildes des Defekts positionierbar ist.
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Die
Inspektionseinrichtung besteht aus mehreren Arbeitsstationen und
mindestens einem Substratzuführungsmodul. Die mehreren
Arbeitsstationen sind derart aufgebaut, dass jeweils unterschiedliche Untersuchungen
am Wafer durchzuführen sind und um eine Zentraleinheit
herum gruppiert sind, wobei die Module derart ausgestaltet sind,
dass sie beliebig gegeneinander austauschbar sind.
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Im
Folgenden sollen die Ausführungsbeispiele der Erfindung
sowie die Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher
erläutert werden.
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1 zeigt
eine perspektivische Darstellung einer Arbeitsstation zur Inspektion
der Oberfläche von Wafern.
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2 zeigt
eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer Inspektionseinrichtung
für Wafer, die aus einem Substratzuführmodul und
mindestens drei Arbeitsstationen besteht.
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3 zeigt
eine vereinfachte schematische Darstellung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung, wobei ein Objektiv, bzw. eine optische Einheit in Abhängigkeit
von der Lage des Defekts am Waferrand derart geschwenkt werden kann,
das ein Bild des Defekts aufgenommen werden kann.
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4 zeigt
schematisch die Stellung der optischen Achse der optischen Einheit
in Bezug auf den Randbereich des Wafers.
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5 zeigt
eine schematische Darstellung einer optischen Einheit zur Aufnahme
eines Bildes eines Defekts auf der Oberseite, Unterseite oder Stirnseite
des Waferrandes.
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6 zeigt
eine schematische Darstellung der optischen Einrichtung zur Aufnahme
eines Bildes eines Defekts am Waferrand, wobei die Einrichtung aus
einem beweglichem Modul und einem ortsfesten Modul aufgebaut ist.
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7 zeigt
eine andere Ausführungsform des Aufbaus der optischen Einrichtung
aus einem beweglichen Modul und einem ortsfesten Modul.
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8 zeigt
eine weitere Ausführungsform der optischen Einrichtung
zur Aufnahme eines Bildes am Waferrand, die aus einem ortsfesten
Modul und einem beweglichen, bzw. schwenkbaren Modul aufgebaut ist.
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9 zeigt
eine weitere Ausführungsform der optischen Einrichtung
zur Aufnahme eines Bildes eines Defekts am Waferrand, die aus einem
ortsfestem Modul und einem um eine Drehachse schwenkbarem Modul
besteht.
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10 zeigt
eine weitere Ausführungsform der optischen Einrichtung
zur Aufnahme eines Bildes vom Waferrand, bei dem das schwenkbare
erste Modul mindestens zwei Objektive zur Bildaufnahme vorgesehen
hat.
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11 zeigt
eine weitere Ausführungsform der optischen Einrichtung,
bei der zwei Objektive im schwenkbaren ersten Modul der Vorrichtung
zur Aufnahme eines Bildes von Defekten am Waferrand, vorgesehen
sind.
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12 zeigt
eine weitere Ausführungsform der optischen Einrichtung
zur Aufnahme eines Bildes eines Defekts vom Waferrand, bei dem im
schwenkbaren ersten Modul ein Objektiv mit einer einzigen Vergrößerung
vorgesehen ist und die weitere Vergrößerungsmöglichkeit
im ortsfesten zweiten Modul angeordnet ist.
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13 zeigt
eine schematische Ansicht eines Wafers, bei dem mehrere Defekte
symbolisch am Rand des Wafers eingezeichnet sind.
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In
den unterschiedlichen Figuren werden für gleiche Elemente
gleiche Bezugszeichen verwendet. Dies soll nicht als Beschränkung
der Erfindung aufgefasst werden.
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1 zeigt
in beispielhafter Weise eine perspektivische Ansicht einer Inspektionseinrichtung 3 für
Wafer, bei der die erfindungsgemäße Vorrichtung Verwendung findet.
Die Inspektionseinrichtung 3 umfasst ein Substratzuführungsmodul 1 und
mindestens eine Arbeitsstation (hier nicht dargestellt; siehe 2).
Ferner ist die Inspektionseinrichtung 3 mit einem Bildschirm 7 versehen,
mit dessen Hilfe der Benutzer seine über die Bedieneingabe 6 vorgenommenen
Eingaben kontrollieren kann. Ebenso werden dem Benutzer auf dem
Bildschirm 7 die von der Arbeitsstation oder den Arbeitsstationen
aufgenommenen Bilder von den Defekten auf dem Waferrand oder auf
der Oberfläche des Wafers selbst visuell dargestellt. Ferner
kann das Substrat direkt mit einem Mikroskop über einen
Mikroskopeinblick 8 beobachtet und betrachtet werden. Das
Substratzuführungsmodul 1 besitzt an der Vorderseite
mehrere Beladezugänge (Load Ports) 2a, 2b, über
die der Inspektionseinrichtung 3 Wafer zugeführt
werden können.
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2 zeigt
in schematischer Weise einen prinzipiellen Aufbau einer Inspektionseinrichtung 3, die
intern mehrere Arbeitsstationen 9, 10, 12 aufweist.
Hier sind spezielle Arbeitsstationen 9, 10, 12 dargestellt,
es ist für einen Fachmann selbstverständlich,
dass jegliche Art von Arbeitsstationen zu einer Inspektionseinrichtung 3 zusammengestellt werden
können. Das Substratzuführmodul 1 ist
in dieser Ausführungsform derart gegenüber der
Inspektionseinrichtung 3 orientiert, dass es mit den Substraten
von seiner Vorderseite 2 her über ein oder mehrere
Beladezugänge (Load Ports) 2a, 2b beladen
werden kann. Normalerweise sind zwei Beladezugänge 2a, 2b vorgesehen.
Dabei werden offen gestaltete oder geschlossene Kassetten 4 verwendet, die
manuell durch den Benutzer oder durch Automatisierung, z. B. mittels
eines Roboters (nicht dargestellt) in die Beladezugänge 2a, 2b eingeführt
werden. Die Kassetten 4 sind mit Wafern 6 gefüllt
oder sie können auch leer sein, je nach vorgesehenem Arbeitsablauf.
Beispielsweise können alle Kassetten 4 gefüllt
sein und es werden Wafer 6 zuerst der einen Kassette entnommen,
in die Inspektionseinrichtung 3 eingeführt und
da nach dortiger Behandlung und Kontrolle wieder zurück
in dieselbe Kassette 4 gebracht. Im Inneren des Substratzuführungsmoduls 1 ist
ein Transportroboter 5 vorgesehen, der die Wafer 6 in
die Inspektionseinrichtung 3 überführt.
Die Anordnung des Substratzuführungsmoduls in 2 zeigt
lediglich eine von mehreren Ausgestaltungsmöglichkeiten.
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Die
Inspektionseinrichtung 3 umfasst, wie bereits erwähnt,
mehrere Arbeitsstationen 9, 10, 12. An
den Arbeitsstationen 9, 10 und 12 werden
an den Wafern 6 entsprechende Untersuchungen, Kontrollen
und Inspektionen ausgeführt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
sind in der Inspektionseinrichtung drei Arbeitsstationen, eine erste,
eine zweite und eine dritte Arbeitsstation 9, 10, 12 vorgesehen. Zentral
zwi schen den Arbeitsstationen 9, 10 und 12 ist
ein Wechsler 14 für die Wafer 6 angeordnet.
Der Wechsler 14 besitzt drei Arme 14a, 14b und 14c,
mit denen gleichzeitig die einzelnen Arbeitsstationen 9, 10 und 12 mit
den Wafern 6 versorgt werden können. Die erste
Arbeitsstation 9 dient zur Übernahme aus dem Substratzuführungsmodul,
bzw. zur Übergabe an das Substratzuführungsmodul 1.
Die zweite Arbeitsstation 10 dient zum Ausrichten (Alignment),
zur Bestimmung der Positionierung, bzw. zur visuellen Inspektion
der Wafer 6. Zum Ausrichten der Wafer 6 ist der
zweiten Arbeitsstation 10 eine Messeinrichtung 15 zugeordnet,
die z. B. auf dem Wafer 6 aufgebrachte Marker detektiert
und Kodierungen der Wafer 6 bestimmt. Ferner ermittelt
die Messeinrichtung 15 die Abweichung von der positionsgenauen
Ablage des Wafers 6 in der zweiten Arbeitsstation 10.
Die so ermittelten Daten werden an eine zentrale Verarbeitungseinheit
(nicht dargstellt) weitergeleitet. Die dritte Arbeitsstation 12 ist
für die Mikroinspektion der Wafer 6 ausgebildet.
Die dritte Arbeitsstation 12 besitzt einen X/Y-Tisch 17,
der den Wafer 6 einem Mikroskop 16 zur Mikroinspektion
zuführt. Das Mikroskop 16 ist in der hier offenbarten
Ausführungsform mit einem Okular 20 versehen,
das einem Benutzer die Möglichkeit bietet, eine visuelle
Mikroinspektion der zu untersuchenden Wafer durchzuführen.
Die Vorrichtung 40 zur visuellen Inspektion von Defekten
auf der Oberseite, der Unterseite und/oder der Stirnseite des Wafers 6 ist
der zweiten Arbeitsstation 10 zugeordnet. Die möglichen
Ausgestaltungen der Vorrichtung zur Inspektion des Wafers 6 werden
in den nachfolgenden 3 bis 11 näher
erläutert. Eine Inspektionseinrichtung 3 kann
dabei auch vollkommen modular aufgebaut sein. So könnte
z. B. eine Zentraleinheit vorgesehen sein, um die sich alle Inspektionseinrichtungen,
bzw. Inspektionselemente herum gruppieren. In jedem der vorgesehenen
Inspektionselemente kann dabei eine andere Untersuchung am Wafer
ausgeführt werden. Ebenfalls ist es denkbar, dass mehrere
Untersuchungsmethoden an einem Inspektionselement durchgeführt
werden. Die einzelnen Inspektionselemente sind dabei derart ausgebildet,
dass sie jederzeit in ihrer Position an der Zentraleinheit ausgetauscht
werden können. Die Vorrichtung und das Verfahren zur visuellen
Bewertung von Defekten am Rand des Wafers kann dabei einem einzelnen
Element zur Waferinspektion implementiert sein. Ebenfalls kann die
Vorrichtung und das Verfahren auch zusätzlich zu einer
anderen Verfahrens-, bzw. Inspektionsvorrichtung in einem Modul
zusätzlich implementiert werden. Die Vorrichtung 40 zur
Inspektion von Defekten auf der Oberseite 30, Unterseite 31 oder
Stirnseite 32 des Waferrandes 6a kann der zweiten
Arbeitsstation 10 zugeordnet sein. Es ist für
einen Fachmann selbstverständlich, dass der zweiten Arbeitsstation 10 nicht
nur eine Vorrichtung 40 zur Inspektion von Defekten auf
der Oberseite 30, Unterseite 31 oder Stirnseite 32 des
Waferrandes 6a zugeordnet ist, sondern mehrere.
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3 zeigt
den schematischen Aufbau der Vorrichtung zur visuellen Bewertung
von Defekten auf der Oberseite 30 des Waferrandes 6a,
auf der Unterseite 31 des Waferrandes 6a und auf
der Stirnseite 32 des Waferrandes 6a. Zur visuellen
Inspektion der Defekte am Waferrand 6a muss gegenüber dem
Waferrand 6a (Oberseite 30, Unterseite 31 oder Stirnseite 32)
zumindest ein Mikroskopobjektiv 33 positioniert werden.
Die Positionierung des Mikroskopobjektivs 33 erfolgt um
eine senkrecht zur Zeichenebene angeordnete Drehachse 34.
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Das
Mikroskopobjektiv 33 besitzt eine optische Achse 33c (siehe 3 und 4)
und ist in Bezug auf die Oberseite 30, die Unterseite 31 oder die
Stirnseite 32 des Waferrandes 6a derart zu positionieren,
dass die optische Achse 33c des Mikroskopobjektivs 33 senkrecht
auf der jeweiligen Messposition bzw. Bildaufnahmeposition steht.
Wie in 3 und 4 angedeutet, wird das Messobjektiv
gemäß dem Doppelpfeil 37 um den Waferrand 6a geschwenkt
und so in die erforderliche Position zur Bildaufnahme gebracht.
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5 zeigt
eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der
Vorrichtung zur Inspektion von Defekten am Rand 6a eines
Wafers 6. Das Ergebnis der Bildaufnahme durch die Vorrichtung
dient auch zur visuellen Bewertung der Defekte am Waferrand 6a.
Die Vorrichtung ist eine optische Einheit 40, die zu einem
Modul zusammengefasst ist, das von einem Gehäuse 40a umgeben
ist. Die optische Einheit 40 ist dabei um die Drehachse 34 schwenkbar,
so dass die optische Einheit 40 zur visuellen Inspektion der
Defekte am Randbereich 6a des Wafers 6 einmal in
eine Position geschwenkt werden kann, in der sie im Wesentlichen
der Oberseite 30 des Waferrandes 6a gegenüberliegt.
Die Positionierung der optischen Einheit 40 erfolgt im
Wesentlichen so wie in 4 dargestellt. Ebenfalls kann
die optische Einheit 40 in eine Position geschwenkt werden,
in der die optische Einheit 40 der Unterseite 31 des
Waferrands 6a gegenüberliegt. Auf alle Fälle
wird die optischen Einheit 40 immer derart geschwenkt,
dass die optische Achse 33c des gerade verwendeten Objektivs 33 auf dem
Bereich senkrecht steht, der am Waferrand 6a aufgenommen
werden soll. Es gibt also, wie aus 4 ersichtlich
ist eine Vielzahl von Positionen für die Bildaufnahme.
Obwohl in der Beschreibung im Wesentlichen drei Positionen beschrieben
sind, soll dies nicht als Beschränkung der Erfindung aufgefasst werden.
In einer dritten Position (wie in 5 gezeigt)
liegt die optische Einheit 40 zur visuellen Begutachtung
von Defek ten am Waferrand 6a (bzw. Randbereich des Wafers)
direkt im Wesentlichen der Stirnseite 32 des Wafers 6 gegenüber.
Die optische Einheit 40 umfasst dabei mindestens ein Objektiv 33, mit
dem die Defekte mit einem definierten Bildfeld (nicht dargestellt)
aufgenommen werden können. Ferner umfasst die optische
Einheit 40 einen Detektor 44, der als CCD-Chip
ausgebildet ist. Der Detektor 44 ist im Detektionsstrahlengang 48 angeordnet. Mit
einem Strahlteiler 50 wird der Detektionsstrahlengang 50 und
der Beleuchtungsstrahlengang 49 zusammengeführt.
Im Beleuchtungsstrahlengang 49 ist die Beleuchtungseinrichtung 41 vorgesehen.
Ebenso kann über einen Strahlteiler 45 das Licht 51 von
einer Fokussiereinrichtung 42 mit dem Beleuchtungs-, bzw.
Detektionsstrahlengang eingekoppelt werden. Im Detektionsstrahlengang 48 kann
vor dem Detektor 44 ferner noch eine Linse, bzw. Optik 43 vorgesehen
sein.
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6 zeigt
eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung zur Aufnahme
von Bildern von Defekten am Randbereich 6a eines Wafers 6.
Die optische Einheit 40 ist dabei in ein erstes schwenkbares
Modul 100 und ein starres, zweites Modul 110 unterteilt.
Das schwenkbare erste Modul 100 und das starre zweite Modul 110 sind über
ein Gelenk 105 miteinander verbunden. Das schwenkbare erste
Modul 100 ist um die Drehachse 34 herum schwenkbar,
so dass je nach Bedarf das schwenkbare erste Modul 100 Defekte
auf der Oberseite 30 des Waferrandes 6a, auf der
Unterseite 31 des Waferrandes 6a oder an der Stirnseite 32 des
Waferrandes 6a detektieren kann. Das schwenkbare erste
Modul 100 besitzt mehrere Spiegel 101, die das
von der Waferoberfläche ausgehende Licht zu einem Objektiv 33 leiten,
das im starren zweiten Modul 110 vorgesehen ist. Das Objektiv 33 ist
dabei unmittelbar hinter dem Gelenk 105 angeordnet. Im
starren zweiten Modul 110 ist die Fokuseinrichtung 42,
eine Linse 43, eine Beleuchtungseinrichtung 41 und
der Detektor 44, der als CCD-Chip ausgebildet ist, angeordnet.
Ebenso sind zur Umleitung des Beleuchtungslichts und des Lichts
für die Fokuseinrichtung 42 mehrere Spiegel, bzw.
Strahlteiler 45, 50 im starren zweiten Modul 110 angeordnet.
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7 zeigt
eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der die
optische Einheit 40 in ein drehbares erstes Modul 100 und
ein starres zweites Modul 110 aufgeteilt ist. Wie bereits
in 6 beschrieben, ist das bewegliche, bzw. schwenkbare Modul 100 mit
dem starren Modul 110 über ein Gelenk 105 verbunden.
Es ist von Vorteil, wenn im starren Modul Elemente vorgesehen sind,
die schwer sind. Dies hat den Vorteil, dass somit mit dem schwenkbaren
Modul 100 keine großen Massen bewegt werden müssen,
was die Positionierung und das Alignment des schwenkbaren Moduls 100 erheblich
erleichtert. Das starre zweite Modul 110 kann auch als
Sensormodul be zeichnet werden. Im schwenkbaren Modul 110 ist
ein Objektiv 33 angeordnet, das unmittelbar dem Rand des
Wafers 6 gegenüberliegend positioniert werden
kann. Das vom Objektiv 33 gesammelte Licht wird über
mehrere Spiegel 101 zu dem Gelenk, bzw. zu der Drehachse 34 umgelenkt. Über
das Gelenk 105 tritt das Licht in das starre Modul 110 ein
und wird dort entsprechend am Detektor 44 aufgezeichnet.
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In 8 ist
eine Ausführungsform der Vorrichtung zur visuellen Bewertung
von Defekten am Rand des Wafers dargestellt, die ähnlich
der in 7 dargestellten Ausführungsform ist.
Der Unterschied besteht darin, dass im starren ersten Modul 110 der optischen
Einheit 40 unmittelbar vor dem CCD-Chip 44 ein
Vergrößerungswechsler 102 vorgesehen
ist. Der Vergrößerungswechsler 102 umfasst
dabei mehrere Tubuslinsen mit einer Vergrößerung
von 0,5-fach bis 2,5-fach, die in den Detektionsstrahlengang 48 vor
den Detektor 44 eingebracht werden können.
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9 zeigt
eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung zur Bewertung
von Defekten auf der Oberseite 30, der Unterseite 31 und
der Stirnseite 32 des Waferrandes 6a, die mit
der Ausgestaltung aus 8 vergleichbar ist. Die Ausführungsform
in 9 unterscheidet sich von der Ausführungsform
in 8 dadurch, dass im schwenkbaren ersten Modul 100 der
optischen Einheit 40 mindestens ein Afokalsystem 103 vorgesehen
ist. Hinzu kommt, dass im starren zweiten Modul 110 eine
variable Aperturblende 104 unmittelbar nach dem Gelenk 105 vorgesehen ist.
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10 beschreibt
eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung zur Inspektion
von Defekten am Rand des Wafers 6. Im schwenkbaren Modul 100 ist
ein Revolver 120 vorgesehen, der um eine Drehachse 34a drehbar
ist. Die Drehachse 34a ist parallel zu der Drehachse 34 ausgerichtet,
um die das gesamte schwenkbare erste Modul 100 drehbar, bzw.
schwenkbar ist. Mit der Drehachse 34a können unterschiedliche
Objektive 33a, 33b mit unterschiedlicher Vergrößerung
gegenüber dem Waferrand 6a positioniert werden,
um damit Bilder von den Defekten mit einer gewünschten
Vergrößerung aufzunehmen. Die am Revolver 120 vorgesehenen
Objektive 33a, 33b unterscheiden sich in ihrer
Vergrößerung. Mittels eines Spiegelsystems 115 wird
das vom jeweiligen Objektiv aufgenommene Licht in das starre zweite
Modul 110 geführt. Das Licht gelangt über
das Gelenk 105 in das starre zweite Modul 110.
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Das
in 11 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt
eine weitere Ausführungsform des in 10 dargestellten
Ausführungsbeispiels. Hier ist der Revolver 120 durch
einen Schieber 130 ersetzt. Der Schieber 130 trägt
mindestens zwei Objektive 33a, 33b, die sich hinsichtlich
ihrer Vergrößerung unterscheiden.
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12 zeigt
eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung zur Bewertung
von Defekten am Rand 6a eines Wafers 6, bei dem
im schwenkbaren Modul 100 ein Objektiv vorgesehen ist,
das eine feste Vergrößerung aufweist. Im starren
Modul ist vor dem CCD-Chip 44 ein Vergrößerungswechsler 140 vorgesehen.
Zwischen dem Vergrößerungswechsler 140 und
dem CCD-Chip ist eine Aperturblende 150 angeordnet.
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Mit
der Vorrichtung zur Inspektion von Defekten am Rand eines Wafers
soll eine Auflösung von 0,5 μm erzielt werden.
Dabei soll eine numerische Apertur von >= 0,53 erreicht werden. Eine Schärfentiefe
von <= 4,5 μm
ist erforderlich, so dass die Vorrichtung ebenfalls ein Fokussystem 42,
bzw. ein Autofokussystem enthält. Die Detektion wird mit
einer Kamera durchgeführt, die einen CCD-Chip umfasst, der
eine Pixelgröße von ungefähr 5 μm
besitzt, so dass die Abbildung von einer 0,5 μm großen
Struktur ca. 5 Pixel erfordert, was ungefähr eine 50-fache
Vergrößerung ergibt. Wie in einigen Ausführungsbeispielen
dargestellt, ist es möglich, eine schaltbare Vergrößerung
im Bereich von 10-fach bis 50-fach vorzusehen. Die Realisierung
dieser Auflösung ist durch ein festes Objektiv mit 20-facher
Vergrößerung und schaltbaren Tubuslinsen von einer
Vergrößerung 0,5-fach bis 2,5-fach möglich.
Eine weitere Realisierung ist mit wechselbaren Objektiven, die eine
Vergrößerung von 10-fach bis 50-fach aufweisen
und einer festen Tubuslinse möglich. Bei einem Objektiv mit
50-facher Vergrößerung reduziert sich der Sehfelddurchmesser
auf ungefähr 110 μm.
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Wie
bereits bei der Beschreibung der einzelnen Figuren dargelegt, besteht
die Vorrichtung zur Inspektion von Defekten am Waferrand 6a in
einer Ausführungsform aus einem schwenkbaren Modul 100 und
einem starren Modul 110. Der Wafer 6 wird so gedreht,
dass durch die Vorrichtung ein Bild des Defekts aufgenommen werden
kann. Die Koordinaten des zu untersuchenden Defekts auf der Oberseite 30, der
Unterseite 31 und der Stirnseite 32 des Waferrandes 6a können
z. B. aus einer Arbeitsstation zur Inspektion des Waferrandes 6a stammen,
die in der Inspektionseinrichtung angeordnet ist. Ferner ist es denkbar,
dass die Koordinaten für einen zu untersuchenden Defekt
aus einer Datenbank an die Dreheinrichtung für den Wafer übergeben
werden, dass dieser entsprechend gedreht wird, damit der Defekt durch
die Vorrichtung aufgenommen und bewertet werden kann. Anhand der
Koordinaten des Defekts wird der Wafer so lange gedreht, bis der
Defekt in der Schwenkebene der optischen Achse des Objektivs liegt.
Gleichzeitig wird das Objektiv um die Wafertangente an die Defekt stelle,
bzw. Position des Defekts geschwenkt, bis die optische Achse der
Vorrichtung auf dem Defekt zielt. Schließlich folgt eine
Feinpositionierung und eine Fokussierung, damit der Defekt effektiv
durch die Vorrichtung abgebildet werden kann. Die Feinpositionierung
und Fokussierung kann durch Verstellen des Wafertisches in X-/Y-/Z-Richtung
erfolgen. Gegebenenfalls kann diese Verstellung auch mit einer Objektivfokussierung
kombiniert werden.
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13 zeigt
eine Draufsicht auf die Oberseite 30 eines Wafers 6.
Der Wafer 6 besitzt einen Randbereich 90, auf
dem mehrere Defekte 88 vorhanden sein können.
Der Wafer 6 besitzt ebenfalls eine Stirnseite 32,
die wie bereits vorstehend erwähnt, durch Schwenken der
Vorrichtung 40 um eine Drehachse, aufgenommen wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2006/294969
A [0004]
- - KR 102004094967 A [0005]
- - US 7161669 [0006]
- - JP 2006/64975 [0007]