DE102009009355B4 - Vorrichtung und Verfahren zum Detektieren von Fehlern bei der Waferherstellung - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Detektieren von Fehlern bei der Waferherstellung Download PDF

Info

Publication number
DE102009009355B4
DE102009009355B4 DE200910009355 DE102009009355A DE102009009355B4 DE 102009009355 B4 DE102009009355 B4 DE 102009009355B4 DE 200910009355 DE200910009355 DE 200910009355 DE 102009009355 A DE102009009355 A DE 102009009355A DE 102009009355 B4 DE102009009355 B4 DE 102009009355B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
light
hood
light source
wafer
semiconductor wafer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE200910009355
Other languages
English (en)
Other versions
DE102009009355A1 (de
Inventor
Alexander Urban
Andreas Pfeiffer
Holger Schwekendiek
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Texas Instruments Deutschland GmbH
Original Assignee
Texas Instruments Deutschland GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Texas Instruments Deutschland GmbH filed Critical Texas Instruments Deutschland GmbH
Priority to DE200910009355 priority Critical patent/DE102009009355B4/de
Priority to US12/704,383 priority patent/US8532364B2/en
Publication of DE102009009355A1 publication Critical patent/DE102009009355A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102009009355B4 publication Critical patent/DE102009009355B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/9501Semiconductor wafers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N21/4738Diffuse reflection, e.g. also for testing fluids, fibrous materials
    • G01N21/474Details of optical heads therefor, e.g. using optical fibres
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8806Specially adapted optical and illumination features
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/10Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/12Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

Vorrichtung zum Prüfen eines Halbleiterwafers, wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist: einen Lichtsensor (2), eine Haube (3) mit einer Innenfläche (5), die zu einer Ebene (4) gerichtet ist, in der ein Halbleiterwafer (8) zum Prüfen anzuordnen ist, und eine Lichtquelle zum Beleuchten der Innenfläche der Haube und einer Fläche des Halbleiterwafers, wobei der Lichtsensor (2), die Haube (3), die Lichtquelle und der Halbleiterwafer (8) so in Beziehung zueinander angeordnet sind, dass der Lichtsensor (2) Licht von der Lichtquelle empfangen kann, das zunächst von der Innenfläche der Haube und anschließend von der Fläche des Halbleiterwafers reflektiert wird, sowie Licht von der Lichtquelle, das direkt von der Fläche des Wafers reflektiert wird, bei der die Innenfläche der Haube so ausgeführt ist, dass sie Licht diffus reflektiert, und wobei der Lichtsensor (2), die Haube (3), die Innenfläche (5) der Haube (3), die Lichtquelle und der Halbleiterwafer (8) so angeordnet...

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Detektieren von Fehlern bei der Waferherstellung.
  • HINTERGRUND
  • Makro-Prüfwerkzeuge werden in Bereichen der Halbleiterherstellung verwendet, um frühzeitig Mängel oder eine Störung im Herstellungsverfahren zu bemerken. Viele Makro-Prüfsysteme sind scannergestützt. Hilfsmittel bei der Makroprüfung werden dazu verwendet, Farbänderungsfehler (Fokus, Aufschleuderprobleme usw.), mit der Topographie zusammenhängende Fehler (Kratzer, Partikel usw.) und weitere Fehler wie etwa Unterbelichtung, Verschlussblendenprobleme, Fehler durch Partikel auf dem Chuck, kleine Fokusfehler, fleckenartige Fehler zu detektieren. Unterschiedliche Arten von Fehlern erfordern jedoch unterschiedliche Prüfwerkzeuge, da die Natur der Fehler verschieden ist.
  • Aus der DE 44 13 832 C2 ist eine Vorrichtung zur Kontrolle von Halbleiterwafern bekannt. Die Vorrichtung weist eine Einrichtung auf zur Aufnahme der zu kontrollierenden Halbleiterscheibe, eine Beleuchtungseinrichtung zur Beleuchtung der Halbleiterscheibe und eine halbkugelförmige Abdeckeinrichtung mit einer Oberfläche. Die Abdeckeinrichtung bildet einen Innenraum. Eine weitere Abdeckeinrichtung ist in der Umgebung der Beleuchtungseinrichtung angeordnet. Das Objektiv einer Kamera blickt in den Innenraum. Die Kamera ist mit einer Auswerteeinrichtung verbunden, die die Kamera steuert und die dem Empfang der Zwischenspeicherung der Verarbeitung und der Ausgabe von Daten dient, die die Kamera übermittelt. Nachteilig an dieser Anordnung ist jedoch, dass die Beleuchtungseinrichtung durch eine zusätzliche Abdeckeinrichtung in verschiedene Richtungen abgeschirmt werden muss, damit bestimmte Fehler detektiert werden können.
  • KURZZUSAMMENFASSUNG
  • Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Detektieren von Fehlern auf einem Wafer bereitzustellen, die alle Arten von Fehlern detektieren können. Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der Ansprüche 1 und 6 gelöst. Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Prüfen eines Halbleiterwafers vorhanden. Die Vorrichtung weist einen Lichtsensor, eine Haube mit einer Innenfläche, die zu einer Ebene gerichtet ist, in der ein Halbleiterwafer zum Prüfen anzuordnen ist, und eine Lichtquelle zum Beleuchten der Innenfläche der Haube und des Halbleiterwafers auf. Der Lichtsensor ist so in Beziehung zur Haube, zur Lichtquelle und zum Halbleiterwafer angeordnet, dass er Licht von der Lichtquelle empfängt, das zunächst von der Innenfläche der Haube und anschließend von einer Fläche des Halbleiterwafers reflektiert wird. Der Lichtsensor empfängt auch Licht, das direkt von der Waferfläche reflektiert wird (d. h. ohne Reflexion von der Innenfläche der Haube). Die Haube hat eine Innenfläche, die so ausgebildet ist, dass sie auf diffuse Weise reflektiert. Der Lichtsensor empfängt ein überlagertes Bild des reflektierten Lichts von der Waferfläche mit und ohne Einwirkung der Innenfläche der Haube. Die Verwendung der Haube auf die oben genannte Weise stellt sicher, dass alle relevanten Fehler mit einem Lichtsensor oder mit mehreren Lichtsensoren detektiert werden können.
  • Die Innenfläche ist so ausgeführt, dass sie einen Effekt hat, der der Reflexion einer grauen Fläche auf eine Lichtquelle für weißes Licht entspricht. Dies beruht auf der Erkenntnis, dass der Hauptunterschied zwischen einer grauen Fläche und einer spiegelnden Fläche ein Unterschied zwischen diffuser und spiegelnder Reflexion ist. Die spiegelnde Reflexion der Innenfläche der Haube kann dann vorteilhafterweise vermieden werden. Das direkt reflektierte Licht von der Waferfläche und das indirekte Licht von der Innenfläche der Haube überlagern sich vorteilhafterweise am Lichtsensor.
  • Die Fehler, die detektiert werden können, sind Fehler, die hartes Licht und weiches Licht benötigen. Diese Fehler sind zum Beispiel: Spin-on-Glas-Fehler und Kratzer, die hartes Licht von einer Seite benötigen (flacher Einfallswinkel des Lichts), und Farbänderungsfehler (Fokus, Aufschleuderprobleme), die weiches Licht von allen Seiten erfordern. Weitere Fehler, die detektiert werden können, sind Verschlussblendenprobleme, Unterbelichtung, Partikel auf dem Chuck, kleine Fokusfehler, Partikelfehler, fleckenartige Defekte, Schleuderfehler und/oder große Lichtflecken.
  • Die Innenfläche der Haube kann vorteilhafterweise so ausgeführt sein, dass sie Licht gleichmäßig über das gesamte Spektrum der Lichtquelle absorbiert. Die Haube kann dann eine diffus reflektierende Fläche haben, die nahezu gleichmäßig über das Spektrum absorbiert. Sie kann etwas weniger reflektieren als eine weiße Fläche für weißes Licht und so für eine Lichtquelle für weißes Licht mattgrau erscheinen. Je nach Stärke der Lichtquelle und Eigenschaften des Lichtsensors kann die Fläche so ausgeführt sein, dass sie mehr oder weniger Licht absorbiert, und kann somit den Effekt einer Fläche haben, die bei einer Lichtquelle für weißes Licht in hellerem oder dunklerem Grau erscheint.
  • Eine Lichtquelle mit einer Energieverteilung, die nicht effektiv gleichmäßig über das Spektrum ist, erscheint farbig. Doch auch mit farbigem Licht kann die Zusammenwirkung der Lichtquelle und der Haube ähnlich sein wie der Effekt einer Lichtquelle für weißes Licht und einer grauen Innenfläche der Haube. Die Erfindung ist somit nicht auf eine graue Innenfläche der Haube und eine Lichtquelle für weißes Licht beschränkt, sondern auf die Wirkung der Haube und der Lichtquelle für das Bild, das mit dem Lichtsensor empfangen wird. Ein Lichtstrahl mit einer besonderen Energieverteilung kann farbig erscheinen, doch dies kann kompensiert werden, sodass die Reflexion effektiv die einer Lichtquelle für weißes Licht und einer grauen Fläche ist.
  • Die Form der Haube kann konvex sein. Die Haube kann sich über den Umfang der Fläche des zu prüfenden Wafers hinaus erstrecken. Die Innenfläche der Haube ist derart, dass das Licht von einer Lichtquelle, die so ausgeführt ist, dass sie die Fläche des Wafers beleuchtet, von der Innenfläche der Haube weder vollständig absorbiert noch vollständig reflektiert wird. Für weißes Licht sollte die Innenfläche der Haube weder schwarz noch weiß sein. Es gibt viele Arten, die Innenfläche hinsichtlich der Flächenfarbe und Flächenstruktur auszubilden. Sie kann jedoch bei einer Ausführungsform vorteilhafterweise so ausgelegt sein, dass sie eine bestimmte Menge des Lichts innerhalb der Haube diffus reflektiert, um eine diffuse (und/oder gleichmäßige) Beleuchtung des Wafers von allen Seiten zu erreichen. Außerdem sollte eine bestimmte Menge Licht von der Waferfläche direkt zum Lichtsensor reflektiert werden. Der Lichtsensor empfängt somit eine Überlagerung von zwei Effekten, wobei der eine eine diffuse Beleuchtung der Waferfläche und der andere eine direkte Lichtreflexion von der Lichtquelle durch die Waferfläche ist. Dies ermöglicht die Detektion von Fehlern, die hartes Licht erfordern, und von Fehlern, die weiches Licht erfordern. Farbänderungsfehler (Fokus- oder Schleuderprobleme) erfordern zum Beispiel weiches Licht von allen Seiten, und Topografie-bezogene Fehler (Kratzer, Partikel usw.) erfordern hartes Licht von einer Seite.
  • Die Innenfläche der Haube kann so ausgelegt sein, dass sie mehr als 10% und weniger als 90% des Lichts der Lichtquelle reflektiert. Für eine Lichtquelle, die im Wesentlichen weißes Licht emittiert, kann die Innenfläche grau sein mit einem Verhältnis von schwarz und weiß, das zwischen 30% weiß und 70% schwarz und 30% schwarz und 70% weiß beträgt. Die Innenfläche kann vorteilhafterweise eine graue Farbe mit 50% schwarz und 50% weiß haben. Mit anderen Worten kann die Innenfläche Licht von der Lichtquelle und/oder von der Fläche des Wafers auf diffuse Weise reflektieren. Mit anderen Worten kann die Innenfläche so ausgebildet sein, dass sie weniger als eine weiße Fläche und mehr als eine schwarze Fläche reflektiert. Darüber hinaus kann die Innenfläche so ausgebildet sein, dass sie zwischen 70% und 80% des Lichts von der Lichtquelle reflektiert. Ausführungen mit Werten, die geringfügig davon abweichen, können dennoch die vorteilhaften Wirkungen der Erfindung erreichen.
  • Bei einem Aspekt der Erfindung emittiert die Lichtquelle weißes Licht, und die Innenfläche der Haube ist so ausgelegt, dass sie teilweise Licht absorbiert, sodass weißes Licht diffus von dieser reflektiert wird.
  • Bei einer Ausführungsform kann die Lichtquelle kreisförmig sein. Es kann sich um eine kreisförmige Neonlampe handeln. Dies kann für eine gleichmäßige Beleuchtung des Wafers von allen Seiten entlang seinem Umfang sorgen. Die Lichtquelle kann einen solchen Durchmesser haben, dass sie den Außenumfang des Halbleiterwafers im Wesentlichen einschließt. Ein Querschnitt der Innenfläche der Haube kann kreisförmig sein oder eine parabolische Form haben. Dies stellt eine effiziente Reflexion sicher. Der Lichtsensor kann so an der Haube angeordnet sein, dass er einen maximalen Abstand von der Fläche des zu prüfenden Halbleiterwafers hat. Bei einer Ausführungsform kann der Lichtsensor in der oberen Mitte der Haube angeordnet sein. Die Lichtquelle kann vorteilhafterweise zwischen dem Lichtsensor und der Prüfebene angeordnet sein, in der der Wafer für die Prüfung anzuordnen ist. Die Lichtquelle kann zwischen dem unteren Rand der Haube und dem Wafer angeordnet sein. Der untere Rand der Haube, der zum Wafer hin gerichtet ist, kann auch eine Kreisform haben, die den Wafer und die Lichtquelle im Wesentlichen einschließt.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Prüfen eines Halbleiterwafers bereitgestellt. Die Vorrichtung weist eine Lichtquelle und mehrere Lichtsensoren auf, die so in Beziehung zueinander und zu einer Fläche des zu prüfenden Wafers angeordnet sind, dass die Lichtsensoren gleichzeitig Bilder von der Fläche des Wafers aus unterschiedlichen Winkeln aufnehmen können.
  • Die Lichtsensoren können an eine Haube gekoppelt und so ausgeführt sein, dass sie Licht von dem Inneren der Haube empfangen. Ein Lichtsensor kann in der oberen Mitte der Haube angeordnet sein. Die Haube und die Lichtquelle können wie oben ausgeführt ausgebildet sein. Insbesondere können die Innenfläche der Haube und die Lichtquelle so zusammenwirken, dass sie einen Effekt haben, der, bezogen auf ein Bild, das mit dem Lichtsensor aufgenommen wird, dem Effekt einer Lichtquelle für weißes Licht und einer mattgrauen Innenfläche ähnlich ist. Bei einer Ausführungsform kann die Lichtquelle eine Lichtquelle für weißes Licht und die Innenfläche eine graue Fläche sein.
  • Die Erfindung stellt auch ein Verfahren zum Detektieren eines Fehlers auf einem Halbleiterwafer bereit. Der Halbleiterwafer wird derart mit Licht von einer Lichtquelle beleuchtet, dass das Licht von der Lichtquelle diffus an einer Innenfläche der Haube reflektiert wird. Das von der Haube reflektierte Licht wird von der Fläche des Wafers zu einem Lichtsensor reflektiert. Der Lichtsensor empfängt auch Licht von dem Wafer, das direktes Licht von der Lichtquelle ist. Der Lichtsensor kann dann ein Bild einer Überlagerung von direktem Licht und indirektem Licht aufnehmen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt kann eine Fläche eines ersten Wafers beleuchtet werden, und es ist möglich, mehrere Bilder der Fläche des ersten Wafers aus unterschiedlichen Winkeln gleichzeitig aufzunehmen. Eine Fläche eines zweiten Wafers kann beleuchtet werden, und mehrere Bilder der Fläche des zweiten Wafers können aus unterschiedlichen Winkeln aufgenommen werden. Schließlich können Bilder des ersten Wafers mit Bildern des zweiten Wafers verglichen werden. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann eine Vorrichtung gemäß den oben aufgeführten Aspekten mit einer Haube, einer Lichtquelle und einem Lichtsensor ausgestattet sein. Die Auswertung kann dann durchgeführt werden, indem Bilder, die mit dem Lichtsensor von vorhergehenden Wafern aufgenommen wurden, mit Bildern verglichen werden, die von nachfolgenden Wafern aufgenommen wurden. Die Auswertung kann durchgeführt werden, indem nur Bilder von aufeinanderfolgenden Wafern verwendet werden. Die Verwendung einer Vorlage oder eines Bezugsbildes kann dann vermieden werden. Dies vereinfacht das Verfahren zum Detektieren von Fehlern.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Weitere Aspekte der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen. Darin zeigen:
  • 1 eine vereinfachte grafische Darstellung einer Querschnittansicht einer Vorrichtung, die gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist;
  • 2 eine vereinfachte grafische Darstellung einer Draufsicht einer Ausführungsform im Querschnitt, die gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist;
  • 3 ein vereinfachte graphische Darstellung einer erfindungsgemäßen Ausführungsform, bei der mehrere Lichtsensoren verwendet werden; und
  • 4 eine vereinfachte grafische Darstellung einer erfindungsgemäßen Ausführungsform mit einer Verarbeitungseinheit.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • 1 zeit eine Seitenansicht im Querschnitt einer Prüfvorrichtung zum Detektieren von Makrofehlern, die gemäß mehreren Aspekten der Erfindung ausgebildet ist. Es gibt eine Ebene 4, zum Beispiel einen Chuck, in die ein zu prüfender Halbleiterwafer 8 mit einem Durchmesser WD eingesetzt werden kann. Eine Haube 3, ein Lichtsensor 2 (zum Beispiel eine CCD-Kamera) und eine Lichtquelle 1 sind so angeordnet, dass Licht von der Lichtquelle 1 an der Innenfläche 5 der Haube 3 reflektiert wird, bevor es von der Fläche des Halbleiterwafers 8 reflektiert wird, um von dem Lichtsensor 2 empfangen zu werden. Darüber hinaus kann Licht von der Lichtquelle 1 direkt von der Fläche des Halbleiterwafers 8 reflektiert und dann im Lichtsensor 2 empfangen werden. Dies ist mit zwei veranschaulichenden Beispielen von Lichtstrahlen veranschaulicht, nämlich Lichtstrahl 6 und Lichtstrahl 7. Der Lichtstrahl 6 wird von der Lichtquelle 1 emittiert und dann mehrere Male von der Innenfläche 5 der Haube 3 reflektiert. Die Innenfläche der Haube 3 ist eine diffus reflektierende Fläche. Schließlich wird der Lichtstrahl 6 von der Fläche des Halbleiterwafers 8 reflektiert und erreicht den Lichtsensor 2. Ein weiterer Lichtstrahl 7 wird von der Lichtquelle 1 emittiert und direkt von der Fläche des Halbleiterwafers 8 zur Kamera 2 reflektiert. Der Lichtsensor 2 kann ein Bild erzeugen, das eine Überlagerung von direkt reflektiertem Licht (wie Lichtstrahl 7) und indirektem Licht (wie Lichtstrahl 6) von der Lichtquelle 1 ist. Die Lichtstrahlen sind lediglich veranschaulichende Beispiele des Überlagerungseffekts der Haube unter Verwendung von diffus reflektiertem Licht. Die spiegelnde Reflexion kann vorteilhafterweise vermieden werden.
  • Aus der Perspektive des Lichtsensors 2 wirken die Innenfläche 5 der Haube 3 und die Lichtquelle 1 zusammen, als wäre die Innenfläche mattgrau und als würde die Lichtquelle weißes Licht emittieren. Eine Lichtquelle 1 für weißes Licht und eine mattgraue Fläche 5 können bei einer bevorzugten Ausführungsform verwendet werden.
  • Die grundlegende Zusammenwirkung der Lichtquelle und der Innenfläche der Haube 3 kann auch auf viele verschiedene Weisen beschrieben werden. Die Innenfläche 5 der Haube 3 ist möglicherweise nicht so ausgelegt, dass sie beispielsweise wie ein Spiegel auf spiegelnde Weise reflektiert. Die Innenfläche 5 kann so ausgelegt sein, dass sie Licht gleichmäßig über das Spektrum der Lichtquelle 1 absorbiert. Dies ist der Effekt einer grauen Fläche 5 für eine Lichtquelle 1 für weißes Licht. Wenn die Lichtquelle 2 jedoch farbiges Licht emittiert, kann dies kompensiert werden, indem eine farbige Innenfläche 5 oder Farbfilter vor der Lichtquelle 2 verwendet werden, um die kombinierte Wirkung einer grauen Fläche 5 für eine Lichtquelle 1 für weißes Licht zu erhalten.
  • Eine bestimmte Lichtmenge von der Lichtquelle 1 sollte diffus reflektiert werden. Sie kann jedoch möglicherweise nicht zu 100% für diese spezielle Lichtart (z. B. weißes Licht) reflektiv sein. Darüber hinaus sollte eine bestimmte Lichtmenge der Lichtquelle 1 von der Innenfläche 5 der Haube 3 absorbiert werden. Somit kann für eine Lichtquelle 1, die weißes Licht emittiert, die Innenfläche 5 der Haube 3 eine ebene und glatte Struktur und eine graue Farbe haben. Mit anderen Worten kann die Innenfläche 5 der Haube 3 Licht emittieren, das eine Kombination von Frequenzen im sichtbaren Lichtfrequenzbereich hat, die eine graue Farbe erzeugen.
  • Der Lichtsensor 2 kann vorteilhafterweise so angeordnet sein, dass er das Licht von der Lichtquelle 1 daran hindert, direkt in den Lichtsensor 2 einzutreten, ohne von der Innenfläche 5 der Haube oder von der Fläche des Wafers 8 oder von beiden reflektiert zu werden.
  • Ein Querschnitt der Innenfläche 5 der Haube 3 kann halbkreisförmig sein. Bei einer weiteren Ausführungsform kann er auch eine parabolische Form haben. Aufgrund der diffusen Reflexion der Innenfläche der Haube sind viele andere Formen der Haube denkbar, die alle die gleichen vorteilhaften Effekte gemäß Aspekten der Erfindung haben können. Sogar Ränder oder Ecken in der Innenfläche können bis zu einem gewissen Grad toleriert werden. Der Lichtsensor 2 kann in der oberen Mitte der Haube mit einem geringen Abstand von der Innenfläche 5 angeordnet sein.
  • Der Abstand ΔX zwischen dem Lichtsensor 2 und der Innenfläche 5 der Haube kann vorteilhafterweise zwischen 0 und etwa 20 cm betragen. Für eine Kamera, wie etwa eine CCD-Kamera, die als Lichtsensor verwendet wird, kann das Objektiv in diesem Aspekt der Erfindung einbezogen sein. Die Abmessungen für ΔX können sich entweder auf die Vorderfläche des Objektivs oder auf die Position des tatsächlichen Lichtsensors beziehen (integrierter Chip, kapazitive Anordnung in der Kamera).
  • Der Abstand X1 zwischen dem Lichtsensor 2 und der Fläche des Wafers 8 kann vorteilhafterweise das Ein- bis Dreifache des Waferdurchmessers WD betragen. Dies kann wie folgt ausgedrückt werden: WD ≤ X1 ≤ 3·WD. Doch auch für größere Waferdurchmesser kann X1 kleiner ausgewählt werden und im folgenden Bereich liegen: 100 mm ≤ X1 ≤ 300 mm.
  • Der Abstand X2 zwischen der Lichtquelle 1 und der Fläche des Wafers 8 kann das Ein- bis Zweifache des betrachteten Waferdurchmessers betragen. Dies kann wie folgt ausgedrückt werden: WD ≤ X1 ≤ 2·WD. Es sind jedoch kleinere Werte für X1 auch denkbar, wie etwa Werte zwischen 20 mm und 100 m, auch für größere Wafer mit einem Durchmesser WD von mehr als 100 mm.
  • Der Abstand X3 zwischen dem unteren Rand der Haube 3 und der Fläche des Wafers 8 kann vorteilhafterweise zwischen 0 und 5 cm betragen. Größere Werte für X3 sind auch zulässig, wenn die Lichtverteilung und die Reflexion weiterhin die erfinderischen Effekte erreichen. Bei weiteren Ausführungsformen kann sich der untere Rand auch über die Waferfläche hinaus erstrecken. X3 würde dann einen negativen Wert haben.
  • 2 zeigt eine Draufsicht im Querschnitt einer Vorrichtung, die gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung aufgeführt ist. Die Lichtquelle 1 ist kreisförmig und umgibt die Ebene, zum Beispiel einen Chuck, in der der Halbleiterwafer 8 für die Prüfung anzuordnen ist. Die Haube 3 ist lediglich durch ihren unteren Rand, der zum Wafer gerichtet ist, dargestellt. Die Haube ist auch kreisförmig. Der Lichtsensor 2 kann in der Mitte der Haube 3 angeordnet sein.
  • Der Radius r des unteren Rands der Haube kann vorteilhafterweise das Ein- bis Dreifache des betrachteten Waferdurchmessers betragen (WD ≤ r ≤ 3·WD).
  • Bei einer Ausführungsform kann der Abstand D1 zwischen dem Umfang des Wafers 8 und der Lichtquelle 1 zwischen 0 und dem Zweifachen des Waferdurchmessers WD betragen (WD ≤ D1 ≤ 2·WD). Bei einem Aspekt der Erfindung kann der Abstand D2 zwischen der Lichtquelle und dem unteren Rand der Haube 3 zwischen 0 und dem Zweifachen des betrachteten Waferdurchmessers betragen (WD ≤ D2 ≤ 2·WD). Darüber hinaus kann bei einer Ausführungsform der Abstand D3 zwischen dem unteren Rand der Haube 3 und dem Wafer zwischen 0 und dem Vierfachen des betrachteten Waferdurchmessers betragen (WD ≤ D2 ≤ 4·WD).
  • 3 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der mehrere Lichtsensoren 2A, 2B, 2C und 2D verwendet werden. Alle Lichtsensoren können wie oben erläutert ausgeführt sein. Jeder Lichtsensor 2A bis 2D kann eine CCD-Kamera sein. Es können drei Lichtsensoren 2B, 2C, 2D mit einem relativ flachen Winkel 0° ≤ β ≤ 90° zur Waferfläche angeordnet sein. Bei vorteilhaften Ausführungsformen kann beispielsweise ein Winkel β = 10°, 20°, 30° oder 45° verwendet werden. Der Winkel β kann auch im folgenden Intervall liegen 0° ≤ β ≤ 45°.
  • Die mehreren Lichtsensoren 2B, 2C 2D können einen Winkel γ von 120° zueinander haben. Sie können im gleichen Winkel um einen Kreis angeordnet sein. Ein Lichtsensor 2A kann in der oberen Mitte der Haube 3 angeordnet sein, wie in den 1 und 2 mit dem Lichtsensor 2 gezeigt ist. Der Winkel α zwischen der Mittelachse des Lichtsensors 2A und der Waferfläche kann dann 90° betragen. Abweichungen von 90° können jedoch zulässig sein, solange die erfinderische Zusammenwirkung zwischen der Haube, der Lichtquelle, der Waferfläche und dem Lichtsensor noch erreicht werden.
  • 4 zeigt eine grafische Darstellung, die die Datenverarbeitung für die Bilder veranschaulicht, die mit den Lichtsensoren 2A, 2B und 2C aufgenommen werden. Die Lichtsensoren 2A, 2B und 2C (und 2D in 3) können CCD-Kameras mit mäßiger Auflösung sein. Bei einigen Ausführungsformen können die CCD-Kameras 3, 5, 8, 10, 12, 20 oder mehr Megapixel haben. Alle Lichtsensoren können gleichzeitig für den gleichen Wafer ein Bild aufnehmen. Die Bilder werden zur Verarbeitungseinheit 10 geleitet, die zum Beispiel ein Personalcomputer, eine Arbeitsstation usw. sein kann. Die Bilder von den Lichtsensoren 2A, 2B, 2C (2D usw.) können dann individuell analysiert werden, um Fehler zu detektieren.
  • Ein Fehler kann dann automatisch detektiert werden, indem das gegenwärtige überlagerte Bild mit einem Referenzbild verglichen wird. Es kann für jedes Pixel des gegenwärtigen überlagerten Bildes und des Referenzbildes ein Differenzbild berechnet werden. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Referenzbild das Bild eines vorhergehenden Wafers, das zuvor überwacht wurde. Dieser Wafer kann dann vorteilhafterweise kein idealer Wafer ohne Fehler sein. Dies vereinfacht den Auswertungsvorgang, da keine ideale Vorlage oder Referenz erforderlich ist.
  • Die Erfindung wurde zwar im Vorangehenden anhand einer besonderen Ausführungsform beschrieben, sie ist jedoch nicht auf diese Ausführungsform beschränkt, und der Fachmann wird zweifellos weitere Alternativen finden, die im Umfang der Erfindung, wie sie beansprucht ist, liegen.

Claims (6)

  1. Vorrichtung zum Prüfen eines Halbleiterwafers, wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist: einen Lichtsensor (2), eine Haube (3) mit einer Innenfläche (5), die zu einer Ebene (4) gerichtet ist, in der ein Halbleiterwafer (8) zum Prüfen anzuordnen ist, und eine Lichtquelle zum Beleuchten der Innenfläche der Haube und einer Fläche des Halbleiterwafers, wobei der Lichtsensor (2), die Haube (3), die Lichtquelle und der Halbleiterwafer (8) so in Beziehung zueinander angeordnet sind, dass der Lichtsensor (2) Licht von der Lichtquelle empfangen kann, das zunächst von der Innenfläche der Haube und anschließend von der Fläche des Halbleiterwafers reflektiert wird, sowie Licht von der Lichtquelle, das direkt von der Fläche des Wafers reflektiert wird, bei der die Innenfläche der Haube so ausgeführt ist, dass sie Licht diffus reflektiert, und wobei der Lichtsensor (2), die Haube (3), die Innenfläche (5) der Haube (3), die Lichtquelle und der Halbleiterwafer (8) so angeordnet und ausgebildet sind, dass sie einen Effekt haben, der, bezogen auf ein Bild, das mit dem Lichtsensor (2) aufgenommen wurde, dem Effekt einer Lichtquelle für weißes Licht und einer grauen Innenfläche (5) der Haube (3) entspricht.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der Lichtsensor in der oberen Mitte der Haube angeordnet ist.
  3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Lichtsensor so an der Haube angeordnet ist, dass er einen maximalen Abstand von der Fläche des zu prüfenden Halbleiterwafers hat.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Lichtquelle zwischen dem Lichtsensor und der Prüfebene liegt, in der der Wafer zum Prüfen anzuordnen ist.
  5. Vorrichtung zum Prüfen eines Halbleiterwafers, wobei die Vorrichtung eine Lichtquelle und mehrere Lichtsensoren aufweist, die in Beziehung zueinander und zu einer Fläche des zu prüfenden Wafers angeordnet sind, sodass die Lichtsensoren gleichzeitig Bilder der Fläche des Wafers aus unterschiedlichen Winkeln erfassen können.
  6. Verfahren zum Detektieren eines Fehlers auf einem Halbleiterwafer, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Beleuchten einer Fläche des Wafers mit einer Lichtquelle, diffuses Reflektieren von Licht der Lichtquelle an einer Innenfläche einer Haube und Reflektieren des Lichts von der Fläche des Wafers und Aufnehmen eines Bildes des reflektierten Lichts mit einem Lichtsensor, wobei der Lichtsensor (2), die Haube (3), die Innenfläche (5) der Haube (3), die Lichtquelle und der Halbleiterwafer (8) so angeordnet und ausgebildet sind, dass sie einen Effekt haben, der, bezogen auf ein Bild, das mit dem Lichtsensor (2) aufgenommen wurde, dem Effekt einer Lichtquelle für weißes Licht und einer grauen Innenfläche (5) der Haube (3) entspricht.
DE200910009355 2009-02-18 2009-02-18 Vorrichtung und Verfahren zum Detektieren von Fehlern bei der Waferherstellung Active DE102009009355B4 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200910009355 DE102009009355B4 (de) 2009-02-18 2009-02-18 Vorrichtung und Verfahren zum Detektieren von Fehlern bei der Waferherstellung
US12/704,383 US8532364B2 (en) 2009-02-18 2010-02-11 Apparatus and method for detecting defects in wafer manufacturing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200910009355 DE102009009355B4 (de) 2009-02-18 2009-02-18 Vorrichtung und Verfahren zum Detektieren von Fehlern bei der Waferherstellung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102009009355A1 DE102009009355A1 (de) 2010-09-09
DE102009009355B4 true DE102009009355B4 (de) 2012-12-13

Family

ID=42538343

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200910009355 Active DE102009009355B4 (de) 2009-02-18 2009-02-18 Vorrichtung und Verfahren zum Detektieren von Fehlern bei der Waferherstellung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102009009355B4 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112557402B (zh) * 2020-12-04 2023-03-14 北京天科合达半导体股份有限公司 一种位错检测系统
CN114295558B (zh) * 2021-12-31 2023-08-22 四川启睿克科技有限公司 便携式光谱仪

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003002984A1 (en) * 2001-06-28 2003-01-09 Kla-Tencor Corporation Wafer inspection using optimized geometry
EP1637868A1 (de) * 2003-06-12 2006-03-22 Nippon Light Metal Company Ltd. Verfahren und vorrichtung zur messung von verunreinigungen
US20060180775A1 (en) * 2000-03-14 2006-08-17 Optomachines Device and method for optical control under diffuse illumination and observation means of crockery items or any glazed ceramic products

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060180775A1 (en) * 2000-03-14 2006-08-17 Optomachines Device and method for optical control under diffuse illumination and observation means of crockery items or any glazed ceramic products
WO2003002984A1 (en) * 2001-06-28 2003-01-09 Kla-Tencor Corporation Wafer inspection using optimized geometry
EP1637868A1 (de) * 2003-06-12 2006-03-22 Nippon Light Metal Company Ltd. Verfahren und vorrichtung zur messung von verunreinigungen

Also Published As

Publication number Publication date
DE102009009355A1 (de) 2010-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3919110C2 (de)
DE102014112746B4 (de) Fingerabdrucksensormodul
DE69833103T2 (de) Verfahren zum messen und quantifizieren von oberflächenfehlern auf einer prüfoberfläche
EP0678910B1 (de) Vorrichtung zur Kontrolle von Halbleiterscheiben
DE69817580T2 (de) Vorrichtung zur optischen prüfung von verpackungsfolien
DE102006008840B4 (de) Beleuchtungsvorrichtung für zylindrische Objekte, damit durchgeführtes Oberflächenuntersuchungsverfahren und Computerprogrammprodukt
DE112013002321T5 (de) Bildverarbeitungsvorrichtung, Verfahren zum Steuern derselben, Programm und Prüfsystem
DE102011086417B4 (de) Verfahren zum Erkennen eines Brückenverbindungsfehlers
DE202009017691U1 (de) Vorrichtung zur Detektion von Defekten in einem Objekt
DE102004029012A1 (de) Verfahren und System zur Inspektion eines Wafers
DE102021004183B3 (de) Beleuchtungsgerät
DE3926349A1 (de) Optische fehlerinspektionsvorrichtung
EP0927348B1 (de) Verfahren und anordnung zur automatischen optischen qualitätskontrolle von flachen, ebenen produkten
DE102009009355B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Detektieren von Fehlern bei der Waferherstellung
DE4413831C2 (de) Verfahren zur Kontrolle von Halbleiterscheiben
DE102018203840A1 (de) Fourier-Transform-Spektrometer, Verfahren zum Herstellen eines Fourier-Transform-Spektrometers und Verfahren zur Darstellung eines elektromagnetischen Spektrums
DE102009009356B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Detektieren von Fehlern bei der Waferherstellung
DE102014108789A1 (de) Mehrstufiges Verfahren zur Untersuchung von Oberflächen sowie entsprechende Vorrichtung
EP0770868A1 (de) Verfahren zur Kontrolle von Scheiben
DE3003133A1 (de) Vorrichtung zur untersuchung von maengeln an mustern
WO2009127574A1 (de) Inspektionssystem und -verfahren für die optische untersuchung von objektkanten, insbesondere von waferkanten
DE112021004920T5 (de) Inspektionsvorrichtung und inspektionsverfahren
EP3474529B1 (de) Beleuchtung für optische dokumentenerfassung
DE10356765A1 (de) Optische Messvorrichtung und optisches Messverfahren
DE202008012222U1 (de) Beleuchtungsvorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final

Effective date: 20130314

R082 Change of representative

Representative=s name: ZELLER, ANDREAS, DE