DE112008003262B4

DE112008003262B4 - Prüfvorrichtung und Prüfverfahren für Substratoberflächen

Info

Publication number: DE112008003262B4
Application number: DE112008003262T
Authority: DE
Inventors: Horshi Wakaba; Yoshinori Hayashi; Koichi Miyazono; Yoko Ono; Hideki Mori; Shozo Kawasaki
Original assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Current assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Priority date: 2007-12-03
Filing date: 2008-11-18
Publication date: 2013-05-16
Anticipated expiration: 2028-11-19
Also published as: KR101140989B1; WO2009072389A1; TW200942809A; CN101883979A; DE112008003262T5; US8508246B2; JP2009133797A; CN101883979B; JP5128920B2; KR20100072079A; US20100310152A1

Abstract

Substratoberflächen-Prüfvorrichtung, die ein Bild einer Oberfläche eines Substrats (10) erfasst und das Substrat anhand des erfassten Bilds prüft, wobei die Substratoberflächen-Prüfvorrichtung aufweist: einen Trägermechanismus (20), der mit einer Anzahl erster Träger (23a–23d) und einer Anzahl zweiter Träger (24a–24d) versehen ist, die die Kanten des Substrats stützen und es freigeben können; eine Bildgebungseinheit (30a, 30b) die gegenüber der Oberfläche des Substrats angeordnet ist, das entweder von der Gruppe der ersten Träger oder der Gruppe der zweiten Träger in dem Trägermechanismus gestützt wird; einen Abtastbewegungsmechanismus (60), der die Bildgebungseinheit und den Trägermechanismus gegeneinander bewegt, so dass die Bildgebungseinheit die Oberfläche des Substrats in einer vorbestimmten Abtastrichtung abtastet und ein Bild davon erfasst; und einen Schiebebewegungsmechanismus (70), der die Bildgebungseinheit und den Trägermechanismus in einer Richtung quer zur Abtastrichtung zwischen einer ersten relativen Position und einer zweiten relativen Position bewegt, wobei: die Bildgebungseinheit in der ersten relativen...

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung für Substratoberflächen und ein Prüfverfahren für Substrate, wobei ein Bild der Oberfläche eines Halbleiterwafers oder eines anderen Substrats für den Prüfvorgang erfasst wird.
STAND DER TECHNIK
Vorrichtungen, die Bilder der Oberfläche eines Halbleiterwafers für Prüfzwecke erfassen, wurde bereits früher vorgeschlagen (siehe JP 2007-147441 A ; JP 2007-303829 A ; US 2004/0174518 A1 ; DE 195 81 448 T5 ). Die Prüfvorrichtung der JP 2007-147441 A umfasst einen Objekttisch, der einen Halbleiterwafer trägt. Dem Tisch steht ein Schlitten gegenüber, der einen Liniensensor und eine Lichtquelle (LED) trägt (optischer Block). Zudem ist die Vorrichtung so entworfen, dass beim Bewegungsvorgang des Schlittens in einer vorbestimmten Richtung über dem Halbleiterwafer, den der Tisch trägt, der Liniensensor die Oberfläche des Halbleiterwafers abtastet, damit ein Bild erfasst wird. In einer derartigen Prüfvorrichtung kann man das erfasste Bild, das auf dem Bildsignal des Liniensensors beruht, der die Oberfläche des Halbleiterwafers abtastet, dazu verwenden, die Oberfläche des Halbleiterwafers visuell zu prüfen. Durch das Verarbeiten des erfassten Bilds kann man auch Schadstellen, Defekte usw. untersuchen.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Technische Problemstellung
Da jedoch die genannte herkömmliche Prüfvorrichtung so aufgebaut ist, dass der Halbleiterwafer von einem Tisch getragen wird, besteht die Möglichkeit, dass die Oberfläche des Halbleiterwafers, die auf dem Tisch anliegt (Rückseite), mit Fremdstoffen verschmutzt oder beschädigt wird.
Man hat daher erwogen, den zu prüfenden Halbleiterwafer (Substrat) nicht auf einem Tisch anzuordnen, sondern seine Kanten durch eine Anzahl Träger zu stützen und seine Oberfläche in diesem Zustand abzutasten, um ein Bild des Substrats zu gewinnen. Stützt man jedoch die Kanten eines Substrats durch eine Anzahl Träger und tastet man die Oberfläche des Substrats in diesem Zustand ab, so führt dies dazu, dass die Träger, die die Kanten des Substrats stützen, dem erfassten Bild überlagert werden. Die von den Trägern gestützten Abschnitte werden von den Bildern der Träger gestört. Man kann daher im erfassten Bild die Zustände dieser Abschnitte nicht prüfen und beurteilen.
Die Erfindung erfolgte hinsichtlich dieser Situation und stellt eine Prüfvorrichtung für Substratoberflächen und ein Prüfverfahren für Substratoberflächen bereit, die auch dann, wenn man eine Anzahl Träger zum Stützen der Kanten verwendet und ein Bild der Oberfläche des Substrats in diesem Zustand erfasst, anhand des erfassten Bilds das Beurteilen und Prüfen von Abschnitten ermöglichen, die von den Trägern gestützt werden.
Technische Lösung
Die Prüfvorrichtung für Substratoberflächen der Erfindung ist eine Substratoberflächen-Prüfvorrichtung, die ein Bild einer Oberfläche eines Substrats erfasst und das Substrat anhand des erfassten Bilds prüft. Die Prüfvorrichtung weist einen Trägermechanismus auf, der mit einer Anzahl erster Träger und einer Anzahl zweiter Träger versehen ist, die die Kanten des Substrats stützen und es freigeben. Eine Bildgebungseinheit ist gegenüber der Oberfläche des Substrats angeordnet, das entweder von der Gruppe der ersten Träger oder von der Gruppe der zweiten Träger in dem Trägermechanismus gestützt wird. Ein Abtastbewegungsmechanismus bewegt die Bildgebungseinheit und den Trägermechanismus gegeneinander, so dass die Bildgebungseinheit die Oberfläche des Substrats in einer vorbestimmten Abtastrichtung abtastet und ein Bild davon erfasst. Ein Schiebebewegungsmechanismus bewegt die Bildgebungseinheit und den Trägermechanismus in einer Richtung quer zur Abtastrichtung zwischen einer ersten relativen Position und einer zweiten relativen Position. Die Bildgebungseinheit kann in der ersten relativen Position und der zweiten relativen Position Bilder von einem vorbestimmten Bereich auf einer Seite des Substrats und von einem vorbestimmten Bereich auf der anderen Seite erfassen, wobei die vorbestimmten Bereiche einen gemeinsamen Bilderfassungsbereich enthalten und der gemeinsame Bilderfassungsbereich als ein vorbestimmter Bereich des Substrats an der ersten relativen Position und der zweiten relativen Position in einer Richtung senkrecht zur Abtastrichtung definiert ist. Die Anordnungsstellen der Substratträgerpositionen in der Richtung senkrecht zur Abtastrichtung für die Anzahl erster Träger im Trägermechanismus sind außerhalb des Bilderfassungsbereichs des Substrats eingestellt, wenn sich die Bildgebungseinheit in der ersten relativen Position befindet, und innerhalb des gemeinsamen Bilderfassungsbereichs. Die Anordnungsstellen der Substratträgerpositionen in der Richtung senkrecht zur Abtastrichtung für die Anzahl zweiter Träger im Trägermechanismus sind außerhalb des Bilderfassungsbereichs des Substrats eingestellt, wenn sich die Bildgebungseinheit in der zweiten relativen Position befindet, und innerhalb des gemeinsamen Bilderfassungsbereichs.
Durch diese Anordnung kann man die Stützung des Substrats durch die Anzahl zweiter Träger des Trägermechanismus entfernen. Daraufhin kann man die Oberfläche des von den ersten Trägern gestützten Substrats abtasten und mit der Bildgebungseinheit erfassen, und zwar in der ersten relativen Position bezüglich des Trägermechanismus in diesem Zustand. In diesem Fall werden die ersten Träger im gemeinsamen Bilderfassungsbereich des Substrats der Bildgebungseinheit in dem gewonnenen Erfassungsbild überlagert. Nun kann man die Bildgebungseinheit in der ersten relativen Position bezogen auf den Trägermechanismus durch den Schiebemechanismus aus der ersten relativen Position in die zweite relative Position bewegen. Ferner kann man die Stützung des Substrats durch die Anzahl erster Träger des Trägermechanismus wegnehmen. Nun wird die Oberfläche des Substrats, das von den zweiten Trägern gestützt wird, abgetastet und von der Bildgebungseinheit erfasst, und zwar in der zweiten relativen Position bezogen auf den Trägermechanismus in diesem Zustand. In diesem Fall können sich die zweiten Träger im gemeinsamen Bilderfassungsbereich des Substrats der Bildgebungseinheit in dem gewonnenen Erfassungsbild überlagern. Auf diese Weise kann man mit der Bildgebungseinheit ein Erfassungsbild gewinnen, in dem die ersten Träger an Abschnitten überlagert werden, die zu dem gemeinsamen Bilderfassungsbereich des Substrats gehören (keine zweiten Träger), und in dem die ersten Träger an den anderen Abschnitten nicht überlagert werden, und ein Erfassungsbild, in dem die zweiten Träger an Abschnitten überlagert werden, die zu dem gemeinsamen Bilderfassungsbereich gehören (keine ersten Träger), und in dem die zweiten Träger an den anderen Abschnitten nicht überlagert werden.
Zudem kann die Prüfvorrichtung für Substratoberflächen der Erfindung so konfiguriert sein, dass sich die Bildgebungseinheit an einer festen Position befindet und dass der Abtastbewegungsmechanismus den Trägermechanismus in einer Richtung entgegengesetzt zur Abtastrichtung bewegt.
Durch diese Anordnung wird es für eine Bildgebungseinheit in festliegender Position möglich, in der Abtastrichtung die Oberfläche eines Substrats abzutasten, das entweder von einer Gruppe aus einer Anzahl erster Träger oder von einer Gruppe aus einer Anzahl zweiter Träger im Trägermechanismus gestützt wird.
Weiterhin kann die Prüfvorrichtung für Substratoberflächen der Erfindung so konfiguriert sein, dass der Schiebebewegungsmechanismus den Trägermechanismus zwischen der ersten relativen Position und der zweiten relativen Position bewegt.
Durch diese Anordnung ist es möglich, dass sich die Bildgebungseinheit mit festliegender Position relativ zu dem Trägermechanismus zwischen der ersten relativen Position und der zweiten relativen Position bewegt.
Zudem kann die Prüfvorrichtung für Substratoberflächen der Erfindung so konfiguriert sein, dass die Bildgebungseinheit einen Liniensensor aufweist, der sich in einer Richtung quer zur Abtastrichtung erstreckt.
Durch diese Anordnung ist es möglich, die Oberfläche eines Substrats nach und nach abzutasten, das entweder von der Gruppe der Anzahl erster Träger oder von der Gruppe der Anzahl zweiter Träger im Trägermechanismus getragen wird, und zwar Zeile für Zeile.
Ferner kann die Prüfvorrichtung für Substratoberflächen der Erfindung so konfiguriert sein, dass die Bildgebungseinheit eine erste Kameraeinheit aufweist, die gegenüber einer ersten Oberfläche des Substrats angeordnet ist, das entweder von der Anzahl erster Träger oder der Anzahl zweiter Träger im Trägermechanismus getragen wird, und eine zweite Kameraeinheit, die gegenüber einer zweiten Oberfläche des Substrats angeordnet ist, die eine Rückseite der ersten Oberfläche bildet.
Durch diese Anordnung kann die Bildgebungseinheit (die erste Kameraeinheit und die zweite Kameraeinheit) das Substrat an der ersten relativen Position abtasten und anschließend das Substrat an der zweiten relativen Position abtasten und dadurch zwei erfasste Bilder gewinnen, und zwar von der vorderen und der rückwärtigen Oberfläche des Substrats (erste Oberfläche und zweite Oberfläche) und ohne das Substrat umzudrehen.
Weiterhin kann die Prüfvorrichtung für Substratoberflächen der Erfindung so konfiguriert sein, dass die Vorrichtung eine erste Beleuchtungseinheit besitzt, die einen Bilderfassungsort der ersten Kameraeinheit beleuchtet, und eine zweite Beleuchtungseinheit, die einen Bilderfassungsort der zweiten Kameraeinheit beleuchtet, wobei die erste Beleuchtungseinheit und die zweite Beleuchtungseinheit so angeordnet sind, dass eine Beleuchtungsrichtung des Lichts von der ersten Beleuchtungseinheit nicht zur zweiten Kameraeinheit verläuft, und dass eine Beleuchtungsrichtung des Lichts von der zweiten Beleuchtungseinheit nicht zur ersten Kameraeinheit verläuft.
Durch diese Anordnung kann man verhindern, dass das Licht der ersten Beleuchtungseinheit, das den Bilderfassungsort der ersten Kameraeinheit beleuchtet, den Bildgebungsvorgang der zweiten Kameraeinheit beeinträchtigt, und dass das Licht der zweiten Beleuchtungseinheit, das den Bilderfassungsort der zweiten Kameraeinheit beleuchtet, den Bildgebungsvorgang der ersten Kameraeinheit beeinträchtigt.
In einem Substratoberflächen-Prüfverfahren der Erfindung wird die Substratoberflächen-Prüfvorrichtung verwendet. Das Verfahren umfasst einen ersten Bildgebungsschritt, in dem ein Bild einer Oberfläche des Substrats abgetastet und erfasst wird, das von der Anzahl erster Träger gestützt wird, und zwar in einem Status, in dem die Anzahl zweiter Träger des Trägermechanismus gelöst sind und das Substrat nicht stützen, und durch die Bildgebungseinheit in einer ersten relativen Position bezogen auf den Trägermechanismus, einen Verschiebeschritt, in dem die Bildgebungseinheit relativ zum Trägermechanismus in eine zweite relative Position bewegt wird, nachdem die Abtastung in der ersten relativen Position beendet ist, und einen zweiten Bildgebungsschritt, in dem ein Bild einer Oberfläche des Substrats abgetastet und erfasst wird, das von der Anzahl zweiter Träger gestützt wird, und zwar in einem Status, in dem die Anzahl erster Träger des Trägermechanismus gelöst sind und das Substrat nicht stützen, und durch die Bildgebungseinheit in einer zweiten relativen Position bezogen auf den Trägermechanismus.
Mit dieser Anordnung erhält man durch das Abtasten der Bildgebungseinheit in der ersten relativen Position ein erfasstes Bild durch die Bildgebungseinheit, in dem die ersten Träger in Abschnitten überlagert sind, die zu dem gemeinsamen Bilderfassungsbereich des Substrats gehören (keine zweiten Träger), und in dem die ersten Träger in den anderen Abschnitten nicht überlagert sind. Durch das Abtasten der Bildgebungseinheit in der zweiten relativen Position erhält man ein erfasstes Bild, in dem die zweiten Träger in Abschnitten überlagert sind, die zu dem gemeinsamen Bilderfassungsbereich gehören (keine ersten Träger), und in dem die zweiten Träger in den anderen Abschnitten nicht überlagert sind.
Zudem kann man das Substratoberflächen-Prüfverfahren der Erfindung so konfigurieren, dass die Abtastrichtung der Bildgebungseinheit bezüglich des Substrats im ersten Bildgebungsschritt und die Abtastrichtung der Bildgebungseinheit bezüglich des Substrats im zweiten Bildgebungsschritt einander entgegengesetzt eingestellt sind.
Mit dieser Anordnung wird es nach dem Ende der Abtastung des Substrats durch die Relativbewegung der Bildgebungseinheit und des Trägermechanismus in der ersten relativen Position möglich, das Substrat in der zweiten relativen Position abzutasten, indem man die Bildgebungseinheit und den Trägermechanismus in der zweiten Position in entgegengesetzte Richtungen bewegt.
Vorteilhafte Auswirkungen
Mit der Substratoberflächen-Prüfvorrichtung und dem Substratoberflächen-Prüfverfahren der Erfindung kann man durch die Bildgebungseinheit ein erfasstes Bild erhalten, in dem die ersten Träger in Abschnitten überlagert sind, die zu dem gemeinsamen Bilderfassungsbereich des Substrats gehören (keine zweiten Träger), und in dem die ersten Träger in den anderen Abschnitten nicht überlagert sind, und ein erfasstes Bild, in dem die zweiten Träger in Abschnitten überlagert sind, die zu dem gemeinsamen Bilderfassungsbereich gehören (keine ersten Träger), und in dem die zweiten Träger in den anderen Abschnitten nicht überlagert sind. Unter der Voraussetzung, dass die Stützpositionen der Kanten des Substrats durch die Anzahl erster Träger und die Anzahl zweiter Träger unterschiedlich sind, kann man im erfassten Bild Abschnitte des Substrats untersuchen und beurteilen, die von den ersten Trägern gestützt werden, wobei die zweiten Träger in Abschnitten überlagert sind, die zu dem gemeinsamen Bilderfassungsbereich gehören, und man kann zudem im erfassten Bild Abschnitte des Substrats untersuchen und beurteilen, die von den zweiten Trägern gestützt werden, wobei die ersten Träger in Abschnitten überlagert sind, die zu dem gemeinsamen Bilderfassungsbereich gehören.
Man beachte, dass ”überlagert” den Zustand bezeichnet, in dem das entsprechende Bild ein weiteres Bild beeinträchtigt. Beispielsweise bedeutet ”die ersten Träger sind überlagert”, dass die Bilder der ersten Träger die Bilder der Abschnitte des Substrats stören, die von den ersten Trägern getragen werden. Es bedeutet nicht den Status, in dem die Bilder der ersten Träger lediglich überlagert sind.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigt:
1 eine Draufsicht einer Substratoberflächen-Prüfvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2 eine Seitenansicht einer Substratoberflächen-Prüfvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
3 eine Vorderansicht einer Substratoberflächen-Prüfvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
4 eine Draufsicht einer Einzelheit eines Trägermechanismus, in dem erste Träger zum Stützen eines Halbleiterwafers verwendet werden;
5 eine Querschnittsdarstellung eines Schnitts A-A in 4;
6 eine Draufsicht einer Einzelheit eines Trägermechanismus, in dem zweite Träger zum Stützen eines Halbleiterwafers verwendet werden;
7 ein Blockdiagramm der Grundkonfiguration eines Verarbeitungssystems einer Substratoberflächen-Prüfvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
8 ein Flussdiagramm einer Verarbeitungsroutine in der Verarbeitungseinheit (1. Teil);
9 ein Flussdiagramm einer Verarbeitungsroutine in der Verarbeitungseinheit (2. Teil);
10 eine Ansicht eines Beispiels für ein erfasstes Bild, das man gewinnt, wenn ein Halbleiterwafer in einer ersten relativen Position abgetastet wird; und
11 eine Ansicht eines Beispiels für ein erfasstes Bild, das man gewinnt, wenn ein Halbleiterwafer in einer zweiten relativen Position abgetastet wird;
Bezugszeichenliste

10: Halbleiterwafer (Substrat)
20: Trägermechanismus
21: ringförmiger Rahmen
22a, 22b: Trägerschenkel
23a, 23b, 23c, 23d: erste Träger
24a, 24b, 24c, 24d: zweite Träger
25: Gruppe der ersten Stellglieder
25a, 25b, 25c, 25d: erste Stellglieder
26: Gruppe der zweiten Stellglieder
26a, 26b, 26c, 26d: zweite Stellglieder
30a: erste Kameraeinheit
30b: zweite Kameraeinheit
31a: erste Beleuchtungseinheit
31b: zweite Beleuchtungseinheit
50: Basis
51a, 52a, 51b, 52b: Abtastrichtungs-Führungsnuten
53, 54: Verschieberichtungs-Führungsnuten
55: Rahmen
60: Schlitten (Abtastbewegungsmechanismus)
70: Verschiebebewegungsmechanismus
71: Tisch
72: Antriebseinheit
100: Verarbeitungseinheit
111: Bedieneinheit
112: Anzeigeeinheit
120: Antriebssteuereinheit

BESCHREIBUNG DER BESTEN ART, DIE ERFINDUNG AUSZUFÜHREN
Im Weiteren werden Ausführungsformen der Erfindung mit Hilfe der Zeichnungen erläutert.
Die Substratoberflächen-Prüfvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist wie in 1 bis 3 dargestellt aufgebaut. Die Substratoberflächen-Prüfvorrichtung ist eine Halbleiterwafer-Oberflächenprüfvorrichtung zum Prüfen eines Halbleiterwafers. 1 zeigt eine Draufsicht, 2 eine Seitenansicht und 3 eine Vorderansicht der Vorrichtung.
In 1 bis 3 besitzt die Prüfvorrichtung eine Basis 50. Innerhalb der Basis 50 sind ein Schlitten 60 (Abtastbewegungsmechanismus) und ein Schiebebewegungsmechanismus 70 bereitgestellt (siehe insbesondere 2). Der Schiebebewegungsmechanismus 70 besitzt einen Tisch 71. Der Schlitten 60 ist so ausgelegt, dass er sich auf dem Tisch 71 eigenständig vor und zurück bewegen kann (Bewegung nach oben und unten in 1 bzw. nach links und rechts in 2). Der Schiebebewegungsmechanismus 70 besitzt zudem eine Antriebseinheit 72, die einen Motor, einen Getriebemechanismus usw. umfasst. Diese Antriebseinheit 72 ermöglicht es dem Tisch 71, sich eigenständig in einer Richtung senkrecht zu der Bewegungsrichtung des Schlittens 60 zu bewegen (Bewegung nach links und rechts in 1 und 3).
Der Schlitten 60 ist mit einem Trägermechanismus 20 versehen, der einen zu prüfenden Halbleiterwafer 10 trägt (im Weiteren einfach als ”Wafer” bezeichnet). Der Trägermechanismus 20 ragt aus der Oberseite der Basis 50 heraus. Der Trägermechanismus 20 besitzt einen ringförmigen Rahmen 21 und zwei Trägerschenkel 22a, 22b, die den ringförmigen Rahmen 21 tragen und in einer Richtung senkrecht zur Bewegungsrichtung des Schlittens 60 ausgerichtet sind. Die Trägerschenkel 22a, 22b sind an dem Schlitten 60 befestigt. Auf der Oberseite der Basis 50 sind zwei Gruppen von Abtastrichtungs-Führungsnuten 51a, 51b und 52a, 52b parallel ausgebildet, die sich in der Bewegungsrichtung des Schlittens 60 erstrecken. Auf der Oberseite der Basis 50 sind zudem an zwei Orten nahe an den Enden einer Seite der beiden Gruppen von Abtastrichtungs-Führungsnuten 51a, 51b und 52a, 52b und nahe an den Enden der anderen Seite Verschieberichtungs-Führungsnuten 53, 54 ausgebildet, und zwar zwischen den Abtastrichtungs-Führungsnuten 51a und 52b, die an den äußersten Seiten angebracht sind, und so, dass sie die Abtastrichtungs-Führungsnuten senkrecht schneiden.
Durch die beiden Gruppen von Abtastrichtungs-Führungsnuten 51a, 51b und 52a, 52b, die in dieser Weise auf der Oberseite der Basis 50 ausgebildet sind, werden bei der eigenständigen Bewegung des Schlittens 60 die beiden Trägerschenkel 22a, 22b des Trägermechanismus 20 entweder von der einen Gruppe Abtastrichtungs-Führungsnuten 51a, 51b oder von der anderen Gruppe Abtastrichtungs-Führungsnuten 52a, 52b geführt. In dem Status, in dem die Trägerschenkel 22a, 22b des Trägermechanismus 20 in der Verschieberichtungs-Führungsnut 53 oder 54 angeordnet sind, werden bei der Bewegung in einer Richtung senkrecht zur eigenständigen Bewegung des Schlittens 60, die die Bewegung des Schiebebewegungsmechanismus 70 begleitet, die beiden Trägerschenkel 22a, 22b des Trägermechanismus 20 in der Verschieberichtungs-Führungsnut 53 oder 54 geführt.
Ungefähr in der Mitte zwischen den Verschieberichtungs-Führungsnuten 53 und 54, die auf der Oberseite der Basis 50 ausgebildet sind, ist ein bogenförmiger Rahmen 55 vorhanden. Ungefähr in der Mitte dieses Rahmens 55 ist eine erste Kameraeinheit 30a befestigt, die nach unten zeigt. Zwischen den Abtastrichtungs-Führungsnuten 52a und 51b auf der Oberseite der Basis 50 ist eine zweite Kameraeinheit 30b so angeordnet, dass sie der erstem Kameraeinheit 30a gegenüberliegt. Zudem ist nahe an der Befestigungsposition der ersten Kameraeinheit 30a auf dem Rahmen 55 eine erste Beleuchtungseinheit 31a montiert, die einen Bilderfassungsort der ersten Kameraeinheit 30a an der Vorderfläche (im Weiteren als ”erste Oberfläche” bezeichnet) des Wafers 10 beleuchtet, der von dem Trägermechanismus 20 getragen wird, der sich über die Basis 50 bewegt. Nahe an der Einbauposition der zweiten Kameraeinheit 30b an der Oberseite der Basis 50 ist eine zweite Beleuchtungseinheit 31b montiert, die einen Bilderfassungsort der zweiten Kameraeinheit 30b an der Hinterfläche (im Weiteren als ”zweite Oberfläche” bezeichnet) gegenüber der ersten Oberfläche des Wafers 10 beleuchtet, der von dem Trägermechanismus 20 getragen wird, der sich über die Basis 50 bewegt. Die erste Kameraeinheit 30a und die zweite Kameraeinheit 30b besitzen Liniensensoren, die sich in Richtungen erstrecken, die die Abtastrichtungs-Führungsnuten 51a, 51b, 52a, 52b senkrecht schneiden. Ihre Bilderfassungsbereiche sind durch die Länge der Liniensensoren, die Linsen und weitere Teile des optischen Systems usw. bestimmt.
Die Ausrichtung der ersten Beleuchtungseinheit 31a ist so eingestellt, dass sie wirksam den Bilderfassungsbereich der ersten Kameraeinheit 30a beleuchtet und dass verhindert wird, dass Beleuchtungslicht von der ersten Beleuchtungseinheit 31a auf die zweite Kameraeinheit 30b fällt. Zudem ist die Ausrichtung der zweiten Beleuchtungseinheit 31b ebenfalls so eingestellt, dass sie wirksam den Bilderfassungsbereich der zweiten Kameraeinheit 30b beleuchtet und dass verhindert wird, dass Beleuchtungslicht von der zweiten Beleuchtungseinheit 31b auf die erste Kameraeinheit 30a fällt. Dadurch kann man das Licht der ersten Beleuchtungseinheit 31a, die den Bilderfassungsbereich der ersten Kameraeinheit 30a beleuchtet, daran hindern, den Bilderfassungsvorgang der zweiten Kameraeinheit 30b zu beeinträchtigen, und man kann das Licht der zweiten Beleuchtungseinheit 31b, die den Bilderfassungsbereich der zweiten Kameraeinheit 30b beleuchtet, daran hindern, den Bilderfassungsvorgang der ersten Kameraeinheit 30a zu beeinträchtigen.
Ist der Trägermechanismus 20 so angeordnet, dass die Trägerschenkel 22a, 22b von einer Gruppe der Abtastrichtungs-Führungsnuten 51a, 51b geführt werden, siehe 1, und zwar zusammen mit der Bewegung des Trägermechanismus 20 in einer ersten Richtung D1 entlang der Abtastrichtungs-Führungsnuten 51a, 51b, so tasten die erste Kameraeinheit 30a und die zweite Kameraeinheit 30b in einer ersten Abtastrichtung Dsc1 ab und erfassen einen Bereich von ungefähr zwei Dritteln einer Seite des Bilderfassungsbereichs E (entsprechend der Länge der Liniensensoren), zu dem die Kanten auf einer Seite der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche des Wafers 10 gehören, die vom Trägermechanismus 20 gestützt werden. Diesen Zustand bezeichnet man so, dass sich die erste Kameraeinheit 30a und die zweite Kameraeinheit 30b in einer ”ersten relativen Position” bezüglich des Trägermechanismus 20 in der Richtung quer zur Abtastrichtung befinden (in diesem Beispiel die Richtung, die sie senkrecht schneidet).
Ist der Trägermechanismus 20 so angeordnet, dass die Trägerschenkel 22a, 22b von der anderen Gruppe der Abtastrichtungs-Führungsnuten 52a, 52b geführt werden, siehe 1, und zwar zusammen mit der Bewegung des Trägermechanismus 20 in einer zweiten Richtung D2 entlang der Abtastrichtungs-Führungsnuten 52a, 52b, so tasten die erste Kameraeinheit 30a und die zweite Kameraeinheit 30b in der zweiten Abtastrichtung Dsc2 ab und erfassen einen Bereich von ungefähr zwei Dritteln einer Seite des Bilderfassungsbereichs E, zu dem die Kanten auf der anderen Seite der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche des Wafers 10 gehören, die vom Trägermechanismus 20 gestützt werden. Diesen Zustand bezeichnet man so, dass sich die erste Kameraeinheit 30a und die zweite Kameraeinheit 30b in einer ”zweiten relativen Position” bezüglich des Trägermechanismus 20 in der Richtung quer zur Abtastrichtung befinden (in diesem Beispiel die Richtung, die sie senkrecht schneidet).
Die Anordnung des Trägermechanismus 20 wird anhand von 4, 5 und 6 ausführlicher beschrieben. Man beachte, dass 4 und 6 Draufsichten sind, die den Trägermechanismus 20 zeigen. Dagegen ist 5 eine Querschnittsdarstellung entlang der Linie A-A in 4.
In 4, 5 und 6 sind entlang der inneren Oberfläche eines ringförmigen Rahmens 21 vier (eine Anzahl) erste Träger 23a, 23b, 23c, 23d und vier (eine Anzahl) zweite Träger 24a, 24b, 24c, 24d angeordnet. Die ersten Träger 23a, 23b, 23c, 23d können in der diametralen Richtung des ringförmigen Rahmens 21 vorgeschoben oder zurückgezogen werden, und zwar von ersten Stellgliedern 25a, 25b, 25c und 25d, die entsprechend an der äußeren Oberfläche des ringförmigen Rahmens 21 vorhanden sind. Die zweiten Träger 24a, 24b, 24c, 24d können in der diametralen Richtung des ringförmigen Rahmens 21 vorgeschoben oder zurückgezogen werden, und zwar von zweiten Stellgliedern 26a, 26b, 26c und 26d, die entsprechend an der äußeren Oberfläche des ringförmigen Rahmens 21 vorhanden sind. Wird ein Zustand eingenommen, siehe 4 und 5, in dem die ersten Träger 23a, 23b, 23c, 23d vorgeschoben sind und die zweiten Träger 24a, 24b, 24c, 24d zurückgezogen sind, so werden die Kanten des Wafers 10 von den vorgeschobenen ersten Trägern 23a, 23b, 23c, 23d gestützt. Wird dagegen ein Zustand eingenommen, siehe 6, in dem die ersten Träger 23a, 23b, 23c, 23d zurückgezogen sind und die zweiten Träger 24a, 24b, 24c, 24d vorgeschoben sind, so werden die Kanten des Wafers 10 von den vorgeschobenen zweiten Trägern 24a, 24b, 24c, 24d gestützt.
Der Bilderfassungsbereich Escn1 der ersten Kameraeinheit 30a und der zweiten Kameraeinheit 30b, siehe 4 und 6, an der ersten relativen Position bezüglich des Trägermechanismus 20 (Status des Trägermechanismus 20: geführt von einer Gruppe der Abtastrichtungs-Führungsnuten 51a, 51b) in einer Richtung, die die Abtastrichtung des Wafers 10 senkrecht schneidet, und der Bilderfassungsbereich Escn2 der ersten Kameraeinheit 30a und der zweiten Kameraeinheit 30b an der zweiten relativen Position bezüglich des Trägermechanismus 20 (Status des Trägermechanismus 20: geführt von der anderen Gruppe der Abtastrichtungs-Führungsnuten 52a, 52b) in einer Richtung, die die Abtastrichtung des Wafers 10 senkrecht schneidet, überlappen sich. Auf diese Weise überdecken wie erklärt vorbestimmte Bereiche der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche des Wafers 10, der von dem Trägermechanismus 20 gehalten wird, eine Mittellinie Lc in der Richtung, die die Abtastrichtung senkrecht schneidet, und sie bilden einen gemeinsamen Bilderfassungsbereich Ecom, in dem sich die Bilderfassungsbereiche Escn1, Escn2 der ersten Kameraeinheit 30a und der zweiten Kameraeinheit 30b an der ersten relativen Position und der zweiten relativen Position überlappen, siehe oben.
Als Anordnungspositionen, an denen der Wafer von den vier ersten Trägern 23a, 23b, 23c, 23d entlang der Richtung gestützt wird, die die Abtastrichtung senkrecht schneidet, sind zwei erste Träger 23a, 23d außerhalb des Bilderfassungsbereichs Escn1 der ersten Kameraeinheit 30a und der zweiten Kameraeinheit 30b an der ersten relativen Position angeordnet. Die anderen beiden ersten Träger 23b, 23c sind im gemeinsamen Bilderfassungsbereich Ecom angeordnet. Als Anordnungspositionen, an denen der Wafer von den vier zweiten Trägern 24a, 24b, 24c, 24d entlang der Richtung gestützt wird, die die Abtastrichtung senkrecht schneidet, sind zwei zweite Träger 24a, 24d außerhalb des Bilderfassungsbereichs Escn2 der ersten Kameraeinheit 30a und der zweiten Kameraeinheit 30b an der zweiten relativen Position angeordnet. Die anderen beiden zweiten Träger 24b, 24c sind im gemeinsamen Bilderfassungsbereich Ecom angeordnet.
Das Verarbeitungssystem der Prüfvorrichtung ist wie in 7 dargestellt aufgebaut.
Das Verarbeitungssystem, siehe 7, besitzt eine Verarbeitungseinheit 100 und eine Antriebssteuereinheit 120. Die Verarbeitungseinheit 100 wird von einem Computer gebildet und empfängt als Eingabebilder Signale von der ersten Kameraeinheit 30a und der zweiten Kameraeinheit 30b, die Bilder der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche des Wafers 10 erfassen. Die Verarbeitungseinheit erzeugt erfasste Bilder der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche des Wafers 10 und führt vorbestimmte Bildverarbeitungen aus. Zudem ist die Verarbeitungseinheit 100 mit einer Bedieneinheit 111 und einer Anzeigeeinheit 112 verbunden, und sie führt Verarbeitungen gemäß den Signalen von der Bedieneinheit 111 aus, die von einer Bedienperson bedient wird. Ferner zeigt sie die erfassten Bilder und diverse Informationen, die durch verschiedene Bildverarbeitungsvorgänge gewonnen werden, auf der Anzeigeeinheit 112 an.
Die Verarbeitungseinheit 100 steuert auch die Antriebssteuereinheit 120. Die Antriebssteuereinheit 120 kontrolliert gesteuert von der Verarbeitungseinheit 100 die Antriebsvorgänge des Schlittens 60 (Abtastbewegungsmechanismus), und sie kontrolliert die Antriebsvorgänge der Antriebseinheit 72 des Schiebebewegungsmechanismus 70. Die Antriebssteuereinheit 120 kontrolliert ferner die Antriebsvorgänge der Gruppe erster Stellglieder 25, die auf dem Trägermechanismus 20 bereitgestellt sind (erste Stellglieder 25a bis 25d) (Vorschiebe- bzw. Zurückziehsteuerung der ersten Träger 23a bis 23b), und sie kontrolliert die Antriebsvorgänge der Gruppe zweiter Stellglieder 26 (zweite Stellglieder 26a bis 26d) (Vorschiebe- bzw. Zurückziehsteuerung der zweiten Träger 24a bis 24b).
Die Kontrolleinheit 100 führt Verarbeitungen gemäß der Routine in 8 aus.
Im Ausgangszustand befindet sich der Trägermechanismus 20 in einem Status, in dem die Trägerschenkel 22a, 22b von den Abtastrichtungs-Führungsnuten 51a, 51b geführt werden, wobei sie in der Verschieberichtungs-Führungsnut 53 angeordnet sind, so dass die erste Kameraeinheit 30a und die zweite Kameraeinheit 30b die erste relative Position bezüglich des Trägermechanismus 20 einnehmen (siehe P1 in 1). In diesem Ausgangszustand beginnt die Verarbeitungseinheit 100 mit der Verarbeitung.
Wird ein zu prüfender Wafer 10, siehe 8, der von einem (nicht dargestellten) Transportmechanismus befördert wird, in eine vorbestimmte Position des Trägermechanismus 20 gebracht, so befiehlt die Verarbeitungseinheit 100 der Antriebssteuereinheit 120 das Vorschieben der ersten Träger 23a bis 23d (S1). Gesteuert durch die Antriebsoperation der Antriebssteuereinheit 120 für die ersten Stellglieder 25a bis 25d mit diesem Befehl werden die ersten Träger 23a bis 23d vorgeschoben, und die ersten Träger 23a bis 23d stützen die Kanten des Wafers 10.
Wird der zu prüfende Wafer 10 von den ersten Trägern 23a bis 23d des Trägermechanismus 20 gestützt, so befiehlt die Verarbeitungseinheit 100 der Antriebssteuereinheit 120 den Beginn des Antriebsvorgangs des Schlittens 60 (S2). Gesteuert durch die Antriebsoperation der Antriebssteuereinheit 120 für den Schlitten 60 und gestützt auf diesen Befehl wird der Schlitten 60 an der Position von P1 von den Abtastrichtungs-Führungsnuten 51a, 51b geführt und beginnt, sich mit vorbestimmter Geschwindigkeit in eine erste Richtung D1 zu bewegen (eigenständige Bewegung). Zusammen mit der Eigenbewegung des Schlittens 60 läuft der Trägermechanismus 20 durch den Bilderfassungsbereich E der ersten Kameraeinheit 30a und der zweiten Kameraeinheit 30b (siehe 1). In diesem Vorgang tasten die erste Kameraeinheit 30a und die zweite Kameraeinheit 30b jeweils für sich die erste Oberfläche und die zweite Oberfläche des Wafers 10 ab, der vom Trägermechanismus 20 gestützt wird (erste Träger 23a bis 23d), und erfassen Bilder davon, und zwar in der Abtastrichtung Dsc1 (erste Abtastung).
Durch den Abtastvorgang in der Abtastrichtung Dsc1 der ersten Kameraeinheit 30a und der zweiten Kameraeinheit 30b in der ersten relativen Position bezüglich des Trägermechanismus 20 wird der Bilderfassungsbereich Escn1 der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche des Wafers 10 erfasst (siehe 4 und 6). Die erste Kameraeinheit 30a und die zweite Kameraeinheit 30b geben nacheinander Bildsignale aus. Die Verarbeitungseinheit 100 empfängt als Eingaben die Bildsignale aus der ersten Kameraeinheit 30a und der zweiten Kameraeinheit 30b und speichert die Bildsignale nacheinander als zugehörige Bilddaten (erste Bilddaten) in einem internen Speicher (S3). Erkennt die Verarbeitungseinheit 100, dass der Schlitten 60 die Verschieberichtungs-Führungsnut 54 erreicht hat (siehe P2 in 1) und die Abtastung des Wafers 10 beendet ist (Ja in S4), so gibt sie einen Anhaltebefehl für den Schlitten 60 an die Antriebssteuereinheit 120 aus (S5). Aufgrund der Steuerung der Antriebssteuereinheit 120 mit diesem Anhaltebefehl wird der Schlitten 60 angehalten.
Bei einem ersten erfassten Bild I1, das durch erste Bilddaten beschrieben wird (die zum Bilderfassungsbereich Escn1 gehören), die mit dem Bildgebungsvorgang der genannten ersten Kameraeinheit 30a und zweiten Kameraeinheit 30b gewonnen werden, siehe 10, sind die ersten Träger 23b, 23c, die im gemeinsamen Bilderfassungsbereich Ecom angeordnet sind, dem Bild überlagert. Durch diese Bildabschnitte I_23b, I_23c ist das erste erfasste Bild I1 teilweise beschädigt. D. h. in diesem Zustand sind die Abschnitte des Wafers 10, die von den ersten Trägern 23b, 23c gestützt werden, durch die Bilder der ersten Träger 23b, 23c verdeckt. Die zweiten Träger 24a bis 24d des Trägermechanismus 20 sind in diesem Zustand zurückgezogen. Dadurch sind dem ersten erfassten Bild I1 die zweiten Träger 24b, 24c, die in Ecom im gemeinsamen Bilderfassungsbereich angeordnet sind, nicht überlagert. Zudem sind die anderen ersten Träger 23a, 23d außerhalb des Bilderfassungsbereichs Escn1 angeordnet, so dass sie im ersten erfassten Bild I1 ebenfalls nicht überlagert sind.
Nun zurück zu 8. Ist die Erfassung der ersten Bilddaten beendet und der Schlitten 60 angehalten (S5), so gibt die Verarbeitungseinheit 100 einen Antriebsbefehl für den Schiebebewegungsmechanismus 70 an die Antriebssteuereinheit 120 aus (S6). Gesteuert durch die Antriebsoperation der Antriebssteuereinheit 120 für den Schiebebewegungsmechanismus 70 mit diesem Befehl bewegt sich der Schiebebewegungsmechanismus 70 (Tisch 71) in der ersten Verschieberichtung Dsft1 (siehe 1). Durch die Bewegung des Schlittens 60, der die Bewegung des Schiebebewegungsmechanismus 70 begleitet, bewegt sich der Trägermechanismus 20 in der ersten Verschieberichtung Dsft1, und die Trägerschenkel 22a, 22b werden durch die Verschieberichtungs-Führungsnut 54 geführt, bis die erste Kameraeinheit 30a und die zweite Kameraeinheit 30b in der zweiten relativen Position angeordnet sind. Erreicht der Trägermechanismus 20 die anderen Abtastrichtungs-Führungsnuten 52a, 52b und sind die erste Kameraeinheit 30a und die zweite Kameraeinheit 30b in der zweiten relativen Position bezüglich des Trägermechanismus 20 angeordnet (siehe P3 in 1), so befiehlt die Verarbeitungseinheit 100 der Antriebssteuereinheit 120 das Vorschieben der zweiten Träger 24a bis 24d und das Zurückziehen der ersten Träger 23a bis 23d (S7). Gesteuert durch die Antriebsoperation der Antriebssteuereinheit 120 für die ersten Stellglieder 25a bis 25d und die zweiten Stellglieder 26a bis 26d mit diesem Befehl werden die zweiten Träger 24a bis 24d vorgeschoben, die ersten Träger 23a bis 23d werden zurückgezogen, und die Kanten des Wafers 10 werden anstelle der ersten Träger 23a bis 23d von den zweiten Trägern 24a bis 24d gestützt. Nun sind die Kanten des Wafers 10 durch das Vorschieben der zweiten Träger 24a bis 24d gestützt. Zieht man danach die ersten Träger 23a bis 23d zurück, so ist der Wafer 10 gegen Positionsabweichungen geschützt, was zu bevorzugen ist.
Wird der zu prüfende Wafer 10 von den zweiten Trägern 24a bis 24d des Trägermechanismus 20 gestützt, so geht die Verarbeitungseinheit 100 zu der in 9 dargestellten Verarbeitung über und befiehlt der Antriebssteuereinheit 120 den Beginn des Antriebsvorgangs des Schlittens 60 (S8). Gesteuert durch die Antriebsoperation der Antriebssteuereinheit 120 für den Schlitten 60 mit diesem Befehl wird der Schlitten 60 an der Position von P3 von den anderen Abtastrichtungs-Führungsnuten 52a, 52b geführt und beginnt, sich mit vorbestimmter Geschwindigkeit in eine zweite Richtung D2 entgegengesetzt zur ersten Richtung D1 zu bewegen (eigenständige Bewegung). Zusammen mit der Eigenbewegung des Schlittens 60 läuft der Trägermechanismus 20 durch den Bilderfassungsbereich E der ersten Kameraeinheit 30a und der zweiten Kameraeinheit 30b (siehe 1). In diesem Vorgang tasten die erste Kameraeinheit 30a und die zweite Kameraeinheit 30b jeweils für sich die erste Oberfläche und die zweite Oberfläche des Wafers 10 ab, der vom Trägermechanismus 20 gestützt wird (zweite Träger 24a bis 24d), und erfassen Bilder davon, und zwar in der Abtastrichtung Dsc2 (zweite Abtastung).
Durch den Abtastvorgang in der Abtastrichtung Dsc2 der ersten Kameraeinheit 30a und der zweiten Kameraeinheit 30b in der zweiten relativen Position bezüglich des Trägermechanismus 20 wird der Bilderfassungsbereich Escn2 der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche des Wafers 10 erfasst (siehe 4 und 6). Die erste Kameraeinheit 30a und die zweite Kameraeinheit 30b geben nacheinander Bildsignale aus. Die Verarbeitungseinheit 100 empfängt als Eingaben die Bildsignale aus der ersten Kameraeinheit 30a und der zweiten Kameraeinheit 30b und speichert die Bildsignale nacheinander als zugehörige Bilddaten (zweite Bilddaten) in einem internen Speicher (S9). Erkennt die Verarbeitungseinheit 100, dass der Schlitten 60 die Verschieberichtungs-Führungsnut 53 erreicht hat (P4 in 1) und die Abtastung des Wafers 10 beendet ist (Ja in S10), so gibt sie einen Anhaltebefehl für den Schlitten 60 an die Antriebssteuereinheit 120 aus (S11). Aufgrund der Steuerung der Antriebssteuereinheit 120 mit diesem Anhaltebefehl wird der Schlitten 60 angehalten.
Bei dem zweiten erfassten Bild I2, das durch zweite Bilddaten beschrieben wird (die zum Bilderfassungsbereich Escn2 gehören), die mit dem Bildgebungsvorgang der genannten ersten Kameraeinheit 30a und zweiten Kameraeinheit 30b gewonnen werden, siehe 11, sind die zweiten Träger 24b, 24c, die im gemeinsamen Bilderfassungsbereich Ecom angeordnet sind, dem Bild überlagert. Durch diese Bildabschnitte I_24b, I_24c ist das zweite erfasste Bild I2 teilweise beschädigt. D. h. in diesem Zustand sind die Abschnitte des Wafers 10, die von den zweiten Trägern 24b, 24c gestützt werden, durch die Bilder der zweiten Träger 24b, 24c verdeckt. Die ersten Träger 23a bis 23d des Trägermechanismus 20 sind in diesem Zustand zurückgezogen. Dadurch sind dem zweiten erfassten Bild I2 die ersten Träger 23b, 23c, die in Ecom im gemeinsamen Bilderfassungsbereich angeordnet sind, nicht überlagert. Zudem sind die anderen zweiten Träger 24a, 24d außerhalb des Bilderfassungsbereichs Escn2 angeordnet, so dass sie im zweiten erfassten Bild I2 ebenfalls nicht überlagert sind.
Nun zurück zu 9. Ist die Erfassung der zweiten Bilddaten beendet und der Schlitten 60 angehalten (S11), so gibt die Verarbeitungseinheit 100 einen Antriebsbefehl für den Schiebebewegungsmechanismus 70 an die Antriebssteuereinheit 120 aus (S12). Gesteuert durch die Antriebsoperation der Antriebssteuereinheit 120 für den Schiebebewegungsmechanismus 70 mit diesem Befehl bewegt sich der Schiebebewegungsmechanismus 70 (Tisch 71) in der zweiten Verschieberichtung Dsft2 (siehe 1). Durch die Bewegung des Schlittens 60, der die Bewegung des Schiebebewegungsmechanismus 70 begleitet, bewegt sich der Trägermechanismus 20 in der zweiten Verschieberichtung Dsft2, und die Trägerschenkel 22a, 22b werden durch die Verschieberichtungs-Führungsnut 53 geführt, bis die erste Kameraeinheit 30a und die zweite Kameraeinheit 30b in der ersten relativen Position angeordnet sind. Erreicht der Trägermechanismus 20 die Abtastrichtungs-Führungsnuten 51a, 51b und ist damit in die Ausgangsposition zurückgeführt (siehe P1 in 1), und sind die erste Kameraeinheit 30a und die zweite Kameraeinheit 30b in der ersten relativen Position bezüglich des Trägermechanismus 20 angeordnet, so befiehlt die Verarbeitungseinheit 100 der Antriebssteuereinheit 120 das Entfernen des Wafers 10. Gesteuert durch die Antriebsoperation der Antriebssteuereinheit 120 für die zweiten Stellglieder 26a bis 26d mit diesem Befehl und synchronisiert mit dem Entfernungsmechanismus (nicht dargestellt) des Wafers 10 ziehen sich die zweiten Träger 24a bis 24d zurück, und das Stützen des Wafers 10 durch die zweiten Träger 24a bis 24d ist beendet. Der Entfernungsmechanismus dient auch dazu, den Wafer 10 vom Trägermechanismus 20 zu entfernen.
Sind das erste erfasste Bild I1, das zum Bilderfassungsbereich Escn1 gehört (einschließlich des gemeinsamen Bilderfassungsbereichs Ecom) (siehe 10), und das zweite erfasste Bild I2, das zum Bilderfassungsbereich Escn2 gehört (einschließlich des gemeinsamen Bilderfassungsbereichs Ecom) (siehe 11) wie oben beschrieben für die erste Oberfläche und die zweite Oberfläche des Wafers 10 gewonnen, so kombiniert die Verarbeitungseinheit 100 diese Bilder und erzeugt Verbundbilder der Oberflächen eines Wafers 10 (erste Oberfläche und zweite Oberfläche). Durch das Verwenden der Bilder der zugehörigen Abschnitte des zweiten erfassten Bilds I2 für die Abschnitte des ersten erfassten Bilds I1, in denen die ersten Träger 23b, 23c überlagert sind, und den Gebrauch der Bilder der zugehörigen Abschnitte des ersten erfassten Bilds I1 für die Abschnitte des zweiten erfassten Bilds I2, in denen die zweiten Träger 24b, 24c überlagert sind, zum Erzeugen der Verbundbilder kann man Verbundbilder erhalten, in denen keine Träger überlagert sind.
Anschließend prüft die Verarbeitungseinheit 100, ob die Bildgebungsoperation beendet ist, d. h., sie stellt fest, ob noch weitere Wafer zu erfassen sind (S14). Liegen noch nicht erfasste Wafer vor (S14, Nein), so kehrt die Verarbeitungseinheit 100 zu der in 8 dargestellten Verarbeitung zurück und führt erneut eine der oben beschriebenen Verarbeitung gleichende Prozedur für den folgenden Wafer aus (S1 bis S7 und in 9 S8 bis S14). Für jeden zu prüfenden Wafer 10 wird eine der oben beschriebenen Verarbeitung gleichende Prozedur (8 und 9) vorgenommen. Wird in der Verarbeitung festgestellt, dass alle Wafer geprüft sind (S14, Ja), so verwendet die Verarbeitungseinheit 100 die erfassten Bilder der Wafer (Verbundbilder) zum Prüfen der Wafer.
Mit Hilfe der erläuterten Prüfvorrichtung kann man mit der ersten Kameraeinheit 30a und der zweiten Kameraeinheit 30b ein erstes erfasstes Bild I1 gewinnen, in dem die ersten Träger 23b, 23c in Abschnitten überlagert sind, die zu dem gemeinsamen Bilderfassungsbereich Ecom des Wafers 10 gehören. Die anderen ersten Träger 23a, 23d und die zweiten Träger 24a bis 24d sind jedoch nicht überlagert (siehe 10). Zudem kann man ein zweites erfasstes Bild I2 gewinnen, in dem die zweiten Träger 24b, 24c in Abschnitten überlagert sind, die zu dem gemeinsamen Bilderfassungsbereich Ecom gehören. Die anderen zweiten Träger 24a, 24d und die ersten Träger 23a bis 23d sind jedoch nicht überlagert (siehe 11). Für die Abschnitte im ersten erfassten Bild I1, in denen die ersten Träger 23b, 23c überlagert sind, sind die Oberflächenzustände des Wafers 10 (erste Oberfläche, zweite Oberfläche) in den zugehörigen Abschnitten des zweiten erfassten Bilds I2 dargestellt. Für die Abschnitte im zweiten erfassten Bild I2, in denen die zweiten Träger 24b, 24c überlagert sind, sind die Oberflächenzustände des Wafers 10 (erste Oberfläche, zweite Oberfläche) in den zugehörigen Abschnitten des ersten erfassten Bilds I1 dargestellt. Da man aus dem ersten erfassten Bild I1 und dem zweiten erfassten Bild I2 Verbundbilder erzeugen kann, in denen keine Träger überlagert sind, und zwar auch dann, wenn man das Bild der Oberfläche eines Wafers 10 in einem Zustand erfasst, in dem mehrere Träger zum Stützen der Waferkanten verwendet werden, kann man den Status der Abschnitte, in denen die Träger stützen, in den erfassten Bildern ebenfalls untersuchen und beurteilen.
Zudem bewegt sich bei der beschriebenen Prüfvorrichtung der Trägermechanismus 20, der den Wafer 10 trägt, nur ein Mal über die Basis 50 vor und zurück (erste Richtung D1, zweite Richtung D2), so dass gleichzeitig zwei Bilder der ersten Oberfläche des Wafers 10 (erstes erfasstes Bild I1, zweites erfasstes Bild I2) gewonnen werden sowie zwei Bilder der zweiten Oberfläche (Rückseite). Damit liegt eine gute Wirksamkeit der Verarbeitung vor.
Man beachte, dass die Verarbeitungseinheit 100 Verbundbilder auf der Anzeigeeinheit 112 darstellen kann, die aus den ersten Bilddaten und den zweiten Bilddaten erzeugt werden. Dadurch kann die Bedienperson die Oberfläche des Wafers 10 visuell prüfen. Zudem kann die Verarbeitungseinheit 100 als Prüfverarbeitung Verarbeitungen an Bereichen der erhaltenen Verbundbilder vornehmen und dadurch den Zustand der Behandlungsschicht prüfen, die auf den Oberflächen des Wafers 10 ausgebildet ist, oder den Status von Schäden, Defekten usw. prüfen. Nach dem Erfassen kann sie ein Zuordnungsbild erzeugen, das die Koordinatenwerte des Defekts usw. auf den Verbundbildern anzeigt, und es auf der Anzeigeeinheit 112 darstellen.
Man beachte, dass die beschriebene Vorrichtung dafür entworfen wurde, dass sich der Trägermechanismus 20 relativ zu der ersten Kameraeinheit 30a und der zweiten Kameraeinheit 30b bewegt. Man kann jedoch auch den Trägermechanismus 20 an seinem Platz festhalten und die erste Kameraeinheit 30a und die zweite Kameraeinheit 30b bewegen.
Man kann die Vorrichtung auch so konfigurieren, dass entweder die erste Kameraeinheit 30a oder die zweite Kameraeinheit 30b vorhanden sind. In diesem Fall kann man eine Oberfläche des Wafers 10 prüfen, dessen Kanten von den Trägern gestützt werden. Stellt man einen Umdrehmechanismus für den Wafer 10 bereit (oder dreht den Wafer von Hand um), so kann man die beiden Oberflächen des Wafers 10 prüfen. Zudem besitzen die erste Kameraeinheit 30a und die zweite Kameraeinheit 30b Liniensensoren als Bildgebungsvorrichtungen. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf eingeschränkt. Man kann beispielsweise Flächensensoren für beide Bildgebungsvorrichtungen vorsehen oder einen Liniensensor für eine Vorrichtung und einen Flächensensor für die andere.
Zudem erzeugt die beschriebene Prüfvorrichtung Verbundbilder aus dem ersten erfassten Bild I1 und dem zweiten erfassten Bild I2. Diese Verbundbilder müssen jedoch nicht unbedingt erzeugt werden. In diesem Fall kann man die beiden erfassten Bilder, d. h. das erste erfasste Bild I1 und das zweite erfasste Bild I2 zum Prüfen des Status einer Oberfläche des Wafers 10 verwenden (erste Oberfläche oder zweite Oberfläche).
Ferner tastet die beschriebene Prüfvorrichtung die Oberfläche des Wafers 10 zum Erfassen zwei Mal ab. Man kann jedoch die Anzahl der Abtastvorgänge abhängig von der Größe des Wafers und den Bilderfassungsbereichen der Kameraeinheiten geeignet wählen. In diesem Fall kann man den Kontrollmodus zum Antreiben und Anhalten des Schiebebewegungsmechanismus 70 und des Abtastbewegungsmechanismus 60 abhängig vom Bereich einer Abtastung, der Anzahl der Abtastungen usw. geeignet festlegen.
Die beschriebene Vorrichtung treibt den Schiebebewegungsmechanismus 70 an und schiebt die ersten Träger 23a bis 23d und die zweiten Träger 24a bis 24d vor und zurück, und zwar in getrennten Schritten. Es ist jedoch auch möglich, gleichzeitig den Schiebebewegungsmechanismus 70 anzutreiben und die ersten Träger 23a bis 23d und die zweiten Träger 24a bis 24d vor und zurück zu schieben. Verfährt man so, so kann man den Abbildungszyklus verkürzen.
Anwendbarkeit in der Industrie
Wie erklärt besitzen die Substratoberflächen-Prüfvorrichtung und das Substratoberflächen-Prüfverfahren der Erfindung die vorteilhafte Auswirkung, dass sie es ermöglichen, anhand der erfassten Bilder den Status auch von Abschnitten zu untersuchen und zu beurteilen, die von Trägern gestützt werden, wenn eine Anzahl Träger zum Stützen der Kanten eines Substrats verwendet wird und ein Bild der Substratoberfläche in diesem Zustand erfasst wird. Die Substratoberflächen-Prüfvorrichtung und das Substratoberflächen-Prüfverfahren sind nützlich für das Erfassen eines Bilds der Oberfläche eines Halbleiterwafers oder eines anderen zu prüfenden Substrats.

Claims

Substratoberflächen-Prüfvorrichtung, die ein Bild einer Oberfläche eines Substrats (10) erfasst und das Substrat anhand des erfassten Bilds prüft, wobei die Substratoberflächen-Prüfvorrichtung aufweist: einen Trägermechanismus (20), der mit einer Anzahl erster Träger (23a–23d) und einer Anzahl zweiter Träger (24a–24d) versehen ist, die die Kanten des Substrats stützen und es freigeben können; eine Bildgebungseinheit (30a, 30b) die gegenüber der Oberfläche des Substrats angeordnet ist, das entweder von der Gruppe der ersten Träger oder der Gruppe der zweiten Träger in dem Trägermechanismus gestützt wird; einen Abtastbewegungsmechanismus (60), der die Bildgebungseinheit und den Trägermechanismus gegeneinander bewegt, so dass die Bildgebungseinheit die Oberfläche des Substrats in einer vorbestimmten Abtastrichtung abtastet und ein Bild davon erfasst; und einen Schiebebewegungsmechanismus (70), der die Bildgebungseinheit und den Trägermechanismus in einer Richtung quer zur Abtastrichtung zwischen einer ersten relativen Position und einer zweiten relativen Position bewegt, wobei: die Bildgebungseinheit in der ersten relativen Position und der zweiten relativen Position Bilder von einem vorbestimmten Bereich auf einer Seite des Substrats und von einem vorbestimmten Bereich auf der anderen Seite erfassen kann, und die vorbestimmten Bereiche einen gemeinsamen Bilderfassungsbereich enthalten, und der gemeinsame Bilderfassungsbereich als ein vorbestimmter Bereich des Substrats in einer Richtung senkrecht zur Abtastrichtung definiert ist, die Anordnungsstellen der Substratträgerpositionen entlang der Richtung senkrecht zur Abtastrichtung für die Anzahl erster Träger im Trägermechanismus außerhalb des Bilderfassungsbereichs des Substrats eingestellt sind, wenn sich die Bildgebungseinheit in der ersten relativen Position befindet, und innerhalb des gemeinsamen Bilderfassungsbereichs, und die Anordnungsstellen der Substratträgerpositionen entlang der Richtung senkrecht zur Abtastrichtung für die Anzahl zweiter Träger im Trägermechanismus außerhalb des Bilderfassungsbereichs des Substrats eingestellt sind, wenn sich die Bildgebungseinheit in der zweiten relativen Position befindet, und innerhalb des gemeinsamen Bilderfassungsbereichs.
Prüfvorrichtung für Substratoberflächen nach Anspruch 1, wobei sich die Bildgebungseinheit an einer festen Position befindet, und der Abtastbewegungsmechanismus den Trägermechanismus in einer Richtung entgegengesetzt zur Abtastrichtung bewegt.
Prüfvorrichtung für Substratoberflächen nach Anspruch 2, wobei der Schiebebewegungsmechanismus den Trägermechanismus zwischen der ersten relativen Position und der zweiten relativen Position bewegt.
Prüfvorrichtung für Substratoberflächen nach Anspruch 1, wobei die Bildgebungseinheit einen Liniensensor aufweist, der sich in einer Richtung quer zur Abtastrichtung erstreckt.
Prüfvorrichtung für Substratoberflächen nach Anspruch 1, wobei die Bildgebungseinheit eine erste Kameraeinheit (30a) aufweist, die gegenüber einer ersten Oberfläche des Substrats angeordnet ist, das entweder von der Anzahl erster Träger oder der Anzahle zweiter Träger im Trägermechanismus getragen wird, und eine zweite Kameraeinheit (30b), die gegenüber einer zweiten Oberfläche des Substrats angeordnet ist, die eine Rückseite der ersten Oberfläche bildet.
Prüfvorrichtung für Substratoberflächen nach Anspruch 5, wobei die Vorrichtung eine erste Beleuchtungseinheit (31a) besitzt, die einen Bilderfassungsort der ersten Kameraeinheit beleuchtet, und eine zweite Beleuchtungseinheit (31b), die einen Bilderfassungsort der zweiten Kameraeinheit beleuchtet, und die erste Beleuchtungseinheit und die zweite Beleuchtungseinheit so angeordnet sind, dass eine Beleuchtungsrichtung des Lichts von der ersten Beleuchtungseinheit nicht zur zweiten Kameraeinheit verläuft, und dass eine Beleuchtungsrichtung des Lichts von der zweiten Beleuchtungseinheit nicht zur ersten Kameraeinheit verläuft.
Substratoberflächen-Prüfverfahren, in dem eine Substratoberflächen-Prüfvorrichtung nach Anspruch 1 verwendet wird, umfassend: einen ersten Bildgebungsschritt, in dem ein Bild einer Oberfläche des Substrats abgetastet und erfasst wird, das von der Anzahl erster Träger gestützt wird, und zwar in einem Status, in dem die Anzahl zweiter Träger des Trägermechanismus gelöst ist und das Substrat nicht stützt, und durch die Bildgebungseinheit in einer ersten relativen Position bezogen auf den Trägermechanismus, einen Verschiebeschritt, in dem die Bildgebungseinheit relativ zum Trägermechanismus in eine zweite relative Position bewegt wird, nachdem die Abtastung in der ersten relativen Position beendet ist, und einen zweiten Bildgebungsschritt, in dem ein Bild einer Oberfläche des Substrats abgetastet und erfasst wird, das von der Anzahl zweiter Träger gestützt wird, und zwar in einem Status, in dem die Anzahl erster Träger des Trägermechanismus gelöst ist und das Substrat nicht stützt, und durch die Bildgebungseinheit in einer zweiten relativen Position bezogen auf den Trägermechanismus. Substratoberflächen-Prüfverfahren nach Anspruch 7, wobei die Abtastrichtung der
Bildgebungseinheit bezüglich des Substrats im ersten Bildgebungsschritt und die Abtastrichtung der Bildgebungseinheit bezüglich des Substrats im zweiten Bildgebungsschritt einander entgegengesetzt eingestellt sind.