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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur optischen Inspektion jeweils einer Vorderseite und einer Rückseite einer Halbleiter-Scheibe (= ”Wafer”), mittels mindestens zweier optischer Aufnahmeeinheiten, welche räumlich einander gegenüberliegend angeordnet sind und im Betrieb der Vorrichtung jeweils optische Aufnahmen von der Vorderseite beziehungsweise von der Rückseite der zu inspizierenden Halbleiter-Scheibe erstellen können.
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Hintergrund der Erfindung
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Eine solche Anordnung ist beispielsweise bekannt aus
TW 200839912 A .
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Aktuell wird mit einer solchen bekannten Anordnung die Rückseite Chipfein (jeder Chip einzeln) inspiziert. Somit können großflächige Defekte, welche mehr als einen Chip betreffen, nur sehr schwer oder gar nicht erkannt werden.
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Des Weiteren ist eine Inspektion auch im Durchlichtverfahren möglich. Im Durchlichtverfahren wird der Wafer während des Scans von hinten durch eine zusätzliche Lichtquelle homogen beleuchtet und es befindet sich nur ein einziger CIS (= Contact Image Sensor) im Einsatz.
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Erweiterbar ist eine solche Anlage mit einer Kanteninspektion durch einen optionalen Sensor während des normalen Handlings-Prozesses, wodurch Rand- und Muschelausbrüche an einer Halbleiterscheibe detektiert werden können.
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Die CIS können mit einer RGB Beleuchtung ausgestattet sein, welche den Wafer während des Scans sowohl koaxial und/oder von zwei Seiten diffus beleuchten können. Dadurch können Verschmutzungen und Defekte besonders gut dargestellt und hervorgehoben werden.
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Eine besondere Herausforderung ist der Weißabgleich der CIS um ein farbechtes und streifenfreies Bild auf unterschiedlichsten Oberflächen zu erzielen. Dieser muss für jede unterschiedliche Oberfläche neu ermittelt und trainiert werden.
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Alternativ können bei stark verbogenen Halbleiterscheiben mehrere Bilder nacheinander aufgenommen (= ”multiple Scan”) und die einzelnen Bilder verrechnet werden um ein gesamtes, scharfes Bild von beiden Seiten zu erhalten. Dies kann aufgrund der optischen Eigenschaften (geringe Schärfentiefe) der Bildaufnahmeeinheiten notwendig sein. Auf dem Bild der Vorderseite findet vorzugsweise auf Halbleiterscheiben mit einer Chipstruktur ein Alignment und eine Referenzierung statt um den Referenzpunkt zu ermitteln.
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Verfahren zur Transformation von Rückseitendefekten auf die Vorderseite nach dem Stand der Technik:
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Rückseite des Wafers mit transparenter Folie abdecken,
Defekte mit Folienstift markieren
- – Variante 1:
– betroffene Stelle(n) der Folie ausschneiden
– Wafer umdrehen, Folie umdrehen
– Folie wieder auf Wafer legen und betroffene Stellen großzügig auf dem Wafer markieren
- – Variante 2:
– Folie umdrehen und gegen einen Bildschirm halten auf dem eine Wafermap in korrekter geometrischer Größe dargestellt wird
– Großzügiges markieren der betroffenen Stellen in der elektronischen Wafermap über ein Computerprogramm
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Aufgabe der Erfindung
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Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs definierten Art mit besonders einfachen technischen Mitteln so zu modifizieren, dass damit Defekte auf der Rückseite von Halbleiterprodukten auf den betroffenen Stellen (in der Regel Chips) der Vorderseite abgebildet werden können.
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Kurze Beschreibung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird auf überraschend einfache wie wirkungsvolle Art und Weise sowie mit ohne Weiteres zur Verfügung stehenden technischen Mitteln dadurch gelöst, dass die optischen Aufnahmeeinheiten derart ausgestaltet sind, dass sie zusammen zeitgleich jeweils ein aus einer Vielzahl von Bildpunkten bestehendes hochaufgelöstes optisches Bild sowohl von der gesamten Vorderseite sowie auch von der gesamten Rückseite der Halbleiter-Scheibe aufnehmen können, und dass die optischen Aufnahmeeinheiten in der Weise zueinander kalibriert sind, dass die einzelnen Bildpunkte vom Bild der Vorderseite der Halbleiter-Scheibe eineindeutig entsprechenden Bildpunkten vom Bild der Rückseite der Halbleiter-Scheibe zugeordnet werden können.
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Eine so gestaltete Vorrichtung zur optischen Inspektion eines Wafers ermöglicht ein schnelles und automatisches erfassen der gesamten Oberfläche einer Halbleiterscheibe und stellt diese einer manuellen oder automatischen Inspektion zur Verfügung.
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Wirkungsweise der Erfindung und weitere Vorteile gegenüber dem Stand der Technik
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung erzeugt im Betrieb aufgrund der Beleuchtung während der Bildaufnahme eine kontrastreiches Bild, auf dem insbesondere großflächige, Irregularitäten und/oder Defekte und/oder Verschmutzungen auf der Oberfläche der Halbleiter-Scheibe sehr gut sichtbar gemacht werden.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht zudem, die gefundenen, insbesondere großflächigen, Irregularitäten und/oder Defekte und/oder Verschmutzungen auf der Oberfläche der Halbleiter-Scheibe exakt der gegenüberliegen Seite der Halbleiterscheibe zuzuordnen. Dadurch erhöht sich, vorzugsweise auf Halbleiterscheiben mit elektronischen Bauelementen, die Ausbeute da nur durch einen Defekt/Verschmutzung betroffene Bauelemente als Schlechtteil markiert werden können.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
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Besonders bevorzugt sind Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei welchen auf oder in der zu inspizierenden Halbleiter-Scheibe elektronische Bauelemente aufgebracht sind. Bei diesen Bauelementen ist es besonders wichtig zu wissen, welche Bauelemente von einem gefundenen Defekt oder Verschmutzung betroffen sind.
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Bei Weiterbildungen dieser Ausführungsformen weisen die elektronischen Bauelemente Chips, Dioden, Transistoren oder andere aktive Halbleiter-Anordnungen auf.
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Vorteilhaft sind auch Ausführungsformen der Erfindung, bei denen die optischen Aufnahmeeinheiten so ausgestaltet sind, dass die gesamte Bildaufnahme beider Seiten der Halbleiter-Scheibe innerhalb von maximal 1 min, insbesondere von maximal 10 sec, vorzugsweise von höchstens 3 sec erfolgen kann. Dadurch erreicht man einen hohen Durchsatz und spart viel Zeit gegenüber einer manuellen, makroskopischen Inspektion.
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Besonders einfach und daher kostengünstig sind Ausführungsformen der Erfindung, bei welchen die optischen Aufnahmeeinheiten so ausgestaltet sind, dass die Bildaufnahme im Line-Scan-Verfahren mit lediglich einer einzigen bewegten Achse erfolgen kann. Mit nur einer einzigen bewegten Achse vereinfacht sich die Steuerung sowie die Bildaufnahme, was kostengünstiger ist als ein komplexes Kreuztischsystem.
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In der Praxis bewähren sich auch Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei denen die optischen Aufnahmeeinheiten Contact Imaging Sensoren und/oder Zeilen-Kameras umfassen. Dadurch kann mit einer einzigen Scanbewegung ein komplettes, hochaufgelöstes Bild einer Halbleiterscheibe aufgenommen werden. Es müssen keine Bilder digital zusammengesetzt werden wobei Ungenauigkeiten (z. B. Pixelshift) entstehen können, welche die manuelle oder auch automatische Inspektion negativ beeinflussen.
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Bei bevorzugten Weiterbildungen dieser Ausführungsformen sind zwei Contact Imaging Sensoren und/oder Zeilen-Kameras einander gegenüber, jedoch um 20 mm bis 200 mm, vorzugsweise um etwa 50 mm bis 100 mm, gegeneinander versetzt montiert. Dieser Versatz ist dadurch bedingt, dass sich die eingebauten Lichtquellen sonst gegenseitig stören könnten und es zu Falsch- oder Überbelichtungen kommen kann.
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Besonders vorteilhaft sind Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei denen dass ein Achssystem mit automatisch verstellbarer Randauflage für unterschiedliche Größen der zu inspizierenden Halbleiter-Scheiben vorhanden ist, wobei vorzugsweise eine 3-Punkt Randauflage, insbesondere mit einer linearen Ausdehnung zwischen 1 mm und 10 mm, besonders bevorzugt zwischen 3 mm und 5 mm, vorgesehen ist. Dies ermöglicht es ein sehr großes Spektrum an verschiedenen Halbleiter-Scheiben Größen zu prozessieren, ohne die Anlage manuell umrüsten zu müssen.
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Eine Klasse von besonders bevorzugten Ausführungsformen ist dadurch gekennzeichnet, dass für die optischen Aufnahmeeinheiten ein separates Achssystem vorhanden ist, mit welchem der vertikale Arbeitsabstand der optischen Aufnahmeeinheiten von der entsprechenden Oberfläche der zu inspizierenden Halbleiter-Scheibe eingestellt werden kann. Technisch bedingt ist der Tiefenschärfebereich der CIS sehr gering. Somit müssen die CIS im richtigen Arbeitsabstand zur Oberfläche der Halbleiter-Scheibe stehen, um ein durchgehend scharfes Bild zu erzeugen. Ebenso sollte der Arbeitsabstand bei geänderter Dicke der Halbleiter-Scheibe nachgeführt bzw. eingestellt werden können.
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Bei vorteilhaften Weiterbildungen dieser Ausführungsformen kann der Arbeitsabstand der optischen Aufnahmeeinheiten von der Oberfläche der Halbleiter-Scheibe jeweils einzeln oder simultan bei gleichbleibendem Abstand der optischen Aufnahmeeinheiten voneinander eingestellt werden. Bei verbogenen Scheiben, bei denen der Verwurf größer als der Schärfebereich der CIS ist, kann es sein, dass die CIS im passenden Arbeitsabstand während der Bildaufnahme nachgeführt werden müssen.
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Alternativ oder ergänzend können bei anderen Weiterbildungen die optischen Aufnahmeeinheiten, auch aus der horizontalen Lage heraus, entlang einer optischen Achse der Aufnahmeeinheiten, an eine nicht-horizontale Oberfläche einer Halbleiter-Scheibe während der Bildaufnahme zur jeweiligen zu inspizierenden Oberfläche der Halbleiter-Scheibe ausgerichtet werden. Ist der Verwurf einer gebogenen Halbleiter-Scheibe nicht parallel zur horizontalen Ausrichtung der CIS, können diese somit über einseitiges, vertikales Verstellen an eine schräge Lager der Halbleiter-Scheibe während der Bildaufnahme angepasst werden.
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Vorteilhaft zum Betrieb einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sind verschiedene Verfahrensvarianten:
So ist es vorteilhaft, wenn bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit automatisch verstellbarer Randauflage für unterschiedliche Größen der zu inspizierenden Halbleiter-Scheiben die Randauflage vor dem Einlegen einer zu inspizierenden Halbleiter-Scheibe in die Vorrichtung automatisch auf die vom Benutzer vorgewählte Größe dieser Halbleiter-Scheibe eingestellt wird. Dadurch entfällt das aufwändige manuelle Umrüsten der Anlage.
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Besonders bevorzugt wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit separatem Achssystem zur Einstellung des Arbeitsabstands der optischen Aufnahmeeinheiten vor der Bildaufnahme des hochaufgelösten optischen Bilds mittels 1 bis 8, vorzugsweise mittels 3 bis 5 optischer Sensoren ein Höhenprofil der Halbleiter-Scheibe ermittelt. Damit werden dann während der Bildaufnahme die optischen Aufnahmeeinheiten im notwendigen Arbeitsabstand zu der jeweiligen Oberfläche der Halbleiter-Scheibe nachgeführt.
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Ein weiteres sehr vorteilhaftes Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung der erfindungsgemäßen Art zeichnet sich dadurch aus, dass die mittels der optische Aufnahmeeinheiten aufgenommenen Bilder der gesamten Vorder- und Rückseite der Halbleiter-Scheibe zur Detektion von, insbesondere großflächigen, Irregularitäten und/oder Defekten und/oder Verschmutzungen auf der Oberfläche der Halbleiter-Scheibe verwendet werden. Dies ersetzt die manuelle, makroskopische Inspektion. Durch die spezielle Bildaufnahme werden Defekte und/oder Verschmutzungen sichtbar, welche bei einer makroskopischen Inspektion nicht auffallen würden.
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Bei einer noch weiter verbesserten Variante dieses Verfahrens werden die detektierten Irregularitäten und/oder Defekte und/oder Verschmutzungen auf der Oberfläche der Halbleiter-Scheibe bestimmten elektronischen Bauelementen zugeordnet, deren geometrische Lage auf der Halbleiter-Scheibe vorbekannt ist. Dadurch wird gewährleistet, dass auch nur die betroffenen elektronische Bauelement als schlecht/defekt markiert werden, was zu einer höheren Ausbeute führt.
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Schließlich ist auch eine Verfahrensvariante günstig, bei welcher eine zueinander ausgerichtete und skalierbare, teiltransparente Überlagerung der einzelnen Bildaufnahmen des hochaufgelösten optischen Bilds von der gesamten Vorderseite und der gesamten Rückseite einer Halbleiter-Scheibe vorgenommen wird, um vorzugsweise auf Halbleiter-Scheiben mit Chips, Dioden, Transistoren oder anderen aktiven Halbleiter-Anordnungen mit vorhandenen, insbesondere großflächigen, Irregularitäten und/oder Defekten und/oder Verschmutzungen auf der Oberfläche die gefundenen, insbesondere großflächige, Irregularitäten und/oder Defekte und/oder Verschmutzungen visuell auf der anderen Seite der Halbleiterscheibe darzustellen. Dadurch kann der Benutzer bei einer manuellen Inspektion der aufgenommenen Bilder sofort erkennen, welche Bauelemente betroffen sind, oder ob der gefundene Defekt in einem inaktiven/nicht mit elektronischen Bauelementen besetzten Bereich liegt und somit unkritisch ist.
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Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung und Zeichnung
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Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung von vorne;
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2 eine schematische Darstellung des Scan-Vorgangs auf einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in der Seitenansicht;
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3 eine schematische Draufsicht von oben auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung;
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4a eine schematische Darstellung einer Randauflage der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer eingespannten Halbleiter-Scheibe mit großem Durchmesser und eingefahrener Auflage; und
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4b wie 4a, aber mit einer eingespannten Halbleiter-Scheibe mit kleinem Durchmesser und ausgefahrener Auflage.
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In den Figuren der Zeichnung sind Aspekte der erfindungsgemäßen Vorrichtung in sehr schematischer Weise bildlich dargestellt. Die Vorrichtung dient der optischen Inspektion jeweils einer Vorderseite und einer Rückseite einer Halbleiter-Scheibe mittels mindestens zweier optischer Aufnahmeeinheiten, welche räumlich einander gegenüberliegend angeordnet sind und im Betrieb der Vorrichtung jeweils optische Aufnahmen von der Vorderseite beziehungsweise von der Rückseite der zu inspizierenden Halbleiter-Scheibe erstellen können. Gegenüber dem bekannten Stand der Technik zeichnet sich die Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch aus, dass die optischen Aufnahmeeinheiten derart ausgestaltet sind, dass sie zusammen zeitgleich jeweils ein aus einer Vielzahl von Bildpunkten bestehendes hochaufgelöstes optisches Bild sowohl von der gesamten Vorderseite sowie auch von der gesamten Rückseite der Halbleiter-Scheibe aufnehmen können, und dass die optischen Aufnahmeeinheiten in der Weise zueinander kalibriert sind, dass die einzelnen Bildpunkte vom Bild der gesamten Vorderseite der Halbleiter-Scheibe eineindeutig entsprechenden Bildpunkten vom Bild der gesamten Rückseite der Halbleiter-Scheibe zugeordnet werden können.
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In 1 erkennt man – sehr schematisch – von vorne eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit den beiden optischen Aufnahmeeinheiten 1, 2, einer Halbleiter-Scheibe 3, ein separates Achssystem 4 um den Abstand der beiden optischen Aufnahmeeinheiten zueinander einzustellen, ein weiteres Achssystem 5 um beide optischen Aufnahmeeinheiten simultan zu bewegen, je ein Gelenk 6 pro optischer Aufnahmeeinheit um diese aus der horizontalen Lage heraus zu bewegen sowie eine Führungseinrichtung 7 der Bewegungsachse für die Bildaufnahme im Schnitt.
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2 stellt die erfindungsgemäße Vorrichtung in der Seitenansicht dar, und zwar wiederum mit den beiden optischen Aufnahmeeinheiten 1, 2, einer Halbleiter-Scheibe 3, einem Hub-Rotations-Chuck 8, einer Aufnahme 9 für die Halbleiter-Scheibe 3 sowie der Führungseinrichtung 7 der Bewegungsachse für die Bildaufnahme.
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Die in 3 dargestellte schematische Draufsicht von oben auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung zeigt eine verstellbare Barcode Leseeinheit 10, zwei Kassetten-plattformen 11, 12 für 6 Zoll und 8 Zoll Halbleiterscheiben Kassetten, eine Kassettenplattform 13 für 12 Zoll Halbleiterscheiben Kassetten, eine Greifer-Wechselstation 14 für das Handling von verschiedenen Halbleiter-Scheiben 3, einen Roboter 15 für automatisches Scheiben-Handling, den Hub-Rotations-Chuck 8, die beiden optischen Aufnahmeeinheiten 1, 2 sowie die Führungseinrichtung 7 für Bildaufnahme.
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4a zeigt eine schematische Darstellung einer Aufnahme 9 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer eingespannten Halbleiter-Scheibe 3' mit großem Durchmesser und eingefahrener Randauflage 16.
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4b schließlich zeigt ebenfalls den prinzipiellen Aufbau von 4a, aber mit einer eingespannten Halbleiter-Scheibe 3'' mit kleinem Durchmesser und ausgefahrener Randauflage 16.
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Die Maschine ist in der Lage in sehr kurzer Prozesszeit zeitgleich jeweils ein hochauflösendes Bild von der Vorderseite und Rückseite eines gesamten Wafers zu machen.
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Es können Wafergrößen von 6'', 8'' und 12'' sowie Dünn- und Taiko-Wafer ohne manuelles Rüsten auf dieser Anlage prozessiert werden.
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Die Bilder werden mit zwei zueinander kalibrierten Contact Image Sensoren (nachfolgend CIS) in einem Scanvorgang aufgenommen. Die Vorschubbewegung führt ein Achssystem mit der aufgelegten Halbleiterscheibe durch und die CIS bleiben in Vorschubrichtung stehen (keine waagerechte Bewegung).
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Durch diese spezielle Bildaufnahme wird es ermöglicht manuell oder automatisiert waferbasierend (auf der gesamten Rückseite und/oder Vorderseite des Wafers) nach Verschmutzungen und/oder Defekten zu suchen.
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Auch großflächige Verschmutzungen/Defekte über eine Chipgröße hinaus sind so erkennbar.
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Anhand dieser Bilder können willkürliche Defekte oder Verschmutzungen exakt einzelnen Chips auf der Vorderseite des Wafers zugeordnet werden und diese in einer Wafermap manuell/automatisch eingetragen werden.
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Aufbau der erfindungsgemäßen Maschine
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Hardware:
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- – Geschweißtes Grundgestell pulverbeschichtet, Blechverkleidungen, integrierter Schaltschrank
- – Insgesamt 3 Kassettenplattformen für Wafercarrier (2 × 6''/8'' Kassetten 1 × 12'' Kassette)
- – Roboter, vorzugsweise mit Dual-Arm Funktion (zwei Handlingsarme)
- – Endeffektor-Wechsler für automatisierten Wechsel von verschiedenen Handlingsarmen (Greifer)
- – Ein Hub-Rotations-Chuck zum Rotieren und Ausrichten der Wafer
- – Ein Barcode Leseeinheit auf einer motorischen Achse
- – Einen Sensor zum Ermitteln der Waferorientierung (Notch-/Flatsuche)
- – Ein Achssystem mit automatisch verstellbarer Wafer-Randauflage (unterschiedliche Wafergrößen) für die Bildaufnahme
- – Zwei Contact Image Sensoren (CIS) gegenüber, aber um ca. 50–100 mm versetzt montiert
- – Ein separates Achssystem um die Zeilenkameras im Paket (selben Abstand zueinander) und einzeln in der Höhe (Arbeitsabstand) zu verstellen. Bedingt durch geringe Schärfentiefe der optischen Aufnahmeeinheiten und unterschiedliche Waferdicken.
- – Sensorik zur Ermittlung eines vorhandenen Waferbows (Durchbiegung/Verwurf)
- – Industrie-PCs zur Bild- und Datenverarbeitung
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Für stark verworfene/gebogene Wafer einem Verwurf (sog. Waferbow) von mehr als 2 mm wird ein spezielles Verfahren verwendet um gleichzeitig beide Seiten mit einem Scan scharf abbilden zu können. Hierbei werden die CIS vorab auf die Waferdicke eingestellt und dann während des Scans im Paket bewegt und die Kurve des Verwurfs nachgefahren. Der Verwurf wird vorher mittels Sensorik ermittelt.
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Detaillierter Ablauf:
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- – Der Wafer wird auf den Hub-Rotations-Chuck gelegt und für die erste Bildaufnahme vorbereitet/ausgerichtet.
- – Die CIS werden auf den passenden Abstand zueinander gebracht (Anpassung des oberen CIS in Z-Richtung) anhand der vorher bekannten Waferdicke.
- – Wafer wird durch absenken vom Hub-Rotations-Chuck auf die Bildaufnahme Achse (X-Achse)/Dreipunktauflage gelegt.
- – Während der ersten Bildaufnahme/Vorschubbewegung werden durch mehrere Punktsensoren parallel zur Bildaufnahme mehrere Höhenprofile ermittelt um den Waferbow und dessen Ausrichtung/Orientierung zu bestimmen.
- – Wird ein zu hoher Verwurf ermittelt, wird der Wafer wie folgt erneut gescannt.
- – Nach der ersten Bildaufnahme wird der Wafer auf dem Hub-Rotations-Chuck erneut ausgerichtet, sodass der Verwurfsverlauf parallel zur Bildaufnahmelinie der CIS verläuft.
- – Anhand der vermessenen Höhenprofile und dem kalibrierten Abstand der Profilsensoren zur Bildaufnahmelinie, kann nun bei der zweiten Bildaufnahme der Verbund von beiden CIS (im konstanten Abstand zueinander) während der Vorschubbewegung dem Verwurf des Wafers in Z-Richtung nachgeführt werden.
- – Dadurch erhält man mit einer Bildaufnahme eine scharfe Abbildung von der Vorder- und Rückseite eines Wafers, dessen Verwurf größer ist als der eigentliche Schärfebereich der Optik. Aktuell beträgt der Schärfebereich der CIS +/–0,5 mm. Der Verwurf der Wafer kann bis zu 10 mm betragen.
- – Bei einem zusätzlichen Waferbow/Schräglage entlang der Sensorzeile, können die CIS durch eine spezielle Lagerung zusätzlich verkippt werden. Hierbei ist eine Seite verschiebbar gelagert und die andere Seite über ein Lager mit einem Drehpunkt versehen.
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Anhand der Referenzierung auf eine Waferseite mit Chipstruktur, können nun willkürliche Verschmutzungen oder Defekte auf der Rückseite einzelnen Chips auf der Vorderseite zugeordnet werden.
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Markierung und Detektion von Defekten
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Schritt 1:
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Im ersten Schritt sollen die aufgenommen Bilder einem Benutzer visuell auf einem hochauflösenden Bildschirm dargestellt werden.
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Dieser markiert Auffälligkeiten und Defekte, welche dann automatisch in eine Wafermap übertragen werden können. Durch Einblendung/Überlagern mit dem Bild der Vorderseite mit Chipraster ist zeitgleich ersichtlich welche Chips auf der Vorderseite betroffen sind.
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Schritt 2:
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Hier soll das gesamte Bild der Rückseite und/oder Vorderseite automatisch nach bekannten und willkürlichen Defekten untersucht werden und die Auffälligkeiten automatisch direkt in die Wafermap übertragen werden.
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Anordnung der CIS
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Die CIS werden ca. 50–100 mm versetzt übereinander und entgegengesetzt eingebaut. Somit kann in einem Scandurchlauf die Vorder- und Rückseite erfasst werden. Die CIS werden an einem bestimmten Kalibrationsmuster zueinander kalibriert um die exakte Ausrichtung zueinander zu ermitteln.
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Beide CIS werden an einem speziellen Achsaufbau befestigt, welcher eine gesamte Höhenverstellung beider CIS zeitgleich ermöglicht sowie den Abstand der CIS zueinander einstellen kann.
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Somit können die CIS an unterschiedliche Waferdicken und auch während der Scanbewegung an verworfene Wafer angepasst/nachgefahren werden.
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Bei einem Waferbows entlang der CIS Achse können die CIS im Paket auch aus der horizontalen Ebene (Waferauflage) heraus verkippt werden.
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Die Scanning-Achse verfügt über eine automatisch verstellbare 3-Punkt Randauflage. Diese ermöglicht eine Randauflage von 6'', 8'' und 12'' Wafer ohne mechanisches Rüsten der Anlage.
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Die Randauflage beträgt ca. 3–5 mm.
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Vor dem Prozess wird die Randauflage automatisch an die zu prozessierende Wafergröße angepasst. Der Wafer kann bei Bedarf mittels Vakuum auf der Randauflage fixiert werden um ein verrutschen während der Bildaufnahme zu vermeiden.
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Prozessablauf
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- – Losanmeldung (Anmeldung des Loses am Host-System)
- – Kassettenprüfung welcher Kassettentyp aufgesetzt ist
- – Slotscan (Prüfung der Kassettenbelegung)
- – Wafer Auswahl (Auswählen der Wafer für den Prozess)
- – 1. Wafer wird aus Kassette geholt und während des Ladens „on the fly” vermessen (Mitte der Halbleiterscheibe wird ermittelt)
- – 1. Wafer wird zentrisch auf dem Hub-Rotationschuck abgelegt
- – Suche der Waferorientierung Notch/Flat – Schritt 2: Kanten-Inspektion siehe 2.
- – Lesen des Barcode oder OCR auf dem Wafer/parallel zweiten Wafer aus Kassette holen und vorbereiten
- – Wafer für Scan rotatorisch ausrichten
- – Absenken des Hub-Rotationschuck und ablegen des Wafers auf der verstellbaren Randauflage der Scanning-Achse
- – 1. Scan/Bildaufnahme
- – Falls die Rückseite unter den Randauflagen inspiziert werden muss kann der Wafer nun um z. B. 90° gedreht werden → 2. Scan
- – Wafer zurück auf den Hub-Rotationschuck
- – Waferwechsel auf dem Hub-Rotationschuck durch Dual-Arm Roboter
- – 1. Wafer zurück in Kassette
- – usw.
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Über die bekannte und kalibrierte Verschiebung der beiden CIS zueinander können die beiden Bilder abgeglichen werden. Hierzu wird die eine Seite halbtransparent in das Bild der anderen Seite eingeblendet und überlagert. Damit ist es im manuellen Modus für den Bediener sehr leicht zu erkennen, welche Positionen auf der anderen Waferseite jeweils durch den Defekt betroffen sind.
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Bei der Variante über Software ist es möglich die automatisch (oder vom Bediener mit der Maus) gekennzeichneten Defekte unmittelbar in die elektronische Darstellung des Wafers (Wafermap) einzublenden und damit nachfolgenden Prozessen zur Verfügung zu stellen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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