JP2003515914A - Detection of wafer fragments in wafer processing equipment - Google Patents

Detection of wafer fragments in wafer processing equipment

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JP2003515914A JP2000576476A JP2000576476A JP2003515914A JP 2003515914 A JP2003515914 A JP 2003515914A JP 2000576476 A JP2000576476 A JP 2000576476A JP 2000576476 A JP2000576476 A JP 2000576476A JP 2003515914 A JP2003515914 A JP 2003515914A
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アンソニー エフ ホワイト
ブルース ダブリュ ポーズ
フィンバー ジェイ ホーガン
ウェイツ アール アーマド
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Abstract

(57)【要約】 急速熱処理の間、断片はウェハから砕かれ、処理チャンバーの温度センサに落ちる。ウェハの断片はセンサのプローブにより生成された温度信号の正確性を損なわせることがある。特に、断片はウェハから受取った放射を減衰、又はそうでなければそれと干渉することがある。この干渉はプローブにより生成された温度測定信号の正確性を徐々に害することがある。温度制御機能が損なわれた場合には、過度の温度勾配がウェハを損傷させ、デバイスの歩留りを減少させると共にデバイスの品質を低下させる。ウェハの断片の影響を緩和するため、ウェハの断片の存在が検出される。画像取得デバイスはウェハの画像を取得する。プロセッサは取得された画像を分析し、ウェハの断片が存在しているかどうかを決定する。プロセッサはウェハの断片の存在を示す光学密度のコントラストの変化のため取得画像を分析する。ウェハの断片の検出は急速熱処理を中止させ、堆積処理チャンバーへ次のウェハが挿入される前に断片が一掃されるようになっている。 (57) Summary During the rapid thermal process, fragments are broken from the wafer and fall on the temperature sensors in the processing chamber. Wafer fragments may compromise the accuracy of the temperature signal generated by the sensor probe. In particular, the fragments may attenuate or otherwise interfere with the radiation received from the wafer. This interference can gradually compromise the accuracy of the temperature measurement signal generated by the probe. If the temperature control function is compromised, excessive temperature gradients will damage the wafer, reducing device yield and degrading device quality. To mitigate the effects of wafer fragments, the presence of wafer fragments is detected. The image acquisition device acquires an image of the wafer. The processor analyzes the acquired images to determine if a wafer fragment is present. A processor analyzes the acquired image for changes in optical density contrast indicative of the presence of a wafer fragment. Detection of wafer fragments aborts the rapid thermal process so that fragments are wiped out before the next wafer is inserted into the deposition chamber.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】 (発明の属する技術分野) 本発明は、一般的にはウェハ処理に、厳密にはウェハ処理における品質管理の
ためのシステム及び方法に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to wafer processing, and more specifically to systems and methods for quality control in wafer processing.

【0002】 (従来の技術) 半導体デバイスを製作する際には、ウェハの処理に多様な技法を利用すること
ができる。温度の高速昇降サイクルが必要か又は望ましい半導体製作においては
、例えば、高速熱処理(RTP)が広く用いられている。一般的なRTPの例と
しては、アニーリング、酸化、窒化等が挙げられる。RTPチャンバには、通常
、処理するウェハのための支持台、ウェハを加熱する輻射熱を生成するランプの
ような1つ又はそれ以上の熱源、効果的に加熱するための反射空洞を形成する反
射板が備えられている。
(Prior Art) When manufacturing a semiconductor device, various techniques can be used for processing a wafer. Rapid thermal processing (RTP), for example, is widely used in semiconductor fabrication, where rapid temperature ramp cycles are required or desirable. Examples of general RTP include annealing, oxidation, nitriding and the like. RTP chambers typically include a pedestal for a wafer to be processed, one or more heat sources such as a lamp that produces radiant heat to heat the wafer, and a reflector that forms a reflective cavity for effective heating. Is provided.

【0003】 RTPの品質に関していえば、温度の均一性が重要なファクターである。ウェ
ハは、場所によって、エネルギー吸収又は放出特性が異なることがある。それに
加え、熱源の空間的加熱プロフィールも幾らかは不均一となることもある。その
結果、RTPがウェハの表面を横切って相当な温度勾配を作り出すこともある。
過度の温度勾配が原因で、ウェハに構造的損傷が生じ、デバイスの生産高及び品
質に直接影響が及ぶことにもなりかねない。投光ランプ熱源を使う場合、基板を
横切って温度を制御するのは困難な場合が多い。しかし、ゾーン別熱源を使えば
、温度を空間的に制御して、ウェハを横切る温度勾配を効率的に最小化できる。
Regarding the quality of RTP, temperature uniformity is an important factor. The wafer may have different energy absorption or emission characteristics depending on the location. In addition, the spatial heating profile of the heat source may also be somewhat non-uniform. As a result, RTP can create a significant temperature gradient across the surface of the wafer.
Excessive temperature gradients can also result in structural damage to the wafer, which can directly affect device yield and quality. When using flood lamp heat sources, it is often difficult to control the temperature across the substrate. However, zoned heat sources can be used to spatially control temperature and effectively minimize temperature gradients across the wafer.

【0004】 ウェハを横切る温度の空間的制御に関しては、特にゾーン別熱源の場合、通常
、RTPチャンバに温度感知装置が備えられる。温度感知装置としては、例えば
、パイロメータのような温度センサープローブのアレイが挙げられる。温度感知
装置は、加熱サイクルの間しばしば数カ所で、ウェハの温度を感知する。温度感
知装置で生成された温度信号は、処理され、熱源に対する制御信号が生成される
。 従って、熱源の効果的制御には、温度感知装置が作り出す温度信号の精度が重
要であり、従って、それがデバイス製作の品質及び生産高にとって重要なファク
ターとなる。温度計測の精度が悪ければ、処理中のウェハに損傷を及ぼしかねな
い温度勾配に対する扉の開放など、温度制御機能の実効性を阻害しかねない。
With respect to spatial control of temperature across the wafer, especially for zoned heat sources, the RTP chamber is typically equipped with a temperature sensing device. The temperature sensing device may include, for example, an array of temperature sensor probes such as a pyrometer. Temperature sensing devices sense the temperature of the wafer, often at several points during the heating cycle. The temperature signal generated by the temperature sensing device is processed to generate a control signal for the heat source. Therefore, the accuracy of the temperature signal produced by the temperature sensing device is important for effective control of the heat source, and thus it is an important factor for device fabrication quality and yield. Poor temperature measurement accuracy can impede the effectiveness of temperature control functions, such as opening the door for temperature gradients that could damage the wafer being processed.

【0005】 (発明の概要) 本発明は、ウェハ処理装置内のウェハ断片を検出するためのシステム及び方法
に関するものである。本システム及び方法は、ウェハ堆積プロセスにおける温度
制御機能の精度を維持するのに有用である。特に、本システム及び方法を使えば
、堆積処理チャンバ内のウェハ断片を容易に検知できるようになる。そのような
ウェハ断片は、チャンバ内の温度計測の精度に悪影響を及ぼしかねない。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to systems and methods for detecting wafer fragments in a wafer processing apparatus. The system and method are useful for maintaining the accuracy of temperature control functions in the wafer deposition process. In particular, the system and method facilitates easy detection of wafer fragments in the deposition processing chamber. Such wafer fragments can adversely affect the accuracy of temperature measurements within the chamber.

【0006】 本システム及び方法は、特に、プロセスの温度要件が厳密である場合、RTP
の品質を制御するのに有用である。しかし、本システム及び方法は、断片の存在
が問題となる各種のウェハプロセスの何れにおいても有効なので、RTPに限定
されるわけではない。しかしながら、説明をやり易くするため、本発明の代表的
実施例では、RTPの特性を取り上げて説明することにする。 RTPの間にウェハから断片が割れ、温度感知装置の上に落ちたり、反射板等
、装置とウェハの間の面上に落ちることもある。ウェハ断片は、温度感知装置の
生成する温度信号の精度を低下させることになりかねない。例えばパイロメータ
プローブを使う場合、ウェハ断片が、プローブとほぼ同じ位置の反射板上に落ち
るかもしれない。ウェハ断片は、ウェハから受ける赤外線輻射を減衰し、或いは
妨げることになりかねない。
The present system and method is particularly useful for RTP, especially when the temperature requirements of the process are stringent.
Useful for controlling the quality of. However, the system and method are not limited to RTP as they are effective in any of the various wafer processes where the presence of fragments is a concern. However, for ease of explanation, in the representative embodiment of the present invention, the characteristics of RTP will be taken up and described. During the RTP, fragments can break from the wafer and fall onto the temperature sensing device or onto a surface such as a reflector between the device and the wafer. Wafer fragments can reduce the accuracy of the temperature signal generated by the temperature sensing device. For example, when using a pyrometer probe, a wafer fragment may fall on the reflector at about the same location as the probe. Wafer fragments can attenuate or interfere with infrared radiation received from the wafer.

【0007】 この妨害は、プローブが生成する温度計測信号の精度を低下させ、最終的には
ウェハの表面を横切る温度の制御機能を低下させることになる。温度制御機能が
働かなくなると、過度の温度勾配が原因でウェハに損傷が生じ、デバイスの生産
高が落ち、デバイスの品質が低下することになりかねない。又、断片が例えば反
射板から取り除かれない限り、ウェハ断片の影響は、RTPチャンバ内で処理さ
れる次のウェハへも続くことになる。
This interference reduces the accuracy of the temperature measurement signal generated by the probe and ultimately reduces the ability to control the temperature across the surface of the wafer. Failure of the temperature control function can result in wafer damage due to excessive temperature gradients, resulting in poor device yield and poor device quality. Also, the effect of a wafer fragment will continue to the next wafer processed in the RTP chamber unless the fragment is removed from the reflector, for example.

【0008】 本発明のある実施例によれば、ウェハ断片の影響を軽減するために、ウェハ断
片がプローブのアレイのような温度感知装置上に存在する可能性が検出される。
ウェハ断片の存在は、例えば、機械視認技法を使って検知することができる。画
像収集装置が、RTPチャンバで処理されるウェハの少なくとも一部の画像を取
得する。画像は、ウェハがRTPチャンバから取り外され、観察チャンバに移さ
れる際にも取得できる。観察チャンバは、後に続く、冷却チャンバのようなプロ
セスステーションの一部を形成していてもよい。取得された画像は分析され、ウ
ェハの一部が欠けていないか調べられる。欠けていれば、ウェハの断片がRTP
チャンバ内に在る可能性があることになる。
According to one embodiment of the present invention, the potential for wafer fragments to be present on a temperature sensing device, such as an array of probes, is detected in order to mitigate the effects of the wafer fragments.
The presence of wafer fragments can be detected using, for example, machine vision techniques. An image acquisition device acquires an image of at least a portion of the wafer being processed in the RTP chamber. The image can also be acquired as the wafer is removed from the RTP chamber and transferred to the observation chamber. The observation chamber may form part of a process station that follows, such as a cooling chamber. The acquired image is analyzed to see if any part of the wafer is missing. If missing, wafer fragments are RTP
It may be in the chamber.

【0009】 一例を挙げると、ウェハの分析は、ウェハ表面とウェハの欠けた部分との間の
光学的コントラストで行うことができる。特に、画像化の間、ウェハに後面照明
を作り出す照明された背景に対してウェハをセットしてもよい。ウェハ表面と照
明された背景との間の光学的コントラストは、ウェハの一部の欠落を標示し、従
って、ウェハ断片が温度計測装置上、又はウェハ取り付け部と温度計測装置との
間のどこかの面上存在する可能性があることになる。
In one example, the analysis of the wafer can be done with the optical contrast between the wafer surface and the missing parts of the wafer. In particular, the wafer may be set against an illuminated background that creates backside illumination on the wafer during imaging. The optical contrast between the wafer surface and the illuminated background indicates the lack of a portion of the wafer, so that the wafer fragment is on the temperature measuring device or somewhere between the wafer mount and the temperature measuring device. There is a possibility that it exists in terms of.

【0010】 光学的濃度のコントラストは、ウェハ画像内の画素の光学的濃度を分析し、そ
の濃度を目標濃度範囲と比較することにより検知することができる。必要な濃度
範囲を呈する付近の画素の数が検知されれば、画素により画定される領域のサイ
ズが分析できる。例えば、画素領域のサイズは、温度計測機能を阻害しかねない
断片のサイズに対応するもう1つのしきい値と比較することもできる。
Optical density contrast can be detected by analyzing the optical density of pixels in the wafer image and comparing the density to a target density range. Once the number of pixels in the vicinity that exhibits the required density range is detected, the size of the area defined by the pixels can be analyzed. For example, the size of the pixel area can be compared to another threshold that corresponds to the size of the fragments that could interfere with the temperature measurement function.

【0011】 ウェハ断片が検出されると、RTPを止め、断片をRTPチャンバから取り除
くこともできる。例えば、ウェハ断片を検出すると、警告を出すこともできる。
警告は、断片の自動的除去のベースとして働くようにしてもよいし、人間のオペ
レータが手動で介在するための警告として働くようにしてもよい。 断片を除去することにより、次のウェハが処理される前に、温度感知装置によ
り行われる温度計測のエラーの元を取り除くことができる。このように、温度計
測の精度を維持し、それによってプロセス内の次のウェハに関わる処理の問題を
回避することができる。その結果、デバイスの生産高と品質の低下を引き起こし
かねない過度の温度勾配の可能性を減じることができる。
When a wafer fragment is detected, the RTP can be turned off and the fragment removed from the RTP chamber. For example, when a wafer fragment is detected, a warning can be issued.
The alert may serve as a basis for the automatic removal of fragments or as a warning for manual intervention by a human operator. The removal of fragments can eliminate the source of error in temperature measurements made by the temperature sensing device before the next wafer is processed. In this way, the accuracy of the temperature measurement can be maintained, thereby avoiding processing problems associated with the next wafer in the process. As a result, it is possible to reduce the possibility of excessive temperature gradients that can lead to poor device yield and quality.

【0012】 ある実施例では、本発明は、ウェハ断片の欠損に関するウェハの分析のための
システムを提供しており、そのシステムは、観察チャンバと、チャンバ内に配置
されたウェハ支持部材と、観察チャンバ内でウェハ支持部材に隣接して配置され
たバックグラウンド表面と、ウェハ支持部材上に配置されたウェハに対し照明放
射線を向ける照明源と、バックグラウンド表面とは逆のウェハ支持部材の側から
ウェハの少なくとも一部を表す画像を取得するために向けられている画像収集装
置とを備えている。
In one embodiment, the present invention provides a system for analysis of a wafer for wafer fragment defects, the system comprising an observation chamber, a wafer support member disposed within the chamber, and an observation chamber. A background surface located in the chamber adjacent to the wafer support member, an illumination source that directs illuminating radiation to a wafer located on the wafer support member, and from the side of the wafer support member opposite the background surface. An image acquisition device directed to acquire an image representing at least a portion of the wafer.

【0013】 別の実施例では、本発明は、堆積処理チャンバ内にウェハ断片が在るのを検出
するためのシステムを提供しており、そのシステムは、チャンバ内で処理される
ウェハのエッジ周りに照明放射線のパターンを提供する照明源と、ウェハの表面
の少なくとも一部を表す画像を取得するために向けられている画像収集装置とを
備え、前記照明源がウェハのエッジに対し後面照明を行っており、更に、収集さ
れた画像を分析してウェハの欠損を検出し、ウェハの欠損が検出された場合には
警告を発するプロセッサを備えている。
In another embodiment, the invention provides a system for detecting the presence of wafer fragments in a deposition processing chamber, the system comprising: An illumination source that provides a pattern of illuminating radiation to the substrate and an image acquisition device that is oriented to acquire an image representing at least a portion of the surface of the wafer, the illumination source providing backside illumination to the edge of the wafer. In addition, a processor is provided that analyzes the collected images to detect wafer defects and issues a warning if a wafer defect is detected.

【0014】 又別の実施例では、本発明は、堆積プロセスチャンバ内にウェハ断片が在るの
を検出するための方法を提供しており、その方法は、チャンバ内で処理されるウ
ェハのエッジに隣接する領域を放射のパターンで照明する段階と、バックグラウ
ンド表面に対してセットされているウェハの少なくとも一部を表す画像を取得す
る段階とから成っており、前記放射のパターンはウェハのエッジに対して後面照
明を行っており、更に、ウェハの欠損を検出するために収集された画像を分析す
る段階と、ウェハの欠損が検出された場合には警告を発する段階を含んでいる。
In yet another embodiment, the present invention provides a method for detecting the presence of wafer fragments in a deposition process chamber, the method comprising: an edge of a wafer being processed in the chamber. Illuminating an area adjacent to the substrate with a pattern of radiation and acquiring an image representing at least a portion of the wafer set against a background surface, the pattern of radiation being the edges of the wafer. Is back-illuminated, and further includes analyzing the acquired images to detect a wafer defect and issuing a warning if a wafer defect is detected.

【0015】 又別の実施例では、本発明は、ウェハ断片の欠損に関するウェハの分析のため
のシステムを提供しており、そのシステムは、観察チャンバと、チャンバ内に配
置されたウェハ支持部材と、ウェハの第1側に隣接して配置された照明源と、ウ
ェハのエッジ部分周りに照明放射を行う照明源と、ウェハ支持部材上に配置され
たウェハの少なくとも一部を表す画像を照明源とは逆のウェハ支持部材の側から
取得するために向けられている画像収集装置とを備えている。
In yet another embodiment, the present invention provides a system for analysis of a wafer for defects of wafer fragments, the system comprising an observation chamber and a wafer support member disposed within the chamber. An illumination source disposed adjacent to the first side of the wafer, an illumination source that provides illumination radiation around an edge portion of the wafer, and an illumination source that provides an image representing at least a portion of the wafer disposed on the wafer support member. And an image acquisition device oriented for acquisition from the opposite side of the wafer support member.

【0016】 又別の実施例では、本発明は、ウェハ断片の欠損に関するウェハの分析のため
のシステムを提供しており、そのシステムは、観察チャンバと、チャンバ内に配
置されたウェハ支持部材と、観察チャンバ内のウェハ支持部材に隣接して配置さ
れたバックグラウンド表面と、ウェハ支持部材上に配置されたウェハの少なくと
も一部を表す画像を、バックグラウンド表面とは逆のウェハ支持部材の側から取
得するために向けられている画像収集装置と、観察チャンバ内で照明放射線を投
射する照明源と、観察チャンバ内に配置された照明シールドとを備えており、前
記照明シールドは内側領域と外側領域を画定しており、前記照明シールドは、照
明放射線が実質的に外側領域に制限され、画像収集装置の視界が実質的に内側領
域に制限されるように向けられており、外側領域は、照明放射線がウェハのエッ
ジに隣接するバックグラウンド表面の一部を照明し、それによってウェハのエッ
ジの後面照明を行うように配置されている。
In yet another embodiment, the present invention provides a system for analysis of a wafer for wafer fragment defects, the system including an observation chamber and a wafer support member disposed within the chamber. An image of at least a portion of the wafer disposed on the wafer support member and a background surface disposed adjacent to the wafer support member in the observation chamber, the side of the wafer support member opposite the background surface. An image acquisition device that is oriented for acquisition from an illumination chamber, an illumination source that projects illumination radiation within the observation chamber, and an illumination shield disposed within the observation chamber, the illumination shield comprising an inner region and an outer region. Defining an area, the illumination shield limiting the illumination radiation to a substantially outer area and limiting the field of view of the image acquisition device to a substantially inner area. The outer region is oriented so that the illuminating radiation illuminates a portion of the background surface adjacent the edge of the wafer, thereby providing backside illumination of the edge of the wafer.

【0017】 上記各実施例において、光学的濃度のコントラストの変化を識別し、ウェハの
一部が欠損しているか否かを光学的濃度のコントラストの変化の識別に基づいて
判断することによって、ウェハ画像を分析することができる。特に、分析には、
光学的濃度の目標範囲と対照を成す光学的濃度を有するコントラスト領域を識別
し、コントラスト領域のサイズを推測し、推測したサイズをしきい値と比較し、
推測したサイズがしきい値を超えている場合にはウェハの一部の欠損の検出を表
示することが含まれている。
In each of the above embodiments, the change in the contrast of the optical density is identified, and whether or not a part of the wafer is defective is determined based on the identification of the change in the contrast of the optical density. The image can be analyzed. Especially for analysis
Identifying a contrast region having an optical density that contrasts with a target range of optical densities, inferring the size of the contrast region, comparing the inferred size to a threshold,
Displaying the detection of a partial defect in the wafer is included if the estimated size exceeds a threshold.

【0018】 画像が、ウェハをバックグラウンド表面に対してセットして取得された場合、
光学的濃度の目標範囲はバックグラウンド表面に関係する範囲に一致するであろ
う。更に、バックグラウンド表面を照明することもできる。ある実施例では、バ
ックグラウンド表面を、ウェハのエッジ部分に隣接して照明し、それによってウ
ェハに対する後面照明とすることができる。照明シールドは、ウェハの上面上の
照明放射線の入射を実質的に防ぎ、それによって分析のためのあらゆる光学的コ
ントラストを良好に保持する働きをする。又別の実施例では、照明源はウェハの
、バックグラウンド表面に隣接する側に配置することができる。
If the image was taken with the wafer set against the background surface,
The target range of optical density will correspond to the range associated with the background surface. In addition, the background surface can be illuminated. In some embodiments, the background surface may be illuminated adjacent the edge portion of the wafer, thereby providing backside illumination for the wafer. The illumination shield serves to substantially prevent the incidence of illumination radiation on the top surface of the wafer, thereby maintaining good optical contrast for any analysis. In yet another embodiment, the illumination source can be located on the side of the wafer adjacent the background surface.

【0019】 ウェハのエッジ部分は、ウェハ断片を最も生じやすい。従って、必要であれば
、分析をエッジ部分に限定することもできる。その場合、ウェハエッジの欠損部
分は、破損領域を通して見ることのできる、照明されたバックグラウンド表面が
存在するので、ウェハと鋭い光学的コントラストを呈することになる。同時に、
画像処理のオーバーヘッドも最小化することができる。
The edge portion of the wafer is most likely to cause wafer fragments. Therefore, if necessary, the analysis can be limited to the edge portion. In that case, the missing portion of the wafer edge will exhibit a sharp optical contrast with the wafer due to the presence of the illuminated background surface visible through the damaged area. at the same time,
Image processing overhead can also be minimized.

【0020】 光学的濃度コントラストの分析に加えて、コントラスト領域のサイズも、可能
性のあるウェハ断片のサイズを推定するために概算することができる。概算され
たサイズは、温度計測及び制御機能に影響を及ぼす可能性のあるウェハ断片のサ
イズを表すしきい値サイズと比較することができる。一例として、コントラスト
領域のサイズは、必要なコントラストを提示する画像画素の数で概算することも
できる。画素数は次にしきい値画素数と比較することができる。サイズがしきい
値を超えている場合、警告を発することができる。警告に応じて、RTPチャン
バの運転を自動的に、又は人が介在して止めることができる。
In addition to optical density contrast analysis, the size of the contrast region can also be estimated to estimate the size of the possible wafer fragments. The estimated size can be compared to a threshold size that represents the size of a wafer fragment that can affect temperature measurement and control functions. As an example, the size of the contrast region can also be approximated by the number of image pixels that present the required contrast. The pixel count can then be compared to the threshold pixel count. A warning can be raised if the size exceeds the threshold. In response to the warning, the operation of the RTP chamber can be stopped automatically or by human intervention.

【0021】 本発明の上記以外の利点、特徴、実施態様は、以下の詳細な説明及び請求の範
囲を参照いただければ明確になるであろう。
Other advantages, features, and embodiments of the invention will be apparent with reference to the following detailed description and claims.

【0022】 (詳細な説明) 種々の図において同様の参照符号は、同様要素を示している。 図1は、急速熱処理チャンバ10の側面図である。図1に示すように、チャン
バ10は、底壁12、対向する側壁14、16、頂壁18および前後壁(図1に
は示していない)を包含する。壁12、14、16、18は、熱源20、ウェハ
支え22および反射板24を取り囲んでいる。図1は、さらに、ウェハ支え22
に装着したウェハ26を示している。例としてウェハ26が1つだけ示してある
が、急速熱処理チャンバ10は、2枚以上のウェハを処理するように設計するこ
とができる。チャンバ10は、急速熱処理用途で普通に使用されている他の普通
の設備を包含していてもよい。このような設備としては、たとえば、チャンバ1
0を排気するポンプ設備、チャンバへの処理・ガスの給送する管路、熱源20お
よび反射板24を支持するための種々の固定具がある。
DETAILED DESCRIPTION Like reference symbols in the various drawings indicate like elements. FIG. 1 is a side view of a rapid thermal processing chamber 10. As shown in FIG. 1, the chamber 10 includes a bottom wall 12, opposing side walls 14, 16, a top wall 18 and front and rear walls (not shown in FIG. 1). The walls 12, 14, 16 and 18 surround the heat source 20, the wafer support 22 and the reflector 24. FIG. 1 also shows a wafer support 22.
The wafer 26 mounted on the wafer is shown. Although only one wafer 26 is shown as an example, the rapid thermal processing chamber 10 can be designed to process more than one wafer. Chamber 10 may include other conventional equipment commonly used in rapid thermal processing applications. As such equipment, for example, the chamber 1
There are various fixtures for supporting the pump equipment for exhausting 0, the pipeline for processing / gas supply to the chamber, the heat source 20 and the reflection plate 24.

【0023】 熱源20は、投光式ランプ源の形であってもよいし、あるいは、図1に示すよ
うに、ランプ源の列28の形であってもよい。ランプ源28は、二次元配列で配
置し、ウェハ26の表面のゾーン別加熱を行えるように個々に制御することがで
きる。空間的にゾーン分けしたランプ源を組み込んでいる急速熱処理システムの
一例が、Gronet等の米国特許第5,155,336号に開示されている(これは
、参考資料としてここに援用する)。各ランプ源28は、ウェハ26上へ熱を集
中させるように反射ゾーン内に固定してもよい。熱源20で発生した熱は、処理
中にウェハ26によって吸収される。反射板24は、ウェハ26上へ熱を反射さ
せ、より効果的な加熱を行うように反射キャビティを形成している。
The heat source 20 may be in the form of a floodlighted lamp source, or in the form of a row 28 of lamp sources, as shown in FIG. The lamp sources 28 can be arranged in a two-dimensional array and individually controlled to provide zoned heating of the surface of the wafer 26. An example of a rapid thermal processing system incorporating a spatially zoned lamp source is disclosed in US Pat. No. 5,155,336 to Gronet et al., Which is incorporated herein by reference. Each lamp source 28 may be fixed in a reflective zone to concentrate heat onto the wafer 26. The heat generated by the heat source 20 is absorbed by the wafer 26 during processing. The reflection plate 24 forms a reflection cavity so as to reflect heat onto the wafer 26 and perform more effective heating.

【0024】 熱源20の制御を容易にするために、チャンバ10は、さらに、温度検知装置
を包含する。たとえば、チャンバ10は、ウェハ26を横切る異なった位置で温
度を検知する1つまたはそれ以上の温度センサ・プローブ30を包含していても
よい。2つのセンサ・プローブ30が、説明を容易にするために、図1には示し
てある。センサ・プローブ30は、ウェハ26の発する赤外線を温度信号に変換
する高温計の形をとってもよい。このような温度測定システムの一例が、Peuse
等の米国特許第5,660,472号に開示されている(これは、参考資料とし
てここに援用する)。あるいは、チャンバ10は、ウェハ26の表面を横切って
温度を測定するのに適した赤外線カメラ、孤立熱電対、薄膜熱電対その他の温度
検知装置を組み込んでもよい。高温計ベースのセンサ・プローブ30の使用を以
下に説明する。
To facilitate control of heat source 20, chamber 10 further includes a temperature sensing device. For example, chamber 10 may include one or more temperature sensor probes 30 that sense temperature at different locations across wafer 26. Two sensor probes 30 are shown in FIG. 1 for ease of explanation. The sensor probe 30 may take the form of a pyrometer that converts the infrared radiation emitted by the wafer 26 into a temperature signal. An example of such a temperature measurement system is Peuse
U.S. Pat. No. 5,660,472, which is hereby incorporated by reference. Alternatively, chamber 10 may incorporate an infrared camera, lone thermocouple, thin film thermocouple, or other temperature sensing device suitable for measuring temperature across the surface of wafer 26. The use of the pyrometer-based sensor probe 30 is described below.

【0025】 センサ・プローブ30によって生成された温度信号は、コントローラ(図示せ
ず)にフィードバックされ、これが、個々のランプ源28の強度を調節し、所望
の空間加熱分布を行い、それによって、ウェハ26の表面を横切る熱勾配を最小
限に抑える。各センサ・プローブ30は、反射板24の下面31に隣接して装着
してもよいし、あるいは、図1に示すように、反射板と一体であってもよい。い
ずれにせよ、センサ・プローブ30は、ウェハ支え部材22上に装着したウェハ
26から発せられる赤外線を検出する。各センサ・プローブ30は、ウェハ26
の或る特定の領域内の温度をモニタするように位置決めしてある。センサ・プロ
ーブ30の列は、ウェハ26の全表面積にわたって設けてもよい。しかしながら
、多くの用途において、センサ・プローブ30を、反射板24の或るサブセクシ
ョン内に配置したり、あるいは、不規則なパターンで配置したりすることで、温
度制御機能にとって充分な情報、特に、所与の用途のために所定の空間加熱分布
を与えるゾーン化ランプ源についての充分な情報を得ることができる。
The temperature signal generated by the sensor probe 30 is fed back to a controller (not shown), which adjusts the intensity of the individual lamp sources 28 to provide the desired spatial heating distribution, and thereby the wafer. Minimize the thermal gradient across the surface of 26. Each sensor / probe 30 may be mounted adjacent to the lower surface 31 of the reflector 24 or may be integral with the reflector, as shown in FIG. In any case, the sensor / probe 30 detects infrared rays emitted from the wafer 26 mounted on the wafer supporting member 22. Each sensor probe 30 has a wafer 26
Are positioned to monitor the temperature within a particular area of the. The array of sensor probes 30 may be provided over the entire surface area of the wafer 26. However, in many applications, locating the sensor probe 30 within certain subsections of the reflector 24 or in an irregular pattern will provide sufficient information for the temperature control function, especially , Sufficient information can be obtained about the zoned lamp source that provides a given spatial heating distribution for a given application.

【0026】 急速熱処理中、断片がウェハ26から剥がれ落ち、ウェハ処理位置と温度セン
サ・プローブ30との間に位置する領域、たとえば、反射板24の頂面に落下す
る可能性がある。ウェハ断片は、一般的には、ウェハ26の外縁のける熱勾配か
ら生じる。残念なことには、ウェハ断片は、特にプローブとほぼ一致する位置で
反射板24上へ落ちたときには、センサ・プローブ30の生成する温度信号の精
度を低下させる可能性がある。特に、断片は、センサ・プローブ30とウェハ2
6と間の位置に着地し、プローブの受信する温度信号と干渉する可能性がある。
この断片起因の干渉は、温度測定信号を減衰あるいは劣化させ、ウェハ26の表
面を横切る温度調節機能に悪影響を及ぼす可能性がある。 過剰な温度勾配は、有効な温度制御がない場合に生じる。このような勾配は、
ウェハ26を損傷させ、装置歩留りを低下させ、装置品質を劣化させる。また、
ウェハ断片の影響は、断片を反射板24から払い落とさない限り、チャンバ10
内で処理される次のウェハにも及ぶ可能性がある。換言すれば、 単一のウェハ
から剥がれ落ちるウェハ断片は、多くの後続ウェハを伴う全プロセスに損害を生
じさせる可能性があった。本発明の実施例によれば、ウェハ断片の潜在的な影響
を軽減するために、ウェハ断片検出システムが設けてある。
During the rapid thermal processing, fragments can flake off the wafer 26 and drop onto a region located between the wafer processing location and the temperature sensor probe 30, for example, the top surface of the reflector 24. Wafer fragments typically result from thermal gradients at the outer edge of wafer 26. Unfortunately, wafer fragments can reduce the accuracy of the temperature signal generated by the sensor probe 30, especially when it falls onto the reflector 24 at a location that is substantially coincident with the probe. In particular, the fragments include the sensor probe 30 and the wafer 2.
It may land at a position between 6 and and interfere with the temperature signal received by the probe.
This fragment-induced interference can attenuate or degrade the temperature measurement signal and adversely affect the temperature regulation function across the surface of the wafer 26. Excessive temperature gradients occur in the absence of effective temperature control. Such a gradient is
The wafer 26 is damaged, the device yield is reduced, and the device quality is deteriorated. Also,
The effect of the wafer fragment is that the chamber 10 will be affected unless it is scraped off the reflector 24.
It may extend to the next wafer processed in. In other words, wafer fragments flaking off a single wafer could damage the entire process with many subsequent wafers. According to embodiments of the present invention, a wafer fragment detection system is provided to reduce the potential effects of wafer fragments.

【0027】 図2は、急速処理チャンバ10内のウェハ断片を検出するシステム32の機能
的ブロック図である。図2に示すように、システム32は、電荷結合素子(CCD
)カメラ34のような画像獲得装置、照明源36、プロセッサ38およびメモリ
40を包含する。システム32は、また、コントローラ42も包含し得る。この
コントローラは、プロセッサ38の生成する警報に応答して急速熱処理チャンバ
10の動作を停止させる。カメラ34は、チャンバ10内で処理されるウェハ2
6の画像を捕獲するようになっている。カメラ34は、ウェハ26が急速熱処理
チャンバ10内にある間に画像を獲得するように位置している。しかしながら、
或る実施例においては、カメラ34は、チャンバ10からウェハが出た後にウェ
ハ26の画像を獲得するようになっている。
FIG. 2 is a functional block diagram of a system 32 for detecting wafer fragments in the rapid process chamber 10. As shown in FIG. 2, the system 32 includes a charge coupled device (CCD).
) An image capture device such as a camera 34, an illumination source 36, a processor 38 and a memory 40. System 32 may also include controller 42. The controller deactivates the rapid thermal processing chamber 10 in response to the alarm generated by the processor 38. The camera 34 controls the wafer 2 processed in the chamber 10.
It is designed to capture 6 images. The camera 34 is positioned to capture images while the wafer 26 is in the rapid thermal processing chamber 10. However,
In one embodiment, the camera 34 is adapted to capture an image of the wafer 26 after the wafer exits the chamber 10.

【0028】 たとえば、チャンバ10から出たウェハ26を受け入れる観察チャンバ上にカ
メラ34を装着してもよい。観察チャンバは、ウェハ冷却チャンバの兼用で形成
してもよい。こうすれば、観察チャンバは、ウェハ26の分析用領域と、さらな
る処理前にウェハを冷却する領域との両方を形成する。その結果、分析は、急速
熱処理のスループットに影響を及ぼさずに進めることができる。カメラ34は、
冷却チャンバの観察ポートに装着し、その視野内のウェハ26のかなりの部分を
捕獲するようにしてもよい。画像は、ウェハ26の頂面図の形をとるかも知れな
い。したがって、カメラ34は、ウェハ26上方に位置していてもよいし、ウェ
ハの頂面を受けるように光学素子を経て連結してもよい。
For example, a camera 34 may be mounted on the viewing chamber that receives the wafer 26 emerging from the chamber 10. The observation chamber may also be formed as a wafer cooling chamber. In this way, the observation chamber forms both an area for analysis of the wafer 26 and an area for cooling the wafer before further processing. As a result, the analysis can proceed without affecting the throughput of the rapid thermal processing. The camera 34
It may be attached to the observation port of the cooling chamber to capture a significant portion of the wafer 26 within its field of view. The image may take the form of a top view of wafer 26. Therefore, the camera 34 may be located above the wafer 26 or may be coupled via an optical element to receive the top surface of the wafer.

【0029】 プロセッサ38は、カメラ34の獲得した画像を分析して光濃度コントラスト
変化を識別することによってウェハの一部が存在しないことを検出する。そして
、ウェハの一部が不存在であるかどうかを、光濃度コントラスト変化の識別に基
づいて決定する。ウェハ26の表面上のコントラスト領域は、その領域の光濃度
を光濃度の目標範囲と比較することによって識別することができる。目標範囲を
表すデータは、濃度範囲データとしてメモリ40に記憶させてもよい。あるいは
、所定濃度差について画像内の連続ピクセルを比較するようにプロセッサ38を
構成してもよい。
Processor 38 detects the absence of a portion of the wafer by analyzing the image captured by camera 34 to identify light density contrast changes. Then, it is determined whether or not a part of the wafer is absent based on the identification of the light density contrast change. Contrast regions on the surface of the wafer 26 can be identified by comparing the light density in that region to a target range of light densities. The data representing the target range may be stored in the memory 40 as density range data. Alternatively, processor 38 may be configured to compare successive pixels in the image for a given density difference.

【0030】 ピクセル毎に処理を行うとき、たとえば、ウェハ断片の損失が見つからないウ
ェハ26上の領域は、所与の光濃度範囲を発生することになる。しかしながら、
ウェハ断片が損失している領域においては、ピクセルは、異なった範囲の光濃度
を示すことになる。したがって、1つのピクセル行あるいはいくつかのピクセル
行に沿ってコントラスト変化を分析することによって、ウェハ断片の潜在的な存
在を検出することができる。この分析は、別のコントラスト変化が検出されるま
で、コントラスト変化をたどる後続のピクセルを記録することによって進めるこ
とができる。このようにして、潜在的な断片の長さまたは幅を決定することがで
きる。ここで再び、コントラスト変化は、ピクセル行または列内および隣接行あ
るいは列間に記録し、個々のウェハ断片のサイズ、たとえば、長さ、幅あるいは
表面積を定量化することができる。異なった光濃度を呈する領域のサイズがかな
り大きく、所定しきい値を上回る場合、ウェハ26上にウェハ断片が存在するこ
とを示す。
When processing pixel by pixel, for example, areas on the wafer 26 where no wafer fragment loss is found will produce a given range of light densities. However,
In the area where the wafer fragment is missing, the pixels will show different ranges of light densities. Therefore, by analyzing contrast changes along one or several pixel rows, the potential presence of wafer fragments can be detected. This analysis can proceed by recording subsequent pixels that follow the contrast change until another contrast change is detected. In this way, the length or width of the potential fragment can be determined. Here again, contrast changes can be recorded within pixel rows or columns and between adjacent rows or columns to quantify the size, eg length, width or surface area of individual wafer fragments. If the size of the regions exhibiting different light densities is quite large and exceeds a predetermined threshold, it indicates the presence of wafer fragments on the wafer 26.

【0031】 換言すれば、コントラスト領域のサイズは、たとえば、コントラスト領域を占
有しているピクセルの数を計数することによって概算することができる。そして
、概算サイズを、温度測定値および急速熱処理チャンバ10の制御機能に影響を
及ぼすに充分な大きさの断片サイズを表すしきい値と比較することができる。概
算サイズがしきい値を上回る場合、ウェハの一部(すなわち、ウェハ断片)が存
在しないことを検出したことを示すわけである。しきい値は、特に、透視ひずみ
、異なった断片形状による異なった反射率およびチャンバ内での照明変動を考慮
して誤った決定的な検出結果を排除するように実験によって決定するとよい。多
くの場合、ユーザが所望レベルの感度および介入に従ってしきい値を設定できる
と望ましいかも知れない。処理チャンバ10内の状況変化について断片検出プロ
セスで使用されるしきい値を再校正すると望ましいかも知れない。 所望に応じて、しきい値は、単一のコントラスト領域についてだけでなく、累
積コントラスト領域についても設定することができる。この場合、しきい値は、
ウェハの表面を横切っての、コントラスト・ピクセルの総数に相当することにな
り、これらのピクセルが、一緒になって、温度制御機能を損なう可能性のある断
片(単数または複数)の潜在的な存在を示す。たとえば、単一の断片は温度測定
機能をそれほど変えるほどのサイズを持っていないかも知れないが、多数の断片
による累積的な影響は望ましくない。したがって、プロセッサ38が、個々の断
片のサイズをしきい値と比較するか、あるいは、分析したウェハ表面部分を横切
るコントラスト・ピクセルを単純に合計し、この合計値を累積しきい値と比較す
るとよい。
In other words, the size of the contrast area can be estimated, for example, by counting the number of pixels occupying the contrast area. The approximate size can then be compared to a temperature measurement and a threshold that represents a fragment size large enough to affect the control functions of the rapid thermal processing chamber 10. If the estimated size exceeds the threshold, it indicates that a portion of the wafer (i.e., wafer fragment) has been detected to be absent. The threshold may be determined empirically to eliminate false and definitive detection results, especially considering perspective distortion, different reflectivity due to different fragment shapes, and illumination variations in the chamber. In many cases, it may be desirable for the user to be able to set the threshold according to a desired level of sensitivity and intervention. It may be desirable to recalibrate the thresholds used in the fragment detection process for changing conditions within the processing chamber 10. If desired, the threshold can be set not only for a single contrast region, but also for the cumulative contrast region. In this case, the threshold is
It would represent the total number of contrast pixels across the surface of the wafer, which together could potentially present a fragment or fragments that could impair the temperature control function. Indicates. For example, a single fragment may not be large enough to alter the temperature measurement function, but the cumulative effect of multiple fragments is undesirable. Therefore, the processor 38 may compare the size of the individual fragments to a threshold, or simply sum the contrast pixels across the analyzed wafer surface portion and compare the sum to a cumulative threshold. .

【0032】 ウェハ断片を示す際、プロセッサ38は、自動的あるいは手動的な介入の根拠
となる警報を発生し、急速熱処理の動作を停止させる。この警報は、人的介入の
場合には、オペレータに通知されか、あるいは、オプションとして、コントロー
ラ42に送ることができる。コントローラ42は、自動的に急速熱処理作業フロ
ーに介入する。たとえば、コントローラ42は、次のウェハをチャンバ10に挿
入する前に、急速熱処理を停止させ、反射板24の手動あるいは自動清掃を行う
ことができる。所望に応じて、警報は、オペレータの検討のために、あるいは、
後の分析用にファイルに記録するために、いかなるウェハの概算サイズ、数をも
示す情報を含んでいてもよい。この情報は、少なくともウェハ26の一辺に沿っ
てウェハ断片の位置を移動させてもよい。上記情報のすべては、グラフィックお
よび/またはテキスト・フォーマットでユーザに送ることができる。また、所望
に応じて、モニタを設け、オペレータが獲得画像を見ることができるようにして
もよい。
When indicating a wafer fragment, the processor 38 generates an alarm that warrants automatic or manual intervention and deactivates the rapid thermal processing. This alert may be notified to the operator in the case of human intervention or, optionally, sent to the controller 42. The controller 42 automatically intervenes in the rapid thermal processing workflow. For example, controller 42 may stop the rapid thermal process and perform manual or automatic cleaning of reflector 24 before inserting the next wafer into chamber 10. If desired, alerts may be provided for operator review, or
Information may be included indicating the approximate size, number of any wafers for recording in a file for later analysis. This information may move the position of the wafer fragment along at least one side of the wafer 26. All of the above information can be sent to the user in graphic and / or text format. If desired, a monitor may be provided so that the operator can view the acquired image.

【0033】 得られた画像内におけるコントラスト領域の識別を容易にするために、好まし
くはウェハ26が、照明されたバックグラウンド表面に対して設定される。この
場合、光濃度の対象となる範囲は、前記照明されたバックグラウンド表面によっ
て示される光濃度の範囲に対応する。コントラスト解析を向上させるために、前
記バックグラウンド表面は、照明放射線の環状パターンで、ウェハ26のエッジ
部分に関して照明されることができ、それによって、ウェハに対して後面照明を
供給する。ウェハ断片がなくなった場合には、後面照明は、プロセッサ38によ
る識別を簡単にするために、前記ウェハの損失領域を通過して見える。
The wafer 26 is preferably set against an illuminated background surface to facilitate the identification of contrast areas in the acquired image. In this case, the range of light densities covered corresponds to the range of light densities exhibited by the illuminated background surface. To improve the contrast analysis, the background surface can be illuminated with an annular pattern of illuminating radiation with respect to the edge portion of the wafer 26, thereby providing backside illumination for the wafer. When the wafer fragments are gone, the backside illumination is visible through the lost area of the wafer for ease of identification by the processor 38.

【0034】 ウェハ26の上面へ、照明放射線の環状パターンを投影し、及び実質的に前記
面への放射の入射を防止するために、照明シールドが使用されうる。照明シール
ドは、内部領域及び外部領域を定義し、及び光源によって投影される照明放射線
が、実質的に外部領域に限定され、並びに画像収集装置の視界が実質的に内部領
域に限定されるように、配置される。また、外部領域は、照明放射線が、ウェハ
26のエッジ部分に隣接するバックグラウンド表面の一部を照明し、それによっ
て、ウェハの上面の照明を防ぎながら、後面照明を供給するように、配列される
An illumination shield may be used to project an annular pattern of illuminating radiation onto the upper surface of the wafer 26 and to substantially prevent the incidence of radiation on said surface. The illumination shield defines an inner region and an outer region, and so that the illumination radiation projected by the light source is substantially confined to the outer region and the view of the image acquisition device is substantially confined to the inner region. Is placed. The outer regions are also arranged such that the illuminating radiation illuminates a portion of the background surface adjacent the edge portion of the wafer 26, thereby providing backside illumination while preventing illumination of the top surface of the wafer. It

【0035】 画像処理を最小化するために、ウェハ26の前記エッジに対応する収集した画
像の部分は解析されることができ、他方で前記画像の残りを廃棄する。ウェハ断
片は、ウェハのエッジにあるのが最も一般的である。それゆえに、ウェハ26の
前記エッジの解析は、通常は、潜在的なウェハ断片の識別に十分であろう。この
方法で、より経済的な方法での必要な画像処理が行われ、ウェハ26の前記部分
へのフォーカスは、フラグメンテーション(fragmentation)の影
響を大変受けやすいことが知られている。主に前記エッジ部分に限定されている
解析で、前記エッジ部分のみの後面照明は、有効コントラスト解析に十分である
。そのために、光の環状パターンは有効な照明を供給する。
To minimize image processing, the portion of the acquired image corresponding to the edge of the wafer 26 can be analyzed, while discarding the rest of the image. Wafer fragments are most commonly at the edge of the wafer. Therefore, analysis of the edges of the wafer 26 will usually be sufficient to identify potential wafer fragments. In this way, the necessary image processing is performed in a more economical way and it is known that the focus on said part of the wafer 26 is very susceptible to fragmentation. With the analysis mainly confined to the edge portion, the backside illumination of only the edge portion is sufficient for effective contrast analysis. To that end, the annular pattern of light provides effective illumination.

【0036】 図3は、ウェハ26を解析するための観察チャンバ46の断面側面図である。
図4は、観察チャンバ46の分解組立図である。図3及び4に記載のとおり、観
察チャンバ46は、ベース(base)48及び主ハウジング50を含む。図3
に記載のとおり、観察チャンバ46は、観察組立体52も含む。ベース48は、
サポート領域56内でウェハ26を受け止めるためのサイド・ポート(side
port)54を含んでもよい。ウェハ26は、移送ブレード等、従来のウェ
ハ移送機構を使用して、サイド・ポート54へと移動されうる。観察チャンバ4
6は、冷却チャンバと統合されうる。従って、ベース48は冷却ブロックの形式
を取ってもよく、及び冷却剤の流れに適切な付属品並びに内部導管を含んでもよ
い。ウェハ26は、ウェハ搭載構造(図示されていない)によって、バックグラ
ウンド表面58の上のサポート領域56内にサポートされる。ウェハ搭載構造は
、例えば、前記ウェハに接触する点を有する円錐水晶を含んでもよい。前記ロッ
ドは、ベース48において、機械加工孔へと搭載されうる。ベース48はさらに
、主ハウジング50の底部搭載フランジ62を受けるための搭載リップ60を伴
う開口部59を含む。搭載フランジ62は、例えばボルト64で、搭載リップ6
0に接続されうる。主ハウジング50は、通常は円筒側壁66を有し、円錐形の
照明シールド68を収容する。照明シールド68は、ウェハ26の上に、及び開
口部59の中に、機械加工ブラケット(図示されていない)によって吊られるこ
とができる。前記ブラケットは、開口部59の周辺に沿った点において、ベース
48に取り付けられうる。
FIG. 3 is a cross-sectional side view of the observation chamber 46 for analyzing the wafer 26.
FIG. 4 is an exploded view of the observation chamber 46. As shown in FIGS. 3 and 4, the observation chamber 46 includes a base 48 and a main housing 50. Figure 3
The observation chamber 46 also includes an observation assembly 52, as described in FIG. The base 48 is
Side ports for receiving the wafer 26 in the support region 56.
port) 54 may be included. Wafer 26 may be moved to side port 54 using conventional wafer transfer mechanisms such as transfer blades. Observation chamber 4
6 can be integrated with the cooling chamber. Thus, the base 48 may take the form of a cooling block and may include appropriate accessories for coolant flow and internal conduits. The wafer 26 is supported in the support area 56 above the background surface 58 by a wafer mounting structure (not shown). The wafer mounting structure may include, for example, a conical quartz having points that contact the wafer. The rod may be mounted in a machined hole in the base 48. The base 48 further includes an opening 59 with a mounting lip 60 for receiving the bottom mounting flange 62 of the main housing 50. The mounting flange 62 is, for example, a bolt 64, and is used to mount the mounting lip 6
It can be connected to 0. The main housing 50 typically has a cylindrical sidewall 66 and houses a conical lighting shield 68. The illumination shield 68 can be hung above the wafer 26 and into the opening 59 by a machining bracket (not shown). The bracket may be attached to the base 48 at points along the perimeter of the opening 59.

【0037】 さらに図3、4、5、及び6を参照すると、観察組立体52は、カメラ72の
形式である画像収集装置、及び光リング(light ring)74の形式を
取ってもよい光源を含む。光リング74は、中央開口部76を定義する。カメラ
72のレンズ部分77は、中央開口部76を通って伸びており、カラー(col
lar)78で、光リング74によって分割されている。特に図4に記載のとお
り、主ハウジング50は、上部開口部80及び上部搭載リップ82を定義する。
搭載リング84は、ボルト85で搭載リップ82に搭載され、及び透明な観察プ
レート87を受けるためのリセス(recess)86を定義する。観察プレー
トは、カメラ72及び光リング72を、主ハウジング50内における蒸気から分
離する。カメラ・マウント88は、ボルト92で、主ハウジング50の上面90
に固定される。カメラ72は、ねじ94でカメラ取付台88にしっかりと固定さ
れ、ブラケット95を通して、主ハウジング50の内部へと、下方を見るように
配置されている。観察組立体52の取り付け及び取り外しを簡単にするために、
ハンドル96、98も、例えばボルト100で主ハウジング50の上面90に搭
載される。
With further reference to FIGS. 3, 4, 5 and 6, the viewing assembly 52 includes an image acquisition device in the form of a camera 72 and a light source that may take the form of a light ring 74. Including. The light ring 74 defines a central opening 76. The lens portion 77 of the camera 72 extends through the central opening 76 and has a collar (col).
lar) 78, which is split by a light ring 74. 4, the main housing 50 defines an upper opening 80 and an upper mounting lip 82.
The mounting ring 84 is mounted on the mounting lip 82 with bolts 85 and defines a recess 86 for receiving a transparent viewing plate 87. The viewing plate separates the camera 72 and light ring 72 from the vapor within the main housing 50. The camera mount 88 is bolted to the upper surface 90 of the main housing 50.
Fixed to. The camera 72 is secured to the camera mount 88 with screws 94 and is positioned through the bracket 95 and into the main housing 50, looking downward. To simplify installation and removal of the observation assembly 52,
The handles 96, 98 are also mounted on the upper surface 90 of the main housing 50 with, for example, bolts 100.

【0038】 特に図3を参照すると、照明シールド68は、内部領域102及び外部領域1
04を定義する。照明シールド68は、実質的に円錐形を有し、第一の実質的に
円形の開口部106は、第一の直径を有し、及び第二の実質的に円形の開口部1
08は、第二の直径を有する。第二の開口部108は、照明シールド68の円筒
形部分110によって定義される。図7は、ベース48の開口部59内に搭載さ
れた照明シールド68を示す。照明シールド68の第二の開口部108は、ウェ
ハ26よりもやや大きい。特に、第二の開口部108の直径は、ウェハ26の直
径よりもやや大きく、前記直径と同軸である。照明シールド68及び観察組立体
52は、光リング74によって生成される照明放射線の環状パターンが、ウェハ
26の上面に直接入射しないように配置される。その代わり、図3に記載のとお
り、照明放射線は通常、外部領域104に制限され、及びウェハ26のエッジ部
分112に隣接したバックグラウンド表面58に入射する。この方法で、照明放
射線は、ウェハ26に後面照明を供給するために、バックグラウンド表面58へ
と入射されるが、ウェハの上面には入射しない。同時に、カメラ72の視界は通
常、内部領域102に制限され、それゆえに光リング74によって投影される照
明放射線を受けない。
With particular reference to FIG. 3, the lighting shield 68 includes an interior region 102 and an exterior region 1.
Define 04. The light shield 68 has a substantially conical shape, the first substantially circular opening 106 has a first diameter, and the second substantially circular opening 1
08 has a second diameter. The second opening 108 is defined by the cylindrical portion 110 of the light shield 68. FIG. 7 shows the illumination shield 68 mounted within the opening 59 in the base 48. The second opening 108 of the illumination shield 68 is slightly larger than the wafer 26. In particular, the diameter of the second opening 108 is slightly larger than the diameter of the wafer 26 and is coaxial with the diameter. Illumination shield 68 and viewing assembly 52 are arranged such that the annular pattern of illuminating radiation produced by light ring 74 is not directly incident on the top surface of wafer 26. Instead, as described in FIG. 3, the illuminating radiation is typically confined to the outer region 104 and impinges on the background surface 58 adjacent the edge portion 112 of the wafer 26. In this way, illuminating radiation is incident on the background surface 58, but not on the top surface of the wafer, to provide backside illumination to the wafer 26. At the same time, the field of view of the camera 72 is typically confined to the interior region 102 and therefore does not receive the illumination radiation projected by the light ring 74.

【0039】 ウェハ26の上面への照明放射線の入射を避けるために、照明シールド68は
、内部領域102への放射を遮る、実質的に不透明な素材で作られる。同時に、
照明シールド68の外部表面及び主ハウジング50の内部表面は、例えば光パイ
プのような、より減衰の少ない照明放射線の伝播を可能にするために、実質的に
反射するように作られうる。また、第二の開口部108の直径は、放射の環状パ
ターンが、ウェハ26の直径のやや外側に、バックグラウンド表面58へと下方
に投影するような大きさである。バックグラウンド表面58に入射する放射は、
上方に反射するが、実質的には、ウェハ26の、影響を受けていない部分と、そ
れを通して後面照明が見える断片ができた部分との間の光学的コントラストを向
上させる。
To avoid the incidence of illuminating radiation on the top surface of the wafer 26, the illumination shield 68 is made of a substantially opaque material that blocks radiation to the interior region 102. at the same time,
The outer surface of the illumination shield 68 and the inner surface of the main housing 50 may be made substantially reflective to allow less attenuated propagation of the illuminating radiation, such as a light pipe. The diameter of the second opening 108 is also sized such that the annular pattern of radiation projects slightly outside the diameter of the wafer 26, down to the background surface 58. The radiation incident on the background surface 58 is
Reflected upward, but substantially improving the optical contrast between the unaffected portion of the wafer 26 and the portion through which the backside illumination is visible.

【0040】 後面照明の統一的なパターンを供給するために、光リング74は、好ましくは
光の散乱パターンを供給する。また、バックグラウンド表面58は、要求される
場合は、より散乱して照明放射線が反射するように構成されうる。カメラ72の
レンズ部分77は、第一の開口部106と同軸に配置され、ウェハ26の上面の
みを見る。特定的には、カメラ72の視界は、光リング74によって投影された
、迷走する照明放射線が実質的に見えない。この方法で、照明シールド68は、
潜在的なウェハ断片を識別するために、プロセッサ38によって実行されるコン
トラスト解析を顕著に向上させることができる。コントラストは、チャンバ46
内において、及びベース48と相対して、例えばチャンバで供給されるウェハリ
フトピン機構で、ウェハ26の高さを調節することによって、さらに向上されう
る。また、ダークリングは、背面反射を排除するために、円筒部分110の内側
表面に形成されうる。そのようなダークリングは、硬く黒く陽極処理をされ、正
しい場所にリベットで固定されるアルミニウムのリングによって形成されうる。
To provide a uniform pattern of backside illumination, the light ring 74 preferably provides a light scattering pattern. Also, the background surface 58 can be configured to be more diffuse and reflective of the illuminating radiation, if desired. The lens portion 77 of the camera 72 is arranged coaxially with the first opening 106 and only looks at the top surface of the wafer 26. Specifically, the field of view of camera 72 is substantially invisible to the stray illuminating radiation projected by light ring 74. In this way, the lighting shield 68
The contrast analysis performed by the processor 38 to identify potential wafer fragments can be significantly enhanced. The contrast is chamber 46
This can be further enhanced by adjusting the height of the wafer 26 in and relative to the base 48, for example with a wafer lift pin mechanism provided in the chamber. Also, a dark ring may be formed on the inner surface of the cylindrical portion 110 to eliminate back reflection. Such a dark ring can be formed by a hard, black anodized, aluminum ring that is riveted in place.

【0041】 図8は、断片ができたエッジを有するウェハ26の上面図である。図8に記載
のとおり、ウェハ26は、コントラスト解析のためのバックグラウンド表面58
に対して設定される。操作上は、プロセッサ38は、コントラスト変化を識別す
るために画素ごとに、カメラ72によって得られるとおりに、ウェハ26の画像
を解析する。図8に記載の例において、プロセッサ38は、エッジ部分112を
監視し、そのひとつの部分は、ウェハ26の断片部分114に対応するコントラ
スト領域を有する。特に、プロセッサ38は、前記領域の光濃度を、バックグラ
ウンド表面58と関連する光濃度の対象となる範囲と比較することによって、前
記コントラスト領域を識別する。例えば、ウェハ26の表面は、通常統一的な光
濃度を示すか、又は少なくとも、一定の範囲の断片部分114を有する光濃度は
、バックグラウンド表面58によって反射される照明放射線と等しい光濃度を示
す。ほとんどの場合において、照明放射線は、ウェハ26とバックグラウンド表
面58との間にはっきりしたコントラストを供給するのに十分な強度である。特
に、光濃度における差は、得られた画像における非統一性を導きうる光学的不一
致を相殺するのに十分である。
FIG. 8 is a top view of a wafer 26 having a fragmented edge. As shown in FIG. 8, the wafer 26 has a background surface 58 for contrast analysis.
Is set for. Operationally, the processor 38 analyzes the image of the wafer 26, as captured by the camera 72, pixel by pixel to identify contrast changes. In the example depicted in FIG. 8, processor 38 monitors edge portion 112, one portion of which has a contrast region corresponding to fragment portion 114 of wafer 26. In particular, the processor 38 identifies the contrast regions by comparing the light densities of the regions to a range of light densities of interest associated with the background surface 58. For example, the surface of the wafer 26 typically exhibits a uniform light intensity, or at least a light intensity with a range of fragment portions 114 exhibits a light intensity equal to the illuminating radiation reflected by the background surface 58. . In most cases, the illuminating radiation will be of sufficient intensity to provide a clear contrast between the wafer 26 and the background surface 58. In particular, the difference in light density is sufficient to cancel out the optical inconsistencies that could lead to inconsistencies in the images obtained.

【0042】 さらに図8に記載のとおり、カメラ72によって得られた画像は、実質的な部
分を廃棄し及びエッジ部分112のみを保持するために、プロセッサ38によっ
て処理されうる。特定的には、プロセッサ38は、コントラスト解析における検
討から、中央部分116を有効に外すことができる。中央部分116は、ウェハ
断片がエッジ部分112にあるのが最も一般的であるという認識において、廃棄
されうる。従って、過度な処理オーバーヘッドを避けるために、プロセッサ38
は、ウェハ断片が最も一般的である領域にフォーカスするように構成されうる。
経験から、ユーザは、解析下のエッジ部分112のサイズを調節してもよく、又
は光学的に、ウェハ26の表面全体の解析を行ってもよい。しかしながら、ほと
んどの場合において、エッジ部分112の解析は、温度測定及び制御機能に悪い
影響を与えうるウェハ断片の識別には十分であろう。一例として、およそ2ミリ
メートルの幅を有するエッジ・バンド(edge band)の解析は通常、潜
在的に問題を有するウェハ断片を識別するのに十分であろう。
As further described in FIG. 8, the image obtained by the camera 72 may be processed by the processor 38 to discard a substantial portion and retain only the edge portion 112. Specifically, the processor 38 can effectively remove the central portion 116 from consideration in the contrast analysis. The central portion 116 may be discarded, recognizing that wafer fragments are most commonly found at the edge portion 112. Therefore, in order to avoid excessive processing overhead, the processor 38
Can be configured to focus on the areas where wafer fragments are most common.
From experience, the user may adjust the size of the edge portion 112 under analysis, or optically, perform an analysis of the entire surface of the wafer 26. However, in most cases, analysis of the edge portion 112 will be sufficient to identify wafer fragments that can adversely affect temperature measurement and control functions. As an example, analysis of an edge band having a width of approximately 2 millimeters will usually be sufficient to identify potentially problematic wafer fragments.

【0043】 また、いくつかの応用において、エッジ部分112の一部分のみが解析される
だけで十分であろう。図1を参照すると、例えば、センサ・プローブ(sens
or probe)30は、熱源20の空間的温度プロファイルと一貫したプレ
ート24の全体の表面領域よりもむしろ、リフレクタプレート24のサブ・セク
ション内に配置されうる。その結果、リフレクタプレート24上のセンサ・プロ
ーブ30の位置に対応するウェハ26の前記部分のみの解析は、前記プローブに
よって生成される温度信号の精度に大変に影響を与える傾向にあるウェハ断片を
識別するのには十分である。この場合、他のウェハ断片は、温度制御機能に有害
が少ないものとして、検討から外されうる。しかしながら、多くの場合において
、不完全なウェハを検出するために、温度制御機能への影響を考慮せずに、ウェ
ハ断片を識別することが望ましいかもしれない。しかしながら、センサ・プロー
ブ30の前記位置が、リフレクタプレート24のより大きな領域に伸びている場
合、プロセッサ38は、前記大きな領域を考慮してもよい。また、ウェハ断片は
、ウェハ26がチャンバ10から除去されると、リフレクタプレートの異なる領
域にふりかかりうることが認識されるであろう。
Also, in some applications it may be sufficient to analyze only a portion of the edge portion 112. Referring to FIG. 1, for example, a sensor probe (sens)
The or probe 30 may be located within a sub-section of the reflector plate 24, rather than the entire surface area of the plate 24 consistent with the spatial temperature profile of the heat source 20. As a result, analysis of only that portion of the wafer 26 that corresponds to the position of the sensor probe 30 on the reflector plate 24 identifies wafer fragments that tend to significantly affect the accuracy of the temperature signal produced by the probe. Is enough to do. In this case, other wafer fragments may be removed from consideration as less harmful to the temperature control function. However, in many cases it may be desirable to identify wafer fragments without having to consider their impact on temperature control functions to detect imperfect wafers. However, if the location of the sensor probe 30 extends to a larger area of the reflector plate 24, the processor 38 may account for the larger area. It will also be appreciated that wafer fragments may sprinkle onto different areas of the reflector plate once the wafer 26 is removed from the chamber 10.

【0044】 図9は、急速プロセスチャンバにおけるウェハの断片を検出する技術を示す流
れ図である。図9に示されるように、プロセッサ38は、カメラ72と照明源7
4を駆動して、ブロック118によって示されるように、観察チャンバ46内の
ウェハ26の画像を得る。もし、必要なら、カメラ72は、急速熱プロセスチャ
ンバ10から、例えば、ウェハを見るためにカメラ72に対して適正な光学路を
与えることによって、ウェハ26を取り出す前に実際の画像を得ることができる
。しかし、多くの場合、急速熱プロセスチャンバ10内のウェハの観察ははっき
りしない。したがって、取出した後、例えば冷却チャンバにおいて、ウェハ画像
を捕獲することが通常必要である。この実施の形態において、ウェハの画像の捕
獲に続いて、プロセッサ38は、中央部分を捨てて、ブロック120によって示
されるように、ウェハのエッジ部に対応する部分を保持する。ブロック122に
よって示されるように、プロセッサ38は、獲得した画像を解析し、光学密度の
コントラストの変化を求める。次に、プロセッサ38は、ブロック124によっ
て示されるように、コントラスト領域の全体の大きさ、または個々の領域の大き
さの何れかを明確にする。その後、プロセッサ38は、ブロック126によって
示されるように、その大きさが所定のしきい値を越えているか否かを判断する。
もし、越えていれば、プロセッサ38は、ブロック128と130によって示さ
れるように、警告を発生し、ウェハの断片が除去されるまで、次ぎのウェハの急
速熱プロセスを任意に停止する。もし、大きさがスレッショルドを越えていなけ
れば、プロセッサ38は警告を発生せず、ブロック132によって示されるよう
に、急速熱プロセスが続く。
FIG. 9 is a flow chart illustrating a technique for detecting wafer fragments in a rapid process chamber. As shown in FIG. 9, the processor 38 includes a camera 72 and an illumination source 7.
Drive 4 to obtain an image of wafer 26 in observation chamber 46, as indicated by block 118. If desired, the camera 72 may obtain an actual image from the rapid thermal process chamber 10 before removing the wafer 26, for example by providing the proper optical path to the camera 72 for viewing the wafer. it can. However, the observation of the wafer in the rapid thermal process chamber 10 is often ambiguous. Therefore, after ejection, it is usually necessary to capture a wafer image, for example in a cooling chamber. In this embodiment, following image capture of the wafer, processor 38 discards the central portion and retains the portion corresponding to the edge of the wafer, as indicated by block 120. Processor 38 analyzes the acquired image to determine changes in optical density contrast, as indicated by block 122. Processor 38 then defines either the overall size of the contrast regions or the size of the individual regions, as indicated by block 124. Thereafter, processor 38 determines if the magnitude exceeds a predetermined threshold, as indicated by block 126.
If so, processor 38 issues an alert, as indicated by blocks 128 and 130, optionally stopping the rapid thermal process of the next wafer until the wafer debris is removed. If the magnitude is not above the threshold, processor 38 does not issue a warning and the rapid thermal process continues, as indicated by block 132.

【0045】 図10は、他の観察チャンバ134の側面図である。観察チャンバ134は、
図3の観察チャンバ46と実質的に一致する。したがって、同じ構造を示すため
に、同じ参照番号が図3と10を通して用いられる。しかし、観察チャンバ46
とは反対に、観察チャンバ134は、ウェハ26のための他の後面の照明装置を
内蔵している。特に、観察チャンバ46は、光リング74及びチャンバの上部に
取りつけられた照明シールド68を使用しているけれども、観察チャンバ134
は、ベース48内の窪み領域138に取りつけられた光リング136を内蔵して
いる。したがって、図10に示されるように、光リング136はウェハ26の下
に設けられ、それによって、画像の獲得装置の反対側から直接裏側照明を与える
。特に、光リング136は、ウェハ26の裏側140に対して、上方に照明の放
射をする。光リング136は、窪んだ領域138に受けられた石英の窓142に
よって覆われてもよい。又、適当な電気のフィードスルーがベース48に形成さ
れ、電源を光リング136へ与える。
FIG. 10 is a side view of another observation chamber 134. The observation chamber 134 is
Substantially the same as the observation chamber 46 of FIG. Therefore, the same reference numbers are used throughout FIGS. 3 and 10 to indicate the same structures. However, the observation chamber 46
In contrast, the viewing chamber 134 incorporates another backside illuminator for the wafer 26. In particular, viewing chamber 46 uses light ring 74 and illumination shield 68 mounted on top of the chamber, but viewing chamber 134
Incorporates a light ring 136 mounted in a recessed area 138 in the base 48. Therefore, as shown in FIG. 10, a light ring 136 is provided below the wafer 26, thereby providing backside illumination directly from the opposite side of the image capture device. In particular, the light ring 136 emits illumination upwards with respect to the backside 140 of the wafer 26. The light ring 136 may be covered by a quartz window 142 received in the recessed area 138. Also, suitable electrical feedthroughs are formed in the base 48 to provide power to the optical ring 136.

【0046】 図11は、光リング136と一緒にあるウェハ26の上面図である。図11に
示されるように、光リング136は、ウェハ26のエッジ部分が重なるように大
きくされて、配置されている。ウェハ26は、カメラ72への照明放射線の一部
を実質的に阻止する。しかし、ウェハ26のエッジ部分144の外側からの照明
の一部はカメラによって見ることができ、それによって、エッジにおける光学密
度のコントラストを増大する。この方法で、ウェハ26の影響を受けていない領
域は、エッジ部分144の外側にある断片化された領域に対して比較的暗く見え
、光リング136によって与えられた裏側照明のカメラ72への伝送を可能にす
る。参照番号146によって示されるように、断片がウェハ26のエッジ部分か
ら離脱する場合、光リング136によって与えられた光学コントラストは、上述
のように、機械の視覚技術を用いて断片の識別を容易にする。
FIG. 11 is a top view of the wafer 26 with the light ring 136. As shown in FIG. 11, the optical ring 136 is enlarged and arranged so that the edge portions of the wafer 26 overlap. The wafer 26 substantially blocks some of the illuminating radiation to the camera 72. However, some of the illumination from outside the edge portion 144 of the wafer 26 is visible by the camera, thereby increasing the optical density contrast at the edge. In this way, the unaffected areas of the wafer 26 appear relatively dark to the fragmented areas outside the edge portion 144 and the backside illumination provided by the light ring 136 is transmitted to the camera 72. To enable. When the fragment leaves the edge portion of the wafer 26, as indicated by reference numeral 146, the optical contrast provided by the light ring 136 facilitates identification of the fragment using machine vision techniques, as described above. To do.

【0047】 ここに述べられたように、コントラストの解析は、良く知られた機械の視覚技
術及びそれらを実行するために商業的に利用することが出来る装置を用いて実現
される。例えば、コントラスト解析技術を具現化することができる機械の視覚技
術は、Massachusetts州にあるCognex Corporation of Natickから利用できる。
適した機械の視覚技術装置の例は、PCベースの機械の視覚ハードウエア及びソ
フトウエアツールのセットを含んでいるCognex MVS 8000シリーズである。この
ような装置によって、画像はピクセル毎に解析され、光学密度の相違を評価する
。もし光学密度がスレッショルド値より多く異なっていれば、ピクセルはコント
ラストしているピクセルとして記録される。
As described herein, contrast analysis is accomplished using well-known machine vision techniques and devices that are commercially available to implement them. For example, a machine vision technique that can embody a contrast analysis technique is available from the Cognex Corporation of Natick in Massachusetts.
An example of a suitable machine vision technology device is the Cognex MVS 8000 series, which includes a set of PC-based machine vision hardware and software tools. With such a device, the image is analyzed pixel by pixel to evaluate the differences in optical density. If the optical densities differ by more than a threshold value, the pixel is recorded as a contrasting pixel.

【0048】 機械の視覚の適用に一般に専用化される装置の商業的に利用可能性に鑑み、コ
ントラスト解析の実現性において、プロセッサ38は、従来、汎用の単一または
マルチチップマイクロプロセッサ、例えば、Pentium(登録商標)プロセッサ、P
entium Pro(登録商標)プロセッサ、8051プロセッサ、MIPSプロセッサ
、Powerプロセッサ、またはAlpha (登録商標)プロセッサ等を用いることができ
る。代わりに、プロセッサ38は、専用化した機械の視覚装置内に取り込まれた
特定目的のマイクロプロセッサの形を取ることができる。上述の例示的なCognex
MVS 8000シリーズの装置において、プロセッサ38は、セットされたMMX命
令を有するPentium(登録商標)プロセッサである。如何なる場合においても、
プロセッサ38は、実際の、及び基準の画像の光学的コントラストの比較解析の
ために、従来の画像処理を行なうために設けられたプログラムを実行する。更に
、他のプロセッサ38は、ここに述べられたウェハ断片検出プロセスを実行する
ために設けられた顧客の論理回路を用いることができる。
In view of the commercial availability of devices generally dedicated to machine vision applications, in the feasibility of contrast analysis, the processor 38 is conventionally a general purpose single or multi-chip microprocessor, eg, Pentium® processor, P
An entium Pro (registered trademark) processor, 8051 processor, MIPS processor, Power processor, Alpha (registered trademark) processor, or the like can be used. Alternatively, the processor 38 may take the form of a special purpose microprocessor incorporated within a specialized machine vision system. Example Cognex above
In the MVS 8000 series of devices, the processor 38 is a Pentium® processor with MMX instructions set. In any case,
The processor 38 executes a program provided for performing conventional image processing for comparative analysis of the optical contrast of the actual and reference images. In addition, other processors 38 may use customer logic provided to perform the wafer fragment detection process described herein.

【0049】 カメラ72は、複数の画素に及ぶ横及び垂直の視野を有する2次元CCD画素
アレイの形をとってもよい。この方法では、取得された画像は、画素数等のしき
い値と比較するため、断片の幅及び長さの両方の定量化用に多数の画素の行及び
列を供給する。したがって、全体のずれのしきい値は画像の対照画像の総数を参
照することにより確立可能である。代わりに、対照画像は近くの列及び行内の近
接により分類可能であり、それにより、個々のウェハの断片の全体の断面サイズ
を定量化する。この場合には、ずれのしきい値はウェハの断片の最大サイズの公
差に関して確立される。ライトリング74又は136は、ニューヨーク市のAubu
rnのFostecから商業的に入手可能なもののように、特に、機械視野及び顕微鏡法
の適用のため構成された、光ファイバベースのリングライトの形をとってもよい
。 上記詳細な説明は、本発明をよりよく理解するため、例示の目的だけのために
なされたものである。当業者であれば、添付した特許請求の範囲の精神及び範囲
から逸脱することなく、変更できることは明らかである。
The camera 72 may take the form of a two-dimensional CCD pixel array with lateral and vertical fields of view spanning multiple pixels. In this method, the acquired image provides a large number of rows and columns of pixels for quantification of both the width and the length of the fragments for comparison with thresholds such as the number of pixels. Therefore, an overall shift threshold can be established by reference to the total number of control images in the image. Instead, the control images can be classified by proximity in nearby columns and rows, thereby quantifying the overall cross-sectional size of individual wafer fragments. In this case, the offset threshold is established with respect to the maximum size tolerance of the wafer fragments. Light ring 74 or 136 is Aubu in New York City
It may take the form of a fiber optic based ring light, especially configured for mechanical field of view and microscopy applications, such as those commercially available from Fostec of Rn. The above detailed description is provided for purposes of illustration only, in order to provide a better understanding of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that modifications can be made without departing from the spirit and scope of the appended claims.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】は、急速熱処理チャンバを示す側断面図である。FIG. 1 is a side sectional view showing a rapid thermal processing chamber.

【図2】は、急速熱処理チャンバ内のウェハ断片を検出するシステムの機
能的ブロック図である。
FIG. 2 is a functional block diagram of a system for detecting wafer fragments in a rapid thermal processing chamber.

【図3】は、ウェハの後面照明システムでウェハを分析するための観察チ
ャンバの側断面図である。
FIG. 3 is a side cross-sectional view of an observation chamber for analyzing a wafer with a backside illumination system for the wafer.

【図4】は、図3に示す観察チャンバの展開図である。FIG. 4 is a development view of the observation chamber shown in FIG.

【図5】は、図3に示す観察チャンバの一部を形成する観察組立体の斜視
図である。
5 is a perspective view of an observation assembly forming part of the observation chamber shown in FIG.

【図6】は、図3に示す観察チャンバの一部を形成する観察組立体の斜視
図である。
6 is a perspective view of an observation assembly forming part of the observation chamber shown in FIG.

【図7】は、図3に示す観察チャンバの一部を形成する照明シールドの斜
視図である。
FIG. 7 is a perspective view of an illumination shield forming part of the observation chamber shown in FIG.

【図8】は、断片縁を有するウェハの頂面図である。FIG. 8 is a top view of a wafer having fragment edges.

【図9】は、急速熱処理チャンバのウェハ断片を検出する技術を説明する
フローダイアグラムである。
FIG. 9 is a flow diagram illustrating a technique for detecting wafer fragments in a rapid thermal processing chamber.

【図10】は、別の後面照明システムを組み込んでいる観察チャンバの側
面図である。
FIG. 10 is a side view of an observation chamber incorporating another backside illumination system.

【図11】は、図10に示す後面照明システムと共にウェハを示す頂面図
である。
11 is a top view of the wafer with the backside illumination system shown in FIG.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ホワイト アンソニー エフ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95014 クーパティーノ フォレスト ア ベニュー 20061 (72)発明者 ポーズ ブルース ダブリュ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94070 サン カルロス コーブルストー ン レーン 27 (72)発明者 ホーガン フィンバー ジェイ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95054 サンタ クララ リヴァーサイド コート 400 アパートメント 302 (72)発明者 アーマド ウェイツ アール アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95035 ミルピタス ストラトフォード ドライヴ 2213 Fターム(参考) 2F067 AA51 AA65 BB01 CC17 HH09 JJ08 KK08 LL16 RR24 SS15 2G051 AA51 AB03 BB17 CA04 CB01 DA13 EA11 EA12 EA14 4M106 AA01 BA10 CA38 DB04 DB07 DJ20 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor White Anthony F             United States California             95014 Coupatino Forrestor             Venue 20061 (72) Inventor Pose Bruce W             United States California             94070 San Carlos Cobblestow             Lane 27 (72) Inventor Hogan Finver Jay             United States California             95054 Santa Clara Riverside               Court 400 Apartment 302 (72) Inventor Ahmad Waits Are             United States California             95035 Milpitas Stratford             Drive 2213 F term (reference) 2F067 AA51 AA65 BB01 CC17 HH09                       JJ08 KK08 LL16 RR24 SS15                 2G051 AA51 AB03 BB17 CA04 CB01                       DA13 EA11 EA12 EA14                 4M106 AA01 BA10 CA38 DB04 DB07                       DJ20

Claims (49)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ウェハ部分の不存在のためのウェハを分析するシステムであ
って、 観察チャンバーと、 前記チャンバー内に配置されたウェハ支持部材と、 前記ウェハ支持部材上に配置されたウェハに向けて後面照明用放射線を生成す
る照明源と、 ウェハの少なくとも一端部を表すイメージを収集するように配向された画像収
集装置と、を備えることを特徴とするシステム。
1. A system for analyzing a wafer for the absence of a wafer portion, comprising: an observation chamber, a wafer support member disposed in the chamber, and a wafer disposed on the wafer support member. And an image acquisition device oriented to collect an image representative of at least one end of the wafer.
【請求項2】 バックグラウンド表面と、観察チャンバー内に配置された照
明シールドとを更に備えており、前記照明源はバックグラウンド表面に対向する
ウェハの一面に配置され、前記照明シールドは内部領域と外部領域を定め、照明
シールドは、前記照明源によって生成される照明用放射線が前記外部領域に実質
的に限定され、また、画像収集装置の視野が内部領域に実質的に限定されるとい
ったように配向され、前記外部領域は、照明用の放射がウェハの端部に隣接する
バックグラウンド表面の一部を照明してウェハの端部に後面照明用放射線を提供
するようにされる請求項1に記載のシステム。
2. The apparatus further comprises a background surface and an illumination shield disposed within the observation chamber, the illumination source disposed on one side of the wafer facing the background surface, the illumination shield including an interior region. An outer region is defined and the illumination shield is such that the illuminating radiation produced by the illumination source is substantially confined to the outer region, and the field of view of the image acquisition device is substantially confined to the inner region. Oriented and said outer region is arranged such that illumination radiation illuminates a portion of the background surface adjacent the edge of the wafer to provide backside illumination radiation to the edge of the wafer. The system described.
【請求項3】 前記照明シールドは実質的に円錐形を有し、第1の直径を有
する第1の実質的に円形の開口部と、第2の直径を有する第2の実質的に円形の
開口部とを含み、前記照明源の光源によって生成される照明用放射線がウェハの
上面に直接投射せずにウェハの端部に隣接する前記バックグラウンド表面に投射
するように、第2の開口部は、ウェハ支持領域に支持されるウェハの大きさより
も大きくされている請求項2に記載のシステム。
3. The light shield has a substantially conical shape with a first substantially circular opening having a first diameter and a second substantially circular opening having a second diameter. A second opening such that the illuminating radiation produced by the light source of the illumination source is projected onto the background surface adjacent to the edge of the wafer, rather than directly onto the upper surface of the wafer. 3. The system of claim 2, wherein is larger than the size of the wafer supported in the wafer support area.
【請求項4】 前記照明源は、実質的に環状のパターンの照明用放射線を放
射する請求項3に記載のシステム。
4. The system of claim 3, wherein the illumination source emits illuminating radiation in a substantially annular pattern.
【請求項5】 前記照明源は、中央の開口部を定める実質的に環状の形状を
有し、前記画像収集装置は中央の開口部を通って延びる視野を有する請求項4に
記載のシステム。
5. The system of claim 4, wherein the illumination source has a substantially annular shape defining a central opening and the image acquisition device has a field of view extending through the central opening.
【請求項6】 前記画像収集装置及び前記照明源は相互に隣接して配置され
、前記画像収集装置は中央の開口部の少なくとも一部を通って延びるレンズを有
し、前記照明源はレンズの周囲を取り囲んで延びる請求項5に記載のシステム。
6. The image acquisition device and the illumination source are disposed adjacent to each other, the image acquisition device having a lens extending through at least a portion of a central opening, the illumination source comprising a lens. The system of claim 5 extending circumferentially.
【請求項7】 前記照明源は、前記バックグラウンド表面に隣接し、前記画
像収集装置に対向するウェハの一面に、配置される請求項1に記載のシステム。
7. The system of claim 1, wherein the illumination source is located on a side of the wafer adjacent the background surface and facing the image acquisition device.
【請求項8】 前記照明源は、前記バックグラウンド表面に隣接するウェハ
の一面に向けて実質的に環状のパターンの照明用放射線を放射する請求項7に記
載のシステム。
8. The system of claim 7, wherein the illumination source emits a substantially annular pattern of illuminating radiation toward a side of the wafer adjacent the background surface.
【請求項9】 実質的に環状のパターンの照明用放射線は、ウェハの端部を
覆う請求項8に記載のシステム。
9. The system of claim 8, wherein the substantially annular pattern of illuminating radiation covers the edge of the wafer.
【請求項10】 収集されたイメージを分析してウェハの一部の不存在を検
知し、ウェハの一部の不存在が検知される場合には警報を発するプロセッサを更
に備える請求項1に記載のシステム。
10. The processor of claim 1, further comprising a processor that analyzes the collected images to detect the absence of a portion of the wafer and alerts if the absence of the portion of the wafer is detected. System.
【請求項11】 前記プロセッサは、光濃度コントラスト変化を識別するこ
とによって、収集されたイメージを分析し、光濃度コントラスト変化の識別に基
づいて、ウェハの一部が不存在であるか否かを決定する請求項10に記載のシス
テム。
11. The processor analyzes the collected image by identifying light density contrast changes to determine if a portion of the wafer is absent based on the identification of the light density contrast changes. 11. The system of claim 10 for determining.
【請求項12】 光濃度の目標範囲とコントラストをなす光濃度を有するコ
ントラスト領域を識別し、前記コントラスト領域の大きさを概算し、前記概算さ
れれた大きさをしきい値と比較し、前記概算されれた大きさがしきい値を超える
場合にはウェハの一部の不存在の検知を示すことによって、収集されたイメージ
を分析するように、プロセッサは構成される請求項11に記載のシステム。
12. A method of identifying a contrast area having a light density that is in contrast with a target range of light density, estimating the size of the contrast area, comparing the estimated size with a threshold value, 13. The system of claim 11, wherein the processor is configured to analyze the acquired image by indicating detection of the absence of a portion of the wafer if the estimated magnitude exceeds a threshold.
【請求項13】 前記プロセッサが警報を発するのに応答して急速熱処理チ
ャンバーの動作を停止するコントローラを更に備える請求項10に記載のシステ
ム。
13. The system of claim 10, further comprising a controller that shuts down the rapid thermal processing chamber in response to the processor issuing an alarm.
【請求項14】 前記観察チャンバーは冷却チャンバーの一部を成す請求項
10に記載のシステム。
14. The system according to claim 10, wherein the observation chamber forms part of a cooling chamber.
【請求項15】 後面照明用放射線によって示される光濃度の範囲とコント
ラストをなす光濃度を有するウェハの端部に沿ったコントラスト領域を識別し、
コントラスト領域の大きさを概算し、概算された大きさをしきい値と比較し、定
められた表面積がしきい値を超える場合にはウェハの一部の不存在の検知を示す
ことによって、収集されたイメージを分析するように、前記プロセッサは構成さ
れる請求項10に記載のシステム。
15. Identifying contrast regions along the edge of the wafer that have a light density that contrasts with the range of light densities exhibited by the backside illumination radiation,
Gathering by estimating the size of the contrast area, comparing the estimated size to a threshold, and showing detection of the absence of a portion of the wafer if the defined surface area exceeds the threshold. The system of claim 10, wherein the processor is configured to analyze a captured image.
【請求項16】 蒸着処理チャンバーにおいてウェハ部分の存在を検知する
ためのシステムであって、 チャンバー内で処理されたウェハの一端部辺りに後面照明用放射線を提供する
照明源と、 ウェハの少なくとも端部を示すイメージを収集するように配向される画像収集
装置と、 収集されたイメージを分析してウェハの一部の不存在を検知し、ウェハの一部
の不存在が検知された場合には警報を発するプロセッサとを備えることを特徴と
するシステム。
16. A system for detecting the presence of a portion of a wafer in a deposition processing chamber, the illumination source providing backside illumination radiation near one end of the processed wafer in the chamber, and at least an edge of the wafer. An image acquisition device that is oriented to collect an image of the area, and the collected images are analyzed to detect the absence of a portion of the wafer, and if the absence of a portion of the wafer is detected. And a processor for issuing an alarm.
【請求項17】 光濃度コントラスト変化を識別し、前記光濃度コントラス
ト変化の識別に基づいてウェハの一部が不存在であるか否かを決定する請求項1
6に記載のシステム。
17. A method for identifying light density contrast changes and determining whether a portion of the wafer is absent based on the identification of the light density contrast changes.
The system according to item 6.
【請求項18】 光濃度の目標範囲とコントラストをなす光濃度を有するコ
ントラスト領域を識別し、前記コントラスト領域の大きさを概算し、前記概算し
た大きさをしきい値と比較し、前記概算した大きさがしきい値を超える場合には
ウェハの一部の不存在の検知を示すことによって、収集されたイメージを分析す
るように、前記プロセッサは構成される請求項16に記載のシステム。
18. A contrast area having a light density that makes a contrast with a target range of light density is identified, the size of the contrast area is roughly estimated, and the estimated size is compared with a threshold value to perform the rough estimation. 17. The system of claim 16, wherein the processor is configured to analyze the acquired image by indicating detection of the absence of a portion of the wafer if the magnitude exceeds a threshold.
【請求項19】 光濃度の目標範囲とは異なる光濃度の共通範囲内の光濃度
を有する複数の隣接するピクセルを識別することによって、前記プロセッサはコ
ントラスト領域を識別する請求項18に記載のシステム。
19. The system of claim 18, wherein the processor identifies contrast regions by identifying a plurality of adjacent pixels having light densities within a common range of light densities different from a target range of light densities. .
【請求項20】 前記プロセッサは、前記コントラスト領域内の隣接するピ
クセルの数を計数することによって前記コントラスト領域の大きさを定め、計数
された隣接するピクセルの数がピクセルの数のしきい値を超える場合にはウェハ
の一部の不存在の検知を示す請求項19に記載のシステム。
20. The processor determines the size of the contrast region by counting the number of adjacent pixels in the contrast region, the counted number of adjacent pixels being a threshold number of pixels. 20. The system of claim 19, wherein detection of absence of a portion of the wafer when exceeded.
【請求項21】 前記照明源は、前記画像収集装置に対するウェハのエッジ
部分に対して後面照明放射線を与え、光濃度の目標範囲は、前記後面照明放射線
により示される光濃度の範囲に一致する請求項18に記載のシステム。
21. The illumination source provides backside illumination radiation to an edge portion of a wafer relative to the image acquisition device, and a target range of light densities coincides with a range of light densities indicated by the backside illumination radiation. Item 19. The system according to Item 18.
【請求項22】 更に、前記プロセッサによる警告の発生に応答して急速サ
ーマルプロセスチャンバの動作を停止させるコントローラを含む請求項16に記
載のシステム。
22. The system of claim 16, further comprising a controller that deactivates the rapid thermal process chamber in response to the generation of an alert by the processor.
【請求項23】 前記画像収集装置は、ウェハが急速サーマルプロセスチャ
ンバから除去された後、イメージを収集するように配向される請求項16に記載
のシステム。
23. The system of claim 16, wherein the image acquisition device is oriented to acquire an image after the wafer is removed from the rapid thermal process chamber.
【請求項24】 前記画像収集装置は、ウェハが冷却チャンバ内に受け取ら
れた後、イメージを収集するように配向される請求項23に記載のシステム。
24. The system of claim 23, wherein the image acquisition device is oriented to acquire an image after the wafer is received in the cooling chamber.
【請求項25】 更に、ウェハが前記冷却チャンバ内に受け取られた位置の
上に配置された観察ポートを含み、前記画像収集装置は、前記観察ポートを介し
てウェハの上面図としてイメージを収集するように配向される請求項24に記載
のシステム。
25. The wafer further includes an observation port located above the position where the wafer is received in the cooling chamber, and the image acquisition device collects an image as a top view of the wafer through the observation port. 25. The system of claim 24, which is oriented as follows.
【請求項26】 更に、内部領域及び外部領域を定める照明シールドを含み
、前記照明シールドは、前記照明源により投影された照明放射線が前記外部領域
に実質的に制限され且つ前記画像収集装置の視野が前記内部領域に実質的に制限
されるように配向され、前記外部領域は、前記照明放射線がウェハのエッジ部分
に隣接するバックグラウンドの一部を照明し、それによりウェハのエッジ部分に
対して後面照明放射線を与えるように配置されている請求項23に記載のシステ
ム。
26. Further comprising an illumination shield defining an interior region and an exterior region, the illumination shield being substantially confined to the exterior region by the illumination radiation projected by the illumination source and the field of view of the image acquisition device. Are oriented so as to be substantially confined to the inner region, the outer region illuminating a portion of the background adjacent to the edge portion of the wafer by the illuminating radiation, thereby to the edge portion of the wafer. 24. The system of claim 23, wherein the system is arranged to provide backside illumination radiation.
【請求項27】 前記プロセッサは、更に、照明中にバックグラウンド表面
により示された光濃度の範囲と対比する光濃度を有するウェハのエッジ部分に沿
ってコントラスト領域を識別することにより収集されたイメージを分析し、前記
コントラスト領域のサイズを概算し、前記概算したサイズをしきい値と比較し、
前記概算したサイズがしきい値よりも大きいときにウェハの一部の不存在の検出
を指示するように構成されている請求項26に記載のシステム。
27. The processor further comprises an image collected by identifying contrast regions along an edge portion of the wafer having a light density that contrasts with the range of light density exhibited by the background surface during illumination. And estimating the size of the contrast region and comparing the estimated size to a threshold,
27. The system of claim 26, configured to direct detection of the absence of a portion of the wafer when the estimated size is greater than a threshold.
【請求項28】 前記照明源は、前記バックグラウンド表面に隣接し且つ前
記画像収集装置に対向するウェハの一面に配置されている請求項23に記載のシ
ステム。
28. The system of claim 23, wherein the illumination source is located on one side of the wafer adjacent the background surface and facing the image acquisition device.
【請求項29】 堆積処理チャンバにおけるウェハ部分の存在を検出する方
法において、 チャンバ内で処理されたウェハのエッジ部分に隣接する領域を照明し、 ウェハの少なくとも一部分を表すイメージを収集し、照明放射線がウェハのエ
ッジ部分について後面照明放射線を与え、 収集したイメージを分析してウェハの一部分の不存在を検出し、 ウェハの一部分が検出された場合に警告を発生する、 ことから成る方法。
29. A method of detecting the presence of a wafer portion in a deposition processing chamber, the method comprising illuminating an area within the chamber adjacent an edge portion of the processed wafer, collecting an image representative of at least a portion of the wafer, and illuminating radiation. Provides backside illumination radiation for an edge portion of the wafer, analyzes the collected image to detect the absence of a portion of the wafer, and issues an alert if the portion of the wafer is detected.
【請求項30】 光濃度のコントラストの変化を識別し、ウェハの一部分が
光濃度のコントラストの変化に基づいて存在しないかどうかを決定することによ
り収集したイメージを分析することを含む請求項29に記載の方法。
30. Analyzing the collected image by identifying changes in light density contrast and determining if a portion of the wafer is absent based on the changes in light density contrast. The method described.
【請求項31】 更に、 光濃度の目標範囲を対比する光濃度を有するコントラスト領域を識別し、 前記コントラスト領域のサイズを概算し、 前記概算したサイズをしきい値と比較し 前記概算したサイズがしきい値よりも大きい場合にウェハの一部分の不存在の
検出を指示する ことにより収集したイメージを分析することを含む請求項29に記載の方法。
31. Further identifying a contrast region having a light density contrasting a target range of light densities, estimating the size of the contrast region, comparing the estimated size with a threshold and determining the estimated size. 30. The method of claim 29, comprising analyzing the acquired image by indicating detection of the absence of a portion of the wafer if greater than a threshold.
【請求項32】 更に、光濃度の目標範囲と異なる光濃度の通常範囲におけ
る光濃度を有する複数の隣接ピクセルを識別することによりコントラスト領域を
識別することを含む請求項31に記載の方法。
32. The method of claim 31, further comprising identifying a contrast region by identifying a plurality of adjacent pixels having light densities in a normal range of light densities different from the target range of light densities.
【請求項33】 更に、コントラスト領域内の多数の隣接ピクセルをカウン
トすることにより前記コントラスト領域のサイズを概算し、隣接ピクセルのカウ
ント数がしきいピクセルのカウント値よりも大きい場合にウェハの一部分の不存
在の検出を指示することを含む請求項32に記載の方法。
33. The size of the contrast region is further estimated by counting a number of adjacent pixels in the contrast region, and a portion of the wafer is estimated when the count value of the adjacent pixels is greater than the count value of the threshold pixel. 33. The method of claim 32, including directing the detection of the absence.
【請求項34】 光濃度の目標範囲は、前記後面照明放射線により示された
光濃度の範囲に一致する請求項31に記載の方法。
34. The method of claim 31, wherein the target range of light densities corresponds to the range of light densities exhibited by the backside illumination radiation.
【請求項35】 更に、前記警告の発生に応答して急速サーマルプロセスチ
ャンバの動作を停止させることを含む請求項29に記載の方法。
35. The method of claim 29, further comprising deactivating the rapid thermal process chamber in response to the alert.
【請求項36】 更に、ウェハが急速サーマルプロセスチャンバから除去さ
れた後にイメージを収集することを含む請求項29に記載の方法。
36. The method of claim 29, further comprising collecting an image after the wafer has been removed from the rapid thermal process chamber.
【請求項37】 更に、ウェハが冷却チャンバ内に受け取られた後にイメー
ジを収集することを含む請求項36に記載の方法。
37. The method of claim 36, further comprising collecting an image after the wafer is received in the cooling chamber.
【請求項38】 冷却チャンバは、ウェハが冷却チャンバ内に受け取られた
位置の上に配置された観察ポートを含み、イメージ収集動作は、前記観察ポート
を介してウェハの上面図を収集する請求項37に記載の方法。
38. The cooling chamber includes an observation port located above the position where the wafer is received in the cooling chamber, and the image acquisition operation collects a top view of the wafer through the observation port. The method according to 37.
【請求項39】 更に、 照明中にバックグラウンド表面により示された光濃度の範囲と対比する光濃度
を有するウェハのエッジに沿ってコントラスト領域を識別し、 コントラスト領域のサイズを概算し、 前記概算したサイズをしきい値と比較し 前記概算した表面領域がしきい値よりも大きい場合にウェハの一部分の不存在
の検出を指示する ことにより収集したイメージを分析することを含む請求項38に記載の方法。
39. further identifying a contrast region along an edge of the wafer having a light density that contrasts with the range of light density exhibited by the background surface during illumination; estimating the size of the contrast region; 39. Analyzing the acquired image by comparing the size of the image to a threshold value and indicating detection of the absence of a portion of the wafer if the estimated surface area is greater than the threshold value. the method of.
【請求項40】 前記イメージ収集動作は、内部領域及び外部領域を定める
照明シールドを設け、照明源により投影された照明放射線が前記外部領域に実質
的に制限され且つ前記画像収集装置の視野が前記内部領域に実質的に制限される
ように前記照明シールドを配向し、前記外部領域は、照明放射線がウェハのエッ
ジ部分に隣接するバックグラウンド表面の一部を照明し、それによりウェハのエ
ッジ部分に対して後面照明放射線を与えるように配置されている請求項29に記
載の方法。
40. The image acquisition operation comprises providing an illumination shield defining an inner region and an outer region, the illuminating radiation projected by an illumination source being substantially confined to the outer region, and the field of view of the image acquisition device being the confined region. Orienting the illumination shield to be substantially confined to an interior region, the exterior region illuminating a portion of the background surface adjacent to the edge portion of the wafer by the illuminating radiation, thereby causing the edge portion of the wafer to 30. The method of claim 29, wherein the method is arranged to provide backside illumination radiation.
【請求項41】 請求項40に記載の方法において、更に、前記獲得したイ
メージを分析するステップを含み、該分析ステップは、 照明の間のバックグラウンド表面によって表示される光学濃度の範囲とはコン
トラストをなす1つの光学濃度を有するウェハエッジに沿ったコントラスト領域
を識別するステップと、 前記コントラスト領域のサイズを概算するステップと、 前記概算したサイズをしきい値と比較するステップと、 前記概算した表面領域が前記しきい値を越える場合前記ウェハの一部の不存在
の検出を指示するステップとを包含する ことを特徴とする方法。
41. The method of claim 40, further comprising analyzing the acquired image, the analyzing step contrasting with a range of optical densities displayed by a background surface during illumination. Identifying a contrast region along the wafer edge having one optical density that comprises: estimating the size of the contrast region; comparing the estimated size to a threshold; and the estimated surface region. Indicating detection of the absence of a portion of the wafer if exceeds the threshold.
【請求項42】 請求項37に記載の方法において、前記照明動作は、前記
画像収集装置に対向するウェハ側から該ウェハを照明することを特徴とする方法
42. The method of claim 37, wherein the illuminating operation illuminates the wafer from the side of the wafer facing the image acquisition device.
【請求項43】 請求項42に記載の方法において、更に、前記獲得したイ
メージを分析するステップを含み、該分析ステップは、 照明の間のバックグラウンド表面によって表示される光学濃度の範囲とコント
ラストをなす1つの光学濃度を有するウェハエッジに沿ったコントラスト領域を
識別するステップと、 前記コントラスト領域のサイズを概算するステップと、 前記概算したサイズをしきい値と比較するステップと、 前記概算した表面領域が前記しきい値を越える場合前記ウェハの一部の不存在
の検出を指示するステップとを包含する ことを特徴とする方法。
43. The method of claim 42, further comprising analyzing the captured image, the analyzing step comprising: measuring a range of optical density and contrast displayed by a background surface during illumination. Identifying a contrast region along a wafer edge having one optical density of: making an estimate of the size of the contrast region; comparing the estimated size to a threshold; Directing the detection of the absence of a portion of the wafer if the threshold is exceeded.
【請求項44】 ウェハの部分の不存在についてウェハを分析するシステム
であって、 観察チャンバと、 前記チャンバ内に配置されたウェハ支持部材と、 ウェハのエッジ部分のまわりに後面照明用放射線を生成する照明源と、 前記ウェハ支持部材に位置決めされたウェハの少なくともエッジ部分を表示す
るイメージを獲得するように配向された画像収集装置と を包含することを特徴とするシステム。
44. A system for analyzing a wafer for the absence of a portion of a wafer, the observation chamber, a wafer support member disposed within the chamber, and generating backside illumination radiation around an edge portion of the wafer. An illumination source and an image acquisition device oriented to capture an image displaying at least an edge portion of the wafer positioned on the wafer support member.
【請求項45】 請求項44に記載のシステムにおいて、前記照明源は実質
的にリング状パターンの照明用放射線を投射することを特徴とするシステム。
45. The system of claim 44, wherein the illumination source projects a substantially ring-shaped pattern of illuminating radiation.
【請求項46】 請求項44に記載のシステムにおいて、更に、前記ウェハ
の一部の不存在を検出するために前記獲得したイメージを分析し、該ウェハの一
部の不存在が検出された場合に警告を生成するプロセッサを包含することを特徴
とするシステム。
46. The system of claim 44, further comprising analyzing the acquired image to detect the absence of a portion of the wafer and detecting the absence of a portion of the wafer. A system comprising a processor for generating a warning in.
【請求項47】 ウェハの部分の不存在についてウェハを分析するシステム
であって、 観察チャンバと、 前記チャンバ内に配置されたウェハ支持部材と、 前記チャンバ内に前記ウェハ支持部材に隣接配置されたバックグラウンド表面
と、 前記ウェハ支持部材に位置決めされたウェハの少なくともエッジ部分を表示す
るイメージを、前記バックグラウンド表面に対向するウェハ支持部材の側から獲
得するように配向された画像収集装置と、 前記観察チャンバ内に照明用放射線を投射する照明源と、 前記観察チャンバ内に配置された照明シールドとを包含し、 前記照明シールドは、内部領域と外部領域とを区画しており、該照明シールド
は、前記照明用放射線が前記外部領域へ実質的に制限され且つ前記画像収集装置
の視野が実質的に前記内部領域に制限されるように配向されており、前記外部領
域は、前記照明用放射線が前記ウェハのエッジに隣接する前記バックグラウンド
表面の一部を照明して該ウェハエッジに対する後面照明放射線を提供するように
配置されている ことを特徴とするシステム。
47. A system for analyzing a wafer for the absence of a portion of a wafer, the observation chamber, a wafer support member disposed within the chamber, and a wafer support member disposed within the chamber adjacent to the wafer support member. An image acquisition device oriented to obtain an image displaying at least an edge portion of the wafer positioned on the background surface and the wafer support member from the side of the wafer support member facing the background surface; An illumination source for projecting illumination radiation into the observation chamber and an illumination shield arranged in the observation chamber are included, and the illumination shield defines an inner region and an outer region, and the illumination shield is , The illuminating radiation is substantially confined to the outer region and the field of view of the image acquisition device is substantially within the inner region. Oriented to be confined to a region, the outer region such that the illuminating radiation illuminates a portion of the background surface adjacent the edge of the wafer to provide backside illuminating radiation for the wafer edge. A system characterized by being placed in.
【請求項48】 請求項47に記載のシステムにおいて、前記照明シールド
は実質的に円錐形状をしており、該照明シールドは、実質的に円形の第1直径の
第1開口と実質的に円形の第2直径の第2開口とを有し、前記第2開口は、前記
照明源によって生成された照明用放射線が前記ウェハの上面に直接投射されない
が該ウェハのエッジに近接する前記バックグラウンド表面には投射されるように
、前記ウェハ支持領域に支持されたウェハのサイズより大きいサイズであること
を特徴とするシステム。
48. The system of claim 47, wherein the lighting shield is substantially conical in shape, the lighting shield being substantially circular with a substantially circular first diameter first opening. A second aperture of a second diameter, wherein the second aperture is not directly projected onto the upper surface of the wafer by the illuminating radiation produced by the illumination source, but is adjacent the edge of the wafer. A size larger than the size of the wafer supported in the wafer support area as projected onto the system.
【請求項49】 ウェハの部分の不存在についてウェハを分析するシステム
であって、 観察チャンバと、 前記チャンバ内に配置されたウェハ支持部材と、 前記ウェハ支持部材上に位置決めされたウェハの一側の後面照明を提供する手
段と、 前記ウェハの少なくともエッジ部分を表示するイメージを獲得するように配向
された画像収集装置とを包含し、 前記画像収集装置は、ウェハの断片がウェハの前記エッジ部分に存在していな
い場合、前記後面照明の一部を獲得する ことを特徴とするシステム。
49. A system for analyzing a wafer for the absence of a portion of the wafer, the observation chamber, a wafer support member disposed within the chamber, and one side of the wafer positioned on the wafer support member. Means for providing backside illumination, and an image acquisition device oriented to capture an image displaying at least an edge portion of the wafer, wherein the image acquisition device includes a wafer fragment at the edge portion of the wafer. A part of the backside illumination is acquired if not present in the system.
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