TW593977B

TW593977B - Microscope arrangement for inspecting a substrate

Info

Publication number: TW593977B
Application number: TW092112612A
Authority: TW
Inventors: Mandy Vogel; Martin Peiter
Original assignee: Infineon Technologies Ag
Priority date: 2002-05-21
Filing date: 2003-05-08
Publication date: 2004-06-21
Also published as: TW200401879A; US20050122578A1; DE50302381D1; EP1506446B1; EP1506446A1; US7035003B2; WO2003098311A1

Description

593977 TT"~~^ 年月日修正五、發明說明（1) ----- 4 本發明係有關檢查基板，特別是半導體晶圓、平板.或綦罩或標線之顯微裝置。 Α為了製造積體電路，如半導體晶圓、幕罩或標線係承二《刀別被敷塗、建構或重新模製之若干處理。執行這些 :里J間或之間’一方面可能使被形成於半導體或玻璃基 ^之結構被損壞，或另一方面因連續沉積於基板上而逐 ^ ^粒形成所造成不利雜質被偵測於基板上。為了偵測被 • 1之缺陷或形成於基板上之微粒，且可於偵測例中建立對k後被產生之基板之預防措施，及被定期實施於各處理間之缺陷及微粒之檢查。该檢查目的係分類微粒沉積或缺陷，藉以更精確調查各問題原因。該目的係達成進一步處理相關基板之決定。因此’例如應考慮清除步驟或完全排除基板。微粒或缺陷之分類需高解析度之顯微裝置。然而，以高f析度顯微鏡協助定期檢查包含基板上之所有結構，係將實質降低再製處理速度並導致成本增加。由於大部分微粒及缺陷可被宏觀偵測，也就是以目視或簡單目鏡協助，製造半導體產品或幕罩/標線之檢查步驟通常可被區分為兩子步驟： ^ ^ 一子步驟中，俗稱傾斜光檢查係被執行，也就是基板係藉由操作人員於傾斜入射光下透過包含一照明系統及一具有如放大鏡之目鏡之第一工作站之目鏡來觀察。若合適，目鏡包含一積體可逆放大。例如此例中，入射光入射基板表面之角度係因人而異。因為入射光以繞射階或鏡反射方向被基板反射’所以操作者特別可看見基板表面之微

593977 η j多正曰皇號9211㈣五、發明說明（2) 1編ί ^檢：第：步驟終止時’操作者以電子型式或.紙及其= ϊ = :詳賴測之微粒或缺陷類型，於包：：：：：f、為被編輯於第-子步驟之報告被評估位之位置1 ϊί 鏡之第二工作站之基板上微粒或缺陷格，所二ΐ 2執行傾斜光檢查期Γθ1並無精確座標方 & 負料本身即不精確且經常被錯誤影響。尊 ί =析度顯微鏡中之基板上微粒或缺陷之相關位置，同 ίΐίϋ操作者之顯微鏡對基準位置之主觀判斷。因此，置決疋必須再次被實施於此步驊中。基板ΐί，會產生報告中之資料轉換及從第―卫作站傳送至第一工作站必然增加時間消耗及成本及錯之缺點。找王千 -本lx月目的係藉由改善缺陷及微粒之檢查來改善如半體晶圓或幕罩/標線之基板製造處理之品質，並降低此目的所需之時間消耗及成本。 - 該目的係藉由檢查具有申請專利範圍第1項之基柘 j微裝置來達成。本發明進一步具優點之改進係申請專利範圍第2至6項。、集自依據本發明，檢查缺陷及微粒之先前被用於兩不同工作站之光學單元係被實施於共同單元。檢查基板之該裝置係包含一照明系統，依據較佳改進之用於檢查傾斜光^ 一目鏡’及用於分類缺陷及微粒之高解析度顯微鏡。依據本發明’該兩單元係被固定於該裝置之共同支架上。此例 _ "T處理基板之基板架係被配適至該支架’使其可沿著 593977 _ 案號 92112612 五、發明說明（3) 至少一座標方向移動顯微鏡亦包含用於移動該基板架之一裝置。例如為移動沿著滾輪上軌道運行之基板架之電動馬達。缺而，其他依據本發明之移動機構亦可構想’因為既存清除件’具有極低損耗之機構係為較佳。〃’、照明系統可於傾斜光檢查期間照明基板。其可盥照明顯微鏡之第二目視範圍之進一步照明系統區隔？盥目起’其界定-第-目視範圍’其中傾斜光檢查可^皮執仃。其較佳具有最小晶圓尺寸限度，使晶圓全表面可以目視檢查。第一目視範圍之空間深度係較佳為相同尺寸，目前為300公厘至約500公厘’藉以移除晶圓相對目視觀察者依據本發明’目鏡可為鏡碟片、放大鏡或僅具有些微 =度之透鏡系統。因為清除室條件之要求不斷增加，顯 :、置係較佳被-外殼包圍’藉此其内部污染微粒密度可 ^ =低’結果可產生俗稱之最小環境^然而，為促成目視 =查，本發明係提供一簡單鏡碟片，觀察者可透過其以顯喊裝置内之第一目視範圍來檢查該基板。兩解析度顯微鏡係與任意結構可被顯微鏡鮮明對比映射於其内之第二目視範圍相關。用於移動基板架之裝置，係藉由其可被用來不僅於第 :目視範圍内且於第-目視範圍中之第一位置及第二目視巳圍中之第二位置之間移動該基板架之事實來界定。目鏡具有一大直徑及一相當大焦距，使與顯微鏡相較見㈣t A陽:，於目鏡下亦具有大限度目視

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範圍。當目鏡僅包含無任何放大率之一鏡碟片時之例子，中，目視範圍亦可被如被顯示於實施例中之向下開啟盒之側蓋所限制。 "" 相對地，顯微鏡具有相當淺之視域範圍，所以相關第二^視範圍僅具些許限度。因為第二目視範圍被放置非常緊靠顯微鏡之物鏡，所以透過目鏡直接觀察被插入其中之基板會被顯微鏡本身物理限度阻礙。用於移動基板架之裝置，係具有優點地藉由第一及第二目視範圍被安排彼此鄰接或一個在上一個在下之方式安置目鏡及顯微鏡於支架上來解決此問題，且用於移動基板架之裝置可於各例中經由第一及第二目視範圍中之位置來移動後者。、 ^因此，傾斜光檢查及高解析度顯微鏡檢查之兩檢查，係可使用共同基板架被接續立即執行。因為基板不需被移除自基板架，基板於基板架上之指向對兩檢查係維持相同’所以指派微粒或缺陷至位置係可重製。兩檢查之時間或空間分離均不需編輯報告。相同操作者可執行立工作步驟。依據本發明，顯微裝置包含用於旋轉之一旋轉裝置及//或用於傾斜基板架之元件。該元件係對傾斜光檢&查被執行之第目視範圍具有優點。視基板上結構之校準，料由繞^被反射之光線如可透過目鏡或確實從此離開而被^ 射。藉此可偵測如基板上俗稱焦點之輕微缺陷。依據具優點改進，目鏡及顯微鏡之目視範圍彼此重疊。依據本發明，此產生目鏡及顯微鏡兩裝置各可以目視範圍實行清晰映射結構於基板上。若此重疊範圍因上述^ 593977 ^92112612__^ 五、發^^ ^-——- # 非常小，當留意針對微粒或缺陷被找出之位置時.，用於移動基板架之裝置來移動基板架再次立即找出 .，肩微鏡中之此位f。具優點地，此不需資料轉換。敌I依據本發明進一步改進，基板架可沿著從一目視範圍至另一目視範圍之座標方向，係平行於顯微鏡之光學該優點係移動基板時，顯微鏡之目視範圍中央之設定位置並不被移出其目視範圍。〜依據本發明，座標方向之指示並不被了解於基板架沿，被放置之長直線指向。相反地，基板架可沿著曲線被移松依據本發明進一步具優點改進，目鏡及顯微鏡之目視係彼此接續被安置，使基板架或基板被本質移動於其復定之平面。藉由用於移動基板架之裝置，基板架係具有優點地被配適於支架上使其可以三個互相獨立之方向被移動。經由兩目視範圍適當電腦控制移動基板架，此例中可特別具有優點地針對從宏觀至顯微檢查之轉變而橫越三因次曲線。、依據具優點改進，控制三因次移動之控制單元係被連接至顯微鏡之聚焦系統，使後者可被設定為從顯微鏡之光學器材之基板架傳送間隔的函數。為較佳理解起見，本發明現在以圖示協助參考兩實施更洋細解釋，其中：本發明之第一實施例係被描繪於第一圖。顯微裝置1 係包含一顯微鏡20，具有基板2上之結構被該顯微鏡$ 高對比映射其内之第-目視範圍2匕第-圖顯示

η 593977 ____案號 92112612__年月日_修正五、發明說明（6) 檢查期間之顯微裝置之狀態。針對此目的，停留於基板，架 40之基板2已被移除進入顯微鏡20之目視範圍21内。用於移動基板架40之裝置50可移動該基板架4〇。本實施例中，基板架4 0係沿著被垂直（z軸）校準於第一圖之顯微鏡2 〇之光學軸被移除。再者，為了微調顯微鏡2〇，基板架40亦可被移動於被基板2界定之平面中。此目的係藉由微馬達（無圖示）被提供於第一圖。亦被提供於此實施例之顯微裝置者係為進一步裝置，提供光轴方向中之微調來設定異於用於移動基板架之裝置50之基板架40之目視範圍之間之最適焦距。用於微調之移動裝置並不被設計用來移動目鏡1Q及顯微鏡2 0目視範圍之間之基板架4 〇。其僅有被設計用於顯微鏡20之微調之餘隙。顯微鏡20及目鏡1〇係被配適於支架30上。用於移動基板架4 0之裝置5 0係執行基板架4 0相對支架3 0之移動。如第二圖所示，用於移動基板架4〇之裝置5〇亦可接近被指定至目鏡10之第一目視範圍Π。目鏡1〇包括一簡單放大鏡。為了檢查傾斜光，顯微裝置1亦包含一照明系統丨2，藉由其協助基板架40上之基板2係被照明。基板2上之結構指向及放射光之入射角可藉由一傾斜裝置72及用於旋轉基板架之一裝置71而有所變化。通常’用於偵測在此為半導體晶圓之基板上之微粒或缺陷之檢查係首先開始於被描繪於第二圖之宏觀傾斜光檢查’依據偵測基板上之微粒之例子，如用於移動基板架4 〇之裝置50係被用來移動該基板於顯微鏡2〇之目視範圍21之方向。操作者認出被偵測微粒之位置，且可藉由χ-γ方向

第11頁 593977 案號 92112612 曰修正五、發明說明（7) # 適當移動基板架2來精確移動被發現於基板2上之微粒之，位置進入顯微鏡20之目視範圍21。其可將此攜出而不需從基板架40移除基板2。只要基板架40之位置仍然位於目視範圍11中，其亦可經由目鏡1 〇控制χ_γ方向移動之步驟。本發明之第二實施例係被描繪於第三及四圖。此實施例中，顯微鏡20及目鏡1〇係彼此接續被安置，且相對前例，其目視範圍並不彼此重疊。用於移動基板架4〇之裝置 50係被裝設在運行於支架30上之執道之滾輪上。因此，如第二及四圖所不，為了在目鏡1〇下之目視範圍丨丨中之顯微鏡20之目視範圍21檢查傾斜光，被照明系統12照明且停留於基板架40上之基板2係可藉由顯微控制被往返移動。除了裝置之簡化設計，被顯示於第三及四圖之此 :進-步優點，係操作者可更輕易移動基板2 1於各目視範圍U、21中之兩位置來存取它。通常，傾；光檢查係在顯微檢查之後首弁祜热二 y^ 针恶4成，、自无被執仃，但其亦可藉由此安置連，在返移動基板架4〇，依沾、^ 伙斤猎由裝置5 0可重新分類被偵測之各微粒。因為時間及人g # m服方法不可依據先前技術來實施。化費可此非…所以該 m2Ϊ適實施例之目鏡20上係為反射器99，其可保遵觀察者不承受來自照明糸線至基板上。 m統之輪射，亦可回復反射光

第12頁 593977 _案號92112612_年月曰修正_ 圖式簡單說明第一圖顯示顯微鏡檢查被實施時透過第一實施例之橫斷，面，第二圖顯示傾斜光檢查被實施時透過第一實施例之橫斷面，第三圖顯示顯微鏡檢查期間透過第二實施例之橫斷面，及第四圖顯示傾斜光檢查期間透過第二實施例之橫斷面。元件符號說明： 1 顯微裝置 2 基板 10目鏡

11目鏡之第一目視範圍 12 照明系統 2 0顯微鏡 21顯微鏡之第二目視範圍 30支架 40基板架 50用於移動基板架之裝置 71用於旋轉基板架之元件 72用於傾斜基板架之元件 99 反射器

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Claims

593977 ------ 案號92112612_生月 -a 絛正_ 六、申請專利範圍 1 一種顯微裝置（1)，用於檢查一基板（2)，包含， —目鏡（10)，用於找出在一第一目視範圍（11)中之一基板（2)之一表面上之一宏觀缺陷， —照明系統（1 2 )，用於照明該第一目視範圍（11)中之該基板，一顯微鏡（20)，用於高解析度呈現在一第二目視範圍 (21)中之該基板（2)該表面上之一截面，該目鏡（10)及該顯微鏡（20)係以該第一目視範圍（11) 及該第二目視範圍（2 1 )至少部分重疊之方式而彼此相對安置，一支架（30)，該顯微鏡（20)及該目鏡（10)係被固定其上，一基板架（40)，用於處理該基板（2)，其係被配置於該支架（30)上而使其可沿著至少一第一座標方向（z)移、動，一用於沿著該第一目視範圍（11)内之至少一第一位置及該第二目視範圍（21)内之一第二位置間之該座標方向移動該基板架（40)之裝置（50)，及用於旋轉之一裝置（71)及用於傾斜該基板架（4〇)之— 裝置（72)。 2 ·如申請專利範圍第1項之顯微裝置（1 )，其中該顯微鏡（20)具有一光學轴，及該基板架（40)可與該光學轴一致延該至少第一座標方向（z)移動。

593977 ____案號92l12fi12_年月日修正_ 六、申請專利範圍 ' " ^ 9 3·如申請專利範圍第1或2項之顯微裝置（1)，其中該目鏡 (1 0 )係包括可插入使用之一放大鏡。 4·如申請專利範圍第1或2項之顯微裝置（1)，係被下列界定： * 一外殼，至少該顯微鏡（20)或該基板架（40)、該苐— (11)及該第二目視範圍（21)係被安置於其中，及用於產生具有一已減少之污染微粒數之一室環境之裝置，該目鏡（10)於該外殼中形成一窗開口。 5·如申請專利範圍第3項之顯微裝置（1 )，係被下列界定：一外殼，至少該顯微鏡（20)或該基板架（40)、該第_ (11)及該第二目視範圍（21)係被安置於其中，及用於產生具有一已減少之污染微粒數之一室環境之震置，該目鏡（1 0 )於該外殼中形成一窗開口。 6· —種顯微裝置（1)，用於檢查一基板（2)，包含一目鏡（10)，用於找出在一第一目視範圍（11)中之一基板（2)之一表面上之一宏觀缺陷，一照明系統（1 2 )，用於照明該第一目視範圍（11)中之該基板，一顯微鏡（20)，用於高解析度呈現在一第二目視範圍 (21)中之該基板（2)該表面上之一截面，該目鏡（10)及該顯微鏡（20)係以該第一目視範圍（11) 及該第二目視範圍（21)至少部分重疊之方式而彼此相對安置，一支架（30)，該顯微鏡（20)及該目鏡（10)係被固定其

第15頁 593977 • __案號92112612 _年月日條正_ ^ 六、申請專利範圍上’ ，一基板架（4 0 )，用於處理該基板（2 )，其係被配置於該支架（30)上而使其可沿著至少一第一座標方向（z)移動，一用於沿著該第一目視範圍（1 1 )内之至少一第〆位置及該第二目視範圍（21 )内之一第二位置間之該座標方向移動該基板架（40)之裝置（50)，及用於旋轉之一裝置（71)。 7·如申請專利範圍第6項之顯微裝置（1)，其中該顯微鏡（20)具有一光學轴，及該基板架（40)可與該光學軸一致延該至少第 <座標方向（z )移動。 8 ·如申請專利範圍第6或7項之顯微裝置（1 )，其中該目鏡 (1 0 )係包括可插入使用之一放大鏡。 9·如申請專利範圍第6或7項之顯微裝置（1)，係被下列界定：一外殼，至少該顯微鏡（20)或該基板架（4〇)、該第一 (11)及δ玄第二目視範圍（21)係被安置於其中，及用於產生具有一已減少之污染微粒數之一室環境之裝置’該目鏡（1 〇 )於該外殼中形成一窗開口。 10·如申請專利範圍第8項之顯微裝置（丨），係被下列界定：一外殼，至少該顯微鏡（20)或該基板架（40)、該第 (11)及該第二目視範圍（21)係被安置於其中，及

第16頁 593977 -----案號92112612_年月曰倏正__ /、申清專利範圍用於產生具有一已減少之污染微粒數之一室環境之，裝置’該目鏡（1 0 )於該外殼中形成一窗開口。 U·—種顯微裝置（1)，用於檢查一基板（2)，包含一目鏡（10)，用於找出在一第一目視範圍（11)中之一基板（2)之一表面上之一宏觀缺陷，一照明系統（12)，用於照明該第一目視範圍（11)中之該基板，一顯微鏡（20)，用於高解析度呈現在一第二目視範圍 (21)中之該基板（2)該表面上之一截面，該目鏡（10)及該顯微鏡（20)係以該第一目視範圍（η) 及該第二目視範圍（21)至少部分重疊之方式而彼此相對安置，一支架（30)，該顯微鏡（20)及該目鏡（1〇)係被固定其上， /、一基板架（40)，用於處理該基板（2)，其係被配置於該支架（3 0 )上而使其可沿著至少一第一座標方向（z)移動，一用於沿著該第一目視範圍（1 1)内之至少一第一位置及該第二目視範圍（2 1)内之一第二位置間之該座標方向移動該基板架（40)之裝置（50)，及用於傾斜該基板架（40)之一裝置（72)。 1 2 ·如申請專利範圍第11項之顯微裝置（1 )，其中該顯微鏡（20)具有一光學軸，及該基板架（40)可與該光學軸一致延該至少第一座標方

第17頁 593977 -----象號92112612_年月口修正 _ 六、申請專利範圍向（Z)移動乂， 13·如申請專利範圍第11或12項之顯微裝置（1)，其中該目鏡（10)係包括可插入使用之一放大鏡。 1 4 ·如申請專利範圍第1 1或1 2項之顯微裝置（1 )，係被下列界定：一外殼，至少該顯微鏡（20)或該基板架（40)、該第一 (11)及該第二目視範圍（21)係被安置於其中，及用於產生具有一已減少之污染微粒數之一室環境之裝置，該目鏡（10)於該外殼中形成一窗開口。 1 5 ·如申請專利範圍第1 3項之顯微裝置（1 )，係被下列界定：一外殼，至少該顯微鏡（20)或該基板架（4〇)、該第一 (11)及該第一目視範圍（21)係被安置於其中，及用於產生具有一已減少之污染微粒數之一室環境之裝置，該目鏡（1 0 )於該外殼中形成一窗開口。

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