WO2011006688A1 - Vorrichtung und verfahren zur kanten- und oberflächeninspektion - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur kanten- und oberflächeninspektion Download PDF

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WO2011006688A1
WO2011006688A1 PCT/EP2010/055744 EP2010055744W WO2011006688A1 WO 2011006688 A1 WO2011006688 A1 WO 2011006688A1 EP 2010055744 W EP2010055744 W EP 2010055744W WO 2011006688 A1 WO2011006688 A1 WO 2011006688A1
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inspection
edge
wafers
wafer
lens
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PCT/EP2010/055744
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English (en)
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Inventor
Günther Wolf
Björn ZIMMER
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Hseb Dresden Gmbh
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/9501—Semiconductor wafers
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    • G01N21/9501—Semiconductor wafers
    • G01N21/9503—Wafer edge inspection

Definitions

  • the invention relates to an apparatus for edge and / or surface inspection for flat objects, in particular processed wafers, sawn wafers, broken wafers,
  • Angle of incidence falls on the object and is reflected from there in the direction of a provided in the inspection head lens parallel to the center axis thereof.
  • edges and edges of products are examined for defects by optical imaging techniques.
  • optical imaging techniques In the semiconductor and
  • Wafers are discs of semiconductor materials, ceramics or glass.
  • the edges of the wafers are tested completely or at least in large sections in certain applications. This test is called "edge inspection.” At the wafer edges, various defects are of interest.
  • the lateral resolution required for the recognition of the errors sought increases with the further development of general production technology.
  • the required resolution for edge inspection is 5 ⁇ m.
  • devices are desired that allow a high throughput during the inspection.
  • the aim is to get as many "chips" from a wafer as possible, so it is the endeavor to bring the production area of the wafer closer and closer to the edge, which increases the interest in edge testing, especially with the advent of immersion lithography Border area is important, where a used drop of water between the optics and the wafer is rolled over the edge area.
  • cells have an area of 100x100 mm 2 to 156x156 mm 2 .
  • Optically photographing systems are, for example, surface or line scan cameras.
  • Pointing sensors are For example, detectors for measuring the reflection of optical rays, microwaves or sound waves.
  • the wholly or partially flat inspection of wafers and other test pieces is also of far-reaching interest.
  • Optical edge and surface inspection systems often use macro lenses with a fixed magnification and fixed aperture settings.
  • Edge inspection system uses a bright field illumination device for illuminating a region of interest.
  • the light is directed to this area by means of beam splitters. From there, the light is reflected and passes through a beam splitter in the detector.
  • beam splitters only a small part of the light from the light source is used in the known arrangement.
  • Beam splitter reduces the usable light intensity by about 50%. Therefore, light sources with a particularly high radiance are required. This makes these systems costly. For some applications, it is necessary to hold the wafer only at the outer edge during the inspection. One such application is, for example, the investigation of both sides polished wafers. Another example is wafers structured on both sides, where the backside of the wafer is just as sensitive as the front side. It may be touched a maximum of a few millimeters at the edge. A system that fulfills this requirement is called "Edge-Grip-Systems.” Known Edge-Grip-Systems have to use the
  • Wafer to investigate the other side or at least for the inspection of previously covered by the holding systems parts of the wafer edge new or transfer.
  • the wafer is rotated so that the previously hidden part the edge can be inspected in a second step.
  • the interruption of the inspection and the additional handling of the wafer make these systems more error-prone and slow. This limits the throughput. Disclosure of the invention
  • the object is achieved in an arrangement of the type mentioned above in that the angle of incidence is not equal to 0 ° and the light generated by the light source is parallel to the center axis of the lens reflected.
  • the illumination optics may comprise an object-side mirror (64) arranged off-axis in front of the object surface, the reflective surface of which forms an angle with the object surface, which is selected so that the angle of incidence is not equal to 0 °.
  • the illumination optics or the beam impinging on the wafer is oriented so that the angle of incidence of the beam axis is not equal to 0 °.
  • This alignment can be done by the lighting itself or by an off-axis disposed in front of the object surface, object-side mirror.
  • An angle between 5 ° and 15 ° has proven to be advantageous. It is understood that the angle can also be larger or smaller.
  • the light beam of the bright field illumination arrangement impinges on the surface at an angle of incidence. At an angle of incidence, the angle between the incident
  • the light beam is applied to the surface of the object in the direction of a camera o.a. reflected parallel to the center axis of the lens. This is a direct reflection of the bright field light.
  • additional optical elements such as a beam splitter in the beam path before the
  • the illumination optics of the bright field illumination arrangement has a further mirror, which is arranged along the optical path in front of the object-side mirror.
  • the angle of incidence of the light beam can be kept low while at the same time having a compact design.
  • a small angle of incidence is desirable because it improves the imaging quality. Since the lens is tilted, the focal plane of the lens is not parallel to the lens
  • the arrangement according to the invention can be used particularly advantageously for the recording by means of line scan cameras.
  • the incidence of light occurs at an angle ⁇ .
  • the inclination takes place in the plane perpendicular to the longitudinal axis of the area detected by the line scan camera. This ensures that despite the beam inclination, the entire observation range is within the depth of field of the line sensor.
  • the image is taken without loss of contrast.
  • the arrangement according to the invention can also be used advantageously for recording by means of area cameras.
  • the depth of field can be adjusted by the known method according to Scheimpfiug. Then in high-resolution images, contrast losses due to the inclination of lighting and Imaging optics for the observation points with greater distance from the center line of the image avoided.
  • the camera sensor is positioned with an angle deviating from the perpendicular orientation to the imaging beam so that the path difference between object and objective caused by the oblique position of the objective for an off-axis region of the image results from an equally large path difference between the objective and the objective Camera sensor is added.
  • This means that the camera is tilted in the beam path so that its sensor is again in the inclined by the lens tilt image-side focal plane of the lens.
  • the entire observation area lies in the focus area of the figure.
  • the inspection head comprises a dark field illumination arrangement.
  • the dark field illumination edges are strongly emphasized. The use of a dark field arrangement therefore makes it easier to find
  • the dark field illumination arrangement comprises bulbs arranged in a circle around the object. This ensures that the region is optimally illuminated.
  • the all-round illumination allows the recognition of structures of any position and reduces the shadowing behind surveys.
  • the lighting means are formed by a plurality of light-emitting diodes.
  • Light-emitting diodes are inexpensive. Furthermore, light emitting diodes emit less heat than conventional luminaires with the same radiation intensity. For the image recording much light is particularly advantageous, because the exposure time is low. In contrast to the illumination with conventional luminaires, heating of the object surface when using light-emitting diodes is avoided. Light-emitting diodes usually do not fall suddenly out, but the light intensity decreases slowly. Increased diode current compensates for the decrease in intensity until replacement. The time to replace the bulbs can be controlled in contrast to the use of conventional lights.
  • an optical system for focusing the light of the LEDs is provided.
  • focusing the light of the LEDs one can better illuminate the area imaged by the camera. Areas that are not displayed need not be illuminated. It ensures that the light is optimally utilized when illuminating the object. With a higher light intensity on the subject, the exposure time can be shortened. The throughput is increased.
  • the lens is a video lens, which is arranged in Retroposition. Using a video lens instead of a macro lens is cheaper.
  • Image properties of a retro-fitted video lens are equivalent to those of a macro lens for the task at hand.
  • the beam path is formed in the present invention such that the distance between the object and the lens is smaller than the distance between the lens and the detector. This reverses the benefits of using a video lens in reverse
  • the video lens has a fixed focus distance and the
  • Magnification is adjustable by changing the distance of the lens from the object surface and the camera. Increasing the distance between the objective and decreasing the distance between the objective and the object leads to an enlargement of the imaging scale. While the use of macro lenses, the magnification is changed by replacing the lens, and thus incur additional costs, the optical system of the invention provides easy to different inspection situations customizable enlargements. Magnifications can be achieved whose factor is greater than two.
  • an iris diaphragm is provided on the inspection head. By changing the aperture of the iris diaphragm, the depth of field of the image can be adapted to the requirements. Thus, on rough surfaces, the depth of focus can be adjusted to achieve a sharp image over the entire vertical range.
  • the opening of the iris diaphragm is reduced to achieve a high depth of field. For very smooth surfaces only a small depth of field is required. In this case, the opening of the iris diaphragm can be increased to collect more light, thus saving exposure time or lamp intensity. For surfaces with low refiectivity, the iris diaphragm can be opened.
  • the camera is formed in the inspection head in the form of a line scan camera.
  • the edge is usually moved by rotation of the wafer under the camera.
  • Kante has found it sufficient for most inspection tasks to use a line scan camera. As a result, an edge processing is automatically created in a rectangular image as soon as a picture is taken, without having to subsequently delete computationally redundant picture elements or to assemble partial pictures. As the cost of camera sensors increases with area, the use of
  • Line scan cameras also cost-effective compared to surface cameras with comparable resolution.
  • the simpler solution of the depth-of-focus problem described above facilitates the construction and adjustment of a system with a line scan camera.
  • the illustrated aspects of the invention are also in connection with a
  • Such wafers require a so-called "edge grip" a significant contribution to the solution of this task is the simultaneous inspection of apex, front and back in a pick-up cycle without embracing or reloading the wafer as has been the prior art.
  • a holder for holding the objects is provided at its edge.
  • the device is suitable for inspection of wafers that are sensitive on both sides.
  • the holder is rotatable. This allows the wafers to be rotated so that the edge of the wafer is continuously moved under the camera.
  • a further inspection head is provided for backside inspection.
  • This back inspection head allows simultaneous inspection of the wafer back without the need to turn the wafer. This shortens the inspection and increases throughput.
  • an inspection head for apex inspection is provided in an advantageous embodiment of the invention, with the same time the front side of the edge can be added. This also happens without turning the wafer and also contributes to the increase in throughput.
  • support arms for supporting the object are provided in the edge region of the object, which are designed such that at least one support arm In particular, during the inspection process from the edge region is removable.
  • top and front views of the edge can be continuously imaged as the wafer rotates about its axis, the bottom of the wafer is partially obscured by support points on the object mount. Removal of the support arm from the inspection area just under observation allows the underside of the wafer edge to be continuously received during a 360 ° rotation of the wafer
  • sensor means for detecting the vertical edge position The sensors detect the vertical position of the wafer edge and generate a signal proportional to the vertical edge position.
  • sensor means are further provided for detecting the lateral edge position. Due to tolerances of the wafer diameter and the unavoidable filing inaccuracy of the wafer on the fixture, the position of the wafer edges relative to the inspection head may change during the inspection. Therefore, it is necessary for sensors to detect the lateral position of the wafer edge and generate a signal. Tracking of the lateral edge position is also required to maintain the sharpness condition of an optional Apex camera facing the wafer edge.
  • the inspection head is designed to be trackable in accordance with the signals of the sensor means.
  • these inspection heads of the wafer edge are tracked vertically. So that the images produced can image the desired area and the condition of the depth of field is always satisfied, these inspection heads of the wafer edge can also be tracked laterally.
  • An apex inspection head is tracked laterally to maintain the depth of field condition.
  • the inspection head is movable for example by means of a motor drive.
  • the control signal for tracking is generated from the signal edge sensors.
  • the object is achieved by a method by the steps: (a) placing an object on a holder (14) at defined support points,
  • steps mentioned can z.T. take place simultaneously.
  • steps d) to g) run simultaneously in an advantageous method.
  • the wafer for steps b) to g) can also be fixed.
  • the inspection head is readjusted during the rotation of the wafer. This ensures a consistently sharp image.
  • the method comprises that individual support points are released, so that the object edge is not obscured in the inspection of the back. This allows an inspection of the entire edge in a single pass. There is no interruption and reorientation of the wafer in a changed position.
  • the method comprises the use of light and / or dark field illumination. Since other defects are displayed more clearly depending on the type of illumination, it is advantageous to optimize the lighting in each case. This allows you to search separately for one or the other type of defect as well as for different ones at the same time.
  • Embodiments of the invention are the subject of the subclaims. An embodiment is explained below with reference to the accompanying drawings. The embodiment is implemented with respect to the edge inspection of objects. It is understood that in particular the aspects of the invention, which relate to the lighting, optics and detection arrangements can be used without restrictions for the surface inspection of surfaces.
  • FIG. 1 is a perspective view of a device for edge inspection with a wafer.
  • FIG. 2 shows the device from FIG. 1 without wafers.
  • FIG. 3 shows a detail of the device of Figure 1 in side view. 4 shows schematically the beam path of the bright field illumination arrangement.
  • Fig.5 shows the inspection head in section.
  • Fig. 6 is a perspective view of the inspection head.
  • FIG. 7 shows in perspective a device for edge inspection with sensors for detecting the edge position.
  • FIG. 1 shows an edge inspection system generally indicated at 10.
  • the edge inspection system 10 comprises an inspection head 12, a wafer holder 14 and a base plate 16. On the wafer holder 14 is a wafer 18.
  • the inspection head 12 is shown in Figure 5 in section.
  • the inspection head 12 comprises a camera 20, a lens 22, a tube 24 and a
  • a dark field illumination arrangement generally designated 28 is provided for dark field illumination.
  • the objective 22, the camera 20 and the tube 24 form a camera arrangement 27
  • Camera assembly 27 further includes a camera body 29.
  • a light-emitting diode (LED) 30 is provided in this embodiment.
  • LED light-emitting diode
  • an incandescent lamp or a diffused ring illumination is used.
  • a collimator 36 in the form of a lens is provided on the LED 30.
  • the light emitted by the light source 30 strikes a first, plane deflection mirror 40.
  • a diffuser 38 in the beam path between the collimator 36 and the deflection mirror 40 effects a uniform light distribution.
  • the lighting arrangement 26 has a housing 42. In the housing 42, the LED 30, the collimator 36 and the diffuser 38 are mounted.
  • the housing 42 is rotationally symmetrical about an optical axis 57.
  • the LED 30 is located at a closed end 44 of the housing 42.
  • the closed end 44 is closed with a disc 46.
  • the disc 46 has a diameter which is smaller than the inner diameter of the housing 42 at the closed end 44.
  • the disc 46 is fastened with screws 48 on the housing 42.
  • the disk 46 has a centered threaded hole 50.
  • An angle 52 is screwed with one end 54 with the disc 46.
  • the angle 52 has a second end which is bolted to the camera body 29.
  • the optical axes of the bright field illumination device 57 and the camera assembly 53 are parallel to each other.
  • a coupling ring 55 is provided on the housing 42 of the bright field illumination arrangement.
  • the coupling ring 55 has two screws with which it is attached to the housing 42.
  • a reflector holder 56 is provided at the coupling ring 55.
  • the Refiektorhalterung 56 consists of an angled sheet 56. The angle of the sheet 56 divides the sheet 56 a long part 58 and a short part 60. The long part 58 is screwed to the coupling ring 55.
  • the mirror 40 is attached on the short part 60.
  • the first mirror 40 is adjusted so that it redirects the light beam emerging from the bright field illumination system in a desired direction.
  • the light beam reflected by the first mirror 40 strikes a second object-side plane mirror 64.
  • the object-side mirror 64 is provided at the lower end of the camera housing 29.
  • the object-side mirror 64 is adjusted so that the light beam well illuminates the area of the wafer to be examined.
  • the light beam forms an acute angle with the surface normal, the angle of incidence ⁇ .
  • the light beam 102 is reflected by the surface of the wafer in such a way that the light beam passes through the objective 22 parallel to the optical axis 53 of the camera arrangement 20.
  • the directional vectors of the incident and reflected light beams 102 and 103 span a plane.
  • the spanned level is in examined area 100 perpendicular to the radius 105 of the wafer.
  • the input and the exit angle ⁇ of the light in this embodiment are each 5 °.
  • the mirrors 40 and 64 are formed as Vollfikieenapt with a reflectance that is above 90%.
  • the lens 22 forms the surface of the wafer 18 on the
  • the lens 22 is a video lens in
  • Length of the tube 24 the magnification can be easily adapted to other needs.
  • the focal point of the lens 22 thereby also changes. Due to the changed focus, both the distance between the lens and the surface as well as the
  • the lens contains an iris diaphragm in the beam path.
  • An iris diaphragm allows the adjustment of the depth of field.
  • the camera 20 is designed as a line camera.
  • the focal plane of the lens runs parallel to the sensor plane of the camera 20. Die
  • the dark field illumination arrangement 28 is arranged in a circle around the objective 22.
  • the dark field illumination arrangement 28 consists of eight light-emitting diodes 70. Each of these light-emitting diodes 70 has a focusing optics 72. The focus is adjusted so that the area 100 detected by the camera 20 is optimally illuminated. It is understood that instead of light-emitting diodes, other light sources can be used.
  • a gap 71 in the ring of light emitting diodes is provided for the second mirror 64.
  • the light of the dark field illumination device 28 strikes the wafer surface at an angle of incidence of approximately 50-60 °. It is understood that the angle can also be larger or smaller.
  • the line camera 20 is aligned along a diameter of the wafer 18.
  • FIG. 4 illustrates the method for carrying out the edge inspection.
  • a region of interest 100 on a wafer is illuminated by a light beam 102 at the angle of incidence ⁇ .
  • the light beam is from the surface 104 of the wafer reflected on the sensor 106 of the camera.
  • the region of interest 100 extends from an inner radius 108 to an outer radius 110.
  • the outer radius 110 of the region of interest lies a few pixels outside the wafer edge 112 to provide a reliable image of the reference wafer edge.
  • the camera 20 and the bright field illumination assembly 26 are provided on the inspection head 12.
  • the wafer 18 rotates about its axis of rotation 114 parallel to the surface normal 116.
  • the image of the sensor 106 of the line scan camera on the surface forms the region of interest.
  • the angle 118 between the surface normal and the optical axis of the camera assembly is equal to the angle of incidence ⁇ .
  • Incident beam 102 and reflected beam 53 form a plane perpendicular to a diameter of the wafer.
  • the line sensor 106 is aligned with its longitudinal axis parallel to a diameter of the wafer.
  • the observed region 100 is also parallel to a diameter of the wafer, so that the depth of focus only has to cover the small resulting tilting in the direction of movement.
  • Wafers are imaged the entire edge within a 360 ° turn of the wafer.
  • the result is a two-dimensional image representing the unrolled edge.
  • an area camera is provided. With the surface camera, the camera sensor is tilted against the beam axis 53 that the
  • a trigger synchronizes the rotation of the wafer with the image capture.
  • the inspection head can be positioned along the three spatial axes.
  • a corresponding motorized device 250 is shown in Fig.l
  • sensors are provided and shown in Fig.7.
  • the position of the edge can vary in two ways. On the one hand, along the axis of rotation of the wafer. This is a vertical sensor consisting of transmitter 256 and
  • the vertical sensor operates on the principle of a light curtain.
  • a control signal proportional to the vertical displacement of the wafer edge is generated.
  • This control signal is sent to a stepper motor in the device 250 sent in Fig.l.
  • the stepper motor feeds the inspection head so that the edge is back in the focus of the inspection head.
  • the distance between the edge and the axis of rotation can vary.
  • a lateral sensor system 252, 254 of transmitter and receiver is provided. This lateral sensor system 252 254 works as a light curtain. It captures the lateral position of the
  • 108 and 110 can also be provided by a sufficiently long line sensor. It is understood that said sensors 252, 254 and 256, 258 can also operate inductively, capacitively or with a combination of optical, inductive and capacitive. A mechanical sensor is also conceivable.
  • the wafer holder comprises eight assemblies 200, which are arranged radially on a rotatable plate 202.
  • Plate 202 has eight radial slots 204.
  • the structures 200 are mounted corresponding to these slots 204. As a result, the radial distance of the structures from the axis of rotation of the plate can be adjusted.
  • the structures 200 have plates 206 which point radially outward. At the outer ends, the sheets 206 have a taper 207. These form support arms 208. The wafer rests on these support arms 208 during the inspection.
  • Four mushroom pads 210, 212, 214, 216 serve as a clipboard of the wafer after an unillustrated robotic arm feeds the wafer to the inspection device.
  • the wafer holder 14 can by a mechanism
  • the pads 210, 212, 214, 216 may be designed to be movable and motorized in height.
  • FIG. 3 shows a support arm 208 as it is lowered and retracted once the inspection head examines this location on the edge of the wafer.
  • the wafer is still stable on seven of the eight superstructures.
  • a dashed line 260 indicates the radius to which, in the rest position, the structures 200 of the wafer partially obscure.
  • the support arm, which is located near the lens is retracted, so that the opening of the lens is no longer covered by one of the eight editions. If the wafer continues to rotate, the retracted support arm is returned to a position supporting the wafer.
  • up to three edge inspection heads are provided, with one inspection head inspecting the edge of the top of the wafer, one head inspecting the edge of the bottom of the wafer, and the third head frontally inspecting the wafer edge. It is understood that the device 10 also includes an inspection head for
  • Surface inspection may include.
  • the inspection is carried out as follows. A wafer is placed centered on the trays 210, 212, 214, 216. Thereafter, the wafer is picked up by lifting the wafer holder 14 from the support arms 208. A fixation of the wafer against slipping is generally not required, but can be done if necessary by a vacuum. A previously selected edge inspection program is loaded and started. The radial position of the wafer edge is determined by sensors. The or the Inspection heads are moved to the center of the wafer until the optimum focus point is reached. The wafer starts to spin. The line scan camera starts taking pictures of the edge. The recording of the images is synchronized with the rotation of the wafer through the position synchronized output of trigger pulses. The cameras are able to record the images with reference to the trigger pulses. A
  • Color correction when using color cameras is also known.
  • the images are stored in a computer. After a complete recording of the edge, the rotation is stopped.
  • the inspection head or heads are moved so that the wafer can be transported unhindered.
  • the wafer holder 14 is lowered and the wafer is thus deposited again on the supports 210, 212, 214, 216. Then the wafer is removed.
  • the support arms that obscure the lens will be retracted one at a time. After the corresponding support arm has passed the lens, it is extended again, so that the wafer rests again on all support arms.

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Abstract

Eine Vorrichtung zur Kanten- und/oder Oberflächeninspektion für flache Objekte, insbesondere bearbeitete Wafer, gesägte Wafer, gebrochene Wafer, Waferteilstücke und Wafer jeder Art auf Filmrahmen, Dies, Solarzellen, Displays, Glas- Keramik oder Metallproben sowie Stapel aus diesen Materialien, und andere Wafer oder Die- Konfigurationen mit einem Inspektionskopf (12) enthaltend eine Hellfeldbeleuchtungsanordnung (26) mit einer Lichtquelle und einer Beleuchtungsoptik zum Beleuchten des Objekts, wobei die Beleuchtungsoptik derart ausgebildet ist, dass von der Lichtquelles erzeugtes Licht unter einem Einfallswinkel ungleich 0° auf das Objekt fällt und von dort in Richtung auf ein in dem Inspektionskopf vorgesehenes Objektiv parallel zu dessen Mittenachse reflektiert wird. Weiterhin eine Kombination dieser Vorrichtung mit einer Halterung zur kompletten und allseitigen Aufnahme der Objektkante in einem Abfahren der Kante ohne dass Bereiche durch Stützelemente verdeckt werden, wobei das Objekt nur im Randbereich gehalten wird.

Description

Patentanmeldung
HSEB Dresden GmbH. Manfred-von-Ardenne-Ring 4. D-01099 Dresden
Vorrichtung und Verfahren zur Kanten- und Oberflächeninspektion
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kanten- und/oder Oberflächeninspektion für flache Objekte, insbesondere bearbeitete Wafer, gesägte Wafer, gebrochene Wafer,
Waferteilstücke und Wafer jeder Art auf Filmrahmen, Dies, Solarzellen, Displays, Glas- Keramik oder Metallproben sowie Stapel aus diesen Materialien mit einem Inspektionskopf enthaltend eine Hellfeldbeleuchtungsanordnung mit einer Lichtquelle und einer Beleuchtungsoptik zum Beleuchten des Objekts, wobei die Beleuchtungsoptik derart ausgebildet ist, dass von der Lichtquelles erzeugtes Licht unter einem
Einfallswinkel auf das Objekt fällt und von dort in Richtung auf ein in dem Inspektionskopf vorgesehenes Objektiv parallel zu dessen Mittenachse reflektierbar ist.
In verschiedenen Industriezweigen werden Kanten und Ränder von Produkten mit optischen, bildgebenden Verfahren auf Fehler untersucht. In der Halbleiter- und
Solarzellenindustrie sind dies unter anderem Wafer. Wafer sind Scheiben aus Halbleitermaterialien, Keramikmaterialien oder Glas. Die Ränder der Wafer werden in bestimmten Anwendungen komplett oder zumindest auf großen Teilabschnitten geprüft. Diese Prüfung nennt man„Edge Inspection". An den Waferkanten sind verschiedene Defekte von Interesse. Solche Defekte können Verunreinigungen durch Partikel,
Lackreste, Ätz- und Polierrückstände, usw. sein. Auch mechanische Defekte, wie Ausplatzungen, Risse, Mikrorisse und Kratzer treten auf. Schichtablösungen, sogenannte „Flakes" an den Schichträndern vor allem von Lacken, aber auch anderen Schichten, wie Oxiden, Nitriden, Hard-Masken, etc. treten ebenfalls auf. Weitere Defekte sind Unregelmäßigkeiten der Schichtränder, ungleichmäßiger Abstand der Schichtkante vom Waferrand, auch als schwankender„edge bead removal" (EBR) bezeichnet, sowie Buchten, Ausläufer, Risse, Ablösungen und schwankende oder falsche Böschungswinkel der Schichtränder.
Die für die Erkennung der gesuchten Fehler erforderliche laterale Auflösung steigt mit der Weiterentwicklung der allgemeinen Produktionstechnik. Typischerweise liegt die erforderliche Auflösung für die Kanteninspektion bei 5 μm. Gleichzeitig sind Geräte erwünscht, die einen hohen Durchsatz bei der Inspektion erlauben.
Ziel ist es, möglichst viele„Chips" aus einem Wafer zu erhalten. Es ist daher das Bestreben die Produktionsfläche des Wafers immer dichter an den Rand heranzubringen. Das steigert das Interesse für die Randprüfung. Insbesondere durch die beginnende Einführung der Immersions-Lithographie gewinnt der Randbereich an Bedeutung. Dabei wird ein verwendeter Wassertropfen zwischen Optik und Wafer über den Randbereich hinweg gerollt. Mit dem Wassertropfen werden Verunreinigungen leicht eingesammelt.
Analoge Aufgabenstellungen sind in anderen Industriezweigen zu lösen. In der Flat- Panel-Industrie sind die Displays in der Produktion auf Fehler zu prüfen. Auch hier werden Ränder komplett geprüft, um Verunreinigungen und mechanische Defekte zu erkennen. Für die Solarzellenindustrie spielen mechanische Randdefekte, beispielsweise
Ausplatzer und Mikrorisse, wegen der hohen Stressbelastung der großen Zellen im Laufe der Betriebsdauer eine besondere Rolle. Nach aktuellem Standard haben Zellen eine Fläche von 100x100 mm2 bis 156x156 mm2.
Gemeinsam sind allen diesen Anwendungen der Bedarf an schneller Prüfung, einer hohen Anzahl von in der Regel gleichartigen Prüflingen und der Einsatz von Sensoren zur Erzeugung von großflächigen Abbildungen der Prüflingskanten. Gleichartige Prüflinge sind je nach Anwendungen Wafer, Solarzellen, Displays, etc. Die großflächigen Abbildungen werden je nach Art des gesuchten Fehlers mit unterschiedlichen Anordnungen erzeugt. Optisch fotografierende Systeme sind beispielsweise Flächen- oder Zeilenkameras. Punktuell arbeitende Sensoren sind beispielsweise Detektoren zur Messung der Reflektion von optischen Strahlen, Mikrowellen oder Schallwellen.
Neben der dargestellten Kanteninspektion ist die ganz- oder teilweise flächige Inspektion von Wafern und anderen Prüflingen ebenfalls von weitreichendem Interesse.
Stand der Technik
Optisch arbeitende Inspektionssysteme für Kanten und Oberflächen verwenden häufig Makroobjektive mit einer festen Vergrößerung und festen Apertureinstellungen. Diese
Systeme ermöglichen keine Anpassung der Auflösung der aufgenommenen Bilder an die Bedürfnisse des Benutzers. Sie erlauben auch keine Anpassung der Tiefenschärfe an die Anforderungen zur Untersuchung des Wafers. Aus der WO 2008 152 648 A2 ist ein Kanteninspektionssystem bekannt. Das
Kanteninspektionssystem verwendet eine Hellfeldbeleuchtungseinrichtung zum Ausleuchten eines interessierenden Bereichs. Das Licht wird mittels Strahlteilern auf diesen Bereich gerichtet. Von dort wird das Licht reflektiert und gelangt durch einen Strahlteiler in den Detektor. Durch die Verwendung von Strahlteilern wird bei der bekannten Anordnung nur ein kleiner Teil des Lichts von der Lichtquelle genutzt. Jeder
Strahlteiler reduziert die nutzbare Lichtintensität um etwa 50%. Es sind daher Lichtquellen mit besonders hoher Strahldichte erforderlich. Das macht diese Systeme kostenintensiv. Für manche Anwendungen ist es nötig den Wafer während der Inspektion nur am äußeren Rand zu halten. Eine solche Anwendung ist beispielsweise die Untersuchung beidseitig polierter Wafer. Ein weiteres Beispiel sind beidseitig strukturierte Wafer, bei denen die Waferrückseite ebenso empfindlich wie die Vorderseite ist. Sie darf maximal wenige Millimeter an der Kante berührt werden. Ein System, welches diese Anforderung erfüllt nennt man „Edge-Grip-Systeme". Bekannte Edge-Grip-Systeme müssen den
Wafer zur Untersuchung der jeweils anderen Seite oder zumindest für die Inspektion der zuvor durch die Haltesysteme abgedeckten Teile der Waferkante neu fassen oder transferieren. Üblicherweise wird der Wafer gedreht, so dass der vorher verdeckte Teil der Kante in einem zweiten Schritt inspiziert werden kann. Das Unterbrechen der Inspektion und das zusätzliche Handling des Wafers machen diese Systeme fehleranfälliger und langsam. Dadurch wird der Durchsatz begrenzt. Offenbarung der Erfindung
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Inspektionssystem der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine Inspektion von Oberflächen und/oder Kanten bei hohem Durchsatz und gleichzeitig hoher Auflösung gewährleistet.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einer Anordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Einfallswinkel ungleich 0° ist und das von der Lichtquelle erzeugte Licht parallel zur Mittenachse des Objektivs reflektierbar ist. Die Beleuchtungsoptik kann einen außeraxial vor der Objektoberfläche angeordneten, objektseitigen Spiegel (64) umfassen, dessen reflektierende Oberfläche einen Winkel mit der Objektoberfläche bildet, welcher derart gewählt ist, dass der Einfallswinkel ungleich 0° ist. Die Beleuchtungsoptik bzw. der auf den Wafer auftreffende Strahl ist so ausgerichtet, dass der Einfallswinkel der Strahlachse ungleich 0° ist. Diese Ausrichtung kann durch die Beleuchtung selbst oder durch einen außeraxial vor der Objektoberfläche angeordneten, objektseitigen Spiegel erfolgen. Ein Winkel zwischen 5° und 15° hat sich als vorteilhaft erwiesen. Es versteht sich, dass der Winkel auch größer oder kleiner sein kann.
Der Lichtstrahl der Hellfeldbeleuchtungsanordnung trifft unter einem Einfallswinkel auf die Oberfläche. Unter einem Einfallswinkel wird der Winkel zwischen dem einfallenden
Lichtstrahl und der Oberflächennormalen verstanden. Der Lichtstrahl wird an der Oberfläche des Objekts in Richtung einer Kamera o.a. parallel zur Mittenachse des Objektivs reflektiert. Hierbei handelt es sich um eine Direkteinspiegelung des Hellfeldlichtes. Anders als beim Stand der Technik wird die Verwendung von zusätzlichen, optischen Elementen wie einem Strahlteiler im Strahlengang vor dem
Objektiv vermieden. Dies führt bei gleicher Strahldichte einer Lichtquelle zu einer höheren Lichtintensität auf der Oberfläche und damit in der Kamera. Je mehr Licht auf die Kamera trifft, desto kürzer ist die erforderliche Belichtungszeit. Kurze Belichtungszeiten erhöhen den Durchsatz. Alternativ erlauben kurze Belichtungszeiten die Reduzierung der erforderlichen Leistung der Lichtquelle. Ohne die Verwendung eines objektseitigen Spiegels ist der minimale Einfallswinkel baulich durch den Durchmesser des Objektivs begrenzt. Durch den Einfallswinkel ist der Ausfallswinkel festgelegt. Das Objektiv ist um einen Winkel, welcher dem Ausfallswinkel entspricht geneigt. Ein größerer Ausfallswinkel führt zu einer Begrenzung der erreichbaren Auflösung, da die ausnutzbare Schärfentiefe mit der Auflösung sinkt. Dies wird durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung vermieden. Vorteilhafterweise weist die Beleuchtungsoptik der Hellfeldbeleuchtungsanordnung einen weiteren Spiegel auf, welcher entlang des optischen Weges vor dem objektseitigen Spiegel angeordnet ist. Durch die Verwendung von zwei Spiegeln lässt sich der Einfallswinkel des Lichtstrahls bei gleichzeitig kompakter Bauweise gering halten. Ein kleiner Einfallswinkel ist erstrebenswert, weil dadurch die Abbildungsqualität verbessert wird. Da das Objektiv geneigt ist, liegt die Brennebene des Objektivs nicht parallel zur
Oberfläche. Nur ein Streifen des untersuchten Bereichs liegt in der Brennebene. Die Bereiche, die davon abweichende Abstände zum Objektiv aufweisen, liegen nicht mehr in der Brennebene. Wird dies durch eine größere Tiefenschärfe ausgeglichen, sinkt die Qualität der Aufnahmen. Durch kleine Einfallswinkel werden Reflektionen an Kanten reduziert. Dadurch lassen sich die Defekte, die mit der Hellfeldbeleuchtung abgebildet werden sollen, leichter erkennen.
Die erfindungsgemäße Anordnung ist besonders vorteilhaft für die Aufnahme mittels Zeilenkameras einsetzbar. Dabei erfolgt der Lichteinfall unter einem Winkel α. Die Neigung erfolgt dabei in der Ebene senkrecht zur Längsachse des von der Zeilenkamera erfassten Bereiches. Dadurch wird gewährleistet, dass trotz der Strahlneigung der gesamte Beobachtungsbereich innerhalb der Schärfentiefe des Zeilensensors liegt. Die Abbildung erfolgt ohne Kontrastverluste. Die erfindungsgemäße Anordnung kann jedoch ebenso vorteilhaft für die Aufnahme mittels Flächenkameras eingesetzt werden. Der Schärfentiefenbereich kann durch die bekannte Methode nach Scheimpfiug angepasst werden. Dann werden bei hochauflösenden Abbildungen Kontrastverluste durch die Neigung von Beleuchtung und Abbildungsoptik für die Beobachtungspunkte mit größerem Abstand von der Mittellinie der Abbildung vermieden. Bei der Methode nach Scheimpflug wird der Kamerasensor mit einem von der senkrechten Ausrichtung zum Abbildungsstrahl abweichenden Winkel so positioniert, dass die durch die Schräglage des Objektives verursachte Wegdifferenz zwischen Objekt und Objektiv für einen Off-Axis Bereich des Bildes durch eine gleich große Wegdifferenz zwischen Objektiv und Kamerasensor ergänzt wird. Das bedeutet, dass die Kamera im Strahlengang so geneigt wird, dass ihr Sensor wieder in der durch die Objektivschräglage geneigten bildseitigen Fokusebene des Objektivs liegt. Durch diese Anordnung kann gewährleistet werden, dass auch bei Flächenkameras die Vorteile der oben beschriebenen Direkteinspiegelung des Hellfeldlichtes genutzt werden können.
Gleichzeitig liegt das gesamte Beobachtungsgebiet im Schärfenbereich der Abbildung.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Inspektionskopf eine Dunkelfeldbeleuchtungsanordnung. Bei der Dunkelfeldbeleuchtung werden Kanten stark betont. Die Verwendung einer Dunkelfeldanordnung erleichtert daher das Auffinden von
Defekten mit einer Komponente senkrecht zur Objektoberfläche. Beispiele sind Staubpartikel, Kratzer, Ausplatzungen und Kanten. Eine zusätzliche Dunkelfeldbeleuchtungsanordnung am selben Inspektionskopf ermöglicht es mit wenig mehr Aufwand verschiedene Arten von Defekten besser sichtbar zu machen und zu unterscheiden.
Vorzugsweise umfasst die Dunkelfeldbeleuchtungsanordnung kreisförmig um das Objekt angeordnete Leuchtmittel. Dadurch wird gewährleistet, dass die Region optimal ausgeleuchtet wird. Die allseitige Beleuchtung ermöglicht die Erkennbarkeit von Strukturen beliebiger Lage und vermindert die Schattenbildung hinter Erhebungen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Leuchtmittel von einer Vielzahl von Leuchtdioden gebildet. Leuchtdioden sind kostengünstig. Weiterhin strahlen Leuchtdioden bei gleicher Strahlungsstärke weniger Wärme ab als konventionelle Leuchten. Für die Bildaufnahme ist viel Licht besonders vorteilhaft, weil dadurch die Belichtungszeit gering ist. Anders als bei der Beleuchtung mit konventionellen Leuchten wird eine Erwärmung der Objektoberfläche bei der Verwendung von Leuchtdioden vermieden. Leuchtdioden fallen gewöhnlich nicht plötzlich aus, sondern die Lichtstärke nimmt langsam ab. Durch einen erhöhten Diodenstrom lässt sich die Intensitätsabnahme bis zum Austauschen kompensieren. Der Zeitpunkt zum Austausch der Leuchtmittel lässt sich im Gegensatz zur Verwendung von konventionellen Leuchten steuern.
Vorteilhafterweise ist eine Optik zum Fokussieren des Lichts der Leuchtdioden vorgesehen. Durch Fokussieren des Lichts der Leuchtdioden kann man den von der Kamera abgebildeten Bereich besser ausleuchten. Bereiche, die nicht abgebildet werden, müssen nicht beleuchtet werden. Es wird gewährleistet, dass das Licht bei der Beleuchtung des Objekts optimal ausgenutzt wird. Bei einer höheren Lichtintensität auf dem Objekt kann die Belichtungsdauer verkürzt werden. Der Durchsatz wird erhöht.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Objektiv ein Videoobjektiv, welches in Retroposition angeordnet ist. Die Verwendung eines Videoobjektivs anstelle eines Makroobjektives ist kostengünstiger. Die
Abbildungseigenschaften eines Videoobjektives in Retrostellung sind mit denen eines Makroobjektivs für die vorliegende Aufgabe gleichwertig. Der Strahlengang ist bei der vorliegenden Erfindung derart ausgebildet, dass der Abstand zwischen Objekt und Objektiv kleiner ist als der Abstand zwischen Objektiv und Detektor. Dadurch werden die Vorzüge der Verwendung eines Videoobjektivs in umgekehrter Position
(Retroposition) mittels des angepassten Strahlengangs an die Geometrie der Anforderung ausgenutzt. Die optische Qualität des Videoobjektivs wird genutzt und die Abbildung wird verbessert. Vorteilhafterweise weist das Videoobjektiv einen festen Fokusabstand auf und die
Vergrößerung ist durch eine Änderung des Abstandes des Objektivs von der Objektoberfläche und der Kamera einstellbar. Eine Vergrößerung des Abstandes zwischen Objektiv und eine Verringerung des Abstandes von Objektiv und Objekt führt zu einer Vergrößerung des Abbildungsmaßstabes. Während bei der Verwendung von Makroobjektiven die Vergrößerung durch Austausch des Objektivs geändert wird, und somit zusätzliche Kosten entstehen, bietet die erfindungsgemäße Optik leicht an verschiedene Inspektionssituationen anpassbare Vergrößerungen. Es lassen sich Vergrößerungen erzielen, deren Faktor über zwei liegt. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Irisblende am Inspektionskopf vorgesehen. Durch die Veränderung der Apertur der Irisblende lässt sich die Tiefenschärfe der Abbildung an die Erfordernisse anpassen. So kann bei rauen Oberflächen die Tiefenschärfe derart angepasst werden, dass eine scharfe Abbildung über den gesamten vertikalen Bereich erreicht wird. Die Öffnung der Irisblende wird zum Erreichen einer hohen Tiefenschärfe verkleinert. Bei sehr glatten Oberflächen ist nur eine geringe Tiefenschärfe erforderlich. In diesem Fall kann die Öffnung der Irisblende vergrößert werden, um mehr Licht einzusammeln und so Belichtungszeit oder Lampenintensität zu sparen. Bei Oberflächen mit geringer Refiektivität kann die Irisblende geöffnet werden.
Dadurch steht an der Kamera mehr Licht zur Verfügung.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Kamera im Inspektionskopf in Form einer Zeilenkamera ausgebildet. Bei der Kanteninspektion eines runden Wafers wird die Kante zumeist durch Rotation des Wafers unter der Kamera bewegt. Für die Abbildung der
Kante hat es sich für die meisten Inspektionsaufgaben als ausreichend herausgestellt eine Zeilenkamera zu verwenden. Es wird dadurch bereits bei der Aufnahme automatisch eine Kantenabwicklung in ein rechteckiges Bild erstellt, ohne rechnerisch nachträglich redundante Bildelemente löschen oder Teilbilder zusammenfügen zu müssen. Da die Kosten von Kamerasensoren mit der Fläche steigen, ist die Verwendung von
Zeilenkameras auch kostengünstiger gegenüber Flächenkameras bei vergleichbarer Auflösung. Durch die einfachere Lösung des oben beschriebenen Tiefenschärfeproblems, werden Aufbau und Justage eines Systems mit Zeilenkamera erleichtert. Die dargestellten Aspekte der Erfindung werden jedoch auch in Verbindung mit einer
Flächenkamera vorteilhaft eingesetzt. Flächenkameras erfordern zwar für den Einsatz zur Kanteninspektion höhere Aufwände, erbringen aber ein völlig unverzerrtes Bild. Sie erleichtern somit in bestimmten Fällen die Auswertung von Texturen und Defektausprägungen.
Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zu schaffen, das den Durchsatz bei der Untersuchung von Kanten auch für solche Wafer erhöht, die nur am Rand unterstützt werden dürfen. Solche Wafer erfordern ein sogenanntes „Edge Grip". Einen wesentlichen Beitrag zur Lösung dieser Aufgabe bildet die gleichzeitige Inspektion von Apex, Vorder- und Rückseite in einem Aufnahmezyklus ohne ein Umgreifen oder Umladen des Wafers wie es bisher Stand der Technik ist. Dazu ist eine Halterung zum Haltern der Objekte an ihrem Rand vorgesehen. Damit eignet sich die Vorrichtung für die Inspektion von Wafern, die auf beiden Seiten empfindlich sind. Vorteilhafterweise ist die Halterung drehbar. Dadurch lassen sich die Wafer so rotieren, dass der Rand des Wafers kontinuierlich unter der Kamera bewegt wird.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein weiterer Inspektionskopf zur Rückseiteninspektion vorgesehen. Die Verwendung dieses Rückseiten-Inspektionskopfes erlaubt die gleichzeitige Inspektion der Waferrückseite, ohne dass der Wafer gewendet werden muss. Das verkürzt die Inspektion und erhöht den Durchsatz.
Weiterhin ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ein Inspektionskopf zur Apexinspektion vorgesehen, mit dem ebenfalls gleichzeitig die Stirnseite der Kante aufgenommen werden kann. Dies geschieht somit ebenfalls ohne Umwenden des Wafers und trägt ebenso zur Durchsatzerhöhung bei.
Um die gesamte Kantenbereich, insbesondere die Vorder-, Stirn- und Rückseite, wie beschrieben mit den Inspektionsköpfen simultan komplett aufnehmen zu können, sind im Kantenbereich des Objekts angeordnete Stützarme der Halterung zum Lagern des Objekts vorgesehen, welche derart ausgebildet sind, dass zumindest ein Stützarm insbesondere während des Inspektionsvorgangs aus dem Randbereich entfernbar ist.
Während sich die Oberseite und die Frontalansicht der Kante durchgehend bei einer Drehung des Wafers um seine Achse abbilden lassen, ist die Unterseite des Wafers durch die Auflagepunkte auf der Objekthalterung teilweise verdeckt. Das Entfernen des Stützarms aus dem gerade beobachteten Inspektions-Bereich, ermöglicht die durchgehende Aufnahme der Unterseite der Waferkante während einer 360° Drehung des
Wafers um seine Oberflächennormale. Da der Wafer nur auf einer begrenzten Zahl derartiger Stützarme aufgelegt werden kann, wird er zwischen den Auflagepunkten periodisch durchhängen. Außerdem sind durch prozessbedingte Spannungen im Wafer Abweichungen der Waferbiegung zu erwarten die nicht vollständig vorhersehbar sind. Weiterhin wird beim Entfernen des mindestens einen Stützarmes zum Zweck der ununterbrochenen Inspektion der Waferrückseitenkante ein verstärktes Durchhängen der Waferkante beobachtet. All diese Effekte führen dazu, dass mit einem solcherart kraftfrei gehalterten Wafer die Bedingung der Schärfentiefe für hochauflösende Abbildungen nicht ohne Korrekturmaßnahmen erfüllt werden kann. Es sind daher in einer vorteilhaften Ausgestaltung Sensormittel zum Erfassen der vertikalen Kantenposition vorgesehen. Die Sensoren erfassen die vertikale Position der Waferkante und erzeugen ein zur vertikalen Kantenposition proportionales Signal.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind weiterhin Sensormittel zum Erfassen der lateralen Kantenposition vorgesehen. Aufgrund von Toleranzen der Waferdurchmesser und der unvermeidlichen Ablageungenauigkeit des Wafers auf der Halterung kann sich die Position der Waferkanten relativ zum Inspektionskopf im Laufe der Inspektion verändern. Daher ist es notwendig, dass Sensoren die laterale Position der Waferkante erfassen und ein Signal erzeugen. Die Verfolgung der lateralen Kantenposition ist auch für die Einhaltung der Schärfenbedingung einer optional stirnseitig auf die Waferkante schauenden Apex -Kamera erforderlich.
Vorteilhafterweise ist der Inspektionskopf entsprechend der Signale der Sensormittel nachführbar ausgebildet. Um die Schärfenbedingung für Vorder- und Rückseiteinspektionskopf jederzeit zu gewährleisten, werden diese Inspektionsköpfe der Waferkante vertikal nachgeführt. Damit die erzeugten Bilder den gewünschten Bereich abbilden und die Bedingung der Schärfentiefe stets erfüllt ist, können diese Inspektionsköpfe der Waferkante auch lateral nachgeführt werden. Ein Apex- Inspektionskopf wird lateral zur Einhaltung der Schärfentiefgenbedingung nachgeführt. Der Inspektionskopf ist dafür beispielsweise mittels eines Motorantriebs bewegbar. Das Regelsignal zur Nachführung wird aus dem Signal Kantensensoren erzeugt.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einem Verfahren gelöst durch die Schritte: (a) Auflegen eines Objekts auf eine Halterung (14) an definierten Auflagepunkten,
(b) Laden eines Kanteninspektionsprogramms, (c) Positionieren des Inspektionskopfes,
(d) Rotation des Wafers,
(e) Aufnehmen von Bildern der Kante,
(f) Synchronisieren der Bildaufnahme mittels Triggersignalen,
(g) Speichern der Bilder auf einem Computer, und (h) Abtransportieren des Wafers.
Die genannten Schritte können dabei z.T. simultan erfolgen. Insbesondere laufen die Schritte d) bis g) in einem vorteilhaften Verfahren gleichzeitig ab. Optional kann der Wafer für die Schritte b) bis g) auch fixiert werden.
Das hier vorgestellt Verfahren bildet eine automatisierte Möglichkeit der Kanteninspektion. Da kein manuelles Eingreifen mehr erforderlich ist, erhöht sich der Durchsatz. Es hat sich herausgestellt, dass die Auflage des Wafers auf definierte Auflagepunkte für eine Vielzahl von Inspektionsaufgaben ausreichend ist. Eine flächige Auflage ist nur für besonders hohe Anforderungen nötig. Durch die Aufnahme der Daten während der Rotation entsteht ein zweidimensionales Bild, welches die abgerollte Kante darstellt. Bei festem Abstand eines Beschichtungsrandes vom Waferrand wird dieser Übergang als gerade Linie dargestellt. Unregelmäßigkeiten können leicht entdeckt werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird der Inspektionskopf während der Rotation des Wafers nachjustiert. Dadurch wird eine stets scharfe Abbildung zu gewährleistet. Vorteilhafterweise umfasst das Verfahren, dass einzelne Auflagepunkte freigegeben werden, so dass die Objektkante bei der Inspektion der Rückseite nicht verdeckt wird. Dadurch kann eine Inspektion der gesamten Kante in einem einzigen Durchlauf erfolgen. Eine Unterbrechung und Neuausrichtung des Wafer in einer geänderten Position entfällt.
Dadurch ist der Objektdurchsatz erhöht.
Vorteilhafterweise umfasst das Verfahren die Verwendung von Hell- und/oder Dunkelfeldbeleuchtung. Da je nach Beleuchtungsart andere Defekte deutlicher abgebildet werden, ist es vorteilhaft die Beleuchtung jeweils zu optimieren. Dadurch kann man sowohl getrennt nach der einen oder anderen Defektart suchen, als auch nach verschiedenen gleichzeitig.
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unter ansprüche. Ein Ausführungsbeispiel ist nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Das Ausführungsbeispiel ist mit Bezug auf die Kanteninspektion von Objekten ausgeführt. Es versteht sich, dass insbesondere die Aspekte der Erfindung, welche die Beleuchtung, Optik und Detektionsanordnungen betreffen ohne Einschränkungen für die flächige Inspektion von Oberflächen eingesetzt werden können.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Fig.1 ist eine perspektivische Darstellung einer Vorrichtung zur Kanteninspektion mit einem Wafer.
Fig.2 zeigt die Vorrichtung aus Fig.1 ohne Wafer.
Fig.3 zeigt einen Ausschnitt der Vorrichtung aus Fig.1 in der Seitenansicht. Fig.4 zeigt schematisch den Strahlengang der Hellfeldbeleuchtungsanordnung.
Fig.5 zeigt den Inspektionskopf im Schnitt. Fig.6 ist eine perspektivische Darstellung des Inspektionskopfs.
Fig.7 zeigt perspektivisch eine Vorrichtung zur Kanteninspektion mit Sensoren zur Detektion der Kantenlage.
Fig.8 ist eine Draufsicht in welcher die Bewegung der Stützarmen bei der
Inspektion verdeutlicht wird.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Figur 1 zeigt ein Kanteninspektionssystem das allgemein mit 10 bezeichnet ist. Das Kanteninspektionssystem 10 umfasst einen Inspektionskopf 12, eine Waferhalterung 14 und eine Basisplatte 16. Auf der Waferhalterung 14 befindet sich ein Wafer 18. Der Inspektionskopf 12 ist in Figur 5 im Schnitt dargestellt. Der Inspektionskopf 12 umfasst eine Kamera 20, ein Objektiv 22, einen Tubus 24 und eine
Hellfelfdbeleuchtungsanordnung 26 für eine Hellfeldbeleuchtung. Weiterhin ist eine allgemein mit 28 bezeichnete Dunkelfeldbeleuchtungsanordnung für eine Dunkelfeldbeleuchtung vorgesehen. Das Objektiv 22, die Kamera 20 und der Tubus 24 bilden eine Kameraanordnung 27. Die
Kameraanordnung 27 umfasst weiterhin ein Kameragehäuse 29.
Als Lichtquelle 30 der Hellfeldbeleuchtungsanordnung 26 ist in diesem Ausführungsbeispiel eine Leuchtdiode (LED) 30 vorgesehen. In einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel wird eine Glühlampe oder eine diffuse Ringbeleuchtung verwendet.
Für die Hellfeldbeleuchtung ist eine gleichmäßige Ausleuchtung erwünscht. Für die Erzeugung eines parallelen Strahlenganges ist ein Kollimator 36 in Form einer Linse an der LED 30 vorgesehen. Das von der Lichtquelle 30 emittierte Licht trifft auf einen ersten, planen Umlenkspiegel 40. Ein Diffusor 38 im Strahlengang zwischen Kollimator 36 und dem Umlenkspiegel 40 bewirkt eine gleichmäßige Lichtverteilung. Die Beleuchtungsanordnung 26 weist ein Gehäuse 42 auf. In dem Gehäuse 42 sind die LED 30, der Kollimator 36 und der Diffusor 38 montiert. Das Gehäuse 42 ist rotationssymmetrisch um eine optische Achse 57 ausgebildet. Die Leuchtdiode 30 befindet sich an einem geschlossenen Ende 44 des Gehäuses 42. Das geschlossene Ende 44 ist mit einer Scheibe 46 verschlossen. Die Scheibe 46 hat einen Durchmesser, welcher kleiner ist als der Innendurchmesser des Gehäuses 42 am geschlossenen Ende 44. Die Scheibe 46 ist mit Schrauben 48 am Gehäuse 42 befestigt. Die Scheibe 46 weist ein zentriertes Gewindeloch 50 auf. Ein Winkel 52 ist mit einem Ende 54 mit der Scheibe 46 verschraubt. Der Winkel 52 weist ein zweites Ende auf, welches mit dem Kameragehäuse 29 verschraubt ist. Die optischen Achsen der Hellfeldbeleuchtungsanordnung 57 und der Kameraanordnung 53 sind parallel zueinander. Am Gehäuse 42 der Hellfeldbeleuchtungsanordnung ist ein Überwurfring 55 vorgesehen.
Der Überwurfring 55 weist zwei Schrauben auf, mit denen er am Gehäuse 42 befestigt wird. An dem Überwurfring 55 ist eine Reflektorhalterung 56 vorgesehen. Die Refiektorhalterung 56 besteht aus einem gewinkelten Blech 56. Der Winkel des Blechs 56 unterteilt das Blech 56 einen langen Teil 58 und einen kurzen Teil 60. Der lange Teil 58 ist am Überwurfring 55 festgeschraubt. An dem kurzen Teil 60 ist der Spiegel 40 befestigt. Der erste Spiegel 40 ist so justiert, dass er den Lichtstrahl, der aus der Hellfeldbeleuchtungsanlage austritt, in eine gewünschte Richtung umlenkt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel trifft der vom ersten Spiegel 40 reflektierte Lichtstrahl einen zweiten, objektseitigen Planspiegel 64. Der objektseitige Spiegel 64 ist am unteren Ende des Kameragehäuses 29 vorgesehen.
Der objektseitige Spiegel 64 ist so justiert, dass der Lichtstrahl die zu untersuchende Stelle des Wafers gut ausleuchtet. Durch die Verwendung der zwei Spiegel 40, 64 bildet der Lichtstrahl einen spitzen Winkel mit der Oberflächennormalen, den Einfallswinkel α. Dies ist in Figur 4 illustriert. Der Lichtstrahl 102 wird von der Oberfläche des Wafers so reflektiert, dass der Lichtstrahl parallel zur optischen Achse 53 der Kameraanordnung 20 durch das Objektiv 22 tritt. Die Richtungsvektoren des einfallenden und des reflektierten Lichtstrahls 102 und 103 spannen eine Ebene auf. Die aufgespannte Ebene steht im untersuchten Bereich 100 senkrecht auf dem Radius 105 des Wafers. Der Ein- und der Ausfallswinkel α des Lichts betragen in diesem Ausführungsbeispiel jeweils 5°.
Die Spiegel 40 und 64 sind als Vollfiächenspiegel ausgebildet mit einem Reflexionsgrad, der über 90% liegt. Das Objektiv 22 bildet die Oberfläche des Wafers 18 auf die
Sensoroberfläche der Kamera 20 ab. Das Objektiv 22 ist ein Videoobjektiv in
Retroposition. Dies erlaubt eine scharfe Abbildung. Weiterhin kann durch Verändern der
Länge des Tubus 24 die Vergrößerung einfach an andere Bedürfnisse angepasst werden.
Der Fokuspunkt des Objektivs 22 ändert sich dadurch ebenfalls. Durch den geänderten Fokus müssen sowohl der Abstand zwischen Objektiv und Oberfläche als auch die
Beleuchtung angepasst werden.
Das Objektiv enthält eine Irisblende im Strahlengang. Eine Irisblende erlaubt die Einstellung der Tiefenschärfe. Die Kamera 20 ist als Zeilenkamera ausgebildet. Die Brennebene des Objektivs verläuft parallel zur Sensorebene der Kamera 20. Die
Brennebene bildet einen Winkel mit der Waferoberfläche. Die Tiefenschärfe ist so gewählt, dass auch die Randbereiche des zu untersuchenden Bereichs scharf abgebildet werden. Die Dunkelfeldbeleuchtungsanordnung 28 ist kreisförmig um das Objektiv 22 angeordnet. Die Dunkelfeldbeleuchtungsanordnung 28 besteht aus acht Leuchtdioden 70. Jede dieser Leuchtdioden 70 weist eine Fokussierungsoptik 72 auf. Der Fokus ist so eingestellt, dass die von der Kamera 20 erfasste Fläche 100 optimal ausgeleuchtet wird. Es versteht sich, dass statt Leuchtdioden auch andere Lichtquellen eingesetzt werden können. Ein Spalt 71 in dem Ring aus Leuchtdioden ist für den zweiten Spiegel 64 vorgesehen. Das Licht der Dunkelfeldbeleuchtungseinrichtung 28 trifft in einem Einfallswinkel von etwa 50-60° auf die Waferoberfläche. Es versteht sich, dass der Winkel auch größer oder kleiner sein kann. Die Zeilenkamera 20 ist entlang eines Durchmessers des Wafers 18 ausgerichtet.
Figur 4 illustriert das Verfahren zur Durchführung der Kanteninspektion. Ein interessierender Bereich 100 auf einem Wafer wird von einem Lichtstrahl 102 unter dem Einfallswinkel α ausgeleuchtet. Der Lichtstrahl wird von der Oberfläche 104 des Wafers auf den Sensor 106 der Kamera reflektiert. Der interessierende Bereich 100 reicht von einem inneren Radius 108 zu einem äußeren Radius 110. Der äußere Radius 110 des interessierenden Bereichs liegt einige Bildpunkte außerhalb der Waferkante 112, um eine sichere Abbildung der als Referenz genutzten Waferkante zu gewährleisten. Die Kamera 20 und die Hellfeldbeleuchtungsanordnung 26 sind am Inspektionskopf 12 vorgesehen.
Der Wafer 18 dreht sich um seine Rotationsachse 114 parallel zur Oberflächennormalen 116. Die Abbildung des Sensors 106 der Zeilenkamera auf die Oberfläche bildet den interessierenden Bereich. Der Winkel 118 zwischen Oberflächennormale und optischer Achse der Kameraanordnung ist gleich dem Einfallswinkel α. Einfallender Strahl 102 und reflektierter Strahl 53 bilden eine Ebene, die senkrecht auf einem Durchmesser des Wafers steht. Der Zeilensensor 106 ist mit seiner Längsachse parallel zu einem Durchmesser des Wafers ausgerichtet. Dadurch liegt auch der beobachtete Bereich 100 parallel zu einem Durchmesser des Wafers, so dass die Tiefenschärfe nur die kleine resultierende Verkippung in Bewegungsrichtung abdecken muss. Durch die Rotation des
Wafers wird innerhalb einer 360° Drehung des Wafers die gesamte Kante abgebildet. Es entsteht ein zweidimensionales Bild, welches die abgerollte Kante darstellt.
In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Flächenkamera vorgesehen. Mit der Flächenkamera wird der Kamerasensor so gegen die Strahlachse 53 geneigt, dass der
Schärfenbereich gemäß der Methode nach Scheimpflug auf die gesamte gegen den Strahl geneigte Fläche 100 vergrößert wird.
Ein Trigger synchronisiert die Drehbewegung des Wafers mit der Bilderfassung.
Der Inspektionskopf ist entlang der drei Raumachsen positionierbar. Eine entsprechende motorisierte Vorrichtung 250 ist in Fig.l gezeigt Dadurch kann eine Änderung der Lage der Kante ausgeglichen werden. Hierzu sind Sensoren vorgesehen und in Fig.7 dargestellt. Die Lage der Kante kann auf zwei Arten variieren. Einerseits entlang der Drehachse des Wafers. Dafür ist ein vertikaler Sensor bestehend aus Sender 256 und
Empfänger 258 vorgesehen. Der vertikale Sensor arbeitet nach dem Prinzip eines Lichtvorhanges. Es wird ein zur vertikalen Verschiebung der Waferkante proportionales Steuersignal generiert. Dieses Steuersignal wird an einen Schrittmotor in der Vorrichtung 250 in Fig.l gesendet. Der Schrittmotor führt den Inspektionskopf nach, so dass sich die Kante wieder im Fokus des Inspektionskopfes befindet. Andererseits kann der Abstand der Kante zu Drehachse variieren. Zur Erfassung der Kantenposition in dieser Richtung, ist ein laterales Sensorsystem 252, 254 aus Sender und Empfänger vorgesehen. Dieses laterale Sensorsystem 252 254 arbeitet als Lichtvorhang. Es erfasst die laterale Lage der
Kante relativ zum Inspektionskopf und steuert die Motoren entsprechend, so dass die Kannte immer an der gleichen Stelle im Bild auftaucht. Die vertikale Nachführung ist für die scharfe Abbildung hochauflösender Aufnahmen erforderlich. Für geringere Ansprüche kann ggf. auf sie verzichtet werden, ohne den Gedanken der Erfindung dadurch zu verlassen. Die laterale Nachführung ist für die scharfe Abbildung eines nicht dargestellten Kamerasystems zur Inspektion der Waferkanten- Stirnseite erforderlich und für die Gewährleistung, dass die Waferkante immer einige Bildpunkte vom Bildrand 110 innerhalb des aufgenommenen Bildes liegt. Für geringere Ansprüche oder fehlen der Apexabbildung kann auf sie verzichtet werden, ohne den Gedanken der Erfindung dadurch zu verlassen. Die Sicherung der Position der Waferkante 112 im Bild zwischen
108 und 110 kann auch durch einen ausreichend langen Zeilensensor erbracht werden. Es versteht sich, dass die genannten Sensoren 252, 254 und 256, 258 auch induktiv, kapazitiv oder mit einer Kombination aus optisch, induktiv und kapazitiv arbeiten können. Auch ein mechanischer Sensor ist denkbar.
Fig.2 erlaubt eine Sicht auf den Waferhalter 14. Der Waferhalter umfasst acht Aufbauten 200, die radial auf einer drehbaren Platte 202 angeordnet sind. Platte 202 weist acht radiale Langlöcher 204 auf. Die Aufbauten 200 sind korrespondierend zu diesen Langlöchern 204 angebracht. Dadurch lässt sich der radiale Abstand der Aufbauten von der Drehachse der Platte einstellen. Die Aufbauten 200 weisen Bleche 206 auf, welche radial nach außen weisen. An den äußeren Enden weisen die Bleche 206 eine Verjüngung 207 auf. Diese bilden Stützarme 208. Der Wafer liegt während der Inspektion auf diesen Stützarmen 208 auf. Vier pilzförmige Auflagen 210, 212, 214, 216 dienen als Zwischenablage des Wafers, nachdem ein nicht gezeigter Roboterarm den Wafer der Inspektionsvorrichtung zuführt. Der Waferhalter 14 kann durch eine Mechanik
211 angehoben werden. Dadurch liegt der Wafer 18 dann auf dem Waferhalter 14 auf. Nach erfolgter Inspektion wird der Waferhalter 14 wieder abgesenkt und der Roboterarm ergreift den Wafer und transportiert ihn ab. Alternativ können auch die Auflagen 210, 212, 214, 216 in der Höhe beweglich und motorisiert ausgebildet sein.
Der Wafer 18 liegt mit dem Randbereich auf den Stützarmen 208 der Aufbauten 200 auf. Der Kantenbereich der Unterseite ist deswegen nicht vollständig der Inspektion zugänglich. Fig.3 zeigt einen Stützarm 208, wie er abgesenkt und zurückgezogen wird, sobald der Inspektionskopf diese Stelle am Rand des Wafers untersucht. Der Wafer liegt immer noch stabil auf sieben der acht Aufbauten auf. In Fig.8 ist die Situation noch einmal aus der Aufsicht dargestellt. Eine gestrichelte Linie 260 zeigt den Radius an, bis zu dem in Ruheposition die Aufbauten 200 des Wafer partiell verdecken. Der Stützarm, der sich in der Nähe des Objektivs befindet ist zurückgezogen, damit ist die Öffnung des Objektivs nicht mehr durch eine der acht Auflagen verdeckt. Dreht sich der Wafer weiter, so wird der zurückgezogene Stützarm wieder in eine Position gebracht, in der sie den Wafer unterstützt. Durch das zurückziehen und wieder in Position bringen derjenigen Auflage, welche die Kante während der Aufnahme verdecken würde, ist gewährleistet, dass die gesamte Kante während einer einzigen 360° Drehung des Wafers untersucht werden kann. Durch die Verwendung von insgesamt acht Auflagen ist gewährleistet, dass der Wafer immer stabil aufliegt. Das Zurückziehen und in Position bringen der Auflagen kann durch Motoren oder mechanisch gesteuert werden. Eine Kalottenkontur eignet sich für die mechanische Steuerung.
In einer weiteren nicht gezeigten Ausgestaltung sind bis zu drei Kanteninspektionsköpfe vorgesehen, wobei ein Inspektionskopf die Kante der Oberseite des Wafers untersucht, ein Kopf die Kante der Unterseite des Wafers und der dritte Kopf die Waferkante frontal inspiziert. Es versteht sich, dass die Vorrichtung 10 auch einen Inspektionskopf zur
Oberflächeninspektion umfassen kann.
Die Inspektion erfolgt wie folgt. Ein Wafer wird auf die Ablagen 210, 212, 214, 216 zentriert aufgelegt. Danach wird der Wafer durch Anheben der der Waferhalterung 14 von den Stützarmen 208 übernommen. Eine Fixierung des Wafers gegen verrutschen ist im Allgemeinen nicht erforderlich, kann aber bei Bedarf durch ein Vakuum geschehen. Ein vorher ausgewähltes Kanteninspektionsprogramm wird geladen und gestartet. Die radiale Lage der Waferkante wird durch Sensoren bestimmt. Der oder die Inspektionsköpfe werden auf die Wafermitte zubewegt bis der optimale Fokuspunkt erreicht ist. Der Wafer beginnt sich zu drehen. Die Zeilenkamera startet die Aufnahme von Bildern der Kante. Die Aufnahme der Bilder ist mit der Drehung des Wafers durch die positionssynchronisierte Ausgabe von Triggerimpulsen synchronisiert. Die Kameras sind in der Lage die Bilder mit Referenz zu den Triggerimpulsen aufzunehmen. Eine
Farbkorrektur bei Verwendung von Farbkameras ist ebenfalls bekannt. Die Bilder werden in einem Computer gespeichert. Nach einer vollständigen Aufnahme der Kante wird die Drehbewegung gestoppt. Der oder die Inspektionsköpfe werden so verfahren, dass der Wafer ungehindert transportiert werden kann. Der Waferhalter 14 wird abgesenkt und der Wafer so wieder auf den Auflagen 210, 212, 214, 216 abgelegt. Dann wird der Wafer abtransportiert. Bei der Inspektion von Wafern auf der Rückseite, werden die Stützarme, welche das Objektiv verdecken würden einzeln zurückgezogen. Nachdem der entsprechende Stützarm das Objektiv passiert hat wird er wieder ausgefahren, so dass der Wafer wieder auf allen Stützarmen aufliegt.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Kanten- und/oder Oberflächeninspektion für flache Objekte, insbesondere bearbeitete Wafer, gesägte Wafer, gebrochene Wafer, Waferteilstücke und Wafer jeder Art auf Filmrahmen, Dies, Solarzellen, Displays, Glas- Keramik oder Metallproben sowie Stapel aus diesen Materialien, Die Waffle-Paks, Multichip-Module, wie MCMs, mit einem Inspektionskopf (12) enthaltend eine Hellfeldbeleuchtungsanordnung (26) mit einer Lichtquelle und einer Beleuchtungsoptik zum Beleuchten des Objekts, wobei die Beleuchtungsoptik derart ausgebildet ist, dass von der Lichtquelles erzeugtes Licht unter einem
Einfallswinkel auf das Objekt fällt und von dort in Richtung auf ein in dem Inspektionskopf vorgesehenes Objektiv reflektierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Einfallswinkel ungleich 0° ist und das von der Lichtquelle erzeugte Licht parallel zur Mittenachse des Objektivs reflektierbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsoptik einen außeraxial vor der Objektoberfläche angeordneten, objektseitigen Spiegel (64) umfasst, dessen reflektierende Oberfläche einen Winkel mit der Objektoberfläche bildet, welcher derart gewählt ist, dass der Einfallswinkel ungleich 0° ist.
3. Vorrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsoptik der Hellfeldbeleuchtungsanordnung einen weiteren Spiegel (40) aufweist, welcher entlang des optischen Weges vor dem objektseitigen Spiegel (64) angeordnet ist.
4. Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Inspektionskopf (12) zusätzlich eine Dunkelfeldbeleuchtungsanordnung (28) umfasst.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die
Dunkelfeldbeleuchtungsanordnung (28) allseitig um das Objekt angeordnete Leuchtmittel umfasst.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtmittel (28) von einer Vielzahl von Leuchtdioden (70) gebildet sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Optik (72) zum Fokussieren des Lichts der Leuchtdioden (70).
8. Vorrichtung zur Kanten- und/oder Oberflächeninspektion für flache Objekte, insbesondere bearbeitete Wafer, gesägte Wafer, gebrochene Wafer, Waferteilstücke und Wafer jeder Art auf Filmrahmen, Dies, Solarzellen, Displays, Glas- Keramik oder Metallproben sowie Stapel aus diesen Materialien, Die Waffle-Paks, Multichip-Module, wie MCMs, enthaltend einen Inspektionskopf (12) mit einer Hellfeldbeleuchtungsanordnung (26), welche eine Lichtquelle und eine
Beleuchtungsoptik zum Beleuchten des Objekts aufweist, wobei die Beleuchtungsoptik derart ausgebildet ist, dass von der Lichtquelles erzeugtes Licht unter einem Einfallswinkel auf das Objekt fällt und von dort in Richtung auf ein in dem Inspektionskopf vorgesehenes Objektiv parallel zu dessen Mittenachse reflektierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Objektiv ein Videoobjektiv ist, welches in Retroposition angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Videoobjektiv einen festen Fokusabstand aufweist und die Vergrößerung durch eine Änderung des Abstandes des Objektivs (22) von der Objektoberfläche und der Kamera (20) einstellbar ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Irisblende im Inspektionskopf (12) zur Einstellung des Tiefenschärfenbereichs.
11. Vorrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Kamera im Inspektionskopf in Form einer Zeilenkamera.
12. Vorrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Kamera im Inspektionskopf in Form einer Flächenkamera, wobei der Schärfentiefenbereich in Richtung der Strahlebene durch eine Anordnung nach der Methode nach Scheimpflug angepasst ist.
13. Vorrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Halterung zum Haltern der Objekte an ihrem Rand vorgesehen ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung drehbar ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch Sensormittel zum Erfassen der Kantenposition des Objekts.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der
Inspektionskopf entsprechend eines Signals der Sensormittel nachführbar ausgebildet ist.
17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Halterung mit mehreren im Kantenbereich des Objekts angeordneten Stützarmen zum Lagern des Objekts, welche derart ausgebildet sind, dass zumindest ein Stützarm insbesondere während des Inspektionsvorgangs aus dem Randbereich entfernbar ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere weitere Inspektionsköpfe zur Rückseiteninspektion oder zur Inspektion der Stirnseite der Objektkante vorgesehen sind.
19. Halterung für flache Objekte, insbesondere bearbeitete Wafer, gesägte Wafer, gebrochene Wafer, Waf erteilstücke und Wafer jeder Art auf Filmrahmen, , Solarzellen, Displays, Glas- Keramik oder Metallproben sowie Stapel aus diesen Materialien, zur Verwendung in einer Vorrichtung zur Kanten- und/oder
Oberflächeninspektion, gekennzeichnet durch mehrere im Kantenbereich des Objekts angeordnete Stützarme zum Lagern des Objekts, welche derart ausgebildet sind, dass zumindest ein Stützarm insbesondere während des Inspektionsvorgangs aus dem Randbereich entfernbar ist.
20. Verfahren zur Kanteninspektion von flachen Objekten, insbesondere bearbeitete Wafer, gesägte Wafer, gebrochene Wafer, Waf erteilstücke und Wafer jeder Art auf Filmrahmen, Dies, Solarzellen, Displays, Glas- Keramik oder Metallproben sowie Stapel aus diesen Materialien, Die Waffle-Paks, Multichip-Module, wie MCMs, gekennzeichnet durch die Schritte:
(a) Auflegen eines Objekts auf eine Halterung (14) an definierten Auflagepunkten, (b) Laden eines Kanteninspektionsprogramms,
(c) Positionieren des Inspektionskopfes,
(d) Rotation des Wafers,
(e) Aufnehmen von Bildern der Kante,
(f) Synchronisieren der Bildaufnahme mittels Triggersignalen, (g) Speichern der Bilder auf einem Computer, und
(h) Abtransportieren des Wafers.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Kantenposition durch Sensoren oder durch Verarbeitung der aufgenommenen Bilder erfasst wird.
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Inspektionskopf während der Rotation des Wafers nachjustiert wird.
23. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Wafer während der Rotation gegen Verrutschen auf der Halterung fixiert ist.
24. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Auflagepunkte freigegeben werden, so dass die Objektkante bei der Inspektion der Rückseite nicht verdeckt wird.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass
Hellfeld- und Dunkelfeldbeleuchtung zur Inspektion eingesetzt wird.
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