DE102004058126A1

DE102004058126A1 - Vorrichtung zur Inspektion der Vorder- und Rückseite eines scheibenförmigen Objekts

Info

Publication number: DE102004058126A1
Application number: DE102004058126A
Authority: DE
Inventors: Thomas Iffland; René Schenck
Original assignee: Leica Microsystems Jena GmbH; Leica Microsystems CMS GmbH
Current assignee: Leica Microsystems CMS GmbH; KLA Tencor MIE Jena GmbH
Priority date: 2004-12-02
Filing date: 2004-12-02
Publication date: 2006-06-08
Also published as: US20060119367A1

Abstract

Es ist eine Vorrichtung zur Inspektion der Vorder- und Rückseite (2, 3) eines scheibenförmigen Objekts (4) offenbart. Dabei besitzt eine Detektionseinheit (5) ein erstes Detektorelement (6) gegenüber der Vorderseite (2) und ein zweites Detektorelement (7) gegenüber der Rückseite (3) des scheibenförmigen Objekts (4). Ferner ist ein Mittel (8) vorgesehen, das eine Relativbewegung zwischen der Detektionseinheit (5) und dem scheibenförmigen Objekt (4) erzeugt, so dass eine Abbildung der Vorder- und der Rückseite (2, 3) des scheibenförmigen Objekts (4) erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Inspektion der Vorder- und Rückseite eines Halbleitersubstrats.

In der Halbleiterfertigung werden Wafer während des Fertigungsprozesses in einer Vielzahl von Prozessschritten sequentiell bearbeitet. Mit zunehmender Integrationsdichte steigen die Anforderungen an die Qualität der auf den Wafern ausgebildeten Strukturen. Es steigt somit auch das Erfordernis Defekte nicht nur auf der Vorderseite eines Wafers zu untersuchen sondern auch Defekte auf der Rückseite eines Wafers zu finden. Dabei ist die Vordereite eines Wafers diejenige Seite, auf der die verschiedenen Strukturen aufgebracht werden.

Das U.S. Patent 6,559,938 B1 offenbart eine Einrichtung zur simultanen Inspektion der Vorderseite und der Rückseite eines Wafers auf Defekte. Der Wafer liegt auf einer Tisch auf, der einer offenen Kanal aufweist, der in seiner Länge dem Durchmesser des Wafers entspricht. In dem Kanal bewegt sich ein Detektor, der somit von einem Teil des Wafer ein Bild aufnimmt. Um die gesamte Fläche des Wafers aufnehmen zu können ist der Wafer auf dem Tisch drehbar. Die Reibung zuwischen dem Tisch und dem Wafer ist durch entsprechende Luftlager vermindert. Eine gleichzeitige Aufnahme oder Inspektion der gesamten Fläche der Vorder- und der Rückseite des Wafers ist mit dieser Vorrichtung nicht möglich.

Das U.S. Patent 6,747,464 B1 offenbart einen Waferhalter, mit dem die Rückseite des Wafers beobachtet werden kann und an der Frontseite des Wafers Messungen angestellt werden können. Der Waferhalter findet bei Maschinen zur automatischen Untersuchung eines Wafers Anwendung. Der Waferhalter ist dabei derart gestaltet, dass die Frontseite und die Rückseite des Wafers nahezu vollständig von beiden Seiten zugänglich sind. Eine gleichzeitige Abbildung der Frontseite und der Rückseite des Wafers ist mit dem Waferhalter nicht möglich.

Die U.S. Patentanmeldung 2004/0087146 offenbart ein ringförmigen Waferhalter. Der Waferhalter besitzt einen Haltering für den Wafer und ist nach oben offen, so dass der Wafer von einer Seite vollständig inspiziert werden kann. Mit der anderen Seite ruht der Wafer auf einem Tragrahmen, der ein Inspektionsfenster ausgebildet hat, durch das ein Bruchteil der Seite des Wafer inspiziert werden kann, die auf dem Tragrahmen liegt. Eine gleichzeitige und vollständige Inspektion der Frontseite und der Rückseite des Wafers ist mir diesem Waferhalter nicht möglich.

Die deutsche Offenlegungsschrift DE 101 21 115 A1 offenbart eine Haltevorrichtung für einen Wafer. Die Haltevorrichtung besitzt zwei Greifer, die den Waferrand im geschlossenen Zustand teilweise umschließen. Die Vorder- und Rückseite des Wafers ist dabei nicht abgedeckt. Die Haltevorrichtung ist Schenkbar, so dass eine visuelle Inspektion der Rückseite des Wafers durch den Benutzer möglich ist.

Die deutsche Offenlegungsschrift DE 103 07 373 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Untersuchung von Halbleiterwafern unter Berücksichtigung des Die-/Saw-Designs. Es kann ein Bild des gesamten Wafers aus einer Vielzahl von Einzelbildern zusammengesetzt werden. Dabei wird die Größe des Bildfeldes der Kamera derart ausgewählt, dass das aktuelle Die-/Saw-Design berücksichtigt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung zu schaffen mit der eine gleichzeitige Inspektion oder Bildaufnahme der Vorder- und Rückseite eines scheibenförmigen Objekts möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Es ist von besonderen Vorteil, wenn die Vorrichtung zur Inspektion der Vorder- und Rückseite eines scheibenförmigen Objekts eine Detektionseinheit umfasst. Die Detektionseinheit besitzt dabei ein erstes Detektorelement gegenüber der Vorderseite des scheibenförmigen Objekts und ein zweites Detektorelement gegenüber der Rückseite des scheibenförmigen Objekts. Es ist ein Mittel vorgesehen, das eine Relativbewegung zwischen der Detektionseinheit und dem scheibenförmigen Objekt erzeugt, so dass eine Abbildung der Vorder- und der Rückseite des scheibenförmigen Objekts erfolgt.

Das scheibenförmige Objekt ein Wafer auf einem Halbleitersubstrat, oder auf einem Glassubstrat, oder eine Maske für die Lithographie, oder ein Flat – Panel – Display ist.

Ein Edge-Grip-System ist vorgesehen, das das scheibenförmige Objekt haltert. Das erste und das zweite Detektorelement ist eine Detektorzeile, mit integrierter Optik und einer integrierten Beleuchtung.

Das Mittel zum Erzeugen der Relativbewegung zwischen der Detektionseinheit und dem scheibenförmigen Objekt ist eine Verfahreinrichtung ist, wobei das erste und das zweite Detektorelement auf der Verfahreinrichtung befestigt sind, die das erste und das zweite Detektorelement, bei ortfesten scheibenförmigen Objekt, über und unter dem scheibenförmigen Objekt entlang bewegt.

Das erste und das zweite Detektorelement ist eine Detektorzeile mit integrierter Optik, wobei eine externe Beleuchtung für das flächige Objekt vorgesehen ist. Die Beleuchtung ist ortsfest ist und trifft als Streiflicht auf den Wafer.

Das erste und das zweite Detektorelement besitzen mindestens die Breite des flächigen Objekts.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand schematisch dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend beschrieben. Dabei zeigen:
1 eine schematische Draufsicht des Aufbaus der Vorrichtung zur gleichzeitigen Inspektion der Vorder- und der Rückseite eines scheibenförmigen Objekts;
2 eine schematische Seitensicht des Aufbaus der Vorrichtung zur gleichzeitigen Inspektion der Vorder- und der Rückseite eines scheibenförmigen Objekts;
3 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform eines Detektorelements für die Detektoreinheit;
4 eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform eines Detektorelements für die Detektoreinheit;
5 eine Seitenansicht der Detektorzeile; und
6 eine Seitensicht einer weiteren Ausführungsform des Aufbaus der Vorrichtung zur gleichzeitigen Inspektion der Vorder- und der Rückseite eines scheibenförmigen Objekts, wobei die Beleuchtung extern angeordnet ist.
1 zeigt eine schematische Draufsicht des Aufbaus einer Vorrichtung 1 zur gleichzeitigen Inspektion der Vorder- und der Rückseite 2, 3 (siehe 2) eines scheibenförmigen Objekts 4. In 2 ist die Seitenansicht des Aufbaus der Vorrichtung zur gleichzeitigen Inspektion der Vorder- und der Rückseite 2, 3 des scheibenförmigen Objekts 4 dargestellt. Es ist selbstverständlich, dass gleiche Bezugsziffern in den unterschiedlichen Figuren, gleiche Merkmale der Erfindung betreffen. Die Vorrichtung 1 umfasst eine Detektionseinheit 5. Die Detektionseinheit 5 umfasst ein gegenüber der Vorderseite 2 und ein gegenüber der Rückseite 3 des scheibenförmigen Objekts 4. Ferner ist ein Mittel 8 vorgesehen, das eine Relativbewegung zwischen der Detektionseinheit 5 und dem scheibenförmigen Objekt 4 erzeugt. Somit erzeugt die Detektioneinheit 5 (erstes Detektorelement 6 und zweites Detektorelement 7) eine Abbildung der Vorder- und der Rückseite 2, 3 des scheibenförmigen Objekts 4. Die Richtung der Relativbewegung ist in 1 mit einem Doppelpfeil 10 angedeutet. Das scheibenförmige Objekt 4, kann ein ein Wafer auf einem Halbleitersubstrat oder ein Wafer auf einem Glassubstrat, oder eine Maske für die Lithographie oder ein Flat – Panel – Dispaly ist. Ein ist vorgesehen, das das scheibenförmigen Objekt 4 haltert. Durch das Edge-Grip-System 11 ist die Vorder- und die Rückseite des scheibenförmigen Objekts 4 für die optische Inspektion zugänglich. Das erste Detektorelement 6 und das zweite Detektorelement 7 besitzen mindestens die Breite des scheibenförmigen Objekts 4. Das Mittel 8 zum Erzeugen der Relativbewegung zwischen der Detektionseinheit 5 und dem scheibenförmigen Objekt 4 ist eine Verfahreinrichtung, die z.B. als Schlitten ausgebildet sein kann. Das erste Detektorelement 6 und das zweite Detektorelement 7 sind auf der Verfahreinrichtung befestigt. Durch die Verfahreinrichtung wird das erste Detektorelement 6 und das zweite Detektorelement, bei ortfesten scheibenförmigen Objekt, simultan über bzw. unter dem scheibenförmigen Objekt 4 entlang bewegt.
3 ist eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform eines Detektorelements 6, 7 für die Detektoreinheit 5. Das Detektorelement 6, 7 hat im Wesentlichen eine lineare die Form. Bei der hier dargestellten Ausführungsform umfasst das Detektorelement 6, 7 mindestens eine Zeilenanordnung 15 von einzelnen Detektoren 20. Ebenso ist das Detektorelement 6, 7 mit einer Beleuchtung 18 versehen, die parallel zu der Zeilenanordnung 15 angeordnet ist. Die Beleuchtung 18 kann aus einer Reihenanordnung von mehreren Dioden 19 bestehen. Ebenso ist als Beleuchtung 18 ein geeignet dimensionierter Flächenstrahler denkbar.
4 eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform eines Detektorelements 6, 7 für die Detektoreinheit 5. Das Detektorelement 6, 7 hat im Wesentlichen eine lineare die Form. Links und recht von einer Zeilenanordnung 15 von einzelnen Detektoren 20 ist jeweils eine Beleuchtung 18 vorgesehen. Die Beleuchtung 18 kann aus einer Reihenanordnung von mehreren Dioden 19 bestehen. Ebenso ist als Beleuchtung 18 ein geeignet dimensionierter Flächenstrahler denkbar.
5 zeigt eine Seitenansicht des Detektorelements 6, 7. Dabei umfasst das erste und das zweite Detektorelement 6, 7, eine Zeilenanordnung 15 von Detektoren 20, die zumindest eine integrierte Optik 22 zur Abbildung der Vorder- und der Rückseite 2, 3 eines scheibenförmigen Objekts 4. Ferner kann, wie bereit in den 3 und 3 beschrieben, das erste und das zweite Detektorelement 6, 7 mit einer integrierten Beleuchtung 18 versehen sein.
6 zeigt eine Seitensicht einer weiteren Ausführungsform des Aufbaus der Vorrichtung zur gleichzeitigen Inspektion der Vorder- und der Rückseite 2, 3 eines scheibenförmigen Objekts 4, wobei die Beleuchtung 18 extern angeordnet ist. Die Beleuchtung 18 ist ortsfest angeordnet und sendet einen flächigen Lichtstrahl 25 aus, der streifend auf die Vorder- und die Rückseite 2, 3 des scheibenförmigen Objekts 4 fällt.

Claims

Vorrichtung zur Inspektion der Vorder- und Rückseite (2, 3) eines scheibenförmigen Objekts (4) dadurch gekennzeichnet, dass eine Detektionseinheit (5) ein erstes Detektorelement (6) gegenüber der Vorderseite (2) und ein zweites Detektorelement (7) gegenüber der Rückseite (3) des scheibenförmigen Objekts (4) aufweist, und dass ein Mittel (8) vorgesehen ist, das eine Relativbewegung zwischen der Detektionseinheit (5) und dem scheibenförmigen Objekt (4) erzeugt, so dass eine Abbildung der Vorder- und der Rückseite (2, 3) des scheibenförmigen Objekts (4) erfolgt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das scheibenförmige Objekt (4) ein Wafer auf einem Halbleitersubstrat ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das scheibenförmige Objekt (4) ein Wafer auf einem Glassubstrat ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das scheibenförmige Objekt (4) eine Maske für die Lithographie ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das scheibenförmige Objekt (4) ein Flat – Panel – Display ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Edge-Grip-System (11) ist vorgesehen, das das scheibenförmige Objekt (4) haltert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Detektorelement (2, 3) eine Detektorzeile, mit integrierter Optik (22) und einer integrierten Beleuchtung (18) ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (8) zum Erzeugen der Relativbewegung zwischen der Detektionseinheit (5) und dem scheibenförmigen Objekt (4) eine Verfahreinrichtung ist, wobei das erste und das zweite Detektorelement (6, 7) auf der Verfahreinrichtung (8) befestigt sind, die das erste und das zweite Detektorelement, bei ortfesten scheibenförmigen Objekt (4), über und unter dem scheibenförmigen Objekt (4) entlang bewegt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Detektorelement (6, 7) eine Detektorzeile mit integrierter Optik (22) umfasst und dass eine externe und ortsfeste Beleuchtung (18) für das flächige Objekt (4) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Detektorelement (6, 7) auf einer Verfahreinrichtung (8) befestigt ist, die das erste und das zweite Detektorelement (6, 7) über und unter den flächigem Objekt (4) entlang bewegt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtung (18) ortsfest ist und als Streiflicht auf das flächige Objekt (4) trifft.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Detektorelement (6, 7) mindestens die Breite des flächigen Objekts (4) aufweist.