DE102018105396A1

DE102018105396A1 - Vorrichtung und verfahren zur inspektion eines wafers

Info

Publication number: DE102018105396A1
Application number: DE102018105396.7A
Authority: DE
Inventors: Robert Friedemann; Sascha Winkler; Martin Engelhardt; Andreas Horn
Original assignee: SpA Software Entw GmbH; SpA SOFTWARE ENTWICKLUNGS GmbH; Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: SpA Software Entw GmbH; SpA SOFTWARE ENTWICKLUNGS GmbH; Ams Osram International GmbH
Priority date: 2018-03-08
Filing date: 2018-03-08
Publication date: 2019-09-12
Also published as: WO2019170843A2; WO2019170881A1

Abstract

Eine Vorrichtung zur, insbesondere automatischen, Inspektion eines insbesondere unstrukturierten Wafers (11), umfasst: einen Sensor (13), insbesondere Bilderfassungseinrichtung, zur Erfassung eines sich in einem Erfassungsbereich (15) des Sensors (13) befindenden Teilbereichs der Oberfläche (17) des Wafers (11),
wobei der Erfassungsbereich (15) und der Wafer (11) relativ zueinander bewegbar sind, so dass durch eine Relativbewegung zwischen Erfassungsbereich (15) und Wafer (11) jeder Bereich der Waferoberfläche (17) in den Erfassungsbereich (15) bringbar ist,
eine Steuerung (19), welche dazu ausgebildet ist, eine Anzahl von Defekten auf der Waferoberfläche (17) sowie die zu jedem Defekt (21) gehörenden Soll-Koordinaten, welche die Lage des Defekts (21) auf der Waferoberfläche (17) angeben, zu bestimmen, und die Relativbewegung zwischen Erfassungsbereich (15) und Wafer (11) derart zu steuern, dass nach und nach der Erfassungsbereich (15) an die Soll-Koordinaten jedes Defekts (21) der Anzahl von Defekten gelangt, um den jeweiligen Defekt (21) im Erfassungsbereich (15) zu erfassen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Inspektion eines Wafers.
Defekte auf Oberflächen von Wafern sind unerwünscht. Deren Auftreten bei der Herstellung eines auf einem Wafer basierenden Produkts soll vermieden werden. Defekte sind beispielsweise Verunreinigungen oder Strukturfehler in oder auf dem für die Herstellung von Produkten auf Wafern verwendeten Materialien.
Aus dem Stand der Technik sind Inspektionsanlagen bekannt, mittels denen Defekte auf einem Wafer detektiert werden können. Derartige Anlagen können die Defekte zusammen mit weiteren Angaben über die Defekte, wie etwa deren Position, deren Größe, usw., in einer sogenannten Defektdatenliste bereitstellen. Die Defektdatenliste kann zur weiteren Untersuchung eines Wafers eingesetzt werden.
Die Positionsangaben in einer derartigen Defektdatenliste können in Form von Koordinaten angegeben sein, wobei sich der Ursprung des Koordinatensystems an einem bestimmten Punkt auf dem Wafer befinden kann. Problematisch an einer solchen Defektdatenliste ist, dass die für die erfassten Defekte hinterlegten Koordinaten verhältnismäßig ungenau sein können. Dies ist insbesondere bei Defektdatenlisten der Fall, die sich auf unstrukturierte Wafer beziehen. Als unstrukturierter Wafer wird insbesondere ein Wafer angesehen, bei welchem noch keine lithographische Strukturierungsebene erzeugt wurde und auf den noch keine strukturbringende Fotoebene aufgebracht wurde.
Ursachen für Ungenauigkeiten in den Koordinaten können darin liegen, dass die Inspektionsanlagen einer dem jeweiligen eingesetzten Messprinzip und Aufnahmeverfahren entsprechenden systematischen und zufälligen Schwankung unterliegen, was Variationen innerhalb einer Anlage von bis zu einigen 100 µm und entsprechend größere Abweichungen zwischen unterschiedlichen Anlagen zur Folge haben kann.
Für eine nachgelagerte Inspektion und insbesondere für eine visuelle Analyse an einem Wafer wäre es wichtig, die Defekte auf einem Wafer auf eine genaue Weise lokalisieren bzw. anfahren zu können.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren zur Inspektion eines Wafers bereitzustellen, wobei eine genauere Lokalisierung der Defekte auf einer Oberfläche eines Wafers möglich sein soll.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 12 bzw. durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 16 bzw. durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 25 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur insbesondere automatischen Inspektion eines insbesondere unstrukturierten Wafers umfasst einen Sensor, wie etwa eine Bilderfassungseinrichtung, zur Erfassung eines sich in einem Erfassungsbereich des Sensors, insbesondere in einem Sichtfeld der Bilderfassungseinrichtung, befindenden Teilbereichs der Oberfläche des Wafers, wobei der Erfassungsbereich und der Wafer relativ zueinander bewegbar sind, so dass durch eine Relativbewegung zwischen Erfassungsbereich und Wafer jeder Bereich der Waferoberfläche in den Erfassungsbereich bringbar ist. Die Vorrichtung umfasst außerdem eine Steuerung, welche dazu ausgebildet ist, eine Anzahl von Defekten auf der Waferoberfläche sowie die zu jedem Defekt gehörenden, insbesondere vorgegebenen, Soll-Koordinaten, welche die Lage des Defekts auf der Waferoberfläche angeben, zu bestimmen, insbesondere auszuwählen, und die Relativbewegung zwischen Erfassungsbereich und Wafer derart zu steuern, dass nach und nach der Erfassungsbereich an die Soll-Koordinaten jedes Defekts der Anzahl von Defekten gelangt, um den jeweiligen Defekt im Erfassungsbereich zu erfassen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt es somit, insbesondere in automatisierter Art und Weise, Defekte auf der Waferoberfläche zu bestimmen bzw. auszuwählen und diese Defekte nach und nach anzufahren, so dass sie mittels des Erfassungsbereichs des Sensors erfasst werden können. Eine genaue Lokalisierung der Defekte kann somit erreicht werden.
Die Soll-Koordinaten der Defekte können vorgegebene Koordinaten sein, die die erwartete Position bzw. Lage eines jeweiligen Defekts auf der Waferoberfläche angeben. Die Soll-Koordinaten können insbesondere einer für einen jeweiligen Wafer erstellten Defektdatenliste entnommen werden. Die Soll-Koordinaten der Defekte können auch errechnete Koordinaten sein, an denen die Lage eines Defekts auf der Waferoberfläche erwartet wird, wenn die entsprechenden Koordinaten angefahren werden.
Die Steuerung kann dazu ausgebildet sein, anhand der Position eines jeweiligen im Erfassungsbereich erfassten Defekts die Ist-Koordinaten des jeweiligen Defekts zu bestimmen. Für die Defekte der Anzahl von Defekten können somit die tatsächlichen Koordinaten, also die Ist-Koordinaten, in Bezug auf ein Koordinatensystem, welches seinen Ursprung an einem bestimmten Punkt, beispielsweise auf der Waferoberfläche, hat, bestimmt werden.
Insbesondere geben die Ist-Koordinaten eines Defekts die von der Vorrichtung ermittelten Koordinaten des Defekts auf der Waferoberfläche an. Sie können daher im Rahmen der Messgenauigkeit als tatsächliche Koordinaten auf der Waferoberfläche angesehen werden. Als Soll-Koordinaten eines Defekts werden insbesondere diejenigen Koordinaten bezeichnet, die die Vorrichtung zum Anfahren eines jeweiligen Defekts verwendet. Ist-Koordinaten können daher zu Soll-Koordinaten werden, wenn diese von der Vorrichtung zum Anfahren eines Defekts verwendet werden. Mit Anfahren ist hier insbesondere gemeint, dass der Erfassungsbereich an die Soll-Koordinaten eines jeweiligen Defekts gelangt, um eine Erfassung des Defekts zu ermöglichen.
Ein im Erfassungsbereich liegender Defekt kann insbesondere mittels einer Bildverarbeitung erkannt werden. Dabei kann ein Defekt in einem mittels des Erfassungsbereichs erfassten Bildes der Waferoberfläche einen anderen Farb- oder Grauwert aufweisen als seine Umgebung. Dieser unterschiedliche Farb- oder Grauwert kann mittels der Bildverarbeitung erkannt und als Position des Defekts im Erfassungsbereich gewertet werden. Die so erfasste Position kann in Koordinatenwerte eines zweidimensionalen Koordinatensystems umgerechnet werden, wodurch die Ist-Koordinaten des Defekts bestimmt werden können.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich insbesondere zur Inspektion von unstrukturierten Wafern, ist aber auch für strukturierte Wafer einsetzbar. Der Sensor kann beispielsweise eine Bilderfassungseinrichtung mit einem Mikroskop aufweisen, mittels dem zum Beispiel die Defekte näher untersucht werden können. Insofern kann es sich bei dem Erfassungsbereich um ein Sichtfeld eines Mikroskopobjektivs handeln, mittels welchem die Oberfläche eines Wafers betrachtet wird. Der Erfassungsbereich bzw. das Sichtfeld ist normalerweise deutlich kleiner als die Waferoberfläche, so dass durch eine Relativbewegung zwischen Wafer und Erfassungsbereich jeder Bereich der Oberfläche in den Erfassungsbereich gelangen und betrachtet werden kann. Um Defekte auf der Oberfläche eines Wafers untersuchen zu können, ist es vorteilhaft, wenn diese genau angefahren werden können. Vor diesem Hintergrund ist eine genaue Kenntnis der tatsächlichen Koordinaten der Defekte in der Vorrichtung von Relevanz.
Wie vorstehend erwähnt wurde, kann bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Steuerung ausgebildet sein, um die Defekte der Anzahl von Defekten auf der Waferoberfläche zu bestimmen. Eine Bestimmung der Defekte kann in vorteilhafter Weise anhand von Informationen erfolgen, die über den Wafer z.B. mittels vorangegangener Messungen gewonnen wurden. Beispielsweise können Informationen über Defekte auf der Oberfläche eines unstrukturierten Wafers in einer Defektdatenliste, insbesondere in Form einer Datei, etwa im KLARF-Format, vorliegen, die mittels einer an sich bekannten Inspektionsanlage gewonnen wurden. Die Vorrichtung kann eine dem zu untersuchenden Wafer zugeordnete Defektdatenliste verwenden, um anhand dieser die Defekte der Anzahl von Defekten zu bestimmen bzw. auszuwählen.
Das Bestimmen der Defekte der Anzahl von Defekten kann somit durch Auswählen von Defekten aus einer Defektdatenliste erfolgen. Aus dieser können auch die Soll-Koordinaten der Defekte entnommen werden, da eine Defektdatenliste Angaben über die Positionen der Defekte auf der Waferoberfläche enthält.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt insbesondere eine Inspektion von Defekten auf Oberflächen von unstrukturierten Wafern und ermöglicht es dabei, z.B. die über eine Defektdatenliste bereitgestellten Koordinaten genauer zu bestimmen. Die Defekte lassen sich anhand der genauer bestimmten Koordinaten exakter anfahren und somit in verbesserter Weise in einen Erfassungsbereich, wie zum Beispiel den Sichtbereich eines Mikroskopobjektivs, bringen und zum Beispiel näher untersuchen.
Über die Defektdatenliste bereitgestellte Koordinaten können als Soll-Koordinaten für die auf der Oberfläche eines Wafers liegenden Defekte angesehen werden. Eine bestimmte bzw. ausgewählte Anzahl von Defekten auf der Waferoberfläche kann anhand der Soll-Koordinaten angefahren werden, so dass nach und nach jeder ausgewählte Defekt in den Erfassungsbereich gebracht werden kann. Anhand der Position eines jeweiligen Defekts im Erfassungsbereich können die Ist-Koordinaten in Bezug auf einen definierten Koordinatenursprung ermittelt werden. Die ermittelten Ist-Koordinaten können sodann z.B. zur Korrektur von Soll-Koordinaten von anderen Defekten aus der Defektdatenliste verwendet werden.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Steuerung dazu ausgebildet, die Defekte der Anzahl von Defekten und die dazugehörigen Soll-Koordinaten aus einer vorgegebenen Vielzahl von Defekten mit dazugehörigen Soll-Koordinaten auszuwählen. Insbesondere kann die Vielzahl von Defekten mit Soll-Koordinaten in einer dem zu untersuchenden Wafer zugeordneten Defektdatenliste bereitgestellt werden. Die vorgegebene Vielzahl von Defekten kann somit beispielsweise alle in einer Defektdatenliste erfassten Defekte umfassen. Von dieser Vielzahl von Defekten werden bevorzugt nicht alle Defekte ausgewählt, sondern nur eine Anzahl von Defekten. Dies hat den Vorteil, dass die Bestimmung der Ist-Koordinaten für die Defekte der Anzahl von Defekten schneller bewerkstelligt werden kann. Außerdem können Defekte ausgewählt werden, die ein bestimmtes Kriterium erfüllen, wodurch die Bestimmung der Ist-Koordinaten effizienter, einfacher und mit größerer Genauigkeit durchgeführt werden kann.
Die Steuerung kann dazu ausgebildet sein, in Abhängigkeit von - für die Defekte der Anzahl von Defekten ermittelten Ist-Koordinaten und vorzugsweise deren Soll-Koordinaten - neue Soll-Koordinaten für zumindest einen Defekt der Vielzahl von Defekten zu ermitteln. Bei diesem Defekt handelt es sich insbesondere um einen Defekt aus der Vielzahl von Defekten, der nicht der Anzahl von Defekten angehört und für den somit noch keine Ist-Koordinaten mittels des Sensors bestimmt wurden.
Die Steuerung kann insbesondere dazu ausgebildet sein, in Abhängigkeit von den für die Defekte der Anzahl von Defekten ermittelten Ist-Koordinaten und deren Soll-Koordinaten eine Korrekturvorschrift zu ermitteln, mittels der neue, korrigierte Soll-Koordinaten für wenigstens einen weiteren Defekt berechnet werden können.
Die Steuerung kann zum Beispiel für einen ersten Defekt und einen zweiten Defekt aus der Anzahl von Defekten einen ersten Differenzvektor zwischen den Soll-Koordinaten des ersten und zweiten Defekts ermitteln. Ferner kann die Steuerung einen zweiten Differenzvektor zwischen den Ist-Koordinaten des ersten und zweiten Defekts ermitteln. Die Steuerung kann sodann ermitteln, um welchen Streckungsfaktor der zweite Differenzvektor bzgl. des ersten Differenzvektors gestreckt bzw. gestaucht ist und um welchen Winkel der zweite Differenzvektor gegenüber dem ersten Differenzvektor gedreht ist. Ferner kann die Steuerung einen dritten Differenzvektor ermitteln, der die Differenz zwischen den Ist-Koordinaten und Soll-Koordinaten des ersten Defekts angibt. Aus den Soll-Koordinaten des ersten Defekts, dem dritten Differenzvektor und dem Streckungsfaktor und Winkel kann eine Korrekturvorschrift bestimmt werden, anhand der die zuvor gemessene Ist-Position des zweiten Defekts berechnet werden kann.
Der vorstehend beschriebene Vorgang kann für alle Paare von Defekten der Anzahl von Defekten durchgeführt werden. Dabei kann für jedes Paar ein entsprechender dritter Differenzvektor ermittelt werden, der die Differenz zwischen den Ist-Koordinaten und Soll-Koordinaten eines Defekts des jeweiligen Defektpaars angibt. Außerdem können aus den für das jeweilige Defektpaar bestimmten Soll- und Ist-Koordinaten der vorstehend erwähnte Streckungsfaktor und Winkel ermittelt werden.
Insbesondere kann anhand der so ermittelten Vielzahl an dritten Differenzvektoren, Streckungsfaktoren und Winkel eine Korrekturvorschrift, insbesondere unter Verwendung eines Gauß-Newton-Verfahrens, derart bestimmt werden, dass ausgehend von einem Defekt der Anzahl von Defekten und den z.B. aus der Defektdatenliste entnommenen Soll-Koordinaten eines weiteren Defekts neue Soll-Koordinaten für diesen weiteren Defekt bestimmt werden können. Die neuen Soll-Koordinaten liegen genauer an den tatsächlichen Ist-Koordinaten des weiteren Defekts, der somit in genauerer Art und Weise angefahren werden kann.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Steuerung dazu ausgebildet, die Defekte der Anzahl von Defekten aus bereitgestellten Informationen über eine Vielzahl von Defekten auf der Oberfläche des Wafers, insbesondere aus einer Defektdatenliste, in Abhängigkeit von wenigstens einem Kriterium auszuwählen, wobei die Informationen für jeden Defekt der Vielzahl von Defekten Angaben über die Soll-Koordinaten des jeweiligen Defekts und/oder über die Größe des jeweiligen Defekts umfassen.
Als Kriterium kann beispielsweise herangezogen werden, dass die Steuerung aus den bereitgestellten Informationen, insbesondere aus der Defektdatenliste, die 3 bis n (n>3) größten Defekte auswählt.
Bevorzugt ist die Steuerung dazu ausgebildet, die Defekte aus den bereitgestellten Informationen derart auszuwählen, dass es sich um freistehende Defekte handelt. Freistehende Defekte sind insbesondere Defekte, die für sich alleine im Erfassungsbereich erfasst werden können, also ohne dass ein weiterer zusätzlicher Defekt die Erfassung stört. Ein ausgewählter, freistehender Defekt kann somit als solcher im Erfassungsbereich identifiziert werden. Freistehende Defekte sind verhältnismäßig einfach zu identifizierende Bezugspunkt auf der Oberfläche eines Wafers. Außerdem ist eine eindeutige Zuordnung eines freistehenden Defekts zu dem entsprechenden Dateneintrag in einer Defektdatenliste möglich, während bei nicht freistehenden Defekten die Schwierigkeit bestehen kann, einen erfassten Defekt einem entsprechenden Dateneintrag in der Defektdatenliste eindeutig zuzuordnen.
Die Steuerung kann dazu ausgebildet sein, in Abhängigkeit von der Größe des Erfassungsbereichs freistehende Defekte aus den bereitgestellten Informationen, insbesondere aus der Defektdatenliste, zu identifizieren, die für sich alleine, also ohne einen weiteren Defekt, im Erfassungsbereich erfassbar sind.
Die Steuerung kann dazu ausgebildet sein, in Abhängigkeit eines Koordinatensystem, auf die sich die Soll-Koordinaten in den bereitgestellten Informationen beziehen, ein Muster mit einer Vielzahl von rechteckigen oder quadratischen, aneinander anstoßenden Rasterfeldern zu generieren, wobei jede Koordinate des Koordinatensystems einem Rasterfeld zugewiesen ist, und wobei die Steuerung ferner dazu ausgebildet ist, die Soll-Koordinaten jedes Defekts der Vielzahl von Defekten dem entsprechenden Rasterfeld zuzuordnen. Die Steuerung kann einen Defekt als freistehenden Defekt identifizieren, wenn dieser Defekt in einem Rasterfeld liegt, das von einer vorgegebenen Anzahl an Rasterfeldern umgeben ist, in welchen kein Defekt liegt.
Die Steuerung kann dazu ausgebildet sein, die Defekte aus den bereitgestellten Informationen in Abhängigkeit von der Defektgröße auszuwählen. In einer Defektdatenliste können beispielsweise große oder kleine Defekte identifiziert werden.
Die Steuerung kann dazu ausgebildet sein, die Defekte aus den bereitgestellten Informationen derart auszuwählen, dass sie eine Mindestgröße oder eine Maximalgröße aufweisen.
Die Steuerung kann dazu ausgebildet sein, die Defekte aus den bereitgestellten Informationen derart auszuwählen, dass deren Größe in einem Intervall liegt, das eine untere und obere Grenze für die Defektgröße vorgibt.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Steuerung dazu ausgebildet, die Defekte aus den bereitgestellten Informationen derart auszuwählen, dass die ausgewählten Defekte über die gesamte Oberfläche des Wafers verteilt sind. Die Defekte können somit z.B. derart ausgewählt werden, dass in jedem oder nahezu jedem Bereich der Oberfläche des Wafers zumindest ein ausgewählter Defekt liegt.
Die Steuerung kann auch dazu ausgebildet sein, dass sie Defekte auswählt, die an der Waferoberfläche auftreten. Defekte am Randbereich des Wafers können dadurch priorisiert werden.
Vorzugsweise ist die Steuerung dazu ausgebildet, einen Defekt der Anzahl von Defekten nicht weiter zur Bestimmung seiner Ist-Koordinaten zu verwenden, wenn dieser bei seinen Soll-Koordinaten nicht im Erfassungsbereich detektiert werden kann, oder wenn bei den Soll-Koordinaten des Defekts zwei der mehr Defekte im Erfassungsbereich des Sensors detektiert werden können. Eine fehlerhafte Erfassung von Ist-Koordinaten kann dadurch vermieden werden. Außerdem können Verwechslungen zwischen mehreren Defekten im Erfassungsbereich ausgeschlossen werden. Darüber hinaus kann eine eindeutige Zuordnung der ermittelten Ist-Koordinaten zu einem bestimmten Defekt erreicht werden.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung, die hierin auch in einem unabhängigen Anspruch beansprucht wird, ist die Steuerung dazu ausgebildet:

in einem ersten Durchgang eine erste Anzahl von Defekten aus bereitgestellten Informationen über eine Vielzahl von Defekten derart auszuwählen, dass die ausgewählten Defekte der ersten Anzahl von Defekten freistehende, große Defekte sind, wobei bevorzugt die Defekte der Anzahl von Defekten über die gesamte Oberfläche des Wafers verteilt sind,
unter Verwendung der Soll-Koordinaten der ausgewählten Defekte die Relativbewegung zwischen Erfassungsbereich und Wafer derart zu steuern, dass nach und nach der Erfassungsbereich an die Soll-Koordinaten jedes ausgewählten Defekts gelangt, anhand der Position des jeweiligen Defekts im Erfassungsbereich die Ist-Koordinaten des jeweiligen Defekts zu ermitteln,
in einem zweiten Durchgang eine zweite Anzahl von Defekten aus den Informationen derart auszuwählen, dass die ausgewählten Defekte der zweiten Anzahl von Defekten freistehende, kleine Defekte sind, wobei bevorzugt die Defekte der zweiten Anzahl von Defekten über die gesamte Oberfläche des Wafers verteilt sind,
unter Verwendung von neuen Soll-Koordinaten für die Defekte der zweiten Anzahl von Defekten die Relativbewegung zwischen Erfassungsbereich und Wafer derart zu steuern, dass nach und nach der Erfassungsbereich an die neuen Soll-Koordinaten jedes ausgewählten Defekts der zweiten Anzahl von Defekten gelangt, wobei die neuen Soll-Koordinaten in Abhängigkeit von den im ersten Durchgang ermittelten Ist-Koordinaten, und vorzugsweise auch in Abhängigkeit von den Soll-Koordinaten der im ersten Durchgang verwendeten Defekte, von der Steuerung ermittelbar sind bzw. ermittelt werden, und
anhand der Position des jeweiligen Defekts im Sichtfeld die Ist-Koordinaten des jeweiligen Defekts zu ermitteln.

Anhand der ermittelten Ist-Koordinaten und der Soll-Koordinaten der Defekte der im ersten Durchgang verwendeten Anzahl von Defekten kann, wie zuvor beschrieben, eine Korrekturvorschrift ermittelt werden, mittels der sich die neuen Soll-Koordinaten für die im zweiten Durchgang verwendeten kleinen Defekte genauer bestimmen lassen.
Anhand der ermittelten Ist-Koordinaten und der neuen Soll-Koordinaten der im zweiten Durchgang verwendeten kleinen Defekte kann wiederum eine Korrekturvorschrift bestimmt werden, mittels der neue Soll-Koordinaten eines bisher nicht berücksichtigen Defekts bestimmt werden können. Mittels dieser neuen Soll-Koordinaten lässt sich dieser Defekt genau anfahren und zum Beispiel im Rahmen einer visuellen Inspektion untersuchen.
Eine derartige Bestimmung von neuen Soll-Koordinaten für noch nicht angefahrene Defekte kann z.B. für alle näher zu untersuchenden Defekte in Abhängigkeit von den im zweiten Durchgang ermittelten Ist-Koordinaten und den ermittelten neuen Soll-Koordinaten bestimmt werden. Da im zweiten Durchgang kleine Defekte berücksichtigt werden, kann deren Ist-Position im Erfassungsbereich mittels einer Bilderkennung genau bestimmt werden, da durch die geringe Größe der Defekte Messabweichungen und Ungenauigkeiten in der Bilderkennung nur geringe Auswirkungen haben.
Die Vorrichtung ermöglicht somit eine genaue Anpassung zwischen den ursprünglichen Soll-Koordinaten von Defekten, wie sie zum Beispiel in einer Defektdatenliste bereitgestellt werden, und den realen Koordinaten der Defekte auf der Oberfläche eines Wafers. Nach einer derartig erfolgten Anpassung können die Defekte unter Ermittlung und Verwendung der neuen Soll-Koordinaten präzise angefahren und zum Beispiel mittig im Sichtfeld eines Mikroskops dargestellt werden. Eine genaue Untersuchung der Defekte, z.B. in Form einer manuell durchgeführten Inspektion, ist somit möglich. Aufgrund der genaueren Anfahrmöglichkeit können außerdem freistehende Defekte in verbesserter Weise identifiziert und von benachbarten Defekten unterschieden werden.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Sensor um eine Bilderfassungseinrichtung mit einem Mikroskop, wobei es sich bei dem Erfassungsbereich um ein Sichtfeld des Objektivs des Mikroskops handelt.
Bei der Vorrichtung kann der Erfassungsbereich relativ zum Wafer oder umgekehrt der Wafer relativ zum Erfassungsbereich bewegbar, insbesondere verfahrbar, sein. Der Wafer kann beispielsweise auf einem verfahrbaren Tisch eines Mikroskops oder einer anderen, insbesondere bildgebenden, Sensoreinrichtung angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Erfassungsbereich, bei dem es sich beispielsweise um das Sichtfeld des Objektivs eines Mikroskops handelt, über die Oberfläche des auf dem Objektivtisch liegenden Wafers bewegbar sein, sodass je nach Position des Sichtfelds unterschiedliche Ausschnitte der Waferoberfläche betrachtet werden können.
Die Vorrichtung kann eine Beladeeinrichtung zum Beladen der Vorrichtung mit dem Wafer aufweisen. Mit der Beladeeinrichtung kann der Wafer insbesondere in einer definierten Position auf eine Auflage, wie etwa den Objektivtisch, gebracht werden.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur, insbesondere automatischen, Inspektion eines insbesondere unstrukturierten Wafers, insbesondere in einer erfindungsgemäßen Inspektionsvorrichtung, mit den Schritten:

Bestimmen einer Anzahl von Defekten auf der Oberfläche des Wafers sowie von zu jedem Defekt gehörenden Soll-Koordinaten, welche die Lage des jeweiligen Defekts auf der Waferoberfläche angeben, und

Steuern einer Relativbewegung zwischen einem Erfassungsbereich eines Sensors, insbesondere ein Sichtfeld einer Bilderfassungseinrichtung, und dem Wafer derart, dass nach und nach der Erfassungsbereich an die Soll-Koordinaten jedes Defekts der Anzahl von Defekten gelangt, um den jeweiligen Defekt im Erfassungsbereich zu erfassen.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur, insbesondere automatischen, Inspektion eines insbesondere unstrukturierten Wafers, insbesondere in einer erfindungsgemäßen Inspektionsvorrichtung, bei dem
eine erste Anzahl von Defekten aus bereitgestellten Informationen über eine Vielzahl von Defekten auf einer Oberfläche des Wafers derart ausgewählt werden, dass die ausgewählten Defekte freistehende, große Defekte sind, welche vorzugsweise über die gesamte Oberfläche verteilt sind,
unter Verwendung von Soll-Koordinaten der ausgewählten Defekte eine Relativbewegung zwischen einem Erfassungsbereich eines Sensors, insbesondere ein Sichtfeld einer Bilderfassungseinrichtung, und dem Wafer derart gesteuert wird, dass nach und nach der Erfassungsbereich an die Soll-Koordinaten jedes Defekts gelangt,
anhand der Position des jeweiligen Defekts im Erfassungsbereich die Ist-Koordinaten des jeweiligen Defekts ermittelt werden,
eine zweite Anzahl von Defekten aus den Informationen derart ausgewählt werden, dass die ausgewählten Defekte freistehende, kleine Defekte sind, welche vorzugsweise über die gesamte Oberfläche verteilt sind,
unter Verwendung von neuen Soll-Koordinaten die Relativbewegung zwischen Erfassungsbereich und Wafer derart gesteuert wird, dass nach und nach der Erfassungsbereich an die neuen Soll-Koordinaten jedes Defekts der zweiten Anzahl von Defekten gelangt, wobei die neuen Soll-Koordinaten in Abhängigkeit von den ermittelten Ist-Koordinaten der Defekte der ersten Anzahl von Defekten ermittelt werden, und
anhand der Position des jeweiligen Defekts im Erfassungsbereich die Ist-Koordinaten des jeweiligen Defekts der zweiten Anzahl von Defekten ermittelt werden.
Die Erfindung betrifft auch:

ein System zur Datenverarbeitung umfassend Mittel zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
ein Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen, und einen computerlesbaren Datenträger, auf dem ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt gespeichert ist.

Die hierin beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren erlauben eine Inspektion von insbesondere unstrukturierten Wafern. Insbesondere können genaue Koordinaten von Defekten auf einer Oberfläche eines Wafers bestimmt werden. Diese Koordinaten erlauben ein genaues Anfahren der Defekte, um sie z.B. mittels eins Mikroskops näher untersuchen zu können. Die hierin beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können beispielsweise in Prozessen zur Herstellung von strukturierten Wafern, etwa für Halbleiteranwendungen oder zur Herstellung von LED Chips, zur Anwendung kommen.
Bei den untersuchten Wafern kann es sich um alle Arten, Materialtypen und Größen von insbesondere unstrukturierten Wafern handeln, z.B. 6 oder 8 Zoll Wafer, etwa aus Silizium.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen, jeweils schematisch,

1 ein Blockdiagramm einer Variante einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur automatischen Inspektion eines unstrukturierten Wafers,
2 eine Draufsicht auf einen Wafer unter einer Bilderfassungseinrichtung der Vorrichtung von 1,
3 eine weitere Draufsicht auf den Wafer von 2,
4 eine Illustration zur Ermittlung von neuen Soll-Koordinaten für einen Defekt,
5 ein Flussdiagramm einer Variante eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur automatischen Inspektion eines unstrukturierten Wafers,
6 ein Flussdiagramm einer weiteren Variante eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur automatischen Inspektion eines unstrukturierten Wafers, und
7 eine Illustration einer Variante zur Auffindung von freistehenden Defekten.

Die mit Bezug auf die 1 bis 4 näher beschriebene Vorrichtung zur insbesondere automatischen Inspektion eines unstrukturierten Wafers 11 umfasst einen Sensor 13, bei dem es sich um eine Bilderfassungseinrichtung handelt, zur Erfassung eines sich in einem Erfassungsbereich 15 (vergleiche 2 und 3) befindenden Teilbereichs einer Oberfläche 17 des unstrukturierten Wafers 11. Der Erfassungsbereich, bei dem es sich um das Sichtfeld 15 der Bilderfassungseinrichtung 13 handelt, und der Wafer 11 sind relativ zueinander bewegbar, sodass durch eine Relativbewegung zwischen dem Sichtfeld 15 und dem Wafer 11 jeder Bereich der Oberfläche 17 des Wafers 11 in das Sichtfeld 15 gebracht werden kann.
Die Vorrichtung umfasst eine Steuerung 19, die eine Anzahl von Defekten auf der Waferoberfläche 17 sowie die zu jedem Defekt gehörenden Soll-Koordinaten bestimmen kann (in den 2 und 3 sind zu Illustrationszwecken einige Defekte mit dem Bezugszeichen 21 markiert). Die Soll-Koordinaten eines jeweiligen Defekts 21 beschreiben die Lage des Defekts 21 auf der Waferoberfläche 17 und in Bezug auf einen definierten Koordinatenursprung, der sich zum Beispiel an einer Stelle auf der Waferoberfläche befinden kann.
Wafer-spezifische Informationen über eine Vielzahl von Defekten 21 auf der Oberfläche 17 des Wafers 11 sowie deren Soll-Koordinaten können der Vorrichtung mittels einer Defektdatenliste 23 bereitgestellt werden. Die Defektdatenliste 23 kann beispielsweise von einer aus dem Stand der Technik bekannten Inspektionsanlage erstellt worden sein, mit welcher der Wafer 11 zuvor inspiziert wurde. Die Defektdatenliste 23 kann beispielsweise im KLARF-Format vorliegen und in einen Speicher 25 der Vorrichtung geladen werden, sodass die Steuerung 19 auf die Defektdatenliste 23 zugreifen kann.
Das Bestimmen der Anzahl von Defekten durch die Steuerung 19 kann insbesondere dadurch erfolgen, dass die Steuerung 19 die Anzahl von Defekten aus der Defektdatenliste 23, zum Beispiel anhand eines Kriteriums oder anhand mehrerer Kriterien, aus der Vielzahl von Defekten 21, welche in der Defektdatenliste 23 erfasst sind, auswählt.
Die Bilderfassungseinrichtung 13 kann ein Mikroskop 31 aufweisen und bei dem Sichtfeld 15 kann es sich um das Sichtfeld eines Objektivs 27 des Mikroskops 31 handeln. Ferner kann der Wafer 11 auf einem Objekttisch 29 des Mikroskops 31 abgelegt sein, sodass dessen Oberfläche 17 mittels des Sichtfeldes 15 des Objektivs 27 betrachtet werden kann (vergleiche 2 und 3) .
Der Objekttisch 29 kann, gesteuert von der Steuerung 19, in einer horizontalen Ebene verfahrbar sein, sodass jeder Bereich der Oberfläche 17 des Wafers 11 in das Sichtfeld 15 gebracht werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann das Objektiv 27 in einer zur Oberfläche 17 parallelen Ebene verfahrbar sein, wodurch ebenfalls jeder Bereich der Oberfläche 17 des Wafers 11 von dem Sichtfeld 15 angefahren werden kann.
Der Objekttisch 29 und/oder das Objektiv 27 können auch in vertikaler Richtung verstellbar sein. Dadurch kann der Abstand des Objektivs 27 zur Oberfläche 17 des Wafers 11 verändert werden. Dies ist für die Einstellung des Fokus von Vorteil.
Die Steuerung 19 kann unter Verwendung der aus der Defektdatenliste 23 erhaltenen Soll-Koordinaten die Position des Sichtfelds 15 und/oder des Wafers 11 so steuern, dass nach und nach das Sichtfeld 15 an die Soll-Koordinaten jedes der ausgewählten Defekte 21 gelangt. Anhand der Position eines jeweiligen, im Sichtfeld 15 erfassten Defekts 21 kann die Steuerung die Ist-Koordinaten des jeweiligen Defekts 21 bestimmen. Dies kann durch eine Bildverarbeitung erfolgen, die ein aufgenommenes Bild des Sichtfelds 15 auf Defekte 21 untersucht. Ein Defekt weist in dem Bild gegenüber seiner Umgebung andere Farb- bzw. Grauwerte auf, wodurch die Bildverarbeitung einen Defekt in dem Bild erkennen und dessen Position ermitteln kann. Aus dieser Position kann die Steuerung sodann unter Berücksichtigung eines vorgegebenen Koordinatensystems die Ist-Koordinaten des Defekts 21 auf der Waferoberfläche 17 ermitteln. Die Bildverarbeitung kann in der Steuerung 19 oder der Bildaufnahmeeinrichtung 13 implementiert sein.
Die Vorrichtung kann an einem Wafer 11 insbesondere einen zweistufigen Prozess zum genauen Bestimmen der Koordinaten von Defekten 21 auf der Oberfläche 17 des Wafers 11 durchführen. Dazu wird die Vorrichtung zunächst mittels der Beladeeinrichtung 33 mit dem Wafer 11 beladen. Dabei wird der Wafer 11 in einer bestimmten Position und Ausrichtung auf dem Objekttisch 29 angeordnet. Die von einer anderen Anlage erzeugte Defektdatenliste 23 wird importiert und auf dem Speicher 25 abgespeichert.
Zum Auswählen einer Anzahl von Defekten 21 aus der Defektdatenliste 23 wird die Defektdatenliste 23 dahingehend analysiert, welche Defekte 21 möglichst freistehend sind und außerdem kann eine Filterung nach ihrer Größe, insbesondere bezüglich ihrer Ausdehnung in der Fläche, und optional auch nach der Defektart erfolgen.
Die Defekte 21 können unter Verwendung eines Kriteriums ausgewählt werden. Zum Beispiel werden in einer ersten Prozessstufe drei oder mehr der größten der freistehenden Defekte 21 aus der Defektdatenliste 23 ausgewählt. Freistehende Defekte sind dabei solche Defekte 21, die alleine, also ohne einen weiteren Defekt im Sichtfeld 15 liegen sollen. Ein freistehender Defekt 21 weist somit einen Mindestabstand zu seinen Nachbarn auf, der abhängig ist von der Größe des Sichtfelds 15. Es kann daher auch eine Abhängigkeit von dem eingesetzten Objektiv 27 und/oder der Fokuseinstellung vorliegen, da diese Auswirkungen auf die Sichtfeldgröße haben können.
Durch die Auswahl von freistehenden Defekten können Verwechslungen zwischen mehreren Defekten im Sichtfeld 15 ausgeschlossen werden, und es kann eine eindeutige Zuordnung eines im Sichtfeld 15 bei einer bestimmten Soll-Position aufgefundenen Defekts zu dem für die Soll-Position in der Defektdatenliste 23 angegebenen Defekt erreicht werden.
Die ausgewählten, freistehenden, großen Defekte 21 werden durch Bewegen des Objekttisches 29 und/oder Sichtfelds 15 nach und nach angefahren. Dazu werden die aus der Defektdatenliste 23 entnommenen Soll-Koordinaten verwendet.
2 zeigt die Stellung des Sichtfelds 15 an drei verschiedenen, nach und nach angefahrenen Positionen und somit bei drei ausgewählten Defekten 21. Da die Soll-Koordinaten von einer anderen Anlage ermittelt wurden und mit Messfehlern behaftet sein können, geben die Soll-Koordinaten aus der Defektdatenliste normalerweise nicht die exakte Position eines jeweiligen Defekts 21 auf der Oberfläche 17 des Wafers 11 an. Dies wird in 2 dadurch zum Ausdruck gebracht, dass die Defekte 21 nicht exakt in der Mitte eines Sichtfelds 15, bzw. allgemeiner eines Erfassungsbereichs, liegen. Dazu kommt, dass die Soll-Koordinaten nicht notwendigerweise die Position der Mitte des Defekts angeben, sondern sich auf irgendeine Stelle des Defekts beziehen. Ferner können Messfehler dazu führen, dass die Soll-Koordinaten sich auf eine Stelle außerhalb des Defekts beziehen. Dies kann ebenfalls zur Folge haben, dass der angefahrene Defekt 21 tatsächlich nicht in der Mitte oder sogar außerhalb des Sichtfelds bzw. Erfassungsbereichs 15 liegt.
Die Steuerung 19 kann derart ausgestaltet sein, dass sie die Größe eines Defekts 21 im Sichtfeld 15 erkennt. Es kann somit gewissermaßen eine Verifizierung stattfinden, ob ein angefahrener Defekt 21 tatsächlich dem Defekt aus der Defektdatenliste 23 entspricht, indem die Größe des angefahrenen Defekts 21 mit der in der Defektdatenliste 23 angegebenen Größe verglichen wird.
Erkennt die Steuerung 19 bei den angefahrenen Soll-Koordinaten eines freistehenden Defekts 21 im Sichtfeld 15 keinen oder mehr als einen Defekt 21, so wird dieser Defekt übersprungen und es wird gleich der nächste ausgewählte Defekt 21 angefahren.
Die Steuerung 19 ist derart ausgestaltet, dass sie anhand der Position des jeweiligen Defekts 21 im Sichtfeld 15 und unter Verwendung eines vorgegebenen, definierten Koordinatensystems der Vorrichtung auf die tatsächliche Position des Defekts 21 zurückrechnen kann, wodurch die Ist-Koordinaten des jeweiligen Defekts bestimmt werden können. Die Ist-Koordinaten des jeweiligen Defekts 21 können auf dem Speicher 25 gespeichert werden.
Die Steuerung hat somit im ersten Durchgang für die ausgewählten, großen Defekte die Soll-Koordinaten aus der Defektdatenliste 23 erhalten und die Ist-Koordinaten bestimmt.
4 zeigt illustrativ die Positionen eines ersten Defekts mit den Soll-Koordinaten S1 und den Ist-Koordinaten I1 und eines zweiten Defekts mit den Soll-Koordinaten S2 und den Ist-Koordinaten I2 auf der Oberfläche 17.
Die Steuerung 19 kann einen ersten Differenzvektor D1 zwischen den Soll-Koordinaten S1, S2 des ersten und zweiten Defekts ermitteln. Ferner kann die Steuerung 19 einen zweiten Differenzvektor D2 zwischen den Ist-Koordinaten I1, I2 des ersten und zweiten Defekts ermitteln. Die Steuerung 19 kann ermitteln, um welchen Streckungsfaktor der zweite Differenzvektor D2 bzgl. des ersten Differenzvektors D1 gestreckt bzw. gestaucht ist, und um welchen Winkel der zweite Differenzvektor D2 um den ersten Differenzvektor D1 gedreht ist. Ferner kann die Steuerung 19 einen dritten Differenzvektor D3 ermitteln, der die Verschiebung bzw. die Differenz zwischen den Ist-Koordinaten I1 und Soll-Koordinaten S1 des ersten Defekts angibt.
Aus den Soll-Koordinaten S1 des ersten Defekts, dem dritten Differenzvektor D3, dem Streckungsfaktor und dem Winkel kann eine Korrekturvorschrift bestimmt werden, anhand der die (zuvor gemessene) Ist-Position I2 des zweiten Defekts berechnet werden kann.
Der vorstehend beschriebene Vorgang kann für alle Paare von Defekten der Anzahl von Defekten durchgeführt werden. Dabei kann für jedes Paar ein entsprechender dritter Differenzvektor ermittelt werden, der die Differenz bzw. Verschiebung zwischen den Ist-Koordinaten und Soll-Koordinaten eines Defekts des jeweiligen Defektpaars angibt. Außerdem können aus den für das jeweilige Defektpaar bestimmten Soll- und Ist-Koordinaten der vorstehend erwähnte Streckungsfaktor und Winkel ermittelt werden.
Anhand der so ermittelten Vielzahl an dritten Differenzvektoren, Streckungsfaktoren und Winkel kann eine Korrekturvorschrift, z.B. unter Verwendung eines statistischen Verfahrens, z.B. dem Gauß-Newton-Verfahrens, in an sich bekannter Weise bestimmt werden. Mit der Korrekturvorschrift ist es sodann möglich, ausgehend von einem der ausgewählten Defekte, z.B. ausgehend von dem ersten Defekt mit den bekannten Soll-Koordinaten S1 und Ist-Koordinaten I1, und den aus der Defektdatenliste 23 entnommenen Soll-Koordinaten S3 eines weiteren, bisher nicht berücksichtigen dritten Defekts neue Soll-Koordinaten NS3 für diesen dritten Defekt zu berechnen. Die neuen Soll-Koordinaten NS3 liegen genauer an den tatsächlichen Ist-Koordinaten dieses Defekts, so dass der weitere, dritte Defekt in genauerer Art und Weise angefahren werden kann.
Derartige neue Soll-Koordinaten können in der 2. Prozessstufe berücksichtigt werden. Durch Verwendung von neuen Soll-Koordinaten ist die Treffsicherheit höher, beim Anfahren eines Defekts unter Verwendung der neuen Soll-Koordinaten tatsächlich den erwarteten Defekt im Sichtfeld 15 erfassen zu können.
In der 2. Prozessstufe wird das automatische Vorgehen der 1. Prozessstufe insofern wiederholt, als dass wiederum drei oder mehr Defekte 21 aus der Defektdatenliste 23 ausgewählt, angefahren und im Sichtfeld gefunden und bestätigt werden. Allerdings werden in der 2. Prozessstufe keine großen, sondern kleine freistehende Defekte 21 ausgewählt, die vorzugsweise über der gesamten Oberfläche 17 verteilt sind.
Es kann zum Beispiel eine bestimmte Anzahl der kleinsten freistehenden Defekte 21 aus der Defektdatenliste 23 ausgewählt werden. Derartige Defekte haben den Vorteil, dass ihre Größe unkritisch ist. Ein Fehler der aus einem noch verbleibenden Unterschied zwischen dem in einer Bildverarbeitung angenommenen Mittelpunkt des Defekts 21 und der tatsächlichen Ist-Koordinate resultieren kann, ist aufgrund der Kleinheit des Defekts 21 gering. Die tatsächliche Position und somit die genauen Ist-Koordinaten eines jeweiligen ausgewählten kleinen Defekts 21 können daher - im Vergleich zur Verwendung von gro-ßen Defekten - mit hoher Genauigkeit bestimmt werden.
Die Steuerung 19 detektiert nach und nach die ausgewählten, kleinen Defekte 21 und akkumuliert in der entsprechenden Weise, wie in der 1. Prozessstufe, deren Ist-Koordinaten. Dabei kann die Steuerung zum Anfahren der kleinen Defekte die mittels der zuvor ermittelten Korrekturvorschrift errechneten neuen Soll-Koordinaten verwenden.
Aus den neuen Soll-Koordinaten und den im Rahmen der 2. Prozessstufe ermittelten Ist-Koordinaten für die kleinen Defekte kann wie vorstehend beschrieben eine weitere Korrekturvorschrift ermittelt werden, die es in noch genauerer Weise erlaubt, neue Soll-Koordinaten für bisher noch nicht angefahrene Defekte zu berechnen. Für derartige Defekte lassen sich somit deren neue, verbesserte Soll-Koordinaten anhand der im Rahmen der 2. Prozessstufe ermittelten Korrekturvorschrift ermitteln. Diese Defekte können daher gezielter angefahren und untersucht werden. 3 illustriert dies dadurch, dass anhand der neuen, verbesserten Soll-Koordinaten Defekte 21 so genau angefahren werden können, dass sie zumindest näherungsweise in der Mitte des Sichtfelds 15 liegen. Eine genaue Untersuchung und Identifikation der Defekte ist dadurch möglich, z.B. in einer sich anschließenden Inspektion unter einem Mikroskop.
Das in 5 in einem Flussdiagramm dargestellte Verfahren zur automatischen Inspektion eines insbesondere unstrukturierten Wafers umfasst einen Schritt 401, in welchem eine Anzahl von Defekten auf der Oberfläche eines Wafers sowie von zu jedem Defekt gehörende Soll-Koordinaten, welche die Lage des jeweiligen Defekts auf der Waferoberfläche angeben, bestimmt werden, beispielsweise indem die Defekte aus einer Vielzahl von Defekten aus einer Defektdatenliste ausgewählt werden.
In Schritt 403 erfolgt das Steuern einer Relativbewegung zwischen einem Sichtfeld einer Bilderfassungseinrichtung und dem Wafer derart, dass nach und nach das Sichtfeld an die Soll-Koordinaten jedes Defekts der Anzahl von Defekten gelangt, um den jeweiligen Defekt im Sichtfeld zu erfassen.
In Schritt 405 erfolgt das Bestimmen der Ist-Koordinaten eines jeweiligen im Sichtfeld erfassten Defekts anhand seiner Position im Sichtfeld.
Das Verfahren zur automatischen Inspektion eines unstrukturierten Wafers gemäß dem Flussdiagramm der 6 umfasst Schritt 501, bei dem eine erste Anzahl von Defekten aus bereitgestellten Informationen über eine Vielzahl von Defekten auf einer Oberfläche des Wafers derart ausgewählt werden, dass die ausgewählten Defekte freistehende und große Defekte sind. Bevorzugt werden diese Defekte auch so ausgewählt, dass sie über die gesamte Oberfläche verteilt sind.
Gemäß Schritt 503 wird eine Relativbewegung zwischen einem Sichtfeld einer Bilderfassungseinrichtung und dem Wafer derart gesteuert, dass nach und nach das Sichtfeld an die Soll-Koordinaten jedes ausgewählten Defekts gelangt.
Gemäß Schritt 505 werden anhand der Position des jeweiligen Defekts im Sichtfeld die Ist-Koordinaten des jeweiligen Defekts ermittelt.
Gemäß Schritt 507 wird eine zweite Anzahl von Defekten aus den Informationen derart ausgewählt, dass die ausgewählten Defekte freistehende und kleine Defekte sind, wobei diese Defekte bevorzugt auch so ausgewählt werden, dass sie über die gesamte Oberfläche verteilt sind.
Gemäß Schritt 509 werden - in Abhängigkeit von den ermittelten Ist-Koordinaten und den Soll-Koordinaten der ersten Anzahl von Defekten - neue Soll-Koordinaten für die Defekte der zweiten Anzahl von Defekten berechnet.
Gemäß Schritt 511 wird unter Verwendung der neuen Soll-Koordinaten die Relativbewegung zwischen Sichtfeld und Wafer derart gesteuert, dass nach und nach das Sichtfeld an die neuen Soll-Koordinaten jedes der Defekte der zweiten Anzahl von Defekten gelangt.
Gemäß Schritt 513 werden anhand der Position des jeweiligen Defekts im Sichtfeld die Ist-Koordinaten des jeweiligen Defekts ermittelt.
Gemäß Schritt 515 wird - in Abhängigkeit von den ermittelten Ist-Koordinaten und den neuen Soll-Koordinaten der kleinen, freistehenden Defekte - eine Korrekturvorschrift bestimmt, mittels der ausgehend von den Soll-Koordinaten eines neuen, bisher nicht angefahrenen Defekts genauere, neue Soll-Koordinaten dieses Defekts berechnet werden können. Dieser neue Defekt kann somit unter Verwendung seiner errechneten, neuen Soll-Koordinaten mit höherer Genauigkeit und Treffsicherheit angefahren werden, was zum Beispiel von Vorteil ist, wenn dieser Defekt kein freistehender Defekt ist.
Zumindest einige der beschriebenen Schritte können mittels eines Computerprogramms 35 (vgl. 1) ausgeführt werden, welches in einen Prozessor der Steuerung 19 geladen ist und von diesem ausgeführt wird.
7 dient zur Erläuterung einer Möglichkeit zur Auffindung von freistehenden Defekten. Dabei kann in Abhängigkeit eines Koordinatensystems KS, auf die sich die Soll-Koordinaten in der Defektdatenliste 23 beziehen, ein Muster 37, z.B. mittels des Computerprogramms 35, generiert werden. Das Muster 37 enthält eine Vielzahl von rechteckigen oder quadratischen, aneinander anstoßenden Rasterfeldern 39. Jedes Rasterfeld 39 hat dabei bevorzugt die gleiche Höhe und Breite, wie 7 zeigt.
Jede Koordinate des Koordinatensystems KS wird einem Rasterfeld zugewiesen. Die Soll-Koordinaten jedes Defekts der Vielzahl von Defekten aus der Defektdatenliste 23 können sodann dem entsprechenden Rasterfeld zugeordnet werden, in welchem die Soll-Koordinate des jeweiligen Defekts liegt. Beispielsweise liegen in den mit „1“ markierten Rasterfeldern 41-47 Soll-Koordinaten von Defekten, während in den übrigen, mit „0“ markierten Rasterfeldern des Musters 37 keine Defekte liegen.
Ein Defekt kann anhand wenigstens eines vorgegebenen Kriteriums als freistehender Defekt identifiziert werden. Beispielsweise können in einem Rasterfeld mit einem ersten Defekt die N umliegenden Rasterfelder analysiert werden, wobei N eine natürliche, vorgegebene Zahl ist und zum Beispiel N=24 sein kann. Falls in diesen Rasterfeldern ein weiterer, zweiter Defekt liegt, wird der erste Defekt nicht als freistehender Defekt gewertet. Falls in den 24 umliegenden Rasterfeldern jedoch kein Defekt liegt, wird der erste Defekt als freistehender Defekt gewertet. In dem in 7 dargestellten Beispiel werden somit die Defekte in den Rasterfeldern 41, 43 und 45 nicht als freistehende Defekte gewertet. Demgegenüber wird der Defekt im Rasterfeld 47 als freistehender Defekt gewertet.
Die vorstehende Figurenbeschreibung bezieht sich insbesondere auf eine Vorrichtung und ein Verfahren, bei denen der Sensor eine Bilderfassungseinrichtung mit einem Mikroskop ist. Dies ist aber keinesfalls einschränkend aufzufassen. Vielmehr kann bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. einem erfindungsgemäßen Verfahren auch eine andere Art von Bilderfassungseinrichtung oder, allgemeiner, eine andere Art eines, insbesondere bildgebenden, Sensors zur Anwendung kommen, die wie auch immer eine Erfassung von Defekten auf der Oberfläche eines Wafers erlauben. Beispiele hierfür sind Sensoren, die eine Erfassung der Struktur der Waferoberfläche mittels energiedispersiver Röntgenspektroskopie, Ultraschallwellen oder anderer bekannter Methoden erlauben.
Bezugszeichenliste

11: Wafer
13: Sensor, Bilderfassungseinrichtung
15: Erfassungsbereich, Sichtfeld
17: Oberfläche
19: Steuerung
21: Defekt
23: Defektdatenliste
25: Speicher
27: Objektiv
29: Objekttisch
31: Mikroskop
33: Beladeeinrichtung
35: Computerprogramm
37: Muster
39: Rasterfeld
41: Rasterfeld
43: Rasterfeld
45: Rasterfeld
47: Rasterfeld
11: Ist-Koordinaten
I2: Ist-Koordinaten
S1: Soll-Koordinaten
S2: Soll-Koordinaten
S3: Soll-Koordinaten
NS3: Neue Soll-Koordinaten
D1: Differenzvektor
D2: Differenzvektor
D3: Differenzvektor
KS: Koordinatensystem

Claims

Vorrichtung zur, insbesondere automatischen, Inspektion eines insbesondere unstrukturierten Wafers (11), umfassend: ein Sensor (13), insbesondere eine Bilderfassungseinrichtung, zur Erfassung eines sich in einem Erfassungsbereich (15) des Sensors (13) befindenden Teilbereichs einer Oberfläche (17) eines in der Vorrichtung angeordneten oder eingebrachten Wafers (11), wobei der Erfassungsbereich (15) und der Wafer (11) relativ zueinander bewegbar sind, so dass durch eine Relativbewegung zwischen Erfassungsbereich (15) und Wafer (11) jeder Bereich der Waferoberfläche (17) in den Erfassungsbereich (15) bringbar ist, eine Steuerung (19), welche dazu ausgebildet ist, eine Anzahl von Defekten auf der Waferoberfläche (17) sowie die zu jedem Defekt (21) gehörenden Soll-Koordinaten, welche die Lage des Defekts (21) auf der Waferoberfläche (17) angeben, zu bestimmen, und die Relativbewegung zwischen Erfassungsbereich (15) und Wafer (11) derart zu steuern, dass nach und nach der Erfassungsbereich (15) an die Soll-Koordinaten jedes Defekts (21) der Anzahl von Defekten gelangt, um den jeweiligen Defekt im Erfassungsbereich (15) zu erfassen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (19) dazu ausgebildet ist, anhand der Position eines jeweiligen im Erfassungsbereich (15) erfassten Defekts (21) die Ist-Koordinaten des jeweiligen Defekts (21) zu bestimmen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (19) dazu ausgebildet ist, die Defekte (21) der Anzahl von Defekten und die dazugehörigen Soll-Koordinaten aus einer vorgegebenen Vielzahl von Defekten mit dazugehörigen Soll-Koordinaten auszuwählen.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von Defekten (21) mit dazugehörigen Soll-Koordinaten in einer Defektdatenliste (23) bereitgestellt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (19) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von für die Defekte (21) der Anzahl von Defekten ermittelten Ist-Koordinaten und vorzugsweise in Abhängigkeit von den Soll-Koordinaten der Defekte (21) der Anzahl von Defekten neue Soll-Koordinaten von zumindest einem Defekt (21) der Vielzahl von Defekten zu ermitteln.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (19) dazu ausgebildet ist, die Defekte (21) der Anzahl von Defekten aus bereitgestellten Informationen über eine Vielzahl von Defekten auf der Oberfläche des Wafers, insbesondere aus einer Defektdatenliste (23), in Abhängigkeit von wenigstens einem Kriterium auszuwählen, wobei die Informationen für jeden Defekt (21) der Vielzahl von Defekten Angaben über die Soll-Koordinaten des jeweiligen Defekts und/oder über die Größe des jeweiligen Defekts umfassen.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (19) dazu ausgebildet ist, die Defekte (21) aus den bereitgestellten Informationen derart auszuwählen, dass es sich um freistehende Defekte handelt.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (19) dazu ausgebildet ist, die Defekte (21) aus den bereitgestellten Informationen in Abhängigkeit von der Defektgröße auszuwählen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (19) dazu ausgebildet ist, die Defekte (21) aus den bereitgestellten Informationen derart auszuwählen, dass die Defekte (21) eine Mindestgröße oder Maximalgröße oder eine Größe aufweisen, die in einem Intervall zwischen einer kleinsten Größe und einer größten Größe liegt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (19) dazu ausgebildet ist, die Defekte (21) aus den bereitgestellten Informationen derart auszuwählen, dass die ausgewählten Defekte (21) über die gesamte Oberfläche (17) des Wafers (11) verteilt sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (19) dazu ausgebildet ist, einen Defekt (21) der Anzahl von Defekten nicht weiter zur Bestimmung seiner Ist-Koordinaten zu verwenden, wenn dieser bei seinen Soll-Koordinaten nicht im Erfassungsbereich (15) detektiert werden kann oder wenn bei den Soll-Koordinaten des Defekts zwei der mehr Defekte im Erfassungsbereich (15) detektiert werden können.
Vorrichtung zur, insbesondere automatischen, Inspektion eines insbesondere unstrukturierten Wafers, insbesondere Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend: einen Sensor (13), insbesondere Bilderfassungseinrichtung, zur Erfassung eines sich in einem Erfassungsbereich (15) des Sensors (13) befindenden Teilbereichs einer Oberfläche (17) eines in der Vorrichtung angeordneten oder eingebrachten Wafers (11), wobei der Erfassungsbereich (15) und der Wafer (11) relativ zueinander bewegbar sind, so dass durch eine Relativbewegung zwischen Erfassungsbereich (15) und Wafer (11) jeder Bereich der Waferoberfläche (17) in den Erfassungsbereich (15) bringbar ist, eine Steuerung (19), welche dazu ausgebildet ist, in einem ersten Durchgang eine erste Anzahl von Defekten (21) aus bereitgestellten Informationen über eine Vielzahl von Defekten (21) derart auszuwählen, dass die ausgewählten Defekte (21) der ersten Anzahl von Defekten freistehende, große Defekte sind, welche vorzugsweise über die gesamte Oberfläche (17) verteilt sind, unter Verwendung der Soll-Koordinaten der ausgewählten Defekte (21) die Relativbewegung zwischen Erfassungsbereich (15) und Wafer (11) derart zu steuern, dass nach und nach der Erfassungsbereich (15) an die Soll-Koordinaten jedes ausgewählten Defekts (21) gelangt, anhand der Position des jeweiligen Defekts (21) im Erfassungsbereich (15) die Ist-Koordinaten des jeweiligen Defekts (21) zu ermitteln, und in einem zweiten Durchgang eine zweite Anzahl von Defekten (21) aus den Informationen derart auszuwählen, dass die ausgewählten Defekte (21) der zweiten Anzahl von Defekten freistehende, kleine Defekte (21) sind, welche vorzugsweise über die gesamte Oberfläche (17) verteilt sind, unter Verwendung von neuen Soll-Koordinaten der Defekte (21) der zweiten Anzahl von Defekten (21) die Relativbewegung zwischen Erfassungsbereich (15) und Wafer (11) derart zu steuern, dass nach und nach der Erfassungsbereich (15) an die neuen Soll-Koordinaten jedes ausgewählten Defekts (21) der zweiten Anzahl von Defekten (21) gelangt, wobei die neuen Soll-Koordinaten in Abhängigkeit von den im ersten Durchgang ermittelten Ist-Koordinaten von der Steuerung (19) ermittelbar sind, und anhand der Position des jeweiligen Defekts (21) im Erfassungsbereich (15) die Ist-Koordinaten des jeweiligen Defekts (21) zu ermitteln.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Erfassungsbereich (15) relativ zum Wafer (11) oder umgekehrt der Wafer (11) relativ zum Erfassungsbereich (15) bewegbar, insbesondere verfahrbar, ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Sensor um eine Bilderfassungseinrichtung (13) mit einem Mikroskop (31) handelt, wobei es sich bei dem Erfassungsbereich (15) um ein Sichtfeld eines Objektivs (27) des Mikroskops (31) handelt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Belade- und/oder Auflageeinrichtung (29, 33) aufweist zum Beladen der Vorrichtung mit dem Wafer (11) und/oder zum Auflegen des Wafers (11), insbesondere in einer definierten Position, im Sichtfeld (15) der Bilderfassungseinrichtung (13).
Verfahren zur, insbesondere automatischen, Inspektion eines insbesondere unstrukturierten Wafers (11), insbesondere in einer Inspektionsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit den Schritten: Bestimmen einer Anzahl von Defekten (21) auf der Oberfläche (17) des Wafers (11) sowie von zu jedem Defekt (21) gehörenden Soll-Koordinaten, welche die Lage des jeweiligen Defekts (21) auf der Waferoberfläche (17) angeben, Steuern einer Relativbewegung zwischen einem Erfassungsbereich (15) eines Sensors (13) und dem Wafer (11) derart, dass nach und nach der Erfassungsbereich (15) an die Soll-Koordinaten jedes Defekts (21) der Anzahl von Defekten gelangt.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Ist-Koordinaten des jeweiligen Defekts (21) anhand seiner Position im Erfassungsbereich (15) bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Defekte (21) der Anzahl von Defekten (21) und deren Soll-Koordinaten aus einer vorgegebenen Vielzahl von Defekten (21) mit dazugehörigen Soll-Koordinaten ausgewählt werden.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von Defekten (21) mit Soll-Koordinaten in einer Defektdatenliste bereitgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von den ermittelten Ist-Koordinaten neue Soll-Koordinaten von zumindest einem Defekt (21) der Vielzahl von Defekten (21) ermittelt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Defekte (21) der Anzahl von Defekten (21) aus bereitgestellten Informationen über eine Vielzahl von Defekten auf der Oberfläche (17) des Wafers (11), insbesondere aus einer Defektdatenliste (23), in Abhängigkeit von wenigstens einem Kriterium ausgewählt werden, wobei die Informationen für jeden Defekt (21) der Vielzahl von Defekten (21) Angaben über die Soll-Koordinaten des jeweiligen Defekts (21) und/oder über die Größe des jeweiligen Defekts (21) umfassen.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Defekte (21) aus den bereitgestellten Informationen derart ausgewählt werden, dass es sich um freistehende Defekte (21) handelt, und/oder die Defekte (21) aus den bereitgestellten Informationen in Abhängigkeit von der Defektgröße ausgewählt werden, und/oder die Defekte aus den bereitgestellten Informationen derart ausgewählt werden, dass die Defekte (21) eine Mindestgröße oder Maximalgröße aufweisen oder eine Größe aufweisen, die in einem Intervall zwischen einer kleinsten Größe und einer größten Größe liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Defekte (21) aus den bereitgestellten Informationen derart ausgewählt werden, dass diese über die gesamte Oberfläche (17) des Wafers (11) verteilt sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass ein Defekt (21) der Anzahl von Defekten nicht weiter zur Bestimmung seiner Ist-Koordinaten verwendet wird, wenn dieser bei seinen Soll-Koordinaten nicht im Erfassungsbereich (15) detektiert wird, oder wenn bei den verwendeten Soll-Koordinaten zwei der mehr Defekte im Erfassungsbereich (15) detektiert werden.
Verfahren zur, insbesondere automatischen, Inspektion eines insbesondere unstrukturierten Wafers, insbesondere in einer Inspektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, insbesondere Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 24, bei dem eine erste Anzahl von Defekten (21) aus bereitgestellten Informationen über eine Vielzahl von Defekten (21) auf einer Oberfläche (17) des Wafers (11) derart ausgewählt werden, dass die ausgewählten Defekte (21) freistehende, große Defekte sind, welche vorzugsweise über die gesamte Oberfläche (17) verteilt sind, unter Verwendung von Soll-Koordinaten der ausgewählten Defekte (21) eine Relativbewegung zwischen einem Erfassungsbereich (15) eines Sensors (13), insbesondere einer Bilderfassungseinrichtung, und dem Wafer (11) derart gesteuert wird, dass nach und nach der Erfassungsbereich (15) an die Soll-Koordinaten jedes ausgewählten Defekts (21) gelangt, anhand der Position des jeweiligen Defekts (21) im Erfassungsbereich (15) die Ist-Koordinaten des jeweiligen Defekts (21) ermittelt werden, eine zweite Anzahl von Defekten (21) aus den Informationen derart ausgewählt werden, dass die ausgewählten Defekte (21) freistehende, kleine Defekte sind, welche vorzugsweise über die gesamte Oberfläche (17) verteilt sind, unter Verwendung von neuen Soll-Koordinaten die Relativbewegung zwischen Erfassungsbereich (15) und Wafer (11) derart gesteuert wird, dass nach und nach der Erfassungsbereich (15) an die neuen Soll-Koordinaten der Defekte (21) der zweiten Anzahl von Defekten gelangt, wobei die neuen Soll-Koordinaten in Abhängigkeit von den ermittelten Ist-Koordinaten der Defekte (21) der ersten Anzahl von Defekten ermittelt werden, und anhand der Position des jeweiligen Defekts (21) der zweiten Anzahl von Defekten im Erfassungsbereich (15) die Ist-Koordinaten des jeweiligen Defekts (21) ermittelt werden.
System zur Datenverarbeitung umfassend Mittel zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 16 bis 25.
Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 25 auszuführen.
Computerlesbarer Datenträger, auf dem das Computerprogrammprodukt nach Anspruch 27 gespeichert ist.