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WO2010015695A1 - Inspection device and method for optical investigation of object surfaces, in particular wafer edges - Google Patents

Inspection device and method for optical investigation of object surfaces, in particular wafer edges Download PDF

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Publication number
WO2010015695A1
WO2010015695A1 PCT/EP2009/060254 EP2009060254W WO2010015695A1 WO 2010015695 A1 WO2010015695 A1 WO 2010015695A1 EP 2009060254 W EP2009060254 W EP 2009060254W WO 2010015695 A1 WO2010015695 A1 WO 2010015695A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
edge
image
digital camera
inspection
wafer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2009/060254
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Dietrich Drews
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zegema GmbH
Original Assignee
Nanophotonics GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanophotonics GmbH filed Critical Nanophotonics GmbH
Publication of WO2010015695A1 publication Critical patent/WO2010015695A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/9501Semiconductor wafers
    • G01N21/9503Wafer edge inspection
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8851Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges
    • G01N2021/8896Circuits specially adapted for system specific signal conditioning

Definitions

  • the invention relates to an inspection device and an inspection method for the optical examination of object surfaces in an edge environment of an otherwise substantially planar object, in particular of edges of unstructured wafers, by means of at least one of the object surface facing and on the object edge fotkußbaren digital camera and a plane lighting device, the relative to the digital camera and to the object surface is arranged such that an image of a plane adjoining the object edge planar main surface of the object surface is generated in the edge environment under Heidelfeldbeleuchtung.
  • the optical inspection process of semiconductor wafers for defects is an important part of the manufacturing process of computer chips.
  • the inspection usually includes both the planar object or wafer top and bottom side and its edge.
  • the present invention particularly relates to the inspection of the edge.
  • Main surface refers to the planar, opposite upper or lower sides of the generally disk-shaped object (wafer).
  • "Edge” or “object edge” is on the one hand adjacent to the main surface and on the other hand, the object outer peripherally delimiting surface portion which thus connects the major surfaces and usually both an upper or lower oblique portion (“bevel”) and a vorirnsitigen circumferential portion (“Apex").
  • edge environment describes a section of the area that includes both the edge and a section of the main surface in the transition area to the edge.
  • edge or “object edge” refers to the transition line between the edge of the object and the environment that can be seen from the respective angle.
  • Bevelline is the transition line between the object's top and bottom side and the bevel of the object's edge, which can be seen from the respective perspective.
  • the "structural feature” is a deviation of the edge profile in the vertical projection to the object plane Main surfaces defined by a given uniform or continuous contour. In the case of a circular wafer, such a structural feature is, for example, a radial notch (notch) or a straight edge section (circular chord).
  • Inspection devices for wafer edges often use an arrangement consisting of a digital camera, which faces the object surface and in particular can be focused on the object edge. Furthermore, one or more lighting devices are used in such inspection devices.
  • a device of the type mentioned is known in which the object edge of the wafer consisting of the upper Bevei (bevel), the apex and the lower Bevel completely in Range of the darkness of an LED light source lie, while the reflected light from the wafer top or upper main surface directly into the camera, the wafer top is aiso in the bright field area.
  • the lower image or lower main surface of the wafer is also recorded in the same image, which, insofar as can be seen, are also in the dark field region.
  • the upper Bevel is thus illuminated under grazing light from the light source and the apex and the lower Bevel are completely in the shadow of the light source.
  • the wafer edge is depicted as a narrow strip in the dark field area, on one side of which the direct reflection from the wafer top side and on the other side the direct reflection from the plane mirror join.
  • the lighting conditions on the upper side and the lower side of the wafer edge are very different for the aforementioned reasons.
  • the edge region of interest is partially imaged directly and partially reflected on the mirror. Since the wafer edge is in the dark field overall, it can not be located exactly in the image. In addition, the subsequent bright field image of the wafer top side on the one hand and the mirror on the other hand outshines the transition region to the edge, so that resolution losses can be expected here.
  • DE 103 24 474 A1 describes a device comprising a reflected-light illumination device and an imaging device with which the surface of a wafer coated with photoresist is received in the healing field. In contrast to the present invention, this device is used to inspect a patterned wafer.
  • the inventors have made it their task to improve the inspection device or the inspection method in such a way that all types of defects on the object surface can be identified from the recorded image contents as completely as possible and with location accuracy.
  • the inspection method provides that during the recording of the edge image, a background lighting is switched on on the side of the object facing away from the digital camera whose light radiates in the direction of the digital camera, wherein the light emitted in the direction of the digital camera is partly from the object is shaded to the edge of the site.
  • the edge of the object is determined from pixel information of the image produced by the digital camera based on a contrast between the object edge and the background, and a bevel of pixel information of the digital camera image based on a contrast between the object edge and the main surface.
  • a backlight device is arranged in the shape that is emitted from their light towards the digital camera, the light emitted in the direction of the digital camera partially shaded from the object to the object edge when the digital camera is focused on the edge area.
  • the inspection device according to the invention further comprises an image processing device which has an edge detection means which is arranged from pixel information of the image generated with the digital camera based on a contrast between the object edge and the backlight an edge of the object on the one hand and based on a contrast between the object edge and the main surface to identify a transition line (Bevelline) on the other.
  • an edge detection means which is arranged from pixel information of the image generated with the digital camera based on a contrast between the object edge and the backlight an edge of the object on the one hand and based on a contrast between the object edge and the main surface to identify a transition line (Bevelline) on the other.
  • the inspection device or the inspection method according to the invention thus provides a separate background illumination which illuminates directly into the digital camera, provided that it is not shadowed by the object and thus a contrast between the directly recorded object edge and the background creates.
  • This makes it possible for the first time to establish a clear relationship between the population line identified on the basis of the contrast between the object edge and the main surface and the edge identified on the basis of the contrast between the edge of the object and the background light.
  • DE 10324474 A1 further prior art which describes a background light source on the side of the wafer facing away from an optical sensor.
  • 59125627 A discloses a device in which a bundle of parallel light beams is irradiated perpendicularly to the wafer surface in the edge region and the unshaded portion of this light beam is detected by means of a two-dimensional photosensor disposed on the opposite side of the wafer the wafer is turned.
  • a two-dimensional photosensor disposed on the opposite side of the wafer the wafer is turned.
  • Both devices are devices for determining the position of a score and not the generic inspection device for receiving a dark field image of the wafer surface.
  • the lighting is a pure backlight, so that a dark field recording hereby is not possible.
  • the accuracy of the position determination of Notch is ensured only by the parallelism of the light beams, which ensures a sharp shadow.
  • Another device for determining the note position in a wafer is known from the publication JP 2000031245 A.
  • This has a camera whose optical axis is aligned perpendicular to the top of the wafer and on its center and which receives a two-dimensional overall image of the wafer surface, without the wafer is rotated thereby.
  • the illumination device is pivoted away from the optical axis of the camera for this purpose, so that no direct reflection of the light from the Waferoberfiambae falls into the camera.
  • the immediate vicinity of the wafer is lightened by the fact that the light of the illumination device is the material of the wafer support (diffused) scattered.
  • This device allows the identification of the wafer edge and in particular a Notch. However, it is not intended and suitable for identifying and localizing defects on the wafer surface with sufficient accuracy. This is also a device for determining the Notch position. Also, the asymmetrical arrangement of the Beieuchtungs appeared relative to the center axis of the wafer for a shadow, which makes it difficult to localize the wafer edge with high accuracy, since not the light emitted in the direction of the digital camera is partially shaded by the object edge, but already the light on the way to the Waferaufiage. Finally, the contrast is dependent on the material and the nature of the wafer surface on the one hand and the overlay on the other hand and can not be influenced.
  • the invention relates to an inspection device for the detection of surface defects, which allows an improved localization of these surface defects and at the same time a detection of the surface defects up to the outermost object edge, ie to the object edge.
  • the focus of the digital camera in the inspection device according to the invention lies on the object edge, in particular the edge of the object is sharply imaged, which enables a precise localization of the object. Furthermore, this has the advantage that the background lighting device, which is located farther away, is blurred and therefore no artifacts of the background disturb the image impression, in particular can serve as a backlight a simple lamp, which due to the fuzzy as an extended light spot on the sensor of the digital camera is shown.
  • a backlighting device too a direct or indirect and / or diffuse emitting surface light source can be selected.
  • the inspection of the object edge also includes that of the transition to the main surface of the object.
  • the Bevelline is of particular interest.
  • the Bevel may, in addition to the mentioned defects in the form of scratches, eruptions, dust grains, imprints or the like also defects in the form ofpasssu ⁇ gsêtn, nem- Nch polishing defects have.
  • the wafer edge usually gets a polished surface. If the polishing process of the edge is done properly, the Bevelline and the wafer edge must always be parallel, deviations from this are polishing defects. Such polishing defects do not lead to high-contrast scattered light reflections or dark spots, as the aforementioned defects do under bright or dark field illumination.
  • Polishing errors thus lead to more or less pronounced deviations of the bevel from their soil position on the wafer.
  • Fluctuations in Beveliine due to buffing are, however, overlaid with artefacts of the measurements, such as vibrations or eccentricity of the wafer during the measurements, so that a statement about their actual position can not be easily made. Therefore, it is provided according to the invention to unambiguously identify the object edge as well as the bevel at the same time.
  • the image processing device preferably has an edge analyzer which is set up to monitor the relative position of the bees to the edge.
  • the edge detection means detects, by means of a simple algorithm, non-circular motion of the wafer (horizontal vibration in the wafer plane) due to centering inaccuracy or wafer flutter (vertical vibration perpendicular to the wafer plane) due to unevenness or resonant excitation. So far one tried to minimize the mentioned sources of error by active and sometimes mechanically very complex centering and damping measures. In contrast to any defects, however, horizontal or vertical vibrations provide a periodic, low-frequency course of the wafer edge in the image and can therefore be easily identified.
  • the exact edge detection of the device according to the invention therefore allows to dispense with complex active centering and damping measures and to correct any errors in the context of image processing by means of suitable correction means or routines.
  • Monitoring the relative position of the bevelline to the edge is done by identifying the population and boundary line from the contrast differences in the image, then determining the distance of both lines in the image along an approximately perpendicular line to the edge. If the wafer is not well centered, so the distance wafer edge - camera changes, can be closed taking into account the imaging geometry on the real distance bevel line - wafer edge. This distance must always be constant within certain tolerances on the normal wafer edge.
  • the edge detection means comprises a structure recognition means which is set up to identify a structural feature of the object edge from pixel information of the dark field image on the basis of the contrast difference between the object edge and the background illumination.
  • Such a structural feature is, for example, the contour of a notch in the wafer edge.
  • This has a known shape and can therefore be easily identified by an algorithm or a comparison of the recorded edge image with stored in a memory forms.
  • not only a notch but also any other structural features while For example, in the form of a straight edge portion (on an otherwise circular wafer) can be detected. All regular structural features can thus be easily identified and, in particular, distinguished from an irregular outbreak.
  • a simple inspection of the structural feature itself is made possible.
  • defects in the structural feature, the complete absence of the structural feature, a shape deviation of the structural feature from a desired geometry to the presence of several structural features along the wafer edge can be automatically detected and displayed. It is also possible to monitor the relative position between the Bevel line and the edge along such a feature. This also applies if no constant distance is expected here but another profile of the bevelline following the outline of the structural merameter (nominal geometry).
  • the image processing device is also set up to determine a coordinate system on the basis of the identified edge and / or the identified structural feature.
  • a reference point for the azimuthal angle ie the angle of rotation of the wafer
  • the center of a notch may be taken as the coordinate zero point of the azimuthal angle, allowing accurate angular position indication of each identified surface defect (or defect fragment).
  • the center of the apex which forms the radially outermost edge of the object, is determined in the simplest case by using a known shape of the edge profile and the viewing angle at which the camera is placed on the Object edge looks, a constant distance of the Apexmitte is assumed to the identified edge. This distance can be stored as a system- and / or profile-specific setting in a memory of the image processing device and subtracted when calculating the position of the true edge of the object from the position of the identified edge.
  • the true object edge ie, the center of the apex
  • This and the coordinate zero point of the azimuthal angle preferably form the origin of a two-dimensional coordinate system.
  • the position of the bevelline with respect to the coordinate system can preferably be determined by means of the image processing device.
  • the digital camera is preferably a Zeiienmother which is arranged so that the recorded with the line camera single image line is located in a plane which is perpendicular to the plane of the object or object edge.
  • the viewing direction of the digital camera is preferably swiveled out of the object plane by a viewing angle> 0 °.
  • the viewing direction of the digital camera is swiveled out of the object plane by a viewing angle ⁇ 90 °, this allows the acquisition of the entire edge environment including the apex, bevel and an edge-near part of the main surface.
  • ⁇ 90 ° the viewing angle
  • the viewing direction from which the image is taken from the edge of the object by means of a digital camera can, when viewed on the object plane, be perpendicular to the object edge or a tangent to the object edge. That is, the optical axis of the camera is oriented (possibly after deflection) according to this embodiment so as to define together with the guide an optical plane coincident with a radial plane of the wafer.
  • the advantage of this embodiment is that fewer image distortions occur.
  • a first edge illumination device is provided, which is arranged so as to be real to the digital camera and to the object edge so that an image of the object edge can be generated under dark field illumination.
  • the light emitted by the illumination device is reflected by the intact object surface so that it does not enter the optics of the digital camera, so that the image of the object surface remains predominantly dark.
  • a defect in the surface area is in the form of a depression (scratch, eruption) or in the form of an increase (dust grain, impurity), then usually one or the other reflex of the defect will be reflected in the optics of the digital camera. This creates a bright image of defect fragments.
  • the inventors have also recognized that different sections of the defects are illuminated depending on the illumination situation, ie that different fragments are displayed under different light incidence directions. In order to obtain a more complete picture of the entire defect, a second or alternative is therefore advantageous Edge lighting device provided which is arranged relative to the digital camera and the object edge so that an image of the object edge can be generated under bright field illumination.
  • the light emitted by the illumination device is reflected by the intact object surface directly into the optics of the digital camera, so that the image of the object surface appears predominantly bright. If a defect in the surface area is in the form of a depression (scratch, eruption) or in the form of an increase (dust grain, impurity), the light is scattered in other directions and does not fall into the optics of the majority of the defects the digital camera. This creates a dark image of defect fragments.
  • the optical axis of the camera is preferably oriented so that the defined together with the image line optical plane of the line scan camera is pivoted out of the radial plane. Admittedly, this will lead to more image distortions.
  • this arrangement allows the bright field image of the wafer edge to be realized in a simple manner by inserting the bright field illumination device in a mirror-image arrangement relative to the camera arrangement relative to the radial plane through the focal point on the wafer surface.
  • the background lighting device is preferably swung out by the same amount and in the same direction from the radial plane, so that it lies on the optical axis of the camera.
  • the image processing device is furthermore preferably set up to identify surface defects in the edge region from the image point information of the dark field image and / or the light field of the object edge on the basis of the contrasts generated as described above.
  • the detected defect fragments are first identified by the image processing device separately in the sub-images of the dark field recording and the bright field recording. This is preferably done by first assigning contiguous pixels whose contents (intensity, gray or color values) lie within a predetermined value range (intensity, gray or color value intervalls) to the same defect fragment. The defect fragments determined in this way are then combined by means of an algorithm for belonging to the same defect. From two (or more) partial images of the object surface, a virtual surface image is thus generated, so that the sum of the information from the bright field image and the dark field image allows a more comprehensive image of the entire defect to be produced.
  • the resulting digital image of the object surface is then usually fed to a manual or automatic evaluation, the results of the evaluation are used to decide according to the specifications of the chip manufacturer on the usability of the wafer and to perform a sorting according to quality criteria.
  • the second edge illumination device, the background illumination device and the plane illumination device can be controlled separately from one another by means of a suitable control unit. In this way, it is possible to ensure that in each recording mode there is sufficient or optimum contrast between the main area in the bright field, the wafer edge in the bright or dark field and the background illumination, the simultaneous detection of the population, the wafer edge and defects in the bright field dark field allowed If, for example, there are defects in the form of eruptions directly at the edge of the wafer, then these too can easily be identified as a deviation from the continuous edge curve.
  • the information about the shape of the contour of the wafer thus offers (in addition to the one described above) an additional possibility for the detection of defects.
  • the separate backlighting enables a contrast adjustment that deviates from the contrast center of gravity or from the center of intensity, gray or color value of a defect lying in the dark field or bright field. Outbreaks are thus easily distinguishable from a surface defect of another type. Due to the separate illumination control, the method according to the invention is furthermore independent of the reflectivity of the wafer surface, for example due to different coatings and / or structures.
  • the position of the surface defect (s) found in relation to this coordinate system can be determined in the inventive inspection method.
  • the position determination can include, for example, both the extent of the defect or defect fragment, including its center of gravity and orientation. Overall, the accuracy and reproducibility of the information about each defect are increased by the inventive identification of the object edge and the structural feature.
  • Deviations from this can easily be detected with the method according to the invention and the device according to the invention, if the image processing device is set up to determine the position of the bevelline with respect to the coordinate system and / or the identified wafer edge.
  • the edge analysis means is set up to determine the diameter of the object edge and / or the bevelling on the basis of the identified edge.
  • the inspection device has a motor-driven turntable for rotatably supporting the object, the digital camera being set up to record a digital image of the object in synchronism with the rotation of the turntable, a plurality of image lines of the object edge can be taken sequentially with such a line camera while the object is rotating together with the turntable.
  • the triggering of the camera can follow, for example, by means of a synchronization pulse by the drive motor (eg stepping motor).
  • the sequentially recorded image lines of the object edge in different angular position of the object are then combined to form a (panoramic) image of the object edge.
  • the method steps of the image processing in particular the identification of the edge, the Bevelline or the structural features, the determination of a coordinate or reference system and the determination of the position of defects and Bevelline in the reference system, individually or collectively both as software and as Hardware or in combination of software and hardware.
  • FIG. 1 is a plan view of an embodiment of the inventive dungsdorfe ⁇ inspection device with dark field illumination.
  • Fig. 2 is a side view of the embodiment of FIG. 1;
  • Fig. 3 is a plan view of an embodiment of the inspection device according to the invention with bright field illumination
  • Figures 1 and 2 show in simplified form an embodiment of the inspection device according to the invention for inspecting an upper edge environment of a semiconductor wafer 10.
  • the wafer 10 rests on a turntable 12, which is driven by a motor, preferably by means of a stepping motor, and the wafer 10 during the measurement in rotation added.
  • a motor control and / or an absolute or relatively positional sensor system may be provided to output a control pulse, which is used on the one hand to control the rotational movement and on the other hand to synchronize the recording of the object edge with the rotational movement.
  • the inspection device further has a digital camera 14, which is aligned and focused by means of an optical system 16 on the edge 18 of the wafer 10.
  • the digital camera 14 is specially designed for edge inspection of the wafer 10 by tilting at an oblique angle, ie> 0 ° and ⁇ 90 °, preferably between 30 ° and 60 ° and more preferably below about 45 ° to the object plane or top 22 of the Wafer 10 is aligned with the edge 18.
  • the digital camera 14 thereby detects an edge environment that forms part of the top - -
  • the digital camera is preferably a line scan camera whose image line lies in the radial plane shown as dashed line 20. This case is shown in FIG.
  • the line scan camera can also be swiveled out of the radial plane 20 by an angle, which, in conjunction with a bright field illumination device (FIG. 3) pivoted out of the radial plane by the same angle in the other direction, is used to generate a bright field image of the wafer edge can be, as already described above.
  • a first edge illumination device 28 is provided which, in this example, is designed in the form of a focused light gun of high intensity on both sides of the digital camera.
  • the number of light sources and their arrangement are not relevant to the invention as long as no direct reflections of the light source at the wafer edge into the camera optics 16 occur. Therefore, a single light source may suffice or several may be provided, up to a quasi-flat, arcuate light source, in the center or focus of which the object edge lies. While such a planar light source illuminates the edge region uniformly irrespective of its geometry due to its large angle spectrum, the individual light source has the advantage of being easy to focus and thus of generating a light spot of high intensity on the object surface.
  • a dark field image of the wafer edge 18 can be generated, since the optical axis of the camera 14 is perpendicular to the wafer. ferkante stands and the lighting device 28 are pivoted out of the radial plane 20. Therefore, the light rays reflected at an intact object edge 18 at the angle of reflection ⁇ with respect to the radial plane 20 do not fall into the lens of the camera. Due to the symmetrical arrangement of both light sources, the incidence and angle of departure of the optical axes of both light sources coincide mutually. The object edge 18 is thus in the normal case in the dark field.
  • a backlight 32 On the side facing away from the digital camera 14 of the wafer 10 is a backlight 32, here as a nearly point-like, non-collimated emitting light source. This is arranged with respect to the edge of the wafer 10 and the digital camera 14 so that the light emanating from it is emitted at least in part in the direction of the digital camera. At the same time, however, the light emitted in the direction of the digital camera is shadowed by the wafer 10 approximately halfway through the image window (the wafer edge does not have to run centrally in the image, as in this case). Since the digital camera is focused on the object edge 18, the more distant background illumination device 32 is imaged as a blurred area light spot on the sensor of the camera. In contrast to such a bright background, the object surface and in particular the wafer edge lying in the dark field are imaged as a dark surface with a sharp edge.
  • planar illumination device 30 is shown in FIG. 2.
  • the planar illumination device 30 is arranged such that its light is reflected directly from the upper main surface 22 of the wafer 10 into the camera optical system 16.
  • a bright field image of the main surface 22 is generated, as far as the angle of view of the camera detects it.
  • the contrast difference between the main surface 22 in the bright field image and the oblique edge 24, which is already in the dark field of both illumination devices 28, 30, particularly large, so that the Bevelline, so the linear transition from Bevel 24 to the main surface 22, can be particularly easily detected.
  • the width of the Bevel and thus the polishing accuracy of the object edge over the entire circumference of the wafer can be detected with particularly high precision.
  • the invention can also be combined with a bright field image of the entire edge region, in which case a further extended second edge illumination device is required, which flatly illuminates the entire profile of the imaged wafer edge.
  • the different lighting devices then have to be operated alternately and / or in combination for the different lighting purposes in order to enable the most efficient and high-contrast image acquisition.
  • FIG. 3 likewise shows in a simplified representation such an embodiment of the inspection device according to the invention for inspecting an upper edge environment of a semiconductor wafer 10 only in plan view. This is distinguished by a changed position of the camera 14 ', which is swung out of the radial plane 20, and a second edge illumination device 29, which is swung out by the same angle in the opposite direction from the radial plane and, unlike the first edge illumination device 28, the object edge 18th appears in the bright field.
  • a viewing direction of the digital camera is also preferred in this embodiment, which by a viewing angle> 0 ° and ⁇ 90 °, particularly preferred is pivoted out of the object plane between 30 ° and 60 ° and most preferably by 45 °.
  • planar illumination device and the background illumination device also differ only with respect to their arrangement in that their light is likewise pivoted out of the latter at the same angle at which the camera is swung out of the radial plane 20.
  • FIG. 4 shows an idealized histogram of the brightness distribution of an image line from the edge environment of a wafer without defect.
  • the histogram shows the brightness progression from left to right along the radial image coordinate outward from the planar major surface to beyond the wafer edge.
  • H1 designates the brightness value of the direct reflection from the main plane lying in the heli-field of the plane illumination device
  • H2 the brightness value of the edge lying in the bright field of the second edge illumination device
  • H3 independently adjustable brightness value of the incident directly into the camera light from the backlight device.
  • H1 ⁇ H2 ⁇ H3 other relationships are possible as long as a sufficient contrast remains, which makes the transitions of the areas of main surface, edge and background distinguishable.
  • the edge in this illustration includes the upper bevel, the apex, and a portion of the bottom bevel. This is due to the previously described oblique camera position, which is also outside the projection of the wafer on the main plane.
  • the lower Bevel runs out of the bright field of the second Kantenbeieuchtungs nails, which is why the brightness of the edge drops to the value 0 before the wafer edge.
  • This is followed (radially outward) by the image of the background illumination, whose intensity value is set even lower than that of the edge lying in the bright field, so that also from another angle from which the entire imaged edge lies in the healing field sufficient contrast to identify the wafer edge.

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Abstract

The invention relates to an inspection device and an inspection method for optically investigating object surfaces, in particular wafer edges. In the inspection method, a digital image is taken of an object edge (18) using a digital camera (14). During recording of the edge image, a background illumination of the side of the object (10) facing away from the digital camera (14) is turned on, wherein the light of the background illumination radiated in the direction of the digital camera (14) is partially shaded by the object. Also, a flat main surface (22) surrounding the edge of the object and proximate thereto is illuminated using a plane illumination device (30) such that a bright field image of the main surface (22) is generated. An edge of the object (10) is determined from pixel information from the image by way of a contrast between the object edge (18) and the background and a transition line (bevel line) is determined by way of a contrast between the object edge (18) and the main surface (22).

Description

Inspektionsvorrichtung- und Verfahren für die optische Untersuchung von Objektoberflächen, insbesondere von Wafer kanten Inspection device and method for the optical examination of object surfaces, in particular of wafer edges

Beschreibungdescription

Die Erfindung betrifft eine Inspektionsvorrichtung und ein Inspektionsverfahren für die optische Untersuchung von Objektoberflächen in einer Kantenumgebung eines ansonsten im Wesentlichen ebenen Objekts, insbesondere von Kanten unstrukturierter Wafer, mittels wenigstens einer der Objektoberfläche zugewandten und auf die Objektkante fo- kussierbaren Digitalkamera und einer Ebenenbeleuchtungseinrichtung, die relativ zur Digitalkamera und zur Objektoberfläche so angeordnet ist, dass ein Bild einer sich an die Objektkante anschließenden ebenen Hauptfläche der Objektoberfläche in der Kantenumgebung unter HeII- feldbeleuchtung erzeugt wird.The invention relates to an inspection device and an inspection method for the optical examination of object surfaces in an edge environment of an otherwise substantially planar object, in particular of edges of unstructured wafers, by means of at least one of the object surface facing and on the object edge fotkußbaren digital camera and a plane lighting device, the relative to the digital camera and to the object surface is arranged such that an image of a plane adjoining the object edge planar main surface of the object surface is generated in the edge environment under Heidelfeldbeleuchtung.

Das optische Inspektionsverfahren von Halbleiterwafern auf Defekte (Ausbrüche, Kratzer, Abdrücke, Partikel, etc.) ist ein wichtiger Teil des Herstellungsprozesses von Computer-Chips. Die Inspektion umfasst in der Regel sowohl die ebene Objekt- bzw. Waferober- und -Unterseite als auch dessen Kante. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere die Inspektion der Kante.The optical inspection process of semiconductor wafers for defects (breakouts, scratches, imprints, particles, etc.) is an important part of the manufacturing process of computer chips. The inspection usually includes both the planar object or wafer top and bottom side and its edge. The present invention particularly relates to the inspection of the edge.

Die hierin verwendeten Begriffe zur Bezeichnung des inspizierten Objekts sind wie folgt zu verstehen:The terms used herein to designate the inspected object are to be understood as follows:

- „Objektoberfiäche" wird als Oberbegriff verstanden, der die gesamte Oberfläche des Objektes bezeichnet und insbesondere die im Folgenden definierte Hauptflächen und Objektkanten einschließt.- "Objektoberfiäche" is understood as a generic term that refers to the entire surface of the object and in particular includes the following defined major surfaces and edges of the object.

Mit „Hauptfläche" werden die ebenen, gegenüberliegenden Oberbzw. Unterseiten des in der Regel scheibenförmigen Objektes (Wafers) bezeichnet. „Kante" oder „Objektkante" ist der einerseits an die Hauptfläche angrenzende und andererseits das Objekt außenumfänglich begrenzende Flächenabschnitt, der also die Hauptflächen verbindet und in der Regel sowohl einen oberen bzw. unteren schrägen Anteil („Bevel") als auch einen stirnsθitigen umfänglichen Anteil („Apex") einschließt."Main surface" refers to the planar, opposite upper or lower sides of the generally disk-shaped object (wafer). "Edge" or "object edge" is on the one hand adjacent to the main surface and on the other hand, the object outer peripherally delimiting surface portion which thus connects the major surfaces and usually both an upper or lower oblique portion ("bevel") and a vorirnsitigen circumferential portion ("Apex").

Die „Kantenumgebung" beschreibt einen Flächenausschnitt, der sowohl die Kante als auch einen Ausschnitt der Hauptfläche im Übergangsbereich zur Kante einschließt. Als „Rand" oder „Objektrand" wird die unter dem jeweiligen Blickwinkel erkennbare Übergangsiinie zwischen der Objektkante und der Umgebung bezeichnet.The "edge environment" describes a section of the area that includes both the edge and a section of the main surface in the transition area to the edge.The term "edge" or "object edge" refers to the transition line between the edge of the object and the environment that can be seen from the respective angle.

- Als „Bevelline" wird die unter dem jeweiligen Blickwinkel erkennbare Übergangslinie zwischen der Objektober- bzw. -Unterseite und dem Bevel der Objektkante bezeichnet. Als „Strukturmerkmal" ist eine Abweichung des Kantenverlaufs in der senkrechten Projektion auf die Objektebene, welche von der oder den Hauptflächen definiert wird, von einem vorgegebenen gleichförmigen oder stetigen Konturverlauf zu verstehen. Bei einem kreisrunden Wafer ist ein solches Strukturmerkmal beispielsweise eine radiale Einkerbung (Notch) oder ein gerader Kantenabschnitt (Kreissehne).- "Bevelline" is the transition line between the object's top and bottom side and the bevel of the object's edge, which can be seen from the respective perspective.The "structural feature" is a deviation of the edge profile in the vertical projection to the object plane Main surfaces defined by a given uniform or continuous contour. In the case of a circular wafer, such a structural feature is, for example, a radial notch (notch) or a straight edge section (circular chord).

Inspektionsvorrichtungen für Waferkanten verwenden häufig eine Anordnung bestehend aus einer Digitalkamera, die der Objektoberfläche zugewandt ist und insbesondere auf die Objektkante fokussierbar ist. Ferner kommen in solchen Inspektionsvorrichtungen eine oder mehrere Beleuchtungseinrichtungen zum Einsatz.Inspection devices for wafer edges often use an arrangement consisting of a digital camera, which faces the object surface and in particular can be focused on the object edge. Furthermore, one or more lighting devices are used in such inspection devices.

Aus der DE 103 13 202 B3 ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bekannt, bei der die Objektkante des Wafers bestehend aus dem oberen Bevei (Fase), der Apex und dem unteren Bevel vollständig im Bereich des Dunkelfeides einer LED-Lichtquelle liegen, während das von der Waferoberseite oder oberen Hauptfläche reflektierte Licht direkt in die Kamera einfäilt, die Waferoberseite aiso im Hellfeldbereich liegt. Unter Verwendung eines unterhalb des Wafers angeordneten und parallel zu diesem ausgerichteten Planspiegels wird in demselben Bild auch die Unterseite oder untere Hauptfläche des Wafers aufgenommen, welche, soweit einsehbar, ebenfalls im Dunkelfeldbereich liegen. Der obere Bevel wird also unter streifendem Lichteinfall aus der Lichtquelle beleuchtet und die Apex sowie der untere Bevel liegen völlig im Schatten der Lichtquelle. Das Licht, welches den Wafer passiert, wird von der Spiegeloberfläche direkt in die Kamera reflektiert, so dass es als HeNfeld-Hintergrund im Anschluss an die Unterseite abgebildet wird. Im Ergebnis wird die Waferkante als schmaler Streifen im Dunkelfeldbereich abgebildet, auf dessen einer Seite sich der direkte Reflex von der Waferoberseite und auf dessen anderer Seite sich der direkte Reflex von dem Planspiegel anschließen. Dabei sind die Beleuchtungsverhältnisse auf der Oberseite und der Unterseite der Waferkante aus den vorgenannten Gründen sehr unterschiedlich.From DE 103 13 202 B3 a device of the type mentioned is known in which the object edge of the wafer consisting of the upper Bevei (bevel), the apex and the lower Bevel completely in Range of the darkness of an LED light source lie, while the reflected light from the wafer top or upper main surface directly into the camera, the wafer top is aiso in the bright field area. Using a plane mirror arranged underneath the wafer and oriented parallel thereto, the lower image or lower main surface of the wafer is also recorded in the same image, which, insofar as can be seen, are also in the dark field region. The upper Bevel is thus illuminated under grazing light from the light source and the apex and the lower Bevel are completely in the shadow of the light source. The light that passes through the wafer is reflected by the mirror surface directly into the camera so that it is imaged as a HeNfeld background following the bottom. As a result, the wafer edge is depicted as a narrow strip in the dark field area, on one side of which the direct reflection from the wafer top side and on the other side the direct reflection from the plane mirror join. The lighting conditions on the upper side and the lower side of the wafer edge are very different for the aforementioned reasons.

Nachteilig hierbei ist, dass der interessierende Kantenbereich teilweise direkt und teilweise reflektiert über den Spiegel abgebildet wird. Da die Waferkante insgesamt aber im Dunkelfeld liegt, kann diese nicht genau in der Abbildung lokalisiert werden. Zudem überstrahlt die sich hieran anschließende Hellfeldabbildung der Waferoberseite einerseits und des Spiegels andererseits den Übergangsbereich zur Kante, so dass hier mit Auflösungsverlusten zu rechnen ist.The disadvantage here is that the edge region of interest is partially imaged directly and partially reflected on the mirror. Since the wafer edge is in the dark field overall, it can not be located exactly in the image. In addition, the subsequent bright field image of the wafer top side on the one hand and the mirror on the other hand outshines the transition region to the edge, so that resolution losses can be expected here.

Die DE 103 24 474 A1 beschreibt eine Vorrichtung umfassend eine Auflicht-Beleuchtungseinrichtung und eine Abbildungseinrichtung, mit denen die Oberfläche eines mit Fotolack beschichteten Wafers im Heilfeld aufgenommen wird. Im Gegensatz zur vorliegenden Erfindung wird diese Vorrichtung zur Inspektion eines strukturierten Wafers genutzt. Λ DE 103 24 474 A1 describes a device comprising a reflected-light illumination device and an imaging device with which the surface of a wafer coated with photoresist is received in the healing field. In contrast to the present invention, this device is used to inspect a patterned wafer. Λ

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Durch Polarisation des Lichtes sowie kameraseitige Analyse des Polarisationszustandes des an der Oberfläche reflektierten Lichtes wird die Entiackung des Wafers in dessen Randbereich untersucht Zusätzlich ist auf der Waferunterseite eine weitere Beleuchtungseinrichtung vorgesehen, deren Lichtstrahlen auf dem Weg zur Kamera teilweise von dem Waferrand abgeschattet werden, so dass die Kante des Waferran- des als Hell-Dunkelübergang erscheint.By polarization of the light and camera-side analysis of the polarization state of the light reflected at the surface of the Depiackung of the wafer is examined in its edge region in addition to the wafer underside another illumination device is provided, the light rays are partially shaded on the way to the camera from the wafer edge, so that the edge of the wafer rim appears as a light-dark transition.

Während die Untersuchung des Kantenbereichs in der zuletzt genannten Schrift nicht über die Kontroile der Entiackung hinausgeht und deshalb für die Untersuchung eines unstrukturierten Wafers auf Defekte der eingangs genannten Art ungeeignet ist, kann mit der aus der DE 10331 202 B3 bekannten Vorrichtung keine lückenlose Untersuchung des Wafers von der Hauptfläche über den gesamten Kantenbereich einschließlich Bevei und Apex sichergestellt werden.While the investigation of the edge region in the last-mentioned document does not go beyond the control of the removal and is therefore unsuitable for the investigation of an unstructured wafer for defects of the type mentioned above, no gap-free examination of the wafer can be carried out with the device known from DE 10331 202 B3 be ensured by the main surface over the entire edge area including Bevei and Apex.

Die Erfinder haben es sich vor diesem Hintergrund zur Aufgabe gemacht, die Inspektionsvorrichtung bzw. das Inspektionsverfahren dahingehend zu verbessern, dass aus den aufgenommenen Bildinhalten alle Arten von Defekten auf der Objektoberfläche möglichst lückenlos und ortsgenau identifiziert werden können.Against this background, the inventors have made it their task to improve the inspection device or the inspection method in such a way that all types of defects on the object surface can be identified from the recorded image contents as completely as possible and with location accuracy.

Die Aufgabe wird durch eine Inspektionsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Inspektionsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 17 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.The object is achieved by an inspection device having the features of claim 1 and an inspection method having the features of claim 17. Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Das Inspektionsverfahren sieht erfindungsgemäß vor, dass während des Aufnehmens des Kantenbildes eine Hintergrund beleuchtung auf der der Digitalkamera abgewandten Seite des Objektes zugeschaltet ist, deren Licht in Richtung der Digitalkamera abstrahlt, wobei das in Richtung der Digitalkamera abgestrahlte Licht teilweise von dem Objekt bis zum Objektrand abgeschattet wird. Der Rand des Objekts wird aus Bildpunktinformationen des mit der Digitalkamera erzeugten Bildes anhand eines Kontrastes zwischen der Objektkante und dem Hintergrund ermittelt sowie eine Übergangsiinie (Bevelline) aus Bildpunktinformationen des mit der Digitalkamera erzeugten Bildes anhand eines Kontrastes zwischen der Objektkante und der Hauptfläche.According to the invention, the inspection method provides that during the recording of the edge image, a background lighting is switched on on the side of the object facing away from the digital camera whose light radiates in the direction of the digital camera, wherein the light emitted in the direction of the digital camera is partly from the object is shaded to the edge of the site. The edge of the object is determined from pixel information of the image produced by the digital camera based on a contrast between the object edge and the background, and a bevel of pixel information of the digital camera image based on a contrast between the object edge and the main surface.

Dementsprechend ist bei der erfindungsgemäßen Inspektionsvorrichtung auf der der Digitalkamera abgewandten Seite des Objekts eine Hintergrundbeleuchtungseinrichtung angeordnet und zwar in der Gestalt, dass von ihr Licht in Richtung der Digitalkamera abgestrahlt wird, wobei das in Richtung der Digitalkamera abgestrahlte Licht teilweise von dem Objekt bis zum Objektrand abgeschattet wird, wenn die Digitalkamera auf den Kantenbereich fokussiert ist. Die erfindungsgemäße Inspektionsvorrichtung weist ferner eine Bildverarbeitungseinrichtung auf, die ein Randerkennungsmittel aufweist, welches eingerichtet ist, aus Bildpunktinformationen des mit der Digitalkamera erzeugten Bildes anhand eines Kontrastes zwischen der Objektkante und der Hintergrundbeleuchtung einen Rand des Objektes einerseits und anhand eines Kontrastes zwischen der Objektkante und der Hauptfläche eine Übergangslinie (Bevelline) andererseits zu identifizieren.Accordingly, in the inspection device according to the invention on the side facing away from the digital camera side of the object, a backlight device is arranged in the shape that is emitted from their light towards the digital camera, the light emitted in the direction of the digital camera partially shaded from the object to the object edge when the digital camera is focused on the edge area. The inspection device according to the invention further comprises an image processing device which has an edge detection means which is arranged from pixel information of the image generated with the digital camera based on a contrast between the object edge and the backlight an edge of the object on the one hand and based on a contrast between the object edge and the main surface to identify a transition line (Bevelline) on the other.

Anders als in der DE 103 13 202 B3 sieht die erfindungsgemäße Inspektionsvorrichtung bzw. das Inspektionsverfahren also eine separate Hintergrundbeleuchtung vor, die direkt in die Digitalkamera leuchtet, soweit sie nicht von dem Objekt abgeschattet wird und somit einen Kontrast zwischen der direkt aufgenommenen Objektkante und dem Hintergrund schafft. Damit ist es erstmals möglich einen eindeutigen Bezug zwischen der anhand des Kontrastes zwischen der Objektkante und der Hauptfläche identifizierten Bevellinie und dem anhand des Kontrastes zwischen der Objektkante und der Hintergrundbeleuchtung identifizierten Rand herzustellen. Es ist außer der bereits erwähnten DE 10324474 A1 weiterer Stand der Technik bekannt, der eine Hintergrundlichtquelle auf der einem optischen Sensor abgewandten Seite des Wafers beschreibt. So ist beispielsweise aus der japanischen Offenlegungsschrift JP 59125627 A eine Vorrichtung bekannt, bei der ein Bündel paralleler Lichtstrahlen senkrecht auf die Waferoberfläche im Kantenbereich gestrahlt wird und der nicht abgeschattete Anteil dieses Lichtbündels mittels eines auf der gegenüberliegenden Seite des Wafers angeordneten flächigen Fotosensors erfasst wird, während der Wafer gedreht wird. Vom Prinzip her dieselbe Anordnung ist aus der Offenlegungsschrift US 5,438,209 A bekannt, welche aber anstelle des Fotosensors eine Kamerazeiie verwendet. Bei beiden Vorrichtungen handelt es sich um Vorrichtungen zur Bestimmung der Position einer Noten und nicht um die gattungsgemäße Inspektionsvorrichtung zur Aufnahme eines Dunkelfeldbildes der Waferoberfläche. Die Beleuchtung ist eine reine Hintergrundbeleuchtung, so dass eine Dunkelfeldaufnahme hiermit gar nicht möglich ist. Die Genauigkeit der Positionsbestimmung der Notch wird jeweils allein durch die Parallelität der Lichtstrahlen sichergestellt, die einen scharfen Schattenwurf gewährleistet.Thus, unlike in DE 103 13 202 B3, the inspection device or the inspection method according to the invention thus provides a separate background illumination which illuminates directly into the digital camera, provided that it is not shadowed by the object and thus a contrast between the directly recorded object edge and the background creates. This makes it possible for the first time to establish a clear relationship between the population line identified on the basis of the contrast between the object edge and the main surface and the edge identified on the basis of the contrast between the edge of the object and the background light. Apart from the previously mentioned DE 10324474 A1, further prior art is known which describes a background light source on the side of the wafer facing away from an optical sensor. For example, Japanese Laid-Open Patent Application No. 59125627 A discloses a device in which a bundle of parallel light beams is irradiated perpendicularly to the wafer surface in the edge region and the unshaded portion of this light beam is detected by means of a two-dimensional photosensor disposed on the opposite side of the wafer the wafer is turned. The same arrangement is known in principle from US Pat. No. 5,438,209 A, which, instead of the photosensor, uses a camera line. Both devices are devices for determining the position of a score and not the generic inspection device for receiving a dark field image of the wafer surface. The lighting is a pure backlight, so that a dark field recording hereby is not possible. The accuracy of the position determination of Notch is ensured only by the parallelism of the light beams, which ensures a sharp shadow.

Eine andere Vorrichtung zur Bestimmung der Noten-Position bei einem Wafer ist aus der Offenlegungsschrift JP 2000031245 A bekannt. Diese weist eine Kamera auf, deren optische Achse senkrecht zur Oberseite des Wafers und auf dessen Mitte ausgerichtet ist und die ein zweidimensionales Gesamtbild der Waferoberfläche aufnimmt, ohne dass der Wafer dabei gedreht wird. Die Beleuchtungseinrichtung ist zu diesem Zweck von der optischen Achse dar Kamera weggeschwenkt, so dass keine direkte Reflektion des Lichtes von der Waferoberfiäche in die Kamera fällt. Die unmittelbare Umgebung des Wafers wird dadurch aufgehellt, dass das Licht der Beleuchtungseinrichtung dem Material der Waferauflage (diffus) gestreut wird. Auf diese Weise entsteht ein Kontrast zwischen der Waferaufiage und dem Wafer, so dass die Wa- ferkante als dunkler Rand vor der helleren Auflage abgebildet wird. Diese Vorrichtung erlaubt das Identifizieren der Waferkante und insbesondere einer Notch. Sie ist allerdings nicht dazu vorgesehen und geeignet, Defekte auf der Waferoberfläche mit hinreichender Genauigkeit zu identifizieren und zu lokalisieren. Es handelt sich auch hierbei allein um eine Vorrichtung zur Bestimmung der Notch-Position. Auch sorgt die asymmetrische Anordnung der Beieuchtungseinrichtung bezogen auf die Mittelachse des Wafers für einen Schattenwurf, der eine Lokalisierung der Waferkante mit hoher Genauigkeit erschwert, da nicht das in Richtung der Digitalkamera abgestrahlte Licht teilweise von der Objektkante abgeschattet wird, sondern bereits das Licht auf dem Weg zur Waferaufiage. Schließlich ist der Kontrast abhängig von dem Material und der Beschaffenheit der Waferoberfläche einerseits und der Auflage andererseits und kann nicht beeinflusst werden.Another device for determining the note position in a wafer is known from the publication JP 2000031245 A. This has a camera whose optical axis is aligned perpendicular to the top of the wafer and on its center and which receives a two-dimensional overall image of the wafer surface, without the wafer is rotated thereby. The illumination device is pivoted away from the optical axis of the camera for this purpose, so that no direct reflection of the light from the Waferoberfiäche falls into the camera. The immediate vicinity of the wafer is lightened by the fact that the light of the illumination device is the material of the wafer support (diffused) scattered. This creates a Contrast between the wafer support and the wafer, so that the edge of the printer is depicted as a dark border in front of the lighter overlay. This device allows the identification of the wafer edge and in particular a Notch. However, it is not intended and suitable for identifying and localizing defects on the wafer surface with sufficient accuracy. This is also a device for determining the Notch position. Also, the asymmetrical arrangement of the Beieuchtungseinrichtung relative to the center axis of the wafer for a shadow, which makes it difficult to localize the wafer edge with high accuracy, since not the light emitted in the direction of the digital camera is partially shaded by the object edge, but already the light on the way to the Waferaufiage. Finally, the contrast is dependent on the material and the nature of the wafer surface on the one hand and the overlay on the other hand and can not be influenced.

im Gegensatz hierzu betrifft die Erfindung eine Inspektionsvorrichtung zur Detektion von Oberflächendefekten, die eine verbesserte Lokalisierung dieser Oberflächendefekte und zugleich eine Erkennung der Oberflächendefekte bis hin zur äußersten Objektkante also zum Objektrand erlaubt.In contrast, the invention relates to an inspection device for the detection of surface defects, which allows an improved localization of these surface defects and at the same time a detection of the surface defects up to the outermost object edge, ie to the object edge.

Da der Fokus der Digitalkamera bei der erfindungsgemäßen Inspektionsvorrichtung auf der Objektkante liegt, wird insbesondere der Rand des Objekts scharf abgebildet, was eine genaue Lokalisierung des Objektes ermöglicht. Ferner hat dies den Vorteil, dass die Hintergrund beieuchtungseinrichtung, weiche weiter entfernt liegt, unscharf abgebildet wird und deshalb keine Artefakte des Hintergrundes den Bildeindruck stören, insbesondere kann als Hintergrundbeleuchtungseinrichtung eine einfache Lampe dienen, welche aufgrund der Unscharfe als ausgedehnter Lichtfleck auf dem Sensor der Digitalkamera abgebildet wird. Selbstverständlich kann als Hintergrundbeleuchtungseiπrichtung auch eine direkt oder indirekt und/oder diffus abstrahlende flächige Lichtquelle gewählt werden.Since the focus of the digital camera in the inspection device according to the invention lies on the object edge, in particular the edge of the object is sharply imaged, which enables a precise localization of the object. Furthermore, this has the advantage that the background lighting device, which is located farther away, is blurred and therefore no artifacts of the background disturb the image impression, in particular can serve as a backlight a simple lamp, which due to the fuzzy as an extended light spot on the sensor of the digital camera is shown. Of course, as a backlighting device, too a direct or indirect and / or diffuse emitting surface light source can be selected.

Zu der Inspektion der Objektkante gehört erfindungsgemäß auch die des Überganges zur Hauptfläche des Objekts. Hierbei ist die Bevelline von besonderem Interesse. Der Bevel kann neben den erwähnten Defekten in Form von Kratzern, Ausbrüchen, Staubkörnern, Abdrücken oder dergleichen auch Defekte in Form von Bearbeituπgsfehlern, näm- Nch Polierfehlem, aufweisen. Die Waferkante erhält üblicherweise eine polierte Oberfläche. Ist der Polierprozess der Kante ordnungsgemäß erfolgt, müssen die Bevelline und derWaferrand stets parallel verlaufen, Abweichungen hiervon stellen Polierfehler dar. Solche Polierfehler führen nicht zu kontrastreichen Streulichtreflexen oder dunklen Stellen, wie es die vorgenannten Defekte unter Hell- bzw. Dunkelfeldbeleuchtung tun. Polierfehler führen also zu mehr oder weniger starken Abweichungen der Bevelline von ihrer Soilposition auf dem Wafer. Schwankungen der Beveliine aufgrund von Polierfehlern sind jedoch mit Artefakten der Messungen, wie beispielsweise Schwingungen oder einer Exzentrizität des Wafers während der Messungen überlagert, weshalb sich eine Aussage über deren Ist-Position nicht ohne weiteres treffen lässt. Deshalb ist es erfindungsgemäß vorgesehen, neben der Bevelline gleichzeitig auch die Objektkante eindeutig zu identifizieren.According to the invention, the inspection of the object edge also includes that of the transition to the main surface of the object. Here, the Bevelline is of particular interest. The Bevel may, in addition to the mentioned defects in the form of scratches, eruptions, dust grains, imprints or the like also defects in the form of Bearbeitungsuπgsfehlern, nem- Nch polishing defects have. The wafer edge usually gets a polished surface. If the polishing process of the edge is done properly, the Bevelline and the wafer edge must always be parallel, deviations from this are polishing defects. Such polishing defects do not lead to high-contrast scattered light reflections or dark spots, as the aforementioned defects do under bright or dark field illumination. Polishing errors thus lead to more or less pronounced deviations of the bevel from their soil position on the wafer. Fluctuations in Beveliine due to buffing are, however, overlaid with artefacts of the measurements, such as vibrations or eccentricity of the wafer during the measurements, so that a statement about their actual position can not be easily made. Therefore, it is provided according to the invention to unambiguously identify the object edge as well as the bevel at the same time.

Bevorzugt weist die Bildverarbeitungseinrichtung ein Kantenanaiysemit- tel auf, weiches eingerichtet ist, die Relativlage der Bevelline zu dem Rand zu überwachen.The image processing device preferably has an edge analyzer which is set up to monitor the relative position of the bees to the edge.

Das Randerkennungsmittel detektiert mittels eines einfachen Algorithmus einen unrunden Lauf des Wafers (Horizontalschwingung in der Waferebene) in Folge einer Zentrierungenauigkeit oder ein Flattern des Wafers (Vertikalschwingung senkrecht zur Waferebene) in Folge einer Unebenheit oder einer resonanten Anregung. Bislang war man bemüht die genannten Fehlerquellen durch aktive und teils mechanisch sehr aufwändige Zentrier- und Dämpfungsmaßnahmen zu minimieren. Im Vergleich zu etwaigen Defekten liefern Horizontal- oder Vertikalschwingungen aber einen periodischen, niederfrequenten Verlauf der Wafer- kante in dem Bild und lassen sich daher einfach identifizieren. Die genaue Randerkennung der erfindungsgemäßen Vorrichtung erlaubt deshalb auf aufwändige aktive Zentrier- und Dämpfungsmaßnahmen zu verzichten und etwaige Fehler im Rahmen der Bildbearbeitung mittels geeigneter Korrekturmittel oder Routinen zu korrigieren.The edge detection means detects, by means of a simple algorithm, non-circular motion of the wafer (horizontal vibration in the wafer plane) due to centering inaccuracy or wafer flutter (vertical vibration perpendicular to the wafer plane) due to unevenness or resonant excitation. So far one tried to minimize the mentioned sources of error by active and sometimes mechanically very complex centering and damping measures. In contrast to any defects, however, horizontal or vertical vibrations provide a periodic, low-frequency course of the wafer edge in the image and can therefore be easily identified. The exact edge detection of the device according to the invention therefore allows to dispense with complex active centering and damping measures and to correct any errors in the context of image processing by means of suitable correction means or routines.

Das Überwachen der Relativlage der Bevelline zu dem Rand geschieht hiervon ausgehend, indem die Bevelline und Randlinie anhand der Kontrastunterschiede im Bild identifiziert werden, dann wird der Abstand beider Linien im Bild entlang einer ungefähr senkrechten Linie zum Rand bestimmt. Ist derWafer nicht gut zentriert, also ändert sich der Abstand Waferrand - Kamera, kann unter Berücksichtigung der Abbildungsgeometrie auf den realen Abstand Bevel-Linie - Waferrand geschlossen werden. Dieser Abstand muss innerhalb gewisser Toleranzen am normalen Waferrand immer konstant sein.Monitoring the relative position of the bevelline to the edge is done by identifying the population and boundary line from the contrast differences in the image, then determining the distance of both lines in the image along an approximately perpendicular line to the edge. If the wafer is not well centered, so the distance wafer edge - camera changes, can be closed taking into account the imaging geometry on the real distance bevel line - wafer edge. This distance must always be constant within certain tolerances on the normal wafer edge.

In einer bevorzugten Weiterbildung umfasst das Randerkennungsmittel ein Strukturerkennungsmittel, welches eingerichtet ist, ein Strukturmerkmal der Objektkante aus Bildpunktinformationen des Dunkelfeldbildes anhand des Kontrastunterschiedes zwischen der Objektkante und der Hintergrundbeleuchtung zu identifizieren.In a preferred embodiment, the edge detection means comprises a structure recognition means which is set up to identify a structural feature of the object edge from pixel information of the dark field image on the basis of the contrast difference between the object edge and the background illumination.

Ein solches Strukturmerkmal ist beispielsweise der Konturverlauf einer Einkerbung (Notch) im Waferrand. Dieser hat eine bekannte Form und kann daher leicht durch einen Algorithmus oder einen Vergleich des aufgenommenen Kantenbildes mit in einem Speicher hinterlegten Formen identifiziert werden. Jedoch kann auf diese Weise nicht nur eine Einkerbung, sondern auch beliebige andere Strukturmerkmale, bei- spielsweise in Form eines geraden Kantenabschnittes (an einem ansonsten kreisrunden Wafer), erkannt werden. Alle regelmäßigen Strukturmerkmale lassen sich so leicht identifizieren und insbesondere von einem unregelmäßigen Ausbruch unterscheiden. Hierdurch wird eine einfache Inspektion des Strukturmerkmals selbst ermöglicht. Insbesondere können Defekte im dem Strukturmerkmal, das gänzliche Fehlen des Strukturmerkmales, eine Formabweichung des Strukturmerkmals von einer Sollgeometrie bis hin zum Vorliegen mehrerer Strukturmerkmale entlang der Waferkante automatisch festgestellt und angezeigt werden. Auch ist es möglich die Relativlage zwischen der Bevel-Linie und dem Rand entlang eines solchen Strukturmerkmals zu überwachen. Dies gilt auch dann, wenn hier kein konstanter Abstand sondern ein anderer, dem Umriss des Strukturmerkmais folgender Verlauf der Bevelline erwartet wird (Sollgeometrie).Such a structural feature is, for example, the contour of a notch in the wafer edge. This has a known shape and can therefore be easily identified by an algorithm or a comparison of the recorded edge image with stored in a memory forms. However, in this way not only a notch but also any other structural features, while For example, in the form of a straight edge portion (on an otherwise circular wafer) can be detected. All regular structural features can thus be easily identified and, in particular, distinguished from an irregular outbreak. As a result, a simple inspection of the structural feature itself is made possible. In particular, defects in the structural feature, the complete absence of the structural feature, a shape deviation of the structural feature from a desired geometry to the presence of several structural features along the wafer edge can be automatically detected and displayed. It is also possible to monitor the relative position between the Bevel line and the edge along such a feature. This also applies if no constant distance is expected here but another profile of the bevelline following the outline of the structural merameter (nominal geometry).

Vorzugsweise ist die Bildverarbeitungseinrichtung ferner eingerichtet, anhand des identifizierten Randes und/oder des identifizierten Strukturmerkmals ein Koordinatensystem festzulegen.Preferably, the image processing device is also set up to determine a coordinate system on the basis of the identified edge and / or the identified structural feature.

Anhand des identifizierten Strukturmerkmals kann beispielsweise eindeutig ein Bezugspunkt für den azimutalen Winkel (also den Drehwinkel des Wafers) bestimmt werden. So kann beispielsweise die Mitte einer Notch als Koordinatennullpunkt des Azimutalwinkels genommen werden, was eine genaue Winkelpositionsangabe jedes identifizierten Oberflächendefektes (oder Defektfragmentes) erlaubt.By way of example, a reference point for the azimuthal angle (ie the angle of rotation of the wafer) can be determined unambiguously on the basis of the identified structural feature. For example, the center of a notch may be taken as the coordinate zero point of the azimuthal angle, allowing accurate angular position indication of each identified surface defect (or defect fragment).

Ferner kann mit einer solchen Bildverarbeitungseinrichtung aus dem identifizierten Rand bei bekannter Ausformung des Kantenprofils auf den Verlauf der wahren körperlichen Objektkante geschlossen werden. Die Mitte der Apex, weiche die radial äußerste Kante des Objekts bildet, wird im einfachsten Fall ermittelt, indem bei bekannter Form des Kantenprofils und des Beobachtungswinkels, unter dem die Kamera auf die Objektkante blickt, ein konstanter Abstand der Apexmitte zu dem identifizierten Rand angenommen wird. Dieser Abstand kann als system- und/oder profilspezifische Einstellung in einem Speicher der Bildverarbeitungseinrichtung hinterlegt und bei Berechnung der Lage der wahren Objektkante von der Position des identifizierten Randes subtrahiert werden. Als Koordinatennuilpunkt der radialen Komponente des Koordinatensystems wird dann bevorzugt die wahre Objektkante also der Mitte der Apex gewählt. Dieser und der Koordinatennullpunkt des Azimutalwinkels bilden bevorzugt den Ursprung eines zweidimensionalen Koordinatensystems.Furthermore, with the aid of such an image processing device, it is possible to deduce the course of the true physical object edge from the identified edge in the case of a known shaping of the edge profile. The center of the apex, which forms the radially outermost edge of the object, is determined in the simplest case by using a known shape of the edge profile and the viewing angle at which the camera is placed on the Object edge looks, a constant distance of the Apexmitte is assumed to the identified edge. This distance can be stored as a system- and / or profile-specific setting in a memory of the image processing device and subtracted when calculating the position of the true edge of the object from the position of the identified edge. As the coordinate reference point of the radial component of the coordinate system, the true object edge, ie, the center of the apex, is then preferably selected. This and the coordinate zero point of the azimuthal angle preferably form the origin of a two-dimensional coordinate system.

Ist das Koordinatensystem in zwei Dimensionen festgelegt, kann vorzugsweise mittels der Bildverarbeitungseinrichtung die Lage der Bevel- line in Bezug auf das Koordinatensystem bestimmt werden.If the coordinate system is defined in two dimensions, the position of the bevelline with respect to the coordinate system can preferably be determined by means of the image processing device.

Dies erlaubt Polierfehler auch bezüglich Ihrer Winkelposition relativ zum Sturkturmerkmal, der Wavemotch, zu bestimmen.This allows polishing errors also with respect to their angular position relative to the structural feature, the Wavemotch, to be determined.

Die Digitalkamera ist vorzugsweise eine Zeiienkamera, die so angeordnet ist, dass die mit der Zeilenkamera aufgenommene einzelne Bildzeile in einer Ebenen liegt, welche senkrecht zu der Ebene des Objekts bzw. Objektrandes angeordnet ist.The digital camera is preferably a Zeiienkamera which is arranged so that the recorded with the line camera single image line is located in a plane which is perpendicular to the plane of the object or object edge.

Die Betrachtungsrichtung der Digitalkamera ist bevorzugt um einen Betrachtungswinkel >0° aus der Objektebene herausgeschwenkt.The viewing direction of the digital camera is preferably swiveled out of the object plane by a viewing angle> 0 °.

Wenn zugleich die Betrachtungsrichtung der Digitalkamera um einen Betrachtungswinkel <90° aus der Objektebene herausgeschwenkt ist erlaubt dies die Aufnahme der gesamten Kantenumgebung einschließlich Apex, Bevel und einem kantennahen Teil der Hauptfläche. Vorstehendes gilt analog, wenn der Strahlengang auf dem Weg zur Kamera umgelenkt wird. Wird das Objekt aus dieser Perspektive von seiner Oberseite und von seiner Unterseite inspiziert, erhält man ein vollständiges Bild der Kantenumgebung. Die beiden Bildhälften können in der Mitte der Apex also im Koordinatennullpunkt der radialen Komponente zusammengefügt werden, wobei die in beiden Teilbildern ermittelten Koordinatennullpunkte des Azimutalwinkels übereinander gelegt werden. Somit lassen sich alle Defekte in einem gemeinsamen Koordinatensystem darstellen.If, at the same time, the viewing direction of the digital camera is swiveled out of the object plane by a viewing angle <90 °, this allows the acquisition of the entire edge environment including the apex, bevel and an edge-near part of the main surface. The above applies analogously when the beam path is deflected on the way to the camera. Will the object from this perspective of his Top and inspected from its bottom, one gets a complete picture of the edge environment. The two halves of the image can thus be joined together in the center of the apex in the coordinate zero point of the radial component, wherein the zero coordinates of the azimuthal angle determined in both partial images are superimposed. Thus, all defects can be represented in a common coordinate system.

Die Betrachtungsrichtung, aus der das Bild von der Objektkante mittels Digitalkamera aufgenommen wird, kann, in der Projektion auf die Objektebene gesehen, senkrecht auf der Objektkante oder einer Tangete zur Objektkante stehen. Das heißt die optische Achse der Kamera ist (evtl. nach Umlenkung) gemäß dieser Ausführungsform so orientiert, dass sie zusammen mit der Biidzeiie eine optische Ebene definiert, die mit einer Radialebene des Wafers zusammenfällt. Der Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass weniger Bildverzerrungen auftreten.The viewing direction from which the image is taken from the edge of the object by means of a digital camera can, when viewed on the object plane, be perpendicular to the object edge or a tangent to the object edge. That is, the optical axis of the camera is oriented (possibly after deflection) according to this embodiment so as to define together with the guide an optical plane coincident with a radial plane of the wafer. The advantage of this embodiment is that fewer image distortions occur.

Vorzugsweise ist eine erste Kantenbeleuchtungseinrichtung vorgesehen, die realiv zur Digitalkamera und zur Objektkante so angeordnet ist, dass ein Bild der Objektkante unter Dunkelfeldbeleuchtung erzeugt werden kann.Preferably, a first edge illumination device is provided, which is arranged so as to be real to the digital camera and to the object edge so that an image of the object edge can be generated under dark field illumination.

Bei der Dunkelfeldbeleuchtung wird das von der Beleuchtungseinrichtung abgestrahlte Licht von der intakten Objektoberfläche so reflektiert, dass es nicht in die Optik der Digitalkamera einfällt, so dass das Bild der Objektoberfläche überwiegend dunkel bleibt. Befindet sich in dem Oberflächenbereich ein Defekt in Form einer Vertiefung (Kratzer, Ausbruch) oder in Form einer Erhöhung (Staubkorn, Verunreinigung), dann wird in der Regel von Teiiflächen des Defekts der eine oder andere Reflex in die Optik der Digitalkamera einfallen. Es entsteht auf diese Weise ein helles Abbild von Defektfragmenten. Die Erfinder haben darüber hinaus erkannt, dass je nach Beieuch- tungssituation unterschiedliche Abschnitte der Defekte ausgeleuchtet werden, sich also verschiedene Fragmente unter verschiedenen Lichteinfallsrichtungen zeigen, Um ein vollständigeres Bild des gesamten Defektes zu erhalten, ist deshalb vorteilhafter Weise, alternativ oder zusätzlich, eine zweite Kantenbeleuchtungseinrichtung vorgesehen, die relativ zur Digitalkamera und zur Objektkante so angeordnet ist, dass ein Bild der Objektkante unter Hellfeldfeldbeleuchtung erzeugt werden kann.In dark field illumination, the light emitted by the illumination device is reflected by the intact object surface so that it does not enter the optics of the digital camera, so that the image of the object surface remains predominantly dark. If a defect in the surface area is in the form of a depression (scratch, eruption) or in the form of an increase (dust grain, impurity), then usually one or the other reflex of the defect will be reflected in the optics of the digital camera. This creates a bright image of defect fragments. The inventors have also recognized that different sections of the defects are illuminated depending on the illumination situation, ie that different fragments are displayed under different light incidence directions. In order to obtain a more complete picture of the entire defect, a second or alternative is therefore advantageous Edge lighting device provided which is arranged relative to the digital camera and the object edge so that an image of the object edge can be generated under bright field illumination.

Bei der Hellfeldbeleuchtung wird das von der Beleuchtungseinrichtung abgestrahlte Licht von der intakten Objektoberfläche direkt in die Optik der Digitalkamera reflektiert, so dass das Bild der Objektoberfläche überwiegend hell erscheint. Befindet sich in dem Oberflächenbereich ein Defekt in Form einer Vertiefung (Kratzer, Ausbruch) oder in Form einer Erhöhung (Staubkorn, Verunreinigung), dann wird in der Regel von den überwiegenden Teilflächen des Defekts das Licht in andere Richtungen gestreut und fällt nicht in die Optik der Digitalkamera ein. Es entsteht auf diese Weise ein dunkles Abbild von Defektfragmenten.In bright field illumination, the light emitted by the illumination device is reflected by the intact object surface directly into the optics of the digital camera, so that the image of the object surface appears predominantly bright. If a defect in the surface area is in the form of a depression (scratch, eruption) or in the form of an increase (dust grain, impurity), the light is scattered in other directions and does not fall into the optics of the majority of the defects the digital camera. This creates a dark image of defect fragments.

Gerade im Fall der Hellfeldbeleuchtung ist die optische Achse der Kamera vorzugsweise so orientiert, dass die zusammen mit der Bildzeile definierte optische Ebene der Zeilenkamera aus der Radialebene herausgeschwenkt ist. Zwar werden so stärkere Bildverzerrungen in Kauf zu nehmen sein. Jedoch lässt diese Anordnung die Hellfeldaufnahme derWaferkante in einfacher Weise realisieren, indem die Hellfeld- Beleuchtungseinrichtung in spiegelbildlicher Anordnung zur Kameraanordnung bezogen auf die Radialebene durch den Fokuspunkt auf der Waferoberfläche eingesetzt wird. Bei dieser Ausführungsform ist die Hintergrund beleuchtungseinrichtung bevorzugt um den gleichen Betrag und in dieselbe Richtung aus der Radialebene herausgeschwenkt, so dass sie auf der optischen Achse der Kamera liegt. Die Büdverarbeitungseinrichtung ist ferner bevorzugt eingerichtet, aus den Bild punktinformationen des Dunkelfeldbildes und/oder des Hellfel- bildes der Objektkante anhand der wie vorstehend beschrieben erzeugten Kontraste Oberflächendefekte im Kantenbereich zu identifizieren.Especially in the case of bright field illumination, the optical axis of the camera is preferably oriented so that the defined together with the image line optical plane of the line scan camera is pivoted out of the radial plane. Admittedly, this will lead to more image distortions. However, this arrangement allows the bright field image of the wafer edge to be realized in a simple manner by inserting the bright field illumination device in a mirror-image arrangement relative to the camera arrangement relative to the radial plane through the focal point on the wafer surface. In this embodiment, the background lighting device is preferably swung out by the same amount and in the same direction from the radial plane, so that it lies on the optical axis of the camera. The image processing device is furthermore preferably set up to identify surface defects in the edge region from the image point information of the dark field image and / or the light field of the object edge on the basis of the contrasts generated as described above.

Die ermittelten Defektfragmente werden mittels der Bildverarbeitungseinrichtung zunächst in den Teilbildern der Dunkelfeldaufnahme und der Hellfeldaufnahme getrennt voneinander identifiziert. Dies geschieht vorzugsweise, indem zunächst zusammenhängende Bildpunkte, deren Inhalte (Intensitäts-, Grau- oder Farbwerte) innerhalb eines vorher festgelegten Wertebereiches (Intensitäts-, Grau- oder Farbwertintervails) liegen, demselben Defektfragment zugeordnet werden. Die so ermittelten Defektfragmente werden anschließend mittels eines Algorithmus auf Zugehörigkeit zu demselben Defekt zusammengefasst. Aus zwei (oder mehr) Teilbildern der Objektoberfläche wird so ein virtuelles Oberflächenbild erzeugt, so dass durch die Summe der Informationen aus dem Hellfeldbild und dem Dunkelfeldbild sich ein umfassenderes Bild des gesamten Defektes erzeugen lässt.The detected defect fragments are first identified by the image processing device separately in the sub-images of the dark field recording and the bright field recording. This is preferably done by first assigning contiguous pixels whose contents (intensity, gray or color values) lie within a predetermined value range (intensity, gray or color value intervalls) to the same defect fragment. The defect fragments determined in this way are then combined by means of an algorithm for belonging to the same defect. From two (or more) partial images of the object surface, a virtual surface image is thus generated, so that the sum of the information from the bright field image and the dark field image allows a more comprehensive image of the entire defect to be produced.

Das so erzeugt digitale Bild der Objektoberfläche wird anschließend üblicherweise einer manuellen oder automatischen Auswertung zugeführt, wobei die Ergebnisse der Auswertung dazu verwendet werden, nach den Vorgaben des Chip-Herstellers über die Verwertbarkeit des Wafers zu entscheiden und eine Sortierung nach Qualitätskriterien durchzuführen.The resulting digital image of the object surface is then usually fed to a manual or automatic evaluation, the results of the evaluation are used to decide according to the specifications of the chip manufacturer on the usability of the wafer and to perform a sorting according to quality criteria.

Die zweite Kantenbeleuchtungseinrichtung, die Hintergrundbeleuchtungseinrichtung und die Ebenenbeleuchtungseinrichtung sind mittels einer geeigneten Steuereinheit besonders bevorzugt getrennt voneinander ansteuerbar. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass in jedem Aufnahmemodus ein ausreichender bzw. optimaler Kontrast zwischen der Hauptfläche im Hellfeld, der Waferkante im Hell- oder Dunkelfeld und der Hintergrundbeleuchtung gegeben ist, der eine gleichzeitige Erkennung der Bevelli- ne, des Waferrandes und von Defekten im Hellfeld bzw. Dunkelfeld erlaubt Befinden sich zum Beispiel unmittelbar am Rand des Wafers Defekte in Form von Ausbrüchen, so können auch diese leicht als Abweichung von der stetigen Randkurve identifiziert werden. Die Information über den Verlauf der Kontur des Wafers bietet also (neben der oben beschriebenen) eine zusätzliche Möglichkeit zur Erkennung von Defekten. Dabei ermöglicht die separate Hintergrundbeleuchtung eine Kontrasteinstellung, die von dem Kontrastschwerpunkt bzw. von dem Inten- sitäts-, Grau- oder Farbwerteschwerpunkt eines im Dunkelfeld oder Helldfeld liegenden Defektes abweicht. Ausbrüche sind auf diese Weise leicht von einem Oberflächeπdefekt anderer Art unterscheidbar. Durch die separate Beleuchtungsansteuerung ist das erfindungsgemäße Verfahren ferner unabhängig vom Reflexionsvermögen der Wafero- berfläche beispielsweise aufgrund von unterschiedlichen Beschichtun- gen und/oder Strukturen.The second edge illumination device, the background illumination device and the plane illumination device can be controlled separately from one another by means of a suitable control unit. In this way, it is possible to ensure that in each recording mode there is sufficient or optimum contrast between the main area in the bright field, the wafer edge in the bright or dark field and the background illumination, the simultaneous detection of the population, the wafer edge and defects in the bright field dark field allowed If, for example, there are defects in the form of eruptions directly at the edge of the wafer, then these too can easily be identified as a deviation from the continuous edge curve. The information about the shape of the contour of the wafer thus offers (in addition to the one described above) an additional possibility for the detection of defects. In this case, the separate backlighting enables a contrast adjustment that deviates from the contrast center of gravity or from the center of intensity, gray or color value of a defect lying in the dark field or bright field. Outbreaks are thus easily distinguishable from a surface defect of another type. Due to the separate illumination control, the method according to the invention is furthermore independent of the reflectivity of the wafer surface, for example due to different coatings and / or structures.

Ist das Koordinatensystem in zwei Dimensionen festgelegt, kann bei dem erfindungsgemäßen Iπspektionsverfahren die Lage des oder der aufgefundenen Oberflächendefekte oder Defektfragmente in Bezug auf dieses Koordinatensystem bestimmt werden. Die Lagebestimmung kann beispielsweise sowohl die Ausdehnung des Defektes oder Defektfragmentes also auch dessen Schwerpunkt und Orientierung umfassen. Insgesamt werden durch die erfindungsgemäße Identifizierung der Objektkante und des Strukturmerkmals die Genauigkeit und die Reproduzierbarkeit der Angaben über jeden Defekt erhöht.If the coordinate system is set in two dimensions, the position of the surface defect (s) found in relation to this coordinate system can be determined in the inventive inspection method. The position determination can include, for example, both the extent of the defect or defect fragment, including its center of gravity and orientation. Overall, the accuracy and reproducibility of the information about each defect are increased by the inventive identification of the object edge and the structural feature.

Abweichungen davon können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung leicht detektiert werden, wenn die Bildverarbeitungseinrichtung eingerichtet ist, die Lage der Bevelline in Bezug auf das Koordinatensystem und/oder den identifizierten Wa- ferrand zu bestimmen.Deviations from this can easily be detected with the method according to the invention and the device according to the invention, if the image processing device is set up to determine the position of the bevelline with respect to the coordinate system and / or the identified wafer edge.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungform ist das Kantenanalyse- mittel eingerichtet, anhand des identifizierten Randes den Durchmesser des Objektrandes und/oder der Bevelline zu bestimmen.In a further preferred embodiment, the edge analysis means is set up to determine the diameter of the object edge and / or the bevelling on the basis of the identified edge.

Weist die Inspektionsvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform einen motorisch angetriebenen Drehtisch zur drehbaren HaI- terung des Objektes auf, wobei die Digitalkamera eingerichtet ist, synchron zur Drehung des Drehtisches ein digitales Bild der Objektkaπte aufzunehmen, können mit einer solchen Zeilenkamera sequentiell mehrere Bildzeilen der Objektkante aufgenommen werden, während sich das Objekt zusammen mit dem Drehtisch dreht. Hierzu kann die Auslösung der Kamera beispielsweise mittels eines Synchronisationsimpulses durch den Antriebsmotor (z. B. Schrittmotor) folgen. Die sequentiell aufgenommenen Bildzeilen der Objektkante in unterschiedlicher Winkelstellung des Objekts werden anschließend zu einem (Panorama-) Bild der Objektkante zusammengefügt.If, according to a preferred embodiment, the inspection device has a motor-driven turntable for rotatably supporting the object, the digital camera being set up to record a digital image of the object in synchronism with the rotation of the turntable, a plurality of image lines of the object edge can be taken sequentially with such a line camera while the object is rotating together with the turntable. For this purpose, the triggering of the camera can follow, for example, by means of a synchronization pulse by the drive motor (eg stepping motor). The sequentially recorded image lines of the object edge in different angular position of the object are then combined to form a (panoramic) image of the object edge.

Die Verfahrensschritte der Bildverarbeitung, insbesondere des Identifi- zierens des Randes, der Bevelline oder der Strukturmerkmale, des Bestimmens eines Koordinaten- oder Bezugssystems und das Bestimmen der Lage von Defekten und der Bevelline in dem Bezugssystem, können einzeln oder gemeinsam sowohl als Software als auch als Hardware oder in Kombination aus Software und Hardware implementiert sein.The method steps of the image processing, in particular the identification of the edge, the Bevelline or the structural features, the determination of a coordinate or reference system and the determination of the position of defects and Bevelline in the reference system, individually or collectively both as software and as Hardware or in combination of software and hardware.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel der erfin- dungsgemäßeπ Inspektionsvorrichtung mit Dunkelfeldbeleuchtung;Other objects, features and advantages of the invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment with the aid of the drawings. Show it: 1 is a plan view of an embodiment of the inventive dungsgemäßeπ inspection device with dark field illumination.

Fig. 2 eine Seitenansicht der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ;Fig. 2 is a side view of the embodiment of FIG. 1;

Fig. 3 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Inspektionsvorrichtung mit Hellfeldbeleuchtung undFig. 3 is a plan view of an embodiment of the inspection device according to the invention with bright field illumination and

Fig. 4 ein Histogramm des Helligkeitsverlaufes einer Bildzeile.4 shows a histogram of the brightness curve of a picture line.

Die Figuren 1 und 2 zeigen in vereinfachter Darstellung eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Inspektionsvorrichtung zur Inspektion einer oberen Kantenumgebung eines Halbleiterwafers 10. DerWafer 10 liegt auf einem Drehtisch 12 auf, welcher motorisch, vorzugsweise mittels Schrittmotor, angetrieben ist und den Wafer 10 während der Messung in Rotation versetzt. Eine Motorsteuerung und/oder ein absolut oder relativ positiongebendes Sensorsystem (jeweils nicht dargestellt) kann vorgesehen sein, um einen Steuerimpuls auszugeben, der einerseits dazu genutzt wird, die Drehbewegung zu steuern und andererseits die Aufnahme der Objektkante mit der Drehbewegung zu synchronisieren.Figures 1 and 2 show in simplified form an embodiment of the inspection device according to the invention for inspecting an upper edge environment of a semiconductor wafer 10. The wafer 10 rests on a turntable 12, which is driven by a motor, preferably by means of a stepping motor, and the wafer 10 during the measurement in rotation added. A motor control and / or an absolute or relatively positional sensor system (not shown) may be provided to output a control pulse, which is used on the one hand to control the rotational movement and on the other hand to synchronize the recording of the object edge with the rotational movement.

Die Inspektionsvorrichtung weist ferner eine Digitalkamera 14 auf, welche mittels einer Optik 16 auf die Kante 18 des Wafers 10 ausgerichtet und fokussiert ist. Die Digitalkamera 14 ist speziell zur Kanteninspektion des Wafer 10 eingerichtet, indem sie unter einem schrägen Winkel, das heißt > 0 ° und < 90°, vorzugsweise zwischen 30° und 60° und besonders bevorzugt unter etwa 45° zur Objektebene bzw. Oberseite 22 des Wafers 10 auf die Kante 18 ausgerichtet ist. Die Digitalkamera 14 er- fasst hierdurch eine Kantenumgebung, die einen Teil der Oberseite - -The inspection device further has a digital camera 14, which is aligned and focused by means of an optical system 16 on the edge 18 of the wafer 10. The digital camera 14 is specially designed for edge inspection of the wafer 10 by tilting at an oblique angle, ie> 0 ° and <90 °, preferably between 30 ° and 60 ° and more preferably below about 45 ° to the object plane or top 22 of the Wafer 10 is aligned with the edge 18. The digital camera 14 thereby detects an edge environment that forms part of the top - -

oder Hauptfläche 22 des Wafers 10, dessen oberen, leicht schrägen Kantenbereich oder Bevel 24, und wenigstens einen Teil des stirπseiti- gen Kantenbereichs oder Apex 26 umfasst.or main surface 22 of the wafer 10, whose upper, slightly oblique edge region or Bevel 24, and at least part of the stirπseiti- gen edge region or apex 26 includes.

Die Digitalkamera ist vorzugsweise eine Zeilenkamera, deren Bildzeiie in der als gestrichelte Linie 20 dargestellten Radialebene liegt. Dieser Fall ist in Figur 1 dargestellt. Die Zeilenkamera kann jedoch auch um einen Winkel aus der Radialebene 20 herausgeschwenkt werden, was in Verbindung mit einer um denselben Winkelbetrag in die andere Richtung aus der Radialebene heraus geschwenkten Hellfeld- Beleuchtungseinrichtung (vgi. Fig. 3) für die Erzeugung eines Hellfeldbildes der Waferkante genutzt werden kann, wie bereits oben beschrieben.The digital camera is preferably a line scan camera whose image line lies in the radial plane shown as dashed line 20. This case is shown in FIG. However, the line scan camera can also be swiveled out of the radial plane 20 by an angle, which, in conjunction with a bright field illumination device (FIG. 3) pivoted out of the radial plane by the same angle in the other direction, is used to generate a bright field image of the wafer edge can be, as already described above.

Es ist ferner eine erste Kantenbeleuchtungseinrichtung 28 vorgesehen, welche in diesem Beispiel in Form von beidseits der Digitalkamera jeweils einer fokussierten Lichtkanone hoher Intensität ausgestaltet ist. Die Anzahl der Lichtquellen und deren Anordnung sind nicht erfindungserheblich, solange keine direkten Reflexe der Lichtquelle an der Waferkante in die Kameraoptik 16 einfallen. Deshalb kann auch eine einzelne Lichtquelle genügen oder es können mehrere vorgesehen sein bis hin zu einer quasi flächigen, bogenförmigen Lichtquelle, in deren Zentrum oder Fokus die Objektkante liegt. Während eine solche flächige Lichtquelle aufgrund ihres großen Winkelspektrums den Kantenbereich nahezu unabhängig von dessen Geometrie gleichmäßig beleuchtet, hat die einzelne Lichtquelle den Vorteil in einfacher Weise fokus- sierbar zu sein und somit einen Lichtfleck hoher Intensität auf der Objektoberfläche zu erzeugen.Furthermore, a first edge illumination device 28 is provided which, in this example, is designed in the form of a focused light gun of high intensity on both sides of the digital camera. The number of light sources and their arrangement are not relevant to the invention as long as no direct reflections of the light source at the wafer edge into the camera optics 16 occur. Therefore, a single light source may suffice or several may be provided, up to a quasi-flat, arcuate light source, in the center or focus of which the object edge lies. While such a planar light source illuminates the edge region uniformly irrespective of its geometry due to its large angle spectrum, the individual light source has the advantage of being easy to focus and thus of generating a light spot of high intensity on the object surface.

Mit der gezeigten Anordnung der Digitaikamera 14 und der Beleuchtungseinrichtung 28 lässt sich ein Dunkelfeldbild der Waferkante 18 erzeugen, da die optische Achse der Kamera 14 senkrecht auf der Wa- ferkante steht und die Beleuchtungseinrichtung 28 aus der radialen Ebene 20 herausgeschwenkt sind. Deshalb fallen die an einer intakten Objektkante 18 unter dem Ausfallswinkel α bezüglich der radialen Ebene 20 reflektierten Lichtstrahlen nicht in die Linse der Kamera ein. Aufgrund der symmetrischen Anordnung beider Lichtquellen fallen die Einfalls- und Ausfallswinkel der optischen Achsen beider Lichtquellen wechselseitig zusammen. Die Objektkante 18 liegt somit im Normaifall im Dunkelfeld.With the shown arrangement of the digital camera 14 and the illumination device 28, a dark field image of the wafer edge 18 can be generated, since the optical axis of the camera 14 is perpendicular to the wafer. ferkante stands and the lighting device 28 are pivoted out of the radial plane 20. Therefore, the light rays reflected at an intact object edge 18 at the angle of reflection α with respect to the radial plane 20 do not fall into the lens of the camera. Due to the symmetrical arrangement of both light sources, the incidence and angle of departure of the optical axes of both light sources coincide mutually. The object edge 18 is thus in the normal case in the dark field.

Auf der der Digitalkamera 14 abgewandten Seite des Wafers 10 befindet sich eine Hintergrundbeleuchtungseinrichtung 32, hier als nahezu punktförmig, nicht kollimiert abstrahlende Lichtquelle. Diese ist bezüglich des Randes des Wafers 10 und der Digitalkamera 14 so angeordnet, dass das von ihr ausgehende Licht zumindest in Teilen in Richtung der Digitalkamera abgestrahlt wird. Zugleich wird das in Richtung der Digitalkamera abgestrahlte Licht aber von dem Wafer 10 etwa zur Hälfte des Bildfensters abgeschattet (der Waferrand muss nicht wie in diesem Fall mittig in dem Bild verlaufen). Da die Digitalkamera auf die Objektkante 18 fokussiert ist, wird die entfernter liegende Hintergrundbeleuchtungseinrichtung 32 als unscharfer flächiger Lichtfleck auf dem Sensor der Kamera abgebildet. Gegenüber einem solchen flächig hellen Hintergrund werden die Objektoberfläche und insbesondere die im Dunkelfeld liegende Waferkante als dunkie Fläche mit scharfem Rand abgebildet.On the side facing away from the digital camera 14 of the wafer 10 is a backlight 32, here as a nearly point-like, non-collimated emitting light source. This is arranged with respect to the edge of the wafer 10 and the digital camera 14 so that the light emanating from it is emitted at least in part in the direction of the digital camera. At the same time, however, the light emitted in the direction of the digital camera is shadowed by the wafer 10 approximately halfway through the image window (the wafer edge does not have to run centrally in the image, as in this case). Since the digital camera is focused on the object edge 18, the more distant background illumination device 32 is imaged as a blurred area light spot on the sensor of the camera. In contrast to such a bright background, the object surface and in particular the wafer edge lying in the dark field are imaged as a dark surface with a sharp edge.

In der Figur 2 ist zusätzlich auch eine mögliche Anordnung einer Ebenenbeleuchtungseinrichtung 30 dargestellt Die Ebenenbeleuchtung- seinrichtung30 ist so angeordnet, dass deren Licht von der oberen Hauptfläche 22 des Wafers 10 direkt in die Kameraoptik 16 reflektiert wird. Es wird hierdurch ein Hellfeldbiid der Hauptfläche 22 erzeugt, soweit der Blickwinkel der Kamera diese erfasst. Hierdurch ist der Kontrastunterschied zwischen der Hauptfläche 22 im Hellfeldbild und der schrägen Kante 24, die bereits im Dunkelfeld beider Beleuchtungseinrichtungen 28, 30 liegt, besonders groß, so dass die Bevelline, also der linienförmige Übergang von dem Bevel 24 zur Hauptfläche 22, besonders leicht erkannt werden kann. In Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen, genauen Randerkennung kann die Breite des Bevel und somit die Poliergenauigkeit der Objektkante über den gesamten Umfang des Wafers aber mit besonders hoher Präzision detektiert werden.In addition, a possible arrangement of a planar illumination device 30 is shown in FIG. 2. The planar illumination device 30 is arranged such that its light is reflected directly from the upper main surface 22 of the wafer 10 into the camera optical system 16. As a result, a bright field image of the main surface 22 is generated, as far as the angle of view of the camera detects it. As a result, the contrast difference between the main surface 22 in the bright field image and the oblique edge 24, which is already in the dark field of both illumination devices 28, 30, particularly large, so that the Bevelline, so the linear transition from Bevel 24 to the main surface 22, can be particularly easily detected. In connection with the precise edge detection according to the invention, the width of the Bevel and thus the polishing accuracy of the object edge over the entire circumference of the wafer can be detected with particularly high precision.

Auch ist die Erfindung mit einer Hellfeldaufnahme des gesamten Kantenbereichs kombinierbar, in diesem Fall wird eine weiter ausgedehnte zweite Kantenbeleuchtungseinrichtung benötigt, welche das gesamte Profil der abgebildete Waferkante flächig beleuchtet. Die unterschiedlichen Beleuchtungseinrichtungen sind dann für die verschiedenen Beleuchtungszwecke wechselseitig und/oder kombiniert zu betreiben, um eine möglichst effiziente und kontrastreiche Bildgewinnung zu ermöglichen.The invention can also be combined with a bright field image of the entire edge region, in which case a further extended second edge illumination device is required, which flatly illuminates the entire profile of the imaged wafer edge. The different lighting devices then have to be operated alternately and / or in combination for the different lighting purposes in order to enable the most efficient and high-contrast image acquisition.

Figur 3 zeigt ebenfalls in vereinfachter Darstellung eine solche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Inspektionsvorrichtung zur Inspektion einer oberen Kantenumgebung eines Halbleiterwafers 10 nur in der Draufsicht. Diese Unterscheidet sich durch eine veränderte Position der Kamera 14', welche aus der Radialebene 20 herausgeschwenkt ist, und eine zweite Kantenbeleuchtungseinrichtung 29, welche um denselben Winkel in entgegengesetzter Richtung aus der Radialebene herausgeschwenkt ist und, anders als die erste Kantenbeleuchtungseinrichtung 28, die Objektkante 18 im Hellfeld erscheinen lässt.FIG. 3 likewise shows in a simplified representation such an embodiment of the inspection device according to the invention for inspecting an upper edge environment of a semiconductor wafer 10 only in plan view. This is distinguished by a changed position of the camera 14 ', which is swung out of the radial plane 20, and a second edge illumination device 29, which is swung out by the same angle in the opposite direction from the radial plane and, unlike the first edge illumination device 28, the object edge 18th appears in the bright field.

In der nicht dargestellten Seitenansicht gilt auch bei dieser Ausführungsform eine Betrachtungsrichtung der Digitalkamera als bevorzugt, die um einen Betrachtungswinkel >0° und <90°, besonders bevorzugt zwischen 30° und 60° und ganz besonders bevorzugt um 45° aus der Objektebene herausgeschwenkt ist.In the side view, not shown, a viewing direction of the digital camera is also preferred in this embodiment, which by a viewing angle> 0 ° and <90 °, particularly preferred is pivoted out of the object plane between 30 ° and 60 ° and most preferably by 45 °.

Auch die Ebenenbeleuchtungseinrichtung und die Hintergrund beleuch- tungseinrichtung unterscheiden sich nur hinsichtlich Ihrer Anordnung dadurch, dass ihr Licht jeweils um den entgegengesetzt gleichen Winkel, um den die Kamera aus der Radialebeπe 20 herausgeschwenkt ist, ebenfalls aus dieser herausgeschwenkt sind.The planar illumination device and the background illumination device also differ only with respect to their arrangement in that their light is likewise pivoted out of the latter at the same angle at which the camera is swung out of the radial plane 20.

In Figur 4 ist ein idealisiertes Histogramm des Helligkeitsveriaufes einer Bildzeile von der Kantenumgebung eines Wafers ohne Defekt dargestellt. Das Histogramm zeigt den Helligkeitsverlauf von links nach rechts entlang der radialen Bildkoordinate auswärts von der ebenen Hauptfläche bis über den Waferrand hinaus. H1 bezeichnet den Helligkeitswert des direkten Reflexes von der im Helifeld der Ebenenbeleuchtungseinrichtung liegenden Hauptebene, H2 den erfindungsgemäß davon unabhängig einstellbaren Helligkeitswert der im Hellfeld der zweiten Kantenbeleuchtungseinrichtung liegenden Kante und H3 den ebenfalls unabhängig einstellbaren Helligkeitswert des direkt in die Kamera einfallenden Lichtes von der Hintergrundbeleuchtungseinrichtung. Neben dem dargestellten Fall H1 < H2 < H3 sind auch andere Relationen möglich, solange ein ausreichender Kontrast bleibt, der die Übergänge der Bereiche Hauptfläche, Kante und Hintergrund unterscheidbar macht.FIG. 4 shows an idealized histogram of the brightness distribution of an image line from the edge environment of a wafer without defect. The histogram shows the brightness progression from left to right along the radial image coordinate outward from the planar major surface to beyond the wafer edge. H1 designates the brightness value of the direct reflection from the main plane lying in the heli-field of the plane illumination device, H2 the brightness value of the edge lying in the bright field of the second edge illumination device and H3 independently adjustable brightness value of the incident directly into the camera light from the backlight device. In addition to the illustrated case H1 <H2 <H3, other relationships are possible as long as a sufficient contrast remains, which makes the transitions of the areas of main surface, edge and background distinguishable.

Die Kante schließt in dieser Abbildung den oberen Bevel, die Apex und einen Teil des unteren Bevel ein. Dies liegt an der zuvor beschriebenen schrägen Kameraposition, die zudem außerhalb der Projektion des Wafers auf der Hauptebene liegt. Der untere Bevel läuft aus dem Hellfeld der zweiten Kantenbeieuchtungseinrichtung heraus, weshalb die Helligkeit der Kante noch vor dem Waferrand auf den Wert 0 abfällt. Hieran schließt sich (radial auswärts) das Abbild die Hintergrundbe- leuchtung an, dessen Intensitätswert sogar noch niedriger eingestellt ist ist als der der im Hellfeld liegenden Kante, so dass auch unter einem anderen Blickwinkel, aus dem die gesamte abgebildete Kante im Heilfeld läge, ein ausreichender Kontrast zur Identifizierung des Waferran- des vorläge. The edge in this illustration includes the upper bevel, the apex, and a portion of the bottom bevel. This is due to the previously described oblique camera position, which is also outside the projection of the wafer on the main plane. The lower Bevel runs out of the bright field of the second Kantenbeieuchtungseinrichtung, which is why the brightness of the edge drops to the value 0 before the wafer edge. This is followed (radially outward) by the image of the background illumination, whose intensity value is set even lower than that of the edge lying in the bright field, so that also from another angle from which the entire imaged edge lies in the healing field sufficient contrast to identify the wafer edge.

ßezugszeichenlisteßezugszeichenliste

10 Wafer10 wafers

12 Drehtisch12 turntable

14, 14' Digitalkamera14, 14 'digital camera

16 Optik16 optics

18 Waferkante18 wafer edge

20 Radialebene20 radial plane

22 Hauptfläche, Oberseite des Wafers 4 oberer Kantenbereich, Bevel 6 stirnseitiger Kantenbereich, Apex 8 erste Kantenbeleuchtungseinrichtung 9 zweite Kantenbeleuchtungseinrichtung 0 Ebenenbeleuchtungseinrichtung 2 Hintergrund beleuchtungseinrichtung 22 main surface, upper side of the wafer 4 upper edge region, Bevel 6 front edge region, Apex 8 first edge illumination device 9 second edge illumination device 0 level illumination device 2 background lighting device

Claims

^Patentansprüche ^ claims 1. Inspektionsvorrichtung für die optische Untersuchung von Objektoberflächen in einer Kantenumgebung eines ansonsten im Wesentlichen ebenen Objekts (10), insbesondere von Waferkanten, mit wenigstens einer der Objektoberfläche zugewandten und auf die Objektkante (18) fokussierbaren Digitalkamera (14) und einer Ebenenbeleuchtungseinrichtung (30), die relativ zur Digitalkamera (14) und zur Objektoberfiäche so angeordnet ist, dass ein Bild einer sich an die Objektkante anschließenden ebenen Hauptfläche (22) der Objektoberfläche in der Kantenumgebung unter Hellfeldbeleuchtung erzeugt werden kann, gekennzeichnet durch eine Hintergrundbeleuchtungseinrichtung (32), die auf der der Digitalkamera (14) abgewandten Seite des Objekts (10) so angeordnet äst, dass von ihr Licht in Richtung der Digitalkamera (14) abgestrahlt wird, wobei das in Richtung der Digitalkamera (14) abgestrahlte Licht teilweise von dem Objekt (10) abgeschattet wird, und eine Bildverarbeitungseinrichtung, die ein Randerkennungsmättel aufweist, welches eingerichtet ist, aus Bildpunktinformationen des mit der Digitalkamera (14) erzeugten Bildes anhand eines Kontrastes zwischen der Objektkante (18) und der Hintergrundbeleuchtung einen Rand des Objekts (10) einserseits und anhand eines Kontrastes zwischen der Objektkante (18) und der Haupt- fiäche (22) eine Übergangslinie (Beveiüne) andererseits zu identifizieren.1. Inspection device for the optical examination of object surfaces in an edge environment of an otherwise substantially planar object (10), in particular wafer edges, with at least one of the object surface facing and on the object edge (18) focusable digital camera (14) and a plane lighting device (30) which is arranged relative to the digital camera (14) and to the object surface such that an image of a planar major surface (22) of the object surface adjoining the object edge can be generated in the edge environment under bright field illumination, characterized by backlighting means (32) the side of the object (10) facing away from the digital camera (14) is arranged so that it emits light in the direction of the digital camera (14), wherein the light emitted in the direction of the digital camera (14) is partially shaded by the object (10) is, and an image processing device, the edge Having detected, which is arranged, from pixel information of the digital camera (14) generated image based on a contrast between the object edge (18) and the backlight an edge of the object (10) on the one hand and based on a contrast between the object edge (18) and the Main surface (22) to identify a transition line (Beveiüne) on the other hand. 2. Inspektionsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildverarbeitungseinrichtung ein Kantenanalysemittei aufweist, welches eingerichtet ist, die Relativlage der Bevelline zu dem Rand zu überwachen. 2. Inspection device according to claim 1, characterized in that the image processing device has a Kantenanalysemittei, which is adapted to monitor the relative position of the Bevelline to the edge. 3. [nspektioπsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildverarbeitungseinrichtung ein Strukturerkennungsmittel aufweist, weiches eingerichtet ist, ein Strukturmerkmal der Objektkante (18) aus Bildpunktinformationen des mit der Digitalkamera (14) erzeugten Bildes anhand des Kontrastes zwischen der Objektkante (18) und der Hintergrundbeleuchtung zu identifizieren.3. The spectroscopic device according to claim 1, wherein the image processing device has a structure recognition means configured to display a structural feature of the object edge from pixel information of the image generated by the digital camera on the basis of the contrast between the object edge ) and the backlighting. 4. Inspektionsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Biidverarbeitungseinrichtung eingerichtet ist, anhand des identifizierten Randes und des identifizierten Strukturmerkmais ein Koordinatensystem festzulegen.4. Inspection device according to claim 3, characterized in that the Biidverarbeitungseinrichtung is arranged to determine a coordinate system based on the identified edge and the identified Strukturmerkmais. 5. inspektionsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildverarbeitungseinrichtung eingerichtet ist, die Lage der Bevelline in Bezug auf das Koordinatensystem zu bestimmen.5. inspection device according to claim 4, characterized in that the image processing means is adapted to determine the position of the Bevelline with respect to the coordinate system. 6. Inspektionsvorrichtung einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betrachtungsrichtung der Digitalkamera (14) um einen Betrachtungswinkel >0° aus der Objektebene herausgeschwenkt ist.6. Inspection device one of the preceding claims, characterized in that the viewing direction of the digital camera (14) is pivoted out by a viewing angle> 0 ° from the object plane. 7. Inspektionsvorrichtung einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betrachtungsrichtung der Digitalkamera (14) um einen Betrachtungswinkel <90° aus der Objektebene herausgeschwenkt ist. 7. Inspection device one of the preceding claims, characterized in that the viewing direction of the digital camera (14) by a viewing angle <90 ° is pivoted out of the object plane. 8. Inspektionsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine erste Kantenbeleuchtungseinrichtung (28), die realiv zur Digitalkamera (14) und zur Objektkante (18) so angeordnet ist, dass ein Bild der Objektkante (18) unter Dunkelfeldbeleuchtung erzeugt werden kann.8. Inspection device according to one of the preceding claims, characterized by a first edge illumination device (28) which is real to the digital camera (14) and the object edge (18) arranged so that an image of the object edge (18) can be generated under dark field illumination. 9. Inspektionsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine zweite Kantenbeleuchtungseinrichtung (29), die relativ zur Digitalkamera (14) und zur Objektkante (18) so angeordnet ist, dass ein Bild der Objektkante (18) unter Hellfeldfeldbeleuchtung erzeugt werden kann.9. Inspection device according to one of the preceding claims, characterized by a second edge illumination device (29) which is arranged relative to the digital camera (14) and the object edge (18) so that an image of the object edge (18) can be generated under bright field illumination. 10. Inspektionsvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildverarbeitungseinrichtung eingerichtet ist, aus den Bildpunktinformationen des Dunkelfeldbildes und/oder des HeII- felbildes der Objektkante (18) anhand von Kontrasten Oberflä- chendefekte im Kantenbereich zu identifizieren.10. Inspection device according to claim 8 or 9, characterized in that the image processing device is set up to identify surface defects in the edge region from the pixel information of the dark field image and / or the highlight image of the object edge (18) on the basis of contrasts. 11. inspektionsvorrichtung nach Anspruch 10 in Verbindung mit Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildverarbeitungseinrichtung eingerichtet ist, die Lage der Oberflächendefekte in Bezug auf das Koordinatensystem zu bestimmen.Inspection apparatus according to claim 10 in conjunction with claim 4, characterized in that the image processing means is arranged to determine the position of the surface defects with respect to the coordinate system. 12. Inspektionsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kantenbeleuchtungseinrichtung (29), die Hintergrundbeleuchtungseinrichtung (32) und die Ebenenbeleuchtungseinrichtung (30) getrennt voneinander ansteuerbar sind. 12. Inspection device according to claim 9, characterized in that the second edge illumination device (29), the backlight device (32) and the plane lighting device (30) are controlled separately from each other. 13. Inspektionsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kantenanalysemittel eingerichtet ist, anhand des identifizierten Randes den Durchmesser des Objektrandes zu bestimmen.13. Inspection device according to claim 2, characterized in that the edge analysis means is adapted to determine the basis of the identified edge of the diameter of the object edge. 14. Inspektionsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kantenanalysemittel eingerichtet ist, den Durchmesser der Bevelliπe zu bestimmen.14. Inspection device according to claim 2, characterized in that the edge analysis means is adapted to determine the diameter of Bevelliπe. 15. Inspektionsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen motorisch angetriebenen Drehtisch (12) zur drehbaren HaI- terung des Objekts (10), wobei die Digitalkamera (14) eingerichtet ist, synchron zur Drehung des Drehtisches (12) ein digitales Bild der Objektkante (18) aufzunehmen.15. Inspection device according to one of the preceding claims, characterized by a motor-driven turntable (12) for rotatable Hai- sion of the object (10), wherein the digital camera (14) is arranged, in synchronism with the rotation of the turntable (12) a digital image of the Object edge (18) record. 16. Inspektionsverfahren für die optische Untersuchung von Objektoberflächen in einer Kantenumgebung eines ansonsten im Wesentlichen ebenen Objekts (10), insbesondere von Waferkanten (18), mit den Schritten16. An inspection method for the optical examination of object surfaces in an edge environment of an otherwise substantially planar object (10), in particular wafer edges (18), with the steps ~ Aufnehmen eines digitalen Bildes von einer Objektkante (18) der Objektoberfläche mittels einer Digitalkamera (14) undTaking a digital image from an object edge (18) of the object surface by means of a digital camera (14) and - Beleuchten einer sich an die Objektkante anschließenden ebenen Hauptfläche (22) der Objektoberfläche in der Kantenumgebung mitteis einer Ebenenbeleuchtungseinrichtung (30), so dass das von der Ebenenbeleuchtungseinrichtung (30) ausgehende und an der Hauptfläche (22) reflektierte Licht in die Digitalkamera (14) einfällt und ein Hellfeldbild der Hauptfläche (22) erzeugt wird, - -Illuminating a plane main surface (22) of the object surface adjoining the object edge in the edge environment by means of a planar illumination device (30), so that the light emanating from the plane illumination device (30) and reflected at the main surface (22) enters the digital camera (14). and a bright field image of the main surface (22) is generated, - - gekennzeichnet durch die Schrittecharacterized by the steps - Beleuchten des Hintergrundes während des Aufnehmens des Kantenbildes mittels einer auf der der Digitalkamera (14) abgewandten Seite des Objekts (10) angeordneten Hintergrundbeleuchtungseinrichtung (32), deren Licht in Richtung der Digitalkamera (14) abstrahlt, wobei das in Richtung der Digitalkamera (14) abgestrahlte Licht teilweise von dem Objekt (10) abgeschattet wird,Illuminating the background while taking the edge image by means of a on the digital camera (14) facing away from the object (10) arranged backlight (32) whose light emits in the direction of the digital camera (14), wherein in the direction of the digital camera (14 ) emitted light is partially shaded by the object (10), - Ermitteln eines Randes des Objekts (10) aus Bildpunktinformationen des mit der Digitalkamera (14) erzeugten Bildes anhand eines Kontrastes zwischen der Objektkante (18) und dem Hintergrund und- Detecting an edge of the object (10) from pixel information of the image generated with the digital camera (14) based on a contrast between the object edge (18) and the background and - Ermitteln einer Übergangslinie (Bevelline) aus Bildpunktinfor- mationen des mit der Digitalkamera (14) erzeugten Bildes anhand eines Kontrastes zwischen der Objektkante (18) und der Hauptfläche (22).- Determining a transition line (Bevelline) of pixel information of the image generated with the digital camera (14) based on a contrast between the object edge (18) and the main surface (22). 17. Inspektionsverfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Relativlage der Bevelline zu dem Rand überwacht wird.17. Inspection method according to claim 16, characterized in that the relative position of the Bevelline is monitored to the edge. 18. Inspektionsverfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Strukturmerkmal der Objektkante (18) aus Bildpunktinformationen des mit der Digitalkamera (14) erzeugten Bildes anhand des Kontrastes zwischen der Objektkante (18) und der Hintergrundbeleuchtung identifiziert wird.18. Inspection method according to claim 16 or 17, characterized in that a structural feature of the object edge (18) from pixel information of the digital camera (14) generated image on the basis of the contrast between the object edge (18) and the backlight is identified. 19. Inspektionsverfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass anhand des ermittelten Randes und des identifizierten Strukturmerkmals ein Koordinatensystem festgelegt wird. 19. Inspection method according to claim 18, characterized in that a coordinate system is determined on the basis of the determined edge and the identified structural feature. 20. Inspektionsverfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage der Beveiline in Bezug auf das Koordinatensystem bestimmt wird.20. An inspection method according to claim 19, characterized in that the position of the Beveiline is determined with respect to the coordinate system. 21. Inspektionsverfahren einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Bild von der Objektkante (18) aus einer Betrachtungsrichtung aufgenommen wird, die um einen Betrachtungswinkel >0° aus der Objektebene herausgeschwenkt ist.21. Inspection method according to claim 16, characterized in that the image of the object edge (18) is recorded from a viewing direction which is swiveled out of the object plane by a viewing angle> 0 °. 22. Inspektionsverfahren einem der Ansprüche 16 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass das Bild von der Objektkante (18) aus einer Betrachtungsrichtung aufgenommen wird, die um einen Betrachtungswinkel <90° aus der Objektebene herausgeschwenkt ist.22. Inspection method according to one of claims 16 to 21, characterized in that the image of the object edge (18) is taken from a viewing direction, which is pivoted by a viewing angle <90 ° from the object plane. 23. Inspektionsverfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 22, gekennzeichnet durch23. Inspection method according to one of claims 16 to 22, characterized by Beleuchten der Objektkante (18) mittels einer ersten Kantenbeleuchtungseinrichtung (28), so dass das von der Kantenbeleuchtungseinrichtung (28) ausgehende und an der Objektkante (18) reflektierte Licht nicht in die Digitalkamera (14) einfällt und ein Dunkelfeldbild der Objektkante (18) erzeugt wird.Illuminating the object edge (18) by means of a first edge illumination device (28) so that the light emitted by the edge illumination device (28) and reflected at the object edge (18) does not enter the digital camera (14) and produces a dark field image of the object edge (18) becomes. 24. Inspektionsverfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 22, gekennzeichnet durch24. Inspection method according to one of claims 16 to 22, characterized by Beleuchten der Objektkante (18) mittels einer zweiten Kantenbeleuchtungseinrichtung (28), so dass das von der Kantenbeleuchtungseinrichtung (28) ausgehende und an der Objektkante (18) reflektierte Licht in die Digitalkamera (14) einfällt und ein Hellfeldbild der Objektkante (18) erzeugt wird.Illuminating the object edge (18) by means of a second edge illumination device (28), so that the light emerging from the edge illumination device (28) and at the object edge (18) reflected light into the digital camera (14) and a bright field image of the object edge (18) is generated. 25. Inspektionsverfahren nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass Oberflächendefekte im Kantenbereich aus den Bildpunktin- formationen des Dunkelfeldbildes und/oder des Hellfelbildes der Objektkante (18) anhand von Kontrasten identifiziert werden.25. Inspection method according to claim 23 or 24, characterized in that surface defects in the edge region from the pixel information of the dark field image and / or the bright field of the object edge (18) are identified by means of contrasts. 26. Inspektionsverfahren nach Anspruch 25 in Verbindung mit Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage der Oberflächendefekte in Bezug auf das Koordinatensystem bestimmt wird.26. Inspection method according to claim 25 in conjunction with claim 20, characterized in that the position of the surface defects with respect to the coordinate system is determined. 27. Inspektionsverfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kantenbeleuchtungseinrichtung, die Hintergrundbeleuchtungseinrichtung (32) und die Ebenenbeleuchtungseiπ- richtung (30) getrennt voneinander so angesteuert werden, dass gleichzeitig ein Hellfeldbild der Objektkante (18) und ein Heilfeldbild der Hauptfläche (22) erzeugt wird und ein ausreichender Kontrast zwischen der Objektkante (18) und dem Hintergrund sowie zwischen der Objektkante (18) und der Hauptfläche (22) besteht.27. An inspection method according to claim 24, characterized in that the second edge illumination device, the backlight device (32) and the Ebenebeleuchtungseiπ- direction (30) are controlled separately from each other so that at the same time a bright field image of the object edge (18) and a Heilfeldbild the main surface (22 ) and sufficient contrast exists between the object edge (18) and the background and between the object edge (18) and the major surface (22). 28. Inspektionsverfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass anhand des identifizierten Randes der Durchmesser des Objektes bestimmt wird.28. Inspection method according to one of claims 16 to 27, characterized in that based on the identified edge of the diameter of the object is determined. 29. Inspektionsverfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Beveiline bestimmt wird. 29. Inspection method according to one of claims 16 to 28, characterized that the diameter of the beveiline is determined.
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