EP1402565A2

EP1402565A2 - Haltevorrichtung für wafer

Info

Publication number: EP1402565A2
Application number: EP02740254A
Authority: EP
Inventors: Karsten Urban; Winfried Deutscher; Joachim Wienecke
Original assignee: Leica Microsystems Jena GmbH; Leica Microsystems CMS GmbH
Current assignee: Leica Microsystems CMS GmbH; KLA Tencor MIE Jena GmbH
Priority date: 2001-04-28
Filing date: 2002-04-12
Publication date: 2004-03-31
Also published as: US6918735B2; WO2002089183A2; JP2004524709A; KR20030095952A; WO2002089183A3; US20030175106A1; DE10121115A1; TW550684B

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Haltevorrichtung für Wafer in einer Anordnung zur Waferinspektion, umfassend zwei Greifer (11, 12), von denen jeder im geschlossenen Zustand der Haltevorrichtung (8) einen Teilabschnitt des Waferumfangs umschliesst und die mit einer Antriebseinrichtung (27) verbunden sind, bei deren Ansteuerung sich die Greifer (11, 12) zwecks Öffnen der Haltevorrichtung (8) voneinander weg und zwecks Schliessen der Haltevorrichtung (8) aufeinander zu bewegen, und einen Haltearm (13), an dem beide Greifer (11, 12) schwenkbar gelagert sind. Dabei ist der Haltearm (13) um eine Achse (A) drehbar gelagert, die im wesentlichen in der vom Wafer (W) aufgespannten Ebene liegt, so dass mit einer Drehung um 180 DEG um die Achse (A) ein zwischen den Greifern (11, 12) gehaltener Wafer (W) gewendet ist.

Description

"Haltevorrichtung für Wafer"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Haltevorrichtung für Wafer in einer Anordnung zur Waferinspektion, umfassend zwei Greifer, von denen jeder im geschlossenen Zustand der Haltevorrichtung einen Teilabschnitt des Waferum- fangs umschließt und die mit einer Antriebseinrichtung verbunden sind, bei deren Ansteuerung sich die Greifer zwecks Öffnen der Haltevorrichtung voneinander weg und zwecks Schließen der Haltevorrichtung aufeinander zu bewegen und einen Haltearm, an dem beide Greifer schwenkbar gelagert sind.

Eine derartige Haltevorrichtung ist aus der US 5,700,046 A bekannt. Die dort beschriebene Haltevorrichtung ist beweglich gelagert und dient dazu, Wafer beim Umsetzen von beispielsweise einer Übernahmestation zu einer Inspektionsstation zu halten. Dazu kann die Haltevorrichtung entlang einer horizontalen Achse verfahren, auf und ab bewegt und um eine zur Transportrichtung senkrechte Achse geschwenkt werden. Die Transportrichtung und die Haupt- erstreckungsrichtung des Wafers liegen dabei stets in einer Ebene, d. h. die Ausrichtung der beiden sich gegenüberliegenden Flächen des Wafers bleibt bezüglich der Transportrichtung während des Umsetzens erhalten.

Während des Umsetzens wird der Wafer von den Greifern bogenförmig umschlossen. Dabei liegt der Wafer lediglich gegen die an den Greifern vorgese- henen Zwischenstücke an. Diese sind bei der in der US 5,700,046 A beschriebenen Haltevorrichtung derart ausgebildet, daß der Wafer lediglich an seiner nicht strukturierten Unter- bzw. Rückseite flächig und an seinem umlaufenden Seitenrand punktförmig gehalten ist. Die Zwischenstücke sind dazu L- förmig ausgebildet. Der Wafer liegt dabei mit seiner Unterseite bzw. Rückseite auf horizontalen Schenkeln der Zwischenstücke auf und wird mittels der vertikalen Schenkel, welche gegen den Seitenrand des Wafers anliegen, zentriert gehalten. Aus der US 5,807,062 A ist eine Inspektionsanordnung bekannt, bei der ein Wafer verschiedene Inspektionsstationen durchläuft. Dabei ist neben einer Mikro-lnspektions-station, in der eine mikroskopische Untersuchung des Wafers erfolgt, auch eine Makro-Inspektionsstation vorgesehen, in der der Wafer von einem Kontrolleur unmittelbar visuell begutachtet wird. Hierbei lassen sich vor allem großflächige Fehler feststellen, wie beispielsweise Kratzer oder Farbabweichungen. Überdies können am Wafer haftende Verunreinigungen, etwa Staubpartikel, festgestellt werden.

Da aber bei der in der US 5,807,062 A beschriebenen Inspektionsanordnung ebenfalls die Transportrichtung und die Haupterstreckungsrichtung des Wafers stets in einer Ebene liegen, d. h. die Ausrichtung der strukturierten Oberseite und der nichtstrukturierten Unterseite des Wafers bezüglich der Transportrichtung während des Umsetzens erhalten bleiben und ein Umwenden des Wafers mit dieser Haltevorrichtung nicht möglich ist, kann jedoch nur die Wa- ferfläche untersucht werden, die dem Kontrolleur oder dem Mikroskopobjektiv zugewandt ist. Dies ist in der Regel die strukturierte Oberseite des Wafers. Mitunter besteht jedoch ein Interesse daran, auch die Unterseite bzw. Rückseite des Wafers zu begutachten.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung zu schaffen, die ein Betrachten sowohl der strukturierten als auch der nichtstrukturierten Fläche eines Wafers ermöglicht.

Dazu wird eine Haltevorrichtung der eingangs genannten Art vorgeschlagen, bei der der Haltearm um eine Achse A drehbar gelagert ist, die im wesentlichen in der vom Wafer aufgespannten Ebene liegt, so daß mit einer Drehung um 180° um die Achse ein zwischen den Greifern gehaltener Wafer gewendet wird.

Vorteilhaft sollte die Achse A etwa mittig zwischen zwei Schwenklagern für die Greifer verlaufen.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung kann ein Wafer sicher ge- halten und in jeder beliebigen Transportposition der Haltevorrichtung, d. h. bei einer Inspektionsstation oder auch auf halbem Wege zwischen zwei Stationen, gewendet werden, so daß es möglich ist, von einer festgelegten Be- trachtungsstation aus sowohl die Vorderseite als auch die Rückseite zu inspizieren. Da der Wafer lediglich an seinem Seitenrand von den Greifern gehalten ist, ist der Blick auf seine beiden Flächen nicht bzw. nur unwesentlich eingeschränkt. Bevorzugt gelangt die Haltevorrichtung in einer Anordnung zur visuellen Inspektion von Wafern zum Einsatz. Diese Anordnung umfaßt eine Übergabestation, eine Makro-Inspektionsstation und eine Mikro-Inspektionsstation sowie eine Transfereinrichtung zum Transport eines Wafers zwischen den einzelnen Stationen. Die Haltevorrichtung ist dabei in der Makro- Inspektionsstation angeordnet.

Somit kann bei einem Durchlauf eines Wafers durch die Inspektionsanordnung sowohl dessen strukturierte Vorderseite als auch dessen Rückseite makroskopisch begutachtet werden.

Dabei ist weiterhin zu berücksichtigen, daß der Wafer nicht auf seiner struktu- rierten Vorderseite abgelegt werden darf, da dies zu Beschädigungen führen könnte, welche den Wafer unbrauchbar machen würden. Mit der Haltevorrichtung wird eine solche Beeinträchtigung der Vorderseite bei der Inspektion des Wafers vermieden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Haltearm um eine weitere Achse B schwenkbar gelagert, die im wesentlichen tangential zum Waferumfang verläuft und die Achse A zumindest etwa rechtwinklig schneidet. Hierdurch ist es möglich, vor dem Wenden den Wafer aus seiner Lage herauszuschwenken. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn beim Wenden Bauteile der Waferinspektionseinrichtung mit dem Wafer bzw. den Greifern kollidieren könnten.

Eine solche Kollision läßt sich weiterhin auch dadurch vermeiden, daß der

Haltearm in einer Geradführung verschiebbar gelagert ist, wobei die Verschie- berichtung C die Achsen A und B im wesentlichen rechtwinklig schneidet.

Auch auf diese Weise ist es möglich, den Wafer so weit aus seiner ursprüngli- chen Transportebene herauszuheben, daß eine Kollision beim Wenden vermieden wird.

Durch eine Kombination der vorgenannten Bewegungsmöglichkeiten läßt sich der Verfahrweg sowie der Schwenkwinkel vermindern, wodurch die Zeit zum Wenden des Wafers verringert werden kann. Bevorzugt werden die Bewegungen, d. h. die Translationsbewegung und die Schwenkbewegungen des Haltearms, gleichzeitig ausgeführt.

Die Möglichkeit eines gut koordinierten Bewegungsablaufes ergibt sich, wenn für die Verschwenkung der Greifer, das Wenden des Wafers durch Drehung um die Achse A, das Verschwenken des Haltearms um die Achse B und die Verschiebung des Haltearms in Verschieberichtung C jeweils gesondert ansteuerbare Antriebseinrichtungen vorgesehen sind.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen die Greifer jeweils an ihren dem Waferumfang zugewandten Abschnitten Zwischen- stücke auf, von denen mindestens eines geometrisch so geformt ist, daß der Wafer lediglich durch Berührung an seinen Umfangskanten gehalten wird. Auf diese Weise wird einerseits ein sicheres Halten des Wafers gewährleistet, andererseits jegliche Berührung der Vorderseite vermieden. Überdies bleibt die Beeinträchtigung der sichtbaren Fläche insbesondere auch an der Rück- seite des Wafers sehr gering. Durch die sehr kleinen Berührungsflächen wird auch die Gefahr der Übertragung von Partikel vermindert.

Prinzipiell ist es möglich, einzelne Zwischenstücke so auszubilden, daß diese mit der einen Umfangskante und andere Zwischenstücke lediglich mit der anderen Umfangskante des Wafers in Eingriff gelangen. Bevorzugt ist jedoch mindestens ein Zwischenstück vorgesehen, das beim Greifen gegen beide Umfangskanten des Wafers anliegt. Ein solches Zwischenstück kann beispielsweise zum Wafer hin V-förmig geöffnet sein, wobei die Umfangskanten eines gehaltenen Wafers im V-Profil anliegen.

Weiterhin ist es möglich, ein solches Zwischenstück als Rolle auszubilden, die exzentrisch an einem Greifer gelagert und in einer gewählten Winkelstellung fixierbar ist. Hierdurch ist es auf besonders einfache Art und Weise möglich, eine Lagejustierung zwischen den Wafern und den Greifern vorzunehmen. Durch die federelastische Abstützung wenigstens eines Zwischenstückes an einem Greifer wird einerseits ein sicheres Greifen gewährleistet, andererseits lassen sich die Kontraktkräfte an den Berührungsstellen gut beherrschen, so daß Beschädigungen mit hoher Sicherheit vermieden werden können. Die federelastische Abstützung kann beispielsweise über eine Blattfeder erfolgen, wobei das Zwischenstück über eine Blattfeder an den zugehörigen Greifer angelenkt ist. Dies hat den Vorteil, daß die Haltekraft der Feder beim Wenden nicht beeinträchtigt wird. Vielmehr bleibt die Position des Wafers beim Wenden relativ zu den Greifern erhalten. Weiterhin ist es möglich, auch die Greiferbewegungen selbst federelastisch vorzuspannen, um so die Gefahr einer Beschädigung der Umfangskanten des Wafers, insbesondere beim Schließen der Greifer, gering zu halten.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen den Greifern und dem Haltearm wenigstens ein Anschlag vorgesehen, der die Schwenkwinkel bei der Greiferbewegung begrenzt. Damit wird insbesondere die Sicherheit der Haltevorrichtung verbessert.

Um ein sicheres Halten eines Wafers in der Haltevorrichtung insbesondere auch bei einem Ausfall der Betriebsspannung zu gewährleisten, ist zwischen den Greifern eine Zugfeder vorgesehen, durch die der Wafer unter elastischer Spannung zwischen den Greifern auch ohne Antriebskraft gehalten wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens an einem Greifer ein Sensor zur Kontrolle des Vorhandenseins eines Wafers zwischen Greifern vorgesehen. Dies ist insbesondere für eine automatisierte Betriebsweise der Haltevorrichtung vorteilhaft, bei der ein Wafer automatisch gegriffen, anschließend gewendet, hernach in seine Ursprungsposition zurückgedreht und abschließend wieder freigegeben wird.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

Fig.1 eine schematische Darstellung einer Inspektionsanordnung mit einer Haltevorrichtung zum Wenden eines Wafers,

Fig.2 eine räumliche Ansicht der Haltevorrichtung, Fig.3 eine Seitenansicht der Haltevorrichtung in einer ersten Stellung vor dem Greifen eines Wafers,

Fig.4 eine Seitenansicht der Haltevorrichtung in einer zweiten Stellung beim Greifen eines Wafers, Fig.5 eine Seitenansicht der Haltevorrichtung in einer dritten Stellung unmittelbar vor dem Wenden des Wafers, in welcher der Wafer bereits nach oben angehoben und geschwenkt worden ist,

Fig.6 eine Detailansicht der Greifer im Bereich des Wafers,

Fig.7 eine Detailansicht eines Zwischenstückes, Fig.8 eine Detailansicht eines federelastischen Zwischenstückes,

Fig.9 eine Detailansicht eines Sensors und in

Fig.10 eine Detailansicht eines Anschlags für die Greifer.

Das erste Ausführungsbeispiel zeigt in Fig.1 eine Inspektionsanordnung 1 , mit der flächenhafte Substrate wie Wafer W sowohl unmittelbar visuell als auch mikroskopisch untersucht werden können. Insbesondere lassen sich mit der Inspektionsanordnung 1 bei der Fertigung als fehlerhaft beurteilte und ausgesonderte Wafer W näher untersuchen, um dadurch Rückschlüsse auf die Fehlerursache zu ziehen. Jedoch kann die Inspektionsanordnung auch zu anderen Untersuchungen verwendet werden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfaßt die Inspektionsanordnung 1 drei Stationen, an denen unterschiedliche Aufgaben bzw. vorbereitende Tätigkeiten ausgeführt werden. Diese drei Stationen, nämlich eine Übergabestation 2, eine Makro-Inspektionsstation 3 und eine Mikro-Inspektionsstation 4 sind in einem gemeinsamen Gehäuse 5 angeordnet, das nach außen geschlossen ist. Die einzelnen Wafer W werden mittels einer Transfereinrichtung 6 zwischen den einzelnen Stationen 2, 3 und 4 transportiert. Die Transfereinrichtung 6 umfaßt dabei einen sternförmigen Halter, der um eine zentrale Achse Z rotiert und bei den einzelnen Stationen angehalten wird.

In der Übergabestation 2 wird ein Wafer W mittels einer angedeuteten Über- gabeeinrichtung 7 in die Inspektionsanordnung 1 geladen und auf der Trans- fereinrichtung 6 abgelegt. Von dort gelangt der Wafer W mit einer Drehung der Transfereinrichtung 6 um 120° in die Makro-Inspektionsstation 3. In dieser erfolgt eine Begutachtung durch eine neben der Inspektionsanordnung 1 stehende oder sitzende Kontrollperson P. Im Übergabezustand weist die strukturierte Vorderseite des Wafers W nach oben, wohingegen die unstrukturierte Rückseite des Wafers W auf der Transfereinrichtung 6 aufliegt. Nach einer Betrachtung der Vorderseite wird der Wafer W gewendet, so daß die Kontrollperson P auch dessen Rückseite inspizieren kann. Dazu ist in der Makro-Inspektionssation 3 eine Haltevorrichtung 8 vorgesehen, welche den Wafer W zunächst erfaßt, von der Transfereinrichtung 6 nach oben abhebt und anschließend wendet. Nach einer Inspektion der Waferrückseite wird der Wafer W zunächst rückgewendet und hernach mit der Rückseite wieder auf der Transfereinrichtung 6 abgelegt.

Durch eine Weiterschaltung der Transfereinrichtung 6 um nochmals 120° ge- langt der Wafer W in die Mikro-Inspektionsstation 4. Hier kann der Wafer W abschnittsweise im Detail mit einem Mikroskop 9 untersucht werden. Das Mikroskop 9 umfaßt einen verfahrbaren Tisch 10, auf dem der zu inspizierende Wafer W zeitweilig zwecks Inspektion abgelegt wird. Nach der Inspektion erfolgt der Weitertransport des Wafers W zu der Übergabestation 2, in der der Wafer W mittels der Übergabeeinrichtung 7 entnommen wird. Geeignete Ü- bergabeeinrichtungen sind dem Fachmann bekannt und bedürfen daher keiner näheren Erläuterung. Beispielsweise kann hier eine Vorrichtung verwendet werden, wie sie in der US 5,700,046 A beschrieben ist.

Nachfolgend soll nun die in der Makro-Inspektionsstation 3 angeordnete erfin- dungsgemäße Haltevorrichtung 8 zum Wenden eines Wafers W näher erläutert werden.

Die Haltevorrichtung 8, die in Fig.2 näher dargestellt ist, umfaßt zwei bogenförmig ausgebildete Greifer 11 und 12, die in ihrer Form an den Durchmesser der zu greifenden Wafer W angepaßt sind und den Wafer an dessen Seiten- rand etwa zu Dreivierteln umschließen. Die beiden Greifer 11 und 12 sind an einem Haltearm 13 gelagert und gegeneinander bewegbar. Zum Öffnen werden die Greifer 11 und 12 auseinander geschwenkt, so daß die Greiferinnen- Seiten in die Höhe des Waferrandes geführt werden können. Zum Ergreifen eines Wafers W wird die Haltevorrichtung geschlossen, d.h. die Greifer 11 und 12 werden aufeinanderzubewegt, bis diese mittels der Zwischenstücke 14 und 15 gegen den Waferrand in Anlage gelangen. Die Zwischenstücke 14 und 15 sind dabei derart ausgebildet, daß sie beim Greifen eines Wafers W lediglich gegen die Umfangskanten am Waferumfang anliegen, wie dies in Fig.7 gezeigt ist. Hierdurch wird einerseits ein sicheres Greifen gewährleistet, andererseits jegliche Berührung der strukturierten Vorderseite wie auch der Rückseite des Wafers W vermieden. Überdies bleibt die Berührungsfläche zwischen den Kontraktelementen 14 bzw. 15 und dem Wafer W gering, so daß beim Greifen und Loslassen des Wafers W möglichst wenige Partikel gelöst bzw. übertragen werden.

In dem gewählten Ausführungsbeispiel sind an den Greifern 11 und 12 insgesamt vier gleichmäßig verteilte Zwischenstücke 14 fest angeordnet, die jeweils in der Art einer Rolle ausgebildet sind. Diese Rolle besitzt bei Betrachtung in einer Ebene senkrecht zu der Greifebene ein keilförmiges Profil, das sich zur Rollenmitte verjüngt. Die beiden einander gegenüberliegenden Keilflächen 16 und 17 liegen beim Greifen jeweils gegen eine Umfangskante des Wafers W an und bewirken so auch eine Zentrierung des Wafers W in der Greifebene. Die fest angeordneten Zwischenstücke 14 sind jeweils exzentrisch an dem zugehörigen Greifer 11 bzw. 12 gelagert. Durch eine Drehung läßt sich so die Position eines gegriffenen Wafers W relativ zu den Greifern 11 und 12 einstellen. Nach einer erfolgten Justierung werden die Zwischenstücke 14 in der gewählten Winkelstellung fixiert. Außer den feststehenden Zwischenstücken 14 ist weiterhin ein federelastisches Zwischenstück 15 vorgesehen, das in Fig.8 im Detail gezeigt ist. Dieses entspricht in seiner Gestalt im wesentlichen einem halbierten Zwischenstück 14, so daß auch das federelastisch gelagerte Zwischenstück 15 mit zwei Keilflächen 16 und 17 gegen die Umfangskanten eines Wafers W anliegen kann. Das Zwischenstück 15 ist an einer Blattfeder 18 befestigt, die ihrerseits wiederum an der zu dem Seitenrand des Wafers W weisenden Innenflanke des Greifers 11 befestigt ist. Die Blattfeder 18 ist in der Greifebene elastisch aus- lenkbar, in einer Richtung senkrecht hierzu hingegen steif ausgebildet. Diese radiale Anfederung ermöglicht ein besonders weiches Greifen eines Wafers W.

Weiterhin ist an den Greifern 11 und 12 jeweils ein Sensor 19 angebracht, mit dem das Vorhandensein eines Wafers W zwischen den Greifern 11 und 12 festgestellt werden kann. Das von den Sensoren 19 erzeugte Signal wird in einer nicht näher dargestellten Steuereinrichtung ausgewertet, um einen automatisierten Betrieb der Haltevorrichtung 8 zu ermöglichen. So kann beispielsweise vor dem Wenden eines Wafers festgestellt werden, ob dieser ord- nungsgemäß gegriffen worden ist. Überdies ist es möglich, beim Wiederablegen des Wafers W auf die Transfereinrichtung 6 festzustellen, ob vor einer Entfernung der Greifer 11 und 12 von dem Wafer W letzterer auch tatsächlich freigegeben worden ist. Die Sensoren 19 sind entsprechend ausgebildet und angeordnet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel befinden sie sich an den Innenflanken der Greifer 11 und 12.

Zum Öffnen und Schließen der Greifer 11 und 12 sind diese schwenkbar an dem Haltearm 13 gelagert. Die Schwenkbewegung der Greifer 11 und 12 wird durch einen an dem Greifer 11 angebrachten Anschlag 20 begrenzt. Dieser ist in Fig.10 im Detail dargestellt, welche eine Schließstellung der Greifer 11 und 12 zeigt. In dieser Schließstellung stößt der Anschlag 20 gegen eine Anschlagfläche 21 des Haltearms 13 an.

Neben dem Anschlag 20 ist eine Zugfeder angeordnet, welche mit beiden Greifern 11 und 12 verbunden ist, um diese in die Schließstellung zu ziehen. Damit wird gewährleistet, daß ein Wafer W stets sicher zwischen den Greifern 11 und 12 gehalten bleibt. Das Öffnen und Schließen erfolgt mittels einer Antriebseinrichtung, die mit den Greifern 11 und 12 gekoppelt ist.

Zum Wenden des Wafers W ist eine weitere Antriebseinrichtung vorgesehen, die eine Drehung des Wafers um eine Achse A um 180° ermöglicht. Nach einer Drehung um diese Wendeachse A befindet sich der Wafer W im wesent- liehen in der Ausgangsposition, jedoch sind die Vorderseite und die Rückseite vertauscht. Wie Fig.2 zeigt, verläuft die Wendeachse W durch den Haltearm 13 parallel zu oder durch die Greifebene und vorzugsweise auch durch die Mittenachse M des Wafers W.

Der Haltearm 13 ist wiederum an einer Konsole 23 schwenkbar gelagert. Die Schwenkachse B verläuft dabei quer zu der Wendeachse A. In dem darge- stellten Ausführungsbeispiel verläuft die Schwenkachse B horizontal und außerhalb eines zwischen den Greifern 11 und 12 erfaßten Wafers W.

Die Konsole 23 ist ihrerseits an einem Sockelteil 24 abgestützt und gegenüber diesem in der Verschieberichtung C linear geführt. Die Linearführung 25 ermöglicht hier eine Auf- und Abbewegung der Konsole 23 und damit gleichzei- tig des Haltearms 13 sowie der Greifer 11 und 12.

Jede der einzelnen Bewegungen, d. h. das Öffnen und Schließen der Greifer 11 und 12, das Wenden des Haltearms 13 mit den Greifern 11 und 12 um die Wendeachse A, das Schwenken des Haltearms 13 um die Schwenkachse B sowie die Auf- und Abbewegung der Konsole 23 entlang der Verschieberich- tung C erfolgt über eine gesondert ansteuerbare Antriebseinrichtung. Dabei können Stell- bzw. Schrittmotoren vorgesehen werden, so daß die einzelnen Bewegungen vollkommen unabhängig voneinander erfolgen können. Die einzelnen Antriebseinrichtungen sind in den Figuren 2 bis 5 mit den Bezugszeichen 26 bis 29 bezeichnet. Im Folgenden soll nun anhand Fig.3 bis Fig.5 die Betriebsweise der Haltevorrichtung 8 näher erläutert werden. Fig.3 zeigt dabei eine Ausgangsstellung, in der ein Wafer W mittels der Transfereinrichtung 6 in einer Transferebene T in die Makro-Inspektionsstation 3 gefördert wird. Hierbei befinden sich die Greifer 11 und 12 einer Position unterhalb der Transferebene T. Die Greifebene der Greifer 11 und 12 ist etwa parallel zu der Transferebene T ausgerichtet. Zum Ergreifen des Wafers W wird zunächst die Antriebseinrichtung 26 zum Verfahren der Konsole 23 entlang der Verschieberichtung C betätigt. Diese ist hier als Linearmotor 26 ausgebildet. Gleichzeitig werden die Greifer 11 und 12 durch eine Betätigung der zugehörigen Antriebseinrichtung 27 geöffnet, so daß die Zwischenstücke 14 und 15 beim Nachobenfahren nicht mit dem Wafer W kollidieren. Die Aufwärtsbewegung entlang der Verschieberichtung C wird gestoppt, wenn die Greifebene mit der Transferebene T zusammenfällt. Durch eine erneute Betätigung der Antriebseinrichtung 27, hier eines Elektromotors, werden die Greifer 11 und 12 in die Schließstellung verfahren, woraufhin die Zwischen- stücke 14 und 15 gegen den Wafer W in Anlage gebracht werden und dabei dessen Seitenrand umgreifen. Dieser Zustand ist in Fig.4 dargestellt. Wenn mittels der Sensoren 19 ein ordnungsgemäßes Greifen des Wafers W signalisiert wird, wird die Antriebseinrichtung 26 erneut betätigt, um den Wafer W von der Transfereinrichtung 6 abzuheben und weiter nach oben zu fahren. Gleichzeitig oder auch mit einer kleinen Zeitverzögerung wird der Haltearm 13 gegenüber der Konsole 23 um die Achse B verschwenkt, wie dies in Fig.5 angedeutet ist. Dazu wird die zugehörige Antriebseinrichtung 28, die wiederum als Elektromotor ausgebildet ist, betätigt. Der Wafer W wird dabei so weit nach oben gefahren und um die Achse B geschwenkt, bis die Greifer 11 und 12 mit dem Wafer W ungehindert um die Wendeachse A gedreht werden können, ohne dabei mit der Transfereinrichtung 6 zu kollidieren.

Durch die Schwenkmöglichkeit um die Schwenkachse B kann der Verfahrweg entlang der Verschieberichtung C verhältnismäßig gering gehalten werden. Die Gleichzeitigkeit der beiden Bewegungen ermöglicht ein schnelles Errei- chen der in Fig.5 dargestellten Position, in der dann das eigentliche Wenden vorgenommen werden kann.

Die Begutachtung der Rückseite des Wafers W kann durch eine entsprechende Ausrichtung der Haltevorrichtung 8 in dieser verschwenkten Position von einem Beobachterplatz neben der Inspektionsanordnung aus vorgenommen werden. Dazu wird die Antriebseinrichtung 29 zum Drehen um die Achse A betätigt.

Durch eine kombinierte Schwenkbewegung um die Achsen A und B um kleine Winkel kann in der in Fig.5 dargestellten Position mit dem Wafer W eine Taumelbewegung durchgeführt werden, die bei entsprechender Beleuchtung des Wafers W die visuelle Erkennbarkeit von Fehlern an dem Wafer W sowie daran anhaftender Staubpartikel verbessert. Diese Taumelbewegung kann so- wohl für die Betrachtung der strukturierten Vorderseite als auch für die Betrachtung der Rückseite durchgeführt werden.

Es ist jedoch auch denkbar, den Wafer W in eine Position entsprechend Fig.4 zurückzufahren, wobei dieser jedoch kurz oberhalb der Transfereinrichtung 6 angehalten wird, um die strukturierte Vorderseite des Wafers W nicht zu beschädigen. Auf diese Weise können für die Inspektion der Vorder- und Rückseite nahezu identische Beobachtungsbedingungen realisiert werden. Dies ist allerdings etwas zeitaufwendiger, als die Inspektion in der in Fig.5 dargestellten Position, da die Schwenk- und Hubbewegungen bezüglich der Achse B und der Verschieberichtung C dann zweimal auszuführen sind.

Nach einem Rückwenden des Wafers W in die in Fig.5 dargestellte Stellung wird dieser dann wieder mit seiner Rückseite auf der Transfereinrichtung 6 abgelegt, wozu die Haltevorrichtung 8 in die in Fig.4 dargestellte Stellung verfahren wird. Durch ein Öffnen der Greifer 11 und 12 wird der Wafer freigege- ben. Dies wird auch mittels der Sensoren 19 erkannt. Durch eine weitere Absenkung der Konsole 23 wird dann die in Fig.3 dargestellte Ausgangsstellung erreicht, in der die Greifer 11 und 12 von der Transferebene T zurückgezogen sind und zur Entlastung der zugehörigen Antriebseinrichtung 27 geschlossen werden. Die erläuterte Haltevorrichtung ermöglicht eine schnelle und effiziente makroskopische Inspektion der Vorder- und Rückseite eines Wafers in einem Arbeitsgang. Durch die Anordnung in der Makro-Inspektionsstation wird der Inspektionsumfang einer Inspektionsanordnung erhöht.

Bezugszeichenliste

1 Inspektionsanordnung

2 Übergabestation

3 Makro-Inspektionsstation

4 Mikro-Inspektionsstation

5 Gehäuse

6 Transfereinrichtung

7 Übergabeeinrichtung

8 Haltevorrichtung

10 9 Mikroskop

10 Tisch

11 Greifer

12 Greifer

13 Haltearm

15 14 Zwischenstück

15 federelastisches Zwischenstück

16 Keilfläche

17 Keilfläche

18 Blattfeder

20 19 Sensor

20 Anschlag 21 Anschlagfläche

22 Zugfeder

23 Konsole

24 Sockelteil

25 Linearführung

26, 27, 28, 29 Antriebseinrichtung

W Wafer

R Rotationsachse

A, B Achsen

10 C Verschieberichtung

M Mittenachse

Claims

Patentansprüche

1. Haltevorrichtung für Wafer in einer Anordnung zur Waferinspektion, umfassend: zwei Greifer (11 , 12), von denen jeder im geschlossenen Zustand der Haltevorrichtung (8) einen Teilabschnitt des Waferumfangs umschließt und die mit einer Antriebseinrichtung (27) verbunden sind, bei deren Ansteuerung sich die Greifer (11 , 12) zwecks Öffnen der Haltevorrichtung (8) voneinander weg und zwecks Schließen der Haltevorrichtung (8) aufeinander zu bewegen und - einen Haltearm (13), an dem beide Greifer (11 , 12) schwenkbar gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltearm (13) um eine Achse (A) drehbar gelagert ist, die im wesentlichen in der vom Wafer (W) aufgespannten Ebene liegt, so daß nach einer Drehung von 180° um die Achse (A) ein zwischen den Greifern (11 , 12) gehaltener Wafer (W) gewendet ist.

2. Haltevorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Haltearm (13) um eine weitere Achse (B) schwenkbar gelagert ist, die im wesentlichen tangential zum Waferumfang verläuft und die Achse (A) zumindest etwa rechtwinklig schneidet.

3. Haltevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltearm (13) in einer Geradführung verschiebbar gelagert ist, wobei die Verschieberichtung (C) die Achsen (A, B) im wesentlichen rechtwinklig schneidet.

4. Haltevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (A) etwa mittig zwischen zwei Schwenklagern für die Greifer (11 , 12) verläuft.

5. Haltevorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die Verschwenkung der Greifer (11 , 12), das

Wenden des Wafers (W) durch Drehung um die Achse (A), das Verschwenken des Haltearms (13) um die Achse (B) und die Verschiebung des Haltearms (13) in Verschieberichtung (C) jeweils gesonderte Antriebseinrichtungen (26, 27, 28, 29) vorgesehen sind.

6. Haltevorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifer (11 , 12) jeweils an ihren dem Waferumfang zugewandten Abschnitten Zwischenstücke (14, 15) aufweisen, von denen mindestens eines geometrisch so geformt ist, daß der Wafer (W) lediglich durch Berührung an seinen umlaufenden Umfangskanten gehalten wird.

7. Haltevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Zwischenstück (14,15) vorgesehen ist, das beim Greifen gegen beide Umfangskanten des Wafers (W) anliegt.

8. Haltevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Zwischenstück (14, 15) zum Wafer hin V-förmig geöffnet ist und die Umfangskanten eines gehaltenen Wafers (W) im V-Profil anliegen.

9. Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Zwischenstücke (14) als Rolle aus- gebildet ist, die exzentrisch an einem Greifer (11 ,12) gelagert und in einer gewählten Winkelstellung fixierbar ist.

10. Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Zwischenstücke (15) federelastisch am Greifer (11 , 12) abgestützt ist.

11. Haltevorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das federelastisch abgestützte Zwischenstück (15) über eine Blattfeder (18) an den zugehörigen Greifer (11 , 12) angelenkt ist.

12. Haltevorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifer (11 , 12) in ihren Schwenklagern federelastisch vorgespannt sind.

13. Haltevorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Greifern (11 , 12) und dem Haltearm (13) Anschläge (20) vorgesehen sind, die den Schwenkwinkel bei der Greiferbewegung begrenzen.

14. Haltevorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifer (11 , 12) über eine Zugfeder (22) miteinander verbunden sind, durch die der Wafer (W) unter elastischer Spannung zwischen den Greifern (11 , 12) gehalten wird.

15. Haltevorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens an einem Greifer (11 , 12) ein Sensor (19) zur Kontrolle des Vorhandenseins eines Wafers (W) zwischen den Greifern (11 , 12) vorhanden ist.