WO2009112704A1 - Dispositif d'inspection de plaquettes semi-conductrices - Google Patents

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WO2009112704A1
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light source
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    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/9501—Semiconductor wafers
    • G01N21/9503—Wafer edge inspection

Definitions

  • the present invention is in the field of machines and methods for inspecting the quality of a semiconductor wafer during or at the end of manufacture.
  • the invention aims to improve the situation.
  • the semiconductor wafer inspection device includes a light source for illuminating at least one wafer supported by a transfer member, the light source being configured to emit two incident beams to a surface of the wafer.
  • the beams said incidents form a predetermined angle between them to form an interference zone and are inclined relative to the normal to said surface.
  • the device comprises a light detection module diffused by the surface of the wafer for the detection of interference fringes whose beam reflected by the surface of the wafer.
  • the detection module is configured to form electronic signals representative of surface defects of the wafer.
  • a semiconductor wafer control method supported by a transfer element may include illumination by two incident beams of at least one surface of said wafer, the incident beams being inclined relative to the normal to said surface, and the detection by a detection block for the detection of interference fringes in the beam reflected by the surface of the wafer. Illumination and detection occur during a displacement of the wafer by said transfer member.
  • a semiconductor wafer transfer and inspection system belonging to a manufacturing machine in a semiconductor wafer production line, comprises a transfer member of at least one wafer, a light source configured to emit a beam incident on a surface of the wafer, the incident beams being inclined with respect to the normal to said surface, and a detector for the detection of interference fringes in the beam reflected by the surface of the wafer.
  • FIG. 1 is a schematic view of a semiconductor wafer being inspected
  • FIG. 2 is a flowchart of the process steps
  • FIG. 3 is a schematic view of an inspection device
  • FIG. 4 is a schematic view of an inspection device
  • FIG. 5 is a schematic view of an inspection device
  • Figure 6 is a top view of an example of semiconductor wafers.
  • the document FR 2 675 574 relates to an optical sensor for monitoring the state of a surface, in particular for aligning a large microelectronic mask with the layer that it must cover.
  • This type of sensor is intended to be disposed within a semiconductor manufacturing machine for alignment purposes. This type of sensor is unsuitable for the detection of defects on the surface of a semiconductor wafer.
  • the interference fringes have sometimes been used for measuring the velocity of moving fluids, see document FR 2 722 290 or the speed of a body, see document FR 2 757 953.
  • the frequency shift between scattered reflected light, or diffracted by the moving body and the incident light beam is used. This shift is a function of the ratio between the relative speed of the moving body and the speed of light. The reflected light and the incident light can enter a detector in different directions, with interference fringes appearing on the detector plane.
  • d ⁇ / sin ⁇ .
  • the relative velocity v of the body may be known, in the case of a semiconductor wafer, being moved by or on a machine, for example by a robotic arm.
  • the two offset values ⁇ v and ⁇ d obtained for the same point on the surface are different.
  • a subtraction performed for a plurality of local areas of the surface can then be used to generate a map of the irregularities.
  • the speed v of displacement of the semiconductor wafer is identical for all the points constituting the surface being inspected, the offset value ⁇ v calculated according to the displacement speed of the semiconductor wafer is constant for all the points.
  • An offset map ⁇ d can be generated from the space between the interference fringes and then subtracted point by point by removing the value ⁇ v. This can be done by a thresholding operation.
  • mapping can then be obtained by the same means.
  • further inspection can be conducted using the ⁇ direction of the relative speed.
  • the direction ⁇ of the relative speed is known by the configuration of the element which ensures the transfer of the semiconductor wafer and is denoted ⁇ v .
  • a semiconductor wafer 1 in progress or at the end of manufacture has an upper surface to inspect.
  • the semiconductor wafer 1 is supported and moved by a transfer element 2, for example of the clamp type acting on the edges of the wafer 1 or by suction.
  • the transfer element 2 moves the wafer 1 in the direction of the arrow 3, for example in translation or in rotation.
  • the device comprises a light source 4 emitting an incident light beam 5.
  • the light source 4 may comprise a light generator 4a, for example a laser, and a light conductor 4b, for example based on optical fibers.
  • the light beam 5 has been represented in the figures by a line for the purposes of the explanation. Nevertheless, it will be understood that the light beam 5 is intended to illuminate a portion of the upper surface 1a of the wafer 1 or the whole of the upper surface 1a of the wafer 1, or even more widely, an area in which the wafer -conductor 1 moves.
  • the device also comprises an interference fring detection module 6 receiving the reflected beam 7 from the upper surface 1a of the semiconductor wafer 1.
  • the detection module 6 comprises one or more several light intensity sensors 6a.
  • the detection module 6 also comprises a processing block 6b.
  • the processing block 6b receives data from the sensor 6a.
  • the processing block 6b may comprise a filter, for example by thresholding.
  • the displacement velocity v of the semiconductor wafer 1 by the transfer element 2 can be relatively high, for example of the order of 1 to 5 ms -1 .
  • the displacement of the semiconductor wafer 1 makes it possible to eliminate supposed defects that do not move at the speed of the semiconductor wafer 1.
  • the inspection of the semiconductor wafer 1 can be done on the fly on a production line in a clean room.
  • the control and inspection device may be disposed upstream or downstream of a manufacturing machine, or integrated therewith, for example for depositing or etching a layer.
  • the control and inspection device can be arranged on an existing semiconductor wafer production line with minor modifications such as the use of an output of the transfer element 2 to provide the control device and inspecting the speed v of displacement by the transfer element 2.
  • the modification of the interference pattern on the substrate to be controlled is done by changing the frequency of the incident light by a moving object. This frequency change is usually called the Doppler effect.
  • the frequency offset is proportional to the speed of the particle, and the interference pattern is modified accordingly.
  • steps of transfer of the semiconductor wafer 1, of illumination by the source 4 and of detection by the detection module 6 can be simultaneous. More precisely, the illumination can take place during at least part of the transfer. Detection can take place during at least part of the illumination. It is possible to provide a stationary light source 4 and a detection module 6.
  • the fields of illumination and detection may correspond.
  • the illumination field may be wider than the detection field.
  • an optional filtering step for example by thresholding, can be performed. Thresholding can be seen as a subtraction by a value independent of the coordinates of the pixel.
  • a defect image of the surface 1a of the semiconductor wafer 1 is obtained at the outlet, making punctual defects such as dust, holes, or crystalline defects, and the elongated defects of the stripes type, stand out well.
  • FIG. 3 An exemplary embodiment of a control and inspection device is shown in FIG. 3.
  • the transfer element 2 is connected to the detection module 6, more precisely to the processing block 6b and to a control block 6c.
  • the connection to the processing block 6b makes it possible to provide the speed v of displacement of the semiconductor wafer 1 to said processing block 6b.
  • the connection to the control block 6c makes it possible to indicate the presence of a semiconductor wafer.
  • the control block 6c has the particular function of controlling the reading optical information by the sensor 6a.
  • the sensor 6a is connected to the processing block 6b to provide it with image data and the control block 6c.
  • the control block 6c controls the detection of light power by the sensor 6a, in particular according to the position of the wafer 1 being moved by the transfer element 2.
  • the control block 6c can thus receive the element transfer 2 a position information.
  • the output of the detection module 6 can be connected to a man / machine interface 8, for example of the type comprising a screen and / or a keyboard.
  • the screen can display the fault images provided by the processing block 6b.
  • the detection module 6 can also be connected to a data storage 9, for example in the form of a storage disk, a USB key, etc.
  • the detection module 6 may be outputted to a semiconductor device manufacturing machine 10, for example an oven, a deposition machine or a polishing machine, an engraving equipment, or lithography equipment.
  • the detection module 6 supplies the manufacturing machine 10 with data relating to the defects of the semiconductor wafer 1 and of the position data of the semiconductor wafer 1 or also of the identification data.
  • the semiconductor wafer 1 may be provided with marking marks, for example pins for optical detection, the processing block 6b can be configured to identify said marks, for example for orientation of the semiconductor wafer 1.
  • an interferometric block 12 or head is disposed between the light generator 4a and the semiconductor wafer 1.
  • the light conductor 4b is integrated in the interferometer block 12.
  • the light conductor 4b may comprise a Mach-Sender interferometer.
  • the interferometric block 12 comprises a waveguide 13 disposed between the detection module 6 and the semiconductor wafer 1.
  • the waveguide 13 may be multi-mode.
  • the waveguide 13 may comprise an input for the reflected beam and optical fibers between the input and the detection module 6.
  • the interferogram 14 results from the interferences between the incident beams, unlike the aforementioned document FR 2 757 953. after which a single incident beam is implemented with comparison of the reflected beam and the incident beam.
  • the interferogram 14 or interference pattern is tangent to the surface but has been shown for the purpose of explanation.
  • the detection module 6 may comprise an optical sensor, for example a detector array comprising 1, 2, 4, 8 or 16 channels.
  • the optical data are representative of the surface while being different from an image.
  • a semiconductor wafer 1 is inspected by a plurality of inspection and control devices.
  • An upper surface 1a, a lower surface Ib and a rim surface Ic can be inspected substantially simultaneously.
  • An inspection and control device may be directed to said surfaces.
  • the interferometric block 12 may be common to the three devices.
  • the interferometric block 12 may comprise three light conductors 4b and three waveguides 13, without the number of 3 is limiting.
  • the interferometric block 12 may be associated with three light generators 4a, for example laser, and with three detection modules 6, in particular optical sensors.
  • the wafer 1 is here animated with a rotational movement.
  • the moving semiconductor wafer inspection and inspection device includes a light source of a semiconductor wafer supported by a transfer member.
  • the light source is of two incident beam type directed to a surface of the wafer.
  • the incident beams are inclined relative to the normal to said surface.
  • the device also includes a module for detecting interference fringes in the beam reflected by the surface of the wafer. Knowing the speed of displacement of the wafer, the wavelength of the light beam and the interval between the interference fringes, it is possible to deduce a location of the defects.
  • the device is well suited to identifying defects of a few microns in width and / or length.
  • the processing block may include a point - by - point comparison function of a representative magnitude of defects of the surface la with another magnitude.
  • Said function may include a subtracter.
  • the device may include a connection between the element transfer and the detection module for transmitting coordinates of the wafer to the detection module.
  • the detection module may comprise an optical data acquisition assembly provided with detection elements and a processing block connected to the optical data acquisition assembly.
  • the processing block may be provided with means for calculating a correspondence between coordinates of a localized area of the wafer surface and an optical data during the transfer of the wafer, and generating a representation of the surface of the wafer. the wafer by processing a plurality of information acquired successively by the optical data acquisition assembly.
  • the detection module may comprise an optical data acquisition assembly provided with detection elements, and a processing block connected to the optical data acquisition assembly and to said link, the processing module being provided with means for calculating a correspondence between coordinates of a localized area of the wafer surface and an optical data, during the transfer of the wafer, and generating a representation of the surface of the wafer by processing a plurality of optical data taken successively by the set of optical data acquisition.
  • the detection module can be slaved to the displacement of the wafer by the transfer element.
  • the processing module may include an optical data summator corresponding to the same localized area of the surface of the wafer. We increase the sensitivity of device.
  • the processing block may comprise means for detecting at least one marker of the wafer.
  • the marker can be represented on the images.
  • the detection module may comprise an integrated optics sensor on a semiconductor substrate or glass.
  • the optics may comprise a glass in which the waveguides can be made by ion / glass exchange.
  • the light source can be coherent. Incident light beams may be stationary.
  • the light source may comprise a light-emitting diode source, in particular a laser source.
  • the distance between the system and the surface to be inspected may be between 50 microns and 5 millimeters.
  • the transfer member may comprise gripping arms of the wafer.
  • the transfer member may comprise holding systems by suction or by gripping the wafer.
  • a control device may be arranged upstream and / or downstream of a measuring or manufacturing chamber.
  • the light source comprises at least one pair of emitting optical guides.
  • the transmitting optical guides can be connected by an optical fiber to a light source.
  • the transmitting optical guides may be designed to provide two coherent optical beams.
  • the optical guides can be performed by ion exchange on a glass substrate.
  • the ends of the optical guides may be inclined with respect to each other so that the incident beams converge towards each other in a determined surface corresponding to the surface 1a of the semiconductor wafer 1.
  • the detection module can be slaved to the displacement of the wafer by the transfer element.
  • a semiconductor wafer manufacturing system may include at least one measuring chamber and at least one device above.
  • the semiconductor wafer manufacturing system may comprise at least one measuring chamber and at least one control and inspection device, for example mounted upstream or downstream.

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Abstract

Dispositif d'inspection de plaquettes semi-conductrices (1) en mouvement, comprenant une source de lumière (4) d'au moins une plaquette supportée par un élément de transfert (2), et configurée pour émettre deux faisceaux incidents (5) vers une surface (la) de la plaquette (1), lesdits faisceaux incidents étant inclinés par rapport à la normale à ladite surface (la), et un module de détection (6) de franges d'interférence dans le faisceau réfléchi (7) par la surface (la) de la plaquette (1).

Description

Dispositif d'inspection de plaquettes semi-conductrices
La présente invention relève du domaine des machines et des procédés pour inspecter la qualité d'une plaquette semi- conductrice en cours ou en fin de fabrication.
De façon classique, l'inspection visuelle des plaquettes semi-conductrices par un opérateur est réalisée. L'œil humain est en effet capable de discerner des défauts de relativement petite taille sur des plaquettes semi- conductrices ayant, pour un observateur non exercé, l'aspect d'un miroir. Plus la qualité de fabrication est élevée, plus l'oeil humain est capable de repérer des défauts de petite taille. Toutefois, l'évolution des techniques de gravure allant dans le sens d'une finesse toujours accrue, fait que l'œil humain atteint des limites, notamment pour certains types de défauts.
Par ailleurs, la tâche d'inspection visuelle des plaquettes semi-conductrices est lente et fastidieuse et ne donne pas d' information précise de localisation et de classification des défauts. Dans une salle blanche de production de plaquettes semi-conductrices, il est souhaitable de réduire la présence humaine. L'inspection visuelle s'avère également onéreuse.
L'invention vise à améliorer la situation.
Le dispositif d'inspection de plaquettes semi-conductrices comprend une source de lumière pour illuminer au moins une plaquette supportée par un élément de transfert, la source de lumière étant configurée pour émettre deux faisceaux incidents vers une surface de la plaquette. Les faisceaux incidents forment entre eux un angle prédéterminé pour former une zone d'interférence et sont inclinés par rapport à la normale à ladite surface. Le dispositif comprend un module de détection de la lumière diffusée par la surface de la plaquette pour la détection de franges d'interférence dont le faisceau réfléchi par la surface de la plaquette. Le module de détection est configuré pour former des signaux électroniques représentatifs de défauts de surface de la plaquette.
Un procédé de contrôle de plaquettes semi-conductrices supporté par un élément de transfert peut comprendre l'illumination par deux faisceaux incidents d'au moins une surface de ladite plaquette, les faisceaux incidents étant inclinés par rapport à la normale à ladite surface, et la détection par un bloc de détection pour la détection de franges d'interférence dans le faisceau réfléchi par la surface de la plaquette. L'illumination et la détection ont lieu au cours d'un déplacement de la plaquette par ledit élément de transfert.
Un système de transfert et d'inspection de plaquettes semi- conductrices, appartenant à une machine de fabrication dans une chaîne de fabrication de plaquettes semi-conductrices, comprend un élément de transfert d'au moins une plaquette, une source de lumière configurée pour émettre un faisceau incident vers une surface de la plaquette, les faisceaux incidents étant inclinés par rapport à la normale à ladite surface, et un détecteur pour la détection de franges d'interférence dans le faisceau réfléchi par la surface de la plaquette.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée de quelques modes de réalisation pris à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique d'une plaquette de semi-conducteur en cours d'inspection ;
- la figure 2 est un organigramme des étapes de procédé ;
- la figure 3 est une vue schématique d'un dispositif d'inspection ;
- la figure 4 est une vue schématique d'un dispositif d'inspection ;
- la figure 5 est une vue schématique d'un dispositif d'inspection ; et
la figure 6 est une vue de dessus d'un exemple de plaquettes semi-conductrices.
Dans l'état de la technique, les documents FR 2 722 290 et JP 2004 212117 concernent des appareils de laboratoire de domaines techniques différents.
Le document FR 2 675 574 concerne un capteur optique de contrôle de l'état d'une surface, notamment pour aligner un grand masque de microélectronique avec la couche qu'il doit recouvrir. Ce type de capteur est prévu pour être disposé à l'intérieur d'une machine de fabrication d'un semiconducteur dans un but d'alignement. Ce type de capteur est inapte à la détection de défauts à la surface d'une plaquette semi-conductrice. De façon générale, les franges d'interférence ont parfois été utilisées pour la mesure de vitesse de fluides en mouvement, voir le document FR 2 722 290 ou encore de la vitesse d'un corps, voir le document FR 2 757 953. Dans le domaine de la mesure de vitesse, on utilise le décalage fréquentiel entre une lumière réfléchie diffusée, ou diffractée par le corps en mouvement et le faisceau de lumière incident. Ce décalage est fonction du rapport entre la vitesse relative du corps en mouvement et la vitesse de la lumière. La lumière réfléchie et la lumière incidente peuvent entrer dans un détecteur selon des directions différentes, des franges d'interférence apparaissant sur le plan du détecteur.
L'espace ou intervalle compris entre les franges d'interférence peut être trouvé d'après l'équation suivante à partir de la longueur d'onde λ du faisceau lumineuse et du décalage ε : d = λ/sinε. Par approximation, lorsque ε est très inférieur à 1, on a d = λ/ε. L'espace d peut être détecté par le détecteur. La longueur d'onde λ dépend de la source de lumière utilisée et peut être connue. Le décalage ε peut ainsi être calculé.
Par ailleurs, la vitesse relative v du corps peut être connue, s 'agissant d'une plaquette semi-conductrice, en cours de déplacement par ou sur une machine, par exemple par un bras robotisé. Or le décalage ε dépend également de la vitesse relative v et de la vitesse de la lumière c d'après l'équation ε = v/c. Lorsque la surface de la plaquette semi-conductrice en cours d'inspection est suffisamment lisse, les deux grandeurs de décalage εv et εd obtenues d'une part par la vitesse de déplacement relative de l'objet, et, d'autre part par la mesure des franges d'interférence sont sensiblement égales.
Au contraire, lorsqu'une irrégularité est présente sur la plaquette semi-conductrice, les deux valeurs de décalage εv et εd obtenues pour un même point de la surface sont différentes. Une soustraction réalisée pour une pluralité de zones locales de la surface peut alors permettre de générer une cartographie des irrégularités . Dans le cas d'un déplacement linéaire en translation, la vitesse v de déplacement de la plaquette semi-conductrice est identique pour l'ensemble des points constituant la surface en cours d'inspection, la valeur de décalage εv calculée d'après la vitesse de déplacement de la plaquette semi-conductrice est constante pour l'ensemble des points. On peut générer une cartographie de décalage εd d'après l'espace entre les franges d'interférence puis effectuer une soustraction point par point en y ôtant la valeur εv- Ceci peut être effectué par une opération de seuillage. De même, dans le cas d'une rotation de la plaquette autour d'un axe passant par son centre, la vitesse est connue en tout point de la plaquette, une cartographie peut alors être obtenue par le même moyen. En outre, une inspection plus approfondie peut être menée en utilisant la direction α de la vitesse relative. La direction α de la vitesse relative est connue de par la configuration de l'élément qui assure le transfert de la plaquette semi-conductrice et est notée αv. La direction α de la vitesse relative peut être trouvée d'après l'équation suivante à partir du nombre de franges nx existant dans un intervalle prédéterminé de coordonnées x du détecteur et du nombre de franges ny existant dans un intervalle prédéterminé de coordonnées y de même largeur que x : αd=arc tang(nx/ny)
En comparant les deux grandeurs αd et αv on peut repérer des irrégularités de surface de la plaquette semi- conductrice par détection des points où les valeurs αd et αv sont différentes.
Comme on peut le voir sur la figure 1, une plaquette semi- conductrice 1 en cours ou en fin de fabrication présente une surface supérieure la à inspecter. La plaquette semi- conductrice 1 est supportée et déplacée par un élément de transfert 2, par exemple du type à pince agissant sur les bords de la plaquette 1 ou par aspiration. L'élément de transfert 2 déplace la plaquette 1 dans le sens de la flèche 3, par exemple en translation, ou en rotation.
Le dispositif comprend une source de lumière 4 émettant un faisceau lumineux incident 5. La source de lumière 4 peut comprendre un générateur de lumière 4a, par exemple laser, et un conducteur lumineux 4b, par exemple à base de fibres optiques. Le faisceau lumineux 5 a été représenté sur les figures par un trait pour les besoins de l'explication. Néanmoins, on comprendra que le faisceau lumineux 5 est prévu pour illuminer une portion de la surface supérieure la de la plaquette 1 ou l'ensemble de la surface supérieure la de la plaquette 1, voire plus largement encore, une zone dans laquelle la plaquette semi-conductrice 1 se déplace.
Le dispositif comprend également un module de détection de franges d'interférence 6 recevant le faisceau réfléchi 7 par la surface supérieure la de la plaquette semi- conductrice 1. Le module de détection 6 comprend un ou plusieurs capteurs d'intensité lumineuse 6a. Le module de détection 6 comprend également un bloc de traitement 6b. Le bloc de traitement 6b reçoit des données du capteur 6a. Le bloc de traitement 6b peut comprendre un filtre, par exemple par seuillage.
La vitesse de déplacement v de la plaquette semi- conductrice 1 par l'élément de transfert 2 peut être relativement élevée, par exemple de l'ordre de 1 à 5 ms"1. Le déplacement de la plaquette semi-conductrice 1 permet d'éliminer des défauts supposés ne se déplaçant pas à la vitesse de la plaquette semi-conductrice 1.
L'inspection de la plaquette semi-conductrice 1 peut être effectuée à la volée sur une chaîne de fabrication dans une salle blanche. Le dispositif de contrôle et d'inspection peut être disposé en amont ou en aval d'une machine de fabrication, ou intégré à celle-ci, par exemple pour le dépôt ou la gravure d'une couche. Le dispositif de contrôle et d'inspection peut être disposé sur une chaîne existante de fabrication de plaquettes semi-conductrices avec des modifications mineures telles que l'utilisation d'une sortie de l'élément de transfert 2 permettant de fournir au dispositif de contrôle et d'inspection la vitesse v de déplacement par l'élément de transfert 2.
La modification de la figure d' interférence sur le substrat à contrôler se fait grâce à la modification de fréquence de la lumière incidente par un objet en mouvement. Cette modification de fréquence est généralement appelée effet Doppler. Le décalage fréquentiel est proportionnel à la vitesse de la particule, et la figure d'interférence s'en trouve modifiée en conséquence. Comme illustré sur la figure 2, des étapes de transfert de la plaquette semi-conductrice 1, d'illumination par la source 4 et de détection par le module de détection 6 peuvent être simultanées. Plus précisément, l'illumination peut avoir lieu pendant au moins une partie du transfert. La détection peut avoir lieu pendant au moins une partie de l'illumination. On peut prévoir une source de lumière 4 et un module de détection 6 stationnaires . Les champs d'illumination et de détection peuvent correspondre. Le champ d'illumination peut être plus large que le champ de détection.
A l'issue de la somme, une étape optionnelle de filtrage, par exemple par seuillage, peut être effectuée. Le seuillage peut être vu comme une soustraction par une valeur indépendante des coordonnées du pixel. On obtient en sortie une image de défauts de la surface la de la plaquette semi-conductrice 1 faisant convenablement ressortir les défauts ponctuels tels que des poussières, des trous, ou des défauts cristallins, et les défauts allongés de type rayures.
Un exemple de réalisation de dispositif de contrôle et d'inspection est montré sur la figure 3. L'élément de transfert 2 est relié au module de détection 6, plus précisément au bloc de traitement 6b et à un bloc de contrôle 6c. La liaison au bloc de traitement 6b permet de fournir la vitesse v de déplacement de la plaquette semi- conductrice 1 audit bloc de traitement 6b. La liaison au bloc de contrôle 6c permet d'indiquer la présence d'une plaquette semiconductrice. Le bloc de contrôle 6c a notamment pour fonction de commander la lecture d'informations optiques par le capteur 6a. Le capteur 6a est relié au bloc de traitement 6b pour lui fournir des données images et au bloc de contrôle 6c. Le bloc de contrôle 6c commande la détection de puissance lumineuse par le capteur 6a, notamment en fonction de la position de la plaquette 1 en cours de déplacement par l'élément de transfert 2. Le bloc de contrôle 6c peut ainsi recevoir de l'élément de transfert 2 une information de position.
La sortie du module de détection 6 peut être reliée à une interface homme/machine 8, par exemple du type comprenant un écran et/ou un clavier. L'écran peut permettre la visualisation des images de défaut fournies par le bloc de traitement 6b. Le module de détection 6 peut également être relié à un stockage de données 9, par exemple sous la forme d'un disque de stockage, d'une clé USB, etc. Le module de détection 6 peut être relié en sortie à une machine de fabrication 10 de dispositifs semi-conducteurs, par exemple un four, une machine de dépôt ou une machine de polissage, un équipement de gravure, ou de lithographie. Le module de détection 6 fournit à la machine de fabrication 10 des données relatives aux défauts de la plaquette semi- conductrice 1 et des données de position de la plaquette semi-conductrice 1 ou encore des données d'identification.
En outre, la plaquette semi-conductrice 1 pouvant être munie de repères de marquage, par exemple des repères en vue d'une détection optique, le bloc de traitement 6b peut être configuré pour identifier lesdits repères, par exemple en vue d'une orientation de la plaquette semi-conductrice 1.
Comme illustré sur la figure 4, un bloc interférométrique 12 ou tête est disposé entre le générateur de lumière 4a et la plaquette semi-conductrice 1. Le conducteur lumineux 4b est intégré dans le bloc interférométrique 12. Le conducteur lumineux 4b peut comprendre un interféromètre de Mach-Sender. Le bloc interférométrique 12 comprend un guide d'ondes 13 disposé entre le module de détection 6 et la plaquette semi-conductrice 1. Le guide d'ondes 13 peut être multi modes. Le guide d'ondes 13 peut comprendre une entrée pour le faisceau réfléchi et des fibres optiques entre l'entrée et le module de détection 6. L' interférogramme 14 résulte des interférences entre les faisceaux incidents contrairement au document précité FR 2 757 953 d'après lequel un seul faisceau incident est mis en oeuvre avec comparaison du faisceau réfléchi et du faisceau incident. L' interférogramme 14 ou figure d'interférence est tangent à la surface la mais a été représenté relevé pour les besoins de l'explication.
Le module de détection 6 peut comprendre un capteur optique, par exemple une barrette de détecteurs comprenant 1, 2, 4, 8 ou 16 voies. Dans ce cas, les données optiques sont représentatives de la surface la tout en étant différentes d'une image.
Comme illustré sur la figure 5, une plaquette semi- conductrice 1 est inspectée par une pluralité de dispositifs d'inspection et de contrôle. Une surface supérieure la, une surface inférieure Ib et une surface de rebord Ic peuvent être inspectées sensiblement simultanément. Un dispositif d'inspection et de contrôle peut être dirigé vers lesdites surfaces. Le bloc interférométrique 12 peut être commun aux trois dispositifs. Le bloc interférométrique 12 peut comprendre trois conducteurs lumineux 4b et trois guides d'ondes 13, sans que le nombre de 3 ne soit limitatif. Le bloc interférométrique 12 peut être associé à trois générateurs de lumière 4a, par exemple laser, et à trois modules de détection 6, notamment des capteurs optiques. Par ailleurs, la plaquette 1 est ici animée d'un mouvement de rotation.
Sur la figure 6, la surface la d'une plaquette 1 réelle a été reproduite. La surface la comprend des défauts ponctuels 11.
Dans un mode de réalisation, le dispositif de contrôle et d'inspection de plaquettes semi-conductrices en mouvement comprend une source d'éclairage d'une plaquette semi- conductrice supportée par un élément de transfert. La source d'éclairage est du type à deux faisceaux incidents dirigés vers une surface de la plaquette. Les faisceaux incidents sont inclinés par rapport à la normale à ladite surface. Le dispositif comprend également un module de détection de franges d'interférence dans le faisceau réfléchi par la surface de la plaquette. En connaissant la vitesse de déplacement de la plaquette, la longueur d'onde du faisceau lumineux et l'intervalle entre les franges d'interférence, on peut en déduire une localisation des défauts. Le dispositif est bien adapté au repérage de défauts de quelques microns de largeur et/ou de longueur.
Le bloc de traitement peut comprendre une fonction de comparaison point par point d' une grandeur représentative de défauts de la surface la avec une autre grandeur. Ladite fonction peut comprendre un soustracteur.
Le dispositif peut comprendre une liaison entre l'élément de transfert et le module de détection pour transmettre des coordonnées de la plaquette au module de détection. Le module de détection peut comprendre un ensemble de prise de données optiques pourvu d'éléments de détection et un bloc de traitement relié à l'ensemble de prise de données optiques .
Le bloc de traitement peut être pourvu d'un moyen pour calculer une correspondance entre des coordonnées d'une zone localisée de la surface de la plaquette et une donnée optique, au cours du transfert de la plaquette, et générer une représentation de la surface de la plaquette par traitement d'une pluralité d'informations acquises successivement par l'ensemble de prise de données optiques.
Le module de détection peut comprendre un ensemble de prise de données optiques pourvu d'éléments de détection, et un bloc de traitement relié à l'ensemble de prise de données optiques et à ladite liaison, le module de traitement étant pourvu d'un moyen pour calculer une correspondance entre des coordonnées d'une zone localisée de la surface de la plaquette et une donnée optique, au cours du transfert de la plaquette, et générer une représentation de la surface de la plaquette par traitement d'une pluralité de données optiques prises successivement par l'ensemble de prise de données optiques.
Le module de détection peut être asservi au déplacement de la plaquette par l'élément de transfert.
Le module de traitement peut comprendre un sommateur de données optiques correspondant à une même zone localisée de la surface de la plaquette. On accroît la sensibilité du dispositif.
Le bloc de traitement peut comprendre un moyen de détection d'au moins un repère de la plaquette. Le repère peut être représenté sur les images.
Le module de détection peut comprendre un capteur à optique intégrée sur substrat semiconducteur ou verre. L'optique peut comprendre un verre dans lequel les guides d' ondes peuvent être réalisés par échange ions/verre.
La source de lumière peut être cohérente. Les faisceaux lumineux incidents peuvent être stationnaires.
La source de lumière peut comprendre une source à diodes lumineuses, notamment laser.
La distance entre le système et la surface à inspecter peut être comprise entre 50 microns et 5 millimètres.
L'élément de transfert peut comprendre des bras de préhension de la plaquette. L'élément de transfert peut comprendre des systèmes de maintien par aspiration ou par préhension de la plaquette. Un dispositif de contrôle peut être disposé en amont et/ou en aval d'une chambre de mesure ou de fabrication.
Dans un mode de réalisation, la source de lumière comprend au moins une paire de guides optiques émetteurs. Les guides optiques émetteurs peuvent être connectés par une fibre optique à une source de lumière. Les guides optiques émetteurs peuvent être conçus pour fournir deux faisceaux optiques cohérents. Les guides optiques peuvent être réalisés par échanges d'ions sur un substrat de verre. Les extrémités des guides optiques peuvent être inclinées l'une par rapport à l'autre de manière que les faisceaux incidents convergent l'un vers l'autre en une surface déterminée correspondant à la surface la de la plaquette semi-conductrice 1.
Le module de détection peut être asservi au déplacement de la plaquette par l'élément de transfert.
Un système de fabrication de plaquettes semiconductrices, peut comprendre au moins une chambre de mesure et au moins un dispositif ci-dessus.
Le système de fabrication de plaquettes semiconductrices peut comprendre au moins une chambre de mesure et au moins un dispositif de contrôle et d'inspection, par exemple monté en amont ou en aval .
La présente description, de caractère certain, pourra, le cas échéant, servir à la définition de l'invention.

Claims

Revendications
1. Dispositif d'inspection de plaquettes semi- conductrices (1) en mouvement, caractérisé par le fait qu'il comprend une source de lumière (4) d'au moins une plaquette supportée par un élément de transfert (2) , la source de lumière (4) étant configurée pour émettre deux faisceaux incidents (5) vers une surface (la) de la plaquette (1), lesdits faisceaux incidents formant entre eux un angle prédéterminé pour former une zone d' interférence et étant inclinés par rapport à la normale à ladite surface (la), et un module de détection (6) de la lumière diffusée par la surface (la) de la plaquette (1) pour la détection de franges d'interférence dans le faisceau réfléchi (7) par la surface (la) de la plaquette (1), le module de détection (6) étant configuré pour fournir des signaux électroniques représentatifs de défauts de surface de la plaquette (1) .
2. Dispositif selon la revendication 1, comprenant une liaison entre l'élément de transfert (2) et le module de détection (6) pour transmettre les coordonnées de la plaquette audit module de détection.
3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel le module de détection (6) comprend un ensemble de prise de données optiques (6a) pourvu d'éléments de détection, et un bloc de traitement (6b) relié à l'ensemble de prise de données optiques et à ladite liaison, le module de traitement (6b) étant pourvu d'un moyen pour calculer une correspondance entre des coordonnées d'une zone localisée de la surface de la plaquette et une donnée optique, au cours du transfert de la plaquette, et générer une représentation de la surface de la plaquette par traitement d'une pluralité de données optiques prises successivement par l'ensemble de prise de données optiques.
4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel le bloc de traitement (6b) comprend un sommateur de données optiques correspondant à une même zone localisée de la surface de la plaquette.
5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, dans lequel le bloc de traitement (6b) comprend un moyen de détection d'au moins un repère de la plaquette, ledit repère étant représenté dans les images.
6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le module de détection (6) comprend un capteur à optique intégrée, notamment réalisé par échange d'ion sur verre.
7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la source de lumière (4) comprend un laser et/ou un élément à diodes lumineuses.
8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la distance entre la sortie des guides d'ondes et la surface à inspecter est comprise entre 50 microns et 5 millimètres.
9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'élément de transfert (2) comprend des systèmes de maintien de la plaquette par préhension ou par aspiration.
10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la source de lumière (4) et/ou le guide d'ondes (13) est disposé en amont ou en aval d'une chambre de mesure ou de réalisation d'une étape de fabrication de circuits intégrés.
11. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le système d'inspection est disposé en amont ou en aval d'une chambre ou d'un outil destiné à la réalisation d'une étape de fabrication de substrats semiconducteurs.
12. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le module de détection (6) est asservi au déplacement de la plaquette par l'élément de transfert (2) .
13. Système de fabrication de plaquettes semiconductrices, comprenant au moins une chambre de mesure et au moins un dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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