DE10041118A1

DE10041118A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Detektion von Mikrokratzern in einem Wafer

Info

Publication number: DE10041118A1
Application number: DE10041118A
Authority: DE
Inventors: Chung-Sam Jun; Sang-Mun Chon; Sang-Bong Choi; Hyung-Suk Cho; Pil-Sik Hyun; Kyu-Hong Lim; Byung-Am Lee
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1999-08-23
Filing date: 2000-08-22
Publication date: 2001-03-01
Also published as: GB2353592B; GB0019869D0; US6449037B2; CN1144038C; GB2353592A; KR100301067B1; JP4059334B2; KR20010018816A; JP2001110863A; CN1285509A; US20010038448A1; US6528333B1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Detektion von Mikrokratzern in einem Medium an der Oberfläche eines Wafers. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird Licht auf die Waferoberfläche unter einem vorgegebenen Einfallswinkel abrasternd eingestrahlt, unter einem vorgegebenen Reflexionswinkel reflektiertes Licht detektiert, darauf jeweils ein für die reflektierte Lichtintensität repräsentatives elektrisches Signal erzeugt und diesem ein zugehöriger Wert zugewiesen. Durch Vergleich dieser Werte wird dann festgestellt, ob Mikrokratzer vorliegen. DOLLAR A Verwendung in der Halbleitertechnologie.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vor richtung zur Detektion von Mikrokratzern in einem Medium an der Oberfläche eines Wafers.

Bei der Fertigung von Halbleiterbauelementen besteht ein Pro zess der globalen Planarisierung (GP) zum Polieren eines Wa fers aus einer chemischen und/oder mechanischen Planarisie rung (CMP). Bei der CMP wird eine Emulsion auf den Wafer ge sprüht, und der Wafer wird mit der Emulsion unter Verwendung eines Polyurethan-Polierkissens poliert. Die Emulsion enthält Siliciumdioxidpartikel als Schleifmittel. Einige der Silici umdioxidpartikel weisen einen Durchmesser von gleich oder größer als 1 µm auf, was den mittleren Durchmesser der Silici umdioxidpartikel, aus welchen die Emulsion besteht, beträcht lich übersteigt. Diese großen Partikel verursachen abnormale mechanische Beanspruchungen für den Wafer während des Polier vorgangs. Teile des Wafers, welche die abnormalen mechani schen Beanspruchungen erfahren haben, können aufbrechen, um der mechanischen Beanspruchung nachzugeben.

Fig. 1 ist eine vergrößerte Ansicht der Oberfläche eines ver kratzten Wafers, und Fig. 2 ist eine Querschnittansicht eines verkratzten Wafers.

Wie in Fig. 1 gezeigt, bilden sich Kratzer auf einem Wafer durch CMP in der Form menschlicher Augenbrauen aus. Im Allge meinen beträgt die Breite eines derartigen Kratzers 0,3 µm bis 3,0 µm, die Länge desselben beträgt 3 µm bis 30 µm, und die Tie fe desselben beträgt etwa 20 nm bis 200 nm. Wenngleich Mikro kratzer auf der Oberfläche eines Wafers nach der CMP nicht ohne weiteres beobachtbar sind, werden die Mikrokratzer wäh rend des Ätzvorgangs vergrößert, da schwächere Bereiche des Wafers, der die Mikrokratzer aufweist, stärker geätzt werden als andere Bereiche des Wafers. Die so vergrößerten Mikro kratzer können leicht beobachtet werden.

Es ist bekannt, dass selbst dann eine große Anzahl von Krat zern erzeugt wird, wenn große Siliciumdioxidpartikel ledig lich etwa 0,1% der Emulsion ausmachen. Es ist jedoch schwie rig, große Siliciumdioxidpartikel aus der Emulsion zu entfer nen und die Menge der großen Siliciumdioxidpartikel zu mes sen.

Außerdem ist das Polierkissen aus Polyurethan porös und er zeugt ebenfalls Mikrokratzer in dem Wafer. Die Oberfläche des Polierkissens weist eine Rauhigkeit von mehreren µm aufgrund der Poren auf, die an der Oberfläche des Polierkissens exi stieren. In den Poren, die an der Oberfläche des Polierkis sens offen sind, sammelt sich Emulsion. Wenn der Poliervor gang in diesem Zustand begonnen wird, wird durch den Wafer eine mechanische Spannung auf das Polierkissen ausgeübt. So mit wird der Poliervorgang durch einen Teil der Emulsion durchgeführt, der an der Oberfläche des Wafers sowie in den Poren des Kissens vorliegt. Während dieses Prozesses verkrat zen große Siliciumdioxidpartikel, die sich in den Poren des Polierkissens befinden, die Oberfläche des Wafers.

Herkömmliche Verfahren zur Detektion von Kratzern beinhalten ein Verfahren der Einstrahlung von monochromatischem Laser licht auf eine Oberfläche sowie zur Detektion der Abmessungen von Kratzern in der Oberfläche unter Verwendung des von der Oberfläche gestreuten Lichtes, ein Verfahren, das gestreutes Licht von Chips verwendet und die Kratzer durch eine chipwei se Signalverarbeitung detektiert, sowie ein Verfahren zur Er zielung eines stark vergrößerten Videobilds einer Oberfläche unter Verwendung von weißem Licht als optischer Lichtquelle und zur Detektion von Kratzern in der Oberfläche unter Ver wendung der Signaldifferenz zwischen Pixeln der Videokamera.

Diese herkömmlichen Verfahren zur Detektion von Kratzern oder Defekten in einem Wafer können jedoch Mikrokratzer nicht ef fektiv detektieren, da sie keinen ausreichend hohen Grad an Auflösung und keine ausreichend präzise Bilderkennungsfähig keit besitzen.

Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstel lung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur effektiven Detektion von Mikrokratzern in einem Wafer zugrunde, die eine hohe Erkennungsrate für solche Waferdefekte besitzen und eine rasche Bestätigung des Vorliegens solcher Defekte ermögli chen.

Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung eines Mikrokratzer-Detektionsverfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder 6 sowie einer Mikrokratzer-Detektionsvor richtung mit den Merkmalen des Anspruchs 12.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird die Oberfläche eines Wafers mit Licht von einer Lichtquelle abgerastert, wobei das Licht stets unter einem vorgegebenen Winkel auf die Oberflä che des Wafers einfällt. Das Licht, das von normalen Berei chen der Oberfläche reflektiert wird, d. h. unter einem Refle xionswinkel, der im Wesentlichen identisch zum Einfallswinkel ist, läuft zu einem optischen Detektor. Das von dem optischen Detektor empfangene Licht wird dazu verwendet, ein elektri sches Signal zu erzeugen, das für die Intensität des empfan genen Lichts indikativ ist. Dem elektrischen Signal werden entsprechend der Intensität des dadurch repräsentierten Lichts Werte zugewiesen, und durch Vergleichen der dem elek trischen Signal zugewiesenen Werte miteinander wird bestimmt, ob Defekte an der Oberfläche des Wafers ausgebildet sind.

In Ausgestaltung dieses Verfahrens wird das von der Oberflä che des Wafers reflektierte Licht in s-polarisiertes und p- polarisiertes Licht aufgeteilt, und das elektrische Signal wird aus dem s-polarisierten Licht und/oder dem p- polarisierten Licht erhalten.

In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens werden vorzugsweise Maßnahmen ergriffen, um den optischen Pfad zu verlängern, entlang dem Licht von der Lichtquelle zu dem Wafer und/oder von der Oberfläche des Wafers zu dem optischen Detektor wan dert, wodurch Flexibilität bei der Auslegung zur Bereitstel lung eines geeigneten Einfallswinkels ermöglicht wird. Derar tige Maßnahmen beinhalten ein Umlenken des Lichts durch Re flexion und/oder Brechung. Des weiteren kann das Verfahren einen Schritt zur einstellbaren Steuerung des Einfallswinkels beinhalten.

Es ist außerdem bevorzugt, dass die zur Verlängerung des op tischen Pfades ergriffenen Maßnahmen bewirken, dass das Licht in einem ersten Raum, der sich zwischen der Lichtquelle und dem Wafer befindet, und in einem zweiten, diskreten Raum be grenzt wird, der sich zwischen der Oberfläche des Wafers und dem optischen Detektor befindet. In diesem Fall wird das Licht mehrmals in jedem der diskreten Räume reflektiert.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung beinhaltet einen Wafertisch, ein optisches System, das Licht erzeugt, das auf einen Wafer gerichtet wird, einen Abrastermechanismus, der das optische System und den Tisch relativ zueinander derart bewegt, dass das Licht abrasternd über den Wafer geführt wird, ein Signal detektionssystem, welches das von dem Wafer reflektierte Licht empfängt und das reflektierte Licht in ein elektrisches Signal umwandelt, sowie ein Signalanalysesystem, welches das elektrische Signal analysiert. Das optische System beinhaltet eine Lichtquelle, und Licht, das von der Lichtquelle erzeugt wird, wird unter einem vorgegebenen Winkel auf die Waferober fläche gerichtet. Das Signaldetektionssystem, welches das re flektierte Licht empfängt, erzeugt ein elektrisches Signal, das für die Intensität desselben indikativ ist. Das Signal analysesystem vergleicht Werte des elektrischen Signals be züglich verschiedenen Bereichen der Waferoberfläche, die von dem Licht abgerastert werden, und dieser Vergleich führt zu einer Feststellung, ob Defekte in der Oberfläche des Wafers gebildet wurden.

Des weiteren kann das Signaldetektionssystem ein Polarisati onselement, welches das reflektierte Licht in s-polarisiertes Licht und p-polarisiertes Licht aufteilt, und Detektoren für polarisiertes Licht beinhalten, um das polarisierte Licht in elektrische Signale umzuwandeln. Das Signalanalysesystem be stimmt vorzugsweise aus diesen elektrischen Signalen, ob Mi krokratzer in der Oberfläche des Wafers vorliegen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ein streifendes optisches System zur Verlängerung des optischen Pfades zwi schen dem optischen System und dem Wafer sowie zwischen dem Wafer und dem Signaldetektionssystem vorgesehen. Das strei fende optische System besitzt einen ersten und einen zweiten Spiegel, die parallel zueinander und senkrecht zu der plana ren Oberfläche des Wafers angeordnet sind. Die Lichtquelle projiziert unter einem vorgegebenen Einfallswinkel Licht auf einen der Spiegel, und Licht wird von einem der Spiegel auf die Oberfläche des Wafers reflektiert.

Ein dritter Spiegel kann vorgesehen sein, um Licht von der Lichtquelle auf den ersten oder den zweiten Spiegel zu re flektieren. Die Neigung der reflektierenden Oberfläche des dritten Spiegels ist einstellbar, so dass der dritte Spiegel die Richtung des einfallenden Lichtes steuert.

Noch weitergehend kann ein vierter Spiegel zwischen dem er sten und dem zweiten Spiegel eingefügt sein. In diesem Fall wirken der vierte und der erste Spiegel zusammen, und der zweite und der vierte Spiegel wirken zusammen, um das Licht in einem ersten beziehungsweise zweiten diskreten Raum zu be grenzen. Das heißt, der Pfad, entlang dem Licht von der Lichtquelle zu dem Wafer wandert, und der Pfad, entlang dem das von dem Wafer reflektierte Licht zu dem Signaldetektions system wandert, sind voneinander getrennt.

Vorteilhafte, nachfolgend beschriebene Ausführungsformen der Erfindung sowie die Problematik von Mikrokratzern in Wafern sind in den Zeichnungen dargestellt, in denen zeigen:

Fig. 1 eine vergrößerte Ansicht der Oberfläche eines ver kratzten Wafers,

Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht eines verkratzten Wa fers,

Fig. 3 ein Blockdiagramm einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Detektion von Mi krokratzern,

Fig. 4 eine schematische Darstellung, welche die Beziehung zwischen dem optischen System und dem Signaldetekti onssystem der ersten Ausführungsform der erfindungs gemäßen Vorrichtung zur Detektion von Mikrokratzern illustriert,

Fig. 5 ein Blockdiagramm eines optischen Detektionssystems einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Detektion von Mikrokratzern,

Fig. 6 eine graphische Darstellung, welche Änderungen des Reflexionsvermögens (Rs) von s-polarisiertem Licht und des Reflexionsvermögens (Rp) von p-polarisiertem Licht in einer ersten erfindungsgemäßen Simulation zeigt,

Fig. 7 eine graphische Darstellung, welche Änderungen des Reflexionsvermögens (Rp) der p-polarisierten Licht welle in einer zweiten erfindungsgemäßen Simulation zeigt,

Fig. 8 eine graphische Darstellung, welche Änderungen des Reflexionsvermögens (Rs) des s-polarisierten Lichts in der zweiten erfindungsgemäßen Simulation zeigt,

Fig. 9 eine graphische Darstellung, welche Änderungen des Verhältnisses des Reflexionsvermögens (Rp) des p- polarisierten Lichts zum Reflexionsvermögen (Rs) des s-polarisierten Lichts in einem Zustand, in dem eine darunterliegende Strukturschicht betrachtet wurde, in der zweiten erfindungsgemäßen Simulation zeigt,

Fig. 10 eine graphische Darstellung, welche Änderungen des Signal-Rausch-Verhältnisses (SNR) und Änderungen des Reflexionsvermögens (Rp) von p-polarisiertem Licht in Abhängigkeit vom Einfallswinkel in einer dritten er findungsgemäßen Simulation zeigt,

Fig. 11 eine graphische Darstellung, welche Änderungen im SNR und Änderungen im Reflexionsvermögen (Rs) von s- polarisiertem Licht in Abhängigkeit vom Einfallswin kel in der dritten erfindungsgemäßen Simulation zeigt,

Fig. 12 eine graphische Darstellung, welche Änderungen im SNR und Änderungen im Verhältnis des Reflexionsvermögens (Rp) von p-polarisiertem Licht zum Reflexionsvermögen (Rs) von s-polarisiertem Licht in Abhängigkeit vom Einfallswinkel in der dritten erfindungsgemäßen Simu lation zeigt,

Fig. 13 eine schematische Darstellung, welche die Richtung zeigt, in der eine Waferoberfläche, in der Mikrokrat zer ausgebildet sind, in einer vierten erfindungsge mäßen Simulation abgetastet wird,

Fig. 14 eine graphische Darstellung, welche Änderungen im Verhältnis des Reflexionsvermögens (Rp) des p- polarisierten Lichts zum Reflexionsvermögen (Rs) des s-polarisierten Lichts in Abhängigkeit von Änderungen des Einfallswinkels in der vierten erfindungsgemäßen Simulation zeigt,

Fig. 15 eine schematische Darstellung, welche die Richtung zeigt, in der eine Waferoberfläche, in der Mikrokrat zer ausgebildet sind, in einer fünften erfindungsge mäßen Simulation abgetastet wird,

Fig. 16 eine graphische Darstellung, welche Änderungen im Verhältnis des Reflexionsvermögens (Rp) des p- polarisierten Lichts zum Reflexionsvermögen (Rs) des s-polarisierten Lichts in Abhängigkeit von Änderungen des Einfallswinkels in einem Zustand, in dem eine Strukturschicht unter einer Mediumschicht betrachtet wurde, in der fünften erfindungsgemäßen Simulation zeigt,

Fig. 17 eine Darstellung, welche die Resultate der Abtastung einer Waferoberfläche in der fünften erfindungsgemä ßen Simulation 5 zeigt,

Fig. 18 eine schematische Darstellung einer dritten Ausfüh rungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur De tektion von Mikrokratzern,

Fig. 19 eine schematische Darstellung einer vierten Ausfüh rungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur De tektion von Mikrokratzern,

Fig. 20 eine schematische Darstellung einer fünften Ausfüh rungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur De tektion von Mikrokratzern,

Fig. 21 eine schematische Darstellung einer sechsten Ausfüh rungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur De tektion von Mikrokratzern,

Fig. 22 eine schematische Darstellung einer siebten Ausfüh rungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur De tektion von Mikrokratzern,

Fig. 23 eine schematische Darstellung einer achten Ausfüh rungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur De tektion von Mikrokratzern und

Fig. 24 eine schematische Darstellung einer neunten Ausfüh rungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur De tektion von Mikrokratzern.

Bezugnehmend auf die Vorrichtung von Fig. 3 kann eine Wafer handhabungseinheit 1 derselben einen zu prüfenden Wafer zu einem Tisch 2 hin und von diesem weg transferieren. Ein opti sches System 3 strahlt Licht auf den von dem Tisch 2 getrage nen Wafer ein. Ein Signaldetektionssystem 4 detektiert das Licht, das von dem Wafer reflektiert wird und wandelt das re flektierte Licht in ein elektrisches Signal um. Ein Signal analysesystem 5 bestimmt unter Verwendung des von dem Signal detektionssystem 4 erzeugten elektrischen Signals, ob die Oberfläche des Wafers verkratzt wurde. Ein Messsteuersystem 6 steuert Elemente, die mit verschiedenen Messtypen verknüpft sind, einschließlich des optischen Systems 3. Ein Prozessor 7, wie ein Computer, steuert alle vorstehend erwähnten Syste me.

Das optische System 3 beinhaltet eine Lichtquelle, die Licht im Wellenlängenbereich von tiefem Ultraviolett (DUV) bis In frarot erzeugt. Das Signaldetektionssystem 4 und das Signal analysesystem 8 sind in Abhängigkeit von der Wellenlänge des von der Lichtquelle erzeugten Lichts konfiguriert.

Nunmehr bezugnehmend auf Fig. 4 fällt weißes Licht, monochro matisches Licht oder Licht einer vorgegebenen Farbe, das von der Lichtquelle des optischen Systems 3 abgestrahlt wird, un ter einem vorgegebenen Einfallswinkel (θ_i) auf die zu prüfen de Oberfläche des Wafers 100 ein. Licht, das von dem Wafer 100 reflektiert wird, trifft auf das Signaldetektionssystem 4.

Das Signaldetektionssystem 4 wird an einem Ort bereitge stellt, zu dem lediglich Licht propagiert, das von der Ober fläche des Wafers 100 reflektiert wird, d. h. das Signaldetek tionssystem 4 empfängt nur eine minimale Menge an gestreutem Licht. Tatsächlich fällt vorzugsweise keinerlei von der Ober fläche des Wafers gestreutes Licht auf das Signaldetektions system 4. Das Signaldetektionssystem 4 beinhaltet einen opti schen Detektor zum Umwandeln von einfallendem Licht in ein elektrisches Signal.

Der Einfallswinkel (θ_i) liegt innerhalb eines Bereichs, in dem das meiste Licht von dem optischen System 3 reflektiert wird, und ist basierend auf dem Brechungsindex (n) einer Zielmaterialschicht (Medium) an der Oberfläche eines in der Prüfung befindlichen Wafers ausgewählt. Hierbei ist der Ein fallswinkel (θ_i) größer als 0 Grad und kleiner als 90 Grad.

Fig. 5 stellt ein optisches Detektionssystem 4 einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform dar. Bezugnehmend auf Fig. 5 fällt Licht, das von dem optischen System 3 abgegeben und von der Oberfläche eines Wafers reflektiert wird, auf einen Strahlteiler 41 des optischen Detektionssystems 4. Der Strahlteiler 41 ist bezüglich einer optischen Achse 44 um ei nen vorgegebenen Winkel geneigt. Von dem einfallenden Licht fällt p-polarisiertes Licht über den Strahlteiler 41 auf ei nen p-Polarisationsdetektor 42, und s-polarisiertes Licht wird von dem Strahlteiler 41 reflektiert, so dass es auf ei nen s-Polarisationsdetektor 43 fällt. Hierbei kann ein Pho toarraydetektor oder eine CCD-Kamera als p-Polarisations detektor 42 bzw. als s-Polarisationsdetektor 43 verwendet werden.

Ein elektrisches Signal, das von dem Signaldetektionssystem 4 erhalten wird, wird dem Signalanalysesystem 5 zugeführt. Das Signalanalysesystem 5 stellt unter Verwendung des empfangenen elektrischen Signals fest, ob in speziellen Bereichen einer Waferoberfläche Mikrokratzer erzeugt wurden.

Simulation 1

Diese Simulation untersucht die Änderung des Reflexionsvermö gens in Abhängigkeit von der Änderung des Einfallswinkels von Licht auf eine Mediumschicht an einer Waferoberfläche unter den nachstehenden Bedingungen. In dieser Simulation variiert der Einfallswinkel (θ_i) zwischen 0 Grad und 90 Grad, das Licht weist eine Wellenlänge von 632,8 nm auf, und Silicium oxid mit einem Brechungsindex (n) von 1,462 wurde als Medium schicht verwendet, die an der Waferoberfläche ausgebildet ist. Außerdem wurde das Signaldetektionssystem der Ausfüh rungsform von Fig. 5 verwendet, wodurch das reflektierte Licht in p-polarisierte Lichtwellen und s-polarisierte Licht wellen aufgespalten wurde.

Das Reflexionsvermögen (Rs) der s-polarisierten Lichtwellen und das Reflexionsvermögen (Rp) der p-polarisierten Lichtwel len bezüglich der Mediumschicht sind durch die Gleichungen 1 und 2 gemäß dem Snelliusschen Gesetz definiert:

Rs = ±{((n × cosθ_n) - (1 × cosθ_i)) ÷ ((n × cosθ_n) + (1 × cosθ_i))} (1)

Rp = ±{((n ÷ cosθ_n) - (1 ÷ cosθ_i)) ÷ ((n ÷ cosθ_n) + (1 ÷ cosθ_i))}, (2)

wobei θ_n den Brechungswinkel von Licht innerhalb eines Medi ums bezeichnet.

Die unter den vorstehend beschriebenen Bedingungen durchge führte Simulation führte zu Änderungen des Reflexionsvermö gens (Rs) des s-polarisierten Lichts und des Reflexionsvermö gens (Rp) des p-polarisierten Lichts, wie sie in Fig. 6 ge zeigt sind.

Bezugnehmend auf Fig. 6 nimmt das Reflexionsvermögen (Rs) von s-polarisiertem Licht mit einer Vergrößerung des Einfallswin kels (θ_i) zu und nimmt speziell dann steil zu, wenn der Ein fallswinkel (θ_i) 70 Grad übersteigt. Außerdem nimmt das Re flexionsvermögen (Rp) von p-polarisiertem Licht bis zu dem Punkt ab, bei dem der Einfallswinkel (θ_i) 65 Grad beträgt, und nimmt dann nach diesem Punkt steil zu. Hierbei ist der Winkel, bei dem das Reflexionsvermögen (Rp) von p- polarisiertem Licht minimal ist, der Brewster-Winkel, bei dem das meiste einfallende Licht durch das Medium hindurchläuft.

Gemäß diesen Resultaten wird, wenn der Einfallswinkel (θ_i) größer als ein vorgegebener Wert ist, speziell wenn das p- polarisierte Licht unter einem Winkel einfällt, der größer als der Brewster-Winkel ist, speziell wenigstens 85 Grad, auf eine Mediumschicht einfallendes Licht großteils reflektiert. Daher ist derartiges Licht besonders nützlich zum Detektieren von Defekten, wie Mikrokratzern, in der Oberfläche der Medi umschicht. Das heißt, wenn der Einfallswinkel bei wenigstens 85 Grad gehalten wird, können Defekte basierend auf der Menge an Licht detektiert werden, die auf das Signaldetektionssy stem 4 einfällt. Spezieller fällt, wenn das Licht von einem normalen Bereich der Oberfläche der Zielmediumschicht reflek tiert wird, nahezu das gesamte reflektierte Licht auf das Si gnaldetektionssystem 4, hingegen fällt, wenn das Licht durch Defekte, wie Mikrokratzer, in der Schicht gestreut wird, le diglich ein Teil des gestreuten Lichts auf das Signaldetekti onssystem 4.

Simulation 2

Diese Simulation untersucht den Effekt, den eine darunterlie gende Schichtstruktur auf die Änderung des Reflexionsvermö gens in Abhängigkeit von der Änderung des Einfallswinkels (θ_i) hat, wenn unter der Zielmediumschicht eine darunterlie gende Schichtstruktur auf der Oberfläche eines Wafers exi stiert. Unter Verwendung dieser Resultate dient diese Simula tion auch dazu, den Effekt zu untersuchen, den die darunter liegende Schichtstruktur auf die Detektion von Mikrokratzern in der Oberfläche der Zielmediumschicht hat.

In dieser Simulation liegt der optische Einfallswinkel (θ_i) im Bereich von 0 Grad bis 90 Grad, das einfallende Licht weist eine Wellenlänge von 632,8 nm auf, und Siliciumoxid mit einer Dicke von 1.000 nm bis 1.300 nm und einem Brechungsindex (n) von 1,462 wurde als Mediumschicht verwendet, die an der Waferoberfläche ausgebildet war. Die Strukturschicht unter der Mediumschicht wies eine Dicke von 3.500 nm auf, und die Brechungsindizes der Strukturschicht und eines Substrates be trugen 1,3402 beziehungsweise 3,8806.

Die Simulation 2 unter den vorstehend beschriebenen Bedingun gen erzeugte Resultate wie jene in den Fig. 7 bis 9 gezeig ten. Fig. 7 zeigt Änderungen des Reflexionsvermögens (Rp) des p-polarisierten Lichts, und Fig. 8 zeigt Änderungen des Re flexionsvermögens (Rs) des s-polarisierten Lichts. In den Fig. 7 und 8 bezeichnet der Ausdruck Beitragsverhältnis ein Verhältnis des Reflexionsvermögens der Mediumschicht zu dem Reflexionsvermögen, wenn die darunterliegende Strukturschicht betrachtet wurde. Ein hohes Beitragsverhältnis zeigt an, dass die darunterliegende Strukturschicht nur einen geringen Ein fluss auf das Reflexionsvermögen der Mediumschicht ausübt.

Wie in Fig. 7 gezeigt, nimmt das Reflexionsvermögen von p- polarisiertem Licht bei Betrachtung der darunterliegenden Struktur ab, wenn der Einfallswinkel zwischen 0 Grad und 50 Grad liegt, und erscheint nicht, wenn der Einfallswinkel 50 Grad oder mehr beträgt. Das Oberflächenreflexionsvermögen der Mediumschicht nimmt graduell mit Zunahme des Einfallswinkels von 0 Grad bis 50 Grad ab, nimmt jedoch für Einfallswinkel von 50 Grad oder mehr graduell zu und nimmt von 80 Grad an steil zu. Außerdem ist das Beitragsverhältnis um den Brewster-Winkel herum beträchtlich verringert und erreicht bei einem Einfallswinkel von 70 Grad oder mehr nahezu 100%.

Wie in Fig. 8 gezeigt, nimmt das Beitragsverhältnis mit Zu nahme des Einfallswinkels (θ_i) zu und beträgt 90% oder mehr, wenn der Einfallswinkel 80 Grad oder mehr ist.

Fig. 9 zeigt Änderungen des Verhältnisses des Reflexionsver mögens (Rp) des p-polarisierten Lichts zum Reflexionsvermögen (Rs) des s-polarisierten Lichts in einem Zustand, in dem eine darunterliegende Strukturschicht betrachtet wurde. Wie in Fig. 9 gezeigt, nimmt das Reflexionsgradverhältnis (Rp/Rs) zusammen mit dem Beitragsverhältnis mit zunehmendem Einfalls winkel (θ_i) ab und nimmt steil zu, wenn der Einfallswinkel von 50 Grad an zunimmt.

Gemäß der vorstehend beschriebenen Simulation 2 ist das Bei tragsverhältnis des Reflexionsvermögens (Rp) des p- polarisierten Lichts stabiler als das Beitragsverhältnis des Reflexionsvermögens (Rs) des s-polarisierten Lichts und jenes des Verhältnisses (Rp/Rs) des Reflexionsvermögens des p- polarisierten Lichts zum Reflexionsvermögen des s-polari sierten Lichts. Das Beitragsverhältnis des Reflexionsvermö gens (Rp) des p-polarisierten Lichts ist über einen weiten Bereich hinweg hoch. Dies zeigt, dass p-polarisiertes Licht bei der Detektion von Mikrokratzern in einer Mediumschicht vorteilhaft ist.

Simulation 3

Die Simulation 3 untersucht das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) des Oberflächenreflexionsvermögens einer Mediumschicht in Abhängigkeit von der Änderung der Struktur einer darunter liegenden Strukturschicht und der Änderung des Einfallswin kels (θ_i), wenn die untere Strukturschicht unter der Medium schicht auf einer Waferoberfläche vorgesehen ist.

In der Simulation 3 liegt der optische Einfallswinkel (θ_i) im Bereich zwischen 0 Grad und 90 Grad, das Licht weist eine Wellenlänge von 632,8 nm auf, und Siliciumoxid mit einer Dicke von 100 nm bis 1.300 nm und einem Brechungsindex (n) von 1,462 wurde als die Mediumschicht verwendet, die auf der Waferober fläche ausgebildet ist. Die Strukturschicht unter der Medium schicht besitzt eine Dicke von 3.500 nm, und die Brechungsin dizes der Strukturschicht und eines Substrates betrugen 1,3402 beziehungsweise 3,8806. Das Reflexionsvermögen wurde für verschiedene Dicken der Mediumschicht zwischen 1.000 nm und 1.300 nm mit einer Erhöhung um Inkremente von 3 nm gemes sen. Hierbei bezeichnet das SNR das Verhältnis des mittleren Reflexionsvermögens zur Änderung des Reflexionsvermögens in Abhängigkeit von der Änderung der Dicke der Mediumschicht.

Bezugnehmend auf Fig. 10 wird die Änderung des Reflexionsver mögens von p-polarisiertem Licht ab einem Einfallswinkel von 70 Grad kleiner als das mittlere Reflexionsvermögen. Somit nimmt das SNR steil zu.

Bezugnehmend auf Fig. 11 nimmt das SNR mit Zunahme der Ände rungen des Reflexionsvermögens von s-polarisiertem Licht und des Einfallswinkels zu. Insbesondere beträgt das SNR ab einem Einfallswinkel von 85 Grad oder mehr 300% oder mehr.

Bezugnehmend auf Fig. 12 wird bei einer Zunahme des Einfalls winkels auf 50 Grad oder 60 Grad oder mehr eine Änderung des Verhältnisses des Reflexionsvermögens (Rp) von p-polari sierten Lichtwellen zum Reflexionsvermögen (Rs) von s-pola risierten Lichtwellen viel kleiner als der Mittelwert des Re flexionsvermögens. Somit nimmt das SNR steil ab.

Gemäß der vorstehend beschriebenen Simulation 3 ist das SNR des Reflexionsvermögens (Rp) des p-polarisierten Lichts sta biler als das SNR des Reflexionsvermögens (Rs) des s-pola risierten Lichts und das SNR des Verhältnisses (Rp/Rs) des Reflexionsvermögens des p-polarisierten Lichts zum Refle xionsvermögen des s-polarisierten Lichts. Das SNR des Refle xionsvermögens (Rp) des p-polarisierten Lichts ist über einen breiten Bereich hinweg hoch. Dies zeigt, dass p-polarisiertes Licht bei der Detektion von Mikrokratzern in einer Medium schicht nützlich sein kann.

Simulation 4

Die Simulation 4 untersucht eine Änderung der Menge an Licht, das an Mikrokratzern in einer auf der Oberfläche eines Wafers ausgebildeten Mediumschicht reflektiert wird, mit einer Ände rung des Einfallswinkels. In der Simulation 4 liegt der Ein fallswinkel im Bereich zwischen 45,9 Grad und 64,2 Grad, die Wellenlänge des einfallenden Lichts ist 632,8 nm, und das ein fallende Licht wurde über eine Entfernung von 5 µm in einer Richtung quer zu einem in einer Mediumschicht eines Wafers 100 ausgebildeten Mikrokratzer 101 abrasternd geführt, wie in Fig. 13 gezeigt. Die Abmessung eines Lichtflecks war auf 5 µm × 10 µm eingestellt.

Durch Verwenden einer Signalanalyse wurde ein korrigierter Wert erhalten, indem ein Signal unter Verwendung von Glei chung 3 verstärkt wurde, das mit Reflexionsgradverhältnissen Data1 und Data2 definiert wurde, die von zwei benachbarten abgetasteten Bereichen erhalten wurden:

korrigierter Wert = ((|Data1 - Data2| × 10)²)/10, (3)

wobei die Reflexionsgradverhältnisse Data1 und Data2 Verhält nisse des Reflexionsvermögens von p-polarisiertem Licht zum Reflexionsvermögen von s-polarisiertem Licht bezeichnen.

Bezugnehmend auf Fig. 14 beginnt mit Vergrößerung des Ein fallswinkels eine Änderung des Verhältnisses des Reflexions vermögens von p-polarisiertem Licht zum Reflexionsvermögen von s-polarisiertem Licht in Bereichen aufzutreten, die durch Mikrokratzer geschädigt sind, und die Höhe der Änderung nimmt graduell zu.

Aus Fig. 14 ist ersichtlich, dass sich das Reflexionsverhält nis (Rp/Rs) aufgrund von Mikrokratzern in einer Mediumschicht eines Wafers mit Vergrößerung des Einfallswinkels beträcht lich ändert und die Detektionsempfindlichkeit für Mikrokrat zer demgemäß beträchtlich zunimmt.

Simulation 5

Die Simulation 5 untersucht einen aktuell gemessenen Wert, wenn Bereiche, die durch Mikrokratzer geschädigt wurden, un ter Verwendung einer erfindungsgemäßen Mikrokratzerdetekti onsvorrichtung abgetastet werden. In der Simulation 5 wurde der Einfallswinkel bei 65,07 Grad festgehalten, die Welenlän ge des einfallenden Lichts betrug 632,8 nm, und die Abtastin tervalle in den Richtungen der horizontalen Achse und der vertikalen Achse wurden auf 5 µm beziehungsweise 10 µm einge stellt. Das einfallende Licht wurde abrasternd über einen in einer Mediumschicht eines Wafers 100 ausgebildeten Mikrokrat zer 101 hinweg geführt, wie in Fig. 15 gezeigt. Die Abmessung des Lichtflecks bezüglich der Mediumschicht wurde auf 5 µm × 10 µm eingestellt.

Hierbei wurde das Verhältnis (Rp/Rs) des Reflexionsvermögens von p-polarisiertem Licht zum Reflexionsvermögen von s- polarisiertem Licht gemessen. Durch Verwenden einer Signal analyse wurde ein korrigierter Wert erzielt, indem ein Signal unter Verwendung von Gleichung 4 verstärkt wurde, die mit Re flexionsgradverhältnissen Data1 und Data2 definiert ist, die von zwei benachbarten abgetasteten Bereichen erhalten wurden:

korrigierter Wert = ((|Data1 - Data2| × 10)¹⁰)/50 (4)

Bezugnehmend auf Fig. 16 beginnt mit Zunahme des Einfallswin kels eine Änderung (B) des Verhältnisses des Reflexionsvermö gens von p-polarisiertem Licht zum Reflexionsvermögen von s- polarisiertem Licht in Bereichen aufzutreten, die durch Mi krokratzer geschädigt sind, und die Höhe der Änderung nimmt graduell zu. In Fig. 16 ist eine radikale Änderung (A) des Reflexionsgradverhältnisses, das bei geringen Einfallswinkeln erscheint, von einer Änderung der Dicke einer Strukturschicht unter der Mediumschicht abhängig.

Fig. 17 ist eine Abbildung des Ergebnisses einer Abtastung einer Waferoberfläche unter Verwendung der zuvor erwähnten Vorrichtung. Man beachte, dass jeglicher geeignete, an sich bekannte Mechanismus 102 dazu verwendet werden kann, den Wa fertisch 2 und das optische System 3 relativ zueinander zu bewegen, so dass das Licht über den Wafer hinweg abrasternd geführt wird. Aus Fig. 17 ist ersichtlich, dass sich das Re flexionsverhältnis (Rp/Rs) durch Mikrokratzer in einer Medi umschicht eines Wafers mit einer Zunahme des Einfallswinkels stark ändert und die Detektionsempfindlichkeit für Mikrokrat zer entsprechend stark zunimmt.

Das heißt, die vorliegende Erfindung kann das Vorhandensein von Mikrokratzern in einer Waferoberfläche durch Aufrechter halten eines geeigneten optischen Einfallswinkels bezüglich der Waferoberfläche detektieren.

Wie vorstehend beschrieben, wird das reflektierte Licht in s- polarisiertes Licht und p-polarisiertes Licht unterteilt, und ein Signal wurde basierend auf dem polarisierten Licht er zeugt. Gemäß den Resultaten von Simulationen wurde gezeigt, dass das p-polarisierte Licht zum Anzeigen des Vorhandenseins von Mikrokratzern nützlicher ist. Wenn jedoch, wie vorstehend beschrieben, sowohl s-polarisiertes Licht als auch p- polarisiertes Licht bei einem Einfallswinkel größer als ein vorgegebener Einfallswinkel gehalten wurden, konnten Mikro kratzer in einer Mediumschicht ohne Interferenz von reflek tiertem Licht von einer Strukturschicht unter der Medium schicht beobachtet werden. Folglich kann dafür auch s-polari siertes Licht verwendet werden, wenngleich p-polarisiertes Licht für eine Überwachung hinsichtlich Mikrokratzern in einer Waferoberfläche geeigneter ist. Außerdem können Mikrokratzer in der Oberfläche eines Wafers durch Umwandeln von reflektiertem Licht in elektrische Signale ohne Polarisieren des reflektierten Lichts zweifelsfrei detektiert werden.

Wie vorstehend beschrieben, wurde festgestellt, dass größere Einfallswinkel bessere Ergebnisse bei einer Überwachung hin sichtlich des Vorhandenseins von Mikrokratzern ergeben. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, ist jedoch eine optische Struktur für eine direkte Einstrahlung von Licht auf einen Wafer 100 da hingehend beschränkt, wie groß der Einfallswinkel ist, den sie bereitstellen kann. Das heißt, das optische System 3 muss dichter bei der Oberfläche des Wafers 100 positioniert wer den, wenn der Einfallswinkel zunimmt. Es ist jedoch schwie rig, ein optisches System zu entwerfen, das sehr nahe an der Waferoberfläche positioniert werden kann, d. h. die Entwurfs freiheit von peripheren Vorrichtungen ist durch eine derarti ge Anforderung stark beschränkt. Die vorliegende Erfindung überwindet dieses Problem durch Bereitstellen einer Struktur, die es ermöglicht, dass das optische System 3 ausreichend weit entfernt von dem Wafer angeordnet werden kann und den noch den Wafer mit Licht unter einem ausreichend großen opti schen Einfallswinkel bestrahlen kann.

Fig. 18 zeigt eine derartige Struktur. In dieser Ausführungs form ist ein streifendes optisches System 5 zwischen einem optischen System 3 und einem Signaldetektionssystem 4 vorge sehen. Bei Positionierung des optischen Systems 3 in einem signifikanten Abstand von dem Wafer 100 bewirkt das streifen de optische System 5, dass Licht von dem optischen System 3 unter einem großen Winkel auf die Oberfläche eines Wafers 100 fällt, und es transmittiert Licht, das von dem Wafer 100 zu dem Signaldetektionssystem 4 reflektiert wurde.

Spezieller ist das streifende optische System 5 in einem op tischen Pfad zwischen dem optischen System 3 und dem Signal detektionssystem 4 angeordnet und reflektiert mehrmals Licht von dem optischen System 3 und richtet das reflektierte Licht auf die Oberfläche des Wafers 100 und reflektiert außerdem mehrmals Licht, das von dem Wafer 100 reflektiert wird, und richtet das reflektierte Licht auf das Signaldetektionssystem 4.

Das streifende optische System 5 beinhaltet einen ersten und einen zweiten Spiegel 51 und 52, die parallel zueinander sind. Licht von dem optischen System 3 wird zuerst von dem zweiten Spiegel 52 reflektiert und läuft dann in Richtung des ersten Spiegels 51. Licht, das von dem ersten Spiegel 51 re flektiert wird, läuft zurück in Richtung des zweiten Spiegels 52. Durch diese Reflektionswiederholung verlässt Licht den ersten und den zweiten Spiegel 51 und 52 und fällt auf den Wafer 100. Licht, das von dem Wafer 100 reflektiert wurde, fällt erneut auf den ersten Spiegel 51 und wird zum zweiten Spiegel 52 reflektiert. Das Licht von dem Wafer 100 wird mehrmals zwischen dem ersten und dem zweiten Spiegel 51 und 52 reflektiert, wie vorstehend beschrieben, und verlässt so mit den ersten und den zweiten Spiegel 51 und 52 und läuft in Richtung des Signaldetektionssystems 4.

Fig. 19 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform, bei der ein streifendes optisches System 5 zwischen dem opti schen System 3 und dem Signaldetektionssystem 4 vorgesehen ist. In dieser Ausführungsform legt ein dritter Spiegel 53 den Winkel fest, unter dem Licht von dem optischen System 3 auf den Wafer 100 fällt. Licht von dem optischen System 3 fällt über den dritten Spiegel 53 auf den zweiten Spiegel 52. In einer derartigen Struktur können das optische System 3 und das Signaldetektionssystem 4 auf der gleichen Seite angeord net sein. Der dritte Spiegel 53 kann an einer Stelle fixiert sein. Alternativ kann der dritte Spiegel 53 um eine Achse 531 derart drehbar sein, dass der Einfallswinkel variiert werden kann. Demgemäß kann auch der Reflexionswinkel variieren. Au ßerdem ermöglicht die drehbare Anbringung des dritten Spie gels 53, dass die Neigung des dritten Spiegels 53 leicht kor rigierbar ist.

Fig. 20 zeigt noch eine weitere erfindungsgemäße Ausführungs form, bei der ein streifendes optisches System 5 zwischen dem optischen System 3 und dem Signaldetektionssystem 4 vorgese hen ist. Das streifende optische System 5 von Fig. 20 bein haltet einen dritten Spiegel 53a, z. B. einen Parabolspiegel, der Licht auf den zweiten Spiegel 52 fokussiert. Der Licht fokussierende Spiegel 53a kompensiert die Divergenz von Licht aufgrund der vergrößerten optischen Distanz zwischen dem op tischen System 3 und der Oberfläche des Wafers 100. Außerdem besitzt der dritte Spiegel 53a eine Fokussierungsleistung, die der optischen Distanz entspricht, und kann demgemäß einen Fleck einer gewünschten Abmessung auf der Oberfläche des Wa fers 100 erzeugen.

Die Fig. 21, 22 und 23 zeigen weitere Ausführungsformen von jeweils einer erfindungsgemäßen Mikrokratzerdetektionsvor richtung, bei denen ein streifendes optisches System 5 zwi schen dem optischen System 3 und dem Signaldetektionssystem 4 vorgesehen ist. Die in den Fig. 21, 22 und 23 gezeigten Aus führungsformen sind einander dahingehend ähnlich, dass ein vierter Spiegel 54 zwischen dem ersten und dem zweiten Spie gel 51 und 52 vorgesehen ist. Der vierte Spiegel 54 trennt den Pfad, entlang dem Licht in Richtung des Wafers 100 wan dert, von dem Pfad, entlang dem Licht wandert, sobald es durch den Wafer reflektiert wurde, und macht diese voneinan der verschieden. Aus diesen Figuren ist ersichtlich, dass der erste, der zweite und der vierte Spiegel 51, 52, 54 relativ zueinander derart positioniert sind, dass der erste und der vierte Spiegel 51, 54 zusammenwirken, um das Licht auf einen ersten Raum zu begrenzen, der sich zwischen dem optischen Sy stem 3 und dem Wafer 100 befindet, und dass der vierte und der zweite Spiegel 54, 52 zusammenwirken, um das Licht auf einen zweiten Raum zu begrenzen, der sich von dem ersten Raum unterscheidet und sich zwischen dem Signaldetektionssystem 4 und dem Wafer 100 befindet.

Das in Fig. 21 gezeigte streifende optische System 5 ist eine Anwendung der Ausführungsform des in Fig. 18 gezeigten strei fenden optischen Systems 5. In ähnlicher Weise ist das in Fig. 22 gezeigte streifende optische System 5 eine Anwendung der Ausführungsform des in Fig. 19 gezeigten streifenden op tischen Systems 5. Das in Fig. 23 gezeigte streifende opti sche System 5 ist offensichtlich eine Anwendung der Ausfüh rungsform des in Fig. 20 gezeigten streifenden optischen Sy stems 5. Daher ist eine detaillierte Beschreibung der Be triebsweise der in den Fig. 21 bis 23 gezeigten Detektions vorrichtungen nicht notwendig.

Fig. 24 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform einer Mikrokratzerdetektionsvorrichtung. Bei dieser Ausfüh rungsform erstreckt sich ein transparenter Teil des ersten Spiegels 51 in einem Ausmaß nach oben, dass das Licht 31 un ter einem Einfallswinkel θ₁ auf eine Oberfläche desselben auftrifft. Dieses Licht läuft durch den ersten Spiegel 51 und wird unter einem Brechungswinkel θ₂ entsprechend dem Bre chungsindex des transparenten Teils des Spiegels 51 gebro chen. Das gebrochene Licht läuft dann zwischen dem ersten Spiegel 51 und dem zweiten (oder vierten) Spiegel 52 (54) hin und her. Demgemäß wird das Licht, das in Richtung des zweiten (vierten) Spiegels 52 (54) wandert, mehrmals reflektiert und erreicht schließlich den Wafer 100 unter einem Einfallswinkel von θ₂. Man beachte, dass der Einfallswinkel θ₁ am oberen transparenten Teil des Spiegels 51 vorzugsweise so ausgelegt ist, dass er dem Brewster-Winkel entspricht, so dass der größte Teil des Lichts durch den oberen Teil des ersten Spie gels 51 läuft.

Gemäß der vorstehend beschriebenen Erfindung können Mikro kratzer, die auf der Oberfläche eines Wafers ausgebildet sind, erfolgreich detektiert werden. Insbesondere können De fekte, wie in der Oberfläche einer Mediumschicht ausgebildete Mikrokratzer, unabhängig von der Struktur unter der Medium schicht, wie einer Strukturschicht, detektiert werden.

Claims

1. Verfahren zur Detektion von Mikrokratzern in einem Medium an der Oberfläche eines Wafers, gekennzeichnet durch fol gende Schritte:

- Leiten von Licht auf die Oberfläche des Wafers unter einem vorgegebenen Einfallswinkel und abrasterndes Führen des Lichts in einer gegebenen Richtung über die Oberfläche hinweg, während der Einfallswinkel auf rechterhalten wird,
- Detektieren von Licht, das von der Oberfläche reflek tiert wird, unter einem vorgegebenen Reflexionswinkel und Erzeugen eines elektrischen Signals, das für die Intensität des reflektierten Lichtes repräsentativ ist,
- Zuweisen jeweiliger Werte zu dem elektrischen Signal bezogen auf verschiedene Bereiche der Oberfläche, von denen das die Oberfläche abrasternde Licht reflektiert wird, basierend auf der Intensität des von den Berei chen reflektierten Lichtes, wie sie durch das elektri sche Signal repräsentiert wird, und
- Vergleichen der Werte, die dem elektrischen Signal zu gewiesen wurden, um festzustellen, ob Mikrokratzer in dem Medium vorliegen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte des Leitens von Licht auf die Oberflä che des Wafers und des Detektierens des von der Oberflä che reflektierten Lichts ein Positionieren des Wafers re lativ zu einer Lichtquelle beziehungsweise einem Lichtde tektor beinhalten und des weiteren den Schritt des Umlen kens des Lichts beinhalten, wenn das Licht von der Licht quelle zu der Oberfläche des Wafers und/oder von der Oberfläche des Wafers zu dem Lichtdetektor wandert, wo durch der optische Pfad des Lichts von der Lichtquelle zu dem Lichtdetektor verlängert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Umlenkens des Lichtes ein Reflektie ren des Lichtes wenigstens einmal in einem Zwischenraum zwischen der Lichtquelle und dem Wafer beinhaltet, bevor das Licht die Oberfläche des Wafers erreicht.

4. Verfahren nach Anspruch 3, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Umlenkens des Lichtes ein Steuern des Winkels beinhaltet, unter dem das Licht in dem Zwi schenraum reflektiert wird, um dadurch den Einfallswinkel einzustellen.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, weiter da durch gekennzeichnet, dass der Schritt des Umlenkens des Lichtes ein Begrenzen des Lichts innerhalb eines ersten Zwischenraums, der sich zwischen der Lichtquelle und der Oberfläche des Wafers befindet, ein Begrenzen des Lichts innerhalb eines zweiten Zwischenraumes, der sich getrennt und verschieden von dem ersten Zwischenraum zwischen der Oberfläche des Wafers und dem Lichtdetektor befindet, so wie ein Umlenken des Lichts wenigstens einmal sowohl im ersten als auch im zweiten diskreten Zwischenraum bein haltet.

6. Verfahren zur Detektion von Mikrokratzern in einem Medium an der Oberfläche eines Wafers, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

- Positionieren des Wafers relativ zu einer Lichtquelle und einem Lichtdetektor,
- Reflektieren von Licht, das von der Lichtquelle stammt, auf den Wafer unter einem vorgegebenen Ein fallswinkel einschließlich des mehrmaligen Reflektie rens des Lichtes in einem Zwischenraum, der sich zwi schen der Oberfläche des Wafers und der Lichtquelle befindet,
- Abrastern der Oberfläche des Wafers mit dem Licht, während der vorgegebene Einfallswinkel aufrechterhal ten wird,
- mehrmaliges Reflektieren von Licht, das von der Ober fläche des Wafers unter einem vorgegebenen Reflexions winkel reflektiert wird, in einem Zwischenraum, der sich zwischen dem Wafer und dem Lichtdetektor befin det,
- Detektieren des Lichtes, das von der Oberfläche unter dem vorgegebenen Reflexionswinkel reflektiert wurde und dann mehrmals reflektiert wurde, unter Verwendung des Lichtdetektors,
- Erzeugen eines elektrischen Signals, das für die In tensität des detektierten Lichtes repräsentativ ist,
- Zuweisen jeweiliger Werte zu dem elektrischen Signal bezogen auf verschiedene Bereiche der Oberfläche, von der das die Oberfläche abrasternde Licht reflektiert wird, basierend auf der Intensität des von den Berei chen reflektierten Lichtes, wie sie durch das elektri sche Signal repräsentiert wird, und
- Vergleichen der dem elektrischen Signal zugewiesenen Werte, um festzustellen, ob Mikrokratzer in dem Medium vorliegen.

7. Verfahren nach Anspruch 6, weiter gekennzeichnet durch den Schritt des Steuerns des Winkels, unter dem das Licht in dem Zwischenraum reflektiert wird, der sich zwischen der Oberfläche des Wafers und der Lichtquelle befindet, um dadurch den Einfallswinkel einzustellen.

8. Verfahren nach Anspruch 7, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Reflektierens von Licht, das von der Lichtquelle stammt, ein Begrenzen des Lichts auf einen ersten Zwischenraum beinhaltet, der sich zwischen der Lichtquelle und der Oberfläche des Wafers befindet, und der Schritt des Reflektierens des von der Oberfläche des Wafers reflektierten Lichtes ein Begrenzen des Lichts auf einen zweiten Zwischenraum beinhaltet, der separat und verschieden von dem ersten Zwischenraum ist und sich zwi schen der Oberfläche des Wafers und dem Lichtdetektor be findet.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, weiter da durch gekennzeichnet, dass der Schritt des Detektierens des Lichtes ein Unterteilen des reflektierten Lichts in s-polarisiertes Licht und p-polarisiertes Licht beinhal tet.

10. Verfahren nach Anspruch 9, weiter dadurch gekennzeichnet, dass von dem s-polarisierten Licht und dem p-polarisier ten Licht das elektrische Signal lediglich von dem p-po larisierten Licht erzeugt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9, weiter dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Signal aus einem Verhältnis des p- polarisierten Lichts und des s-polarisierten Lichts er zeugt wird.

12. Vorrichtung zur Detektion von Mikrokratzern in einem Me dium an der Oberfläche eines Wafers, gekennzeichnet durch

- einen Tisch zum Tragen des Wafers,
- ein optisches System mit einer Lichtquelle, die Licht entlang eines optischen Pfades leitet, der sich zu dem Tisch erstreckt, wodurch das Licht unter einem vorge gebenen Einfallswinkel auf einen von dem Tisch getra genen Wafer fällt,
- Abtastmittel zum Bewegen des Tisches und des optischen Systems relativ zueinander, so dass das Licht abra sternd über die Oberfläche eines Wafers geführt wird, der von dem Tisch getragen wird, während der vorgege bene Einfallswinkel aufrechterhalten wird,
- ein Signaldetektionssystem, das Licht empfängt, das unter einem vorgegebenen Reflexionswinkel von der Oberfläche des Wafers reflektiert wurde, und ein elek trisches Signal erzeugt, das für die Intensität des Lichtes indikativ ist, und
- ein Signalanalysesystem, das jeweilige Werte dem elek trischen Signal bezogen auf verschiedene Bereiche der Oberfläche zuweist, von denen das die Oberfläche abra sternde Licht reflektiert wird, basierend auf der In tensität des von den Bereichen reflektierten Lichtes, wie sie durch das elektrische Signal repräsentiert wird, und das die Werte, die dem elektrischen Signal zugeweisen werden, in einer Weise vergleicht, welche es erlaubt, eine Feststellung zu treffen, ob Mikro kratzer in dem Medium vorhanden sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, weiter dadurch gekennzeich net, dass das Signaldetektionssystem einen Polarisator, der das reflektierte Licht in s-polarisiertes Licht und p-polarisiertes Licht unterteilt, und wenigstens einen Detektor für polarisiertes Licht beinhaltet, der wenig stens das s-polarisierte Licht oder das p-polarisierte Licht in ein elektrisches Signal umwandelt, das für die Intensität desselben repräsentativ ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, weiter dadurch gekennzeich net, dass das Signaldetektionssystem Detektoren für pola risiertes Licht beinhaltet, die das s-polarisierte Licht und das p-polarisierte Licht in diskrete elektrische Si gnale umwandeln, die für die jeweiligen Intensitäten der selben repräsentativ sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, weiter dadurch gekennzeich net, dass das Signalanalysesystem zur Bestätigung des Vorhandenseins von Mikrokratzern in dem Medium das Ver hältnis eines Werts, der dem von dem p-polarisierten Licht erzeugten elektrischen Signal zugewiesen wird, zu einem Wert berechnet, der dem von dem s-polarisierten Licht erzeugten elektrischen Signal zugewiesen wird.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, weiter dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens ein optisches Element beinhaltet, welches das Licht umlenkt, wenn das Licht von der Lichtquelle zu der Oberfläche des Wafers und/oder von der Oberfläche des Wafers zu dem Lichtdetek tor wandert, wodurch der optische Pfad des Lichts von der Lichtquelle zu dem Lichtdetektor verlängert wird.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, weiter dadurch gekennzeich net, dass wenigstens ein optisches Element einen ersten und einen zweiten Spiegel beinhaltet, die sich parallel zueinander und senkrecht zu einer oberen, den Wafer tra genden Oberfläche des Tisches erstrecken.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, weiter dadurch gekennzeich net, dass das optische System des weiteren einen dritten Spiegel beinhaltet, der optisch zwischen der Lichtquelle und dem ersten oder dem zweiten Spiegel eingefügt ist, um Licht zu reflektieren, das sich von der Lichtquelle zu einem der Spiegel unter einem vorgegebenen Einfallswinkel ausbreitet.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, weiter dadurch gekennzeich net, dass der dritte Spiegel in dem optischen System der art angebracht ist, dass die Neigung der reflektierenden Oberfläche desselben einstellbar ist, wodurch der dritte Spiegel neu positionierbar ist, um den Winkel zu steuern, unter dem das Licht als erstes auf einen der Spiegel fällt.

20. Vorrichtung nach Anspruch 16, weiter dadurch gekennzeich net, dass das wenigstens eine optische Element einen er sten und einen zweiten Spiegel, die sich parallel zuein ander und senkrecht zu einer oberen, den Wafer tragenden Oberfläche des Tisches erstrecken, sowie einen weiteren Spiegel beinhaltet, der zwischen dem ersten und dem zwei ten Spiegel eingefügt ist, wobei die Spiegel derart rela tiv zueinander positioniert sind, dass der erste Spiegel und der weitere Spiegel miteinander wechselwirken, dass das Licht in einem ersten Zwischenraum begrenzt wird, der sich zwischen der Lichtquelle und dem Tisch befindet, und der weitere Spiegel und der zweite Spiegel das Licht in einem zweiten Zwischenraum begrenzen, der von dem ersten Zwischenraum verschieden ist und sich zwischen dem Si gnaldetektionssystem und dem Tisch befindet.

21. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, weiter gekennzeich net durch einen vierten Spiegel, der zwischen dem ersten und dem zweiten Spiegel eingefügt ist, wobei der erste, der zweite und der vierte Spiegel derart relativ zueinan der positioniert sind, dass der erste und der vierte Spiegel zusammenwirken, um das Licht in einem ersten Zwi schenraum zu begrenzen, der sich zwischen der Lichtquelle und dem Tisch befindet, und der vierte Spiegel und der zweite Spiegel das Licht in einem zweiten Zwischenraum begrenzen, der verschieden von dem ersten Zwischenraum ist und sich zwischen dem Signaldetektionssystem und dem Tisch befindet.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 21, weiter gekennzeichnet durch:

- eine Waferhandhabungseinrichtung, um den Wafer auf den Tisch aufzulegen und von diesem zu entfernen, sowie
- einen Prozessor, der funktionell mit dem optischen und dem Signalanalysesystem verbunden ist.