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KR-20260061058-A - HOLDING DEVICE FOR A DISC-SHAPED COMPONENT FOR X-RAY INSPECTION AND METHOD FOR CLAMPING THE COMPONENT TO A HOLDING DEVICE

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Abstract

본 발명은, x선 튜브(21) 및 검출기(24)를 포함하는 x선 검사 시스템의 조작기(9)의 일부로서 디스크형 부품, 특히 웨이퍼(10)를 위한 고정 장치에 관한 것으로, 부품의 위치와 방향은 각각 부품의 평면에서 부품의 중심 방향으로 힘을 가하는 방사상 클램프(1)에 의하여 교정될 수 있으며, 부품의 한쪽에서는 x선 튜브가 부품에 접근할 수 있고, 부품의 다른 쪽에서는 x선 튜브의 빔 콘을 위한 자유 공간을 허용한다. 또한, 본 발명은 x선 검사 시스템의 조작기(9)의 일부로서 디스크형 부품, 특히 웨이퍼(10)를 고정 장치에 클램핑하는 방법에 관한 것으로, 상기 부품은 지지 표면(17)에 미리 정렬된 방식으로 배치되고, 그 후 부품의 방사상 정렬 및 각도 정렬은 방사상 클램프(1)에 의해 수행되고, 부품의 축방향 고정은 축방향 클램프(2)에 의해 수행된다.

Inventors

  • 로이만, 델프
  • 바그너, 안드레아스
  • 바우언스, 팀
  • 티머르스, 단
  • 산더르스, 레오

Assignees

  • 코멧 익슬론 게엠베하

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20251024
Priority Date
20241025

Claims (20)

  1. X선 튜브(21)와 검출기(24)를 포함하는 X선 검사 시스템의 조작기(9)의 일부인, 디스크형 부품, 특히 웨이퍼(10)를 위한 홀딩 디바이스로서, 상기 부품의 위치 및 배향이 방사상 클램프(1)들에 의해 보정될 수 있으며, 각 클램프는 부품의 평면에서 부품의 중심 방향으로 힘을 가하며, 부품의 한쪽에서는 X선 튜브가 부품에 접근할 수 있도록 하고, 부품의 다른 쪽 면에서는 X선 튜브의 빔 콘을 위한 자유 공간을 제공하는, 홀딩 디바이스.
  2. X선 검사 시스템 조작기(9)의 일부인, 디스크형 부품, 특히 웨이퍼(10)를 위한 홀딩 디바이스로서, 일 평면에 형성된 지지 표면(17), 상기 지지 표면(17)이 위치되는 베이스 바디(4)와, 베이스 바디에 대해 회전할 수 있는 캠 링(6), 적어도 3개의 방사상 클램프(1)들로서, 각 클램프는 제 1 변위 디바이스를 통해 개방 위치와 잠금 위치 사이에서 선형적으로 이동 가능하고, 각 클램프는 방사 방향 제어 요소(14)를 통해 지지 표면(17)에 대해 방사 방향으로 선형적으로 이동 가능한, 적어도 3개의 방사상 클램프(1)들, 적어도 2개의 축 방향 클램프(2)들로서, 각 클램프는 제 2 변위 디바이스를 통해 개방 위치(R1)와 고정 위치(A2) 사이에서 이동 가능하고, 각 클램프는 축 방향 제어 요소(15)를 통해 지지 표면(17)에 대해 방사 방향 및 축 방향으로 이동 가능한, 적어도 2개의 축 방향 클램프(2)들, 및 홀딩 디바이스를 조작기(9)에 연결하는 연결 디바이스를 포함하며, 상기 캠 링(6)은 방사 방향 제어 요소(14) 및 축 방향 제어 요소(15)의 이동을 한정하는 제어 윤곽(13)을 가지고, 상기 방사상 클램프(1)들과 축 방향 클램프(2)들은 상기 베이스 바디(4)에 고정 연결되는, 홀딩 디바이스.
  3. 청구항 1 및 청구항 2의 특징을 모두 포함하는, 홀딩 디바이스.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 지지 표면(17)은 적어도 부분적으로 원통형 측표면을 따라 연장되는 스톱 에지(18)를 갖는 원형 링을 따라 적어도 부분적으로 연장되며, 상기 스톱 에지는 지지 표면(17)에 수직으로 연장되고 수용될 웨이퍼(10)의 직경보다 약간 큰 직경을 가지며, 상기 베이스 바디(4)는 원통형 측표면 외부로 연장되는, 홀딩 디바이스.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지 표면(17)은 U자형 연결 바의 영역에 형성된 U자형 클립(3)들 상에 형성된 개별 표면들로부터 형성되고, U자형 평행 바의 자유 단부들이 베이스 바디(4)에 고정 연결되는, 홀딩 디바이스.
  6. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 축 방향 클램프(2)들은 각각 지지 표면(17)이 형성되는 지지 요소(31)를 가지고, 각각 고정 요소(32)를 가지며, 고정 요소(32)들은 독립적으로 이동 가능하고, 상기 고정 요소(32)들은 방사 방향으로 이동 가능하며, 지지 요소(31)들은 축 방향 성분을 갖는 방향으로, 특히 수평 회전축(33)을 둘레로 이동 가능한, 홀딩 디바이스.
  7. 제6항에 있어서, 축 방향 클램프(2)의 축 방향 제어 요소(14)는 지지 요소(31)와 협력하고, 제 2 변위 디바이스는 고정 요소(32)와 협력하는 추가 축 방향 제어 요소(14)를 추가적으로 가지는, 홀딩 디바이스.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 방사상 클램프(1)들 및/또는 축 방향 클램프(2)들은 U자형 두 평행 바들 사이의 클립(3)들의 자유 공간에 배치되는, 홀딩 디바이스.
  9. 제2항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 정확히 3개의 방사상 클램프(1)가 존재하고, 그중 정확히 하나는 자유 단부에 노즈(nose)를 가지며, 상기 노즈는 지지 표면에 수직인 원통 표면의 일부의 형상을 가지는, 홀딩 디바이스.
  10. 제2항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 방사상 클램프(1)들 및/또는 축 방향 클램프(2)들의 모든 자유 단부들은 해당 클램프(1, 2)의 나머지 부분에 분리 가능하게 연결되는 플라스틱 단부 부분을 가지는, 홀딩 디바이스.
  11. 제2항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 정확히 6개의 축 방향 클램프(2)들이 쌍으로 연결되며, 인접한 쌍들 사이의 거리는 동일하고, 및/또는 방사상 클램프(1)는 한 쌍의 두 축 방향 클램프(2)들 사이에 배치되는, 홀딩 디바이스.
  12. 제2항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 제어 윤곽(13)들은 각각의 방사상 클램프(1)에 대해 동일하고, 제어 윤곽(13)들은 각각의 축 방향 클램프(2)에 대해 동일한, 홀딩 디바이스.
  13. 제2항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 축 방향 클램프(2)들의 제 2 변위 디바이스들은 각각 슬라이더-크랭크 메커니즘 또는 제어 링크로 구현되는, 홀딩 디바이스.
  14. 제2항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 축 방향 클램프(2)들은 각각 교체 가능한 스프링에 의해 고정 위치(A2)로 가압되고, 및/또는 방사상 클램프(1)들은 각각 교체 가능한 스프링에 의해 잠금 위치로 가압되는, 홀딩 디바이스.
  15. 제2항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 하중 보상기(8)가 베이스 바디(4)에 배치되고, 상기 하중 보상기는 캠 링(6)의 제어 윤곽(13)과 항상 접촉하는 보상기 제어 요소(16)를 가지며, 보상기 제어 요소(16) 근처에 형성되는 제어 윤곽(13)은, 지지 표면(17)의 스톱 에지(18)로부터의 방사상 거리에 대해 방사 방향 제어 요소(14)들 및 축 방향 제어 요소(15)들의 영역에서의 제어 윤곽(13)과 반대로 형성되는, 홀딩 디바이스.
  16. 제2항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 정지부(11) 및 제 2 정지부(12)가 베이스 바디(4) 상에 고정되도록 형성되고, 제어 레버(19)가 캠 링(6)에 고정되도록 형성되며, 상기 제어 레버(19)는 제 1 정지부(11)와 제 2 정지부(12) 사이에서 이동 가능한, 홀딩 디바이스.
  17. 제2항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 조작기(9)에 부착된 캠 링 구동부(20)가 캠 링(6) 상에서 구동 레버(26)를 통해 제어 레버(19)와 부분적으로 체결되어, 캠 링(6)을 베이스 바디(4)에 대해 회전시키며, 특히 캠 링(6)을 두 개의 정지부들(11, 12) 사이에서 이동시키는, 홀딩 디바이스.
  18. 제2항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 클립(3)들과 베이스 바디(4)의 조합은, 부품에 대해 방사상으로 20°를 초과하는 각도 범위 밖에 위치되는 부분이 없도록 형성되며, 상기 범위는 클립(3)들의 밑면의 평면에서부터, 정점의 둘레로 부품의 평면에 평행하게 연장되며, 상기 정점은 검사 중 방사상으로 가장 바깥쪽 지점에서 검사에 사용되는 X선 튜브(21)의 중심 빔이 상기 평면과 교차하는 지점에 위치하는, 홀딩 디바이스.
  19. X선 검사 시스템의 조작기(9)의 부분인 홀딩 디바이스에 디스크형 부품, 특히 웨이퍼(10)를 고정하는 방법으로서, 상기 부품은 지지 표면(17) 상에 미리 정렬된 방식으로 배치되고, 그 후, 상기 부품의 방사상 정렬 및 각도 정렬이 방사상 클램프(1)들에 의해 수행되고, 상기 부품은 축 방향 클램프(2)들에 의해 축 방향 고정되는, 방법.
  20. 제19항에 있어서, 축 방향 클램프(2)들의 이동이 먼저 방사 방향으로, 그 다음 축 방향으로 실행되는, 방법.

Description

X-선 검사를 위한 디스크형 부품의 고정 장치 및 상기 부품을 고정 장치에 클램핑하는 방법{HOLDING DEVICE FOR A DISC-SHAPED COMPONENT FOR X-RAY INSPECTION AND METHOD FOR CLAMPING THE COMPONENT TO A HOLDING DEVICE} 본 발명은 X선 검사 시스템 조작기의 일부로서, 디스크형 부품 특히 웨이퍼를 위한 홀딩 디바이스에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 부품을 가장자리 영역에서 홀딩 디바이스에 고정하는 방법에 관한 것이다. 편의상, 이하에서는 "웨이퍼"라는 용어는 가능한 모든 디스크형 부품들을 지칭하는데 제한 없이 일반적으로 사용된다; 그러나, 특히 청구항에서 "부품"이라는 용어는 본 특허가 모든 디스크형 부품들을 포괄하는 점을 그 내용으로부터 명확하게 하기 위함이다. 시험 대상물들이 장착된 웨이퍼를 X선 검사 시스템을 통해 고해상도 컴퓨터 라미노그래피를 이용하여 검사하는 동안, 시험 대상물의 가능한 최대 배율을 얻기 위해 X선 튜브는 웨이퍼에 매우 가깝게 이동되어야만 한다. X선 튜브의 공간적 범위로 인해, 따라서 해당 영역(웨이퍼 위 또는 아래)은 웨이퍼의 측면 가장자리 너머에서도 접근될 수 있어야 한다. 또한, X선 빔은, 테스트 대상들의 이미지가 웨이퍼 홀더로 인한 간섭으로 중첩되지 않도록, 방해받지 않고 웨이퍼를 관통할 수 있어야 한다. 즉, (X선 빔을 따라) 웨이퍼 이외의 다른 물질이 검출기와 X선 튜브 사이의 X선 빔을 방해하지 않아야만 한다. 또한, 웨이퍼는 검사를 위해 웨이퍼가 고정된 홀딩 디바이스에 의해 X선 빔을 통과하는 해당 궤적을 따라 이동해야 한다. 홀딩 디바이스와 웨이퍼 사이에서 궤적을 변경할 상대적인 이동을 허용할 수 있는 여유 공간이 없어야 한다. 홀딩 디바이스는 조작기의 일부이며, 일반적으로 조작기 평면에서 X 및 Y 방향으로 이동할 수 있다. 대부분의 웨이퍼 홀딩 디바이스들은 X선 기술과 컴퓨터 라미노그래피의 필요성을 무시한다. 일반적인 솔루션들은 아래쪽으로부터 넓은 영역에 걸쳐 진공 기술과 함께 작동하며, 이는 웨이퍼 아래쪽의 진공 기술도 방사선 조사되어야 함을 의미한다. 이들의 콘트라스트는 검사될 웨이퍼 상의 구조들과 비교하여 매우 높고, 그 결과 검사 대상 내의 결함들이나 구조들이 불명료하게 된다. 대안적으로, 링 마운트들이 존재하며, 이 경우 링은, 웨이퍼에 대해 X선 튜브의 요구되는 거리로 인해 배율을 또한 크게 제한하는 상당한 폭과 깊이를 갖는다. 또한, 홀딩 디바이스가 외경에 고정되는 웨이퍼 홀딩 디바이스들도 존재한다. 대부분의 경우, 검출기가 최대 60°기울어지면 메커니즘이나 죠 자체가 웨이퍼의 방사선 조사를 차단한다(이러한 홀딩 디바이스는 예를 들어 CN 114603527 B 및 CN 117542790 A에 기술되어 있다). 홀딩 디바이스가 튜브 반대쪽을 향하는 측에 위치하는 경우, 라미노그래피 각도는 음영을 초래하고, 이는 사용 가능한 검사 영역을 웨이퍼 중앙으로 감소시킨다. 이하에서는 본 발명의 추가적인 세부 사항들과 이점들을 다음의 도면에 기술된 예시적인 실시예를 참조하여 더 상세하게 설명한다: 도 1은 본 발명에 따른 홀딩 디바이스의 등각 투영도; 도 1a 및 도 1b는 약간 상이한 관점에서 본 도 1의 두 개의 확대 단면도; 도 2는 도 1의 홀딩 디바이스의 개략적인 평면도; 도 3은 도 2와 유사하지만 아래에서 본 도면으로, 수동으로 이동 가능한 캠 링과 이와 상호 작용하는 방사 방향 및 축 방향 클램프들의 세부 사항들을 보여주는 도면; 도 4는 모터 구동식 실시예에서 도 3의 확대 단면도; 도 5는 X선 튜브가 웨이퍼 위에 배치된 방사 방향 및 축 방향 클램프들의 그룹 영역에서의 추가 실시예의 확대 단면의 등각 투영도; 도 6은 웨이퍼, X선 튜브 및 축 방향 클램프들을 포함하는 베이스 바디를 통한 개략적인 종단면도; 도 7a는 추가 검출기를 갖는 도 6의 축소 단면도; 도 7b는 도 6의 영역 확대도; 도 8a 내지 도 8d는 4개 단계들로 구성된 축 방향 클램프의 작동 원리를 개략적으로 나타낸 도면; 및 도 9a 내지 도 9c는 X선 튜브가 웨이퍼 위에 배치된 X선 검사 시스템에서 세 개 단계들로 구성된 방사상 클램프와 축 방향 클램프의 작동 원리를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 1은 웨이퍼(10)를 검사하기 위한 X선 검사 시스템을 위한 본 발명에 따른 홀딩 디바이스를 도시하며, 이 홀딩 디바이스는 XY 평면(수평)으로 이동할 수 있는 테이블 형태의 조작기(9)(도시되지 않음, 도 5 참조)에 설치될 수 있다. 조작기(9)에 속하는 수직 회전축은, 검사될 웨이퍼(10)의 중심축과 동일 직선상에 있도록 정렬된다. 따라서 본 발명에 따른 홀딩 디바이스는 동일 직선상에서 운동학적으로 마지막 물체 축(고정 구조물 방향)에 설치 또는 통합된다. 시스템의 다른 부품들(예컨대 X선 튜브(21)(도 6 내지 도8 참조) 및 검출기(도 7 참조))는 본 발명의 일부가 아니므로 도시되지 않았다. 홀딩 디바이스는 조작기(9)에 대해 회전할 수 있는 베이스 바디(4)를 갖는다. 9개의 U자형 클립들(3)이 개방된 내부 공간으로 돌출되고, 이 공간은 검사 대상 웨이퍼(10)를 위한 수용 개구부(29)(도 1a 및 도 1b 참조)의 역할을 한다. 이 U자형 클립들 상에서, 지지(부분) 표면들(17)(도 3, 도 4 및 도 6 내지 도 8 참조)이 U자형의 연결 바 영역에 형성된다. 지지(부분) 표면들(17)은 수직으로 연장되는 스톱 에지(18)(도 1a 및 도 1b 참조)에 의해 제한된다. 클립들(3)의 두 평행 바들의 자유 단부들은 베이스 바디(4)에 단단히 연결된다. 홀딩 디바이스에 고정된 웨이퍼(10)는 클립들(3)의 부분 표면들로부터 형성된 지지 표면(17) 위에 놓인다. 웨이퍼(10)는 3개의 방사상 클램프들(1)로 고정되고 6개의 축 방향 클램프들(2)로 홀딩 디바이스의 클립들(3)에 고정되기 전에 XY 평면(수평면)에 중심이 맞춰졌다. 방사상 클램프(1)는 방사상 클램프(1)에서 등거리로 떨어져 있는 두 개의 축 방향 클램프들(2) 사이에 배치된다. 방사상 클램프들(1)은, 웨이퍼(10)의 중심에 대해 이들 사이에 120°의 각도가 되도록 배치된다(도 2 참조). 6개의 축 방향 클램프들(2)은 동일한 구조를 갖는다; 그러나 아래 도 1에 도시된 방사상 클램프(1)는 노즈(7)를 가지고 있다는 사실(노즈(7)에 대해서는 특히 도 1b 및 도 2를 참조한 설명을 참조)에서 다른 두 방사상 클램프들(1)과는 다르다. 아래 도 1에 도시된 세 개의 클램프들(1, 2)의 경우, 각각의 메커니즘은 뒤쪽(베이스 바디(4) 아래)에서도 볼 수 있다. 하중 보상기(8)는 도 1의 하부 부분에서 좌측 축 방향 클램프(2)와 방사상 클램프(1)의 메커니즘들 사이에서 볼 수 있다(이에 대한 더 많은 세부사항들은 도 3을 참조한 설명에서 확인할 수 있다). 두 개의 기계적 정지부들(제 1 정지부(11)와 제 2 정지부(12))이 또한 캠 링(6) 상에 배치되어 있으며, 이는 베이스 바디(4) 상에 회전 가능하게 배치되어, 방사상 클램프들(1)과 축 방향 클램프들(2)의 움직임을 제어하는 캠 링(6)이 두 정지부 위치들 사이에서 수동으로 이동할 수 있도록 보장한다. 도 1a는 도 1의 왼쪽 영역을 더 평평한 시야각에서 확대한 단면을 도시한다. 클립(3)의 두 다리 사이에 위치한 축 방향 클램프(2)는 왼쪽에서 볼 수 있으며, 축 방향 클램프(2)의 앞쪽 끝은 고정 바디(30)로 구현되고, 고정 바디(30)는 웨이퍼(10)를 지지 표면(17) 상에서 아래로 눌러 이 위치에 고정시킨다. 오른쪽 위에는 클립(3)의 두 다리 사이에 위치한 방사상 클램프(1)를 볼 수 있다. 방사상 클램프(1)는 그 자유 단부에서 방사 방향의 위치지정 표면(34)을 구비하고, 위치지정 표면(34)은 방사 방향에서 웨이퍼(10)의 가장자리를 눌러 웨이퍼(10)를 두 개의 다른 방사상 클램프들(1)(도 1 참조)과 함께 정확하게 위치시킨다. 수직(축 방향)으로 연장되는 스톱 에지(18)는 클립(3) 상에서 명확하게 보이며, 클립(3)과 웨이퍼(10)의 가장자리 사이에 작은 갭이 형성되어, 사전-위치지정된 웨이퍼(10)(자동 공급의 경우)가 지지 표면(17) 상에서 여유 있게 배치되는 것을 허용한 후, 최종 미세 위치지정이 세 개의 방사상 클램프들(1)에 의해 수행될 수 있다. 웨이퍼(10)를 지지 표면들(17)에 수동으로 배치할 때도 마찬가지이다. 도 1b는 더 평평한 시야각에서 도 1의 오른쪽 상단 영역의 확대한 단면을 도시한다. 축 방향 클램프(2)(오른쪽)와 방사상 클램프(1)(위쪽)도 여기에 도시되어 있다. 축 방향 클램프(2)는 도 1a의 것과 다르지 않으므로 여기서는 자세히 논의되지 않는다. 그러나 방사 방향 클립(1)은, 다른 두 클립과 달리 방사 방향 위치지정 표면(34)을 갖지 않고, 오히려 웨이퍼(10) 가장자리의 노치에 들어가 웨이퍼(10)의 심지어 더 양호한 방사 방향 위치지정을 보장하는 노즈(7)를 가지고 있다는 점에서, 도 1a의 것과 도 1 아래에 도시된 다른 방사 방향 클립(1)과는 상이하다. 방사 방향 위치지정 표면(34)과 노즈(7)는 모두 예시적인 실시예에서 약 6mm의 높이(축 방향)를 갖는다. 이는 또한 웨이퍼(10) 가장자리가 (수평) 평면에 있지 않은 휘어진 웨이퍼들(10)의 안정적인 위치지정을 허용한다. 도 2에서 홀딩 디바이스는 평면도로 개략적으로 도시되었고; 여기서 캠 링(6)은 각각의 홀더들과 함께 방사상 클램프들(1)과 축 방향 클램프들(2) 아래로 연장된다. 베이스 바디(4)에 대한 캠 링(6)의 회전 운동은 이중 화살표로 표시되어 있다. 또한 두 가지 상이한 유형의 방사상 클램프들(1)이 있음을 알 수 있다. 두 개의 동일한 방사상 클램프들(1)이 도 2의 하단에 위치해 있다. 반면, 위쪽 방사상 클램프(1)는 자유 단부에 노즈(7)를 갖는데, 이 자유 단부는 다른 두 방사상 클램프들(1)의 자유 단부보다 더 돌출된다. 이 노즈(7)은 웨이퍼(10)의 노치에 들어가, 웨이퍼(10)의 정확한 각도 위치가 홀딩 디바이스 내에서