DE112018002303T5 - Bildbasierter substrate mapper - Google Patents

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Karthik Balakrishnan
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Abstract

Verfahren und Vorrichtungen zum Erkennen von Wölbung in einem Substrat sind hierin vorgesehen. In einigen Ausführungsformen beinhaltet ein Wölbungsdetektor zum Erkennen von Wölbung in Substraten: eine oder mehrere Lichtquellen, um ein oder mehrere Substrate zu beleuchten, wenn vorhanden; eine Kamera zum Erfassen von Bildern von belichteten Abschnitten eines oder mehrerer Substrate, wenn vorhanden; eine Bewegungsanordnung mit einer Montagestufe zum Tragen der Kamera; und eine mit der Kamera gekoppelte Datenerfassungsschnittstelle (DAI), um Substratbilder zu verarbeiten und Wölbung von Substraten basierend auf den verarbeiteten Substratbildern zu erkennen.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beziehen sich im Allgemeinen auf Prozesse der Substratherstellung.
  • HINTERGRUND
  • Angesichts des anhaltenden Bedarfs an besseren, kleineren, schnelleren und zuverlässigeren Elektronikprodukten müssen Substrathersteller qualitativ hochwertige und zuverlässige Substrate mit zunehmender Verarbeitungsgeschwindigkeit produzieren. Die Substratherstellung beinhaltet typischerweise eine Substratzuordnung zum Erfassen der Substratfreiheit, Substratverlagerung, Substratquerschlitzung, Substratdoppelschlitzung und andere ähnliche Substratplatzierungsfehler, die in Kassetten und Front Opening Unified Substrate Storage Cassettes (FOUPs) häufig auftreten.
  • Aktuelle Substrat-Mapping-Technologien, wie z.B. optische Mapping-Sensoren, werden typischerweise als eigenständige Geräte oder als Teil von Kanten-(oder Vakuum-) Griff-Endeffektoren bereitgestellt. Die aktuellen Substratabbildungsvorrichtungen und -verfahren werden typischerweise verwendet, um Substrate abzubilden, die unterschiedliche Beschichtungen, Kantengeometrien und Dicken aufweisen können. Die Erfinder haben jedoch festgestellt, dass die aktuellen Substratabbildungsgeräte und -methoden die Substratwölbung nur unzureichend erkennen und somit keine akzeptablen Prozessausbeuten erzielen.
  • Daher haben die Erfinder verbesserte Vorrichtungen und Verfahren zur Verfügung gestellt, um Substratverwerfungen rechtzeitig und genau zu erkennen.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Verfahren und Vorrichtungen zum Erkennen von Wölbung in einem Substrat sind hierin vorgesehen. In einigen Ausführungsformen beinhaltet ein Wölbungsdetektor zum Erkennen von Wölbung in Substraten: eine oder mehrere Lichtquellen, um ein oder mehrere Substrate zu beleuchten, wenn vorhanden; eine Kamera zum Erfassen von Bildern von belichteten Abschnitten eines oder mehrerer Substrate, wenn vorhanden; eine Bewegungsanordnung mit einer Montagestufe zum Tragen der Kamera; und eine mit der Kamera gekoppelte Datenerfassungsschnittstelle (DAI), um Substratbilder zu verarbeiten und Wölbung von Substraten basierend auf den verarbeiteten Substratbildern zu erkennen.
  • In einigen Ausführungsformen beinhaltet ein Substratverarbeitungssystem: eine oder mehrere Prozesskammern; eine Transferkammer; ein Paar Schleusenkammern; eine Vielzahl von Substratspeicherkassetten mit einer vorderen Öffnung und konfiguriert zum Aufnehmen und Halten einer Vielzahl von Substraten; einen Substratspeicherkassettenlader zum Verschieben von Substratkassetten zwischen den Schleusenkammern und der Vielzahl von Substratspeicherkassetten; und einen Wölbungsdetektor zum Erfassen der Wölbung von Substraten in der Vielzahl von Substratspeicherkassetten. Der Wölbungsdetektor kann wie in jeder der hierin beschriebenen Ausführungsformen sein.
  • In einigen Ausführungsformen beinhaltet ein Verfahren zum Erkennen von Wölbung in einem Substrat zur Verarbeitung: (a) Erfassen eines Bildes einer Kante des Substrats; (b) Verarbeiten des Bildes der Kante des Substrats; und (c) Bestimmen eines Ausmaßes der Wölbung in dem Substrat aus dem verarbeiteten Bild.
  • Andere und weitere Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden im Folgenden beschrieben.
  • Figurenliste
  • Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung, die vorstehend kurz zusammengefasst und im Folgenden näher erläutert werden, können unter Bezugnahme auf die in den beigefügten Zeichnungen dargestellten exemplarischen Ausführungsformen der Offenbarung verstanden werden. Die beigefügten Zeichnungen veranschaulichen jedoch nur typische Ausführungsformen der Offenbarung und sind daher nicht als Einschränkung des Umfangs anzusehen, da die Offenbarung andere ebenso wirksame Ausführungsformen zulassen kann.
    • 1 ist eine schematische Darstellung eines Wölbungsdetektors gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
    • 2 zeigt eine schematische Ansicht eines exemplarischen Wölbungsdetektors in Bezug auf eine Substratspeicherkassette gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
    • 3 zeigt ein Verfahren zum Erkennen der Substratwölbung gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
    • 4 stellt ein Cluster-Tool dar, das geeignet ist, Methoden zur Verarbeitung von Substraten gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung durchzuführen.
  • Zum besseren Verständnis wurden, soweit möglich, identische Referenzziffern verwendet, um identische Elemente zu bezeichnen, die den Figuren gemeinsam sind. Die Zahlen sind nicht maßstabsgetreu gezeichnet und können zur besseren Übersichtlichkeit vereinfacht werden. Elemente und Merkmale einer Ausführungsform können ohne weitere Rezitation vorteilhaft in andere Ausführungsformen integriert werden.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beinhalten ein System und Verfahren zum Erkennen von Wölbung von Substraten, die in Substratspeicherkassetten (z. B. FOUPs) enthalten sind, bevor ein oder mehrere Prozesse auf den Substraten durchgeführt werden. Die Erfinder haben beobachtet, dass die aktuellen Substratabbildungsmethoden und -vorrichtungen auf die Abbildung der planaren Hauptoberflächen von Substraten (z. B. x-y-Ebene des Substrats) ausgerichtet sind und den Substratwölbung aus der x-y-Ebene entlang der z-Achse nicht erkennen. Ein solcher Wölbung kann z.B. durch Verformungen entlang der Seitenkante des Substrats verursacht werden.
  • Gemäß den Ausführungsformen, die mit der vorliegenden Offenbarung übereinstimmen, wird ein Wölbungsdetektor bereitgestellt und verwendet, um die Wölbung des Substrats zu messen und zu analysieren, bevor ein oder mehrere Prozesse auf den Substraten durchgeführt werden. Dementsprechend verbessern Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung die Substratverarbeitung, indem sie Verarbeitungszeit und Materialien einsparen, die sonst auf inakzeptabel verzogenen Substraten verbraucht werden könnten.
  • 1 ist eine schematische Darstellung eines Wölbungsdetektors 100 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Der Wölbungsdetektor 100 beinhaltet eine hochauflösende Kamera 102, eine oder mehrere Lichtquellen 104, eine Bewegungsanordnung 106 und eine Datenerfassungsschnittstelle (DAI) 108.
  • Die hochauflösende Kamera 102 beinhaltet im Allgemeinen ein Fokussierobjektiv 110 und einen Sucher 112. Die Fokuslinse 110 dient zum Auflösen und Erfassen von Seitenansichten von Substraten mit Dicken zwischen etwa 300 Mikrometern und etwa 3000 Mikrometern oder in einigen Ausführungsformen zwischen etwa 300 Mikrometern und etwa 800 Mikrometern. In einigen Ausführungsformen kann die hochauflösende Kamera 102 so konfiguriert werden, dass sie vorteilhaft kleiner und leichter ist als die Bewegungsanordnung 106 und deren Komponenten. So kann beispielsweise die hochauflösende Kamera 102 eine Masse von weniger als etwa 300 Gramm aufweisen.
  • Die eine oder mehrere Lichtquellen 104 sind vorgesehen, um einen Teil eines oder mehrerer Substrate (z. B. Substrate 208, siehe unten) zu beleuchten, die mit der hochauflösenden Kamera 102 aufgenommen werden sollen. Die Lichtquellen 104 sind so konfiguriert, dass sie diffuses Licht abgeben. So können beispielsweise die Lichtquellen 104 Leuchtdioden (LEDs) oder dergleichen umfassen. Die Lichtquellen 104 sind vorteilhaft geformt, um die Lichtstreuung zu fördern. So können beispielsweise die Lichtquellen 104 stab- oder ringförmige Streulichtquellen sein. In einigen Ausführungsformen sind die Lichtquellen 104 in der Nähe eines oder mehrerer zu fotografierender Substrate (z. B. Substrate 208, siehe unten) angeordnet. In einigen Ausführungsformen sind die Lichtquellen 104 in der Nähe der hochauflösenden Kamera 102 angeordnet. Wie beispielsweise in 1 dargestellt, können die Lichtquellen 104 über dem Sucher 112 angeordnet werden.
  • Die Bewegungsanordnung 106 beinhaltet eine vertikale Halterung 114, eine Montagestufe 116 und ein Stellglied 118. Der Vertikalträger 114 ist ein Träger und Drehpunkt für die Montagestufe 116. Die Montagestufe 116 ist konfiguriert, um die hochauflösende Kamera 102 sowohl während des Betriebs der Auflösungskamera als auch während der Montagephase 116, die die Montagestufe 116 in eine oder mehrere Richtungen bewegt, zu halten und zu unterstützen. Das Stellglied 118 sorgt für eine vertikale Bewegung der Montagestufe 116, auf und ab der vertikalen Halterung, wie durch den Richtungspfeil 120 dargestellt. Das Stellglied sorgt ferner für eine seitliche Drehbewegung der Montageebene, wie sie durch den Richtungspfeil 122 dargestellt wird.
  • Die Datenerfassungsschnittstelle (DAI) 108 ist kommunikativ mit der hochauflösenden Kamera 102 gekoppelt. Das DAI 108 beinhaltet einen Bildprozessor 124, eine Datenspeichervorrichtung 125 und eine Benutzerschnittstelle 126. Der Bildprozessor 124 enthält mindestens einen Bildverarbeitungsalgorithmus 128 und einen Bilddatenanalysator 130. Die Benutzeroberfläche 126 beinhaltet eine Benutzereingabemaske 132 und einen Ausgabeleser 134.
  • Bei der Ausführung verarbeitet der Bildverarbeitungsalgorithmus 128 die mit der hochauflösenden Kamera 102 aufgenommenen Substratbilder, indem er die Substratbilder in Bilddaten umwandelt, die vom Bilddatenanalysator 130 interpretiert werden können. So kann beispielsweise der Bildverarbeitungsalgorithmus 128 ein Substratbild in Pixel aus Binärdaten umwandeln. So können beispielsweise die Bilddaten in Matrix- oder Tabellenform vorliegen. In einigen Ausführungsformen kann der Bildverarbeitungsalgorithmus 128 auch photographische Verbesserungsprozesse wie Bildrauschfilterung oder dergleichen beinhalten.
  • Der Bilddatenanalysator 130 führt eine Analyse der vom Bildverarbeitungsalgorithmus 128 erzeugten Bilddaten durch, indem er die Bilddaten mit einem Wölbungsschwellenwert vergleicht. Der Wölbungsschwellenwert beinhaltet untere und obere Wölbungswerte, die für eine Dimension des fotografierten Abschnitts des Substrats definiert sind (z. B. Seitenfoto des Substrats). In einigen Ausführungsformen kann der Wölbungsschwellenwert von einem Benutzer vor Beginn der Abbildungsprozesse in die Benutzereingabemaske 132 eingegeben werden. In einigen Ausführungsformen kann der Wölbungsschwellenwert als Teil einer Rezeptur des Bildprozessors vorprogrammiert werden. Der Wölbungsschwellenwert wird basierend auf Faktoren wie der Toleranz der Substrateinlässe von Bearbeitungskammern und der Anwendung, in der die Substrate verwendet werden sollen, ausgewählt.
  • 2 zeigt den exemplarischen Wölbungsdetektor 100 in Bezug auf eine Substratspeicherkassette 202 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
  • Die Substratspeicherkassette 202 (z. B. FOUP) weist eine Unterseite 203, eine vordere Öffnung 204 und eine Oberseite 205 auf. Die Substratspeicherkassette 202 umfasst ferner eine Anordnung von beabstandeten Schlitzen 206. Jeder Steckplatz 206 ist konfiguriert, um ein Substrat 208 aufzunehmen und zu unterstützen. Wie in der exemplarischen Ausführungsform von 2 veranschaulicht, können insgesamt N vertikal angeordnete Schlitze 206 als Schlitze 206-1 bis 206-N von unten 203 bis oben 205 bezeichnet und konfiguriert werden, um Substrate 208 bzw. 208-1 bis Substrat 208-N von unten 203 bis oben 205 zu tragen. In der in 2 dargestellten exemplarischen Ausführungsform weist die Substratspeicherkassette 202 N = 25, vertikal angeordnete Schlitze 206 und gestapelte Substrate 208 auf.
  • Wie aus dem x-y-z-Koordinatenschema auf der Seite der Substratspeicherkassette 202 hervorgeht, erleichtern die Kanten der Substrate 208, die durch die vordere Öffnung 204 belichtet werden, vorteilhaft das Fotografieren und Analysieren der Verformung in z-Richtung, falls vorhanden, zur Wölbungsdetektion. Wie vorstehend erläutert, sind die Lichtquellen 104 in einem Bereich angeordnet, der geeignet ist, ein oder mehrere Substrate zu beleuchten, die von der hochauflösenden Kamera aufgenommen werden sollen. Wie in 2 dargestellt, sind die Lichtquellen 104 entlang der vorderen Öffnung 204, nahe der unteren 203 und nahe der oberen 205 angeordnet, um die freiliegenden Kanten der Substrate 208 zu beleuchten.
  • Alternativ oder in Kombination mit dem Stellglied 118 kann die Bewegungsanordnung 106 einen Roboterarm beinhalten. 2 zeigt einen exemplarischen Roboterarm 210. Wie in 2 dargestellt, erstreckt sich der Roboterarm 210 von einem zentralen Drehpunkt 212. Der zentrale Drehpunkt beinhaltet eine Basis 213. In einigen Ausführungsformen kann der zentrale Drehpunkt 212 an einer stabilen Stützfläche in Höhe unterhalb der Unterseite 203 der Substratspeicherkassette 202 befestigt werden, beispielsweise an einer Tischplatte oder einem Boden. Der Roboterarm 210 beinhaltet ein hinteres Ende 214 und ein Blatt 216. Das hintere Ende 214 beinhaltet eine Montagefläche 218. Eine Montagevorrichtung 220 unterstützt die hochauflösende Kamera 102 auf der Montagefläche 218. Die Montagevorrichtung 220 kann jede geeignete Halterung, wie beispielsweise eine Halterung, eine Klemme oder dergleichen sein. Die Klinge 216 kann einen Kantengreifer 222 oder einen anderen geeigneten Mechanismus zum Befestigen von Substraten während des Transfers (z. B. beim Transfer von Substrat 208 in und aus der Substratspeicherkassette 202, siehe unten) aufweisen. In einigen Ausführungsformen kann der Kantengreifer 222 ein Vakuumgreifer sein. Der Roboterarm 210 ist konfiguriert, um eine vertikale Bewegung auf und ab dem zentralen Drehpunkt 212 zu bewirken, wie sie durch den Richtungspfeil 120 dargestellt wird. Der Roboterarm 210 ist ferner konfiguriert, um sich seitlich um den zentralen Drehpunkt 212 und durch die x-y-Richtung zur vorderen Öffnung 204 zu drehen. Wie beispielsweise in 2 dargestellt, wird der Roboterarm 210 um etwa 90 Grad im Uhrzeigersinn aus einer neutralen Position gedreht, in der die Kamera in die Mitte einer freiliegenden Kante eines Substrats 208 zeigt.
  • Wie in 2 dargestellt, ist das Stellglied 118 mit dem zentralen Drehpunkt 212 gekoppelt, um den Roboterarm 210 zu bewegen. In einigen Ausführungsformen kann die Bewegung des Roboterarms 210 fernbedienbare Bewegungsvorrichtungen beinhalten, um vertikale und rotative Verschiebungen des Roboterarms zu ermöglichen, wenn das Stellglied nicht vorgesehen ist.
  • Im Betrieb gemäß der in 2 dargestellten Ausführungsform, der Vorverarbeitung der Substrate 208, wird die hochauflösende Kamera 102 beispielsweise auf den Boden der Substratspeicherkassette 202 abgesenkt. Ausgehend vom untersten Schlitz 206 (z. B. Schlitz 206-1) führt die hochauflösende Kamera 102 einen kontinuierlichen Substratanwesenheitsscan vom untersten Schlitz 206 (z. B. Schlitz 206-1) zum obersten Schlitz (z. B. Schlitz 206-25) durch. Wenn der oberste Schlitz (z. B. Schlitz 206-25) gescannt wurde, stoppt die Kamera. Der Substratanwesenheits-Scan wird durchgeführt, um zu überprüfen, ob in jedem Schlitz 206 ein Substrat 208 vorhanden ist. Die hochauflösende Kamera 102 leitet die Ergebnisse des Substratanwesenheits-Scans an das DAI 108 weiter. Der Substratanwesenheitsscan kann auch in jeder anderen geeigneten Reihenfolge durchgeführt werden, wie z.B. von oben nach unten oder dergleichen.
  • Anschließend und optional, beispielsweise ausgehend von einem ersten Schlitz - wie dem obersten Schlitz 206 (z. B. Schlitz 206-25) - beginnt die hochauflösende Kamera 102 mit der Aufnahme von Bildern der planaren Hauptflächen der Substrate 208 (z. B. x-y Ebenen der Substrate 208-25 bis 208-1). Die Bilder können aufgrund ihrer Lage im Substratträger in einem Winkel zur planaren Hauptfläche erhalten werden. Die hochauflösende Kamera 102 stoppt nach der Aufnahme des x-y-Ebenenbildes des letzten Substrats - wie beispielsweise des untersten Substrats (z. B. Substrat 208-1). Bilder der planaren Hauptflächen der Substrate 208 (z. B. x-y-Ebenen der Substrate 208-25 bis 208-1) werden zur Substratzuordnung an den Bildprozessor 124 gesendet. Der Ausgabeleser 134 zeigt die Ergebnisse der x-y-Ebenen-Mapping an und sendet sie an die Datenspeichervorrichtung 125. Alternativ können Bilder von planaren Hauptflächen der Substrate 208 an einer anderen Stelle (z.B. vor dem Einlegen in die Kassette) und mit einer anderen Kamera erhalten werden, wobei die Ergebnisse der x-y-Ebenenabbildung an die Datenspeichervorrichtung 125 übertragen werden.
  • Nach dem Abbilden der planaren Hauptflächen jedes in der Substratspeicherkassette 202 enthaltenen Substrats 208 wird die Höhe der hochauflösenden Kamera 102 so nachjustiert, dass der Sucher 112 eben ist und auf die Mitte der vorderen Stirnkante eines ersten Substrats, wie beispielsweise des untersten Substrats 208 (z. B. Substrat 208-1), gerichtet ist. In einigen Ausführungsformen fordert die Benutzeroberfläche 126 den Bediener auf, die Parameter des Wölbungsschwellenwerts in die Benutzereingabemaske 132 einzugeben. Die Parameter des Wölbungsschwellenwerts können auch zu einem früheren Zeitpunkt oder automatisch bereitgestellt werden.
  • Anschließend nimmt die hochauflösende Kamera 102 ein Bild der gegenüberliegenden Kante des ersten Substrats 208 (z. B. Substrat 208-1) auf. Die hochauflösende Kamera 102 bewegt sich zum nächsten Schlitz mit einem Substrat 208 darin und stoppt. Die hochauflösende Kamera 102 stoppt in einer Höhe, in der der Sucher 112 waagerecht steht und auf eine Mitte der vorderen Stirnkante eines zweiten zu fotografierenden Substrats 208 (z. B. Substrat 208-2) gerichtet ist. Anschließend nimmt die hochauflösende Kamera 102 ein Bild von der Kante des zweiten Substrats 208 (z. B. Substrat 208-2) auf. Sequenziell wird der Vorgang für jedes in der Substratspeicherkassette 202 enthaltene Substrat 208 durchgeführt, bis ein Bild der vorderen gegenüberliegenden Kante des letzten Substrats, wie beispielsweise des obersten Substrats 208 (z. B. Substrat 208-25), aufgenommen wird. Die hochauflösende Kamera 102 sendet die Bilder aller Substrate (z. B. Substrate 208-1 bis 208-25), die in den Schlitzen 206 (z. B. Schlitze 206-1 bis 206-25) vorhanden sind, zur Verarbeitung an den Bildprozessor 124.
  • Im Bildprozessor 124 verarbeitet und konvertiert der Bildverarbeitungsalgorithmus 128 die Substratbilder in Bilddaten, die an den Bilddatenanalysator 130 gesendet werden. Der Bilddatenanalysator 130 vergleicht die Bilddaten mit einem Wölbungsschwellenwert. Nach der Wölbungsanalyse werden die Substratwölbungsergebnisse vom Ausgabeleser 134 in einem oder mehreren Formularen ausgelesen und/oder angezeigt und an die Datenspeichervorrichtung 125 gesendet und dort gespeichert. So kann beispielsweise der Ausgabeleser 134 eine Tabelle anzeigen, die den Benutzer über akzeptable (z. B. PASSED) und abgelehnte (z. B. FAILED) Substrate informiert.
  • In einigen Ausführungsformen sind der Bildprozessor 124 und der Bildverarbeitungsalgorithmus 128 konfiguriert, um eine zweidimensionale Zuordnung der Substrate 208 zu ermöglichen. In einigen Ausführungsformen sind der Bildprozessor 124 und der Bildverarbeitungsalgorithmus 128 konfiguriert, um eine dreidimensionale Zuordnung der Substrate 208 zu ermöglichen. Die zwei- oder dreidimensionalen Kartierungsdaten werden in der Datenspeichervorrichtung 125 gespeichert und können zur Rekonstruktion und Darstellung von zwei- oder dreidimensionalen Figuren der Substrate auf dem Ausgabeleser 134 verwendet werden.
  • 3 zeigt ein Flussdiagramm für ein Verfahren 300 zum Erfassen der Wölbung von Substraten, die in Substratspeicherkassetten 202 enthalten sind, gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Das Verfahren 300 wird im Folgenden in Bezug auf 2 beschrieben. Das Verfahren 300 kann vorteilhaft eine genaue und Echtzeit-Erkennung der Wölbung der Substrate 208 in den Substratspeicherkassetten 202 ermöglichen.
  • Das Verfahren 300 beginnt bei 302, indem es die Schlitze 206 identifiziert, in denen ein Substrat 208 angeordnet ist. Optional können, wie bei 304 dargestellt, falsch im Schlitz zugeführte Substrate 208 identifiziert und anschließend bei 306 korrigiert werden. Bei 308 werden Bilder der belichteten Kanten von Substraten 208 in den Schlitzen 206 aufgenommen. Optional werden in einigen Ausführungsformen zur Verbesserung der Bildqualität die Kanten der Substrate mit Licht beleuchtet, z.B. diffuses Licht. Bei 310 werden die aufgenommenen Bilder der Substrate 308 verarbeitet. Bei 312 wird eine Bildanalyse durchgeführt, um die Wölbung der Substrate zu erkennen und zu beurteilen. Verzogene Substrate werden aussortiert und zufriedenstellende Substrate werden akzeptiert. Bei 314 werden die Ergebnisse der Bildanalyse angezeigt und berichtet, so dass nur die akzeptierten Substrate in einer oder mehreren Verarbeitungskammern verarbeitet werden, die gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt werden können.
  • Das Verfahren 300 kann auf Substraten durchgeführt werden, die in Substratspeicherkassetten 202 angeordnet sind. Das Verfahren 300 kann mit Einzelgeräten durchgeführt werden, wie vorstehend in Bezug auf die 1 und 2 erläutert. Alternativ kann das Verfahren 300 an der Schnittstelle eines oder mehrerer Clusterwerkzeuge durchgeführt werden, z.B. eines Clusterwerkzeugs 400, das nachfolgend in Bezug auf 4 beschrieben wird. In einigen Ausführungsformen kann das Verfahren 300 auf Substraten durchgeführt werden, die in Substratspeicherkassetten 202 an der Schnittstelle einer eigenständigen Prozesskammer angeordnet sind.
  • Beispiele für das Cluster-Tool 400 sind die integrierten Tools CENTURA® und ENDURA®, die bei Applied Materials, Inc. in Santa Clara, Kalifornien, erhältlich sind. Die hierin beschriebenen Verfahren können jedoch mit anderen Clusterwerkzeugen, an die geeignete Prozesskammern gekoppelt sind, oder in anderen geeigneten Prozesskammern durchgeführt werden. So können beispielsweise in einigen Ausführungsformen die vorstehend erläuterten erfinderischen Verfahren vorteilhaft in einem integrierten Werkzeug durchgeführt werden, so dass zwischen den Verarbeitungsschritten nur begrenzte oder keine Vakuumunterbrechungen auftreten.
  • zeigt ein Cluster-Tool, das geeignet ist, Teile der vorliegenden Offenbarung durchzuführen. Im Allgemeinen ist das Cluster-Tool ein modulares System mit mehreren Kammern (z.B. Prozesskammern 402A-D, Servicekammern 404A-B oder dergleichen), die verschiedene Funktionen wie Substratzentrierung und -orientierung, Entgasung, Glühen, Ablagerung und/oder Ätzen übernehmen. Gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann das Cluster-Tool Kammern wie lonenimplantationskammern, Ätzkammern und dergleichen beinhalten. Die mehreren Kammern des Clusterwerkzeugs sind an einer zentralen Vakuumtransferkammer montiert, in der sich ein Roboter befindet, der für das Shuttle von Substraten zwischen den Kammern geeignet ist. Die Vakuumtransferkammer wird typischerweise in einem Vakuumzustand gehalten und bietet eine Zwischenstufe zum Umschalten von Substraten von einer Kammer zur anderen und/oder zu einer Schleusenkammer, die an einem vorderen Ende des Clusterwerkzeugs positioniert ist.
  • Zur Veranschaulichung ist ein bestimmtes Cluster-Tool 400 in einer Draufsicht in 4 dargestellt. Das Clusterwerkzeug 400 besteht im Allgemeinen aus einer Vielzahl von Kammern und Robotern und ist mit einer Mikroprozessorsteuerung 406 ausgestattet, die programmiert ist, um die verschiedenen Verarbeitungsmethoden des Clusterwerkzeugs 400 auszuführen. Es wird eine Frontendumgebung 408 dargestellt, die in selektiver Verbindung mit einem Paar von Schleusenkammern (Schleusen 410) positioniert ist. Ein Substratspeicherkassettenlader 412, der in der Frontendumgebung 408 angeordnet ist, ist in der Lage, lineare und rotative Bewegungen (Pfeile 414) auszuführen, um Kassetten von Substraten zwischen den Schleusen 410 und einer Vielzahl von Substratspeicherkassetten 202, die an der Frontendumgebung 408 montiert sind, zu verschieben. Die Schleusen 410 bilden eine erste Vakuumschnittstelle zwischen der Frontendumgebung 408 und einer Transferkammer 416 (z.B. einer Vakuumtransferkammer). Zur Erhöhung des Durchsatzes sind zwei Lastschleusen 410 vorgesehen, die alternativ mit der Transferkammer 416 und der Frontendumgebung 408 kommunizieren. Während also eine Schleuse 410 mit der Transferkammer 416 kommuniziert, kommuniziert eine zweite Schleuse 410 mit der Frontendumgebung 408. Ein Roboter 418 ist zentral in der Transferkammer 416 angeordnet, um Substrate von den Schleusen 410 in die verschiedenen Bearbeitungskammern 402A-D und Servicekammern 404A-B zu transportieren. Die Verarbeitungskammern 402A-D können verschiedene Prozesse wie physikalische Dampfabscheidung, chemische Dampfabscheidung, Ätzen, Reinigen und dergleichen durchführen, während die Servicekammern 404A-B zum Entgasen, Ausrichten, Abkühlen und dergleichen angepasst werden können.
  • Zum Zweck des Durchführens der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ist die hochauflösende Kamera 102 des Wölbungsdetektors 100 auf dem Substratspeicherkassettenlader 412 montiert und das DAI 108 ist kommunikativ mit der Mikroprozessorsteuerung 406 gekoppelt.
  • Substratwölbung-PASS/FAIL-Ergebnisse, die zur Speicherung in der Datenspeichervorrichtung 125 an das DAI 108 gesendet werden, werden weiter an die Mikroprozessorsteuerung 406 übertragen. Die Mikroprozessorsteuerung 406 weist den Speicherkassettenlader 412 an, nur PASSING-Substrate für die Verarbeitung in den verschiedenen Verarbeitungskammern 402A-D auszuwählen. Dementsprechend werden Ressourcen geschont und die Prozessqualität durch die Erkennung verzogener Substrate vor der Substratverarbeitung vorteilhaft verbessert.
  • Während sich das Vorstehende auf Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung bezieht, können andere und weitere Ausführungsformen der Offenbarung ausgearbeitet werden, ohne vom grundlegenden Umfang abzuweichen.

Claims (15)

  1. Wölbungsdetektor zum Erfassen von Wölbung in Substraten, wobei der Wölbungsdetektor umfasst: eine oder mehrere Lichtquellen, um ein oder mehrere Substrate zu beleuchten, wenn vorhanden; eine Kamera zum Aufnehmen von Bildern von belichteten Abschnitten eines oder mehrerer Substrate, wenn vorhanden; eine Bewegungsanordnung mit einer Montagestufe zum Tragen der Kamera; und eine Datenerfassungsschnittstelle (DAI), die mit der Kamera gekoppelt ist, um Substratbilder zu verarbeiten und Wölbung von Substraten basierend auf den verarbeiteten Substratbildern zu erfassen.
  2. Wölbungsdetektor nach Anspruch 1, wobei die Montagestufe mit einem vertikalen Träger gekoppelt ist, wobei die Montagestufe konfiguriert ist, um sich seitlich um den vertikalen Träger zu drehen, und wobei die Montagestufe konfiguriert ist, um sich vertikal entlang des vertikalen Trägers zu bewegen.
  3. Wölbungsdetektor nach Anspruch 1, wobei die eine oder die mehreren Lichtquellen über einem Sucher der Kamera angeordnet sind.
  4. Wölbungsdetektor nach Anspruch 1, wobei die Kamera eine Masse von weniger als etwa 300 Gramm aufweist.
  5. Wölbungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die eine oder die mehreren Lichtquellen eine oder mehrere von diffusem Licht oder lichtemittierenden Dioden (LEDs) umfassen.
  6. Wölbungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Kamera eine Fokuslinse beinhaltet, die konfiguriert ist, um eine Kante eines Substrats mit einer Dicke zwischen etwa 300 Mikrometern und etwa 3000 Mikrometern aufzulösen und zu erfassen.
  7. Wölbungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das DAI ferner mindestens eines von einer Benutzereingabemaske oder einer Datenspeichervorrichtung umfasst.
  8. Wölbungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Bewegungsanordnung ferner einen Roboterarm umfasst.
  9. Substratverarbeitungssystem, umfassend: eine oder mehrere Prozesskammern; eine Transferkammer; ein Paar von Schleusenkammern; eine Vielzahl von Substratspeicherkassetten mit einer vorderen Öffnung und konfiguriert zur Aufnahme und Halterung einer Vielzahl von Substraten; einen Substratspeicherkassettenlader zum Verschieben von Substratkassetten zwischen dem Paar von Schleusenkammern und der Vielzahl von Substratspeicherkassetten; und einen Wölbungsdetektor zum Erfassen der Wölbung von Substraten in der Vielzahl von Substratspeicherkassetten, wobei der Wölbungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 8 beschrieben ist.
  10. Substratverarbeitungssystem nach Anspruch 9, wobei die eine oder mehrere Lichtquellen um die vordere Öffnung jeder Substratspeicherkassette herum angeordnet sind.
  11. Substratverarbeitungssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 10, wobei der Substratspeicherkassettenlader einen Roboterarm mit einem hinteren Ende, das in der Nähe eines zentralen Schwenkarms angeordnet ist, und einer Klinge mit einem Kantengreifer oder Vakuumgreifer zum Sichern von Substraten während des Transfers umfasst.
  12. Verfahren zum Erfassen von Wölbung in einem Substrat zur Verarbeitung, wobei das Verfahren umfasst: (a) Erfassen eines Bildes einer Kante des Substrats; (b) Verarbeiten des Bildes der Kante des Substrats; und (c) Bestimmen eines Ausmaßes der Wölbung in dem Substrat aus dem verarbeiteten Bild.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei während der Aufnahme des Bildes vom Rand des Substrats das Substrat mit diffusem Licht beleuchtet wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Bestimmen des Ausmaßes der Wölbung in dem Substrat das Vergleichen von Bilddaten des Substratrandbildes mit einem Wölbungsschwellenwert umfasst.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei (a) bis (c) nacheinander auf einer Vielzahl von Substraten durchgeführt werden, die in einer Substratspeicherkassette enthalten sind.
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