KR20190075144A - 차세대 휨 측정 시스템 - Google Patents

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카르티크 엘루말라이
엥 쉬엥 페흐
스리스칸타라자흐 티루나부카라수
디만타 라자파크사
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

기판의 표면 프로파일을 결정하기 위한 시스템들, 장치들 및 방법들이 제공된다. 일 실시예에서, 방법은, 수직 성분/프로파일을 갖는 신호를 기판의 제1 측을 따른 복수의 위치들로부터 기판의 표면에 걸쳐 투사하는 단계, 투사된 신호들을 기판의 표면에 걸쳐 복수의 각각의 위치들 각각에서 캡처하는 단계, 및 캡처된 신호들을 사용하여 기판에 대한 표면 프로파일을 결정하는 단계를 포함한다. 프로세스는, 기판의 각각의 측들을 따라 미리 결정된 투사 및 캡처 위치들을 갖는 제어기를 사용하여 자동화될 수 있고, 여기서 기판의 표면 프로파일은 캡처된 신호들을 사용하여 제어기에 의해 자동으로 결정될 수 있다.

Description

차세대 휨 측정 시스템
본 개시내용의 실시예들은 일반적으로, 기판을 처리하기 위한 시스템들, 장치들 및 방법들에 관한 것으로, 특히, 기판의 표면 프로파일을 결정하기 위한 시스템들, 장치들 및 방법들에 관한 것이다.
휘어진 기판들은 기판들이 프로세스 챔버 페디스털 상에 완전히 척킹되는 것을 막는 문제이다. 그러한 휨은 기판 처리의 지연 또는 중지로 이어진다.
예를 들어, 기판 패키징에서 다이들을 캡슐화하기 위해, 에폭시 몰드 화합물들이 사용된다. 이러한 화합물들은 열 프로세스들 이후에 불균질한 가열 및 냉각으로 인해 굽혀지고 휘어져, 현재의 프로세스 장비에서 불균일한 팽창률/수축률을 야기한다. 종래의 열 프로세스들은 복사, 대류, 또는 전도 열 프로세스들을 통한 방향성 열 전달을 활용한다. 방향성은 이방성 팽창률 및 수축률을 초래한다. 열가소성 영역 근처에서 작동될 때, 불균일한 냉각 및 뒤이은 수축률들은 휘어진 기판을 발생시킨다. 그러한 휨 및 굽힘 효과들은 빈번하게 관찰되며, 기판이 기판의 열가소성 영역 근처에서 처리되는 중이고 허용가능한 수준들을 넘어서는 기판 휨을 발생시키고 있음을 의미한다.
임의의 프로세스 이전에, 동안에 또는 이후에 휨을 검출하고 측정할 수 있는 것은 생산 처리량 및 수율에 이점들을 초래할 것이다.
예를 들어, 기판 휨을 결정하기 위해 기판에 대한 표면 프로파일을 결정하기 위한 기판 측정 시스템, 장치 및 방법의 실시예들이 본원에 제공된다. 본 원리들에 따른 다양한 실시예들에서, 기판에 대한 표면 프로파일을 결정하는 방법은, 수직 성분/프로파일을 갖는 신호를 기판의 에지를 따른 복수의 위치들로부터 기판의 표면에 걸쳐 투사하는 단계, 투사된 신호들을 기판의 표면에 걸쳐 복수의 각각의 위치들 각각에서 캡처하는 단계, 및 캡처된 신호들을 사용하여 기판에 대한 표면 프로파일을 결정하는 단계를 포함한다.
본 원리들에 따른 다른 실시예에서, 기판에 대한 표면 프로파일을 결정하기 위한 장치는, 수직 성분/프로파일을 갖는 신호를 기판의 에지를 따른 복수의 위치들로부터 기판의 표면에 걸쳐 투사하기 위한 제1 송신기 및 제1 송신기로부터의 투사된 신호들을 기판의 표면에 걸쳐 복수의 각각의 위치들 각각에서 캡처하기 위한 제1 수신기를 포함하는 제1 센서 쌍을 포함한다. 장치는, 기판의 표면의 적어도 일부에 걸쳐 제1 센서 쌍을 이동시키기 위한 제1 트랙 조립체, 제1 트랙 조립체와 연관된 위치 정보를 결정하기 위한 제1 인코더, 및 기판을 유지하기 위한 기판 지지부를 더 포함한다. 다양한 실시예들에서, 제1 수신기는 제1 송신기로부터의 캡처된 신호들과 연관된 정보를 제어기에 전달하고, 제1 인코더는 위치 정보 및 캡처된 신호들과 연관된 정보를 사용하여 기판에 대한 표면 프로파일을 결정하기 위해 제어기에 의해 사용될, 제1 트랙 조립체의 결정된 위치 정보를 제어기에 전달한다.
본 원리들에 따른 일부 실시예들에서, 위에서 설명된 장치는, 수직 성분/프로파일을 갖는 신호를, 제1 송신기로부터 투사된 신호에 수직으로 기판의 표면에 걸쳐, 기판의 에지를 따른 복수의 위치들로부터 투사하기 위한 제2 송신기, 및 제2 송신기로부터의 투사된 신호들을 기판의 표면에 걸친 복수의 각각의 위치들 각각에서 캡처하기 위한 제2 수신기를 포함하는 제2 센서 쌍을 더 포함한다. 장치는, 기판의 표면의 적어도 일부에 걸쳐 제2 센서 쌍을 이동시키기 위한 제2 트랙 조립체, 및 제2 트랙 조립체와 연관된 위치 정보를 결정하기 위한 제2 인코더를 더 포함할 수 있다. 그러한 실시예에서, 제2 수신기는 제2 송신기로부터의 캡처된 신호들과 연관된 정보를 제어기에 전달하고, 제2 인코더는 위치 정보 및 캡처된 신호들과 연관된 정보를 사용하여 기판에 대한 표면 프로파일을 결정하기 위해 제어기에 의해 사용될, 제2 트랙 조립체의 결정된 위치 정보를 제어기에 전달한다.
본 개시내용의 다른 실시예들 및 추가의 실시예들이 이하에 설명된다.
위에서 간략히 요약되고 아래에서 더 상세히 논의되는, 본 개시내용의 실시예들은 첨부 도면들에 도시된, 본 개시내용의 예시적인 실시예들을 참조하여 이해될 수 있다. 그러나, 본 개시내용은 동등한 효과의 다른 실시예들을 허용할 수 있기 때문에, 첨부 도면들은 본 개시내용의 전형적인 실시예들만을 예시하고 그러므로 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다.
도 1은, 본 원리들의 실시예에 따른, 기판의 표면의 프로파일을 결정하기 위한 시스템의 고수준 블록도를 도시한다.
도 2는, 본 원리들의 실시예에 따른, 기판의 표면의 프로파일을 결정하기 위한 도 1의 시스템에서 사용하기에 적합한 기판 측정 장치의 고수준 블록도를 도시한다.
도 3은, 본 원리들의 실시예에 따른, 도 1의 시스템에서 사용하기에 적합한 제어기의 고수준 블록도를 도시한다.
도 4는, 본 원리들의 실시예에 따른, 평평한 기판에 대한 기판 측정 장치의 센서 조립체의 선으로 그려진 측정들의 그래픽 표현을 도시한다.
도 5는, 본 원리들의 실시예에 따른, 휘어진 기판에 대한 기판 측정 장치의 센서 조립체의 선으로 그려진 측정들의 그래픽 표현을 도시한다.
도 6은, 본 원리들의 실시예에 따라, 기판의 표면의 프로파일을 결정하기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
도 7은, 본 원리들의 다른 실시예에 따른, 기판의 표면의 프로파일을 결정하기 위한 기판 측정 장치의 고수준 블록도를 도시한다.
이해를 용이하게 하기 위해, 가능한 경우, 도면들에 공통된 동일한 요소들을 지시하는 데에 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 도면들은 축척에 맞게 도시되지 않았고, 명확성을 위해 간략화될 수 있다. 일 실시예의 요소들 및 특징들이 추가의 언급 없이 다른 실시예들에 유익하게 통합될 수 있다.
예를 들어, 기판 휨을 결정하기 위해 기판에 대한 표면 프로파일을 결정하기 위한 시스템들, 장치들 및 방법들이 본원에 제공된다. 본 발명의 시스템들, 장치들 및 방법들은 유리하게, 휘어진 기판의 검출 및 측정을 용이하게 한다. 본 원리들의 실시예들은 특정 구성들을 갖는 특정 센서들과 관련하여 설명될 것이지만, 다른 유형들의 센서들 및 센서 구성들이, 본 원리들의 범위로부터 벗어나지 않고 사용될 수 있다. 추가적으로, 본원에 제시된 실시예들에서, 센서 송신 유닛 및 수신 유닛은 장치 상에 특정 위치들을 갖는 것으로 도시되지만, 송신 유닛 및 수신 유닛의 위치들은 상호교환될 수 있다.
도 1은, 본 원리들의 실시예에 따른, 기판에 대한 표면 프로파일을 결정하기 위한 시스템(100)의 고수준 블록도를 도시한다. 도 1의 시스템(100)은 예시적으로 기판 측정 장치(102) 및 제어기(104)를 포함한다. 본 원리들의 일 실시예에서, 측정될 기판은 기판 측정 장치(102)에 배치되고, 기판 측정 장치(102)의 적어도 하나의 센서 조립체(도 2 참고)에 의해 행해진 측정들은 처리를 위해 제어기(104)에 전달된다.
도 2는, 본 원리들의 실시예들에 따른, 도 1의 시스템(100)에서 사용하기에 적합한, 기판에 대한 표면 프로파일을 결정하기 위한 기판 측정 장치(102)의 고수준 블록도를 도시한다. 도 2의 기판 측정 장치(102)는 예시적으로, 베이스(110), 트랙 조립체(112), 센서 지지 조립체(114), 송신기 유닛(116) 및 수신기 유닛(118)을 포함하는 센서 조립체(예를 들어, 센서 쌍), 기판 지지 베이스(122) 및 기판 지지부(124)를 포함하는 기판 지지 조립체(120), 및 인코더(140)를 포함한다. 도 2의 기판 측정 장치(102)는, 아래에 더 상세히 설명될 선택적인 안내부(130)를 더 도시한다.
도 2의 기판 측정 장치(102)의 실시예에서, 송신기 유닛(116)은 센서 지지 조립체(114)의 일 단부 상에 장착되고, 수신기 유닛(118)은 센서 지지 조립체(114)의 다른 단부 상에 장착된다. 센서 지지 조립체(114)는, 송신기 유닛(116)이 센서 지지 조립체(114) 상에 장착될 때 기판 지지부(124) 및 그로써, 시험될 기판의 일 측 상에 위치될 수 있도록, 그리고 수신기 유닛(118)이 센서 지지 조립체(114) 상에 장착될 때 기판 지지부(124) 및 시험될 기판의 다른 측 상에 위치될 수 있도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 수신기 유닛(118)은 기판 지지부(124) 및 시험될 기판의 반대 측 상의 송신기 유닛(116)으로부터 바로 맞은 편에 위치된다.
송신기 유닛(116) 및 수신기 유닛(118)을 센서 지지 조립체(114) 상에 장착하는 것 및 센서 지지 조립체(114)를 기판 측정 장치(102)에 위치시키는 것은, 송신기 유닛(116)으로부터 수신기 유닛(118)으로 전달되는 신호의 적어도 일부가, 시험될 기판의 표면과 접촉하게 되도록 한다. 추가적으로, 송신기 유닛(116) 및 수신기 유닛(118)은 송신기 유닛(116)으로부터 전달되는 신호가, 수신기 유닛(118)에 의해 캡처되기 위해 수신기 유닛(118)으로 지향되도록 센서 지지 조립체(114) 상에 위치된다.
도 2의 실시예에서, 센서 지지 조립체(114)가 "U" 형상 조립체를 포함하지만, 본 원리들에 따른 다른 실시예들에서, 센서 지지 조립체(114)는 실질적으로 임의의 형상을 포함할 수 있는데, 이러한 임의의 형상은, 송신기 유닛(116)이 센서 지지 조립체(114) 상에 장착될 때, 시험될 기판의 일 측 상에 위치될 수 있게 하고, 수신기 유닛(118)이 센서 지지 조립체(114) 상에 장착될 때, 시험될 기판의 다른 측 상에 위치될 수 있게 하며, 이로써, 센서 지지 조립체(114) 및 장착된 송신기 유닛(116) 및 수신기 유닛(118)이 기판 지지부(124) 및 시험될 기판에 걸쳐 이동될 때, 센서 지지 조립체(114) 및 장착된 송신기 유닛(116) 및 수신기 유닛(118)이 기판 지지부(124) 및 시험될 기판과 접촉하게 되지 않으며, 본원에 설명된 바와 같은 기판의 시험을 방해하지 않는다.
도 2의 실시예에서, 센서 지지 조립체(114)는, 센서 조립체가 상부에 장착된 센서 지지 조립체(114)가 기판 지지부(124) 및 시험될 기판의 적어도 일부에 걸쳐 병진될 수 있도록, 트랙 조립체(112) 상에 장착된다. 도 2의 실시예에 도시된 바와 같이, 트랙 조립체(112)는, 기판 지지 베이스(122) 상에 장착된 기판 지지부(124)의 전체가 아니라면 적어도 일부에 걸쳐, 센서 지지 조립체(114), 및 장착된 송신기 유닛(116) 및 수신기 유닛(118)의 이동을 가능하게 한다.
도 2의 실시예에서, 인코더(140)는 트랙 조립체(112) 상에 장착된다. 인코더(140)는 아래에 더 상세히 설명될 바와 같이 트랙 조립체(112)의 위치 정보를 결정하는 데에 사용될 수 있다.
도 2의 실시예에서, 트랙 조립체(112)는 기판 측정 장치(102)의 우측 상에 위치되는 것으로 도시되어 있지만, 본 원리들에 따른 다른 실시예들에서, 트랙 조립체(112)는 기판 측정 장치(102)의 베이스(110) 상의 실질적으로 임의의 위치에 위치될 수 있는데, 이는, 트랙 조립체(112)가, 센서 조립체가 상부에 장착된 센서 지지 조립체(114)를 시험될 기판의 적어도 일부에 걸쳐, 행해질 측정들을 방해하지 않고 이동/병진시킬 수 있게 한다. 추가적으로, 도 2의 실시예에서, 기판 지지부(124) 및 기판 지지 베이스(122)는 별개의 구성요소들로서 도시되지만, 본 원리들에 따른 다른 실시예들에서, 기판 지지부 및 기판 지지 베이스는 단일 유닛을 구성할 수 있다.
도 2의 기판 측정 장치(102)의 실시예에서, 트랙 조립체(112), 기판 지지 베이스(122) 및 선택적인 안내부(130)는 예시적으로, 베이스(110)에 장착된다. 도 2의 실시예에서, 센서 조립체가 상부에 장착된 센서 지지 조립체(114)를 기판 지지부(124)에 걸쳐 이동시키는 것을 돕기 위해 안내부(130)가 구현된다. 안내부(130)는, 센서 지지 조립체(114)가 기판 지지부(124)에 걸쳐 이동되고 있을 때, 센서 지지 조립체(114) 및 그로써 센서 조립체의 위치를, 기판 지지부(124) 및 그로써, 시험될 기판에 대해 유지하는 데에 사용될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 안내부(130)는 센서 지지 조립체(114) 및 그로써 센서 조립체와 기판 지지부(124) 사이에 높이 조건을 유지하는 것을 돕는 데에 사용될 수 있다.
본 원리들에 따른 일부 실시예들에서, 트랙 조립체(112)는 선형 액추에이터를 포함할 수 있고, 인코더(140)는 선형 인코더를 포함할 수 있고, 센서 조립체는 레이저 마이크로미터를 포함할 수 있다. 대안적인 실시예들에서, 트랙 조립체(112)는 로보 실린더®(Robo Cylinder®)를 포함할 수 있고, 센서 조립체는, 예를 들어, 시험 중인 기판의 표면에 의해 차단된(수신기에 의해 수신되지 않은) 및/또는 수신기에 의해 수신된 광 또는 소리의 일부에 기초하여, 시험될 기판의 표면 프로파일에 대해 결정이 이루어질 수 있도록, 적어도 수직 성분/프로파일을 갖는 광 또는 소리를 투사할 수 있고 투사된 광 또는 소리의 적어도 일부를 수신할 수 있는 센서를 포함할 수 있다.
도 3은, 본 원리들의 실시예에 따른, 도 1의 시스템(100)에서 사용하기에 적합한 제어기(104)의 고수준 블록도를 도시한다. 도 3의 제어기(104)는 예시적으로, 프로세서(310) 뿐만 아니라, 제어 프로그램들, 버퍼 풀들, 인간-기계 인터페이스(HMI) 프로그램들, 그래픽 사용자 인터페이스(GUI) 프로그램들 등을 저장하기 위한 메모리(320)도 포함한다. 프로세서(310)는 지원 회로(330), 예컨대, 전력 공급부들, 클럭 회로들, 캐시 메모리 등 뿐만 아니라, 메모리(320)에 저장된 소프트웨어 루틴들/프로그램들을 실행시키는 것을 돕는 회로들과도 협동한다. 그에 의해, 소프트웨어 프로세스들로서 본원에 논의된 프로세스 단계들 중 일부는, 예를 들어, 다양한 단계들을 수행하기 위해 프로세서(310)와 협동하는 회로로서, 하드웨어 내에 구현될 수 있다. 제어기(104)는 또한, 제어기(104)와 통신하는 다양한 기능 요소들 간의 인터페이스를 형성하는 입력-출력 회로(340)를 포함한다. 도 3의 실시예에 도시된 바와 같이, 제어기(104)는 디스플레이(350)를 더 포함할 수 있다.
도 3의 제어기(104)가 범용 컴퓨터로서 도시되지만, 제어기(104)는 본 원리들에 따른 다양한 전문화된 제어 기능들을 수행하도록 프로그래밍되고, 실시예들은, 예를 들어, 주문형 집적 회로(ASIC)로서 하드웨어로 구현될 수 있다. 그에 의해, 본원에 설명된 프로세스 단계들은 소프트웨어, 하드웨어, 또는 그의 조합에 의해 동등하게 수행되는 것으로서 폭넓게 해석되도록 의도된다.
하나의 작동 실시예에서, 기판은 기판 지지부(124) 상에 장착된다. 그 다음, 트랙 조립체(112)는, 센서 조립체를 상부에 갖는 센서 지지 조립체(114)를 기판의 표면에 걸쳐 이동시키는 데에 사용된다. 이동 동안, 송신기 유닛(116)은 신호를, 예를 들어, 수직 성분/프로파일(예를 들어, 레이저 광의 컬럼)을 갖는 레이저 빔을 기판의 표면에 걸쳐 수신기 유닛(118)에 투사한다. 예를 들어, 트랙 조립체(112)는, 송신기 유닛(116)이 기판의 일 측의 에지를 따른 다양한 위치들로부터, 기판 표면에 걸쳐, 기판의 다른 측 상의 다양한 각각의 위치들로 신호(예를 들어, 광의 수직 컬럼)를 투사할 수 있도록, 시험 중인 기판의 일 측을 따른 다양한 위치들에 송신기 유닛(116)을 위치시킨다.
수신기 유닛(118)은 투사된 신호(예를 들어, 광의 수직 컬럼)를 캡처하고, 송신기 유닛(116)으로부터의 신호에서 임의의 교란들 또는 중단들을 검출한다. 예를 들어, 센서 조립체가 디지털 마이크로미터를 포함하는 실시예에서, 송신기 유닛(116)은 수직 성분/프로파일을 갖는 레이저 빔을 기판의 표면에 걸쳐 수신기 유닛(118)에 지향시킨다. 기판이 휘어지면, 휘어진 기판의 상승된 부분들은, 수신기 유닛(118)에 의해 캡처되는 레이저 빔의 부분들을 차단할 것이다. 수신기 유닛(118)에 의해 캡처된 나머지 레이저 신호 또는 시험 중인 기판의 표면에 의해 차단된 레이저 신호에 관한 정보는 기판의 표면의 프로파일을 생성하는 데에 사용될 수 있다.
예를 들어, 다양한 실시예들에서, 송신기 유닛(116)으로부터 투사된 신호의 치수들이 알려져 있다. 송신기 유닛(116)으로부터의 신호가 기판의 표면에 걸쳐 이동할 때, 기판의 표면 상의 상승된 부분들은, 신호가 기판의 표면에 걸쳐 병진할 때 신호의 부분들을 차단한다. 그에 의해, 수신기 유닛(118)이 기판의 표면에 걸쳐 이동할 때, 수신기 유닛(118)에 의해 캡처된 각각의 신호들은 신호의 일부 부분을 누락할 것이다. 예를 들어, 누락 신호의 일부의 높이에 관한 정보는, 수신기 유닛(118)에 의해 캡처되기 전에 신호가 위에서 이동한 기판의 표면 상의 위치에 대한, 기판의 표면에서의 상승의 높이를 결정하는 데에 사용될 수 있다.
본 원리들에 따른 일 실시예에서, 센서 조립체는 송신기 유닛(116) 및 수신기 유닛(118)이 적절히 정렬될 때 작은 광 신호를 생성하는 내부 정렬 시스템을 갖는다. 다양한 실시예들에서, 송신기 유닛(116)은, 송신기 유닛(116)으로부터의 신호(예를 들어, 광의 수직 컬럼)의 바닥부가 기판 지지부(124)의 최상부 표면에 딱 닿도록 정렬될 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, 송신기 유닛(116)은, 송신기 유닛(116)으로부터의 신호의 바닥부가, 시험될 기판의 최상부 표면 상의 최저 지점에 딱 닿도록 정렬될 수 있다.
본 원리들에 따른 하나의 작동 실시예에서, 센서 조립체(예를 들어, 디지털 마이크로미터)는 기판 지지부(124) 상의 기판의 전체 표면과 동일한 거리에 걸쳐 이동되고, 측정들은 이동의 길이 동안, 샘플링 레이트에 기초하여 센서 조립체에 의해 수집된다. 수집된 측정들은 (위에서 설명된 바와 같이) 측들로부터 보여지는 바와 같은 기판의 표면의 프로파일을 생성하는 데에 사용되고, 적어도, 센서 측정들이 행해진 기판의 부분들에서 기판 표면의 형상의 표현을 초래한다. 그러한 측정들 동안, 인코더(140)는 센서 지지 조립체(114) 및 그로써 센서 조립체의 위치 정보를, 예를 들어, 제어기(104)에 제공한다. 그러한 위치 정보는, 적어도, 측정들이 행해진 기판의 표면 상의 위치들에 대해서, 시험 중인 기판의 표면 상의 위치에 대한 센서 조립체의 위치를 포함할 수 있다. 수신기 유닛(118)에 대한 측정 정보 및 인코더로부터의 위치 정보는, 센서 조립체가 측정들을 행하도록 촉발되는 동안의 기판 표면에 대한 위치 및 시간과 연관될 수 있다. 그러한 측정 정보 및 위치 정보는 시험 중인 기판에 대한 표면 프로파일을 결정하기 위해 제어기(104)에 의해 사용될 수 있다. 제어기(104)는 동향들, 패턴들, 시그니처들 등을 검출하기 위해 데이터 관리, 예를 들어, 데이터의 시각적 표현을 제공할 수 있다. 그 다음, 데이터는 수집되고, 분석되고, 예를 들어, 휘어진 기판들에 대한 정정 또는 방지 조치들을 안출하는 데에 사용될 수 있다.
본 원리들에 따른 다양한 실시예들에서, 제어기(104)는 트랙 조립체(112)(예를 들어, 선형 액추에이터)를 통해 센서 지지 조립체(114)의 이동을 제어하고 센서 조립체(예를 들어, 레이저 마이크로미터)에 의한 측정들을 촉발하도록 구현된다. 예를 들어, 하나의 작동 실시예에서, 제어기(104)는, 트랙 조립체(112)가, 미리 결정된 증분들로 이동하게 하기 위해 신호를 트랙 조립체(112)에 전달한다. 그 다음, 제어기(104)는 송신기 유닛(116)을 사용하여 기판의 표면에 걸쳐 신호를 투사하고, 수신기 유닛(118)을 사용하여, 투사된 신호를 캡처하기 위해 신호를 센서 조립체에 전달할 수 있다.
예를 들어, 일 실시예에서, 제어기(104)는 트랙 조립체(112)가 10 mm의 증분들로 이동하게 하기 위해 신호를 트랙 조립체(112)에 전달하는데, 다른 증분들이 사용될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 트랙 조립체(112) 상의 인코더(140)는 제어기(104)에게 트랙 조립체(112)의 위치를 통지하기 위해 피드백 신호를 제어기(104)에 전달한다. 트랙 조립체(112)가, 의도된 위치에 도달할 때, 제어기(104)는 센서 조립체가, 의도된 위치에서 측정을 캡처하게 하기 위해 신호를 센서 조립체에 전달한다. 센서 조립체는 측정을 나타내는 신호를 제어기(104)에 전달한다. 제어기(104)는, 기판의 표면의 프로파일을 결정하고/거나, 측정과 연관된 신호의 표현을 디스플레이(350) 상에 제시하는 데에 사용될 수신된 신호를 저장할 수 있다.
도 4는, 평평한 기판에 대한 본 원리들의 실시예에 따른, 기판 측정 장치의 센서 조립체의 선으로 그려진 측정들의 그래픽 표현을 도시한다. 도 5는, 휘어진 기판에 대한 본 원리들의 실시예에 따른, 기판 측정 장치의 센서 조립체의 선으로 그려진 측정들의 그래픽 표현을 도시한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 컴파일된 측정 결과들은 시험 중인 기판에 대한 평평한 프로파일을 나타낸다. 도 4의 실시예에서, 센서 조립체 측정들이, 위에서 설명된 바와 같이, 300 mm의 직경을 갖는 기판에 걸쳐 10 mm의 증분들로 행해졌다. 선으로 그려진 센서 측정들은 도 4의 기판의 전체 측정된 표면에 걸쳐 770 ㎛의 높이를 갖는 기준선 프로파일을 초래한다.
본 원리들에 따른 동일한 측정 장치가, 휘어진 기판을 측정하는 데에 사용되었다. 도 5의 실시예에서, 센서 측정들이, 300 mm의 직경을 갖는 휘어진 기판에 걸쳐 10 mm의 증분들로 다시 행해졌다. 도 5에 도시된 바와 같이, 선으로 그려진 센서 측정들은 휘어진 기판의 높이의 명백한 감소를 도시한다. 도 5에서, 초기 센서 측정치는 기판에 대한 대략 1050 ㎛의 높이를 나타냈고, 최종 센서 측정치는 기판에 대한 대략 770 ㎛의 높이를 나타냈고, 첫번째 측정 지점과 마지막 측정 지점 사이의 센서 측정들은 그러한 두 지점들 사이에서의 기판의 높이의 꾸준한 감소를 나타낸다.
도 4 및 도 5의 선으로 그려진 측정들은, 예를 들어, 사용자에게 제시될 HMI 또는 그래픽 사용자 인터페이스를 사용하는 제어기(104)의 디스플레이(350) 상에 제시될 수 있다.
본 원리들에 따른 센서 조립체에 의해 수집된 데이터를 사용하여, 기판의 표면이 휘어졌는지 또는 평평한지 여부 및 기판의 표면이 휘거나 평평한 정도에 관한 결정이 이루어질 수 있다. 그러한 정보는, 예를 들어, 기판이 처리를 위해 수용가능한지 또는 그렇지 않은지를 결정하기 위해, 기판 표면 편평도에 대한 공차들을 갖는, 측정된 기판의 측정들을 비교하는 데에 사용될 수 있다. 공차들에 기초하여, 기판이 처리에 적합하지 않다고 결정되는 경우, 기판은 정정 조치들을 거치도록 전송될 수 있거나 처리 루틴으로부터 제거될 수 있다.
도 6은, 본 원리들의 실시예에 따라, 예를 들어, 휨을 결정하기 위해 기판의 표면 프로파일을 결정하기 위한 방법(600)의 흐름도를 도시한다. 방법(600)은, 수직 성분/프로파일을 갖는 신호가, 기판의 제1 측을 따른 복수의 위치들로부터 기판의 최상부 표면에 걸쳐 투사되는 602에서 시작한다. 예를 들어, 그리고 위에서 설명된 바와 같이, 송신기 유닛은, 기판의 제1 측을 따른 상이한 위치들로부터 그리고 기판의 표면에 걸쳐 수신기 유닛을 향해, 수직 성분/프로파일, 예컨대, 수직 레이저 컬럼 또는 광 또는 소리의 임의의 다른 수직 성분을 갖는 신호를 투사할 수 있다. 방법은 604로 진행할 수 있다.
604에서, 투사된 신호들은, 기판의 표면에 걸쳐 위치된, 기판의 제2 측 상의 복수의 각각의 위치들 각각에서 캡처된다. 예를 들어, 그리고 위에서 설명된 바와 같이, 송신기로부터의 신호들을 수신하도록 정렬된 수신기 유닛은 신호가 기판의 표면에 걸쳐 병진한 후에 신호를 캡처한다. 방법은 606으로 진행할 수 있다.
606에서, 캡처된 신호들을 사용하여 기판에 대한 표면 프로파일이 결정된다. 예를 들어, 그리고 위에서 설명된 바와 같이, 각각 저마다의 위치에서 수신기 유닛에 의해 캡처된 신호들은 기판의 표면에서의 임의의 상승에 의해 차단되지 않은 광 컬럼의 일부를 포함한다. 그러한 정보는, 예를 들어, 기판의 표면 프로파일을 결정하기 위해 제어기에 의해 사용된다. 즉, 인코더는 기판의 표면에 대한 센서 조립체의 위치의 위치 정보를 제어기에 전달하고, 수신기 유닛은 신호 정보를 제어기에 전달한다. 그러한 정보를 갖고, 제어기는 기판의 표면의 표현을 결정할 수 있다. 그 다음, 방법(600)이 종료될 수 있다.
본 원리들에 따른 일부 실시예들에서, 제어기(104)는, 사용자가 시험 파라미터들을 입력하고, 포함된 디스플레이 상에서 프로파일 결과들을 볼 수 있도록, 디스플레이, 예컨대, 디스플레이(350) 상에 제시되는 HMI 또는 그래픽 사용자 인터페이스를 포함한다. 예를 들어, 일 실시예에서, 사용자는, 입력 디바이스, 예컨대, 제어기(104)의 터치 스크린 또는 키보드를 사용하여, 시험 중인 기판 상에서 사용자가 센서 측정들을 행하기를 원하는 곳에 관한 위치 정보 또는 단계 증분들을 입력할 수 있다. 사용자는 또한, 위에서 설명된 바와 같이 시험을 실행하는데 필요한 정보를 입력할 수 있고, 제어기가 자동으로 시험 절차들을 수행하게 할 수 있다. 사용자는 또한, 센서 조립체가 연속적인 측정들을 행할 때 트랙 조립체(112)가 연속적으로 작동하게 할 수 있고 시험이 연속적으로 실행되는 것을 나타낼 수 있다. 수신 유닛에 의해 캡처된 신호 결과들은 제어기(104)로 전달되고, 인코더로부터의 위치 정보는, 시험 중인 기판에 대한 표면 프로파일을 결정하는데 있어서 제어기에 의해 사용되도록, 제어기에 전달된다. 그러한 정보는 기판의 표면이 휘어졌는지를 결정하고, 만일 그렇다면, 휨의 양을 결정하는 데에 사용될 수 있다.
본 원리들에 따른 다양한 실시예들에서, 제어기(104)는, 기판의 표면의 높이 측정을 기판의 표면 상에서 높이 측정이 행해진 곳과 연관시키기 위해, 수신된 위치 정보에 대하여, 수신된 측정들을 기록함으로써 기판의 표면 프로파일을 결정한다. 위에서 설명된 바와 같이, 그러한 정보는, 예를 들어, 측정이 행해진 기판의 표면 상의 위치 대 측정 높이로서 그래프 상에 선으로 그려질 수 있고, 시험 중인 기판에 대한 표면 프로파일로서 디스플레이 상에 제시될 수 있다. 그러한 정보는 또한, 제어기(104)의 메모리에 저장될 수 있다.
본 원리들에 따른 다양한 실시예들에서, 기판 측정 장치(102)는 기존의 프로세스 챔버 내에 통합될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 트랙 조립체(112), 인코더(140), 송신기 유닛(116) 및 수신기 유닛(118)을 포함하는 센서 지지 조립체(114)는 기존의 프로세스 챔버 내에 설치될 수 있다. 그에 의해, 시험될 기판은 프로세스 챔버의 지지 페디스털 상에 배치될 수 있고, 송신기 유닛(116) 및 수신기 유닛(118)을 포함하는 센서 지지 조립체(114), 트랙 조립체(112) 및 인코더(140)는, 예를 들어, 기판이 휘어졌는지를 결정하기 위해 기존의 프로세스 챔버에서 기판에 대한 표면 프로파일을 결정하도록, 본원에 설명된 바와 같이 구현될 수 있다. 다른 실시예들에서, 기판 측정 장치(102), 또는 그의 적어도 부분들은, 위에서 설명된 바와 같이 기존의 프로세스 챔버에서 기판에 대한 표면 프로파일을 결정하기 위해, 예를 들어, 하위 조립체로서, 기존의 프로세스 챔버에 일시적으로 위치될 수 있다.
본 원리들에 따른 다양한 실시예들에서, 기판 측정 장치는 제2 트랙 조립체, 제2 인코더, 제2 센서 지지 조립체 및 제2 센서 조립체를 포함한다. 예를 들어, 도 7은, 제2 트랙 조립체(712), 제2 트랙 조립체(712) 상에 장착된 제2 인코더(도시되지 않음), 제2 센서 지지 조립체(714), 및 제2 송신기 유닛(716) 및 제2 수신기 유닛(718)을 포함하는 제2 센서 조립체를 포함하는, 도 2의 기판 측정 장치의 고수준 블록도를 도시한다. 도 7의 실시예에서, 제2 트랙 조립체(712), 제2 인코더(도시되지 않음), 제2 센서 지지 조립체(714), 및 제2 송신기 유닛(716) 및 제2 수신기 유닛(718)을 포함하는 제2 센서 조립체는, 도 2의 기판 측정 장치(102)에 대해 설명된 투사되고 캡처된 신호에 수직인 방향으로 신호를 투사하고 캡처하도록 구현된다. 그에 의해, 도 7의 실시예에서, 기판 측정 장치는 기판의 표면 상의 단일 지점의 측정들을 행할 수 있고, 단일 지점은 제1 송신기 유닛(116) 및 제2 송신기 유닛(716)으로부터의 신호들이 기판의 표면 상에서 교차하는 곳에 의해 한정된다. 그러한 실시예들에서, 제1 센서 조립체가 상부에 장착된 제1 센서 지지 조립체(114) 및 제2 센서 조립체가 상부에 장착된 제2 센서 지지 조립체(714)는 독립적으로 그리고 상이한 시간들에서 이동될 수 있거나, 다른 실시예들에서는 일제히 이동될 수 있다.
전술한 내용은 본 개시내용의 실시예들에 관한 것이지만, 본 개시내용의 다른 및 추가적인 실시예들은 그의 기본 범위로부터 벗어나지 않고 안출될 수 있다.

Claims (15)

  1. 기판에 대한 표면 프로파일을 결정하기 위한 방법으로서,
    수직 프로파일을 갖는 신호를 상기 기판의 제1 측을 따른 복수의 위치들로부터 상기 기판의 최상부 표면에 걸쳐 투사하는 단계;
    상기 투사된 신호들을, 상기 기판의 표면에 걸쳐 위치된, 상기 기판의 제2 측을 따른 복수의 각각의 위치들 각각에서 캡처하는 단계; 및
    상기 캡처된 신호들을 사용하여 상기 기판에 대한 표면 프로파일을 결정하는 단계를 포함하는, 기판에 대한 표면 프로파일을 결정하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 투사된 신호는 수직 레이저 컬럼을 포함하는 레이저 빔을 포함하는, 기판에 대한 표면 프로파일을 결정하기 위한 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 투사된 신호들 중 각각의 신호를, 각각의 신호가 투사된, 상기 기판의 상기 제1 측을 따른 위치로부터 바로 맞은 편에 위치된, 상기 기판의 상기 제2 측을 따른 위치에서 캡처하는 단계를 포함하는, 기판에 대한 표면 프로파일을 결정하기 위한 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 캡처의 각각의 위치에서의 상기 투사된 신호의 중단을 평가함으로써 상기 기판에 대한 표면 프로파일을 결정하는 단계를 포함하는, 기판에 대한 표면 프로파일을 결정하기 위한 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 투사된 신호들을 캡처하기 위한 위치들을 미리 결정하는 단계; 및
    상기 투사 및 상기 캡처를 상기 기판의 표면의 적어도 일부에 걸쳐 자동으로 수행하는 단계를 포함하는, 기판에 대한 표면 프로파일을 결정하기 위한 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    제어기 상의 인간-기계 인터페이스를 사용하는 사용자에 의해 상기 투사 위치들을 결정하는 단계; 및
    상기 투사 및 상기 캡처를 위해 사용되는 센서들을 상기 제어기를 사용하여 위치시키는 단계를 포함하는, 기판에 대한 표면 프로파일을 결정하기 위한 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기판에 대한 상기 표면 프로파일의 표현을 제시하기 위해, 상기 캡처된 신호들의 표현들을 디스플레이 상에 선으로 그리는 단계를 포함하는, 기판에 대한 표면 프로파일을 결정하기 위한 방법.
  8. 기판에 대한 표면 프로파일을 결정하기 위한 장치로서,
    제1 센서 쌍 ― 상기 제1 센서 쌍은,
    수직 프로파일을 갖는 신호를 상기 기판의 제1 측을 따른 복수의 위치들로부터 상기 기판의 최상부 표면에 걸쳐 투사하기 위한 제1 송신기; 및
    상기 투사된 신호들을, 상기 기판의 표면에 걸쳐 위치된, 상기 기판의 제2 측을 따른 복수의 각각의 위치들 각각에서 캡처하기 위한 제1 수신기를 포함함 ―;
    상기 제1 센서 쌍을 상기 기판의 표면의 적어도 일부에 걸쳐 이동시키기 위한 제1 트랙 조립체;
    상기 제1 센서 쌍과 연관된 위치 정보를 결정하기 위한 제1 인코더; 및
    상기 기판을 지지하기 위한 기판 지지부를 포함하고,
    상기 제1 수신기는 상기 제1 송신기로부터의 캡처된 신호들과 연관된 정보를 제어기에 전달하고, 상기 제1 인코더는 상기 위치 정보 및 상기 캡처된 신호들과 연관된 정보를 사용하여 상기 기판에 대한 표면 프로파일을 결정하기 위해 상기 제어기에 의해 사용될, 상기 제1 센서 쌍의 결정된 위치 정보를 상기 제어기에 전달하는, 기판에 대한 표면 프로파일을 결정하기 위한 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    제2 센서 쌍 ― 상기 제2 센서 쌍은,
    수직 프로파일을 갖는 신호를 상기 기판의 제3 측을 따른 복수의 위치들로부터, 상기 제1 송신기로부터 투사된 신호에 수직으로, 상기 기판의 최상부 표면에 걸쳐 투사하기 위한 제2 송신기; 및
    상기 투사된 신호들을, 상기 기판의 표면에 걸쳐 위치된, 상기 기판의 제4 측을 따른 복수의 각각의 위치들 각각에서 캡처하기 위한 제2 수신기를 포함함 ―;
    상기 제2 센서 쌍을 상기 기판의 표면의 적어도 일부에 걸쳐 이동시키기 위한 제2 트랙 조립체; 및
    상기 제2 센서 쌍과 연관된 위치 정보를 결정하기 위한 제2 인코더를 포함하고,
    상기 제2 수신기는 상기 제2 송신기로부터의 캡처된 신호들과 연관된 정보를 상기 제어기에 전달하고, 상기 제2 인코더는 상기 위치 정보 및 상기 캡처된 신호들과 연관된 정보를 사용하여 상기 기판에 대한 표면 프로파일을 결정하기 위해 상기 제어기에 의해 사용될, 상기 제2 센서 쌍의 결정된 위치 정보를 상기 제어기에 전달하는, 기판에 대한 표면 프로파일을 결정하기 위한 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 기판의 상기 제3 측을 따라 상기 제2 송신기를 위치시키고 지지하며 상기 기판의 상기 제4 측을 따라 상기 제2 수신기를 위치시키고 지지하기 위한 제2 센서 지지 조립체 및 상기 제2 센서 지지 조립체의 단부를 안내하기 위한 제2 안내부를 포함하고, 상기 제2 지지 조립체는 상기 제2 트랙 조립체 상에 장착되는, 기판에 대한 표면 프로파일을 결정하기 위한 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 기판의 상기 제1 측을 따라 상기 제1 송신기를 위치시키고 지지하며 상기 기판의 상기 제2 측을 따라 상기 제1 수신기를 위치시키고 지지하기 위한 제1 센서 지지 조립체를 포함하고, 상기 제1 지지 조립체는 상기 제1 트랙 조립체 상에 장착되는, 기판에 대한 표면 프로파일을 결정하기 위한 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 센서 지지 조립체의 단부를 안내하기 위한 제1 안내부를 포함하는, 기판에 대한 표면 프로파일을 결정하기 위한 장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 제1 센서 쌍은 레이저 마이크로미터를 포함하는, 기판에 대한 표면 프로파일을 결정하기 위한 장치.
  14. 기판에 대한 표면 프로파일을 결정하기 위한 시스템으로서,
    기판 측정 장치 ― 상기 기판 측정 장치는,
    수직 프로파일을 갖는 신호를 상기 기판의 제1 측을 따른 복수의 위치들로부터 상기 기판의 최상부 표면에 걸쳐 투사하기 위한 제1 송신기, 및 상기 투사된 신호들을, 상기 기판의 표면에 걸쳐 위치된, 상기 기판의 제2 측을 따른 복수의 각각의 위치들 각각에서 캡처하기 위한 제1 수신기를 포함하는 제1 센서 쌍;
    상기 기판의 상기 제1 측을 따라 상기 제1 송신기를 위치시키고 지지하며 상기 기판의 표면에 걸쳐 상기 제2 측을 따라 상기 제1 수신기를 위치시키고 지지하기 위한 제1 센서 지지 조립체;
    상기 제1 센서 지지 조립체 및 상기 제1 센서 쌍을 상기 기판의 표면의 적어도 일부에 걸쳐 이동시키기 위한 제1 트랙 조립체;
    상기 제1 센서 쌍과 연관된 위치 정보를 결정하기 위한 제1 인코더; 및
    상기 기판을 유지하기 위한 기판 지지부를 포함함 ―;

    제어기를 포함하고,
    상기 제1 수신기는 상기 제1 송신기로부터의 캡처된 신호들과 연관된 정보를 상기 제어기에 전달하고, 상기 제1 인코더는 상기 위치 정보 및 상기 캡처된 신호들과 연관된 정보를 사용하여 상기 기판에 대한 표면 프로파일을 결정하기 위해 상기 제어기에 의해 사용될, 상기 제1 센서 쌍의 결정된 위치 정보를 상기 제어기에 전달하는, 기판에 대한 표면 프로파일을 결정하기 위한 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 기판 측정 장치는,
    제2 센서 쌍 ― 상기 제2 센서 쌍은,
    수직 프로파일을 갖는 신호를 상기 기판의 제3 측을 따른 복수의 위치들로부터, 상기 제1 송신기로부터 투사된 신호에 수직으로, 상기 기판의 최상부 표면에 걸쳐 투사하기 위한 제2 송신기;
    상기 투사된 신호들을, 상기 기판의 표면에 걸쳐 위치된, 상기 기판의 제4 측을 따른 복수의 각각의 위치들 각각에서 캡처하기 위한 제2 수신기를 포함함 ―;
    상기 제2 센서 쌍을 상기 기판의 표면의 적어도 일부에 걸쳐 이동시키기 위한 제2 트랙 조립체; 및
    상기 제2 센서 쌍과 연관된 위치 정보를 결정하기 위한 제2 인코더를 더 포함하고,
    상기 제2 수신기는 상기 제2 송신기로부터의 캡처된 신호들과 연관된 정보를 상기 제어기에 전달하고, 상기 제2 인코더는 상기 위치 정보 및 상기 캡처된 신호들과 연관된 정보를 사용하여 상기 기판에 대한 표면 프로파일을 결정하기 위해 상기 제어기에 의해 사용될, 상기 제2 센서 쌍의 결정된 위치 정보를 상기 제어기에 전달하는, 기판에 대한 표면 프로파일을 결정하기 위한 시스템.
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