JP2023545627A - スマートカメラ基板 - Google Patents
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Abstract
ここに開示される実施形態は、ベースプレート、ベースプレート上の第1の複数の画像センサを備えた診断基板を含み、第1の複数の画像センサは、ベースプレートに対して水平に方向付けられている。一実施形態では、診断基板は、ベースプレート上の第2の複数の画像センサをさらに備え、第2の複数の画像センサは、ベースプレートに対して非直交角度で方向付けられている。一実施形態では、診断基板は、ベースプレート上のプリント基板(PCB)、及びベースプレート上のコントローラをさらに備え、コントローラは、PCBによって第1の複数の画像センサ及び第2の複数の画像センサに通信可能に連結されている。一実施形態では、診断基板は、ベースプレート、PCB、及びコントローラを覆うディフューザーリッドをさらに備えている。【選択図】図2A
Description
関連出願の相互参照
本出願は、2020年9月15日出願の米国通常(Non-provisional)出願第17/021,992号からの優先権を主張し、その全内容は参照によって本明細書に組み込まれる。
本出願は、2020年9月15日出願の米国通常(Non-provisional)出願第17/021,992号からの優先権を主張し、その全内容は参照によって本明細書に組み込まれる。
本開示の実施形態は、半導体処理の分野に関し、具体的には、チャンバをオフラインにすることを必要とせずに、チャンバ内の画像化(撮像)を実現することが可能なスマートカメラ基板に関する。
半導体製造ツールが作動する際に多くのウエハを処理するとき、ツールがプロセスドリフトを発生させることがある。例えば、同じ処理パラメータ(例えば、圧力、温度、ガス流量、電力等)を使用する場合でも、ウエハ上の結果がウエハ間で不均一になることがある。このプロセスドリフトは、少なくとも部分的には、ツールのチャンバの内表面への堆積物、及びツールハードウェアの劣化に起因する場合がある。
しかしながら、現状では、チャンバをオフラインにしないと、チャンバ内部の目視検査は可能ではない。さらに、カメラや他のセンサをチャンバの内部に設けることができたとしても、通常はチャンバ内に光源が存在しない。そのため、カメラはチャンバの内部を撮影することができない。したがって、真空を解除してチャンバを開放しないと、チャンバの検査ができない。それによりツールに大きなダウンタイムが発生するので、好ましくない。
本開示の実施形態は、チャンバのモニタリングのための診断基板及び診断基板を使用する方法を含む。
一実施形態では、診断基板が開示される。診断基板は、ベースプレート、及びベースプレート上の複数の画像センサを含み得る。一実施形態では、診断基板は、ベースプレート上のプリント基板(PCB:printed circuit board)、及びベースプレート上のコントローラをさらに含み得る。一実施形態では、PCBは、コントローラを複数の画像センサに電気的に連結する。
一実施形態では、チャンバの内部を画像化するための診断基板を使用する方法が説明される。チャンバの内部を画像化する方法は、複数の画像センサ及び光源を備えた診断基板を提供することと、チャンバ内に診断基板を挿入することとを含み、チャンバは副大気圧に維持される。一実施形態では、方法は、光源をオンにすることと、複数の画像センサでチャンバの内部の画像を取得することとをさらに含む。
本明細書で開示される追加の実施形態は、ベースプレート、ベースプレート上の第1の複数の画像センサを備えた診断基板を含み、第1の複数の画像センサは、ベースプレートに対して水平に方向付けられている。一実施形態では、診断基板は、ベースプレート上の第2の複数の画像センサをさらに備え、第2の複数の画像センサは、ベースプレートに対して非直交角度で方向付けられている。一実施形態では、診断基板は、ベースプレート上のプリント基板(PCB)、及びベースプレート上のコントローラをさらに備え、コントローラは、PCBによって第1の複数の画像センサ及び第2の複数の画像センサに通信可能に連結されている。一実施形態では、診断基板は、ベースプレート、PCB、及びコントローラを覆うディフューザーリッドをさらに備えている。
チャンバをオフラインにすることを必要とせずに、チャンバ内の画像化を提供可能なスマートカメラウエハについて説明する。本開示の実施形態の完全な理解をもたらすために、画像化センサ及び光源を有する診断基板についての多数の具体的な詳細が以下に提示される。当業者であれば、これらの具体的な詳細がなくても本開示の実施形態を実施し得ることは明らかであろう。他の事例では、本開示の実施形態を不必要に不明瞭にしないために、集積回路の製造といった周知の態様については、詳細に説明していない。さらに、図に示す様々な実施形態は例示的な表現であり、必ずしも縮尺どおりには描かれていないことを理解すべきである。
上述したように、チャンバドリフトは、チャンバ内の条件の変化に起因する場合がある。例えば、チャンバ表面(ライナやリッド等)に副生成物が堆積されると、チャンバ内で実行されているプロセスのパフォーマンスが変わることがある。その結果、ウエハの不均一性が生じ得る。しかしながら、現状では、チャンバをオフラインにしてチャンバを開放することをせずに、変化するチャンバの状態を視覚的にモニタリングする診断ツールは存在しない。
したがって、ここに開示された実施形態は、処理ツールのチャンバ内に挿入することができる診断基板を含む。診断基板は、チャンバの内部を画像化するために、複数のカメラを含み得る。光源を設けるために、さらに1つ又は複数の発光ダイオード(LED)が診断基板上に設けられ得る。反射を抑えてより高品質な画像を提供するために、LEDを光ディフューザーの下方に設けてもよい。複数のカメラが使用される実施形態では、個々の画像を繋ぎ合わせて、チャンバの内部の単一の画像を提供することができる。そのため、画像を簡単にチェックすることで、ツールがメンテナンスを必要しているか否かを判断することができる。
一実施形態では、診断基板は、半導体ウエハハンドリング装置と互換性のある形状因子を有し得る。したがって、診断基板は、ファクトリーインターフェース及びメインフレームを通してチャンバに供給され得る。こうすれば、チャンバの内部の画像を提供するために、ツールを完全にオフラインにする必要がない。例えば、診断基板は、ウエハの形状因子と類似の形状因子(例えば、300mm、450mm等)を有し得る。しかし、診断基板は、典型的なウエハ形状因子以外の形状因子を含み得ることを理解されたい。そのため、チャンバの大きなダウンタイムがない状態で、より頻繁に診断を完成させることができる。チャンバの内部の点検を頻繁に行う能力により、計画的なメンテナンス(PM)の期間を延長することも可能であり得る。そのため、ツールの処理能力がより完全に発揮される。さらに、診断基板をチャンバ間で持ち運ぶことが可能であるため、チャンバごとに専用のセンサが必要な場合と比べて、オーバーヘッドコストが低い。
次に、図1Aを参照すると、実施形態に係る処理ツール100の図が示されている。一実施形態では、処理ツール100は、チャンバライナ161、及びチャンバ161を密閉するためのリッド162を含み得る。ここに開示された実施形態は、リッド162の下方でリフトピン(図示せず)に支持された診断基板150を含む。診断基板150は、診断基板150をスリットバルブ149を通して挿入することを可能にする形状因子を有し得る。したがって、診断基板150を用いて診断を行うために、チャンバリッド162を取り外す(及び真空解除を行う)必要がない。例えば、診断基板150は、約10mm未満の厚さを有し得る。診断基板150の直径は、処理ツール100内で処理されたウエハと類似(例えば、300mmや450mm等)し得る。
一実施形態では、診断基板150は、複数の画像センサ、及び光源を含む。光源は、チャンバ161の内部を照射し、画像センサは、チャンバ161及びリッド162の表面の画像を提供する。したがって、チャンバを完全にオフラインにすることを必要とせずに、チャンバの状態を判断することができる。画像センサ及び光源のより詳細な説明が以下に提供される。
次に図1Bを参照すると、一実施形態に係る診断基板150のブロック図が示されている。一実施形態では、診断基板150は、マイクロコントローラ130を含み得る。マイクロコントローラ130は、画像センサを使用して画像の取り込みを実行するようにプログラムされ得る任意の適切な集積回路ダイであってもよい。一実施形態では、マイクロコントローラ130は、マルチプレクサボード140を介して複数の画像センサ115に連結される。マルチプレクサボード140は、各々の画像センサ115から順次画像を取得するために、画像センサ115の個別制御を可能にする。すなわち、幾つかの実施形態では、一度に単一の画像センサ115が利用される。しかしながら、諸実施形態はこのような構成に限定されず、マイクロコントローラ130が複数の入力を同時に受け入れるように構成されている場合は複数の画像センサ115を同時に利用してもよい。
次に図2Aを参照すると、一実施形態に係る診断基板250の透視図解が示されている。図2Aの図では、診断基板250の内部の構成要素を見せるために、診断基板250のリッドが省略されている。上述のように、診断基板250は、自動ハンドリングシステムによるハンドリングに適した形状因子(例えば、ファクトリーインターフェース又はメインフレームにおける形状因子)を有し得る。例えば、診断基板250は、約10mm未満の厚さ、及びデバイスウエハの直径と実質的に適合する直径(例えば、300mm又は450mm)を有し得る。
一実施形態では、診断基板250は、ベースプレート210を含み得る。ベースプレート210は、診断基板250の各種構成要素を保持するためのフレームであり得る。一実施形態では、ベースプレート210は、リッジ211及び壁212を含む。リッジ211及び壁212は、実質的に円形形状を有し、ベースプレート210の端部に近接して配置され得る。しかしながら、図2Aに示すように、リッジ211及び壁212は、完全な円形でなくてもよい。例えば、プリント基板(PCB)240上の充電ポート206及び電力スイッチ207にアクセスするための開口を設けることができる。
一実施形態では、ベースプレート210の外周に複数の画像センサ215が設けられる。一実施形態では、画像センサ215は、壁211に隣接してリッジ211に位置付けされる。例えば、水平画像センサ215Aが、リッジ211上に設けられる。一実施形態では、角度付けられた画像センサ215Bが、壁212に対して設けられる。この角度付けられた画像センサ215Bは、リッジ211における凹部内に設けられているように示されている。しかしながら、幾つかの実施形態では、角度付けられた画像センサ215Bは、リッジ211の上部に配置してもよいことを理解されたい。一実施形態では、追加の水平画像センサ215Aを、リッジ211及び壁212から離れたベースプレート210の他の位置に設けてもよい。例えば、一対の水平画像センサ215Aが、図2Aのベースプレートの中心に近接して設けられる。
一実施形態では、水平画像センサ215Aは、チャンバのリッドの画像をキャプチャするために設けられ、角度付けられた画像センサ215Bは、チャンバ又はチャンバライナの側壁の画像をキャプチャするために設けられる。水平画像センサ215Aは、ベースプレート210に対して実質的に水平に方向付けられ得る。すなわち、水平画像センサ215Aの視野(FOV)は、ベースプレート210から離れる方向を向いている。角度付けられた画像センサ215Bは、ベースプレートに対して非直交角度で方向付けられ得る。特定の実施形態では、角度付けられた画像センサ215Bは、ベースプレートに対する直交方向から0°と20°との間の角度にある。角度付けられた画像センサ215BのFOVは、ベースプレートの軸方向中心に向けられる。
一実施形態では、画像センサ215の数及び位置は、画像センサ215のFOV及び調査されるチャンバの形状によって決定される。幾つかの実施形態では、画像センサ215は、隣接する画像センサ215のFOVに重なり合うように方向付けられる。例えば、この重なりは、隣接するセンサ215同士の間で約20%の重なりであってもよい。これにより、チャンバの内部表面全体の繋ぎ合わされた画像を生成することができる。図2Aに示す特定の実施形態では、6つの角度付けられた画像センサ215B、及び10個の水平画像センサ215Aがある。
一実施形態では、画像センサ215は、光の可視スペクトルをキャプチャするための画像センサを含み得る。他の実施形態では、画像センサ215は、熱放射をキャプチャするのに適している場合がある。幾つかの実施形態では、画像センサ215は、熱放射及び可視光をキャプチャするのに適している場合がある。特定の実施形態では、画像センサ215は、800万画素のカメラである。しかし、カメラの解像度は、診断を提供するために必要な画像の解像度に応じて変化し得ることを理解されたい。
一実施形態では、画像センサ215は、ケーブル214によってPCB240に電気的に連結されている。ケーブル214は、フレックスケーブルであってもよく、又は他の任意の適切な相互接続アーキテクチャ(機構)であってもよい。一実施形態では、PCB240は、ケーブル214からコントローラ230への電気的連結を提供することができる。コントローラ230によって画像センサ215に個別に対処することが可能であるように、PCB240は、マルチプレクシング/デマルチプレクシング(多重化/逆多重化)能力を備え得る。
一実施形態では、診断基板250は、1つ又は複数のバッテリ257によって電力供給され得る。図示の実施形態では、バッテリは、大気に曝されているように示されている。しかし、他の実施形態では、バッテリは、密閉されたチャンバ内にあることを理解されたい。かような実施形態は、以下でより詳細に説明する。バッテリ257を密閉することで、副大気圧環境下で診断基板が動作することが可能になる。そのため、チャンバの内部の画像化を可能にするために、チャンバ内の真空を失う必要がない。特定の実施形態では、バッテリは3.7Vの電圧を有し得るが、実施形態はかような電圧に限定されない。
一実施形態では、診断基板250は、光源をさらに含み得る。例えば、光源は、発光ダイオード(LED)ストリップ255を含み得る。LEDストリップ255は、診断基板250の周囲を取り囲み得る。例えば、LEDストリップ255は、壁212の外面の周りに巻き付けられてもよい。一実施形態では、LEDストリップ255は、チャンバ内で拡散光を放出するために、ディフューザーを含み得る。それにより、チャンバ内の反射を回避して、画質が向上する。他の実施形態では、ディフューザーは、以下により詳細に説明するように、リッドの一部として組み込まれてもよい。
次に、図2Bを参照すると、実施形態に係る、リッド270が取り付けられた診断基板250の透視図解が示されている。一実施形態では、リッド270は、画像センサがリッド270を通して「見る」ことを可能にする開口を有し得る。水平画像センサ215Aの上方の開口は、水平画像センサ215Aのレンズの寸法に実質的に適合する寸法を有するように形成され得る。角度付けられた画像センサ215Bの開口271は、細長形状であってもよい。角度付けられた画像センサ215Bの完全なFOVがリッド270を通過することを可能にするために細長い開口が必要である。開口271の長さ寸法は、角度付けられた画像センサ215BのFOV及び画像センサ215Bのベースプレート210に対する角度によって規定され得る。一実施形態では、リッド270は半透明であり得る。半透明リッド270は、光源255からの光の拡散を促進することができる。例えば、リッド270は70%白色であり得る(すなわち、リッド270は光の30%を透過させ得る)。
次に図2Cを参照すると、追加の実施形態に係る診断基板250の透視図解が示されている。図2Cの診断基板250は、追加のLED256及び密閉されたバッテリモジュール258を含むことを除いて、図2Aの診断基板250と実質的に同様であり得る。図2Cの診断基板250は、温度センサ253及び振動センサ252などの追加のセンサの搭載をさらに例示している。かようなセンサを使用して、温度及び振動をモニタリングし、診断基板250の安全な動作のための限界を超えないようにすることができる。
一実施形態では、追加のLED256は、PCB240に取り付けられた表面実装デバイス(SMD:surface mounted devices)であってもよい。LED256は、PCB240にわたって分散してもよい。一実施形態では、LED256は、動作中にチャンバの内部に追加の光を与える。追加の実施形態では、LEDストリップ255が省略されてもよい。すなわち、画像化中に使用される実質的に全ての光が、SMD LED256によって与えられ得る。点光源照明は、反射の影響をより受けやすい場合がある。このように、リッド270は、チャンバ内の反射を最小限に抑えるために拡散をもたらす。一実施形態では、SMD LED256及び/又はLEDストリップ255は、改善された照明制御を可能にするために、個別に制御可能(又はグループで制御可能)であり得る。SMD LED及び/又はLEDストリップの個々又はグループを選択的にオン/オフすることにより、正反射を制限しつつ、画像センサ215で画像を取得することができる。
一実施形態では、バッテリモジュール258は密閉されている。すなわち、外圧が変化しても、バッテリモジュール258内の圧力は維持される。したがって、診断基板250がチャンバ内の真空圧力にさらされた場合でも、バッテリモジュール内の1つ又は複数のバッテリは実質的に大気圧に留まることができる。
次に図2Dを参照すると、バッテリモジュール258の透視図解がより詳細に示されている。図2Dでは、バッテリモジュール258のリッドが取り外され、バッテリモジュール258の内部の特徴が露出される。図示のように、バッテリモジュール258は、バッテリ257の周囲を囲むエンクロージャ272を備えている。エンクロージャ272の内表面に沿ってガスケット274が設けられ得る。リッド(図示せず)がエンクロージャ272に取り付けられると、密封するためにガスケット274が圧縮される。一実施形態では、外部圧力が約15mTorr以下である場合、バッテリモジュール258は密閉状態に留まる。一実施形態では、バッテリモジュール258は、圧力センサ及びVOCセンサなどの1つ又は複数のセンサ273をさらに含み得る。圧力センサは、バッテリモジュール258の気密性をフィードバックする。VOCセンサは、熱又は他の理由に起因してバッテリ257が危険にさらされた場合にそれを示す。温度センサは、診断基板250が、チャンバ内にあり、バッテリの健全性を示す不揮発性ログにログインするとき、いつでもモニタリングされ得る。バッテリ257を継続的に使用するか又は廃棄するかについては、曝露温度及び時間、並びにバッテリの他の電気的特性に基づいて決定され得る。
次に図3Aを参照すると、実施形態による、診断基板350の構成要素の制御ブロック図が示されている。一実施形態では、システムは、マイクロコントローラ330、及びホストボード340(例えば、PCB)を備えている。図3Aは、診断基板350でチャンバモニタリングを行うために、様々な構成要素がどのように相互作用するかを示している。
一実施形態では、診断基板350は、マイクロコントローラ330を備えている。マイクロコントローラ330は、メモリ(SDカード等)及び/又は無線通信インターフェース(WiFi、Bluetooth等)に通信可能に連結される。一実施形態では、メモリは、マイクロコントローラ330に対して局所的であり得る。かような実施形態では、画像データは、診断基板350にローカルに保存される。他の実施形態では、無線通信インターフェースは、画像データを外部機器に無線送信することを可能にし得る。
一実施形態では、ホストボード340は、電力管理回路381、マルチプレクシング/デマルチプレクシング回路382を備えている。ホストボード340は、オン/オフ切り替え、USB相互接続、及びGPIOのための特徴をさらに設ける。一実施形態では、ホストボード340は、様々なセンサからマイクロコントローラへデータを送信するためのルーティングを提供する。上記で画像センサ315がより詳細に説明されたが、機能強化をもたらすために、他のセンサを備えてもよいことが理解されよう。例えば、振動センサ353、温度センサ352、総揮発性有機化合物(TVOC:total volatile organic compounds)センサ316を備えてもよい。センサ315、316、352、353は、任意の適切な通信プロトコルを利用してもよい。特定の実施形態では、I2C通信プロトコルを使用して通信が実施される。
次に図3Bを参照すると、実施形態に係る電力管理回路381のブロック図が示されている。一実施形態では、電力管理回路381は、充電コントローラ341を備えている。充電コントローラ381は、バッテリ357に連結され得る。充電入力(例えば、5V電源)を使用して、有線又は無線充電を介してバッテリ357を充電することができる。充電コントローラ341に接続された第1のLED344は、充電のためのインジケータであり得、充電コントローラ341に接続された第2のLED345は、充電完了のインジケータであり得る。
一実施形態では、充電コントローラ341は、ブーストコンバータ及びオン/オフ制御ブロック342に連結される。一実施形態では、バッテリ電力の低下を示すために、第3のLED348が、ブーストコンバータ342に接続され得る。オン/オフスイッチ又はボタンが、ブーストコンバータ342に接続され得る。第4のLED346は、オン/オフインジケータを提供し得る。一実施形態では、ブーストコンバータは、バッテリの低電圧を高電圧(例えば、5V)にアップコンバートして、診断基板の構成要素に電力を供給する。
次に、図3Cを参照すると、実施形態に係る、マルチプレクシング/デマルチプレクシング回路382の概略図が示されている。一実施形態では、コントローラは、複数のスイッチ305を含む分岐ネットワークを介して、画像センサ315の各々に接続される。一連のスイッチを作動させることで、センサ315を個別に作動させることができる。したがって、複数の画像センサ315を利用するためには、マルチ出力-シングル入力アーキテクチャがあればよいことになる。
次に、図4を参照すると、診断基板450がオフライン解析機400とともにどのように機能するかを示す図410のシステムレベル図が示されている。図示のように、診断基板450は、メカニカルパッケージング、及び制御部461を備えている。メカニカルパッケージングは、上述のアーキテクチャ(機構)と類似している。制御部461は、マイクロコントローラ、ホストボード、及び画像センサを含む。LED(充電、充電完了、低電力、及びオン/オフなどの様々な状態を示すためのLED)、及び電力管理ブロックは、ホストボードに接続され得る。電力信号調整ブロックは、ホストボードにさらに接続されている画像センサに供給される電圧を制御することができる。
一実施形態では、データを記憶するために、メモリ(例えば、S/Dカード)がマイクロコントローラに連結されてもよい。メモリを診断基板450から取り出して、解析のためにオフライン解析機400に送ることも可能である。追加的に(又は代替的に)、診断基板からサーバブロック463へ、最終的にはオフライン解析機400へデータを無線送信するために、無線通信ブロック(例えば、WiFiホストブロック)がマイクロコントローラに接続されてもよい。サーバブロック463は、通信ユニット/トランシーバ、及びクラウドデータ/ウェブサーバを備え得る。
一実施形態では、マイクロコントローラは、ソフトウェアブロック462へのアクセスも有し得る。ソフトウェアブロック462は、アプリケーションアルゴリズム、及びグラフィカルユーザインターフェース(GUI)を含み得る。ソフトウェアブロック462は、診断基板450から遠隔であってもよく、又は診断基板450に(例えば、ローカルメモリに)記憶されてもよい。
次に、図5を参照すると、実施形態に係る、チャンバをモニタリングするためのプロセス590を例示するフロー図が示されている。一実施形態では、チャンバのモニタリングは、診断基板を使用して、チャンバの内部の画像を取得することを含み得る。特に、プロセス590は、チャンバの内部の真空を解除したり、チャンバ本体を冷却したりすることなく実施される。一実施形態では、チャンバは、半導体製造プロセスで使用される任意のチャンバであってもよい。例えば、チャンバは、材料の堆積やエッチングに用いるプラズマチャンバであってもよいが、実施形態はこのようなチャンバに限定されるものではない。
プロセス590は、動作591から開始してもよい。動作591は、複数の画像センサ及び光源を有する診断基板を提供することを含む。診断基板は、上述した診断基板と類似し得る。例えば、画像センサは、チャンバリッドの画像を提供するように方向付けられた水平画像センサ、及びチャンバ又はチャンバライナの側壁の画像を提供するように方向付けられた角度付けられた画像センサを含み得る。一実施形態では、画像センサは、可視スペクトル画像及び/又はサーマル画像化を含み得る。一実施形態では、光源は、LEDストリップ及び/又は離散的な表面実装LEDを含み得る。チャンバ内の反射を最小限にするために、ディフューザープレートが、診断基板の上にリッドとして設けられ得る。
プロセス590は、続けて動作592に進み得る。動作592は、診断基板をチャンバ内に挿入することを含む。一実施形態では、チャンバ内で副大気圧(例えば、真空圧)が維持された状態で、診断基板がチャンバ内に挿入される。例えば、副大気圧は、約15mTorr以下であってもよい。一実施形態では、診断基板は、自動基板ハンドリング装置を使用して、チャンバ内に挿入される。例えば、診断基板は、ファクトリーインターフェース(FI)によってカセットから取り出され得る。次いで、FIは、診断基板をロードロック内に挿入し、メインフレームロボットが、診断基板をロードロックから取り外し、診断基板をスリットバルブを通してチャンバ内に挿入し得る。
プロセス590は、続けて動作593に進み得る。動作593は、光源をオンにすることを含む。一実施形態では、光源は、チャンバの内部を照射する。チャンバの内部は、照射されていないときは暗い。光源は、画質を減じるチャンバ内の反射を抑えるために、ディフューザーを含み得る。一実施形態では、診断基板がチャンバ内にあるときに光源をオンにしてもよく、又は、診断基板がチャンバ内に入る前に光源をオンにしてもよい。一実施形態では、光源は、改善された照明制御を可能にするために、個別に制御可能な(又はグループで制御可能な)LEDを含み得る。LEDの個々又はグループを選択的にオン/オフすることにより、正反射を制限しつつ、画像センサで画像を取得することができる。
プロセス590は、続けて動作594に進み得る。動作594は、複数の画像センサでチャンバの内部の画像を取得することを含む。一実施形態では、複数の画像センサは、診断基板のホストボード上のマルチプレクシング/デマルチプレクシング回路を用いて順次起動される。一実施形態では、画像センサの視野は、一定の度合いの重なり合いを有し得る。例えば、画像センサの視野は、約20%の重なり合いを有し得る。この重なり合いにより、複数の画像を1枚の画像として繋ぎ合わせて、解析を容易にすることが可能になる。
一実施形態では、画像データは、診断基板に含まれるメモリに記憶され得る。例えば、画像は、SDカード等に保存されてもよい。他の実施形態では、画像データは、限定しないが、WiFi又はBluetoothなどの無線通信プロトコルを使用して、外部デバイスに無線送信されてもよい。
画像を取得した後、診断基板はチャンバから取り出される。例えば、メインフレームロボットとFIとが連携して、診断基板をチャンバからカセット又は他のストレージデバイスに戻すように搬送することができる。画像データが診断基板上にローカルに記憶される実施形態では、画像データは、次いで、ダウンロードされ(又はSDカードが取り外され)、画像データが外部デバイスに転送されてもよい。
一実施形態では、外部デバイスは、画像データを容易に表示かつ解析するためのGUIを含み得る。単一の繋ぎ合わされた画像が表示されてもよく、かつ/又は、オペレータが、画像センサからの個々の画像をレビューする能力を有し得る。さらに、画像データを自動解析することもできる。自動解析には、プロセスツールの性能を予測し、予防保守を示し、チャンバ内洗浄(ICC)プロセスが必要かどうかを判断し、かつ/又は他のモニタリング/診断手順を実施するために、機械学習技法を用いることが含まれ得る。
上述のように、ここに記載されるような診断基板の使用は、多くの利点をもたらす。1つの利点は、チャンバを完全にオフラインにする必要がないことである。特に、診断基板は、自動ハンドリング装置でのハンドリングに適した形状因子を有し、(例えば、バッテリ周囲の密閉されたエンクロージャにより)真空に対応する。したがって、チャンバ内のウエハ時間が管理かつモニタリングさえされていれば、真空を解除したり又は冷却したりする必要がないので、チャンバの内部の画像化をより頻繁に行うことができる。例えば、ウエハが高温になり過ぎた場合、警告又は自動後退メッセージをウエハハンドリングデバイスに伝達することができる。診断をより頻度に実施することができるため、計画的なメンテナンス(PM)の実施間隔を延長してもよく、これにより処理ツールをより効率的に使用することが可能となる。さらに、ここに記載されているような診断基板は、比較的低コストの解決を提供する。チャンバ内の専用センサの場合、すべてのチャンバが固有のセンサセットを備えることが必要となるが、診断基板を使用すれば、複数のチャンバで単一の診断ツールを共有することができる。
図6は、コンピュータシステム600という例示的な形態のマシンの概略図を示しているが、コンピュータシステム600内では、ここに記載された方法のうちの任意の1つ又は複数をマシンに実行させるための命令のセットが実行され得る。代替的な実施形態では、マシンは、ローカルエリアネットワーク(LAN)、イントラネット、エクストラネット、又はインターネットにおいて、他のマシンに接続(例えば、ネットワーク接続)され得る。当該マシンは、クライアント/サーバネットワーク環境においてサーバ若しくはクライアントマシンの能力により、又はピアツーピア(又は分散)ネットワーク環境においてピアマシンとして、作動し得る。当該マシンは、パーソナルコンピュータ(PC)、タブレットPC、セットトップボックス(STB)、携帯型情報端末(PDA)、携帯電話、ウェブ機器、サーバ、ネットワークルータ、スイッチ若しくはブリッジ、又は当該マシンによって実行される動作を特定する(連続的な若しくはその他の態様の)命令のセットを実行可能な、任意のマシンであってもよい。さらに、単一のマシンが示されているが、「マシン」という用語は、ここに記載された方法のうちの任意の1つ又は複数を実行するために、1セットの(又は複数のセットの)命令を、個別に又は共に実行するマシン(例えば、コンピュータ)の任意の集合体を含んでいると解釈してもよい。
例示的なコンピュータシステム600は、バス630を介して互いに通信する、プロセッサ602、メインメモリ604(例えば、読み出し専用メモリ(ROM)、フラッシュメモリ、ダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)(同期DRAM(SDRAM)又はランバスDRAM(RDRAM)等))、スタティックメモリ606(例えば、フラッシュメモリ、スタティックランダムアクセスメモリ(SRAM)、MRAM等)、及び二次メモリ618(例えば、データ記憶デバイス)を含む。
プロセッサ602は、マイクロプロセッサ、中央処理ユニットなどといった、1つ又は複数の汎用処理デバイスを表す。より具体的には、プロセッサ602は、複合命令セットコンピューティング(CISC)マイクロプロセッサ、縮小命令セットコンピューティング(RISC)マイクロプロセッサ、超長命令語(VLIW)マイクロプロセッサ、他の命令セットを実装するプロセッサ、又は命令セットの組み合わせを実装するプロセッサであってもよい。さらに、プロセッサ602は、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、デジタル信号プロセッサ(DSP)、ネットワークプロセッサなどの1つ又は複数の特殊用途処理デバイスであってもよい。プロセッサ602は、ここに記載の動作を実施するための、処理ロジック626を実行するように構成されている。コンピュータシステム600は、ネットワークインターフェースデバイス608をさらに含んでもよい。さらに、コンピュータシステム600は、ビデオディスプレイユニット610(例えば、液晶ディスプレイ(LCD)、発光ダイオードディスプレイ(LED)、又は陰極線管(CRT))、英数字入力デバイス612(例えば、キーボード)、カーソル制御デバイス614(例えば、マウス)、及び信号生成デバイス616(例えば、スピーカ)も含んでもよい。
二次メモリ618は、ここに記載の方法又は機能のうちの任意の1つ又は複数を具現化する、命令の1つ又は複数のセット(例えば、ソフトウェア622)が記憶されている、マシンアクセス可能記憶媒体(又は、より具体的には、コンピュータ可読記憶媒体)632を含み得る。ソフトウェア622は、コンピュータシステム600によって実行されている間、メインメモリ604及び/又はプロセッサ602の中に、完全に又は少なくとも部分的に常駐し得る。メインメモリ604及びプロセッサ602もマシン可読記憶媒体を構成する。さらに、ソフトウェア622は、ネットワークインターフェースデバイス608を介して、ネットワーク620上で送受信され得る。
例示的な実施形態では、マシンアクセス可能記憶媒体632が、単一の媒体として示されているが、「マシン可読記憶媒体」という用語は、命令の1つ又は複数のセットを記憶する単一の媒体又は複数の媒体(例えば、集中データベース若しくは分散データベース、並びに/又は関連キャッシュ及びサーバ)を含むと解釈すべきである。さらに、「マシン可読記憶媒体」という用語は、マシンによって実行される命令のセットであって、本開示の方法のうちの任意の1つ又は複数をマシンに実行させる命令のセットを、記憶又は符号化することが可能な任意の媒体を含むと解釈すべきである。したがって、「マシン可読記憶媒体」という用語は、固体メモリ、光学媒体、及び磁気媒体を含むと解釈すべきであるが、これらに限定されない。
本開示の一実施形態によれば、マシンアクセス可能記憶媒体は、命令を記憶しており、この命令は、データ処理システムに、チャンバ内の状態をモニタリングする方法を実行させる。一実施形態では、当該方法は、複数の画像センサ及び光源を有する診断基板を提供することを含む。一実施形態では、当該方法において、続けて、診断基板をチャンバに挿入する。チャンバを真空圧に保つことができるため、オフラインにする必要がない。特に、診断基板は、真空に対応しており、診断基板の形状因子はデバイスウエハと類似である。したがって、診断基板をチャンバ内に挿入するために、FI又はメインフレームのマシンハンドリングロボットを使用することができる。一実施形態では、当該方法は、光源をオンにすることをさらに含み得る。一実施形態では、当該方法は、複数の画像センサでチャンバの内部の画像を取得することをさらに含み得る。
このように、真空チャンバの内部を画像化するための診断基板、及び画像を取得するためのプロセスが開示されている。
Claims (20)
- ベースプレート、
前記ベースプレート上の複数の画像センサ、
前記ベースプレート上のプリント基板(PCB)、及び
前記ベースプレート上のコントローラであって、前記PCBが、当該コントローラを前記複数の画像センサに電気的に連結させる、コントローラ
を備えている診断基板。 - 前記複数の画像センサが、
前記ベースプレートに対して水平に方向付けられた第1の画像センサ、及び
前記ベースプレートに対して非直交角度で方向付けられた第2の画像センサであって、前記第2の画像センサが、前記ベースプレートの中心を向いている、第2の画像センサ
を備えている、請求項1に記載の診断基板。 - 前記第1の画像センサが、前記ベースプレートの端部に近接して位置付けされ、かつ、前記ベースプレートの中心に近接して位置付けされている、請求項2に記載の診断基板。
- 光源をさらに備えている、請求項1に記載の診断基板。
- 前記光源が、複数の発光ダイオード(LED)を含み、前記複数のLEDが、前記PCBに取り付けられている、請求項4に記載の診断基板。
- 前記複数のLEDが、個別に制御可能であるか、又はグループで制御可能である、請求項5に記載の診断基板。
- バッテリをさらに備えている、請求項1に記載の診断基板。
- 前記バッテリが、密閉されたエンクロージャ内に収容されている、請求項7に記載の診断基板。
- 前記密閉されたエンクロージャ内に圧力センサ及び揮発性有機化合物(VOC)センサの1つ以上をさらに備えている、請求項8に記載の診断基板。
- 温度センサ及び振動センサの1つ以上をさらに備えている、請求項1に記載の診断基板。
- 前記ベースプレート、前記PCB、及び前記コントローラを覆うディフューザーカバーをさらに備えている、請求項1に記載の診断基板。
- 前記診断基板の厚さが10mm未満である、請求項11に記載の診断基板。
- 前記画像センサが、可視スペクトルにおける画像化と、サーマル画像化とを可能にする、請求項1に記載の診断基板。
- チャンバの内部を画像化する方法であって、
複数の画像センサ及び光源を備えた診断基板を提供することと、
前記チャンバ内に前記診断基板を挿入することであって、前記チャンバが副大気圧に維持される、前記診断基板を挿入することと、
前記光源をオンにすることと、
前記複数の画像センサで前記チャンバの内部の画像を取得することと
を含む方法。 - 前記画像センサの各々から画像を取得するために、マルチプレクサアーキテクチャが使用される、請求項14に記載の方法。
- 取得された前記画像の2つ以上を共に繋ぎ合わせ、繋ぎ合わされた画像を提供することをさらに含む、請求項14に記載の方法。
- 所与の時点で温度レベルのログを取って、バッテリの故障を予測するか、又はバッテリの交換の誘因となる絶対最大許容条件を予測することをさらに含む、請求項14に記載の方法。
- 時間の経過に伴うチャンバのドリフトを認識するため、及び、洗浄若しくは他のメンテナンス事項のきっかけをつくるための1つ以上のために、機械学習が、前記チャンバの前記内部からの画像データに適用される、請求項14に記載の方法。
- ベースプレート、
前記ベースプレート上の第1の複数の画像センサであって、前記ベースプレートに対して水平に方向付けられている、第1の複数の画像センサ、
前記ベースプレート上の第2の複数の画像センサであって、前記ベースプレートに対して非直交角度で方向付けられている、第2の複数の画像センサ、
前記ベースプレート上のプリント基板(PCB)、
前記ベースプレート上のコントローラであって、当該コントローラが、前記PCBによって、前記第1の複数の画像センサ及び前記第2の複数の画像センサに通信可能に連結されている、コントローラ、並びに
前記ベースプレート、前記PCB、及び前記コントローラを覆うディフューザーリッド
を備えている診断基板。 - 非直交角度が、前記ベースプレートに対する直交角度から0°と20°との間の角度である、請求項19に記載の診断基板。
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