JP7199432B2 - 半導体製造装置のための、浅角、多波長、マルチレシーバ、調整可能な感度のアライナセンサ - Google Patents
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Description
本出願は、2017年10月25日に出願された、「SHALLOW ANGLE, MULTI-WAVELENGTH, MULTI-RECEIVER, ADJUSTABLE SENSITIVITY ALIGNER SENSOR FOR SEMICONDUCTOR MANUFACTURING EQUIPMENT」というタイトルが付された米国仮出願No.62/576,791の利益を主張する米国非仮出願である。当該米国仮出願の内容全体が、参照により本明細書に組み込まれる。
本開示は、概して、ワークピースを処理するためのワークピース処理システムおよびワークピース処理方法に関する。本開示は、より具体的には、変化する光透過特性を有するワークピースを取り扱い(ハンドリングし)、かつ、当該ワークピースを位置合わせ(アライメント)するためのシステムおよび方法に関する。
半導体処理においては、多くの操作(オペレーション)が単一のワークピースまたは半導体ウェハ上において実行されうる。多くの処理操作では、ワークピースを適切に処理または取り扱うために、ワークピースの特定の向き(方位)(orientation)、および/または、ワークピースホルダに対するワークピースの位置についての知識(情報)が必要とされる。例えば、(i)搬送キャリアまたは保管カセットと処理システムとの間におけるワークピースの交換、および、(ii)1つ以上のロードロックチャンバを介した、大気環境から処理システムのプロセスチャンバの排気環境(真空環境)へのワークピースの輸送、などの動作には、適切なワークピースの取扱いおよび処理のために、(1つ以上の)特定の向きまたはワークピースの空間位置についての知識が必要とされる場合がある。
本開示は、様々な透過率を有するワークピースの位置を正確に決定するためのシステム、装置、および方法を提供することによって、従来技術の制限(限界)を有利に克服する。その結果、精度を改善し、システムに関連する所有コスト(costs of ownership)を最小化できる。より詳細には、本開示は、様々な偏光フィルタを利用して複屈折ワークピースの位置を有利に決定するためのシステムおよび方法を提供する。従って、本開示は、基板の様々なコーティングまたは特性にかかわらず、ほぼ(実質的に)任意の基板材料および厚さに応じた位置決めの解決策(ソリューション)を提供する。
図1は、本開示の一態様に係る例示的なワークピースアライメントシステムのブロック図を示す。
半導体処理においては、多くの操作が単一のワークピースまたは半導体ウェハ上において実行されうる。一般的に、ワークピース上における各処理操作は、典型的には特定の順序によって実行される。この場合、各動作は、先行する動作の完了まで待機する。多くの処理操作では、ワークピースを適切に処理または取り扱うために、ワークピースの特定の向き、および/または、ワークピースホルダに対するワークピースの位置についての知識が必要とされる。例えば、(i)搬送キャリアまたは保管カセットと処理システムとの間におけるワークピースの交換、および、(ii)1つ以上のロードロックチャンバを介した、大気環境から処理システムのプロセスチャンバの排気環境へのワークピースの輸送、などの動作には、適切なワークピースの取扱いおよび処理のために、(1つ以上の)特定の向きまたはワークピースの空間位置についての知識が必要とされる場合がある。
Claims (20)
- ワークピースアライメントシステムであって、
支持軸を有するワークピースサポートと、
発光装置と、
受光装置と、
コントローラと、を備えており、
上記ワークピースサポートは、ワークピース平面に沿ってワークピースを選択的に支持するように構成されており、
上記発光装置は、上記ワークピース平面の第1面に向かう経路に沿って、1つ以上の波長の光ビームを導くように構成されており、
上記光ビームは、リボン状であり、かつ、当該光ビームに関連する幅を有しており、
上記経路は、上記ワークピースの周辺領域に関連しており、
上記経路は、上記ワークピース平面に対して浅角を成しており、
上記受光装置は、上記経路に沿って配置されており、かつ、上記ワークピース平面の第2面において上記光ビームを受光するように構成されており、
上記第2面は、上記第1面とは反対側に位置しており、
上記受光装置は、複数のセンサセルを備えており、
上記複数のセンサセルは、上記光ビームの上記幅に沿って上記光ビームの複数の部分のそれぞれを受光するように構成されており、
上記複数のセンサセルは、上記光ビームの上記複数の部分のそれぞれに関連する複数の受信信号を規定するように構成されており、
上記コントローラは、上記ワークピースが上記経路と交差する場合における、上記複数の受信信号の差異に少なくとも部分的に基づいて、上記支持軸に対する上記ワークピースのエッジを決定するように構成されており、
上記コントローラは、上記ワークピースの透過率に基づいて、上記受光装置の感度を制御するように構成されている、ワークピースアライメントシステム。 - 上記ワークピースサポートに動作可能に接続されており、かつ、上記ワークピースサポートを上記支持軸の回りに選択的に回転させるように構成された回転装置をさらに含み、
上記ワークピースは、上記ワークピースの上記エッジに関連するエッジ形状を有しており、
上記コントローラは、上記エッジ形状が上記経路と交差する場合における、上記ワークピースサポートの回転位置と上記複数の受信信号の上記差異とに基づいて、上記支持軸に対する上記ワークピースの位置を決定するようにさらに構成されている、請求項1に記載のワークピースアライメントシステム。 - 上記コントローラは、波形を決定するようにさらに構成されており、
上記波形は、上記ワークピースサポートの複数の回転位置において、上記受光装置により受光される上記光ビームの上記複数の部分によって規定され、
上記コントローラは、上記波形に基づいて、上記支持軸に対する上記ワークピースの上記位置を決定するようにさらに構成されている、請求項2に記載のワークピースアライメントシステム。 - 上記コントローラは、上記ワークピースの上記透過率に基づいて、上記波形を調整するようにさらに構成されている、請求項3に記載のワークピースアライメントシステム。
- 上記浅角は、上記ワークピース平面に対して約5°である、請求項1に記載のワークピースアライメントシステム。
- 上記発光装置は、上記1つ以上の波長の上記光ビームを送出するように構成されたレーザを含んでいる、請求項1に記載のワークピースアライメントシステム。
- 上記コントローラは、上記光ビームの上記幅の外側範囲から内側範囲までを観察した場合における、上記複数の受信信号の第1ブロッケージを決定するように構成され、
上記コントローラは、上記第1ブロッケージを越えて規定された任意の上記複数の受信信号を選択的に無視するように構成されている、請求項1に記載のワークピースアライメントシステム。 - ワークピースアライメントシステムであって、
発光装置と、
受光装置と、
ワークピースサポートと、
回転装置と、
コントローラと、を備えており、
上記発光装置は、ワークピースに関連するワークピース平面の第1面に向かう経路に沿って、1つ以上の波長の光ビームを導くように構成されており、
上記経路は、上記ワークピースの周辺領域に関連しており、
上記経路は、上記ワークピース平面に対して浅角を成しており、
上記受光装置は、上記経路に沿って配置されており、かつ、上記ワークピース平面の第2面において上記光ビームを受光するように構成されており、
上記第2面は、上記第1面とは反対側に位置しており、
上記ワークピースサポートは、上記ワークピース平面に沿って上記ワークピースを選択的に支持するように構成されており、
上記回転装置は、上記ワークピースサポートと動作可能に接続されており、かつ、上記ワークピースサポートを支持軸の回りに選択的に回転させるように構成されており、
上記コントローラは、上記ワークピースサポートを介して上記ワークピースが回転させられる場合に、上記ワークピースが上記経路と交差するときに上記受光装置によって受光される上記光ビームの量に少なくとも部分的に基づいて、上記支持軸に対する上記ワークピースの位置を決定するように構成されており、
上記コントローラは、上記ワークピースの透過率に基づいて、上記受光装置の感度を制御するように構成されている、ワークピースアライメントシステム。 - 上記浅角は、上記ワークピース平面に対して約5°である、請求項8に記載のワークピースアライメントシステム。
- 上記発光装置は、上記1つ以上の波長の上記光ビームを送出するように構成されたレーザを含んでいる、請求項8に記載のワークピースアライメントシステム。
- 上記発光装置は、当該発光装置の所定の幅に亘って、複数の波長の上記光ビームを送出するように構成されている、請求項8に記載のワークピースアライメントシステム。
- 上記ワークピースの上記位置は、上記ワークピース平面に沿った、上記支持軸からの上記ワークピースの中心の2次元オフセットを含んでいる、請求項8に記載のワークピースアライメントシステム。
- 上記ワークピースの上記位置は、上記支持軸の回りの、上記ワークピースの回転位置をさらに含んでいる、請求項12に記載のワークピースアライメントシステム。
- 上記ワークピースは、エッジ形状を有しており、
上記コントローラは、上記ワークピースが上記ワークピースサポートを介して回転させられる場合に、上記エッジ形状が上記経路と交差するときに上記受光装置によって受光される上記光ビームの量に少なくとも部分的に基づいて、上記支持軸に対する上記ワークピースの回転位置を決定するように構成されている、請求項13に記載のワークピースアライメントシステム。 - 上記コントローラは、波形を決定するように構成されており、
上記波形は、上記ワークピースサポートの複数の回転位置において上記受光装置によって受光される上記光ビームの少なくとも一部によって規定され、
上記コントローラは、上記波形に基づいて、上記支持軸に対する上記ワークピースの上記位置を決定するようにさらに構成されている、請求項8に記載のワークピースアライメントシステム。 - 上記コントローラは、上記ワークピースの上記透過率に基づいて、上記波形を調整するようにさらに構成されている、請求項15に記載のワークピースアライメントシステム。
- 上記受光装置は、複数のセンサセルを備えており、
上記複数のセンサセルは、上記光ビームの幅に沿って、上記光ビームの複数の部分のそれぞれを受光するように構成されており、
上記複数のセンサセルは、上記光ビームの複数の部分のそれぞれに関連する複数の受信信号を規定するように構成されており、
上記コントローラは、上記複数の受信信号のうちの1つ以上を選択的に無視することによって、上記ワークピースのエッジを決定するように構成されている、請求項8に記載のワークピースアライメントシステム。 - 上記コントローラは、上記光ビームの上記幅の外側範囲から内側範囲までを観察した場合における、上記複数の受信信号の第1ブロッケージを決定するように構成されており、
上記コントローラは、上記第1ブロッケージを越えて規定された任意の上記複数の受信信号を選択的に無視するように構成されている、請求項17に記載のワークピースアライメントシステム。 - ワークピースを位置合わせするための方法であって、
ワークピースサポート上にワークピースを配置する工程と、
上記ワークピースの第1面に向かう経路に沿って複数の波長の光ビームを導く工程と、を含んでおり、
上記経路は、上記ワークピースの平面に対して浅角を成しており、
上記方法は、
支持軸の回りに上記ワークピースを回転させる工程と、
上記ワークピースの回転に伴い、上記ワークピースの第2面に向かうように上記ワークピースへと送出された上記光ビームを受光する工程と、
(i)上記支持軸の回りの上記ワークピースの回転位置と、(ii)受光された上記光ビームと、(iii)上記ワークピースのエッジの検出と、(iv)上記光ビームの制御された感度と、に少なくとも部分的に基づいて、上記支持軸に対する上記ワークピースの位置を決定する工程と、を含んでいる、方法。 - 上記支持軸に対する上記ワークピースの上記位置を決定する工程は、
(i)上記支持軸の回りの上記ワークピースの回転位置、および、(ii)上記支持軸からの上記ワークピースの中心の2次元オフセット、のうちの1つ以上を決定する工程を含んでいる、請求項19に記載の方法。
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