用于半导体制造设备的浅角、多波长、多受光器、灵敏度可调的校准传感器制造技术

本发明专利技术提供一种工件对准系统，其具有发光设备，该发光设备使多个波长的光束沿浅角的路径朝向工件平面在周边区域的第一侧引导。受光设备在与第一侧相反的第二侧上接收光束。旋转装置选择性旋转工件支座。当工件与路径相交时，控制器基于通过工件所接收的光束量来确定工件的位置。基于工件的透射率来控制受光设备的灵敏度。基于旋转位置、所接收的光束量、工件的透射率、工件边缘的检测以及受控的受光设备灵敏度来确定工件旋转时的工件位置。

Shallow angle, multi wavelength, multi receiver, sensitivity adjustable calibration sensor for semiconductor manufacturing equipment

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于半导体制造设备的浅角、多波长、多受光器、灵敏度可调的校准传感器优先权文件本申请要求申请日为2017年10月25日、名称为“SHALLOWANGLE,MULTI-WAVELENGTH,MULTI-RECEIVER,ADJUSTABLESENSITIVITYALIGNERSENSORFORSEMICONDUCTORMANUFACTURINGEQUIPMENT”、申请号为US62/576,791的美国临时申请的权益，其全部内容通过引用并入本文。
本专利技术总体上涉及工件处理系统和工件处理方法，更具体涉及一种用于处置和对准透光性变化的工件的系统和方法。
技术介绍
在半导体工艺中，可以对单个工件或半导体晶片执行若干操作。在许多处理操作中，需要工件的特定取向和/或了解工件相对于工件支架的位置，以便恰当地处理或处置工件。例如，诸如在运送载体或储盒与处理系统之间交换工件以及通过一个或多个装载锁定腔室将工件从大气环境转移到处理系统的处理腔室的抽空环境等操作可能需要特定的取向或了解工件的空间位置才能恰当地处置和处理工件。通过感光传感器可以在抽空环境或大气环境内对工件执行定向(例如对准凹口)，从而发光器发出光束并朝向工件引导光束，同时使工件相对于光束旋转。然后，受光器所接收的光的变化可以用来确定工件中所限定的凹口的位置和/或工件位置的偏心度，这取决于全部或部分接收光的方式。HiroakiSaeki的美国专利US5,740,034公开了这样一种系统，其中与所接收的光信号相关联的波形用来确定凹口的位置和/或工件的偏心位置。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于精确地确定具有各种透射率的工件的位置的系统、设备和方法，从而有利地克服现有技术中的局限性，提高精确度，并尽量降低这些系统相关的购置成本。更具体而言，本专利技术提供一种利用各种偏振滤光器有利地确定双折射工件的位置的系统和方法。有鉴于此，本专利技术提供一种实践中可用于任何衬底材料和厚度的定位方案，而与衬底的各种涂层或性质无关。据此，下文提出本专利技术的简要概述，从而提供对本专利技术某些方面的基本了解。
技术实现思路
部分并非本专利技术的详尽综述。其既非旨在确定本专利技术的关键元素或主要元素，亦非限制本专利技术的保护范围。其目的在于，以简化形式呈现本专利技术的某些构思，作为下文具体实施方式的引言。根据本专利技术的示例性方面，提供一种工件对准系统。该工件对准系统例如包括发光设备，该发光设备配置为将多个波长的光束沿一路径朝向与工件相关联的工件平面的第一侧引导。该路径例如与工件的周边区域相关联，其中，该路径与工件平面成浅角。受光设备例如沿第一路径定位，其中，该受光设备配置为在工件平面的第二侧上接收光束，其中，第二侧与第一侧大致相反。进一步提供工件支座，该工件支座配置为沿工件平面选择性支撑工件。在一例中，旋转装置操作性耦接至工件支座，其中，该旋转装置配置为使工件支座选择性绕与之相关联的支座轴线旋转。举例而言，进一步提供控制器，该控制器配置为当工件与路径相交时基于受光设备通过工件所接收的光束量来确定工件的位置。控制器例如配置为基于工件的透射率来控制受光设备的灵敏度，其中，该控制器进一步配置为当经由工件支座支撑并旋转工件时确定工件相对于支座轴线的位置。确定工件的位置例如至少部分地基于工件支座的旋转位置、与工件支座的旋转位置相关联的受光设备所接收的光束的至少一部分、工件的透射率、工件边缘的检测以及受控的受光设备灵敏度。举例而言，发光设备配置为跨预定宽度发射多个波长的光束。另举一例，发光设备是配置为发射多个波长的光束的激光器。工件的位置能够例如包括工件中心沿工件平面距支座轴线的二维偏移。另举一例，工件的位置包括工件绕支座轴线的旋转位置。在另一例中，工件绕支座轴线的旋转位置与工件的边缘特征相关联。控制器例如可以进一步配置为基于工件的边缘特征来确定工件相对于支座轴线的位置。控制器例如可以配置为确定波形，其中，该波形由受光设备在工件支座的多个旋转位置所接收的光束的至少一部分来限定。控制器可以进一步配置为基于波形来确定工件相对于支座轴线的位置。在一例中，控制器进一步配置为基于工件的透射率来按比例分配波形。在另一例中，控制器可以配置为通过忽略沿受光设备的宽度的一个或多个信号来确定工件的边缘。控制器例如可以配置为忽略沿受光设备的宽度所感测到的光阻滞以外的一个或多个信号。另举一例，本专利技术提供一种对准工件的方法。该方法例如包括：将工件放置在工件支座上；以及将多个波长的光束沿第一路径朝向工件的第一侧引导，其中，该路径与工件平面成浅角。工件绕支座轴线旋转，并在工件旋转的同时，在工件的第二侧接收朝向工件发射的光束。另外，至少部分地基于工件绕支座轴线的旋转位置和所接收的光束、工件边缘的检测以及受控的光束灵敏度来确定工件相对于支座轴线的位置。上述
技术实现思路
仅旨在简要概述本专利技术某些实施方案的某些特征，而其他实施方案可以包括相比前述内容附加和/或区别的功能。本
技术实现思路
尤其不应解释为限制本申请的范围。故本专利技术达成上述相关目的的解决方案包括下文描述并特别在权利要求中指出的特征。下述内容及附图具体阐明本专利技术的某些说明性实施方案。但这些实施方案指明各种方式中可运用本专利技术原理的几种方式。结合附图，参阅下文的具体实施方式，本专利技术的其他方面、优点及新颖性特征将显而易见。附图说明图1示出根据本专利技术一方面的示例性工件对准系统的框图；图2示出示例性工件在示例性对准机构的工件支座上的平面图；图3示出根据本专利技术另一示例性方面的工件的感测位置与工件支座的旋转位置的对比图；图4示出示例性工件处置系统结合图1中的工件对准系统；图5示出根据本专利技术一方面的示例性工件对准系统的透视图；图6示出根据本专利技术一方面的示例性光束经过工件的侧视图；图7示出根据本专利技术一方面的示例性工件对准系统的平面图，其中示出光束部分地穿过工件的边缘；图8示出根据本专利技术一方面的示例性传感器布置的框图；图9A至图9C示出根据本专利技术各方面的各种传感器输出信号；图10示出根据本专利技术另一示例性方面的用于对准工件的示例性方法的框图。具体实施方式在半导体处理中，可以对单个工件或半导体晶片执行若干操作。一般而言，对工件的每个处理操作通常按特定顺序执行，其中每个操作需等待到前一操作完成。在许多处理操作中，需要工件的特定取向和/或了解工件相对于工件支架的位置，以便恰当地处理或处置工件。例如，诸如在运送载体或储盒与处理系统之间交换工件以及通过一个或多个装载锁定腔室将工件从大气环境转移到处理系统的处理腔室的抽空环境等操作可能需要特定的取向或了解工件的空间位置才能恰当地处置和处理工件。通过感光传感器可以在抽空环境或大气环境内对工件执行定向(例如对准凹口)，从而发光器发出光束并朝向工件引导光束，同时使工件相对于光束旋转。然后，受光设备所接收的光的变化可以用来确定工件中所限定的凹口的位置和/或工件位置的偏心度，这取决于全部或部分接收光的方式。...

【技术保护点】
1.一种工件对准系统，其包括：/n具有支座轴线的工件支座，其中，所述工件支座配置为沿工件平面选择性支撑工件；/n发光设备，所述发光设备配置为使一个或多个波长的光束沿一路径朝向所述工件平面的第一侧引导，其中，所述光束为带状光束并具有与之相关的宽度，其中，所述路径与所述工件的周边区域相关联，且其中，所述路径与所述工件平面成浅角；/n受光设备，所述受光设备沿所述路径定位并配置为在所述工件平面的第二侧上接收光束，其中，所述第二侧与所述第一侧相反，且其中，所述受光设备包括多个传感器单元，所述多个传感器单元配置为沿光束宽度接收所述光束的相应多个部分，其中，所述多个传感器单元配置为限定与所述光束的相应多个部分相关联的多个接收信号；以及/n控制器，所述控制器配置为当所述工件与所述路径相交时至少部分地基于所述多个接收信号的微分来确定所述工件相对于所述支座轴线的边缘，且其中，所述控制器配置为基于所述工件的透射率来控制所述受光设备的灵敏度。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171025 US 62/576,7911.一种工件对准系统，其包括：
具有支座轴线的工件支座，其中，所述工件支座配置为沿工件平面选择性支撑工件；
发光设备，所述发光设备配置为使一个或多个波长的光束沿一路径朝向所述工件平面的第一侧引导，其中，所述光束为带状光束并具有与之相关的宽度，其中，所述路径与所述工件的周边区域相关联，且其中，所述路径与所述工件平面成浅角；
受光设备，所述受光设备沿所述路径定位并配置为在所述工件平面的第二侧上接收光束，其中，所述第二侧与所述第一侧相反，且其中，所述受光设备包括多个传感器单元，所述多个传感器单元配置为沿光束宽度接收所述光束的相应多个部分，其中，所述多个传感器单元配置为限定与所述光束的相应多个部分相关联的多个接收信号；以及
控制器，所述控制器配置为当所述工件与所述路径相交时至少部分地基于所述多个接收信号的微分来确定所述工件相对于所述支座轴线的边缘，且其中，所述控制器配置为基于所述工件的透射率来控制所述受光设备的灵敏度。


2.根据权利要求1所述的工件对准系统，其进一步包括：旋转装置，所述旋转装置操作性耦接至所述工件支座并配置为选择性使所述工件支座绕所述支座轴线旋转，其中，所述工件包括与工件边缘相关联的边缘特征，且其中，所述控制器进一步配置为当所述边缘特征与所述路径相交时基于所述工件支座的旋转位置和所述多个接收信号的微分来确定所述工件相对于支座轴线的位置。


3.根据权利要求2所述的工件对准系统，其中，所述控制器进一步配置为确定波形，其中，所述波形由所述受光设备在所述工件支座的多个旋转位置所接收的光束的多个部分来限定，且其中，所述控制器进一步配置为基于所述波形来确定所述工件相对于所述支座轴线的位置。


4.根据权利要求3所述的工件对准系统，其中，所述控制器进一步配置为基于所述工件的透射率来按比例分配所述波形。


5.根据权利要求1所述的工件对准系统，其中，所述浅角与所述工件平面约成5度。


6.根据权利要求1所述的工件对准系统，其中，所述发光设备包括激光器，所述激光器配置为发射一个或多个波长的光束。


7.根据权利要求1所述的工件对准系统，其中，所述控制器配置为确定从光束宽度的外延向内延观察所述多个接收信号时的第一阻滞，且其中，所述控制器配置为选择性忽略所述多个接收信号中的任何一个限定在所述第一阻滞以外的接收信号。


8.一种工件对准系统，其包括：
发光设备，所述发光设备配置为使一个或多个波长的光束沿一路径朝向与工件相关联的工件平面的第一侧引导，其中，所述路径与所述工件的周边区域相关联，且其中，所述路径与所述工件平面成浅角；
受光设备，所述受光设备沿所述路径定位并配置为在所述工件平面的第二侧上接收光束，其中，所述第二侧与所述第一侧相反；
工件支座，所述工件支座配置为沿所述工件平面选择性支撑所述工件；
旋转装置，所述旋转装置操作性耦接至所述工件支座并配置成使所述工件支座选择性绕支座轴线旋转；以及
控制器，所述控制器配置为当所...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·巴格特，比利·伯努瓦，乔·费拉拉，布莱恩·特里，
申请(专利权)人：艾克塞利斯科技公司，
类型：发明
国别省市：美国;US