使用至少一个光源校准末端执行器对准的系统和方法技术方案

本发明专利技术提供一种用于校准末端执行器相对于等离子体处理系统中的卡盘的对准的方法。该方法包括提供从该末端执行器到该卡盘的第一光束。该方法包括使该末端执行器沿着预定校准路径移动以使该第一光束遍历该卡盘的表面。该方法还包括接收一组反射光信号，该组反射光信号是至少在该移动过程中该表面反射该第一光束时产生的。该方法包括分析该组反射光信号以识别三个或更多间断。该三个或更多间断与当该第一光束遇到该卡盘的边缘时产生的三个或更多反射光信号有关。该方法还包括根据该三个或更多间断确定三个或更多坐标数据点，该三个或更多坐标数据点代表该卡盘的该边缘上的三个或更多点。该方法包括根据该三个或更多坐标数据点确定该卡盘的中心。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
在半导体衬底(例如晶圆)处理中，经常使用等离子体。在等离子体处理中，晶圆 是使用等离子体处理系统处理的，等离子体处理系统通常包括多个处理模块。在等离子体 处理过程中，衬底(例如晶圆)被置于处理模块内部的卡盘上。为了将晶圆移入和移出处理模块，晶圆通常被放置在一个末端执行器上并被传送 到卡盘上。末端执行器是一种被配置为在晶圆传送过程中支撑晶圆的结构元件。末端执行 器通常被配置在机械臂上。图1显示了用于在晶圆传送过程中支撑晶圆104的典型的现有 技术末端执行器102。为了进行说明，图中还显示了机械臂106的一部分。一般而言，在晶圆传送序列过程中，机械臂首先移动该末端执行器以从晶圆存储 箱或台上拾取该晶圆。一旦晶圆被置于该末端执行器上后，该机械臂会通过处理模块中的 门将该晶圆移动到等离子体处理模块中。然后机械臂将该末端执行器和晶圆定位在卡盘上 方，然后将晶圆放在卡盘上以进行等离子体处理。为了保证晶圆被适当处理(由此保证得到可控制和可重复的处理结果)，在等离 子体处理过程中晶圆必须被定心(centered)在该卡盘上。如果该末端执行器相对于该卡 盘完美地定心，而该晶圆相对于该末端执行器完美地定心，那么当该机械臂将该晶圆放在 该卡盘上时该晶圆会相对于该卡盘完美地定心。从机械控制器的角度看，重要的是知道该卡盘的中心以使该机械控制器将该末端 执行器定心在该卡盘上方以进行晶圆放置。相应地，对于任何给定的等离子体处理模块，该 机械控制器需要被教导该卡盘和卡盘中心的位置。换句话说，该机械控制器必须在它自己 的坐标系中确定该卡盘和该卡盘中心的精确位置，因为每个卡盘可能在每个处理模块中被 稍有不同地定位(例如，由于机械加工和/或制造和/或总成容差)。为了弥补该末端执行器/卡盘的误对准，校准过程中典型的策略包括移动该机械 臂到一个位置，在该位置处由该末端执行器限定的中心(此处称为该“末端执行器中心”或 该“末端执行器限定中心”)实际上与该卡盘的中心对准。为了完成末端执行器校准，操作 者能够确定实际的末端执行器/卡盘对准位置是必要的。在现有技术中，末端执行器中心 到该卡盘中心的对准是使用制造的机械夹具完成的，该机械夹具装配在该卡盘边缘上或附 着于该处理模块的内部。该机械夹具具有关键特征(基本上是用于该末端执行器的位于中 心的突起)，该关键特征允许该末端执行器正对着停在该校准夹具的该关键特征上。因为该 夹具是相对于该卡盘定心的，所以当该末端执行器对着该夹具的该关键特征停放时，该末 端执行器中心会定心在该卡盘上。通常，对着该关键特征定位该末端执行器伴随有操作者 对着该关键特征拉或推该末端执行器，以便该末端执行器对着该关键特征停放。在操作者对着该关键特征定位该末端执行器后，然后该操作者使该机械臂的位置 与该自动控制系统配准(register)以便该机械控制系统能够在该机械控制的坐标系中记 录该机械臂的位置，该位置能够实现这种实际的末端执行器/卡盘对准。在生产过程中，该机械臂将该末端执行器移动到与这个执行器/卡盘对准位置相 关联的坐标上。如果晶圆是相对于该末端执行器定心的，该末端执行器中心现在实际与该4卡盘中心对准的这个事实会使得当晶圆被机械臂放置在该卡盘上以进行晶圆处理时该晶 圆相对于该卡盘定心。在名称为 “SYSTEMS AND METHODS FOR CALIBRATING END EFFECTOR ALIGNMENT IN A PLASMA PROCESSING SYSTEM”，代理文档号为 LMRX-P143/P1747 和名称 为 “SYSTEMS AND METHODS FOR DYNAMIC ALIGNMENT BEAM CALIBRATION”，代理文档号为 “LMRX-P144/P1748”的，由本申请的专利技术人在同一天申请的共同待定专利申请中(将其通 过引用并入此处)，已经提出了解决这种末端执行器/卡盘误对准的技术。关于在上述两 个专利申请“SYSTEMS AND METHODS FOR CALIBRATING END EFFECTOR ALIGNMENT IN A PLASMA PROCESSING SYSTEM” 禾P “SYSTEMS AND METHODS FOR DYNAMIC ALIGNMENT BEAM CALIBRATION"的细节可以在下面的讨论A和讨论B中回顾。然而，为了校准的目的而相对于卡盘定心末端执行器的现有技术方案有一些缺 点。首先，有许多种类型的处理模块存在。因此，为了使用机械夹具方式来执行校准，必须 制造并库存许多不同的机械夹具。而且，在卡盘上固定物理机械夹具(它可能有一个或多 个硬的金属边或金属表面)有可能损坏卡盘。另外，如果校准在处理模块中已经执行一些 等离子循环之后实地进行(例如，因为担心末端执行器在后面的制造中可能没有设在相对 该卡盘的中心)，物理校准夹具在卡盘上的附着可能导致卡盘上或卡盘附近沉积的微粒剥 落到处理室中。在后续的处理周期中，这些微粒形成微粒污染物，这是我们不希望的。而且，因为校准是在大气压下执行的，现有技术校准方案可能不能有效地复制生 产过程中存在的条件。这是因为在生产过程中，该处理模块的各元件可以被放置在真空下， 使得一个或多个元件由于真空环境和环境大气间的压力差而移位。因为校准条件没有准确 地复制生产条件，精确的校准是不可能的。而且，如果末端执行器在末端执行器/卡盘对准位置的定位是人工执行的(例如， 包括操作者拉或推末端执行器以正对该机械夹具的关键特征停放)，当操作者放开该机械 臂并将这个末端执行器/卡盘对准位置与机械控制器配准时，机械臂位置可能有移位。这 种移位可能因为许多理由而发生，包括例如该机械马达被断开的事实。当机械臂拉远时，即 便拉远一个机械操作者难以察觉的很少的量，这种移位也可能导致校准过程的不精确。如 果校准过程不精确，生产过程中不精确的晶圆放置可能出现，带来更少的良率和制成的产 品的拒绝和/或故障率的增加。
技术实现思路
在一个实施方式中，本专利技术涉及一种用于校准末端执行器相对于等离子体处理系 统中的卡盘的对准的方法。该方法包括提供从该末端执行器到该卡盘的第一光束。该方法 包括使该末端执行器沿着预定校准路径移动以使该第一光束遍历(traverse)该卡盘的表 面。该方法还包括接收一组反射光信号，该组反射光信号是至少在该移动过程中该表面反 射该第一光束时产生的。该方法包括分析该组反射光信号以识别三个或更多间断。该三个 或更多间断与当该第一光束遇到该卡盘的边缘时产生的三个或更多反射光信号有关。该方 法还包括根据该三个或更多间断确定三个或更多坐标数据点，该三个或更多坐标数据点代 表该卡盘的该边缘上的三个或更多点。该方法包括根据该三个或更多坐标数据点确定该卡 盘的中心。上述概述只涉及此处披露的本专利技术的许多实施方式之一，而不是为了限制本专利技术的范围，该范围在权利要求中阐明。下面在本专利技术的实施方式部分，结合附图，对本专利技术的 这些及其他特征进行更详细的描述。附图说明本专利技术是以附图中各图中的实施例的方式进行描绘的，而不是通过限制的方式， 其中类似的参考标号指示类似的元件，其中图1显示了一种用于在晶圆传送过程中支撑晶圆的典型现有技术末端执行器。图2A显本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于校准末端执行器相对于等离子体处理系统中的卡盘的对准的方法，所述方法包含：提供从所述末端执行器到所述卡盘的第一光束；使所述末端执行器沿着预定校准路径移动以使所述第一光束遍历所述卡盘的表面；接收一组反射光信号，所述组反射光信号是至少在该移动过程中所述表面反射所述第一光束时产生的；分析所述组反射光信号以识别三个或更多间断，其中所述三个或更多间断与当所述第一光束遇到所述卡盘的边缘时产生的三个或更多反射光信号有关；根据该三个或更多间断确定三个或更多坐标数据点，所述三个或更多坐标数据点代表所述卡盘的所述边缘上的三个或更多点；以及根据该三个或更多坐标数据点确定所述卡盘的中心。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯蒂娜艾伦布兰切特，马特罗德尼克，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]