[发明专利]用于在处理室内定位衬底的偏移校正技术

说明书

背景技术

等离子体处理的进步推动了半导体工业的增长。一般而言，多 个半导体器件可以从由单一处理衬底切下的晶粒(die)形成。为了 处理衬底，将该衬底放置到等离子体处理室内的衬底卡盘顶上。该 衬底在该衬底卡盘上的定位可以确定该衬底的哪一部分会被处理 而形成器件。

现在有用于将衬底对准到衬底卡盘中心的方法。在一个实施例 中，可以将传感器放入处理模块中以确定衬底相对于衬底卡盘的定 位。在另一个实施例中，可以使用对准夹具，比如引导机械臂，以 定位该衬底与该衬底卡盘对准。尽管对准到硬件中心(例如，该衬 底卡盘的中心)可以执行到一定的精确度，然而对准到硬件中心不 一定总是等同于对准到处理中心(process center)。

此处所述的“硬件中心”指的是硬件，比如支撑机构(例如， 衬底卡盘)，的中心。此处所述的“处理中心”指的是等离子体处 理的聚焦中心。理想情况下，在到该聚焦中心的任何给定径向距离 上，处理结果(例如，蚀刻速率)保持相同。例如，在到处理中心 100毫米的距离上，沿着围绕到此焦点处理中心100毫米的半径的 环，蚀刻速率保持基本不变。由于室的结构特征，处理中心可能不 是总与硬件中心相同。因此，令对准只基于硬件中心可能导致衬底 处理过程中的错位。生产商不断争取改善良率的同时，也不断地努 力将衬底中心在等离子体处理过程中定位在处理中心上以最小化 衬底错位所带来的器件缺陷。

发明内容

在一个实施方式中，本发明涉及一种用于将衬底对准支撑机构 的处理中心的方法，其中所述处理中心代表等离子体处理室中用于 处理所述衬底的聚焦中心。该方法包括在多个方位和离所述衬底的 几何中心的多个径向距离上确定衬底处理后的所述衬底的多个厚 度值。该方法还包括从所述多个厚度值和处理持续时间推出一组处 理速率值。该方法进一步包括对所述组处理速率值的第一处理速率 创建偏心绘图，其中所述偏心绘图表示一个基本上同心的圆，所述 偏心绘图的圆周上的点基本上具有所述第一处理速率。该方法又包 括对所述偏心绘图应用曲线拟合方程以确定一组参数，该组参数用 于相对于所述支撑机构偏移所述衬底。该方法又进一步包括将所述 组参数教导给一组机械臂，由此使得当所述组机械臂在所述等离子 体处理室中定位另一个衬底以进行处理时，所述组机械臂将由所述 支撑机构支撑的所述另一个衬底与所述支撑机构的所述处理中心 对准。

上述发明内容只涉及此处揭示的本发明的许多实施方式中的 一个，并不意在限制本发明的范围，该范围如权利要求所述。在下 面本发明的具体实施方式部分，结合附图，对本发明的这些及其他 特征进行更加详细的描述。

附图说明

本发明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，在一个实施方式中，典型的衬底处理系统的概貌 的框图。

图2A显示了，在一个实施方式中，处理前后的衬底。

图2B显示了，在一个实施方式中，描绘所采用的不同数据点的 简图。数据点是在不同角度以及到衬底中心的不同距离上采得的。

图2c显示了，在一个实施方式中，每个数据点的半径测量值。

图3显示了，在一个实施方式中，描绘一个方位的蚀刻曲线的 简图。

图4显示了，在一个实施方式中，对于不变的蚀刻速率的基本 上同心的圆的简图。

图5显示了，在一个实施方式中，显示径向位置与足够偏心 (off-centered)的不变蚀刻速率环的方位角方向的关系的图表。

图6显示了，在一个实施方式中，描绘用于计算衬底卡盘的处 理中心的步骤的简单流程图。

图7显示了，在一个实施方式中，用于确定处理中心的算法。

图8显示了正由光学计量工具测量的衬底的框图。

图9显示了，在一个实施方式中，具有斜面检查模块(BIM) 的等离子体处理系统的概貌的框图。

图10显示了，在一个实施方式中，BIM的系统图。

图11显示了，在一个实施方式中，照相机座架上的照相机和光 学罩的特写镜头视图的系统图。

图12显示了，在一个实施方式中，BIM的横截面视图。

图13显示了，在一个实施方式中，由BIM捕获的图像的一个实 施例，其显示了沿衬底边缘发生的电弧。