[发明专利]用于动态对准束校准的系统和方法

说明书

背景技术

在半导体基片(例如，晶片)的处理中，往往采用等离子。在等离子处理，使用等离子处理系统处理晶片，其通常包括多个处理模块。基片(例如，晶片)在等离子处理过程中设在处理模块的卡盘上。

为了将晶片移进移出该处理模块，通常将晶片设在末端执行器上并传送到卡盘上。末端执行器是用于在晶片传送过程中支撑该片的结构部件。末端执行器通常设在机械臂上。图1示出代表性的现有技术末端执行器102，用以在晶片传送过程中支撑晶片104。为了说明目的，还示出机械臂106的一部分。

大体而言，在晶片传送顺序期间，机械臂首先移动末端执行器以从晶片存储盒或台拿起该晶片。一旦将晶片设在末端执行器上，机械臂然后会移动该晶片穿过该处理模块中的门进入该等离子处理模块，该机械臂然后将该末端执行器和该晶片定位在该卡盘上方，并将该晶片放在该卡盘上用以等离子处理。

为了确保正确地处理晶片(由此确保可控的和可重复的工艺结果)，晶片需要在等离子处理过程中设在卡盘中心。如果末端执行器正确地相对卡盘定心以及晶片正确地相对末端执行器定心，那么当机械臂将晶片放在卡盘上，晶片将正确地相对卡盘定心。然而，由于许多原因，其中一些将在下面讨论，这个理想情况很少出现。

由于处理室的各个不同部件之间的机加工和/或制造公差，在给定的处理模块中，末端执行器限定的中心(这里称作该“末端执行器中心”或该“末端执行器限定的中心”)有可能相对该卡盘的中心稍微偏移。结果，末端执行器限定的中心有可能在机械臂位置上不正确地与卡盘的中心对准，机器控制器认为该位置为正确的晶片设置位置。如果这个末端执行器/卡盘的不对准没有在生产过程中弥补，则在晶片处理期间，晶片会不精确地相对卡盘中心设置。同时待决的专利申请中，主题为“SYSTEMSAND METHODS FOR CALIBRATING END EFFECTOR ALIGNMENT IN PLASMA PROCESSING SYSTEM”，代理档案号LMRX-P143/P1747，由本申请的发明人在同一日期递交，并通过引用结合在这里，提出了解决这个末端执行器/卡盘不对准的技术。在下面的讨论部分A中回顾关于前面提到的专利申请“SYSTEMS AND METHODS FOR CALIBRATING END EFFECTOR ALIGNMENT IN PLASMA PROCESSING SYSTEM”中讨论的技术的细节。

然而，即使末端执行器中心与卡盘中心正确对准(或可实现正确对准的效果)，但是还有另一潜在的误差源可导致生产过程中晶片/卡盘不对准。也就是，不同的生产晶片有差别地设在该末端执行器上。如果末端执行器中心没有正确地或一致地与该晶片的中心对准，则在生产过程中仍然会出现晶片/卡盘不对准。这种情况下，尽管末端执行器中心与卡盘中心正确对准，但是当末端执行器将晶片设在卡盘上用以处理时，晶片/末端执行器不对准将会导致晶片相对卡盘偏移。

与末端执行器/卡盘不对准问题不同，其对于给定的处理模块中所有晶片往往是恒定的误差，因为对准误差来源与室部件公差和机器校准问题，晶片/末端执行器不对准会随着生产晶片变化。也就是说，每个生产晶片可有差别地设在末端执行器上，导致该不对准中的差异。因而，解决这种末端执行器/晶片不对准的方案需要动态的方法，即，一种在生产过程中可以调节每个单独的生产晶片相对末端执行器误差的方法。

现有技术中，该末端执行器/晶片不对准使用动态对准束方法来解决。动态对准(DA)束检测系统通常采用两个位于等离子处理模块门入口的束(即激光束)。随着晶片移动通过DA束(该束与该晶片平移平面正交)，该DA束在晶片进入该束时被中断，然后在该晶片不再出现时恢复。这个束信号中断-然后-恢复样式生成生产DA束样式。

在该动态对准束方法中，必须获得基准DA束样式，即，在晶片正确地在该末端执行器上定心的情况下移动通过该DA束所获得的DA束样式。通过对比该生产DA束样式(即，生产晶片获得的束样式)与该基准DA束样式，可获得误差向量。该机器控制器然后将机械臂移动所需的距离以修整在生产过程中的该末端执行器/晶片不对准。关于动态对准束的更多信息可在，例如，公告的美国专利No.6,502,054和6,629,053中找到，通过引用结合在这里。

获得基准DA束样式的过程这里称作DA束校准。为了校准该DA束，那么就需要取得或者获得DA束校准组件，其包括正确在该末端执行器上定心的晶片，以及移动DA束校准组件通过该DA束，从而取得基准DA束样式。