JP2008270753A - クリーニング時における基板の回転のモニタ方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クリーニング時に基板回転をモニタリングするシステム、方法及び装置を開示する。
【解決手段】本発明は基板の支持、クリーニングに用いられる基板クリーニング装置と、基板クリーニング装置内で光路を有する光ビームの提供に用いられる光源と、光源からの光ビームを受光するため光路に沿って配置され、基板の配向フィーチャが光路を横切る場合、配向フィーチャ検出に用いられる光センサを含むことができる。光センサは光検出器のアレイを含む。多くの追加の様態が開示されている。
【選択図】図３

Description

優先権の主張

本発明は、「クリーニング時における基板回転のモニタ方法及び装置」の名称で２００７年３月９日に出願された米国特許仮出願第６０／８９４，１０２号に基づく優先権を主張し、その内容は引用により全体として全ての目的のために本明細書に一体化される。

発明の分野

本発明は、一般に、電子機器の製造に係り、より詳しくはクリーニング時における基板回転のモニタ方法及び装置に関する。

発明の背景

基板上で実施する電子装置製造工程は基板クリーニング段階を含むことがある。多くの従来工程では、基板をクリーニング時に回転し、所望のクリーニングが確実に行われるように基板回転をモニタする。

基板の回転のモニタに用いられる従来の装置は、クリーニング時に基板と接触することがある。例えば、基板の回転はアイドラーによりモニタされる。従来のアイドラーは基板と接触するディスク又はローラーであり、基板の回転と一致するよう一緒に受動的に回転する。あいにく、基板と接触する装置は粒子を発生し、基板上に形成されるデバイスを汚染及び／又は損傷することがある。摩耗と粒子発生に加え、この接触型装置は、クリーニング時に用いる流体によりスリップし易い。

また、基板回転をモニタするため光学的方法を用いることもできる。例えば、従来の光学的方法では、透過ビーム光源と光センサとの組合わせを使用することがある。光源とセンサの組合わせを用い、基板が回転した時の基板の配向フィーチャ（例えば、ノッチ部、フラット部及び／又は類似物）を検出することにより、基板の回転をモニタすることができる。しかしながら、このような従来の光学的方法では、基板をクリーニングための湿潤環境による光ビームの屈折以外に加え、センサに対する基板の配向フィーチャの位置変動による（例えば、製造変動による）エラーが起りやすい。

従って、クリーニング時における基板回転をモニタする改良された方法及び装置が要望されている。

発明の概要

いくつかの実施形態において、本発明はクリーニング時における基板の回転をモニタするためのシステムを提供する。本発明は、基板の支持及びクリーニングに用いられる基板クリーニング装置と、基板クリーニング装置内で光路を有する光ビームの提供に用いられる光源と、光源からの光ビームを受光するように光路に沿って位置され、基板の配向フィーチャがこの光路を横切った時、配向フィーチャの検出に用いられる光センサを含む。光センサは光検出器のアレイを含む。

いくつかの実施形態において、本発明は基板の回転をモニタするための装置を提供する。本発明は、基板に一部入射する光路を有する光ビームの提供に用いられる光源と、光源からの光ビームを受光するように光路に沿って配置され、基板の配向フィーチャがこの光路を横切った時、配向フィーチャの検出に用いられる光センサを含む。光センサは光検出器のアレイを含む。

更に他の実施形態において、本発明は基板の回転をモニタする方法を提供する。本発明は、基板クリーニング装置内で光路を有する光ビームを照射し、基板の配向フィーチャが光路を横断し、配向フィーチャが光路を横切った時、光検出器アレイを含む少なくとも１つの光センサの光検出器の状態を変えることを含む。

本発明の他の構成及び様態は、以下の好ましい実施形態の詳細な説明、添付の特許請求の範囲及び添付図面にからより完全に明白になる。

詳細な説明

本発明はクリーニング時における基板回転モニタ用の改良された方法及び装置を提供する。より具体的には、本発明はクリーニング時における基板回転モニタ用の光学的方法及び装置を提供する。一実施形態では、光学的方法及び装置は、光源と、光検出器アレイを有する光センサを含むことができる。光検出器アレイを用いることで、湿潤環境でも光センサが使用でき、より大きな許容範囲を有するクリーニング装置の製造が可能になる（以下に更に説明する）。

クリーニング装置の種々の部品は機械的許容範囲を有する。これら部品の機械的許容範囲の総和により、装置―装置間変動がクリーニング装置内の部品位置で起こりうる。例えば他は同一であるが、光源と光センサ用装着部と、クリーニング時に基板を支持及び回転するローラーの位置が機械により相対的に僅かに異なりうる。基板回転のモニタに光源と光センサを用いる従来のクリーニング装置では、この位置変動により装置内でクリーニングする基板の配向フィーチャに対し光源、及び／又はセンサの位置がずれうる。本発明の１つ以上の実施形態では、本発明の光検出器アレイを光センサとして用い、このずれにもかかわらず基板の配向フィーチャを正確かつ信頼性を持って検出できるような大きさに形成できる。従って、使用者が装置―装置間の変動を補正するため、クリーニング装置の光源、光センサ、ローラー及び／又は類似物の位置を手動調製する必要なしに光検出器アレイが使用できる。

図１Ａと図１Ｂにおいて、配向フィーチャ１０４を有する基板１０２を保持、回転、クリーニング可能な第１の例示的なクリーニング装置１００が提供される。装置１００は、ローラー１０６側面が基板１０２の縁と接触するように配置したローラー１０６を含む。ローラー１０６の１つ以上が第１シグナルライン１１０によりコントローラ１０８と連結できる。また、クリーニング装置１００は第２シグナルライン１１６によりコントローラ１０８に連結された光源１１２と光センサ１１４を含む。配向フィーチャ１０４が光路１２０を横切る場合、光源１１２と光センサ１１４の間に延びる光路１２０を有する光ビーム１１８を形成するように光源１１２は光を発光する。さもなければ光ビーム１１８は、光源１１２から基板１０２の主表面に延び、基板１０２により遮断される（例えば吸収、屈折及び／又は反射される）。

ローラー１０６を用いて基板１０２を回転できる。基板１０２は基板１０２の主表面に垂直な軸周りで矢印１２２に示す方向に回転できる。同一又は他の実施形態では、基板１０２は矢印１２２方向と反対方向に回転できる。ローラー１０６は基板１０２を所定の回転数で回転できる。例えば、所定の回転数は第１シグナルライン１１０を介してコントローラ１０８からローラー１０６に伝達できる。任意に適切な数のローラーが使用できる。いくつかの実施形態では、基板支持部又は台座（図示せず）を用いて基板１０２を回転できる。この支持部としては、基板をしっかりと保持するチャック（例えば、真空チャック、静電チャック等）が挙げられる。

図１Ａに示されるように、配向フィーチャ１０４が基板１０２の主表面に実質的に垂直な軸周りに回転するように、クリーニング装置１００は基板１０２を回転できる。フィーチャ１０４が回転して光路１２０から遠ざかると、基板１０２は光センサ１１４を照射しないよう光ビーム１１８を反射、屈折及び／又は吸収する。

図１Ｂにおいて、配向フィーチャ１０４が光路１２０を横切るように回転すると、光ビーム１１８は光センサ１１４を照射する。このようにして、配向フィーチャ１０４が検出されることができる。光センサ１１４は、配向フィーチャ１０４が光路１２０を横断したことを示す電気信号（例えば、電圧、電流、及び／又は類似物）をコントローラ１０８に与えることができる。いくつかの実施形態において、光源１１２、光センサ１１４及び／又はコントローラ１０８は無線で通信可能である。

コントローラ１０８は光センサ１１４が与える任意の信号を分析し、基板１０２の回転数を決定することができる。いくつかの実施形態では、基板１０２の回転数は、システム１００の使用者によりコントローラ１０８に与えられた所定の回転数と比較されることができる（例えは、基板回転数のフィードバック制御が可能なように）。

図２に図１Ａと図１Ｂの光センサ１１４と光源１１２の拡大透視図を示す。図２において、光センサ１１４は光検出器２０４のアレイ２０２（例えば、２、３、４、５、６個以上の線形又は他の配列（例えば、四角形、「Ｘ型」パターン、二次元アレイ、円形配置、曲線配置等））を含むことができる。本発明の少なくとも一実施形態では、光検出器２０４は小検出領域（光ビーム１１８の幅と比べて）、方向選択性及び／又は類似物を有することができる。任意の適切な光検出器が使用可能である。

図１Ｂを参照して上述したように、光源１１２は光ビーム１１８を発生することができる。本発明の少なくとも１つの実施形態では、図２に示されるように、光源１１２が出力した光ビーム１１８は基板１０２の配向フィーチャ１０４より広い幅を有していてもよい（例えば、光源１１２は１つ以上の光源を有してもよい）。従って、基板１０２の主表面２０３は光ビーム１１８の一部を遮断することができる。基板１０２の主表面２０３の側を通過し、遮断されない光１１８の一部は、照射プロファイル２０６に示されるように基板１０２の端部により少なくとも一部が定められるプロファイルを有する。

照射プロファイル２０６は光センサ１１４の一部だけを照射できる。しかし、配向フィーチャ１０４が光路１２０を横切らない場合には、光ビーム１１８の大部分は基板１０２により遮られ、照射プロファイル２０６はより小さくなる。その結果、配向フィーチャ１０４が光路１２０を横切る場合に照射された光検出器２０４の幾らかは、配向フィーチャ１０４が光路１２００を横切っていない場合には照射されない。その結果、基板１０２が回転すると、光センサ１１４は、アレイ２０２のいくつかの光検出器２０４が光ビーム１１８の一部を断続的にしか受光しないこと示す１つ以上の信号をコントローラ１０８に与える。

コントローラ１０８はアレイ２０２からの１つ以上の信号を用い、基板１０２の回転数を決定することができる。上述のように、基板１０２の回転数は、コントローラ１０８によりローラー１０６に与えられる使用者が指定した回転数と比較することができる。必要に応じ、コントローラ１０８は、測定された基板の回転数と指定された回転数の差異を補正するため、基板の回転速度を調節することができる。このような方法で、リアルタイムでオンザフライの基板の回転速度の制御が提供可能である。

図３に、配向フィーチャ１０４がずれた場合、光センサ１１４とアレイ２０２の複数の光検出器２０４に光ビーム１１８を照射する光ビーム１１８源のソース１１２の拡大斜視図を示す。例えば、装置―装置間の変動により、第１装置１００と第２装置１００とは、光センサ１１４に対して同じ位置に基板を保持しないことがある。従って、図３の基板１０２‘に示されるように、基板は任意の所定装置１００内でずれることがある。基板１０２で示される名目的な基板位置と比べて、基板１０２’のずれ位置により光ビーム１１８のより大きな部分で遮断が生ずる。その結果、基板１０２’には、減少した照射プロファイル２０６’が形成される。図３から判るように、基板１０２’のずれた位置にもかかわらず、照射プロファイル２０６’はアレイ２０２の一部を照射する。従って、基板１０２’が回転すると、照射プロファイル２０６’を介した光検出器２０４の断続的照射により配向フィーチャ１０４が検出でき、コントローラ１０８は基板の名目位置からのずれに拘わらず基板回転数を決定することができる。

図４に、液滴４０２が配向フィーチャ１０４上にある場合、光センサ１１４と検出器２０４アレイ２０２に光ビーム１１８を重ねる光源１１２を示す詳細図を示す。上記のように基板１０２及び／又は光センサ１１４は基板クリーニング時に湿潤環境下で存在することがある。その結果、図４に示されるように、液滴４０２が基板１０２上に形成されることがある。液滴４０２は説明のためだけで、他の液滴サイズ及び／又は形状である場合もある。

配向フィーチャ１０４が光ビーム１１８の進行路１２０内にある場合、液滴４０２は光センサ１１４上の照射プロファイル１１８の形状に影響することがある。例えば、液滴４０２の存在により、光ビーム１１８は、液滴がなければ照射されるであろうアレイ２０２のいくつかの光検出器２０４を照射しない。それにもかかわらず、光検出器２０４のいくつかは、基板２０２が回転すると断続的に照射されうる。従って、いくつかの光検出器２０４は液滴４０２の存在にもかかわらず検出信号を断続的に出力し、コントローラ１０８は湿潤環境でも回転数を決定することができる。

図５Ａ及び図５Ｂに、本発明の追加の実施形態において、基板１０２が回転する場合に、光センサ１１４が検出する基板１０２のフィーチャ１０４の正面斜視図を示す。図５Ａにおいて、基板１０２を保持、回転及びクリーニングする第２の例示的なクリーニング装置５００が提供される。第２の例示的なクリーニング装置５００は図１Ａ−１Ｂの第１の例示的なクリーニング装置１００と類似している。しかしながら、第２の典型的クリーニング装置５００では、光ビーム５０２は光源１１２から基板１０２の主上面５０３に進行し、少なくとも光ビーム５０２の一部が基板１０２の上面５０３で反射される。光ビーム５０２の反射部分は、反射光ビームを受光する位置にある（光路５０４に沿って）光センサ１１４を照射する。

図５Ｂを参照すると、装置５００は、配向フィーチャ１０４が光路５０４を横切るように基板１０２を回転することができる。この場合、光ビーム５０２の一部５０２’がフィーチャ１０４を通して基板１０２のそばを通過し、光ビーム５０２のより小さな部分が光センサ１１４に向かって反射される。光ビーム５０２のより小さな部分を反射することにより、光センサ１１４のより小さな部分が照射される。従って、光センサ１１４内のより少ない検出器２０４が照射され、コントローラ１０８が配向フィーチャ１０４の存在を確認し、基板回転数を決定することができる（上述のように）。

図６を参照すると、基板の動きをモニタする例示の方法６００がフローチャートで示されている。三工程のみの特定のシーケンスが示されているが、工程の数と順序は単に一例にすぎず、多数の追加又は他のシーケンス、工程、小工程、大工程を、図示の例示的な工程や他の工程とは異なる順序（又は平行に）で組合わし、又は分割できると理解すべきである。

ステップ６０２では、光ビームが基板クリーニング装置内に投射される。光ビームは基板主表面に直角な光路、又は他の実施形態（例えば図５Ａと図５Ｂに示される）では、基板主表面の平面に対し傾斜（例えば４５度）する光路で進行する。光路は基板の端部に一部入射するように配置し、光路は、例えば、光ビームが基板主表面の平面に対し傾斜する場合には、反射部分を含むことができる。

ステップ６０４では、基板の配向フィーチャ（例えばノッチ部、フラット部、マーク部等）が光路を横切る。例えば、基板がクリーニングされている間、基板を回転すると、光路の横断が起こる。

ステップ６０６では、配向フィーチャが光路を横切る場合、光センサの内の少なくとも１つの光検出器の状態を変化させる。上述のように、光センサは光検出器のアレイを含み、その状態の変化は光路を通る配向フィーチャの通路で表される。即ち、配向フィーチャが光路を横切ると、少なくとも１つの光検出器の状態が、例えば光検出から光非検出へ、又は光非検出から光検出に変化する。

上述の説明は本発明の例示的な実施形態を開示したに過ぎない。本発明の範囲内での上記の開示された装置と方法の改良は、当業者には直ちに明白である。例えば、同一又は異なる位置に配置した複数の光源を含むクリーニング装置を使用してもよい。光源及び／又は光センサのような構成要素は、無線、有線又は任意の適切な手段で制御、及び／又はコントローラ１０８と通信できる。

従って、本発明は例示的な実施形態との関連で開示したが、他の実施形態も特許請求の範囲で定められる本発明の精神と範囲内でありえると理解すべきである。

〜 本発明のいくつかの実施形態の光センサにより検出される基板の配向フィーチャの正面斜視図である。 本発明の実施形態の光検出器アレイの１つ以上の光検出器に光ビームを照射する図１Ａ及び図１Ｂの光センサと光源の拡大斜視図である。 本発明の実施形態の基板の配向フィーチャがずれた場合、光検出器アレイの複数の光検出器に光ビームを照射する図１Ａ及び図１Ｂの光センサと光源の拡大斜視図である。 液滴が本発明の実施形態の基板の配向フィーチャ上にある場合、光検出器アレイに光ビームを重ねる図１Ａ及び図１Ｂの光センサと光源の拡大斜視図である。 〜 本発明の実施形態の基板が回転する場合、光センサにより検出される基板上の配向フィーチャの正面斜視図である。 発明のいくつかの実施形態の例示的な方法を示すフローチャートである。

Claims (15)

1. クリーニング時に基板の回転をモニタするシステムであって、
   基板の支持及びクリーニングに用いられる基板クリーニング装置と、
   基板クリーニング装置内で光路を有する光ビームの提供に用いられる光源と、
   光源からの光ビームを受光するよう光路に沿って配置され、基板の配向フィーチャが光路を横切る時、配向フィーチャの検出に用いられる光センサを含み、
   光センサが光検出器のアレイを含むモニタシステム。
2. 配向フィーチャがノッチ部及びフラット部の少なくとも１つである請求項１記載のシステム。
3. 光路が基板の主表面に直角である請求項１記載のシステム。
4. 光路が基板の主表面に対し傾斜し、光路が配向フィーチャ位置に基づき反射部分を含むように変化する請求項１記載のシステム。
5. 光路が基板の端部に隣接して配置される請求項１記載のシステム。
6. 基板クリーニング装置がクリーニング時に流体を基板上に付着させ、光センサは、流体が光路に存在することの影響を受けずに、配向フィーチャの検出に用いられる請求項１記載のシステム。
7. 光検出器のアレイが基板の中心から放射状に広がる線に配置された複数の光検出器を含む請求項１記載のシステム。
8. 基板の回転をモニタする装置であって、
   基板に一部入射する光路を有する光ビームの提供に用いられる光源と、
   光源からの光ビームを受光するよう光路に沿って配置され、基板の配向フィーチャが光路を横切る時、配向フィーチャの検出に用いられる光センサを含み、
   光センサが光検出器のアレイを含む装置。
9. 配向フィーチャがノッチ部及びフラット部の少なくとも１つである請求項８記載の装置。
10. 光路が基板の主表面に直角である請求項８記載の装置。
11. 光路が基板の主表面に対し傾斜し、光路が配向フィーチャ位置に基づき反射部分を含むように変化する請求項８記載の装置。
12. 光路が基板の端部に隣接して配置される請求項８記載の装置。
13. 光センサが、光センサへの到達が妨げられた光ビームの量変化の影響を受けずに、配向フィーチャの検出に用いられる請求項８記載の装置。
14. 光検出器のアレイが基板の中心から放射状に広がる線に配置された複数の光検出器を含む請求項８記載の装置。
15. クリーニング時に基板の回転をモニタする方法であって、
    基板クリーニング装置内で光路を有する光ビームを投射し、
    基板の配向フィーチャが光路を横切り、
    配向フィーチャが光路を横切るとき、光検出器のアレイを含む光センサの少なくとも１つの光検出器の状態を変化させることを含む方法。

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