JP2012511826A - チャック上でウエハのセンタリングを行なう方法およびシステム - Google Patents

チャック上でウエハのセンタリングを行なう方法およびシステム Download PDF

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Abstract

【課題】
【解決手段】ウエハ取扱機構を操作して、チャック上にウエハを載置する。ウエハにチャック把持力を印加することによって、チャックのウエハ支持フィーチャがウエハ表面に欠陥パターンを転写する。欠陥計測ツールを用いてウエハ表面を解析して、ウエハ表面に転写された欠陥パターンのマッピングを取得する。ウエハ表面に転写された欠陥パターンを解析することにより、ウエハ座標系におけるチャックの中心座標を求める。チャックの中心座標とウエハ中心との間の空間オフセットを求める。空間オフセットを用いてウエハ取扱機構を調整して、チャックの中心座標に対してウエハ中心が一直線上にくるように位置合わせを行なう。
【選択図】図７Ｃ

Description

集積回路やメモリーセル等の半導体デバイスの製造において、一連の製造工程を実施することにより、半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」または「基板」と称する）上にフィーチャを形成する。このようなウエハの例として、シリコン基板上に多層（マルチレベル）構造を形成したＩＣ（集積回路）デバイスが挙げられる。基板層に、拡散領域を有するトランジスタ素子を形成する。その上層に、相互接続される金属配線のパターンを形成して、トランジスタ素子に電気的に接続することにより、所望のＩＣデバイスを製造する。さらに、誘電材料を用いて、パターン形成した導電層を他の導電層から絶縁させる。
さまざまなウエハ製造工程では、処理チャンバ内でウエハを取り扱ったり、チャック上にウエハを載置したりする必要がある。ロボット装置を用いた遠隔操作で、チャック上にウエハが載置される。通常、チャック上にウエハを載置する際には、チャックに対して既知の位置にウエハを置くことが重要である。たとえば、チャックのウエハ収容領域内でウエハをセンタリングする場合を考える。ロボット装置によってチャック上にウエハを載置する場合、その配置精度は、通常、チャックの空間位置に対するロボット装置のキャリブレーション（較正）の精度によって決まる。したがって、ロボット装置とチャックの空間位置との間のキャリブレーションに問題があれば、チャック上の中心ではない位置にウエハが載置されてしまう可能性がある。このような場合、チャックのウエハ収容領域に対して、どのくらいウエハの中心が外れているかが、わからないことが多い。
チャンバ内のウエハ上で実行される処理は、通常、チャックのウエハ収容領域内でウエハがセンタリングされているという仮定のもとに行なわれる。すなわち、チャック上のウエハの位置が中心から外れていると、ウエハ製造処理において所望の結果が得られない可能性がある。したがって、チャック上でウエハをセンタリングするための、より高度な制御が必要とされている。
一実施形態として、チャック上でウエハをセンタリングする方法を開示する。この方法は、チャックに接するウエハ表面から欠陥計測データを取得する工程を備える。この方法は、また、欠陥計測データに基づき、ウエハの座標系におけるチャックの中心座標を求める工程を備える。この方法は、さらに、チャックの中心座標とウエハ中心との間の差を求める工程を備える。また、この方法は、チャックの中心座標とウエハ中心との間の差に基づき、ウエハ取扱機構を調整して、チャックの中心座標に対してウエハ中心が一直線上にくるように位置合わせを行なう工程を備える。
別の実施態様として、チャック中心からのウエハ中心のオフセットを求める方法を開示する。この方法では、まず、ウエハをチャック上に載置する。チャックは、チャック上にウエハが載置される際にウエハ表面に接するように構成される複数の支持フィーチャを備える。ウエハに把持圧力を印加することによって、チャックに接するウエハ表面に複数の支持フィーチャにより欠陥パターンを転写する。次に、チャックからウエハを取り外す。ウエハ表面上の欠陥パターンを解析して、ウエハの座標系におけるチャックの中心座標の位置決めを行なう。チャックの中心座標とウエハ中心との間のオフセットを求める。チャックの中心座標とウエハ中心との間のオフセットをコンピュータ読み取り可能なメモリに格納する。
さらに別の実施態様として、チャック上でウエハをセンタリングするシステムを開示する。チャックは、チャック上にウエハを位置決めする際にウエハ表面に接するように構成される複数の支持フィーチャを備える。このシステムは、チャック上にウエハを位置決めするように構成されるウエハ取扱機構を備える。このシステムは、さらに、ウエハ表面上の欠陥の検出およびマッピングを行なうように構成される欠陥計測ツールを備える。また、このシステムは、ウエハ座標系におけるチャックの中心座標を求めるように構成される解析モジュールを備える。チャックの中心座標は、欠陥計測ツールによって生成される欠陥マップに基づいて、決定される。欠陥マップは、チャックの複数の支持フィーチャによりウエハ表面に転写された欠陥を示す。解析モジュールは、さらに、チャックの中心座標とウエハ中心との間のオフセットを求め、求めたオフセットをコンピュータ読み取り可能なメモリに格納するように構成される。
本発明の他の態様および効果は、添付の図面を参照して、本発明を例示する以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
本発明の一実施形態において、チャックに対するウエハ取扱機構の相対的な位置関係を示す上面図。 本発明の一実施形態におけるウエハ処理チャンバの断面図。 本発明の一実施例におけるチャックの断面図。 本発明の一実施例における図３に示したチャックの上面図。 本発明の一実施例において、対応する欠陥パターンが転写された、チャックに接するウエハ表面を示す図。 本発明の一実施例において、チャックの支持フィーチャを空間的に囲む包含領域を示す図。 本発明の一実施例において、チャックによってウエハに転写された欠陥パターン上での所定のスキャン位置における包含領域を示す図。 図７Ａと同じラスタースキャン位置において、チャックの中心座標に対して回転させた配置の包含領域を示す図。 本発明の一実施例において、最大包含位置における包含領域を示す図。 本発明の一実施例において、チャックの中心座標とウエハ中心との間で求められた空間的関係を示す図。 本発明の一実施例において、チャック上にウエハをセンタリングする方法を示すフローチャート。 本発明の一実施例において、チャック中心からのウエハ中心のオフセットを求める方法を示すフローチャート。 本発明の一実施例において、チャック上でウエハをセンタリングするシステムを示す図。 本発明の一実施例におけるＧＵＩの例を示す図。
以下、本発明の理解を助けるために、具体的な構成に基づき、本発明を詳細に説明する。当業者には自明のことであるが、これらの具体的な構成の一部又は全部を省略しても、本発明は実施可能である。また、本発明の要旨を不要に曖昧にすることがないように、周知の処理操作に関しては詳述しない。
図１は、本発明の一実施形態において、チャック１０５に対するウエハ取扱機構１０１の相対的な位置関係を示す上面図である。ウエハ取扱機構１０１は、チャック１０５に対してウエハ１０３を正確に動かして、位置決めを行なうことにより、チャック１０５上にウエハ１０３を載置し、また、チャック１０５からウエハ１０３を取り外すロボット機構である。本実施例において、ウエハ取扱機構１０１は、矢印１０７で示すように、チャック１０５に近づく方向に、また、チャック１０５から離れる方向にウエハ１０３を動かすように構成される。また、本実施例において、ウエハ取扱機構１０１は、矢印１０９で示すように、回転軸を中心として方位角の方向にウエハ１０３を動かすように構成される。
自明のことであるが、図１に示すウエハ取扱機構１０１の構成は、例示に過ぎず、何ら本発明を限定する目的のものではない。したがって、正確かつ制御可能にチャック１０５上にウエハ１０３を載置するような構成であれば、他の実施形態として、ウエハ取扱機構１０１をさまざまな設計及び／又は操作で実施可能である。たとえば、一実施例において、コンピュータシステムを介した座標のプログラミングによって、チャック１０５に対するウエハ１０３の相対的な位置決めを行なうように、ウエハ取扱機構１０１を構成するものでもよい。
図２は、本発明の一実施形態におけるウエハ処理チャンバ２０１の断面図である。チャンバ２０１は可動ドア２０３を備え、ウエハ１０３は、ウエハ取扱機構１０１により、可動ドア２０３を通って出し入れ可能である。チャック１０５は、ウエハ処理操作の間、ウエハ１０３を受け入れ、支持し、保持するようにチャンバ２０１内に配置される。図２に示す実施例の構成において、チャック１０５は、チャック１０５上へのウエハ１０３の載置およびチャック１０５からのウエハ１０３の取り外しを容易にするように、複数のリフトピン２０５を備える。この実施例において、ウエハ取扱機構１０１及びリフトピン２０５は、リフトピン２０５が上昇位置にある場合にリフトピン２０５上にウエハ１０３を載置することができるように、協働する。リフトピン２０５をチャック１０５内まで下降させると、ウエハ１０３はチャック上に載置される。ウエハ１０３を取り外す際には、リフトピン２０５を上昇させて、ウエハ取扱機構１０１がウエハ１０３を回収可能な鉛直方向の位置までウエハ１０３を持ちあげる。
当然のことであるが、ウエハ取扱機構１０１の位置決め精度により、チャック１０５上のウエハ１０３の位置決め精度が決まる。また、自明のことであるが、図２に示すチャンバ２０１の構成は、例示に過ぎず、何ら本発明を限定する目的のものではない。したがって、正確で制御可能なウエハ取扱機構１０１によるチャック１０５上へのウエハ１０３の位置決めは、チャック１０５を用いたウエハ１０３の受け入れ、支持、保持が可能な他のさまざまな形態のウエハ処理装置を用いて、実施可能である。
図３は、本発明の一実施例におけるチャック１０５の断面図である。チャック１０５は、ウエハ１０３がチャック１０５上に載置される際にウエハ１０３の表面に接するように構成される複数の支持フィーチャ３０１及び３０３を備える。もっと具体的に説明すると、図３に示す実施例の構成において、支持フィーチャ３０１は、チャック１０５の全体にわたって分布し、ウエハ１０３を支持するほぼ一定の高さのメサ型構造として構成される。また、支持フィーチャ３０３は、ウエハ１０３の周縁部を支持する隆起環状構造として構成される端部密閉部である。支持フィーチャ３０３の高さは、支持フィーチャ３０１の一定の高さとほぼ同じである。
図４は、本発明の一実施例における図３に示したチャック１０５の上面図である。ウエハ１０３の周縁部１０３Ａの輪郭は、チャック１０５上にウエハ１０３が載置されていることを示す。一実施例において、チャック１０５は、チャック１０５に対するウエハ１０３の静電引力によりウエハ１０３にチャック把持力を印加するように構成される静電チャックである。支持フィーチャ３０１は、チャック１０５の全体に分布して、チャック把持力を印加する際に、ウエハ１０３の裏面を十分に均一に支持することができる。
ウエハ１０３にチャック把持力を印加すると、チャック１０５に接するウエハ面上に欠陥パターンが形成される。もっと具体的に説明すると、ウエハ１０３に接するチャック１０５の支持フィーチャ３０１及び３０３により、欠陥パターンが形成される。欠陥パターンは、ウエハ表面上に形成される欠陥や、ウエハ表面上に移動した粒子状物質、または、これらの組み合わせを含むものでもよい。欠陥は、たとえば、チャッキング前のウエハ表面条件に対する窪み形状や他の形状の不規則なフィーチャとして現れるものでもよい。また、粒子状物質は、たとえば、フレーク状、粒子状やウエハ表面上に存在する他の形状の異物として現れるものでもよい。
図５は、本発明の一実施例において、対応する欠陥パターン５０１が転写された、チャック１０５に接するウエハ１０３の表面を示す図である。ウエハ１０３上に存在する欠陥の検出およびマッピングを行なう欠陥計測ツールを用いて、ウエハ１０３に転写された欠陥パターン５０１を取得することも可能である。欠陥計測ツールは、基本的には、ウエハ表面上の凹凸を検出およびマッピングするように構成されるいかなる種類の装置でもよい。欠陥計測ツールの例としては、ＫＬＡ社製の型番ＫＬＡＳＰ１及びＫＬＡＳＰ２が挙げられる。ただし、自明のことであるが、十分に高い精度で十分に小さなサイズの欠陥の検出およびマッピングが可能であれば、これ以外のさまざまな種類の欠陥計測ツールを本発明と組み合わせて利用することができる。たとえば、４５ナノメートルほどの小さな粒子を検出可能な欠陥計測ツールを用いるようにしてもよい。ただし、もっと大きなサイズの欠陥検出能力を有する欠陥計測ツールを用いて、本発明を実施するようにしてもよい。
ウエハ１０３と接するチャック１０５の支持フィーチャ３０１／３０３を、厳密に公差を制御してチャック１０５上に形成し、チャック１０５の中心座標、すなわち、チャック１０５のウエハ収容領域の中心座標の指標としてもよい。したがって、チャック１０５の支持フィーチャ３０１／３０３の空間位置を用いて、チャック１０５の中心座標を特定することができる。たった２つの支持フィーチャを用いて、チャック１０５の中心座標を求めることも可能であるが、より多くの支持フィーチャを用いる方が、チャック１０５の中心座標の特定が容易になり、また、特定精度も高くなる。
チャック１０５の支持フィーチャ３０１／３０３の空間位置からチャック１０５の中心座標を求めることができるため、ウエハ１０３の座表系におけるチャック１０５の中心座標を、チャック１０５の支持フィーチャ３０１／３０３によりウエハ１０３に転写された欠陥パターン５０１から求めることができる。また、ウエハ１０３の座標系におけるチャック１０５の中心座標を求めれば、ウエハ１０３の中心からのチャック１０５の中心座標のオフセットを求めることができる。求めたオフセットを用いて、チャック１０５上におけるウエハ１０３の載置位置を調整して、チャック１０５の中心座標に対してウエハ１０３の中心が一直線上にくるように位置合わせを行なうことができる。
本発明には、チャックの支持フィーチャによりウエハ表面に転写された欠陥を示す欠陥パターン、すなわち、欠陥マップに基づいて、ウエハ座標系におけるチャックの中心座標を求めるように構成される解析方法／モジュールが含まれる。解析方法／モジュールは、また、チャックの中心座標とウエハ中心との間のオフセットを求めるように構成される。解析方法／モジュールは、さらに、チャックの支持フィーチャを空間的に囲む包含領域を定義するように構成される。
図６は、本発明の一実施例において、チャック１０５の支持フィーチャ３０１及び３０３を空間的に囲む包含領域６０１を示す図である。包含領域６０１は、チャッキング処理の際にウエハ１０３への欠陥パターン５０１の転写に寄与するチャック１０５の支持フィーチャ３０１／３０３を幾何学的に囲むように構成される。包含領域６０１は、チャック１０５の支持フィーチャ３０１／３０３に対応するため、チャック１０５の支持フィーチャ３０１／３０３によってウエハ１０３に転写された欠陥を囲むように包含領域６０１を配置する際に、ウエハ座標系におけるチャック１０５の中心座標を、包含領域６０１の位置から導くことができる。チャック１０５の支持フィーチャ３０１／３０３によってウエハ１０３に転写された欠陥を囲む包含領域６０１の位置を決めるために、包含領域６０１を欠陥計測データ上でスキャンして、包含領域６０１内に含まれる欠陥の数が最大になる最大包含位置を求める。
図７Ａは、本発明の一実施例において、チャック１０５によってウエハ１０３に転写された欠陥パターン５０１上での所定のスキャン位置における包含領域６０１を示す図である。一実施例において、包含領域６０１を直交ラスタライズ処理により欠陥パターン５０１上でスキャンすることにより、すなわち、包含領域６０１をラスタースキャンすることにより、ウエハ１０３全域にわたる複数の直交格子点において、すなわち、複数のラスタースキャン位置において、包含領域６０１内に含まれる複数の欠陥の評価を行なう。包含領域６０１の最大包含位置は、包含領域６０１に含まれる欠陥の数が最大になる包含領域６０１の位置を示す。
一実施例において、包含領域６０１の最大包含位置が方位角位置成分を含むように、チャック１０５の支持フィーチャ３０１／３０３をチャック１０５の中心座標まわりに非対称に配置する。図示した例のチャック１０５は、このように非対称に配置された支持フィーチャ３０１を備える。この実施例において、欠陥パターン５０１上で包含領域６０１をスキャンする際に、各ラスタースキャン位置で包含領域６０１を回転させる。たとえば、図７Ｂは図７Ａと同じラスタースキャン位置における包含領域６０１を示す図であるが、チャック１０５の中心座標に対して包含領域６０１を回転させた配置となっている。このように、欠陥パターン５０１上で包含領域６０１をスキャンすることにより、チャック１０５に対するウエハ１０３の並進移動オフセットおよび回転移動オフセットの両方を求めることができる。
図７Ｃは、本発明の一実施例において、最大包含位置における包含領域６０１を示す図である。最大包含位置（場合によっては、回転を含む）では、包含領域６０１内に含まれる測定欠陥数が最大になる。欠陥パターン５０１上での包含領域６０１のスキャン処理に関して、分かりやすいように、物理的な用語を用いて説明してきたが、欠陥パターン５０１上の包含領域６０１のスキャン処理全体を包含領域６０１の形状定義と欠陥座標等の欠陥データに基づく演算で行なうことも可能である。まず、ウエハ１０３の座標系における最大包含位置を求める。次に、最大包含位置に基づき、ウエハ座標系におけるチャックの中心座標を包含領域６０１の形状から取得する。これにより、チャッキング処理の際のチャックの中心座標とウエハ中心との間の関係を取得する。最大包含位置が回転成分を含む場合には、チャッキング処理の際のチャックに対するウエハの方位角位置も取得する。
図７Ｄは、本発明の一実施例において、チャックの中心座標とウエハ中心との間で求められた空間的関係を示す図である。チャックの中心座標を照準線７０１で示し、ウエハ中心を照準線７０３で示す。ウエハ中心とチャックとの間のｘ方向のオフセットを矢印７０５で示し、ウエハ中心とチャックとの間のｙ方向のオフセットを矢印７０７で示す。ｘ方向のオフセットとｙ方向のオフセットに基づき、チャックの中心座標に対してウエハ中心が一直線上にくるような位置合わせを行なうために必要なウエハ取扱機構１０１の調整度合いを求める。次に、求めた調整度合いに従って、実際に、ウエハ取扱機構１０１の調整／キャリブレーション（較正）を実行する。
欠陥計測ツールにより測定された欠陥データが、体系的に、空間の歪みを内在している場合がある。たとえば、欠陥の測定座標が、ウエハ中心に対する径方向のバイアスを含んでいる場合がある。この場合、径方向のスケール係数を欠陥データに適用して、欠陥計測ツールに起因する空間の歪みを補償することができる。径方向のスケール係数は、基本的に、ウエハ中心に対する欠陥の径方向測定位置を調整するものである。たとえば、径方向のスケール係数が既知の場合、欠陥パターン５０１上で包含領域６０１をスキャンする前に、このスケール係数を欠陥データに適用するようにしてもよい。あるいは、径方向のスケール係数が既知ではない場合、包含領域６０１内の複数のスキャン位置で欠陥パターン５０１の欠陥データを径方向にスケーリングして、適切な径方向のスケール係数を求めるようにしてもよい。たとえば、欠陥データの低解像度解析により、径方向のスケール係数を求め、次に、最大包含位置を特定するための包含領域６０１のスキャンを、欠陥データの高解像度解析により行なうようにしてもよい。
図８は、本発明の一実施例において、チャック上にウエハをセンタリングする方法を示すフローチャートである。この方法は、まず、チャックに接するウエハ表面から欠陥計測データを取得する工程８０１を実行する。欠陥計測データには、さまざまな種類の欠陥データが含まれるが、たとえば、欠陥位置データ、粒子状物質位置データ、または、これらの組み合わせを含むものでもよい。一実施例において、欠陥計測データを取得する工程８０１が、
・チャック上にウエハを載置する工程と、
・把持力をウエハに印加する工程と、
・ウエハをチャックから取り外す工程と、
・欠陥計測ツールを用いてチャックに接するウエハ表面をスキャンして、ウエハ表面上の欠陥の検出およびマッピングを行なう工程と、
を備える構成でもよい。
また、一実施例において、この方法が、さらに、欠陥計測データをスケーリングして、欠陥計測ツールに起因する空間の歪みを補償する工程を備える構成でもよい。この方法は、次に、欠陥計測データに基づき、ウエハの座標系におけるチャックの中心座標を求める工程８０３を実行する。一実施例において、チャックの中心座標を求める工程が、
・ウエハ表面に接するように構成されるチャック・フィーチャに由来する欠陥データの予想空間分布を囲む包含領域を定義する工程と、
・欠陥計測データ上で包含領域を空間的にスキャンして、包含領域内に含まれる欠陥の数が最大になる最大包含位置を求める工程と、
・包含領域の最大包含位置からチャックの中心座標を求める工程と、
を備える構成でもよい。
一実施例において、欠陥計測データ上で包含領域を空間的にスキャンする工程は、欠陥計測データのウエハマップ上で包含領域をラスタースキャンする工程を備える構成でもよい。この実施例では、包含領域内に含まれる複数の欠陥の測定が、複数のラスタースキャン位置で行なわれる。さらに、一実施例において、包含領域が、ウエハ中心に対して非対称であり、欠陥計測データ上で包含領域を空間的にスキャンする工程が、各ラスタースキャン位置で包含領域を回転させる工程を備えるような構成でもよい。
この方法は、次に、チャックの中心座標とウエハ中心との間の差を求める工程８０５を実行する。さらに、チャックの中心座標とウエハ中心との間の差に基づき、ウエハ取扱機構を調整して、チャックの中心座標に対してウエハ中心が一直線上にくるように位置合わせを行なう工程８０７を実行する。
図９は、本発明の一実施例において、チャック中心からのウエハ中心のオフセットを求める方法を示すフローチャートである。この方法は、まず、チャック上にウエハを載置する工程９０１を実行する。チャックは、チャック上にウエハを載置する際にウエハ表面に接するように構成される複数の支持フィーチャを備える。この方法は、次に、ウエハに把持圧力を印加する工程９０３を実行する。ウエハに把持圧力を印加することによって、チャックに接するウエハ表面に複数の支持フィーチャにより欠陥パターンが転写される。欠陥パターンには、さまざまな種類の欠陥が含まれるが、たとえば、ウエハ表面上の物理的欠陥および/またはウエハ表面上の粒子状汚染物質を含むものでもよい。言うまでもないが、「欠陥」は、ウエハ表面上のさまざまな形態の凹凸を意味する。
この方法は、次に、チャックからウエハを取り外す工程９０５を実行する。さらに、ウエハ表面上の欠陥パターンを解析して、ウエハの座標系におけるチャックの中心座標の位置決めを行なう工程９０７を実行する。一実施例において、ウエハ表面上の欠陥パターンを解析する工程が、
・欠陥計測ツールを用いてチャックに接するウエハ表面を解析して、ウエハ表面上の欠陥の検出およびマッピングを行なう工程と、
・ウエハ表面に接するように構成される複数の支持フィーチャの空間分布を囲む包含領域を定義する工程と、
・ウエハ表面上でマッピングされた欠陥上で包含領域を空間的にスキャンして、包含領域内に含まれる欠陥の数が最大になる最大包含位置を求める工程と、
・複数の支持フィーチャとチャックの中心座標との間の既知の空間的関係を用いて、包含領域の最大包含位置からチャックの中心座標を求める工程と、
を備える構成でもよい。
一実施例において、包含領域を空間的にスキャンする工程が、ウエハ表面上にマッピングされた欠陥上で包含領域をラスタライズ処理により動かす工程を備え、包含領域内に含まれる複数の欠陥の測定が複数のラスタースキャン位置で行なわれるものでもよい。一実施例において、包含領域はウエハ中心に対して非対称であり、ウエハ表面上にマッピングされた欠陥上で包含領域を空間的にスキャンする工程が、各ラスタースキャン位置で包含領域を回転させる工程を備える構成でもよい。
この方法は、次に、チャックの中心座標とウエハ中心との間のオフセットを求める工程９０９を実行する。さらに、チャックの中心座標とウエハ中心との間のオフセットをコンピュータ読み取り可能なメモリに格納する工程９１１を実行する。言うまでもないが、チャック上にウエハを載置する工程９０１と、ウエハに把持圧力を印加する工程９０３と、チャックからウエハを取り外す工程９０５とは、通常処理手順に従って実行することができる。したがって、チャック中心からのウエハ中心のオフセットを求めるために、チャックが収容されるウエハ処理チャンバを変形する必要はない。
以上の説明からもわかるように、転写された欠陥パターンが既存のウエハ欠陥又はその他の特性で目立たなくなることなく、ウエハに欠陥パターンが転写できるように、ウエハを構成する必要がある。一実施例において、ウエハの研磨面をチャックに接触させて、チャックの支持フィーチャによって形成される欠陥パターンを転写させる。ウエハの研磨面は、チャックの支持フィーチャとの接触により生じた欠陥を転写可能なほぼ無傷のキャンバスとなる。ウエハは、基本的に、欠陥を測定可能ないかなる種類のウエハでもよい。たとえば、ウエハは再生ウエハでもよい。また、ウエハへのチャッキング処理の前に、チャックの表面をシリコン系膜（たとえば、ＡＣ３）等の被膜で前処理して、ウエハへの欠陥の転写を容易にする、および／または、チャッキング処理の際にウエハに転送するべき所望の支持フィーチャパターンと無関係の疑似欠陥の発生を抑制するようにしてもよい。さらに、処理ウエハを処理チャンバから取り出す際にリアルタイムで処理ウエハ裏面の欠陥測定を行なうことができるように、欠陥計測ツールを配置するようにしてもよい。この場合、処理ウエハの裏面欠陥データを解析して、リアルタイムで、ウエハ取扱機構をウエハセンタリングのために調整するような構成でもよい。
図１０は、本発明の一実施例において、チャック上でウエハをセンタリングするシステムを示す図である。システムは、チャック１０５を備える。前述したように、チャック１０５は、チャック１０５上にウエハを載置する際にウエハ表面に接するように構成される複数の支持フィーチャを備える。システムは、また、チャック１０５上でウエハを位置決めするように構成されるウエハ取扱機構１０１を備える。システムは、また、ウエハ表面上で欠陥の検出およびマッピングを行なうように構成される欠陥計測ツール１００１を備える。システムは、さらに、欠陥計測ツールにより生成される欠陥マップに基づき、ウエハ座標系におけるチャックの中心座標を求めるように構成される解析モジュール１００５を備える。欠陥マップは、チャックの複数の支持フィーチャによってウエハ表面に転写された欠陥を示す。解析モジュール１００５は、さらに、チャックの中心座標とウエハ中心との間のオフセットを求めて、求めたオフセットをコンピュータ読み取り可能なメモリに格納するように構成される。
解析モジュール１００５は、さらに、チャックの複数の支持フィーチャを空間的に囲む包含領域を定義するように構成される。包含領域の空間位置からチャックの中心座標を導き出せる。解析モジュール１００５は、また、欠陥マップ上で包含領域を空間的にスキャンして、包含領域内に含まれる欠陥の数が最大になる最大包含位置を求めるように構成される。解析モジュール１００５は、さらに、包含領域の最大包含位置に基づいて、チャックの中心座標を求めるように構成される。
さらに、一実施例において、システムは、ウエハセンタリング処理に関係する画像や図をレンダリングするように構成されるグラフィカルユーザーインターフェース（ＧＵＩ）１００３を備える。たとえば、ＧＵＩ１００３を、ウエハの画像上に欠陥マップをレンダリングし、求めた包含領域の最大包含位置をレンダリングし、求めたチャックの中心座標をレンダリングし、ウエハ中心をレンダリングし、求めたチャックの中心座標とウエハ中心との間のオフセットをレンダリングするように構成してもよい。
図１１は、本発明の一実施例であるＧＵＩ１００３の例を示す図である。ＧＵＩ１００３は、包含領域のラスタースキャン位置の関数として、包含領域内に存在する欠陥数をプロットしたウィンドウ１１０１を備える。ウィンドウ１１０１には、ウエハ中心を示す照準線１１０３およびウエハ上の欠陥パターンによって決まるチャック中心を示す照準線１１０５も含まれる。ＧＵＩ１００３は、また、ウィンドウ１１０１のさまざまな表示制御およびウエハ中心とチャック中心のオフセット結果（「移動結果」）を与える領域１１０７を備える。ＧＵＩ１００３は、さらに、チャック中心に対してウエハ中心が一直線上にくるように位置合わせするのに必要なウエハ取扱機構調整の計算値群を与えるウィンドウ１１０９を備える。図１１に示す例では、「Ｔ方向」調整は、図１の矢印１０９で示すような方位角方向の調整に対応する。また、「Ｒ方向」調整は、図１の矢印１０７で示すような半径方向の調整に対応する。また、「カウント」は、ウエハ取扱機構の位置決めに用いられるステッピングモーターの動作増分を示す。たとえば、Ｔ方向の１カウントは、約１６マイクロメートルに対応し、Ｒ方向の１カウントは、約１マイクロメートルに対応する。
以上説明したチャック上でウエハをセンタリングする方法およびシステムにより、チャック中心から約０．００２インチ（約５０マイクロメートル）以内の範囲で、ウエハ中心を位置合わせすることができる。また、以上説明したチャック上でウエハをセンタリングする方法およびシステムは、既存のウエハ処理装置のハードウェア変更を必要とせず、通常の動作モードでウエハ処理装置を動作させることにより、実施可能である。
上述の実施例を考えた場合、コンピュータシステムに記憶させたデータを用いる様々なコンピュータが実行する操作により本発明を実施することが可能である。これらの操作では、物理量を物理的に操作することが必要となる。必ずではないが、多くの場合、これらの物理量は、格納、転送、結合、比較及びその他の操作が可能な電気信号や磁気信号の形態をとる。また、実行される代表的な操作は、生成、同定、判定、比較等である。
以上説明してきた本発明の一部を構成する操作は、いずれも、実用的な機械操作である。本発明を、これらの操作を実行するデバイスや装置として実現することも可能である。このような装置は、特定の目的のために特別に構築されたものでもよいし、コンピュータに記憶したコンピュータプログラムによって選択的に駆動・設定される汎用コンピュータでもよい。さまざまな汎用機を本明細書の記載に従って書かれたコンピュータプログラムと共に用いるものでもよい。あるいは、特定の操作を実行するための専用装置を生成すれば、さらに利便性が向上する。
コンピュータ読み取り可能な媒体に記録させたコンピュータ読み取り可能なコードとして本発明を実現することも可能である。コンピュータ読み取り可能な媒体は、コンピュータシステムの読み取りが可能なデータを記憶することができるいかなるデータ記憶装置でもよい。コンピュータ読み取り可能な媒体の例としては、ハードディスク、ネットワーク接続ストレージ（ＮＡＳ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、磁気テープおよびその他の光学式及び非光学式データ記憶装置が挙げられる。また、本発明を実現するコンピュータ読み取り可能なコードを複数のコンピュータシステムを結合したネットワークを介して分散されている複数のコンピュータ読み取り可能な媒体装置に格納して、コンピュータ読み取り可能なコードの記憶と実行を分散させるような構成でもよい。
以上、いくつかの実施形態を参照して、本発明を説明してきたが、当業者には自明のように、本明細書の記載や図面に基づき、本発明を、さまざまに変形・変更、追加、置換した形態および等価な形態で実施可能である。したがって、本発明の要旨の範囲内に、このような変形・変更、追加、置換した形態および等価な形態も含まれる。

Claims (20)

  1. チャック上でウエハをセンタリングする方法であって、
    前記チャックに接する前記ウエハの表面から欠陥計測データを取得する工程と、
    前記欠陥計測データに基づき、前記ウエハの座標系における前記チャックの中心座標を求める工程と、
    前記チャックの中心座標と前記ウエハの中心との間の差を求める工程と、
    前記チャックの中心座標と前記ウエハの中心との間の前記求めた差に基づき、ウエハ取扱機構を調整して、前記チャックの中心座標に対して前記ウエハの中心が一直線上にくるように位置合わせを行なう工程と、
    を備えるチャック上でウエハをセンタリングする方法。
  2. 請求項１に記載のチャック上でウエハをセンタリングする方法であって、
    前記欠陥計測データが、欠陥位置情報、粒子状物質位置情報、または、欠陥位置情報と粒子状物質位置情報との組み合わせを含む、チャック上でウエハをセンタリングする方法。
  3. 請求項１に記載のチャック上でウエハをセンタリングする方法であって、
    前記欠陥計測データを取得する工程が、
    前記チャック上に前記ウエハを載置する工程と、
    前記ウエハにチャック把持力を印加する工程と、
    前記チャックから前記ウエハを取り外す工程と、
    欠陥計測ツールを用いて前記チャックに接する前記ウエハの表面をスキャンして、前記ウエハの表面上の欠陥の検出およびマッピングを行なう工程と、
    を備える、チャック上でウエハをセンタリングする方法。
  4. 請求項３に記載のチャック上でウエハをセンタリングする方法であって、
    さらに、
    前記欠陥計測データをスケーリングして、前記欠陥計測ツールに起因する空間の歪みを補償する工程を備える、チャック上でウエハをセンタリングする方法。
  5. 請求項１に記載のチャック上でウエハをセンタリングする方法であって、
    前記チャックの中心座標を求める工程が、
    前記ウエハの表面に接するように構成されるチャック・フィーチャに由来する欠陥データの予想空間分布を囲む包含領域を定義する工程であって、前記ウエハの表面に接するように構成される前記チャック・フィーチャと前記チャックの中心座標との間の空間的関係が既知である、工程と、
    前記欠陥計測データ上で前記包含領域を空間的にスキャンして、前記包含領域内に含まれる欠陥の数が最大になる最大包含位置を求める工程と、
    前記包含領域の前記最大包含位置から前記チャックの中心座標を求める工程と、
    を備える、チャック上でウエハをセンタリングする方法。
  6. 請求項５に記載のチャック上でウエハをセンタリングする方法であって、
    前記欠陥計測データ上で前記包含領域を空間的にスキャンする工程が、前記欠陥計測データのウエハマップ上で前記包含領域をラスタースキャンする工程を備え、前記包含領域内に含まれる複数の欠陥の測定が複数のラスタースキャン位置で行なわれる、チャック上でウエハをセンタリングする方法。
  7. 請求項６に記載のチャック上でウエハをセンタリングする方法であって、
    前記包含領域が、前記ウエハの中心に対して非対称であり、前記欠陥計測データ上で前記包含領域を空間的にスキャンする工程が、各ラスタースキャン位置で前記包含領域を回転させる工程を備える、チャック上でウエハをセンタリングする方法。
  8. チャック中心からのウエハ中心のオフセットを求める方法であって、
    チャック上にウエハを載置する工程であって、前記チャックは、前記チャック上に前記ウエハを載置する際に前記ウエハの表面に接するように構成される複数の支持フィーチャを備える、工程と、
    前記ウエハに把持圧力を印加することによって、前記チャックに接する前記ウエハの表面に前記複数の支持フィーチャにより欠陥パターンを転写する工程と、
    前記チャックから前記ウエハを取り外す工程と、
    前記ウエハの表面上の前記欠陥パターンを解析して、前記ウエハの座標系における前記チャックの中心座標の位置決めを行なう工程と、
    前記チャックの中心座標と前記ウエハの中心との間のオフセットを求める工程と、
    前記チャックの中心座標と前記ウエハの中心との間の前記求めたオフセットをコンピュータ読み取り可能なメモリに格納する工程と、
    を備えるチャック中心からのウエハ中心のオフセットを求める方法。
  9. 請求項８に記載のチャック中心からのウエハ中心のオフセットを求める方法であって、
    前記チャック上にウエハを載置する工程と、前記ウエハに把持圧力を印加する工程と、前記チャックからウエハを取り外す工程とを、通常処理手順に従って実行する、チャック中心からのウエハ中心のオフセットを求める方法。
  10. 請求項８に記載のチャック中心からのウエハ中心のオフセットを求める方法であって、
    前記欠陥パターンは、前記ウエハの表面上の物理的欠陥、前記ウエハの表面上の粒子状汚染物質、または、前記ウエハの表面上の物理的欠陥と粒子状汚染物質との組み合わせを含む、チャック中心からのウエハ中心のオフセットを求める方法。
  11. 請求項８に記載のチャック中心からのウエハ中心のオフセットを求める方法であって、
    前記ウエハの表面上の欠陥パターンを解析する工程が、
    欠陥計測ツールを用いて前記チャックに接する前記ウエハの表面を解析して、前記ウエハの表面上の欠陥の検出およびマッピングを行なう工程と、
    前記ウエハの表面に接するように構成される前記複数の支持フィーチャの空間分布を囲む包含領域を定義する工程と、
    前記ウエハの表面上でマッピングされた前記欠陥上で前記包含領域を空間的にスキャンして、前記包含領域内に含まれる欠陥の数が最大になる最大包含位置を求める工程と、
    前記複数の支持フィーチャと前記チャックの中心座標との間の既知の空間的関係を用いて、前記包含領域の前記最大包含位置から前記チャックの中心座標を求める工程と、
    を備える、チャック中心からのウエハ中心のオフセットを求める方法。
  12. 請求項１１に記載のチャック中心からのウエハ中心のオフセットを求める方法であって、
    前記包含領域を空間的にスキャンする工程が、前記ウエハの表面上にマッピングされた前記欠陥上で前記包含領域をラスタライズ処理により動かす工程を備え、前記包含領域内に含まれる複数の欠陥の測定が複数のラスタースキャン位置で行なわれる、チャック中心からのウエハ中心のオフセットを求める方法。
  13. 請求項１２に記載のチャック中心からのウエハ中心のオフセットを求める方法であって、
    前記包含領域が、前記ウエハの中心に対して非対称であり、前記包含領域を空間的にスキャンする工程が、各ラスタースキャン位置で前記包含領域を回転させる工程を備える、チャック中心からのウエハ中心のオフセットを求める方法。
  14. 請求項１１に記載のチャック中心からのウエハ中心のオフセットを求める方法であって、
    さらに、
    前記ウエハの中心に対してマッピングされた前記欠陥を径方向にスケーリングして、前記欠陥計測ツールに起因する空間の歪みを補償する工程を備える、チャック中心からのウエハ中心のオフセットを求める方法。
  15. チャック上でウエハをセンタリングするシステムであって、
    チャック上にウエハを位置決めする際に前記ウエハの表面に接するように構成される複数の支持フィーチャを備えるチャックと、
    前記チャック上に前記ウエハを位置決めするように構成されるウエハ取扱機構と、
    前記ウエハの表面上の欠陥の検出およびマッピングを行なうように構成される欠陥計測ツールと、
    前記欠陥計測ツールにより生成され、前記チャックの前記複数の支持フィーチャにより前記ウエハの表面に転写された欠陥を示す欠陥マップに基づき、ウエハ座標系における前記チャックの中心座標を求めるように構成される解析モジュールであって、前記チャックの前記中心座標と前記ウエハの中心との間のオフセットを求め、前記求めたオフセットをコンピュータ読み取り可能なメモリに格納するように構成される解析モジュールと、
    を備える、チャック上でウエハをセンタリングするシステム。
  16. 請求項１５に記載のチャック上でウエハをセンタリングするシステムであって、
    前記複数の支持フィーチャの一部がメサ構造であり、前記チャックの中心座標のまわりに同心円状に円形パターンで分布する、チャック上でウエハをセンタリングするシステム。
  17. 請求項１５に記載のチャック上でウエハをセンタリングするシステムであって、
    前記複数の支持フィーチャが、前記チャックの中心座標に対して非対称位置に配置される複数の支持フィーチャを含む、チャック上でウエハをセンタリングするシステム。
  18. 請求項１５に記載のチャック上でウエハをセンタリングするシステムであって、
    前記チャックが、静電チャックである、チャック上でウエハをセンタリングするシステム。
  19. 請求項１５に記載のチャック上でウエハをセンタリングするシステムであって、
    前記解析モジュールが、前記チャックの前記複数の支持フィーチャを空間的に囲む包含領域を、前記包含領域の空間位置から前記チャックの中心座標を誘導可能なように、定義し、
    前記解析モジュールが、前記欠陥マップ上で前記包含領域を空間的にスキャンして、前記包含領域内に含まれる欠陥の数が最大になる最大包含位置を求め、
    前記解析モジュールが、前記包含領域の前記求めた最大包含位置に基づき、前記チャックの中心座標を求める、チャック上でウエハをセンタリングするシステム。
  20. 請求項１９に記載のチャック上でウエハをセンタリングするシステムであって、
    さらに、
    前記ウエハの画像上に前記欠陥マップをレンダリングし、前記包含領域の前記求めた最大包含位置をレンダリングし、前記チャックの前記求めた中心座標をレンダリングし、前記ウエハの中心をレンダリングし、前記チャックの中心座標と前記ウエハの中心との間の前記求めたオフセットをレンダリングするように構成されるグラフィカル・ユーザーインターフェースを備える、ウエハをセンタリングするシステム。
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