JP5792069B2 - 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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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。例えば本発明は以下の適用例としても実施可能である。
[適用例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。
[適用例2]適用例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。
[適用例3]適用例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。
[適用例4]適用例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。
[適用例5]適用例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。
[適用例6]適用例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。
[適用例7]適用例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。
[適用例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。
[適用例9]適用例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。
[適用例10]適用例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。
[適用例11]適用例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。
[適用例12]適用例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。
[適用例13]適用例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。
[適用例14]適用例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。
[適用例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。
[適用例16]適用例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。
[適用例17]適用例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。
[適用例18]適用例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。
[適用例19]適用例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。
[適用例20]適用例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。

Claims (18)

  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、
    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、
    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。
  2. 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、
    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。
  3. 請求項1または請求項2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。
  4. 請求項2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。
  5. 請求項4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。
  6. 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。
  7. 請求項6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。
  8. 請求項6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。
  9. 請求項6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。
  10. 請求項9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。
  11. 請求項10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。
  12. 請求項9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。
  13. 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。
  14. 請求項13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。
  15. 請求項13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。
  16. 請求項13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。
  17. 請求項13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。
  18. 請求項17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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