TW201834128A - 使用環動態對準資料之邊緣環定心方法 - Google Patents

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Abstract

一種判斷基板支撐件上之邊緣環對準的系統，其包含一機器人控制模組，機器人控制模組係用以控制一機器人將該邊緣環放置到該基板支撐件上並自該基板支撐件取回該邊緣環。一對準模組係用以在將該邊緣環放置到該基板支撐件上之前判斷該機器人上之該邊緣環的複數第一位置及在自該基板支撐件取回該邊緣環之後判斷該機器人上之該邊緣環的複數第二位置。一邊緣環位置模組係用以基於該複數第一位置與該複數第二位置之間的複數偏差判斷該邊緣環相對於該基板支撐件的一定心位置。

Description

使用環動態對準資料之邊緣環定心方法
本發明係關於在基板處理系統中對準邊緣環之系統與方法。
[交互參考之相關申請案] 此申請案主張2016年11月14日申請之美國專利臨時申請案US 62/421,569為優先權母案，將其所有內容包含於此作為參考。
此處所提供的背景說明之目的係大致上提出本發明之背景內容。本案發明人之工作成果在先前技術段落中所作的陳述、以及實施方式段落中於申請時不算是先前技術的態樣說明並非明示或暗示地被承認為用以與本申請案對抗之前案。
基板處理系統可用以處理基板如半導體晶圓。可在基板上進行的例示性處理包含但不限於化學氣相沉積(CVD)、原子層沉積(ALD)、導體蝕刻、及/或其他蝕刻、沉積、或清理處理。在基板處理系統的處理室中基板可被置於基板支撐件如平臺、靜電夾頭(ESC)等上。在蝕刻期間，可將包含一或多種前驅物的氣體混合物導入處理室中並使用電漿起始化學反應。
基板支撐件可包含用以支撐晶圓的陶瓷層。例如，在處理期間可將晶圓夾至陶瓷層。基板支撐件可包含設置在基板支撐件之外部附近(如周圍外部及/或與周圍相鄰)的邊緣環。可提供邊緣環以將電漿限制至基板上方的一體積，保護基板支撐件不受到電漿所造成的腐蝕影響等。
一種判斷基板支撐件上之邊緣環對準的系統，其包含一機器人控制模組，機器人控制模組係用以控制一機器人將該邊緣環放置到該基板支撐件上並自該基板支撐件取回該邊緣環。一對準模組係用以在將該邊緣環放置到該基板支撐件上之前判斷該機器人上之該邊緣環的複數第一位置及在自該基板支撐件取回該邊緣環之後判斷該機器人上之該邊緣環的複數第二位置。一邊緣環位置模組係用以基於該複數第一位置與該複數第二位置之間的複數偏差判斷該邊緣環相對於該基板支撐件的一定心位置。
在其他實施例中，為了判斷該複數第一位置與該複數第二位置，該系統與用以偵測該複數第一位置與該複數第二位置的一影像裝置通訊。該邊緣環的一內直徑係用以在該邊緣環被放置到該基板支撐件上時使該邊緣環相對於該基板支撐件偏移。
在其他實施例中，該複數第一位置與該複數第二位置之間的該複數偏差指示當該邊緣環被放置到該基板支撐件上時該邊緣環偏移的一大小及當該邊緣環被放置到該基板支撐件上時該邊緣環偏移的一方向。該複數第一位置包含對應至該邊緣環沿著一第一偏差方向相對於該基板支撐件放置的複數第一偏移放置位置及對應至該邊緣環沿著一第二偏差方向相對於該基板支撐件放置的複數第二偏移放置位置。該複數第二位置包含複數第一偏移取回位置及複數第二偏移取回位置，該複數第一偏移取回位置指示在該邊緣環被置於該複數第一偏移放置位置中時該邊緣環的分別偏移大小，該複數第二偏移取回位置指示在該邊緣環被置於該複數第二偏移放置位置中時該邊緣環的分別偏移大小。
在其他實施例中，其中該邊緣環位置模組係用以計算由該複數第一偏移取回位置所定義的一第一斜率及由該複數第二偏移取回位置所定義的一第二斜率。該邊緣環位置模組係用以基於該第一斜率與該第二斜率之間的一中點判斷該定心位置。該複數第一位置與該複數第二位置之間的該複數偏差包含對應至一第一軸的複數第一偏差及對應至一第二軸的複數第二偏差。該第一軸係對應至一水平軸而該第二軸係對應至一旋轉軸。
在其他實施例中，一種基板處理系統包含該系統並更包含一處理室。該基板支撐件係置於該處理室內。
一種基板支撐件上之邊緣環的對準判斷方法，其包含：控制一機器人以將該邊緣環放置到該基板支撐件上並自該基板支撐件取回該邊緣環；在將該邊緣環放置到該基板支撐件上之前判斷該機器人上之該邊緣環的複數第一位置；在自該基板支撐件取回該邊緣環之後判斷該機器人上之該邊緣環的複數第二位置；及基於該複數第一位置與該複數第二位置之間的複數偏差判斷該邊緣環相對於該基板支撐件的一定心位置。
在其他實施例中，該複數第一位置與該複數第二位置之間的該複數偏差指示當該邊緣環被放置到該基板支撐件上時該邊緣環偏移的一大小及當該邊緣環被放置到該基板支撐件上時該邊緣環偏移的一方向。該複數第一位置包含對應至該邊緣環沿著一第一偏差方向相對於該基板支撐件放置的複數第一偏移放置位置及對應至該邊緣環沿著一第二偏差方向相對於該基板支撐件放置的複數第二偏移放置位置。該複數第二位置包含複數第一偏移取回位置及複數第二偏移取回位置，該複數第一偏移取回位置指示在該邊緣環被置於該複數第一偏移放置位置中時該邊緣環的分別偏移大小，該複數第二偏移取回位置指示在該邊緣環被置於該複數第二偏移放置位置中時該邊緣環的分別偏移大小。
在其他實施例中，該方法更包含：計算由該複數第一偏移取回位置所定義的一第一斜率及由該複數第二偏移取回位置所定義的一第二斜率。該定心位置係基於該第一斜率與該第二斜率之間的一中點所判斷。該複數第一位置與該複數第二位置之間的該複數偏差包含對應至一水平軸的複數第一偏差及對應至一旋轉軸的複數第二偏差。
在其他實施例中，一種基板處理系統係用以執行該方法。
自詳細說明、申請專利範圍及圖示將明白本發明之進一步應用領域。詳細說明及特定實例意僅在說明而非限制本發明之範疇。
基板處理系統中的基板支撐件可包含邊緣環。在某些系統中，用以在處理室中將基板傳送至基板支撐件及自基板支撐件傳送基板的機器人/搬運件(如真空傳輸模組、或VTM、機器人)亦可用以將邊緣環傳送至處理室及自處理室傳送邊緣環。換言之，機器人可用以安裝邊緣環及自基板支撐件移除邊緣環。例如，邊緣環可為消耗品(即邊緣環可隨著時間磨損)，因此需要週期性地更換。
將邊緣環精準地放置到基板支撐件上可能是困難的。例如，邊緣環的期望位置可能是相對於基板支撐件的定心位置。在某些實施例中，機器人可用以將邊緣環傳送至相對於基板支撐件的預定已知定心位置。然而，基板支撐件的元件更換、處理室內的維護等可能會造成基板支撐件的中心位置改變。因此，利用先前預定的定心位置將邊緣環傳送至基板支撐件可能會無法與基板支撐件適當對準。在某些實施例中，基板支撐件及/或邊緣環可包含用以使邊緣環落在基板支撐件上之大略定心位置中的機械自我對準特徵件。
某些基板處理系統可能使用動態對準系統，動態對準系統係利用機器人對準基板支撐件上的基板。機器人更可用以將邊緣環傳送至基板支撐件及自基板支撐件傳送邊緣環。可根據預定的校正資訊控制機器人以將邊緣環置於基板支撐件上的中心處。例如，可手動將樣本測試邊緣環置於基板支撐件上的中心處。藉著控制機器人以自基板支撐件取回測試邊緣環可校正機器人。接著藉著計算機器人在取回期間的對應位置資訊(如藉由監測機器人的移動/定位)判斷經定心之測試邊緣環的座標。
然而，適當地使測試邊緣環位於中心可能是困難的。例如，測試邊緣環可能被設計為在基板支撐件上有緊密的機械銜合。在某些實施例中，墊片及/或其他額外機械手動安裝的特徵件係用以達到精準的定心位置。在定心後，可移除墊片以促進機器人取回測試邊緣環。安裝墊片可能需要排放處理室及/或控制處理室的其他條件。之後校正機器人以判斷定心位置可在處理室關閉、真空、較高的處理溫度等條件下進行。處理室中的此些條件可造成手動定心的測試邊緣環相對於基板支撐件移動，減少定心位置的計算精準度。. 因此，上面的定心方法需要額外的硬體(如測試邊緣環、墊片等)，額外的硬體因手動安裝與各種元件的定心、及人員安全下的校正、非處理條件等而容易受人為錯誤影響。又，校正的任何額外精細調整都需要重新開啟處理室，因此需要額外的清理步驟。
根據本發明原理之邊緣環對準系統及方法判斷邊緣環相對於基板支撐件之定心位置的座標。例如，邊緣環對準系統及方法進行動態對準(DA)量測以將邊緣環放置到基板支撐件上的第一位置(如預定、經校正的位置)處、自基板支撐件取回邊緣環、及在取回前判斷邊緣環是否自第一位置移至第二位置。接著使用自第一位置至第二位置的移動大小與方向以為傳送機器人計算邊緣環相對於基板支撐件的定心位置及對應的座標。例示性的DA量測系統及方法的更多細節係載於美國專利US 9,269,529中，將其所有內容包含於此作為參考。例如，DA量測系統及方法可使用光學感測器判斷在將邊緣環放置到基板支撐件上之前及自基板支撐件取回邊緣環之後機器人之末端執行器上之邊緣環的位置。邊緣環相對於末端執行器的位置的變化指示邊緣環自第一位置至第二位置的移動。換言之，在放置到基板支撐件之後邊緣環的移動可轉換為邊緣環在末端執行器上之位置的變化。
例如，每一次將邊緣環放置到基板支撐件並自基板支撐件取回時可計算總位置偏差(即自第一位置至第二位置之移動的方向與大小)。又，邊緣環與基板支撐件可包含被動的機械對準特徵件。因此，當邊緣環被放置到非定心位置時，對準特徵件可使邊緣環自動相對於基板支撐件偏移而更靠近定心位置。邊緣環的此偏移造成機器人之末端執行器上之第一放置位置與第二取回位置之間的偏差，可藉此計算實際的定心位置。
在一實例中，機器人將邊緣環放置到繞著基板支撐件設置之經舉升的舉升銷上，然後舉升銷下降將邊緣環放置到基板支撐件上。若邊緣環並非處於定心位置處，降下邊緣環會使邊緣環與基板支撐件上的對準特徵件(如邊緣環與基板支撐件之間之介面處之經削角或圓角化的邊緣)接觸，因此朝向定心位置偏移。例如，邊緣環係用以繞著基板支撐件之一上層(如陶瓷層)設置。因此，邊緣環的內直徑可大於陶瓷層的外直徑以允許操作溫度範圍內的不同熱膨脹速率。
以此方式，可以刻意漸增的放置偏差重覆將邊緣環放置到基板支撐件上並自基板支撐件移除，以收集校正資訊。放置偏差可為X軸與Y軸上的水平偏差、延伸偏差、旋轉偏差等。可針對每一放置偏差量測對應的移除偏差。因此，利用下面將詳加說明的移除偏差量測可產生U形或V形的偏差曲線。例如，在所生成之曲線中的U形或V形的側邊(如相對斜率)係對應至基板支撐件之機械對準特徵件所造成之邊緣環的偏移。因此，U形或V形曲線之兩側邊之間的中點係對應至針對一特定軸的一期望定心位置。
現參考圖1，顯示例示性的基板處理系統100。例如，基板處理系統100可利用RF電漿進行蝕刻及/或其他適合的基板處理。基板處理系統100包含圍繞基板處理系統100之其他元件並容納RF電漿的處理室。基板處理室102包含上電極104及基板支撐件106如靜電夾頭(ESC)。在操作期間，基板108係放置在基板支撐件106上。雖然顯示特定的基板處理系統100與處理室102作為實例，但本發明之原理可應用至其他類型的基板處理系統與處理室如產生原位電漿的基板處理系統、使用遠端電漿生成與輸送(例如使用電漿管、微波管)的基板處理系統等。
例如，上電極104可包含氣體分散裝置如導入並分散處理氣體的噴淋頭109。噴淋頭109 可包含幹部，幹部包含連接至處理室之上表面的一端。底部大致上為柱形並自遠離處理室上表面之幹部的相對端徑向向外延伸。噴淋頭之底部之面基板表面或面板包含使處理氣體或吹淨氣體流過的複數孔洞。或者，上電極104可包含導通板，處理氣體可以另一方式導入。
基板支撐件106包含作為下電極的導電底部110。底板110支撐陶瓷層112。在某些實施例中，陶瓷層112可包含加熱層如陶瓷多區加熱板。熱阻抗層114(如接合層)可設置於陶瓷層112與底板110之間。底板110可包含用以使冷卻劑流過底板110的一或多個冷卻劑通道116。
RF生成系統120產生並輸出RF電壓至上電極104與下電極(如基板支撐件106之底板110)中之一者。上電極104與底板110中的另一者可直流接地、交流接地、或浮接。例如，RF生成系統120可包含產生RF電壓的RF電壓產生器122，RF電壓係藉由匹配與分配網路124饋送至上電極104或底板110。在其他實例中，電漿可感應生成或遠端生成。雖然將RF生成系統120顯示為電容耦合電漿(CCP)系統作為實例，但本發明之原理亦可在其他適合的系統如變壓器耦合電漿(TCP)系統、CCP陰極系統、遠端微波電漿生成與輸送系統等中使用。
氣體輸送系統130包含一或多個氣體源132-1、132-2、…、及132-N(共同被稱為氣體源132)，其中N為大於零的整數。氣體源供給一或多種前驅物及其混合物。氣體源亦可供給吹淨氣體。亦可使用蒸氣化的前驅物。氣體源132係藉由閥件134-1、134-2、 …、及134-N (共同被稱為閥件134)及質量流動控制器136-1、136-2、 …、及136-N(共同被稱為質量流動控制器136)而連接至歧管140。歧管140的輸出係饋至處理室102。例如，歧管140的輸出係饋至噴淋頭109。
溫度控制器142可連接至複數加熱元件144如設置在陶瓷層112中的熱控元件(TCE)。例如，加熱元件144可包含但不限於對應至多區加熱板中之各個區的微加熱元件及/或設置橫跨多區加熱板之多區的微加熱元件的陣列。溫度控制器142可用以控制複數加熱元件144以控制基板支撐件106及基板108的溫度。
溫度控制器142可與冷卻劑組件146交流以控制流經通道116的冷卻劑。例如，冷卻劑組件146可包含冷卻劑泵浦與儲槽。溫度控制器142操作冷卻劑組件146以使冷卻劑選擇性地流過通道116以冷卻基板支撐件106。
閥件150與泵浦152可用以自處理室102排空反應物。系統控制器160可用以控制基板處理系統100的元件。機器人170可用以將基板傳送至基板支撐件106上及自基板支撐件106移除基板。例如，機器人170可在基板支撐件1063與加載互鎖裝置172之間傳送基板。雖然被顯示為分離的控制器，但溫度控制器142可施行於系統控制器160內。在某些實施例中，可繞著陶瓷層112與底板110間之接合層114的圓周設置保護性密封件176。
基板支撐件106包含邊緣環180。根據本發明之原理邊緣環180可相對於基板支撐件106移動(如在垂直方向上下移動)。例如，如下面將更詳細說明的，可藉由致動器與舉升銷控制邊緣環180以回應控制器160。根據本發明之原理，控制器160與機器人170更可用以放置與取回邊緣環180以判斷邊緣環180相對於基板支撐件106的定心位置。
現參考圖2A、2B、及2C，例示將邊緣環200放置到基板支撐件204上。基板支撐件204包含底板208與陶瓷層212。接合層216係設置於底板208與陶瓷層212之間。保護性密封件220係繞著接合層216設置。在某些實施例中，底板208包含外環部224。
邊緣環舉升銷228係用以舉升與降下邊緣環200。例如，各別的致動器(未顯示)舉升與降下舉升銷228。如圖2A中所示，舉升銷228(因此，邊緣環200)係處於舉升位置且邊緣環200相對於陶瓷層212為非定心位置。例如，機器人(如機器人170)將邊緣環200放置到處於舉升位置中的舉升銷228上。
在圖2B中，顯示邊緣環200係部分下降至基板支撐件204上。部分下降位置係對應至使邊緣環200之內直徑銜合陶瓷層212之外直徑的位置。邊緣環200之內直徑及陶瓷層212之外直徑中的一或多者可包含機械對準特徵件如互補之經削角之邊緣232。因此，各別經削角之邊緣232之間的接觸使邊緣環200相對於陶瓷層212偏移。圖2C顯示處於完全降下位置的邊緣環200。因此，處於完全降下位置的邊緣環200相對於處於原始舉升位置但非處於期望定心位置的邊緣環稍微偏移200。
圖3A顯示相對於陶瓷層304處於期望定心位置的例示性邊緣環300。虛線306代表邊緣環300下方之陶瓷層304的外緣。圖3B顯示邊緣環300之內直徑之例示性經削角之邊緣 308。經削角之邊緣 308可具有至少約0.025”(如0.025” – 0035”)的高度h及約60.0° (如55.0 – 65.0°)的角度θ。在某些實施例中，經削角之邊緣 308的角落309與310可為輻射的(即圓角化的，具有0.010”之半徑)。圖3C顯示陶瓷層304之外直徑之例示性經削角之邊緣 312。如所示，陶瓷層304具有梯狀結構。在其他實例(如圖2A、2B、及2C中所示)中，陶瓷層304可具有非梯狀結構。
現回到圖4，顯示根據本發明原理之例示性邊緣環對準系統400。系統400包含控制器404(如對應至圖1的控制器160)、機器人408(如對應至圖之機器人170如真空傳輸模組機器人)、及影像裝置412。例如，影像裝置412包含用以在視區內偵測物體的相機、感測器等。在一實例中，影像裝置412可朝向機器人408之末端執行器投射一或多道光束並感測邊緣環何時中斷光束。因此，影像裝置412係用以基於代表光束受到中斷的模式判斷邊緣環在末端執行器上的位置。例如，可將模式與代表末端執行器上之定心位置的預定模式相比較以判斷邊緣環之位置之變化。影像裝置412可位於處理室、真空傳輸模組等內。
控制器404可包含機器人控制模組416、動態對準(DA)模組420、及邊緣環位置模組424。機器人控制模組416控制機器人408。例如，機器人控制模組416控制機器人408以在處理模組/室、真空室等之間傳送基板及邊緣環。根據本發明原理的機器人408包含用以放置及取回邊緣環的末端執行器。例如，機器人408 取回邊緣環並將邊緣環傳送至處理室中的基板支撐件。在傳送期間，邊緣環通過影像裝置412的視區以偵測末端執行器上之邊緣環的第一位置。邊緣環被放置到基板支撐件上。接著邊緣環係自基板支撐件取回並再次通過影像裝置的視區以偵測末端執行器上之邊緣環的第二位置。因此，第一位置與第二位置之間的偏差係對應至當將邊緣環放置到基板支撐件上時邊緣環的偏移大小及方向。
DA模組420自影像裝置412接收位置偵測資訊。例如，位置偵測資訊可包含代表邊緣環通過影像裝置412之視區時所產生之光束模式的資訊。DA模組420可用以計算邊緣環在末端執行器上的實際位置以及基於位置偵測資訊計算位置之間的偏差(即位置資訊)並將位置資訊提供予邊緣環位置模組424 與機器人控制模組416。
邊緣環位置模組424接收代表邊緣環在末端執行器上之位置的位置資訊，並使邊緣環在末端執行器上的位置與邊緣環在基板支撐件上的位置相關聯。邊緣環位置模組424如下面將更詳細說明地使用 此些關聯位置而計算邊緣環相對於基板支撐件的定心位置。
在一實例中，系統400先使用任何適合的方法判斷基板支撐件的中心。例如，可針對正在處理室內受到處理的基板進行DA對準以判斷基板支撐件的中心。接著可使用已判斷出之基板支撐件的中心作為邊緣環的初始定心位置。接著，系統400根據本發明進行校正處理以計算邊緣環相對於基板支撐件的實際定心位置。
例示性邊緣環位置計算係針對圖5A與5B顯示。例如，邊緣環的位置可具有相關的R與T偏差(即沿著R軸的水平偏差、沿著T軸的旋轉偏差等)。圖5A顯示邊緣環的複數放置位置500以及邊緣環沿著R軸的對應取回位置504。例如，根據邊緣環在末端執行器上之先前已判斷出之位置、及沿著R方向放置邊緣環的刻意偏差(如經由距離已判斷出之初始定心位置600 µm 的-1300 µm、-1200 µm等R偏差)計算放置位置500。相反地，根據取回後邊緣環在末端執行器上的位置的判斷計算取回位置504。
在一實例中，邊緣環可被放置在-1100 µm處，導致放置位置偏離取回位置之偏移大於500 µm。此放置位置可對應至在圖5B中於510處所示之邊緣環508在基板支撐件509上的位置。接著可依序將邊緣環508放置至對應至漸減之R偏差-1000 µm、-900 µm等之位置處，分別對應至偏移約400 µm、250 µm等之取回位置。換言之，當第一次將邊緣環508放置到如510處所示之相對較大之偏差處時，當如圖2A-2C中所示邊緣環508被下降至基板支撐件509上時邊緣環508偏移相對較大的量。當第二次將邊緣環508放置到相對較少之偏差處時，邊緣環508偏移較小量。每次皆以漸小的偏差放置邊緣環508，則如取回位置的斜率512所示邊緣環508的偏移漸小。
相反地，在約-100 µm處的放置位置對應至沿著相反方向偏移的邊緣環508，因為邊緣環508 的放置位置係朝向基板支撐件509的相反側偏移。因此，當放置位置漸接近圖5B中之516處所示之位置時，如對應的取回位置的斜率520所示，邊緣環508偏移較大的量。
介於約-800 µm至-200 µm之間之取回位置504的相對平坦區524係對應至放置位置與取回位置之間約為0的偏差。換言之，平坦區524係對應至特定放置位置，在此特定放置位置處將邊緣環508下降至基板支撐件509上不會造成邊緣環508及/或陶瓷層上之機械對準特徵件所導致的任何偏移。因此，平坦區524的中心點(即斜率512與520之各別起始之間的中點532)係對應至如528處所示之R軸上之邊緣環508的近似定心位置。
接著可相對於其他軸計算定心位置。例如，圖6例示當計算係針對T軸進行且放置T偏差係對應至旋轉偏差時的放置位置600與取回位置604。例如，T軸上的定心位置可對應至斜率612與616之各別起始之間的中點608。將計算出的定心位置儲存作為後續放置邊緣環時邊緣環508相對於基板支撐件509的期望定心位置。根據所儲存之定心位置校正機器人408的控制。無論何時在基板支撐件509等上進行維持，可週期性地重覆邊緣環的位置計算。
圖7例示用以判斷邊緣環之定心位置的例示性方法700始於704處。在708處，初始化邊緣環的定心位置。例如，初始化先前已判斷出的中心位置(如利用DA系統針對基板或晶圓相對於基板支撐件所判斷出的一中心位置)作為邊緣環的定心位置。在712處，針對邊緣環的各種R偏差進行動態對準以判斷對應至邊緣環在R方向上偏移量的斜率(如圖5A中所述的斜率512與520)。在716處，方法700判斷是否已精準地判斷出斜率。例如，方法700可判斷是否已計算出充分的資料點以估計斜率。若為是，方法700繼續至720。若為否，方法700繼續至 724。
在724處，方法700收集額外的資料點。例如，方法700將邊緣環放置到對應侄兩斜率中之一者的一位置以獲取一額外的R偏差與對應的偏移以促進斜率的計算。在某些實施例中，五資訊點可能足以估計一對應的斜率。在其他實例中，可使用額外的資訊點(如七點或更多點)估計斜率。在720處，方法700基於所判斷之斜率(如圖5A中所述)之間的中點計算R軸上的定心位置。
在728處，方法700針對邊緣環的各種T偏差進行動態對準以判斷對應至邊緣環在T方向上偏移量的斜率(如圖6中所述的斜率612與616)。在732處，方法700判斷是否精準地判斷出斜率。例如，方法700可判斷是否計算出充分的資料點以估計斜率。若為是，方法70繼續至736。若為否，方法700繼續至740。在740處，方法700收集一額外資料點。例如，方法700將邊緣環放置到對應侄兩斜率中之一者的一位置以獲取一額外的T偏差與對應的偏移以促進斜率的計算。在736處，方法700基於所判斷之斜率(如圖6中所述)之間的中點計算T軸上的定心位置。方法700在744處結束。
前面的說明在本質上僅為說明性且意不在以任何方式限制本發明、其應用或使用。本發明的廣義教示可以各種形式施行之。因此，雖然本發明包含特定實例，但本發明之真實範疇不應受其限制，因為在熟知此項技藝者研讀圖示、說明書及隨附的申請專利範圍後當能進行其他修改。應瞭解，一方法中的一或多個步驟可在不改變本發明原理的情況下以不同的順序(或同時)執行。又，雖然每一實施例具有特定的特徵，但與本發明之任一實施例相關的任一或更多特徵皆可與任何其他實施例的特徵一起實施及/或結合，即便文中未明確地指出此種結合。換言之，所述的複數實施例並非彼此互斥，一或多個實施例的互換排列亦落在本發明的範疇內。
本文中利用各種詞語說明複數元件之間(如複數模組之間、電路元件之間、半導體膜層之間等)的空間與功能關係，此些詞語包含「連接」、「銜合」、「耦合」、「鄰近(adjacent)」、「相鄰(next to)」、「在上部上(on top of)」、「在…上方」、「在…下方」、及「設置」。在上文中說明第一與第二元件間的關係時，除非特別限定「直接」，否則兩者之間的關係可以是直接關係即第一與第二元件之間不存在其他干擾元件或兩者之間的關係亦可以是間接關係即第一與第二元件之間尚存在(可以是空間上的存在或功能上的存在)一或多個干擾元件。在文中所用之「A、B與C中至少一者」的表達方式應被解讀為使用非排他性邏輯OR的邏輯式(A OR B OR C)，而不應被解讀為「A之至少一者、B之至少一者與C之至少一者」。
在某些實施例中，控制器為系統的一部分，其為上述實例的一部分。此類系統可包含半導體處理設備，半導體處理設備包含一處理工具或複數處理工具、一處理室或複數處理室、一處理平臺或複數處理平臺、及/或複數的特定處理元件(晶圓座臺、氣體流動系統等)。此些系統係與一些電子裝置整合，此些電子裝置係用以在處理半導體晶圓或基板之前、期間及之後控制系統的操作。此些電子裝置可被稱為「控制器」，其可控制一系統或複數系統的各種元件或子部件。取決於處理需求及/或系統類型，控制器可被程式化以控制文中所揭露的任何處理包含輸送處理氣體、溫度設定(如加熱及/或冷卻)、壓力設定、真空設定、功率設定、射頻(RF)產生器設定、RF匹配電路設定、頻率設定、流率設定、流體輸送設定、位置與操作設定、晶圓傳輸進入或離開設備與連接至特定系統或與特定系統具有界面的其他傳輸設備及/或裝載互鎖機構。
概括地說，控制器可被定義為具有各種積體電路、邏輯、記憶體及/或軟體的電子裝置，其可接收指令、發佈指令、控制操作、致能清理操作、致能終點量測等。積體電路可包含儲存了程式指令之具有韌體形式的晶片、數位訊號處理器(DSP)、被定義為特殊應用積體電路(ASIC)的晶片及/或能執行程式指令(如軟體)的一或多個微處理器或微控制器。程式指令可為與控制器通訊之具有各種獨立設定(或程式檔案)形式的指令，其定義為了在半導體晶圓上或針對半導體晶圓、或對一系統進行特定製程所用的操作參數。在某些實施例中，操作參數為製程工程師為了完成一或多膜層、材料、金屬、氧化物、矽、二氧化矽、表面、電路及/或晶圓之晶粒之製造期間的一或多個處理步驟所定義之配方的一部分。
在某些實施例中控制器為整合至系統、耦合至系統、藉由網路連接至系統、或其組合的電腦的一部分或控制器耦合至電腦。例如，控制器係位於雲端中或工廠主機電腦系統的全部或部分中，這允許使用者遠端接取晶圓製程。電腦可致能遠端接取系統以監控製造操作的目前進展、檢視過去製造操作的歷程、自複數製造操作檢視驅勢或效能度量、改變現有處理的參數、設定處理步驟以符合現有製程、或開始一新的處理。在某些實例中，遠端電腦(或伺服器)可經由電腦網路對系統提供製程配方，電腦網路包含區域網路或網際網路。遠端電腦可包含使用者介面，使用者介面讓使用者能進入或程式化參數及/或設定，然後自遠端電腦與系統通訊。在某些實例中，控制器接收數據形式的指令，其明確定義了在一或多個操作期間欲進行之每一處理步驟的參數。應瞭解，參數可特別針對欲施行之處理的類型及控制器用以交界或控制之設備的類型。因此如上所述，可分散控制器如藉著包含一或多個藉由網路互連並朝向共同目的如文中所述之處理與控制工作的離散控制器。為了此類目的的分散控制器的實例為處理室上的一或多個積體電路，其係與一或多個位於遠端(例如位於平臺位準或遠端電腦的一部分)的積體電路通訊而共同控制處理室中的處理。
不受限地，例示性的系統可包含電漿蝕刻室或模組、沉積室或模組、旋轉沖洗室或模組、金屬鍍室或模組、清理室或模組、邊緣蝕刻室或模組、物理氣相沉積(PVD)室或模組、化學氣相沉積(CVD)室或模組、原子層沉積(ALD)室或模組、原子層蝕刻(ALE)室或模組、離子植入室或模組、軌道室或模組、及和半導體晶圓之製造相關或用於製造半導體晶圓的任何其他半導體處理系統。
如上所述，取決於設備所欲進行的處理步驟或複數步驟，控制器可與下列的一或多者通訊交流：其他設備的電路或模組、其他設備的元件、叢集設備、其他設備的界面、相鄰設備、鄰近設備、位於工廠內的設備、主電腦、另一控制器、或半導體製造工廠中用以將晶圓容器載入與載出設備位置及/或裝載接口的材料運輸用設備。
100‧‧‧基板處理系統
102‧‧‧基板處理室
104‧‧‧上電極
106‧‧‧基板支撐件
108‧‧‧基板
109‧‧‧噴淋頭
110‧‧‧導電底部/底板
112‧‧‧陶瓷層
114‧‧‧熱阻抗層/接合層
116‧‧‧冷卻劑通道
120‧‧‧RF生成系統
122‧‧‧RF電壓產生器
124‧‧‧匹配與分配網路
130‧‧‧氣體輸送系統
132-1、132-2…、132-N‧‧‧氣體源
134-1、134-2…、134-N‧‧‧閥件
136-1、136-2…、136-N‧‧‧流動控制器
140‧‧‧歧管
142‧‧‧溫度控制器
144‧‧‧加熱元件
146‧‧‧冷卻劑組件
150‧‧‧閥件
152‧‧‧泵浦
160‧‧‧系統控制器
170‧‧‧機器人
172‧‧‧加載互鎖裝置
176‧‧‧保護性密封件
180‧‧‧邊緣環
204‧‧‧基板支撐件
208‧‧‧底板
212‧‧‧陶瓷層
216‧‧‧接合層
220‧‧‧保護性密封件
224‧‧‧外環部
228‧‧‧舉升銷
232‧‧‧邊緣
300‧‧‧邊緣環
304‧‧‧陶瓷層
306‧‧‧虛線
308‧‧‧邊緣
309‧‧‧角落
310‧‧‧角落
312‧‧‧邊緣
400‧‧‧邊緣環對準系統
404‧‧‧控制器
408‧‧‧機器人
412‧‧‧影像裝置
416‧‧‧機器人控制模組
420‧‧‧動態對準(DA)模組
424‧‧‧邊緣環位置模組
500‧‧‧放置位置
504‧‧‧取回位置
508‧‧‧邊緣環
509‧‧‧基板支撐件
510‧‧‧位置
512‧‧‧斜率
516‧‧‧位置
520‧‧‧斜率
524‧‧‧相對平坦區
528‧‧‧位置
532‧‧‧中點
600‧‧‧放置位置
604‧‧‧取回位置
608‧‧‧中點
612‧‧‧斜率
616‧‧‧斜率
700‧‧‧方法
704‧‧‧步驟
708‧‧‧步驟
712‧‧‧步驟
716‧‧‧步驟
720‧‧‧步驟
724‧‧‧步驟
728‧‧‧步驟
732‧‧‧步驟
736‧‧‧步驟
740‧‧‧步驟
744‧‧‧步驟
自詳細說明及附圖將更全面瞭解本發明，其中：
圖1為根據本發明之例示性處理室的功能方塊圖；
圖2A、2B、及2C例示根據本發明將邊緣環放置到基板支撐件上；
圖3A為根據本發明之處於相對於陶瓷層之一期望定心位置中的例示性邊緣環；
圖3B例示根據本發明之邊緣環之內直徑之例示性經削角的邊緣；
圖3C例示根據本發明之陶瓷層之外直徑之例示性經削角的邊緣；
圖4為根據本發明之例示性邊緣環對準系統；
圖5A與5B例示根據本發明之例示性邊緣環位置計算；
圖6例示根據本發明之另一例示性邊緣環位置計算；及
圖7顯示根據本發明之判斷邊緣環之定心位置之例示性方法的步驟。
在圖示中，可重覆使用參考標號以代表類似及/或相同的元件。

Claims (19)

  1. 一種判斷基板支撐件上之邊緣環對準的系統，包含： 一機器人控制模組，係用以控制一機器人將該邊緣環放置到該基板支撐件上並自該基板支撐件取回該邊緣環； 一對準模組，係用以(i)在將該邊緣環放置到該基板支撐件上之前，判斷該機器人上之該邊緣環的複數第一位置及(ii)在自該基板支撐件取回該邊緣環之後，判斷該機器人上之該邊緣環的複數第二位置；及 一邊緣環位置模組，係用以基於該複數第一位置與該複數第二位置之間的複數偏差而判斷該邊緣環相對於該基板支撐件的一定心位置。
  2. 如申請專利範圍第1項之判斷基板支撐件上之邊緣環對準的系統，其中為了判斷該複數第一位置與該複數第二位置，該系統與用以偵測該複數第一位置與該複數第二位置的一影像裝置通訊。
  3. 如申請專利範圍第1項之判斷基板支撐件上之邊緣環對準的系統，其中該邊緣環的一內直徑係用以在該邊緣環被放置到該基板支撐件上時使該邊緣環相對於該基板支撐件偏移。
  4. 如申請專利範圍第1項之判斷基板支撐件上之邊緣環對準的系統，其中該複數第一位置與該複數第二位置之間的該複數偏差指示(i)當該邊緣環被放置到該基板支撐件上時該邊緣環偏移的大小及(ii)當該邊緣環被放置到該基板支撐件上時該邊緣環偏移的方向。
  5. 如申請專利範圍第4項之判斷基板支撐件上之邊緣環對準的系統，其中該複數第一位置包含(i)與該邊緣環沿著一第一偏差方向相對於該基板支撐件之配置相對應的複數第一偏移放置位置及(ii)與該邊緣環沿著一第二偏差方向相對於該基板支撐件之配置相對應的複數第二偏移放置位置。
  6. 如申請專利範圍第5項之判斷基板支撐件上之邊緣環對準的系統，其中該複數第二位置包含(i)複數第一偏移取回位置，指示在該邊緣環被置於該複數第一偏移放置位置中時該邊緣環的分別偏移大小及(ii)複數第二偏移取回位置，指示在該邊緣環被置於該複數第二偏移放置位置中時該邊緣環的分別偏移大小。
  7. 如申請專利範圍第6項之判斷基板支撐件上之邊緣環對準的系統，其中該邊緣環位置模組係用以計算(i)由該複數第一偏移取回位置所定義的一第一斜率及(ii)由該複數第二偏移取回位置所定義的一第二斜率。
  8. 如申請專利範圍第7項之判斷基板支撐件上之邊緣環對準的系統，其中該邊緣環位置模組係用以基於該第一斜率與該第二斜率之間的一中點判斷該定心位置。
  9. 如申請專利範圍第4項之判斷基板支撐件上之邊緣環對準的系統，其中該複數第一位置與該複數第二位置之間的該複數偏差包含對應至一第一軸的複數第一偏差及對應至一第二軸的複數第二偏差。
  10. 如申請專利範圍第9項之判斷基板支撐件上之邊緣環對準的系統，其中該第一軸係對應至一水平軸而該第二軸係對應至一旋轉軸。
  11. 一種基板處理系統，包含如申請專利範圍第1項之判斷基板支撐件上之邊緣環對準的系統，此基板處理系統更包含： 一處理室，其中該基板支撐件係位於該處理室內。
  12. 一種基板支撐件上之邊緣環的對準判斷方法，包含： 控制一機器人以將該邊緣環放置到該基板支撐件上並自該基板支撐件取回該邊緣環； 在將該邊緣環放置到該基板支撐件上之前，判斷該機器人上之該邊緣環的複數第一位置； 在自該基板支撐件取回該邊緣環之後，判斷該機器人上之該邊緣環的複數第二位置；及 基於該複數第一位置與該複數第二位置之間的複數偏差而判斷該邊緣環相對於該基板支撐件的一定心位置。
  13. 如申請專利範圍第12項之基板支撐件上之邊緣環的對準判斷方法，其中該複數第一位置與該複數第二位置之間的該複數偏差指示(i)當該邊緣環被放置到該基板支撐件上時該邊緣環偏移的大小及(ii)當該邊緣環被放置到該基板支撐件上時該邊緣環偏移的方向。
  14. 如申請專利範圍第13項之基板支撐件上之邊緣環的對準判斷方法，其中該複數第一位置包含(i)與該邊緣環沿著一第一偏差方向相對於該基板支撐件之配置相對應的複數第一偏移放置位置及(ii)與該邊緣環沿著一第二偏差方向相對於該基板支撐件之配置相對應的複數第二偏移放置位置。
  15. 如申請專利範圍第14項之基板支撐件上之邊緣環的對準判斷方法，其中該複數第二位置包含(i)複數第一偏移取回位置，指示在該邊緣環被置於該複數第一偏移放置位置中時該邊緣環的分別偏移大小及(ii)複數第二偏移取回位置，指示在該邊緣環被置於該複數第二偏移放置位置中時該邊緣環的分別偏移大小。
  16. 如申請專利範圍第15項之基板支撐件上之邊緣環的對準判斷方法，更包含：計算(i)由該複數第一偏移取回位置所定義的一第一斜率及(ii)由該複數第二偏移取回位置所定義的一第二斜率。
  17. 如申請專利範圍第16項之基板支撐件上之邊緣環的對準判斷方法，更包含： 基於該第一斜率與該第二斜率之間的一中點而判斷該定心位置。
  18. 如申請專利範圍第13項之基板支撐件上之邊緣環的對準判斷方法，其中該複數第一位置與該複數第二位置之間的該複數偏差包含對應至一水平軸的複數第一偏差及對應至一旋轉軸的複數第二偏差。
  19. 一種基板處理系統，係用以執行如申請專利範圍第12項之基板支撐件上之邊緣環的對準判斷方法。
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