TWI443767B - 利用經由一系列之晶圓移動所獲得之補償值的晶圓動態對準 - Google Patents

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Description

利用經由一系列之晶圓移動所獲得之補償值的晶圓動態對準
本發明係關於在半導體處理設備的數個模組中傳送晶圓，尤有關於在模組中以運載晶圓的支撐葉片精確地放置晶圓。
在半導體裝置的製造中，接合數個處理腔以允許(如在接合腔之間)晶圓或基板的傳送。如此的傳送係經由傳送模組而完成，該傳送模組例如透過該接合腔之毗鄰壁中所設置的擴充槽或埠口而移動晶圓。傳送模組一般伴隨各種晶圓處理模組(PM)而使用，該等模組可包括半導體蝕刻系統、材料沈積系統、與平面顯示器蝕刻系統。
真空傳送模組(VTM)可實體坐落於一或多個潔淨室儲存晶圓的儲存設備之間，與多個實際處理晶圓(如蝕刻或於其上執行沉積)的晶圓處理模組之間。如此，當晶圓需要處理時，可運用真空傳送模組內所設立的機械臂自儲存器取回所選的晶圓，且將該晶圓放進該多個晶圓處理模組中的一者。
每一站台之每一小平面處的感應器已用以增加每一站台內晶圓置放的精確度。然而，置放晶圓的精確度因多種因素而遭受困難。例如，感應器的位置可能不完美，且感應器位置中的小偏差在計算晶圓位置時會導致瑕疵。此外，傳送晶圓的機械手可能不在系統認為機械手該在的正確位置，便產生另外的誤差來源。再者，傳送晶圓的機械手通常具有二臂，以在系統中增加速率及機動性。實際上，使用一臂或另一臂之間存有操作差異，且在傳送晶圓時會依哪一隻機械臂拾起或放置晶圓而產生不同的結果。另外，現存的方法易受操作者失誤的影響且無法自動化，需要長久的校驗時間。
此為本發明之實施例所產生的背景。
本發明之實施例提供在半導體製造設備中使用受控的一系列晶圓移動而優化晶圓置放重複性的方法與系統。在一實施例中，執行初始站台校驗以教導每一站台的機械手位置，該等站台係與半導體製造中所用之真空傳送模組的小平面接合。此方法也校驗該系統以獲得補償參數，其考慮到放置晶圓的站台、每一小平面中的感應器位置、與執行機械手之伸/縮操作所衍生的偏離值。在機械手包括二臂的另一實施例中，此方法校驗該系統，以補償使用一臂或另一臂所衍生的差異。在製造期間，使用該補償值將晶圓在放置不同站台中。
應理解到，可以多種方式實施本發明，如處理、設備、系統、裝置或電腦可讀式媒體上的方法。下文描述本發明之數個發明性實施例。
在一實施例中，提供在半導體製造設備中使用受控的一系列晶圓移動而優化晶圓置放重複性的方法。此方法執行初始站台校驗，接著該系統的校驗之後，教導每一站台的機械手位置，該等站台係與半導體製造中所用之真空傳送模組的小平面接合。在製造期間，使用於校驗期間所獲得的補償值將晶圓放置在不同站台中。該校驗包括下述操作：
1.存取具有每一小平面之標稱感應器位置的表。通常，實際的感應器位置稍微偏離系統認定的感應器位置。
2.在數個站台中確定一者為參考站台，確定參考傳送方向(伸展與縮回的比較)，並確定參考機械臂(此例中機械手係具有多臂)。
3.在該參考站台處選取已知被適當定位(例如使用對準器)的晶圓。設定此位置為相對於機械手而定心。
4.使所選取的晶圓穿過複數個小平面，且在機械手以每一臂傳遞晶圓進出站台時量測伸/縮偏離值。
5.建立偏離值表，以(針對每一臂)補償伸/縮方向間之差異所衍生的可重複量測誤差，和使用標稱感應器位置所衍生的誤差。該偏離值表使系統得以判定實際晶圓相對於機械手的位置， 其可用作為優化晶圓置放位置的補償值。
6.調整每一站台之機械手的值，以確保該參考機械臂將晶圓放置在所預期位置。此可藉由以對準器或固定物選取及量測相對於站台而定心的晶圓來完成。
7.使用以精密測定學為基的對準法改進站台位置，以確保該參考機械臂將晶圓放置在所預期的位置。
8.藉由重複放置及選取晶圓獲得數據，而微調該偏離值表的值與每一站台的機械手位置。藉由使用多次量測及產生代表值，該系統能夠獲得更精確的微調值。
本發明之其它實施態樣及優點由隨後之舉例說明本發明原理的詳細說明及隨附之相對應圖式當可更加明白。
茲提供在半導體製造設備中使用受控的一系列晶圓移動而優化晶圓置放重複性的方法與系統。在一實施例中，執行初始站台校驗以教導每一站台的機械手位置，該等站台係與半導體製造中所用之真空傳送模組(VTM)的小平面接合。此方法也校驗該系統以獲得補償參數，其考慮到放置晶圓的站台、每一小平面中的感應器位置、與執行機械手之伸/縮操作所衍生的偏離值。已對準好的晶圓係用以微調每一站台中的晶圓位置，及幫助補償感應器位置距預期位置的小偏差。
在機械手包括二臂的另一實施例中，此方法校驗該系統，以補償使用一臂或另一臂所產生的差異。在製造期間，使用該補償參數將晶圓放置在不同站台中。另外，該補償值係用以當自站台中選取晶圓時量測該晶圓位置，以計算晶圓中心相對站台中心的位置。
然而，對於熟悉本技藝者，明顯的是，不用這些特定細節的部分或全部即可實行本發明。在其它例子中，為了避免非必要地搞混本發明而沒有詳盡地描述眾所皆知的處理操作。
圖1描繪典型半導體處理叢集架構，其說明與真空傳送模組 (VTM)38接合的各種模組。如熟悉本技藝者所知悉的，在多個儲存設備與處理模組之間「傳送晶圓」的傳送模組的配置常被稱為「叢集工具架構」系統。在帶有四處理模組20a-20d的VTM 38中顯示氣匣30(也稱真空進樣室或傳送模組)，可個別優化該等處理模組以執行各種製造處理。舉例來說，處理模組20a-20d可用以執行變壓耦合電漿(transformer coupled plasma，TCP)的基板蝕刻、層別沈積、與/或濺鍍。通常論及氣匣30或處理模組20時，站台一詞有時將用以意指氣匣或處理模組。每一站台具有小平面36，其使站台與真空傳送模組38接合。在每一小平面中，感應器1-18係用以偵測晶圓26進出個別站台時的通過。
機械手22在站台間傳送晶圓26。在一實施例中，機械手22具有一臂，且在另一實施例中機械手22具有二臂，其中每一臂具有端點效應器24以選取傳送用的晶圓。在常壓傳送模組(ATM)40中的前端機械手32係用以使晶圓自負載埠模組(Load Port Module，LPM)42的晶盒、或前置式晶圓匣(Front Opening Unified Pod，FOUP)34傳送至氣匣30。處理模組20中的模組中心28指示放置晶圓26用的理想配置。ATM 40中的對準器44係用以使晶圓對準。
當自真空傳送模組38內的氣匣30傳送晶圓時，可能沒正確地相對於站台而使晶圓的中心定位。因此，當VTM 38中之機械手22的葉片選取晶圓時，晶圓的中心可能沒正確地坐落或對齊於葉片的中心。晶圓中心未與葉片中心適當地對齊(也被稱為「晶圓-葉片錯位」，或簡稱「晶圓錯位」)在機械手執行「伸展」操作時一直存在，例如，可藉「伸展」操作而移動葉片(及該葉片所運載的晶圓)穿過處理模組中的擴充槽，及可藉「伸展」操作而使晶圓置於處理模組20a中的針銷上。
此晶圓錯位可能在機械手執行「縮回」操作，而移動葉片(及該葉片所運載的晶圓)穿過處理模組20c中的擴充槽時一直存在。如此的晶圓錯位也可能在使晶圓置於數個處理模組中的另一者(如PM 20b)的後續伸展操作期間一直存在。
應注意到，控制晶圓移動的電腦可位在該叢集架構中，或坐落在製造樓面中的某處、或在遠處，而經網路與該叢集架構相連。
在西元2002年12月31日公告，名為「基板動態對準的方法及設備(Method of and apparatus for dynamic alignment of substrates)」的先前美國專利第6502054號(其已轉讓予本發明相同的受讓人)中，提供一種稱為動態對準(Dynamic Alignment，DA)的方法，用以使用不同小平面中的感應器改善晶圓置放，上述案的內容併入於本文以供參考。然而，在既使使用感應器情況下，儘管動態對準法改善了放置晶圓的準確性，系統中的其它因素仍會引起晶圓置放中的誤差。例如，感應器的位置可能不完美，且感應器位置中的小偏差在計算晶圓位置時會導致瑕疵。此外，傳送晶圓的機械手可能不在系統認為機械手該在的正確位置，便產生另外的誤差來源。再者，傳送晶圓的機械手通常具有二臂，以在系統中增加速率及機動性。使用一臂或另一臂之間存有操作差異，且在傳送晶圓時會依哪一隻機械臂拾起或放置晶圓而產生不同的結果。
另外，需要建立自動化校驗處理的方法，以改善對準的可重複性同時降低對工程師時間的依賴。再者，需要增加不依賴晶圓流動方向與站台之動態對準法的恒定性。
本發明之實施例改善製造環境中動態對準法的使用，用以優化晶圓置放。本文所呈現的實施例已命名為動態對準法III。
圖2顯示初始站台校驗處理。此操作針對每一站台教導機械手之值。在初始站台校驗後，假設定心於機械臂的晶圓在不需DA的情況下被置於該站台，則在距站台中心204之校驗固定物210的公差內，校驗固定物210內的晶圓係處於位置208。假設以另一臂來做相同之事，則在距站台中心204之校驗固定物210的公差內，該晶圓將在不同地點而處於位置206。
在一實施例中，重複數次初始站台校驗處理直至在所要求的公差內，該固定物係適當地定位於站台中。固定物公差的樣本值係500μm。
圖3描述於校驗處理期間使用標稱感應器位置的一實施例。此為動態對準法III之校驗操作中的第一操作300。標稱感應器位置之表指出每一小平面中之感應器的估計位置。以對準器或另外可重複機構使晶圓定心於參考站台中。熟悉本技藝者將理解到，當使用「定心的晶圓」一詞時，其意味「適當定位的晶圓」。既使在此情形中「定心」於圓形電極上係較佳且定義明確的，系統通常設計成使用「適當定位」或「最佳定位」。在另一實施例中，晶圓置放係離軸的，或在不考慮帶有對稱軸的特徵部情形下執行對準步驟。
圖4顯示依據一實施例之樣本標稱感應器位置表402。該表顯示六個不同站台，包括四個處理模組與二個氣匣。每一站台具有三個與該站台相關的感應器(1-3)，及每一感應器有二量測值，以指示關於叢集工具架構中的點位置。在一實施例中，參考點係機械手的起始位置。該二量測值為半徑R(以英吋表示)，及角度T。
圖5A描述本發明之一實施例中偏離值表的產生。自參考站台中選取定心的晶圓308，且該定心的晶圓被認為相對於機械手而定心。將該晶圓穿過感應器302與304帶至初始的機械手位置312，並基於感應器的標稱位置與晶圓進(伸展)出(縮回)時的量測值，使用動態對準法量測晶圓的偏離值。在一實施例中，二機械臂的伸/縮的量測為每一站台創建4量測值，EEA-Ex、EEA-Re、EEB-Ex、與EEB-Re。
在一實施例中，重複多次該伸/縮操作，如連續10至20次，接著對數個量測值求平均以得到代表值。其降低量測上機械手重複性的效應。在另一實施例中，在僅降下晶圓一次的參考站台處，減速地行變臂的操作，以降低取放過程間晶圓移位的效應。
針對機械臂、站台、與方向的每一組合，偏離值表由定心的晶圓通過或離開機械手站台位置時之動態對準法所測得的偏離值組成。該偏離值表將用以在初始站台校驗公差內判定晶圓相對機械手的位置，但吾人仍不能精確地知道機械臂相對站台的位置。偏離值表中表列的偏離值反應動態對準法量測中未知但一致的偏差，該偏差起因於感應器位置相對於其標稱位置的偏差、伸/縮移動間的差異、機械臂間的差異(如適用的話)、與每一小平面/葉片/方向之組合的其它公差及不確性堆疊。偏離值表的產生係用以判定定心之晶圓的這些未知偏離值，及用以與偏離值表中所有小平面、葉片、與方向的校驗聯結，俾使動態對準法III的量測一致，即與小平面/葉片/方向的量測無關。
於製造處理期間，軟體使用所測得的偏離值，以在使晶圓定心處理期間補償晶圓的置放。接下來係所執行之操作的詳細描述，以依據本發明之一實施例而執行計算偏離值表之值。
1.以參考葉片自參考站台選取晶圓。
2.朝機械手站台位置多次伸/縮穿過VTM中的參考小平面與所有小平面。內定值為20次，但也可能為其它數值。於每一次通過期間量測伸/縮偏離值。
3.降低機械手Z方向速度。
4.將晶圓放回參考站台，並以非參考葉片選取該晶圓。
5.回到原始之機械手Z方向的速度。
6.以非參考葉片使晶圓多次通過每一小平面。於每一次通過期間量測伸/縮偏離值。
7.針對每一站台，藉由計算臂、站台、與方向之每一組合的平均偏離值而判定該站台偏離值。圖5B圖解地顯示本發明之一實施例的站台偏離值判定。針對每一站台與臂，依下式而計算：
伸展用之偏離值表的值(CeR，CeT)=(平均所測得RO,TO)伸展
縮回用之偏離值表的值(CrR，CrT)=(平均所測得RO,TO)縮回
圖6顯示樣本偏離值表602，其聚集臂、站台、與方向之每一組合的平均偏離值。最左邊欄位係葉片/站台組合的名稱。次二欄顯示伸展值，再次二欄係縮回值。熟基本技藝者將理解到，只要保持本文所述之本發明的原理，可用其它表格表示偏離值。
圖7A描繪一實施例中站台值的優化操作。此操作係用以教導站台中心。需要調整參考機械臂的值，俾使該參考機械臂將晶圓置於站台中心，且使機械手中心對齊站台中心。使用晶圓置放之機械對準用的定心機架為PM設立理想的站台中心。藉由使已對準的晶圓置於該站台而為氣匣設立理想的機械手站台中心。
在一實施例中，藉由執行底下的操作而為參考葉片調整站台值：
1.降低Z方向速度。
2.自站台選取晶圓，該站台可為PM固定物或氣匣的擴充槽。機械手伸展至初始站台值(R0 ，T0 )以選取晶圓。
3.使晶圓多次通過小平面，並計算參考方向中的平均所測得偏離值，(平均所測得RO,TO)參考方向 。內定次數為20，但也可能為其它數值。
4.將晶圓放回PM或氣匣中的固定物。
5.計算機械手的新站台值：
新站台值(RF ，TF )=初始站台值(R0 ，T0 )+(平均所測得RO,TO)參考方向 -(偏離值表Ce/rR，Ce/rT)站台、臂、方向
圖7B圖解地顯示計算機械手之新站台值的計算中所用的不同向量。重複操作1-5直到站台值的調整量非常小，即在允許的公差內。假設在可配置的最大重複次數後，未達到值之調整量的需求水平，則會產生誤差訊息。最大之重複數目的代表值係自2至5不等，但也可能為其它數值。
接著藉由以非參考葉片選取晶圓，及重複先前以參考葉片所執行的處理而調整非參考葉片用的站台值。在完成後，回復原始Z方向的速度。
圖8顯示依據本發明之一實施例於校驗其間使用以精密測定學為基的對準法。此操作也用以教導站台中心。在一實施例中，藉由使用斜角分析軟體(Bevel Analysis Software，BAS)解譯蝕刻速率而使站台位置的最後對準作微調。此使用蝕刻晶圓以設立晶圓處置的技術稱為以精密測定學為基的對準法(Metrology Based Alignment，MBA)。
圖9A描繪一實施例中於校驗期間的微調操作。依動態對準法III的定心法使晶圓置於PM中，接著使用動態對準法III以相同或不同臂選取晶圓與所量測的偏離值。下文關於圖11C的說明描述執行動態對準法III的一實施例。執行此操作有二目標。第一目標係判定非參考臂置放定心之晶圓相對於參考臂置放該定心之晶圓的位置。第二目標係定心之後於縮回期間量測晶圓的位置。每一取放的組合產生一組值，並計算該組值的代表值(也稱為中心)，以改變非參考置放位置，和偏離值表中的縮回值。如此，二臂將使晶圓置於相同的點，且定心的晶圓將被測出不具偏離值。已知參考臂使用伸展值而使晶圓置於正確的位置，且現在要評估棄/取的衝擊，其會引起縮回值偏離理想的零。
細微的不定性與誤差可能導致初始量測、機械手補償、與據報的偏離值間的不符。該據報的偏離值依用以置放/選取晶圓的哪一葉片而分組為數個群集。可用這些群集的分佈以微調校驗值。
在一實施例中，在使用動態對準法III時，使用所有置放/選取組合用的伸展修正量及縮回報告，而使晶圓在所有的站台間循環。每一站台所執行的操作如下：
1.叢集AA：以參考葉片置放，及以參考葉片選取。
2.叢集AB：以參考葉片置放，及以非參考葉片選取。
3.叢集BB：以非參考葉片置放，及以非參考葉片選取。
4.叢集BA：以非參考葉片置放，及以參考葉片選取。
5.重複五至廿次，或使用者所配置的任何次數，及計算每一叢集的平均值，叢集[葉片-葉片](RO,TO)平均 。
在微調後將底下的變化應用於偏離值表與機械手站台值：參閱圖9B之計算的向量表示法。
1.計算參考葉片用之新偏離值表的縮回值：
參考葉片用之新偏離值表的縮回值，(NrR，NrT)參考臂 =當前偏離值表的縮回值(CrR，CrT)參考臂 +叢集[參考葉片-參考葉片](RO，TO)平均 。
2.計算非參考葉片用之新站台值：
非參考臂用之新站台值，(RF ，TF )非參考臂 =當前站台值(R0，T0)非參考臂 -叢集[非參考葉片-參考葉片](RO，TO)平均 +叢集[參考葉片-參考葉片](RO，TO)平均 。
3.計算非參考葉片用之它偏離值表的縮回值：
非參考葉片用之新偏離值表的縮回值，(NrR，NrT)非參考臂 =當前偏離值表的縮回值(CrR，CrT)非參考臂 +叢集[非參考葉片-非參考葉片](RO，TO)平均 。
4.需要優化時重複1-3。
圖10顯示微調操作之結果的樣本分布。在二軸上(Roffset 軸與Toffset 軸)顯示每一叢集之值分布。
圖11A-11D顯示處理流程，用以獲得補償值及於製造期間使用之。圖11A描述處理流程，用以在半導體製造中使用受控的一系列晶圓移動而優化晶圓置放重複性。在操作902中，如先前關於圖2所述，該方法執行初始站台校驗以教導每一站台的機械手位置，該等站台係與半導體製造中所用之VTM的小平面接合。接著，在操作904中，校驗該系統以獲得補償參數，其考慮到放置晶圓的站台、每一小平面中的感應器位置、與執行機械臂之伸/縮操作及機械臂間的差異所衍生的偏離值。來自操作904的結果係用於操作906，以在製造期間使用該補償參數將晶圓放置在站台中。
圖11B更詳細地描述圖11A中的操作904以校驗該該系統。在操作910中，該方法存取具有每一小平面之標稱感應器位置的表。操作912接著在數個站台中確定一者為參考站台，與確定參考臂及參考方向。在操作914中，在該參考站台處選取被適當定位的晶圓。在一實施例中，藉由使用對準器使晶圓適當地定位。
在操作916中，該方法使先前選取的晶圓穿過站台的不同小平面，且在機械手以每一臂傳遞晶圓進出站台時量測伸/縮用的偏離值。操作918建立偏離值表，以補償所測得伸/縮偏離值與標稱感應器位置間的差異。先前關於圖5與6描述此操作的一實施例。在操作920中，藉由執行依偏離值表之計算值所調整的站台值優化步驟，而調整機械手之值。在操作922，藉由晶圓的重複放置與選取獲得資料而微調該偏離值表。
圖11C更詳細地描述圖11A的操作906，以於製造期間使用補償參數使晶圓置於站台中。在操作930中，動態對準演算法係用以在晶圓穿過感應器後量測晶圓中心。在一實施例中使晶圓置入站台時，對於合適的小平面與方向量測偏離值(所測得RO，TO)。在操作932中，使用來自偏離值表的合適值(站台、伸展方向、臂)計算晶圓中心相對於所校驗之站台中心的位置，其被稱為DAIII偏離值，(DAIII RO，TO)。該DAIII偏離值係用以判定補償用偏離值，(補償用RO，TO)，其為所測得的晶圓中心與偏離值表之值間的距離。
(DAIII RO，TO)=(所測得RO，TO)-(偏離值表Ce/rR，Ce/rT)站台、臂、方向 =-(補償用RO，TO)
在操作934中，於「置放」指令期間使用補償用偏離值。在一實施例中，在動態對準圖上繪製縮回偏離值。藉由將補償用與表列的向量相加而獲得所測得的向量方程。
圖11D描繪當自站台選取晶圓時量測晶圓位置的處理。在圖1中的操作906後，操作940自站台選取該晶圓，並使用動態對準法量測DAIII偏離值。在一實施例中，在動態對準圖上繪製此值。在操作942中，使用來自偏離值表的合適值(站台、縮回方向、臂)計算晶圓中心相對於站台中心的位置。圖12圖述依據圖11D所述的方法使用動態對準法III。
(DAIII RO，TO)=(所測得RO，TO)-(偏離值表Ce/rR，Ce/rT)站台、臂、方向
補償用偏離值(r，t)係用以使晶圓置入校驗的站台中心。DAIII偏離值(r，t)係據報之晶圓相對於站台中心(r，t)的位置。
可以各種電腦系統組態實行本發明的實施例，包括手持裝置、微處理器系統、以微處理器為基或可編程的消費性電子品、迷你電腦、主機電腦等等。也可在分散的計算環境中實行本發明，其中藉由經有線或無線網路所聯結的遠程處理裝置而執行任務。
隨著上述實施例銘記於心，應了解到，本發明可運用含有電腦系統中所儲存之資料的各式電腦實施操作。這些操作是需要物理量的物理操作之事務。
任何在此描述能構成本發明之一部分的操作是有用的機械操作。本發明也與能執行這些操作的元件或設備有關。此設備可以是為所需目的而特別建構，或者它可以是一般用途的電腦，藉由儲存其中的電腦程式來選擇性啟動或架構。特別是，各種各樣一般用途的機器可藉依照此處之教示而撰寫的電腦程式來使用，或者可以更方便地建造一個更專門的設備執行必要之操作。
雖然以特定順序描述方法操作，應了解到，只要以預期的方式執行重疊操作的處理，可在這些操作間執行其它輔助工作性操作，或可調整這些操作俾使其在稍微不同的時間點發生，或可分散於系統中，其允許處理操作發生在與該處理相關的各種時段中。
雖然為了清晰了解的目的而些許詳細地敘述前文的本發明，顯然在此隨附的申請專利範圍請求項之範圍內可執行特定的改變與修正。因此，本實施應被視為舉例性而非限制性者，及本發明不限於本文所給定的詳情，而在此隨附的申請專利範圍之範圍與均等物內可修正之。
1-18．．．感應器
20a-20d．．．處理模組
22．．．機械手
24．．．端點效應器
26．．．晶圓
28．．．模組中心
30．．．氣匣
32．．．前端機械手
34．．．前置式晶圓匣
36．．．小平面
38．．．真空傳送模組
40．．．常壓傳送模組
42．．．負載埠
44．．．對準器
204．．．站台中心
206．．．位置
208．．．位置
210．．．校驗定位器
300．．．操作
302．．．感應器
304．．．感應器
308．．．定心的晶圓
312．．．機械手位置
402．．．標稱感應器位置表
602‧‧‧偏離值表
902-906‧‧‧操作
910-922‧‧‧操作
930-934‧‧‧操作
940-942‧‧‧操作
R‧‧‧半徑
T‧‧‧角度
本發明最好藉由參照下列之隨附圖式中的描述，其中：
圖1描繪典型半導體處理叢集架構，其說明與真空傳送模組(VTM)接合的各種模組。
圖2顯示初始站台校驗處理。
圖3描述於校驗處理期間使用標稱感應器位置的一實施例。
圖4顯示依據一實施例之樣本標稱感應器位置表。
圖5A-5B描述本發明之一實施例中偏離值表的產生。
圖6顯示樣本偏離值表。
圖7A-7B描繪一實施例中站台值的優化操作。
圖8顯示依據本發明之一實施例於校驗其間使用以精密測定學為基的對準法。
圖9A-9B描繪一實施例中於校驗期間的微調操作。
圖10顯示微調操作之結果的樣本分布。
圖11A-11D顯示處理流程，用以獲得補償值及於製造期間使用之。
圖12圖述依據圖11D所述的方法使用動態對準法III。
902．．．執行初始站台校驗以教導每一站台的機械手位置，該等站台係與半導體製造中所用之傳送腔的小平面接合
904．．．校驗該系統以獲得補償參數，其考慮到放置晶圓的站台、每一小平面中的感應器位置、與以機械臂執行伸/縮操作及機械臂間差異所衍生的偏離值
906．．．於製造期間使用該補償參數將晶圓放置在站台中

Claims (23)

  1. 一種在具有半導體製造設備之系統中使用受控的一系列晶圓移動而優化晶圓置放重複性的方法，該方法包括：(a)執行一初始站台校驗，以教導每一站台的機械手位置，該等站台係與半導體製造中所用之真空傳送模組(VTM)的小平面接合；(b)校驗該系統以獲得補償參數，該等補償參數考慮到放置晶圓的站台、每一小平面中的感應器位置、與執行機械臂之伸/縮操作所衍生的偏離值，該校驗更包括存取具有每一小平面之標稱感應器位置的表、及建立偏離值表以補償由該等標稱感應器位置所導致的誤差；(c)藉由放置及選取晶圓獲得數據，而微調該等補償參數及每一站台的機械手位置；及(d)在製造期間，使用該等補償參數使晶圓放置於站台中。
  2. 如申請專利範圍第1項之在具有半導體製造設備之系統中使用受控的一系列晶圓移動而優化晶圓置放重複性的方法，更包括：在以該第一臂執行操作(a)後與以該第二臂執行操作(a)前，降下所選取的晶圓一次以行換臂，減速地執行該降下步驟以降低晶圓移位的效應，及在以該第一臂執行操作(b)後與以該第二臂執行操作(b)前，降下該選取的晶圓一次以行換臂。
  3. 如申請專利範圍第1項之在具有半導體製造設備之系統中使用受控的一系列晶圓移動而優化晶圓置放重複性的方法，其中操作(a)更包括：使用動態對準法教導每一站台中的機械手位置。
  4. 一種在具有半導體製造設備之系統中使用受控的一系列晶圓移動而優化晶圓置放重複性的方法，該方法包括：(a)執行一初始站台校驗，以教導每一站台的機械手位置，該等站台係與半導體製造中所用之真空傳送模組(VTM)的小平面接合； (b)校驗該系統以獲得補償參數，該等補償參數考慮到放置晶圓的站台、每一小平面中的感應器位置、與執行機械臂之伸/縮操作所衍生的偏離值；(c)在製造期間，使用該等補償參數使晶圓放置於站台中，其中以被確認為該機械手之參考臂的第一臂執行操作(a)與(b)；(d)以該機械手之第二臂執行操作(a)與(b)；(e)在以該第一臂執行操作(a)後與以該第二臂執行操作(a)前，降下所選取的晶圓一次以行換臂，減速地執行該降下步驟以降低晶圓移位的效應；及(f)在以該第一臂執行操作(b)後與以該第二臂執行操作(b)前，降下該選取的晶圓一次以行換臂。
  5. 一種在具有半導體製造設備之系統中使用受控的一系列晶圓移動而優化晶圓置放重複性的方法，該方法包括：(a)執行一初始站台校驗，以教導每一站台的機械手位置，該等站台係與半導體製造中所用之真空傳送模組(VTM)的小平面接合；(b)校驗該系統以獲得補償參數，該等補償參數考慮到放置晶圓的站台、每一小平面中的感應器位置、與執行機械臂之伸/縮操作所衍生的偏離值，其中操作(b)更包括：(i)存取具有每一小平面之標稱感應器位置的表；(ii)確定一參考站台、一參考傳送方向、與一參考機械臂；(iii)在該參考站台處選取已知被適當定位的一晶圓；(iv)使該選取的晶圓穿過該等小平面，且在該機械手以每一臂傳遞該晶圓進出該等站台時量測伸/縮偏離值；(v)建立偏離值表，以補償伸/縮方向間之差異所衍生的可重複性量測誤差，和使用標稱感應器位置所衍生的誤差；及 (vi)調整每一站台之機械手的值；(c)在製造期間，使用該等補償參數使晶圓放置於站台中，其中以被確認為該機械手之參考臂的第一臂執行操作(a)與(b)；及(d)以該機械手之第二臂執行操作(a)與(b)。
  6. 如申請專利範圍第5項之在具有半導體製造設備之系統中使用受控的一系列晶圓移動而優化晶圓置放重複性的方法，其中在該偏離值表中的欄位包括：所用之站台與臂之組合的識別號；與伸展操作相關的一對值，該對值包括一半徑與一角度；及與縮回操作相關的一對值。
  7. 如申請專利範圍第6項之在具有半導體製造設備之系統中使用受控的一系列晶圓移動而優化晶圓置放重複性的方法，其中操作(b)更包括：(vii)使用以精密測定學為基的對準法改進該等站台位置；以及(viii)藉由重複放置及選取晶圓來獲得數據，而微調該偏離值表的值與每一站台的機械手位置。
  8. 如申請專利範圍第7項之在具有半導體製造設備之系統中使用受控的一系列晶圓移動而優化晶圓置放重複性的方法，其中(viii)微調該偏離值表之值更包括：對於以一臂放置該晶圓接著以相同或不同臂選取該晶圓，執行每一組合的多次量測；自每一組合的多次量測中得到值的群集；及對於與每一組合相關的每一群集，計算一代表值以調整第二臂置放位置及該偏離值表中的縮回值。
  9. 如申請專利範圍第6項之在具有半導體製造設備之系統中使用受控的一系列晶圓移動而優化晶圓置放重複性的方法，其中操作(c)更包括： 在晶圓穿過站台感應器後，使用動態對準法量測晶圓中心；計算補償用偏離值，作為該測得之晶圓中心與該偏離值表之值間的距離；及於晶圓置放期間針對該補償用偏離值調整而使該晶圓定心。
  10. 如申請專利範圍第6項之在具有半導體製造設備之系統中使用受控的一系列晶圓移動而優化晶圓置放重複性的方法，更包括：(e)當自一站台選取晶圓時量測該晶圓位置，量測該晶圓位置包括：(i)自一站台中選取該晶圓，且使用動態對準法量測晶圓中心；及(ii)使用偏離值表之值計算該晶圓中心相對站台中心的位置。
  11. 如申請專利範圍第6項之在具有半導體製造設備之系統中使用受控的一系列晶圓移動而優化晶圓置放重複性的方法，其中在具有標稱感應器位置之表中的欄位包括：一站台識別號；一感應器識別號；一半徑值；及一角度值。
  12. 一種在具有半導體製造設備之系統中使用受控的一系列晶圓移動而優化晶圓置放重複性的方法，該方法包括：(a)執行一初始站台校驗，以教導每一站台的機械手位置，該等站台係與半導體製造中所用之VTM的小平面接合；(b)校驗該系統，該校驗包括；(i)存取具有每一小平面之標稱感應器位置的表；(ii)確定一參考站台、一參考傳送方向、與一參考機械臂； (iii)在該參考站台處選取已知被適當定位的晶圓；(iv)使該選取的晶圓穿過每一小平面之感應器，且在該機械手以每一臂傳遞該晶圓進出該等站台時量測伸/縮偏離值；(v)建立偏離值表，以補償伸/縮方向間之差異所衍生的可重複性量測誤差，和使用標稱感應器位置所導致的誤差；及(vi)調整每一站台之機械手的值；及(c)在製造期間，使用校驗結果使晶圓放置於站台中。
  13. 如申請專利範圍第12項之在具有半導體製造設備之系統中使用受控的一系列晶圓移動而優化晶圓置放重複性的方法，其中以被確認為該機械手之參考臂的第一臂執行操作(a)與(b)，該方法更包括以該機械手之第二臂執行操作(a)與(b)。
  14. 如申請專利範圍第12項之在具有半導體製造設備之系統中使用受控的一系列晶圓移動而優化晶圓置放重複性的方法，其中操作(b)更包括：(vii)使用以精密測定學為基的對準法改進站台位置。
  15. 如申請專利範圍第12項之在具有半導體製造設備之系統中使用受控的一系列晶圓移動而優化晶圓置放重複性的方法，其中操作(b)更包括：(viii)藉由重複放置及選取晶圓來獲得數據，而微調該偏離值表的值與每一站台的機械手位置。
  16. 如申請專利範圍第12項之在具有半導體製造設備之系統中使用受控的一系列晶圓移動而優化晶圓置放重複性的方法，其中於操作(b)期間藉由一校驗固定物代替該晶圓。
  17. 一種在具有半導體製造設備之系統中使用受控的一系列晶圓移動而優化晶圓置放重複性的方法，該方法包括：(a)執行一初始站台校驗，以教導每一站台的機械手位置，該等站台係與半導體製造中所用之VTM的小平面接合；(b)校驗該系統，該校驗包括； (i)存取具有每一小平面之標稱感應器位置的表；(ii)確定數個站台之一者為一參考站台；(iii)在該參考站台處選取已知被適當定位的晶圓；(iv)使該選取的晶圓穿過該等小平面，且在該機械手傳遞該晶圓進出該站台時量測伸/縮偏離值；(v)建立偏離值表，以補償伸/縮方向間之差異所衍生的可重複性量測誤差，和使用該標稱感應器位置所衍生的誤差；(vi)調整每一站台之機械手的值；(vii)使用以精密測定學為基的對準法改進站台位置；(viii)藉由重複放置及選取晶圓來獲得數據，而微調該偏離值表的值與每一站台的機械手位置；及(c)在製造期間，使用校驗結果使晶圓放置於站台中。
  18. 如申請專利範圍第17項之在具有半導體製造設備之系統中使用受控的一系列晶圓移動而優化晶圓置放重複性的方法，其中(iv)之傳遞該選取的晶圓係穿過每一小平面而重複多次；及藉由對來自(iv)中多次傳遞該選取的晶圓的結果求平均值，而執行(v)之建立偏離值表。
  19. 如申請專利範圍第17項之在具有半導體製造設備之系統中使用受控的一系列晶圓移動而優化晶圓置放重複性的方法，其中藉由使用一對準器使該晶圓定心於該參考站台，而使該晶圓在(iii)中被適當地定位。
  20. 如申請專利範圍第17項之在具有半導體製造設備之系統中使用受控的一系列晶圓移動而優化晶圓置放重複性的方法，其中在(b)中的每一操作開始時降低該機械手的垂直速度。
  21. 如申請專利範圍第17項之在具有半導體製造設備之系統中使用受控的一系列晶圓移動而優化晶圓置放重複性的方法，其中以被確認為該機械手之參考臂的第一臂執行操作(a)與(b)，該方法更包括以該機械手之第二臂執行操作(a)與(b)。
  22. 如申請專利範圍第21項之在具有半導體製造設備之系統中使 用受控的一系列晶圓移動而優化晶圓置放重複性的方法，其中操作(viii)更包括：對於以一臂放置該晶圓接著以相同或不同臂選取該晶圓，執行不同組合的多次量測；自每一組合的多次量測中得到值的群集；及對於與每一組合相關的每一群集，計算一代表值以調整第二臂置放位置及該偏離值表中的縮回值。
  23. 一種在半導體製造設備中使用受控的一系列晶圓移動而優化晶圓置放重複性的系統，包括：一真空傳送模組(VTM)，用於半導體製造中；一機械手，位於該VTM中；複數個站台，與該VTM中的小平面接合；複數個感應器，位於每一小平面中；一電腦裝置，具有一處理器；一顯示器，顯示該晶圓移動的結果；及一記憶體，該記憶體包括：一晶圓置放程式；一具有每一小平面的標稱感應器位置之表，一偏離值表；及站台位置用的微調值；其中當被該處理器執行時，來自該晶圓置放程式的程式指令使該處理器執行下述步驟：(a)執行初始站台校驗，以教導每一站台的機械手位置；(b)校驗該系統，其使該處理器行下述步驟：(i)存取具有標稱感應器位置的表；(ii)確定數個站台之一者為一參考站台；(iii)在該參考站台處選取已知被適當定位的晶圓；(iv)使該選取的晶圓穿過複數個小平面，且在該機械手傳遞該晶圓進出該站台時量測伸/縮偏離值；(v)建立偏離值表，以補償伸/縮方向間之差異所衍生 的可重複性量測誤差，和使用標稱感應器位置所衍生的誤差；(vi)調整每一站台之機械手的值；(vii)使用以精密測定學為基的對準法改進該等站台位置；(viii)藉由重複放置及選取晶圓來獲得數據，而微調該偏離值表的值與每一站台的機械手位置；及(c)在製造期間，使用校驗結果使晶圓放置於站台中。
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