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TW202147376A - 具有自動化轉動式預先對準的邊緣環運送 - Google Patents

具有自動化轉動式預先對準的邊緣環運送 Download PDF

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TW202147376A
TW202147376A TW110102253A TW110102253A TW202147376A TW 202147376 A TW202147376 A TW 202147376A TW 110102253 A TW110102253 A TW 110102253A TW 110102253 A TW110102253 A TW 110102253A TW 202147376 A TW202147376 A TW 202147376A
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達里爾 安吉洛
理查 Ｈ 古德
羅納德 史考特 鮑威爾
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美商蘭姆研究公司
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Abstract

一種系統，包含：一機器人，配置為在基板處理系統之內運送基板或邊緣環其中任一者；一基板對準器，配置為相對於該機器人之一末端效應器而調整該基板或該邊緣環其中任一者之轉動位置；及一托運板，配置為支撐該邊緣環。該機器人係配置為以該末端效應器拾回該托運板、使用支撐於該末端效應器之上的該托運板拾回該邊緣環、以及將該托運板及該邊緣環運送至該基板對準器。

Description

具有自動化轉動式預先對準的邊緣環運送
[相關申請案的交互參照] 本申請案主張以下優先權：美國專利臨時申請案第62/964908號，申請於西元2020年1月23日。上述申請案的全部內容藉由參照全部於此納入。
本揭露關聯於在基板處理系統之中用於對準邊緣環的系統及方法。
此處提供的先前技術描述係為了大致上呈現本揭露背景的目的。在此先前技術章節中所描述的範圍內，目前列名的發明人的作品以及在申請時可能不適格為先前技術的說明實施態樣，均未明確或暗含地承認為對抗本揭露的先前技術。
基板處理系統可能被用以處理如半導體晶圓的基板。可能被實施在一基板之上的例示製程包含但不侷限於：化學氣相沉積（CVD），原子層沉積（ALD），導體蝕刻，及/或其他的蝕刻、沉積、或清潔製程。一基板可能被佈置在基板處理系統的處理腔室之中的一基板支撐件之上，例如一基座、一靜電卡盤（ESC）等等。在蝕刻期間，包含一或多種前驅物的氣體混合物可能被導入該處理腔室，且電漿可能加以使用以引發化學反應。
該基板支撐件可能包含佈置為支撐晶圓的陶瓷層。舉例而言，在處理期間，該晶圓可能被夾持於該陶瓷層。該基板支撐件可能包含一邊緣環，佈置於該基板支撐件之一外部份（例如，周緣之外及/或相鄰於周緣）周圍。該邊緣環可能被提供以將電漿侷限於該基板上方的容積、保護該基板支撐件免於由該電漿產生的腐蝕等等。
一種系統，包含：一機器人，配置為在基板處理系統之內運送基板或邊緣環其中任一者；一基板對準器，配置為相對於該機器人之一末端效應器而調整該基板或該邊緣環其中任一者之轉動位置；及一托運板，配置為支撐該邊緣環。該機器人係配置為以該末端效應器拾回該托運板、使用支撐於該末端效應器之上的該托運板拾回該邊緣環、以及將該托運板及該邊緣環運送至該基板對準器。
在其他特徵之中，一成像裝置係配置為在該邊緣環及該托運板被安置在該基板對準器之上的同時偵測該邊緣環之一特徵。該特徵係該邊緣環之內直徑之平坦區域。該邊緣環之表面係大致上經研磨的，並且該特徵對應於該邊緣環之未研磨及粗糙化部份的至少其中一者。該邊緣環之表面係大致上未研磨的，並且該特徵對應於該邊緣環之經研磨的部份。該特徵包含佈置於該邊緣環之底表面上之一凹口。該特徵包含提供於該邊緣環中之一窗口。該窗口允許經由該邊緣環的光傳遞。該邊緣環被塗佈並且該特徵對應於該邊緣環之未塗佈部份。該邊緣環係未塗佈的並且該特徵對應於該邊緣環之塗佈部份。該特徵對應於該邊緣環之表面上之至少一標記。
在其他特徵之中，該基板對準器係配置為基於由該成像裝置所偵測的該邊緣環之該特徵而轉動該托運板及該邊緣環。一動態對準模組，其配置為基於由該成像裝置所偵測的該邊緣環之該特徵而決定該邊緣環相對於該末端效應器之轉動位置。該基板對準器係配置為基於由該動態對準模組所決定的該邊緣環之轉動位置而轉動該托運板以及該邊緣環。該基板對準器係配置為基於相對於該末端效應器的該邊緣環之所欲轉動位置而轉動該托運板及該邊緣環。
在其他特徵之中，該托運板包含複數的突部，延伸自該托運板之主體之各角隅；該主體之周緣小於該邊緣環之內直徑，並且該複數的突部延伸超過該邊緣環之內直徑。該複數的突部之至少二者包含彈性墊。該托運板之底表面包含由熱彈性材料製成的接觸片材。該接觸片材係佈置於在該托運板之該底表面中之一凹口之中。該托運板包含圓化的角隅。該托運板之該圓化的角隅相對應於該基板之直徑而界定一周長。該直徑逼近300 mm。
一種方法，包含：控制一基板處理系統內之一機器人以：使用該機器人之一末端效應器拾回一托運板，使用支撐於該末端效應器之上的該托運板拾回一邊緣環，以及將該托運板及該邊緣環運送至一基板對準器，其配置為調整一基板或該邊緣環其中一者之轉動位置，並且在該托運板及該邊緣環係安置於該基板對準器之上時，調整該邊緣環之轉動位置。
在其他特徵之中，該方法進一步包含在該邊緣環及該托運板係安置於該基板對準器之上時，偵測該邊緣環之一特徵。該特徵係該邊緣環之內直徑之一平坦區域。該邊緣環之表面係大致經研磨的，並且該特徵對應於該邊緣環之未研磨及粗糙化部份之至少一者。該邊緣環之表面係大致上未研磨的，並且該特徵對應於該邊緣環之經研磨部份。該邊緣環係塗佈的並且該特徵相對應於該邊緣環之一未塗佈部份。該邊緣環係未塗佈的並且該特徵相對應於該邊緣環之塗佈部份。該特徵相對應於該邊緣環之一表面上之至少一標示。
在其他特徵之中，該方法進一步包含基於該邊緣環之受偵測特徵而轉動該托運板及該邊緣環。該方法進一步包含基於該邊緣環之受偵測特徵而相對於該末端效應器決定該邊緣環之轉動位置，並且基於該邊緣環之所決定轉動位置而轉動該托運板及該邊緣環。該方法進一步包含基於相對於該末端效應器的該邊緣環之所欲轉動位置而轉動該托運板及該邊緣環。
該托運板包含複數的突部，延伸自該托運板之主體之各角隅，該主體之周長小於該邊緣環之內直徑，並且該複數的突部延伸超過該邊緣環之內直徑，並且拾回該邊緣環步驟包含拾回該邊緣環，使得該邊緣環之內直徑係支撐於該複數的突部之上。該托運板包含倒角角隅。該托運板之該倒角角隅相對應於該基板之直徑而界定一周長。該直徑係逼近300 mm。
一種系統，包含：一機器人，配置為在一基板處理系統之內運送一基板或一邊緣環之其中一者；一基板對準器，配置為相對於該機器人之一末端效應器而調整該基板或該邊緣環之轉動位置其中任一者；以及一托運板，配置為支撐該邊緣環。該機器人配置成以該末端效應器拾回該托運板，並且基於該托運板之受偵測特徵而調整在該末端效應器上之該托運板之轉動對準。
根據實施方式章節、申請專利範圍及圖式，本揭露的進一步應用領域將變得顯而易見。該實施方式章節及特定示例僅旨在說明之目的，並不旨在限制本揭露的範圍。
在一基板處理系統之中的一基板支撐件可能包含一邊緣環。在若干系統之中，一機器人/機械手（例如，一真空運送模組（VTM）機器人），用於將基板運送至及自在一處理腔室內之基板支撐件，該機器人/機械手可能亦配置成將邊緣環運送至及自該處理腔室。舉例而言，邊緣環可能係可消耗的（亦即，邊緣環可能隨時間磨損）並且因此周期性地替換。該機器人可能配置成對該基板支撐件安裝及移除邊緣環。該基板處理系統可能包含一或多其他機器人，配置成在其他構件（例如，負載站、設備前端模組（EFEM）、負載鎖等）之內及之間運送邊緣環。
在該基板支撐件上之該邊緣環之準確擺置可能係困難的。若干的基板處理系統可能實現一動態對準（DA）系統，用於使用該機器人將該基板對準於該基板支撐件之上。例示的DA系統及方法更加詳細地敘述於美國專利第9269529號之中，藉由引用將其全部納入於本文。舉例而言，在擺置於該基板支撐件上之前，DA系統及方法可能實現一光學感測器以決定在該機器人之末端效應器上之基板的位置。該DA系統可能進一步包含一基板對準器，配置為基於所決定位置調整該基板之轉動位置。根據本揭露的系統及方法使用配置為實施基板之轉動對準的一機器人及DA系統而實施該邊緣環之轉動對準。
現在參考圖1A及1B，包含基板處理工具102的例示基板處理系統100被顯示。圖1B係基板處理工具102之頂視圖。僅舉例而言，基板處理系統100可能用於使用RF電漿及/或其他適合的基板處理執行蝕刻步驟。基板處理系統100包含一以上的處理模組或腔室104，其封圍基板處理系統100之其他構件並且包含RF電漿。
待處理的基板係經由一或多個中介腔室加以載入基板處理工具102之中。舉例而言，該基板係經由大氣至真空（ATV）運送模組（如設備前端模組（EFEM）108）之負載站106之埠加以載入，並且接著運送進入處理腔室104之一或多者。舉例而言，運送機器人110係佈置成自負載站106運送基板至氣室、或負載鎖112，並且真空運送模組116之真空運送機器人114係佈置成自負載鎖112運送基板至各種不同的處理腔室104。
處理腔室104包含上電極118及基板支撐件120，如靜電卡盤（ESC）。在作業期間，基板122係佈置於基板支撐件120之上。儘管特定的基板處理系統100及處理腔室104係顯示作為一示例，但本揭露之原理可能適用於其他類型的基板處理系統及腔室（如原位產生電漿的基板處理系統），其實現遠距電漿產生及輸送（例如，使用電漿管、微波管）、等等。
僅舉例而言，上電極118可能包含一氣體分佈裝置（如噴淋頭124），其引導並且分佈處理氣體。在其他示例之中，上電極118可能包含一傳導板，並且該處理氣體可能以另一方式導入。基板支撐件120包含用作下電極的傳導底板126。底板126支撐陶瓷層128。
RF產生系統130產生並且輸出RF電壓至上電極118及下電極（例如，基板支撐件120之底板126）之其中一者。上電極118及底板126之另一者可能係DC接地、AC接地或浮接的。僅舉例而言，RF產生系統130可能包含RF電壓產生器132，其產生RF電壓，該RF電壓係由匹配及分佈網絡134饋送至上電極118或底板126。在其他示例之中，該電漿可能感應地或遠距地產生。雖然如示例目的所示，RF產生系統130對應於電容耦合電漿（CCP）系統，但本揭露之原理可能亦以其他合適的系統加以實現，例如僅變壓器耦合電漿（TCP）系統、CCP陽極系統、遠距微波電漿產生及輸送系統、等等。
氣體輸送系統140包含一或多氣體源142-1、142-2、……、及142-N（統稱為氣體源142），其中N係大於零的整數。該氣體源供給其一或多前驅物及混合物。該氣體源可能亦供給驅淨氣體。汽化前驅物可能亦被使用。該氣體源142係以閥144-1、144-2、……、及144-N（統稱閥144）及質量流控制器146-1、146-2、……、及146-N（統稱質量流控制器146）加以連接至歧管148。歧管148之輸出被饋送至處理室104。僅作為示例，歧管148之輸出饋送至噴淋頭124。閥150及泵152可用於自處理腔室104排空反應物。
系統控制器160可能用於控制基板處理系統100之構件。舉例而言，系統控制器160配置成控制機器人110及114，以在負載站106、EFEM 108、負載鎖112、VTM 116、及處理腔室104之內及之間運送基板。
基板支撐件120包含邊緣環170。根據本揭露之原理的邊緣環170可能相對於基板支撐件120係可移動的（例如在垂直方向之中可上下移動）。舉例而言，邊緣環170可能藉由致動器及上升銷（未顯示）而響應於系統控制器160加以控制。系統控制器160及真空運送機器人114可能進一步配置為在各自的處理腔室104之負載鎖112及基板支撐件120之間運送邊緣環170。反之，系統控制器160及運送機器人110可能配置成在負載站106、EFEM 108、及負載鎖112之其中一者之間運送邊緣環170。
基板處理系統100可能包含一或多個整合的基板對準器180。如所示，基板對準器180係位於EFEM 108之內。在其他示例之中，基板對準器180可位於其他腔室之內，如真空運送模組116。根據本揭露的基板處理系統100係配置成使用如以下更詳細敘述的系統控制器160、運送機器人110、以及基板對準器180而實施邊緣環170之轉動對準。
現在參考圖2，根據本揭露之原理的例示邊緣環對準系統200被顯示。系統200包含控制器204（例如，對應於圖1A之控制器160）、機器人208（例如，對應於圖1A及1B之運送機器人110）、以及成像裝置212。舉例而言，成像裝置212包含相機、感測器等等，配置以在可視範圍內偵測物件。成像裝置212可能佈置於如EFEM 108的一腔室內的基板對準器216之上或附近。
控制器204可能包含機器人控制模組220及動態對準（DA）模組224。機器人控制模組220控制機器人208。舉例而言，機器人控制模組220控制機器人208以在各種不同處理模組/腔室、真空腔室等等之間運送基板及邊緣環。根據本揭露之原理的機器人208包含一末端效應器，其配置為擺置及拾回邊緣環。舉例而言，機器人208自負載站106拾回一邊緣環且運送經過EFEM 108而至負載鎖112。在該運送期間，該邊緣環係佈置於成像裝置212之可視範圍中之基板對準器216之上，以偵測該末端效應器上之該邊緣環之轉動位置。在若干示例之中，基板對準器216可能係與包含機器人208的機器人組件加以整合。
在一示例之中，成像裝置212可能朝機器人208之末端效應器投射一或多光束，當邊緣環中斷光束時加以感測，並且基於指示光束何者受到中斷的圖案而決定在該末端效應器之上的該邊緣環之位置。舉例而言，該圖案可能與指示在該末端效應器上之所欲轉動位置的一預定圖案進行比較，以決定該邊緣環之轉動對準。在其他示例之中，成像裝置212可能偵測在該邊緣環、該末端效應器、一配接器或托運板、及/或其他結構上之特徵，以決定在該末端效應器之上的該邊緣環之轉動位置。
DA模組224自成像裝置212接收位置偵測資料。舉例而言，位置偵測資料可能包含資料，其指示當該邊緣環通過經由成像裝置212之可視區域時所產生的光線圖案，在該邊緣環、末端效應器、托運板等等之上的受偵測特徵；及/或其他資料，其指示在該末端效應器上之該邊緣環之轉動位置。DA模組224配置為基於該位置偵測資料計算位置資訊，包含在該末端效應器上之該邊緣環之實際轉動位置、以及在該末端效應器之上在該實際轉動位置與一所欲轉動位置之間的轉動偏差。DA模組224可進一步配置為基於該位置資訊而控制基板對準器216以轉動該邊緣環直到該邊緣環係在對應於在該末端效應上之所欲轉動位置的一位置之中。當該邊緣環係在對應於該所欲轉動位置的該位置之中時，機器人208以該末端效應器拾回該邊緣環。
通常而言，末端效應器係配置為支撐運送基板。換言之，一末端效應器可能係配置為支撐如一基板的碟形物件，並且不配置為支撐如一邊緣環的環形物件。進一步而言，用於特定基板支撐件的邊緣環通常具有與為了相同基板支撐件設定尺寸的基板相比較大的直徑。相似地，基板對準器216可能係配置為支撐一基板但不支撐一邊緣環。因此，根據本揭露的對準系統200實現一配接器或載具（下稱「托運板」），其配置為對在該末端效應器及/或該基板對準器上之該邊緣環提供一支撐介面。
現在參考圖3A、3B及3C，例示的托運板300被顯示。在圖3A之中，托運板300係顯示為受支撐在一機器人（例如，圖2之機器人208）之末端效應器304之上，並且邊緣環308係支撐於托運板300之上。托運板300之示例之頂表面312及底表面316之視圖係顯示於圖3B及3C之中。托運板300可能由輕型材料製成，該輕型材料（例如碳纖維）提供高剛性及低撓曲，同時將末端效應器304之負載撓曲最小化。
托運板300針對在末端效應器304上之邊緣環308提供支撐。舉例而言，托運板300配置成與邊緣環308之內直徑320界接。僅舉例而言，托運板300包含複數的指部或突部324，其延伸自托運板300之矩形體326之各角隅。突部324每一者（或其中至少二者）可包含在托運板300之頂表面312上之抓取面，例如彈性墊328。該等墊328促進邊緣環308之保持並且防止滑動。
反之，托運板300之底表面316可能包含接觸片材332。僅舉例而言，接觸片材332係以如聚醚醚酮（PEEK）的熱塑型塑膠製成。接觸片材332於托運板300及末端效應器304及基板對準器216之間提供接觸介面。在若干示例之中，接觸片材332可能佈置於在該底表面316上之凹部之中。
托運板300係根據邊緣環308之尺度加以設定尺寸。舉例而言，托運板300係根據邊緣環308之內直徑320加以設定尺寸。換言之，矩形體326之周緣可能小於（亦即位在其內）內直徑320，同時突部324延伸超過內直徑320。在內直徑逼近300 mm的示例之中（例如，對300 mm基板加以配置的基板支撐件而言，295-305 mm），突部324延伸超過相對應於300 mm直徑的周長。
顯示於圖3C的示例之中，托運板300包含斜邊或圓化的角隅336。對於為300 mm基板加以配置的基板對準器而言，成像裝置212可能配置為有著定位於該基板之外直徑上方的一可視區域。因此，托運板300可能配置為具有相對應於該基板的尺度，該基板係對準於基板對準器216之上。舉例而言，圓化的角隅336相對應於所欲直徑D（例如300 mm）界定一周緣。換言之，圓化的角隅336大致相對應於與該基板的相同直徑（例如300 mm）而界定周緣或圓弧。因此，配置為偵測300 mm基板之外周緣的系統亦可偵測圓化的角隅336以促進托運板300之偵測及對準。進一步而言，托運板300及/或邊緣環308可能包含一或多特徵（例如，在邊緣環308之內直徑320上之平坦區域340），其可藉由成像裝置212加以偵測。在此方式之中，托運板300係配置為促進在基板對準器216上之定位及對準，以及如以下更加細節敘述的藉由成像裝置212的偵測。
現在參考圖4A、4B、及4C並且繼續參考圖3A、3B、及3C，敘述根據本揭露的例示邊緣環運送及對準製程。機器人組件400可能包含機器人404、基板對準器408、以及整合的感測器或成像裝置412。儘管顯示為與基板對準器408整合，但在其他實施例之中，成像裝置412或感測器可能提供於不同位置之中（亦即，遠端定位的且未與基板對準器408整合）。機器人404使用末端效應器304將托運板300拾回。舉例而言，機器人404自EFEM 108內之緩衝器或其他儲存位置將托運板300拾回。機器人404使用有著受支撐的托運板300之末端效應器304，以拾回邊緣環308。舉例而言，機器人404自負載站106之其中一者將邊緣環308拾回。
在使用托運板300將邊緣環308支撐於末端效應器304之上的情況下，機器人404將邊緣環308定位於基板對準器408上方。舉例而言，機器人404可能轉移至起始位置或折起位置，如圖4A及4C所示。在折起位置之中，邊緣環308係定位於基板對準器408上方。基板對準器408可能包含卡盤416，其配置為向上提升以將托運板300及邊緣環308上升離開末端效應器304。在若干示例之中，卡盤416可能抓取托運板300（例如，使用真空吸取）以將托運板300固定於基板對準器408。
在托運板300及邊緣環308於上升位置之中的情況下，卡盤416可能將邊緣環308在成像裝置412之可視範圍內轉動，以偵測邊緣環308相對於末端效應器304之轉動位置。舉例而言，托運板300及/或邊緣環308可能包含一或多特徵，其可由成像裝置412（如邊緣環308之內直徑320上之平坦區域340）所偵測。在其他示例之中，成像裝置412可能配置為偵測一或多個其他特徵，包含但不侷限於：在邊緣環308上之標記、在邊緣環308中之凹口、在托運板300上之標記、邊緣環308之環型邊緣、托運板300之邊緣、突部324、等等。
在成像裝置412係配置為偵測平坦區域340的示例之中，托運板300可能加以設定尺寸，使得相鄰於平坦區域340的托運板300之邊緣不在成像裝置412之可視區域之內。因此，成像裝置412不會在不經意的情況下未偵測平坦區域340而偵測到托運板300之邊緣。
在若干示例之中，控制器204、DA模組224、及/或成像裝置212、412可能配置為取決於基板對準器408是否正在對準一基板或一邊緣環而以不同的模式操作。舉例而言，基板可能具有第一型的可偵測特徵（例如，凹口或標記）而邊緣環具有第二型的可偵測特徵（例如，平坦區域340或不同類型的標記）。因此，控制器204、DA模組224、及/或成像裝置212、412可能配置為在以下模式中作業：基板模式，用於偵測在被對準於基板對準器408上之基板之上的特徵；以及邊緣環模式，用於偵測在被對準於基板對準器408上之邊緣環之上的特徵。
基板對準器408將托運板300轉動直到受偵測特徵指示邊緣環308係在所欲轉動位置之中，並且接著將托運板300及邊緣環308下降至末端效應器304之上。舉例而言，DA模組224可控制基板對準器408以基於接收自成像裝置412的訊號而轉動托運板300。在若干示例之中，基板對準器408可能亦配置為相對於末端效應器304而實施邊緣環308之位置的線性調整。舉例而言，基板對準器408可調整邊緣環308之線性位置以促進在基板支撐件120之上邊緣環308的定心。機器人404接著將托運板300及邊緣環308運送至負載鎖112（例如，用於藉真空運送機器人114拾回邊緣環308，並運送至基板支撐件120）。
在邊緣環308運送至負載鎖112之後，機器人404可選擇性地運送托運板300，以在返回至用於儲存的緩衝器之前定心及轉動對準。在拾回邊緣環308之前、在運送邊緣環308之後等等，可將托運板300獨自地（亦即，不存在邊緣環308）加以對準。舉例而言，如上所述，圓化的角隅336界定一周緣或圓弧，其對應於該基板之直徑。因此，圓化的角隅336可被偵測，以促進在末端效應器304上之托運板300之偵測及對準。在若干示例之中，在對準托運板300之後，托運板300可能被調整為不同的對準（亦即，自標稱對準偏移的轉動對準）。舉例而言，取決於系統幾何及尺度，托運板300之尺度可能阻隔邊緣環308之運送（例如，經由負載站106之槽、EFEM 108、負載鎖 112、VTM 116、處理腔室104等等的邊緣環308之運送）。因此，在末端效應器304上之托運板300之轉動對準可能被調整至一所欲角度，用於促進經由各槽的托運板300之通過。
在若干示例之中，機器人404及基板對準器408可配置為實施額外的步驟以對準邊緣環308。舉例而言，如果基板對準器408之轉動範圍係受限制的並且/或者末端效應器304、機器人組件400等等之其他結構限制將避免額外的轉動，則機器人404及基板對準器408可能實施額外的對準循環。舉例而言，在第一轉動之後，機器人404可自基板對準器408拾回邊緣環308，並且接著為了額外的轉動，將邊緣環308放置於基板對準器408之上。
在另一示例之中，機器人404可調整末端效應器304之接近角，以自基板對準器408拾回邊緣環308。仍在另一示例之中，機器人404可在轉動之後自基板對準器408拾回邊緣環308、將邊緣環308放置於如緩衝器或架的儲存位置之中、使用調整的接近角自該儲存位置拾回邊緣環308、以及為了額外轉動將邊緣環308返回至基板對準器408。
現在參考圖5，根據本揭露的用於對準邊緣環的例示方法500始於504。在508，方法500自緩衝器或其他儲存位置拾回托運板300（例如，使用如機器人404的機器人之末端效應器）。在510，方法500選擇性地對準托運板300於如上所述的該末端效應器之上。在512，方法500（例如，機器人404）使用有著被支撐的托運板的末端效應器以自負載站拾回邊緣環。在516，方法500（例如，機器人404）將邊緣環運送至基板對準器。舉例而言，機器人404將該邊緣環定位於該基板對準器上方，並且該基板對準器之卡盤向上提升以將托運板及邊緣環上升離開該末端效應器。
在520，方法500（例如，成像裝置）偵測相對於該末端效應器的該邊緣環之轉動位置。舉例而言，該成像裝置偵測該邊緣環之一或多特徵（例如，一平坦區域）並且基於受偵測特徵決定該轉動位置。在524，方法500（例如，使用基板對準器、成像裝置、及/或DA模組224）將托運板轉動，直到受偵測特徵指示該邊緣環係在所欲轉動位置之中。在528，方法500（例如，機器人404）自該基板對準器拾回該托運板及邊緣環。舉例而言，該基板對準器將該托運板及邊緣環下降至該末端效應器之上。
在532，方法500（例如，DA模組224）選擇性地決定是否實施額外步驟以對準該邊緣環。舉例而言，方法500可決定是否需要該邊緣環之額外轉動。若為真，則方法500繼續至536。若為假，方法500繼續至540。在536，方法500實施一或多額外步驟以對準該邊緣環。舉例而言，機器人404可在第一轉動之後自該基板對準器拾回該邊緣環並且接著為了額外轉動將該邊緣環放置在該基板對準器之上、為了自該基板對準器拾回該邊緣環而調整該末端效應器之接近角、在轉動之後可自該基板對準器拾回該邊緣環、將該邊緣環放置於如緩衝器或架的儲存位置之中、使用調整的接近角自該儲存位置拾回該邊緣環、以及為了額外的轉動將該邊緣環返回至該基板對準器、等等。
在若干示例之中，在自該基板對準器拾回該邊緣環之後，機器人404可將該邊緣環返回至儲存位置、將該托運板返回至該基板對準器、將該托運板再對準於該末端效應器之上、並且接著再次拾回該邊緣環。換言之，在該末端效應器上之該托運板之轉動對準可能在拾回該邊緣環之前加以調整，以相對於該邊緣環改變該托運板之轉動對準。如上所述，相對於該邊緣環改變該托運板之對準的步驟可能促進該托運板經由槽、圍繞系統幾何形狀等等之移動。
在540，方法500（例如，機器人404）為了該邊緣環之拾回而藉由真空運送機器人將該邊緣環運送至負載鎖，並且運送至該基板支撐件。方法500結束在544。
在其他示例之中，根據本揭露的系統及方法可能配置為實施其他的對準步驟。在一示例之中，轉動及/或線性對準可能基於在邊緣環之頂及/或底表面之上所偵測的特徵而加以實施。若干邊緣環可能包含可偵測的特徵，而其他邊緣環可能係以光學上「清晰的」材料（亦即，使用若干類型的感應器時係無法偵測的材料或表面）所製成。因此，邊緣環之表面可能刻意地粗糙化以促進偵測。在邊緣環之表面係刻意粗糙化的示例之中，這些表面可能因為暴露於腔室內的製程環境而隨時間呈受到研磨的。舉例而言，如果邊緣環係可移動的（亦即，配置成為了製程調整而提升及下降的），提升該邊緣環的步驟可能將該邊緣環之下表面暴露於該製程環境。在此方式之中該邊緣環之該表面之研磨將干擾該邊緣環之位置之準確偵測。
如圖6之中所示，例示邊緣環600（以橫剖面顯示）可包含形成於下表面608中之溝槽604。根據本揭露之原理的動態對準系統及方法可能配置為藉由偵側溝槽604而偵測邊緣環600之位置。溝槽604定位在邊緣環600之內直徑612及外直徑616之間。下表面608可加以研磨以增加在下表面608及溝槽604之間的對比。因此，DA模組（例如，DA模組224）可能配置為基於接收自相對應感應器的訊號而偵測溝槽604。舉例而言，下表面608之感應器原始資料可為了處理而提供至DA模組224。DA模組224可實現一演算法及/或過濾器，其配置為在感應器原始資料之中識別溝槽604，並且決定內直徑612及外直徑616之各自位置，以決定邊緣環600之位置以及相對於所欲（例如，定心）位置的邊緣環600之位置的線性偏移。
作為一示例，DA模組224可配置為將所擷取的感應器原始資料分入四個向量之中。舉例而言，DA模組224可接收擷取自二感應器（例如，右感應器及左感應器）的資料。所擷取資料可分入對應於以下者的資料之中：由右感應器偵測的前緣（例如，溝槽604之外直徑）、由右感應器偵測的後緣（例如，溝槽604之內直徑）、由左感應器偵測的前緣、以及由左感應器偵測的後緣。
DA模組224基於針對溝槽604所擷取前緣及後緣資料並且進一步基於該感應器、該機器人等等之校正位置資料而計算邊緣環600之邊緣點（例如，在外直徑616上之點）。在若干示例之中，如果對應的徑向數值係在預定範圍之外（例如，小於預定的最小值或者大於預定的最大值），則任何計算的邊緣點可自該資料移除。DA模組224接著計算邊緣環600之直徑及該位置之對應偏移（亦即，自所欲的定心位置）。
如在圖7A、7B、及7C的另一示例之中顯示，邊緣環700（如圖7A的底視圖所示）可包含一或多個對準特徵，例如凹口704。舉例而言，凹口704係顯示於邊緣環700之底表面708之中，並且朝邊緣環700之頂表面712向上延伸。凹口704可配置為相對於基板支撐件之其他結構特徵而促進邊緣環700之對準。舉例而言，凹口704係佈置為接收對準銷、上升銷等等，其自基板支撐件向上延伸者。凹口704可具有傾斜或三角形內表面（如圖7B的邊緣環700之內直徑716之視圖之中所顯示）、圓化的內表面（如圖7C的內直徑716之視圖之中所顯示）等等。凹口704之內表面促進邊緣環700之對準。
根據上述本揭露原理的動態對準系統及方法可進一步配置以藉由偵測凹口704而偵測邊緣環700之位置。舉例而言，如成像裝置412的感應器可配置以偵測一或多的凹口704，並且DA模組224可配置為基於所偵測凹口704決定邊緣環700之對準。
另一例示邊緣環800之橫剖面圖顯示於圖8A之中。一部份的邊緣環800之頂視圖顯示於圖8B之中。在此示例之中，邊緣環800係以透明或半透明材料（例如，石英）所製成。換言之，光可經由邊緣環800傳遞。舉例而言，光可傳遞自邊緣環800之一側（例如，使用合適的發射器、LED等等自邊緣環800下方傳遞）並且在邊緣環800之相反側之上被接收（例如，使用成像裝置412或另一合適的感應器）。
邊緣環800可包含光學凹口或窗口804。舉例而言，窗口804可位在邊緣環800之階梯部份808之中，其將一基板口袋界定於邊緣環800的內直徑812處。窗口804係配置為有著與邊緣環800之其他部份不同的透明度（或者不透明度）。因此，經由窗口804傳遞並且由感應器接收的光束之一或多特性（例如，增益）將不同於經由邊緣環800之其他部份傳遞的光線之特性。在此方式之中，根據上述本揭露原理的動態對準系統及方法可進一步配置為藉由偵測窗口804而偵測邊緣環800之位置。舉例而言，DA模組224可配置為基於所偵測窗口804而決定邊緣環800之對準。
舉例而言，窗口804可對應於相對於邊緣環800之其他部份而研磨或粗糙化的邊緣環800之一部份。在一實施例之中，邊緣環800之上表面816係受到研磨的。反之，階梯部份808之上表面820未被研磨（或粗糙化），而窗口804之表面係受到研磨的（例如雷射研磨）。換言之，窗口804的透明度比階梯部份808之其他部份來得大，以促進窗口804之偵測。
如在圖8B之中階梯部份808之頂視圖所示，在階梯部份808之上表面820之上被研磨的窗口804之上部份824可具有與在階梯部份808之下表面832之上被研磨的窗口804之下部份828不同的尺寸及/或形狀。舉例而言，上部份824可具有大致三角形的形狀（如所示）、圓形形狀等等。反之，下部份828可大致為矩形的。下部份828可具有比上部份824大的周緣，以允許較大量的光經由窗口804向上傳遞以促進偵測。
前述描述本質上僅係說明性的，且絕不旨在限制本揭露、其運用、或用途。本揭露的廣泛教示可以以各種形式加以實現。因此，儘管本揭露包含特定示例，但是本揭露的真實範圍不應受到如此限制，因為在研究圖式、專利說明書、及隨附申請專利範圍之後，其他修改將變得顯而易見。應理解到，一方法內之一或多步驟可以不同順序（或者同時地）加以實施，而不改變本揭露之原理。此外，儘管以上將每個實施例描述為具有某些特徵，但是就本揭露的任何實施例所描述的這些特徵中的任何一者或多者可以在任何其他實施例的特徵之中實施，及/或與任何其他實施例的特徵相結合，即便未明確地描述該組合。另言之，所述實施例不是相互排斥的，並且一或多個實施例彼此的置換仍在本揭露的範圍內。
使用各種不同術語來描述元件之間（例如，在模組、電路元件、半導體層等之間）的空間和功能關係，包含「連接」、「接合」、「耦合」、「相鄰」、「靠近」、「上方」、「在……之上」、「在……之下」、及「配置」。除非明確地描述為「直接的」，否則在以上揭露之中描述第一元件與第二元件之間的關係時，該關係可以是其中在第一與第二元件之間不存在其他中間元件的直接關係，但也可以是其中在第一與第二元件之間存在（在空間上或功能上）一或多個中間元件的非直接關係。如在此所使用，A、B、及C的至少其中一者的表達方式應被理解為意旨使用非排他性邏輯OR的一邏輯（A或B或C），且不應被理解為意指「A的至少一者、B的至少一者、及C的至少一者」。
在若干實施方式之中，一控制器係一系統的部份，其可能是上述示例的部份。如此的系統可以包含半導體處理設備，包含一或多個處理工具、一或多個腔室、一或多個用於處理的平台、及/或特定處理構件（一晶圓基座、一氣體流動系統等等）。這些系統可能與電子器件整合，以在半導體晶圓或基板的處理之前、期間、及之後控制它們的作業。該等電子器件可能被稱為「控制器」，可能控制一或多個系統的各種不同構件或子部份。取決於處理需求及/或系統類型，該控制器可能被程式設計以控制在此揭露的任何製程，包含處理氣體的輸送、溫度設定（例如，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、位置及作業設定、晶圓運送進入及離開一工具及其他運送工具及/或連接至一特定系統或與一特定系統介接的負載鎖。
廣義而言，該控制器可能被定義為具有各種不同的積體電路、邏輯件、記憶體、及/或軟體的電子器件，其接收指令、發佈指令、控制作業、啟動清潔作業、啟動端點量測等等。該等積體電路可能包含儲存程式指令的韌體形式的晶片、數位信號處理器（DSP）、被定義為特定應用積體電路（ASIC）的晶片、及/或一或多個微處理器、或執行程式指令（例如，軟體）的微控制器。程式指令可能是以各種不同的獨立設定（或程式檔案）的形式傳輸至該控制器的指令，定義在半導體晶圓之上或對半導體晶圓或對系統執行特定製程的作業參數。在若干實施例之中，該等作業參數可能係由製程工程師所定義的配方的部份，以在晶圓的一或多個層、材料、金屬、氧化物、矽、二氧化矽、表面、電路、及/或晶粒的製造期間完成一或多個處理步驟。
在若干實施方式之中，該控制器可能係耦合至一電腦或該電腦的一部份，該電腦與該系統整合、耦合至該系統、以其他方式網路連線至該系統、或其中的組合。舉例而言，該控制器可能在「雲端」或著係晶圓廠主機電腦系統的全部或一部份，其可以允許晶圓處理的遠端存取。該電腦可能使得能夠遠端存取該系統以監控製造作業的目前進度、檢視過去製造作業的歷史紀錄、檢視來自複數製造作業的趨勢或績效指標、改變目前處理的參數、設定處理步驟以遵循目前的製程、或開始新的製程。在若干示例之中，遠端電腦（例如，伺服器）可藉由網路對系統提供製程配方，該網路可能包含區域網路或網際網路。該遠端電腦可能包含一使用者介面，允許參數及/或設定的輸入或程式設計，接著將參數及/或設定從遠端電腦傳輸至該系統。在若干示例之中，該控制器接收資料形式的指令，該指令對在一或多作業期間待實施的處理步驟每一者指定參數。應理解到，該等參數可能特定於待實施的製程類型以及該控制器被配置以介接或控制的工具類型。因此如上所述，該控制器可能為分散式的，例如透過包含被網路連線在一起並朝著共同目的（例如，本文中所述的製程及控制）而運作的一或多個分離式控制器。用於如此目的的分散式控制器的一示例是一腔室之上的一或多個積體電路與位於遠程（例如在平台層級或作為一遠端電腦的部份）的一或多個積體電路進行通信，這些積體電路相結合以控制在該腔室之上的製程。
不限於此，例示系統可能包含一電漿蝕刻室或模組、一沉積室或模組、一旋轉清洗室或模組、一金屬電鍍室或模組、一清潔室或模組、一斜邊蝕刻室或模組、一物理氣相沉積（PVD）室或模組、一化學氣相沉積（CVD）室或模組、一原子層沉積（ALD）室或模組、一原子層蝕刻（ALE）室或模組、一離子佈植室或模組、一軌道室或模組、及可能關聯或使用在半導體晶圓的製造及/或生產的任何其他半導體處理系統。
如上所述，取決於將藉由工具實施的一或多個處理步驟，該控制器可能與以下一者以上通訊：其他的工具電路或模組、其他工具構件、叢集工具、其他工具介面、鄰接工具、相鄰工具、位於整個工廠的工具、一主電腦、另一控制器、或用在材料運送以將晶圓容器攜至及攜自在半導體製造工廠之中的工具位置及/或負載埠的工具。
100:基板處理系統 102:基板處理工具 104:腔室 106:負載站 108:設備前端模組（EFEM） 110:機器人 112:負載鎖 114:機器人 116:真空運送模組（VTM） 118:上電極 120:基板支撐件 122:基板 124:噴淋頭 126:底板 128:陶瓷層 130:RF產生系統 132:RF電壓產生器 134:匹配及分佈網絡 140:氣體輸送系統 142-1,142-2,142-N:氣體源 144-1,144-2,144-N:閥 146-1,146-2,146-N:質量流控制器 148:歧管 150:閥 152:泵 160:系統控制器 170:邊緣環 180:基板對準器 200:系統 204:控制器 208:機器人 212:成像裝置 216:基板對準器 220:機器人控制模組 224:動態對準（DA）模組 300:托運板 304:末端效應器 308:邊緣環 312:頂表面 316:底表面 320:內直徑 324:突部 326:矩形體 328:墊 332:接觸片材 336:圓化的角隅 340:平坦區域 400:機器人組件 404:機器人 408:基板對準器 412:成像裝置 416:卡盤 600:邊緣環 604:溝槽 608:下表面 612:內直徑 616:外直徑 700:邊緣環 704:凹口 708:底表面 712:頂表面 716:內直徑 800:邊緣環 804:窗口 808:階梯部份 812:內直徑 816:上表面 820:上表面 824:上部份 828:下部份 832:下表面
藉由實施方式章節及隨附圖式，將更全面地理解本揭露，其中：
圖1A係根據本揭露的一例示基板處理系統的一功能方塊圖；
圖1B繪示根據本揭露的一例示基板處理工具；
圖2係根據本揭露的一例示邊緣環對準系統；
圖3A、3B、及3C繪示根據本揭露的一例示托運板；
圖4A、4B、及4C繪示根據本揭露的配置為使用托運板對準邊緣環的一機器人組件；
圖5繪示根據本揭露的對準邊緣環的一例示方法之步驟；
圖6係根據本揭露的包含溝槽的一例示邊緣環；
圖7A、7B、及7C顯示根據本揭露的包含一或多對準凹口的另一例示邊緣環之底視圖及內直徑；以及
圖8A及8B分別係根據本揭露的另一例示邊緣環之橫剖面圖及頂視圖。
在該等圖式之中，參考數字可重複使用以標示相似及/或相同的元件。
200:系統
204:控制器
208:機器人
212:成像裝置
216:基板對準器
220:機器人控制模組
224:動態對準(DA)模組

Claims (21)

  1. 一種邊緣環對準系統，包含： 一機器人，配置為在基板處理系統之內運送基板或邊緣環其中任一者； 一基板對準器，配置為相對於該機器人之一末端效應器而調整該基板或該邊緣環其中任一者之轉動位置；及 一托運板，配置為支撐該邊緣環， 其中該機器人係配置為以該末端效應器拾回該托運板、使用支撐於該末端效應器之上的該托運板拾回該邊緣環、以及將該托運板及該邊緣環運送至該基板對準器。
  2. 如請求項1之邊緣環對準系統，進一步包含一成像裝置，配置為在該邊緣環及該托運板係安置於該基板對準器之上的同時偵測該邊緣環之一特徵。
  3. 如請求項2之邊緣環對準系統，其中該特徵係該邊緣環之內直徑之平坦區域。
  4. 如請求項2之邊緣環對準系統，其中該邊緣環之表面係大致上經研磨的，並且該特徵對應於該邊緣環之未研磨及粗糙化部份的至少其中一者。
  5. 如請求項2之邊緣環對準系統，其中該邊緣環之表面係大致上未研磨的，並且該特徵對應於該邊緣環之經研磨的部份。
  6. 如請求項2之邊緣環對準系統，其中該特徵包含以下之至少一者：(i) 佈置於該邊緣環之底表面上之一凹口；或(ii) 提供於該邊緣環中之一窗口，其中該窗口允許經由該邊緣環的光傳遞。
  7. 如請求項2之邊緣環對準系統，其中(i) 該邊緣環被塗佈並且該特徵對應於該邊緣環之未塗佈部份，或者(ii) 該邊緣環係未塗佈的並且該特徵對應於該邊緣環之塗佈部份。
  8. 如請求項2之邊緣環對準系統，其中該基板對準器係配置為基於由該成像裝置所偵測的該邊緣環之該特徵而轉動該托運板及該邊緣環。
  9. 如請求項8之邊緣環對準系統，進一步包含一動態對準模組，其配置為基於由該成像裝置所偵測的該邊緣環之該特徵而決定該邊緣環相對於該末端效應器之轉動位置，其中該基板對準器係配置為基於由該動態對準模組所決定的該邊緣環之轉動位置而轉動該托運板以及該邊緣環。
  10. 如請求項8之邊緣環對準系統，其中該基板對準器係配置為基於相對於該末端效應器的該邊緣環之所欲轉動位置而轉動該托運板及該邊緣環。
  11. 如請求項1之邊緣環對準系統，其中該托運板包含複數的突部，延伸自該托運板之主體之各角隅，其中該主體之周緣小於該邊緣環之內直徑，並且該複數的突部延伸超過該邊緣環之內直徑。
  12. 如請求項11之邊緣環對準系統，其中該複數的突部之至少二者包含彈性墊。
  13. 如請求項11之邊緣環對準系統，其中該托運板之底表面包含由熱彈性材料製成的接觸片材。
  14. 如請求項13之邊緣環對準系統，其中該接觸片材係佈置於在該托運板之該底表面中之一凹口之中。
  15. 如請求項1之邊緣環對準系統，其中該托運板包含圓化的角隅。
  16. 如請求項15之邊緣環對準系統，其中該托運板之該圓化的角隅相對應於該基板之直徑而界定周緣。
  17. 如請求項16之邊緣環對準系統，其中該直徑逼近300 mm。
  18. 一種用於對準邊緣環的方法，該方法包含： 控制一基板處理系統內之一機器人以 使用該機器人之一末端效應器拾回一托運板， 使用支撐於該末端效應器之上的該托運板拾回一邊緣環，以及 將該托運板及該邊緣環運送至一基板對準器，其配置為調整該邊緣環之各別轉動位置；以及 在該托運板及該邊緣環係安置於該基板對準器之上時，調整該邊緣環之轉動位置。
  19. 如請求項18之用於對準邊緣環的方法，進一步包含在該邊緣環及該托運板係安置於該基板對準器之上時，偵測該邊緣環之一特徵，其中以下至少一者成立： 該特徵係該邊緣環之內直徑之一平坦區域； 該邊緣環之表面係大致經研磨的，並且該特徵對應於該邊緣環之未研磨者及粗糙化部份之至少一者；或者 該邊緣環之表面係大致上未研磨的，並且該特徵對應於該邊緣環之經研磨部份。
  20. 如請求項19之用於對準邊緣環的方法，進一步包含基於該邊緣環之受偵測特徵而決定相對於該末端效應器的該邊緣環之轉動位置，並且基於該邊緣環之所決定轉動位置而轉動該托運板及該邊緣環。
  21. 一種邊緣環對準系統，包含： 一機器人，配置為在一基板處理系統之內運送一基板或一邊緣環之其中一者； 一基板對準器，配置為相對於該機器人之一末端效應器而調整該基板或該邊緣環之轉動位置其中任一者；以及 一托運板，配置為支撐該邊緣環， 其中該機器人配置成以該末端效應器拾回該托運板，並且基於該托運板之受偵測特徵而調整在該末端效應器上之該托運板之轉動對準。
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