基板定向腔室的制作方法
【專利說明】基板定向腔室
[0001]領域
[0002]本發(fā)明的實施方式一般涉及半導體處理設備。
[0003]置量
[0004]集成多個腔室的多腔室半導體制造系統(tǒng)被使用于處理基板，以制造半導體裝置。在多腔室制造系統(tǒng)中，使用傳輸機器人在相關(guān)的腔室之間傳輸基板。該系統(tǒng)可以包括定向腔室，該定向腔室從機器人接收在可轉(zhuǎn)動臺座上的基板，并檢測在該臺座上的基板的位置和方向，以便于在處理參數(shù)范圍內(nèi)將基板放置在隨后的腔室中。
[0005]一些定向腔室使用光源和光接收單元來進行基板的邊緣檢測。該光源照亮基板的一部分外周。其中一些光被基板阻擋而無法到達光接收單元，從而被識別為陰影區(qū)。到達光接收單元的光則被識別為傳輸區(qū)。當基板旋轉(zhuǎn)一周時，分析單元分析光接收單元上的陰影區(qū)位置變化，并基于此變化確定方向和偏心度。
[0006]然而，發(fā)明人已經(jīng)觀察到的是，使用一些傳統(tǒng)的定向腔室并無法明確地確定陰影區(qū)和傳輸區(qū)。因此，發(fā)明人提供了一種用以在基板定向腔室中進行基板檢測的改良設備和方法。
[0007]概沭
[0008]提供用以在基板處理系統(tǒng)中測定基板的方向的定向腔室。在一些實施方式中，一種定向腔室包括包圍內(nèi)部空間的殼體；位于該殼體內(nèi)部的可旋轉(zhuǎn)臺座，該可旋轉(zhuǎn)臺座包括基板支撐表面，該基板支撐表面適以支撐基板；位于該臺座上方的光源，當基板被載至該可旋轉(zhuǎn)臺座上時，定位該光源以提供照明光至該基板的外周，其中來自該光源的該照明光從垂直線傾斜一角度朝向該基板的中心，該垂直線垂直于該基板支撐表面延伸；具有光接收表面的光接收單元，該光接收表面上設置多個光接收元件，所述多個光接收元件接收來自該光源的照明光；和分析由所述光接收元件接收的照明光的分析單元。
[0009]在一些實施方式中，一種定向腔室包括包圍內(nèi)部空間的殼體；位于該殼體內(nèi)部的可旋轉(zhuǎn)臺座，該可旋轉(zhuǎn)臺座包括基板支撐表面，該基板支撐表面適以支撐基板；位于該臺座上方的激光光源，當基板被載至該可旋轉(zhuǎn)臺座上時，定位該激光光源以提供照明光至該基板的外周，其中來自該光源的照明光從垂直線傾斜約55°至約75°的角度朝向該基板的中心，該垂直線垂直于該基板支撐表面延伸；具有光接收表面的光接收單元，該光接收表面上設置多個電荷偶合裝置光接收元件，所述多個電荷偶合裝置光接收元件接收來自該光源的照明光；和分析由所述光接收元件接收的該照明光的分析單元。
[0010]在一些實施方式中，一種用于定向腔室的方法包括將基板支撐于基板支撐表面上；提供從垂直線以介于約55°和約75°的角度傾斜的照明光至該基板的外周；旋轉(zhuǎn)上面支撐該基板的基板支撐至少一周；在光接收單元的光接收表面上接收被該基板的該外周散射的光；將該接收的散射光識別為陰影區(qū)；發(fā)送該陰影區(qū)的位置變化至分析單元；分析該陰影區(qū)的該位置變化；和基于該陰影區(qū)的該位置變化測定該基板的方向和偏心度。
[0011]以下更詳細地描述其他的實施方式和變化。
_2] 附圖簡要說明
[0013]可以通過參照附圖中繪示的本發(fā)明的說明性實施方式來了解以上簡單概述的和以下更加詳細討論的本發(fā)明的實施方式。然而應注意的是，【附圖說明】的只是本發(fā)明的典型實施方式，因而不應將【附圖說明】視為是對本發(fā)明范圍作限制，因本發(fā)明可認可其他同等有效的實施方式。
[0014]圖1為繪示依據(jù)本發(fā)明的一些實施方式的定向腔室的概觀的截面示意圖。
[0015]圖2A繪示使用傳統(tǒng)的定向腔室檢測透明基板的外周的結(jié)果。
[0016]圖2B繪示使用依據(jù)本發(fā)明的一些實施方式的定向腔室檢測透明基板的外周的結(jié)果O
[0017]圖2C繪示使用依據(jù)本發(fā)明的一些實施方式的定向腔室檢測透明基板的外周的結(jié)果O
[0018]圖2D繪示使用依據(jù)本發(fā)明的一些實施方式的定向腔室檢測透明基板的外周的結(jié)果O
[0019]圖3為繪示依據(jù)本發(fā)明的一些實施方式的定向腔室的概觀的截面示意圖。
[0020]圖4為半導體制造系統(tǒng)的平面圖，其中可以使用本發(fā)明的定向腔室。
[0021]圖5為圖示傳統(tǒng)定向腔室的概觀的截面圖。
[0022]為了便于了解，已經(jīng)在可能之處使用相同的附圖標記來表示附圖共有的相同元件。附圖并未依比例繪制，并且可以為了清晰而簡化附圖。構(gòu)思的是，可以受益地將一個實施方式的元件和特征并入其他實施方式中而不需進一步描述。
[0023]具體描沐
[0024]本發(fā)明涉及一種用以在定向腔室中檢測臺座上的基板的位置的方法和設備。以下參照附圖來說明本發(fā)明的實施方式。
[0025]圖1圖示依據(jù)本發(fā)明的實施方式的定向腔室100的實施方式。定向腔室100被用來作為構(gòu)成例如圖4中圖示的半導體制造系統(tǒng)400的腔室。
[0026]在圖1中，依據(jù)本發(fā)明的一些實施方式，定向腔室100包含包圍內(nèi)部空間113的殼體112，內(nèi)部空間113可以被保持在真空狀態(tài)下。殼體112可以由金屬形成，而且在非限制性的實例中可由鋁所形成。圓盤形的可旋轉(zhuǎn)臺座(臺座114)被水平設置在殼體112內(nèi)部，并且構(gòu)造為將基板W支撐在基板支撐表面115上，所述基板W例如是透明的基板。旋轉(zhuǎn)軸116被結(jié)合于臺座114的底面中心，并且臺座114能在箭頭117的方向上旋轉(zhuǎn)。
[0027]在殼體112內(nèi)的臺座114上方設置光源118，定位光源118來提供照明光(以箭頭119繪示的光)到基板W的外周。在非限制性的實例中，光源118可以是激光光源，該激光光源發(fā)射波長為例如約650nm的光。從光源118發(fā)射的光從垂直線124以規(guī)定的傾斜角度A傾斜朝向上述基板的中心，垂直線124從基板的外周向上延伸(即垂直于基板支撐表面115)，如圖1和圖3所示。在一些實施方式中，傾斜角度A為約55°C至約75°C或約60°C至約70 °C。
[0028]在殼體112中臺座114的下方設置光接收單元120，光接收單元120接收來自光源118并照亮基板W外周的光。將光接收單元120的光接收表面120a設置成與來自光源118以箭頭119繪示的光形成角度90°的直角R。將多個光接收元件121 (例如電荷耦合裝置(CCD)元件)設置在光接收單元120的光接收表面120a上，并且能在光接收表面120a上的任意位置測定是否接收到光。
[0029]定向腔室100還設置有分析單元122，分析單元122分析由光接收單元120接收的光，以分析臺座114上的基板W的方向和位置。
[0030]以下將參照附圖進一步說明上述定向腔室100的操作。
[0031]圖4圖示半導體制造系統(tǒng)400的實例，其中可以使用本發(fā)明的定向腔室408。半導體制造系統(tǒng)400設置有傳輸腔室402，傳輸腔室402使用傳輸機器人404傳輸半導體基板W到每一個腔室，傳輸機器人404被設置在傳輸腔室402內(nèi)部。該傳輸腔室可以被保持在真空狀態(tài)下。設置負載鎖定腔室406，其中將負載鎖定腔室406內(nèi)部的壓力從大氣壓狀態(tài)改變?yōu)檎婵諣顟B(tài)，以傳輸半導體晶片進入傳輸腔室402、檢測和調(diào)整被載至傳輸機器人404上的半導體晶片的位置和方向的定向腔室408、以及執(zhí)行規(guī)定處理的工藝腔室410，該規(guī)定處理例如使用物理氣相沉積(PVD)或化學氣相沉積(CVD)、蝕刻或半導體基板上的其他處理的膜形成。
[0032]在半導體制造系統(tǒng)中，例如圖4中圖示的半導體制造系統(tǒng)400，使用傳輸機器人404將基板W從負載鎖定腔室406傳輸?shù)蕉ㄏ蚯皇?08?；錡被載至臺座114上(圖1)，然后旋轉(zhuǎn)臺座114，使得半導體基板W的外周被來自光源118的光照亮。來自光源118并到達基板W外周的光被基板W的外周反射和散射，并且被接收于光接收表面120a上。此光被光接收單元120識別為是陰影區(qū)126。來自光源118并通過基板W外部的光保持不變(即未被反射或散射)地被接收于光接收表面120a上，而且此光被光接收單元120識別為傳輸區(qū) 128。
[0033]基板W的外周可以設置有平坦面(定向平面部分)或凹口(切口部)，以便測定基板W的方向?；錡外周的形狀變化(例如定向平面部分或切口部)或基板W的任何偏心度表現(xiàn)為陰影區(qū)126被產(chǎn)生在光接收單元120上的位置的變化。例如，假使基板W偏離中心(當基板W的中心和臺座114的旋轉(zhuǎn)中心未對準時)，則當在臺座114上旋轉(zhuǎn)基板W時，陰影區(qū)126出現(xiàn)在光接收表面