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转位式多站处理室中的晶片放置修正的制作方法

2022-02-20 00:15:22 来源:中国专利 TAG:

转位式多站处理室中的晶片放置修正
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1.pct申请表作为本技术的一部分与本说明书同时提交。如在同时提交的pct申请表中所标识的本技术要求享有其权益或优先权的每个申请均通过引用全文并入本文且用于所有目的。


背景技术:

2.半导体处理工具通常具有一或多个室,每一室包含一或多个站。每一站可具有在半导体处理操作期间可将晶片支撑于其上的基座。在一些半导体处理工具中,单一室可包含多个站/基座。在某些情况中,这类多站室可包含一个旋转转位器,旋转转位器可以用于在各种半导体处理操作期间将晶片从一站/基座传送至另一站/基座。
3.转位器通常包含中心枢纽及多个等长的转位器臂。每一转位器臂的近端大致上与中央枢纽连接,且晶片支撑件通常位于每一转位器臂的远端处;转位器臂大致上均匀地绕着中心枢纽分布。可以提供旋转驱动系统以使中心枢纽与多个转位器臂及附接至多个转位器臂的多个晶片支撑件绕着共同旋转轴旋转。
4.在具有转位器的多站室中,室的站/基座可绕着转位器的旋转轴呈圆形阵列排列,使得在转位器的中心枢纽旋转进入第一组角位置中的任一位置时使每一转位器臂可以同时定位于多个站/基座中的一站/基座上方,并且使得在转位器的中心枢纽旋转进入第二组角位置中的任一位置时使每一转位器臂可同时定位于两个相邻的站/基座之间。在半导体处理操作期间,转位器可旋转进入第二组角位置中的一角位置,由此将每一转位器臂收藏在相邻的成对的多个站/基座之间。当半导体操作完成时,可通过例如从基座延伸而出的多个升降销将晶片举离其各自的基座,接着转位器旋转进入第一组角位置中的一角位置以将每一转位器臂的远端处的每一晶片支撑件定位在已被举升的多个晶片中的对应晶片下方。接着多个升降销可退回其各自的基座,由此将每一片晶片下降至位于每片晶片下方的转位器臂的晶片支撑件上。接着转位器可旋转以便将每片晶片定位到多个基座的另一基座上方,在该点处基座的多个升降销可再次延伸而将晶片举离转位器臂的晶片支撑件。接着转位器可再次旋转进入第二组角位置中的一角位置且多个升降销退回以将晶片下降至其各自的基座上。
5.本公开内容涉及用于改善多站处理室中的晶片处理均匀性的新颖系统及技术。


技术实现要素:

6.本说明书中所述的主题的一或多个实现方案的细节在附图与下面说明中阐述。根据说明书、附图和权利要求,其他特征、方面和优点将变得显而易见。下面的非限制性的实现方案应被认为是说明书的一部分;根据本说明书以及附图的全部内容,其他实现方案将是明显的。
7.在一些实现方案中,可以提供一种设备,其包含第一室,该第一室具有转位器和以所述转位器的旋转轴为中心呈圆形阵列的n个基座。所述第一室的所述n个基座中的一个基
座可以是传送基座,所述第一室的每一基座可以被配置成支撑晶片,n可以是大于1的整数,所述第一室可以包含与所述传送基座相关的主动晶片居中系统,且所述第一室可以是多站半导体处理室。所述设备还可以包括:晶片搬运机械手,其具有被配置成将单个的晶片提供至所述第一室的所述传送基座的机器手臂;以及控制器,其包含一或多个处理器以及一或多个存储器装置。所述一或多个处理器、所述一或多个存储器装置、所述晶片搬运机械手、所述第一室的所述转位器、以及所述第一室的所述主动晶片居中系统可以能操作地彼此连接,且所述一或多个存储器装置可以存储计算机可执行指令,所述计算机可执行指令用于控制所述一或多个处理器以:a)选择所述第一室的所述n个基座中的一个基座作为用于第一晶片的所述第一室的目的地基座;b)从所述第一室的成组的n个基座偏差选择与所述第一室的所述目的地基座相关的第一基座偏差,所述第一室的所述成组的n个基座偏差中的每一基座偏差与所述第一室的所述n个基座的不同基座相关联;c)从所述第一室的所述主动晶片居中系统获得表示所述第一晶片的中心的水平位置的信息;d)至少部分地基于从所述第一室的所述主动晶片居中系统所获得的表示所述第一晶片的所述中心的所述水平位置的所述信息,确定与所述第一晶片相关的第一末端执行器偏差;以及e)基于所述第一基座偏差和所述第一末端执行器偏差,使所述机器手臂将所述第一晶片提供至所述第一室的所述传送基座。
8.在设备的一些实现方案中,所述第一室、所述一或多个处理器以及所述一或多个存储器装置可以能操作地彼此连接,且所述一或多个存储器装置可以存储额外的计算机可执行指令,所述额外的计算机可执行指令用于进一步控制所述一或多个处理器以:f)使所述第一室的所述转位器将所述第一晶片从所述第一室的所述传送基座移动至所述第一室的所述目的地基座;以及g)使所述第一室在所述第一室的所述目的地基座上的所述第一晶片上进行一或多个半导体处理操作。
9.在设备的一些实现方案中,所述第一室、所述一或多个处理器以及所述一或多个存储器装置可以能操作地彼此连接,所述第一室的所述传送基座可以是所述第一室的所述目的地基座,且所述一或多个存储器装置可以存储额外的多个计算机可执行指令,所述额外的多个计算机可执行指令用于进一步控制所述一或多个处理器以在所述第一晶片位于所述第一室的所述目的地基座上时使所述第一室处理所述第一晶片。
10.在设备的一些实现方案中,所述第一室、所述一或多个处理器以及所述一或多个存储器装置可以能操作地彼此连接,且所述一或多个存储器装置可以存储额外的计算机可执行指令,所述额外的计算机可执行指令用于进一步控制所述一或多个处理器以:针对n个晶片中的每个晶片进行(a)至(e),其中选择所述第一室的所述n个基座中的不同基座作为用于所述n个晶片中的每个晶片的所述第一室的所述目的地基座;使所述第一室的所述转位器将所述n个晶片中的第一至第m个晶片中的每一个晶片移动至针对第一至第m个晶片中的每一个晶片所选择的所述第一室的所述目的地基座,其中m=n-1,且所述第一室的所述传送基座是用于第n个晶片的所述第一室的所述目的地基座;以及当所述n个晶片中的每一个晶片被所述第一室的对应的目的地基座支撑时,使所述第一室在所述n个晶片上进行一或多个半导体处理操作。
11.在设备的一些实现方案中,所述一或多个存储器装置可以存储用于进一步控制所述一或多个处理器以针对所述第一室的所述n个基座中的每一者进行下述操作的额外的多
个计算机可执行指令:获得与所述第一室的所述基座相关的所述基座偏差;以及将与所述第一室的所述基座相关的所述基座偏差存储在数据结构中,所述数据结构使每一基座偏差与所述第一室的所述n个基座中的所述对应基座相关联。
12.在所述设备的一些实现方案中,n可以等于4。
13.在所述设备的一些实现方案中,所述一或多个存储器装置可以存储用于进一步控制所述一或多个处理器以进行下述操作的额外的多个计算机可执行指令:f)选择所述第一室的所述n个基座中的一个基座作为用于第一校正晶片的所述第一室的目的地校正基座;g)从所述主动晶片居中系统获得表示所述第一校正晶片的所述中心的水平位置的信息;h)使所述机器手臂将所述第一校正晶片提供至所述第一室的所述传送基座;i)使所述第一室进行校正处理,所述校正处理包含在所述第一校正晶片上进行一或多个半导体处理操作;以及j)至少部分地基于从(i)中进行所述校正处理所得到的表示所述第一校正晶片的非均匀性的信息以及所述第一校正晶片的所述中心的所述水平位置,获得用于所述第一室的所述目的地校正基座的初步基座偏差。
14.在所述设备的一些实现方案中,所述一或多个存储器装置可以存储用于进一步控制所述一或多个处理器以进行以下操作的额外的多个计算机可执行指令:在进行(h)与(i)之间,使所述第一室的所述转位器将所述第一校正晶片从所述第一室的所述传送基座移动至所述第一室的所述目的地校正基座。
15.在所述设备的一些实现方案中,所述一或多个存储器装置可以存储用于进一步控制所述一或多个处理器以进行以下操作的额外的多个计算机可执行指令:使用所述初步基座偏差作为用于所述第一室的所述目的地校正基座的基座偏差。
16.在所述设备的一些实现方案中,所述一或多个存储器装置可以存储用于进一步控制所述一或多个处理器以进行以下操作的额外的多个计算机可执行指令:k)从与所述第一室的所述传送基座相关的所述主动晶片居中系统获得表示第二校正晶片的中心的水平位置的信息;l)使所述机器手臂将所述第二校正晶片提供至所述第一室的所述传送基座;m)使所述第一室在所述第二校正晶片上进行所述校正处理;以及n)至少部分基于表示所述第二校正晶片的非均匀性的信息、表示所述第一校正晶片的非均匀性的所述信息、所述第一校正晶片的所述中心的所述水平位置、以及所述第二校正晶片的所述中心的所述水平位置,确定所述目的地校正基座用的基座偏差。
17.在所述设备的一些实现方案中,所述一或多个存储器装置可以存储用于进一步控制所述一或多个处理器以进行下述操作的额外的多个计算机可执行指令:确定用于所述室的处理条件,以及通过从与所述处理条件相关的所述第一室的成组的n个基座偏差中选择与所述第一室的所述目的地基座相关的所述第一基座偏差而执行(b),其中存在所述第一室的多组的n个基座偏差,每一组与不同的处理条件相关联。
18.在所述设备的一些实现方案中,所述第一室的所述n个基座中的一基座可以是第二传送基座,所述第一室可以包含与所述第二传送基座相关的第二主动晶片居中系统,所述晶片搬运机械手可以具有被配置成将单个的晶片提供至所述第一室的所述第二传送基座的额外的机器手臂;且所述一或多个存储器装置可以存储用于进一步控制所述一或多个处理器以进行下述操作的额外的多个计算机可执行指令:f)选择所述第一室的所述n个基座中的一个基座作为用于额外的晶片的所述第一室的目的地基座;g)从所述第一室的n个
第二基座偏差选择与所述第一室的所述目的地基座相关的对应的基座偏差,所述第一室的每一基座偏差与所述第一室的所述n个基座的不同基座相关联;h)从所述第一室的所述第二主动晶片居中系统获得表示所述额外的晶片的中心的水平位置的信息;i)至少部分地基于从所述第一室的所述第二主动晶片居中系统所获得的表示所述额外的晶片的所述中心的所述水平位置的所述信息,确定与所述额外的晶片相关的第二末端执行器偏差;以及j)基于所述基座偏差和所述第二末端执行器偏差,使所述额外的机器手臂将所述额外的晶片提供至所述第一室的所述第二传送基座。
19.在所述设备的一些实现方案中,所述设备还可以包含:第二室,其具有转位器和以所述转位器的旋转轴为中心呈圆形阵列的r个基座。在这样的实现方案中,所述第二室的所述r个基座中的一个基座可以是所述第二室的传送基座,所述第二室的每一基座可以被配置成支撑晶片,r可以是大于1的整数,所述第二室可以包含与所述第二室的所述传送基座相关的主动晶片居中系统,且所述第二室是多站半导体处理室。另外,所述一或多个处理器、所述一或多个存储器装置、所述晶片搬运机械手、所述第二室的所述转位器、以及所述第二室的所述主动晶片居中系统可以能操作地彼此连接,且所述一或多个存储器装置可以存储用于进一步控制所述一或多个处理器以进行下述操作的额外的多个计算机可执行指令:f)选择所述第二室的所述r个基座中的一个基座作为用于额外的晶片的所述第二室的目的地基座;g)从所述第二室的成组的r个第二基座偏差选择与所述第二室的所述目的地基座相关的对应的第二基座偏差,所述第二室的每一第二基座偏差与所述第二室的所述r个基座的不同基座相关联;h)从所述第二室的所述主动晶片居中系统获得表示所述额外的晶片的中心的水平位置的信息;i)至少部分地基于从所述第二室的所述主动晶片居中系统所获得的表示所述额外的晶片的所述中心的所述水平位置的所述信息,确定与所述额外的晶片相关的第二末端执行器偏差;以及j)基于所述第二基座偏差和所述第二末端执行器偏差,使所述机器手臂将所述额外的晶片提供至所述第二室的所述传送基座。
20.在所述设备的一些实现方案中,所述转位器臂可以包含多个转位器臂,每一转位器臂一端可以连接至所述转位器的中心枢纽而另一端具有晶片支撑件,所述晶片支撑件被配置成围绕着对应的旋转轴相对于所述转位器旋转,且所述一或多个存储器装置可以存储用于进一步控制所述一或多个处理器以进行下述操作的额外的多个计算机可执行指令:f)从由所述转位器臂所支撑的多个所述晶片支撑件选择晶片支撑件作为用于第二晶片的所述第一室的目的地晶片支撑件;g)从成组的n个晶片支撑件偏差选择与所述第一室的所述目的地晶片支撑件相关的第一晶片支撑件偏差,每一晶片支撑件偏差与所述多个晶片支撑件中的不同的晶片支撑件相关联;h)从所述第一室的所述主动晶片居中系统获得表示所述第二晶片的中心的水平位置的信息;i)至少部分基于从所述第一室的所述主动晶片居中系统所获得的表示所述第二晶片的所述中心的所述水平位置的所述信息,确定与所述第二晶片相关的第一末端执行器偏差;以及j)至少部分地基于所述第一晶片支撑件偏差和所述第一末端执行器偏差,使所述晶片搬运机械手将所述第二晶片提供至所述第一室的所述传送基座。
21.在一些实现方案中,可以提供一种设备,其包含第一室,所述第一室具有转位器和以所述转位器的旋转轴为中心呈圆形阵列的n个基座。所述第一室的所述n个基座中的一个基座可以是传送基座,所述第一室的每一基座可以被配置成支撑晶片,n可以是大于1的整
数,所述第一室可以包含与所述传送基座相关的主动晶片居中系统,所述第一室可以是多站半导体处理室,且所述转位器可以具有n个转位器臂,每一转位器臂具有:i)近端,其与中央枢纽连接,所述中央枢纽被配置成围绕着第一轴旋转;以及ii)远端,其支撑晶片支撑件,所述晶片支撑件被配置成围绕着对应的第二轴相对于所述转位器臂旋转。所述设备还可以包括:晶片搬运机械手,其具有被配置成将单个的晶片提供至所述第一室的所述传送基座的机器手臂;以及控制器,其包含一或多个处理器以及一或多个存储器装置。所述一或多个处理器、所述一或多个存储器装置、所述晶片搬运机械手、所述第一室的所述转位器、以及所述第一室的所述主动晶片居中系统可以能操作地彼此连接,且所述一或多个存储器装置可以存储计算机可执行指令,所述计算机可执行指令用于控制所述一或多个处理器以:a)从由所述转位器臂所支撑的所述多个晶片支撑件选择晶片支撑件作为用于第一晶片的所述第一室的目的地晶片支撑件;b)从成组的n个晶片支撑件偏差选择与所述第一室的所述目的地晶片支撑件相关的第一晶片支撑件偏差,每一晶片支撑件偏差与所述多个晶片支撑件中的不同的晶片支撑件相关联;c)从所述第一室的所述主动晶片居中系统获得表示所述第一晶片的中心的水平位置的信息;d)至少部分地基于从所述第一室的所述主动晶片居中系统所获得的表示所述第一晶片的所述中心的所述水平位置的所述信息,确定与所述第一晶片相关的第一末端执行器偏差;以及e)至少部分地基于所述第一晶片支撑件偏差和所述第一末端执行器偏差,使所述晶片搬运机械手将所述第一晶片提供至所述第一室的所述传送基座。
22.在所述设备的一些实现方案中,所述一或多个存储器装置可以存储用于进一步控制所述一或多个处理器以进行下述操作的额外的多个计算机可执行指令:f)在(e)之后,使所述转位器旋转以使所述目的地晶片支撑件的所述对应的第二轴与所述第一晶片的中心对准;g)使所述第一晶片被放置到所述目的地晶片支撑件上,其中所述第一晶片的中心与所述目的地晶片支撑件的所述第二轴对准;h)在(g)之后,使所述转位器旋转以将所述第一晶片从所述第一室的具有所述传送基座的站移动至所述第一室的具有不是所述传送基座的基座的另一站;i)使所述第一晶片被放置到所述另一站的所述基座;j)在(g)与

之间,使用于所述第一晶片的所述晶片支撑件绕着所述对应的第二轴相对于支撑所述晶片支撑件的所述转位器臂旋转;以及k)当所述第一晶片位于所述另一站的所述基座上时,使所述第一室在所述第一晶片上进行一或多个半导体处理操作。
23.在所述设备的一些实现方案中,所述一或多个存储器装置可以存储用于进一步控制所述一或多个处理器以针对第二至第n个晶片中的每一个晶片进行下述操作的额外的多个计算机可执行指令:f)从由所述转位器臂所支撑的多个所述晶片支撑件选择晶片支撑件作为用于所述晶片的所述第一室的目的地晶片支撑件;g)从所述成组的n个晶片支撑件偏差选择与用于所述晶片的所述第一室的所述目的地晶片支撑件相关的对应的晶片支撑件偏差;h)从所述第一室的所述主动晶片居中系统获得表示所述晶片的中心的水平位置的信息;i)至少部分地基于从所述第一室的所述主动晶片居中系统所获得的表示所述晶片的所述中心的所述水平位置的所述信息,确定用于所述晶片的对应的末端执行器偏差;j)至少部分地基于用于所述晶片的所述对应的晶片支撑件偏差和用于所述晶片的所述对应的末端执行器偏差,使所述晶片搬运机械手将所述晶片提供至所述第一室的所述传送基座;k)在(j)之后,使所述转位器旋转以使用于所述晶片的所述目的地晶片支撑件的所述对应的
第二轴与所述晶片的所述中心对准;以及l)使所述晶片被放置到用于所述晶片的所述目的地晶片支撑件上,其中所述晶片的中心与用于所述晶片的所述目的地晶片支撑件的所述第二轴对准。
24.在所述设备的一些实现方案中,所述第一室的每一基座可以与所述第一室的对应的站相关联,且所述一或多个存储器装置可以存储用于进一步控制所述一或多个处理器以进行下述操作的额外的多个计算机可执行指令:(m)在(l)之后,使所述转位器一致地将所述n个晶片中的每一晶片从所述第一室的所述n个晶片中的每一晶片在(m)之前所在的所述站移动至所述第一室的所述n个晶片中的另一晶片在(m)之前所在的站;(n)使所述n个晶片中的每一晶片被放置到在(m)中所述晶片被移进的所述站的所述基座上;(o)在(l)与(n)之间,使用于所述晶片中的每一晶片的所述目的地晶片支撑件使对应的晶片绕着所述目的地晶片支撑件的所述第二轴相对于支撑所述目的地晶片支撑件的所述转位器臂旋转;以及(p)在(n)之后,使所述第一室在所述n个晶片上进行一或多个处理操作。
25.在所述设备的一些实现方案中,所述一或多个存储器装置可以存储用于进一步控制所述一或多个处理器以进行下述操作的额外的多个计算机可执行指令:重复(l)至(p)一或多次。
26.在所述设备的一些实现方案中,所述一或多个存储器装置可以存储用于进一步控制所述一或多个处理器以进行下述操作的额外的多个计算机可执行指令:重复(l)至(p)n次或更多次。
27.在所述设备的一些实现方案中,所述一或多个存储器装置可以存储用于控制所述一或多个处理器以进行下述操作的额外的多个计算机可执行指令:f)选择所述n个晶片支撑件中的一个晶片支撑件作为用于第一校正晶片的所述第一室的目的地校正晶片支撑件;g)从所述主动晶片居中系统获得表示所述第一校正晶片的中心的水平位置的信息;h)使所述机器手臂将所述第一校正晶片提供至所述第一室的所述传送基座;i)使所述转位器旋转以使所述目的地校正晶片支撑件定位于所述第一校正晶片的下方;j)使所述第一校正晶片被放置到所述目的地校正晶片支撑件上;k)使所述目的地校正晶片支撑件和由其支撑的所述第一校正晶片沿着第一方向绕着所述对应第二轴旋转第一角量;l)使所述机器手臂从所述第一室收回所述第一校正晶片;m)从所述主动晶片居中系统获得表示所述第一校正晶片的中心的经更新的水平位置的信息;n)至少部分地基于所述第一校正晶片的所述中心的所述水平位置、所述第一校正晶片的所述中心的所述经更新的水平位置、所述第一角量和所述第一方向,确定用于所述目的地校正晶片支撑件的所述晶片支撑件偏差;以及o)将用于与作为所述目的地校正晶片支撑件的所述晶片支撑件相关的所述目的地校正晶片支撑件的所述晶片支撑件偏差存储在一数据结构中。
28.在所述设备的一些实现方案中,所述一或多个存储器装置可以存储用于控制所述一或多个处理器以进行下述操作的额外的多个计算机可执行指令;重复(f)至(o)n-1次,其中每一重复使用所述晶片支撑件中的不同晶片支撑件作为所述目的地校正晶片支撑件。
附图说明
29.在附图中以示例性而非限制性的方式说明本文所公开的各种实现方案,在图中类似的附图标记表示类似元件。
30.图1显示了若干不同类型的单室多站处理技术。
31.图2显示了转位器,其特征在于能相对于多个转位器臂旋转的晶片支撑件,其中转位器臂支撑晶片支撑件。
32.图3-1至3-5显示了在各种暂时晶片传送阶段期间的示例性传送基座、转位器臂以及晶片搬运机械手的侧视图。
33.图4显示了校正处理之后的晶片边缘厚度的示例。
34.图5显示了这类多站基座偏差确定技术的流程图。
35.图6显示了在静态模式中在准备处理时在多站室中放置晶片的技术的流程图。
36.图7显示了在偏差条件下具有多个基座的多站室的示例以及所得的所示基座偏差。
37.图8显示了利用特定处理条件下的多站室确定晶片支撑件偏差的技术的流程图。
38.图9至12显示了当校正晶片以使该校正晶片居中位于晶片支撑件的旋转轴上的方式放置时,在上述技术的各种状态期间的校正晶片。
39.图13至16显示了当校正晶片以导致该校正晶片不居中位于晶片支撑件的旋转轴上的方式放置时,在上述技术的各种状态期间的校正晶片。
40.图17显示了使用任一此类模式准备处理时加载晶片的示例性技术。
41.图18至21显示在各种处理模式情况下的室以及与此类情况相关联的表示性晶片均匀性。
42.图22显示了多室工具的示例。
43.本文中的附图通常未按比例绘制,但附图的例如如下面所述的各个方面可能按比例绘制。
具体实施方式
44.本文中所讨论的晶片放置以及晶片放置修正技术与设备可广泛应用于各种不同的单室多站处理技术。图1显示了若干不同类型的单室多站处理技术。
45.在图1中,根据各种多站处理技术显示在多种成组的半导体处理操作期间的四站半导体处理室102。图1中显示了四种不同的技术(每一技术由不同行显示),每一技术具有四组半导体处理操作(每一操作由不同列显示)。在每一技术中,开始将四片晶片(a、b、c及d)载入室102中,使其有相同位置和方位(每一片晶片的方位由晶片外圆周上的小三角形表示)。转位器(未显示)可用于将晶片定位到其各自的初始基座上,且(在某些技术中)在几组处理操作之间使晶片在基座之间移动。
46.在第一种表示典型多站室操作的技术中,在每一组半导体处理操作之间,室的转位器可以旋转顺序的方式同时将多片晶片从其各自的站点移动至下一站点;该技术在本文中可以被称为“传统转位模式”。因此,针对第一组处理操作,晶片a可被放置到左下角基座/站,然后针对第二组处理操作,被移动至左上角基座/站,然后针对第三组处理操作,被移动至右上角基座/站,然后针对第四组处理操作,被移动至右下角基座/站。晶片b、c及d可以类似方式在站点之间移动,但每一片晶片可以在不同的初始站/基座内/上开始。由于转位器在将每一片晶片从一站点移动至相邻站点时也会造成每片晶片旋转90
°
,因此每一片晶片在每次从一基座移动至相邻基座时,其相对于整体室的方位也会旋转90
°
。因此,以转位器
的旋转轴为中心的径向坐标系统来观察,当每一片晶片自一站转动至另一站时其方位并未改变。因此,无论被放置到哪一站/基座上,每一片晶片的相同边缘可以最靠近室中心(以及转位器的旋转轴)。如果存在着显示出相对于室中心的径向处理非均匀性,这将会导致晶片发展出在每一站/基座处的重复类似径向非均匀性模式,由此加剧非均匀性。例如当多站室中的每一站被配置用于进行不同组处理操作时,可以使用传统的转位方案。
47.第二技术涉及使用多站室,在效果上等于四个离散的处理室。可利用转位器将每一晶片a、b、c及d加载至各自的基座上,然后在第一、第二、第三和第四组操作期间可以保留在其各自的基座上。在每一组处理操作之间每一片晶片的方位或位置并未改变;此操作模式可被称为“静态模式”。
48.第三技术类似于第二技术,但在每一组处理操作之间每一晶片相对于其所放置的站/基座旋转;然而,在每一组处理操作之间晶片并未从一站移动至另一站。第三技术使每一晶片在每一组处理操作之间例如相对于整体室旋转90
°
,由此在利用第一、第二、第三和第四组处理操作处理晶片之后在晶片上发展出的任何径向非均匀性被平均化。这种第三技术在本文中可以被称为“静态就地旋转模式”。
49.在第四技术中,在每一组处理操作之间每一晶片并未从其各自的基座被移转至下一基座,但在每一组处理操作之间晶片受到额外旋转(超过转位器经由旋转将晶片从一站移动至另一站所提供的旋转)。例如,经由旋转转位器可以在晶片从一基座移动至另一基座时将每一片晶片旋转90
°
,且可旋转额外的90
°
(顺时针或逆时针方向),使得针对每一组半导体处理操作使每一片晶片的不同四分之一象限边缘最靠近转位器的旋转轴。该模式在本文中可被称为“转位式就地旋转模式”。
50.应理解,在本文中所讨论的技术及上面所提供的示例是聚焦于具有四站/基座的多站室,但本文中所讨论的技术和设备也可以被用于具有更多或更少站/基座的多站室,包含两站、三站、五站、六站、及多于六站的室。然而,四站室是最常见的旋转转位多站室类型,因为其提供对每一片晶片的占用空间的最经济的使用,因此为本文中的示例的焦点。
51.静态模式和传统转位模式都可以在具有传统转位器的多站室实施,传统转位器为仅能使多个转位器臂一致绕着转位器的旋转轴旋转以将晶片从一站移动至另一站的转位器。然而,静态就地旋转模式和转位就地旋转模式额外需要用于使每一片晶片绕着其中心轴旋转而不用将晶片自一站移动至另一站的机构。这类机构可例如利用具有额外旋转轴的转位器或利用基座来提供,这类转位器例如是可以使每一晶片支撑件围绕对应旋转轴相对于支撑晶片支撑件的转位器臂旋转的转位器,这类基座例如提供用于使置于其上的晶片就地旋转的机构,例如扭垫或类似装置。因此,被配置用于进行任一就地旋转模式的多站室总体上也能够单纯通过不使用允许晶片绕着其中心轴旋转但不必将晶片自一站移动至另一站的机构而执行静态模式或传统转位模式。取决于选择哪一模式,结合本文中所讨论的这类多站室的特定半导体处理工具可用于进行上述讨论的所有模式,或者包含本文中所讨论的这类多站室的特定半导体处理工具可能仅能被配置成执行这样的模式的子组合。例如,具有包含“传统”转位器的多站室的半导体处理工具将不能简单地用于执行静态就地旋转模式或转位就地旋转模式,“传统”转位器例如是不具有使晶片绕着其自己的轴相对于转位器臂旋转(否则不具有使晶片绕着其自己的中心旋转但不必将晶片在站与站之间移动的能力)的能力的转位器。
52.具有额外轴的转位器例如可以是本公开的受让人最近所研发出的特征在于晶片支撑件的新型转位器,所述晶片支撑件能被配置成相对于支撑它们的转位器臂旋转。图2显示了这类转位器的示例。可以看出,转位器214具有绕着中心枢纽220呈圆形排列的多个转位器臂216,每一转位器臂216具有与其连接的晶片支撑件228以及允许晶片支撑件228绕着旋转轴230相对于转位器臂216旋转的轴承,旋转轴230的位置与被晶片支撑件228支撑的晶片的中心对准(假设晶片被完美地放置在晶片支撑件228上)。
53.在一些这样的转位器中,每一晶片支撑件228是通过拉杆222而连接至致动器枢纽218,致动器枢纽218被配置用于绕着转位器的旋转轴旋转;致动器枢纽218能独立于转位器臂216所附接的转位器214的中心枢纽220而绕着转位器214的旋转轴226旋转。拉杆222、可旋转的晶片支撑件228、致动器枢纽218以及转位器臂216形成多组四连杆机构,当致动器枢纽218相对于中心枢纽220旋转时,四连杆机构可以使可旋转的晶片支撑件228一致性地相对于其各自的转位器臂216旋转。然而,当致动器枢纽218与中心枢纽220两者一致性地旋转时,转位器214的行为类似于传统转位器,即将晶片从一站移动至另一站而不提供超出传统转位器提供范围的额外旋转。具有转位器的中心旋转轴以外的额外旋转轴如晶片支撑件的分离旋转轴的转位器在2018年10月23授权的美国专利us10,109,517中深入讨论,通过引用将其所有内容合并于此。
54.本文中所讨论的晶片放置修正技术尤其适用于静态模式、静态就地旋转模式以及转位就地旋转模式。
55.一般而言,当晶片被放置于半导体处理室中时,通常期望将晶片放置在处于接收晶片的基座的中心的位置。在安装半导体处理室之后,通常会“训练”用于将晶片从半导体处理室外的位置传送至半导体处理室中的晶片搬运机械手作为室设定处理的一部分。在训练期间,晶片搬运机械手可以配备校准固定件,该校准固定件可以代替晶片搬运机械手被设计用来支撑的晶片。校正固定件例如可以被固定至通常用于传送晶片的晶片搬运机械手的末端执行器。可设计校正固定件,使其与处理室的传送基座上的特征对接(或与可被固定到其上的另一固定件对接),以使晶片搬运机械手能手动(或自动)移动至相对于传送基座的特定位置处;术语“传送基座”或“传送站”在本文中用于指处理室的站或基座,其定位成作为被导入至处理室中的晶片在被导入处理室中之后将遇到的第一站或基座。应理解,在本文中谈到将晶片“放置到”传送基座,这类放置可以包含晶片放置,其中晶片直接搁置在基座上表面,例如在半导体处理操作期间其本应所处的位置,但是其也可以包含“暂时放置”,其中晶片可被基座的多个升降销支撑在空中但从未实际上下降至基座上表面上,例如当晶片被放置到传送基座上然后在此类放置之后几乎立即被转位器从该传送基座移动至另一基座的情况。还应理解,传送基座也可作为被导入至处理室中的晶片在被晶片搬运机械手从处理室移除之前将遇到的最后一站或基座。
56.图3-1至3-5显示了在各种暂时晶片传送阶段期间的示例性传送基座、转位器臂以及晶片搬运机械手的侧视图。在图3-1中,晶片336由晶片搬运机械手的机器手臂348的末端执行器350支撑。晶片336已被定位在传送基座310上方,且在其远端具有晶片支撑件328的转位器臂316定位于传送基座310附近。传送基座310可具有多个升降销308,当机器手臂348将末端执行器350以及晶片336移动至传送基座310上方的位置中时,升降销308可缩回以避免与末端执行器350和/或晶片336的潜在碰撞。
57.在图3-2中,多个升降销308已从传送基座310延伸以将晶片336举离末端执行器350,由此使机器手臂348将晶片336提供至传送基座310。在图3-3中,机器手臂348已将末端执行器350从晶片336下方收回。
58.在图3-4中,该转位器臂316可旋转以使晶片支撑件328位于晶片336下方。最后,在图3-5中,多个升降销308可下降且晶片336可被放置到转位器臂316的晶片支撑件328上。应明白,在某些实现方案中,也可将晶片336下降至与传送基座310的上表面直接接触,在晶片被传送至晶片支撑件328之前传送基座310的上表面相对于多个升降销308维持不动。任一情况在本文中被认为是将晶片提供至传送基座。
59.在大多数的多站室中,室的多个站/基座中的仅仅一个或两个为传送基座,而剩余的基座仅能够经由转位器的操作将晶片放置到其上,即通过将晶片放置到室的传送站中然后经由转位器的操作将晶片移动至最终的目的地基座。
60.在训练期间,经由校正固定件的特征与传送基座(或安装至传送基座的另一固定件)之间的接触可将校正固定件机械固定于特定位置。一旦晶片搬运机械手已被放置到相对于基座的被视为是合乎期望的位置处时(如当放置晶片使其居中于基座上时晶片搬运机械手所在的位置),晶片搬运机械手可被“教导”该位置,例如可使晶片搬运机械手存储与特定位置(例如“基座中心”)相关的该位置的坐标(或例如机器手臂中每一连杆的各种角位置)。这用于使得晶片搬运机械手能学习基座相对于晶片搬运机械手操作所在的坐标系定位的位置,由此使晶片搬运机械手能准确地相对于基座放置晶片。
61.虽然用于教导晶片搬运机械手的校正固定件可相对于晶片搬运机械手的末端执行器固定,因此可恒定地相对于晶片搬运机械手的末端执行器放置,但被放置在晶片搬运机械手的末端执行器上的真实晶片并未受益于用于将校正固定件维持在合适位置并且相对于末端执行器的准确定位的机械固定。实际上,这样的晶片可被放置在晶片搬运机械手上并且相对于末端执行器有一些变化。因此,如果未使晶片在末端执行器(末端执行器在“被教导”位置居中于在基座中心上)的位置上居中,则当晶片搬运机械手被引导返回该被教导位置时,晶片将类似地不会在基座中心上居中。
62.为了解决晶片相对于末端执行器的放置的这种变化,半导体处理室通常配置有主动晶片居中(awc)系统。由于处理操作期间室内的环境可能会损坏这类传感器或以其他方式干扰其操作,因此这类系统通常位于室外部。在大多数的系统中,awc被设置在室的装载端口的上方和/或下方,因此被晶片搬运机械手放置到室中的晶片在进入或离开室时可以与awc系统相互作用。典型的awc系统使用多个光束传感器,每一光束传感器被配置有光学发射器以引导光束沿着竖直方向以及被定位以便检测光束的光学传感器。当多个光束中的一个光束被穿过光束的物体如晶片遮断时,光学传感器检测到光束遮断。awc系统连同晶片搬运机械手的传感器所提供的机器手臂位置感知能确定晶片中心相对于特定参照系的位置。
63.例如,在已训练晶片搬运机械手之后,可使晶片搬运机械手从室经由awc系统(在此示例中假设awc系统为具有两个光束传感器的awc,但是也可以使用其他类型的awc系统)沿着特定路径将晶片收回;由于晶片通过awc系统,将发生四个光束事件,对于两个光学传感器中的每一传感器而言,当晶片边缘中断光学传感器的光束时会发生光束事件,当晶片边缘停止中断光束时会发生另一光学事件。针对每一此类光束事件,可以获得晶片搬运机
械手的与末端执行器相关的参考点的水平(xy)位置,例如与理想地放置在末端执行器上的晶片的中心将所处的位置对准的参考点位置(虽然可使用在空间上相对于末端执行器维持固定的任何参考点),由此提供一组xy坐标,该组xy坐标可以与晶片直径以及光传感器之间的距离一起使用而在使晶片通过awc系统时确定与晶片搬运机械手所遵循的特定路径相关的晶片中心位置。当此类晶片中心确定是例如利用校正固定件(其形状可类似于晶片且与晶片具有相同直径)进行时,这向晶片搬运机械手提供两个其可使用的坐标,以确保在放置操作期间未来的晶片可被正确居中放置于例如基座上。简言之,晶片搬运机械手通过位置传感器可以知道与居中放置在基座上的晶片相关的末端执行器的位置(例如已利用校正固定件教导过该位置)、与由校正固定件通过awc系统所确定出的xy晶片中心相关的末端执行器的位置、使晶片在两个位置之间移动所需的动作。因此,如果晶片被放置在晶片搬运机械手的末端执行器上的被认为是完美放置的位置,即晶片在其应该在的位置居中,则当晶片沿着校正固定件所获得的特定路径通过awc系统时,awc系统应提供针对该晶片的相同的xy晶片中心测量数据。接着晶片搬运机械手可移动至其针对基座放置操作被教导的确切相同的xy位置,以将晶片提供至基座且由此使晶片置中于基座上。
64.然而如果晶片未被完美地放置在末端执行器上,则当晶片沿着校正固定件所用的路径通过awc系统时,相比于与校正固定件相关的xy晶片中心,针对晶片awc系统将提供不同的xy晶片中心测量数据。如果晶片搬运机械手沿着校正固定件所用的相同路径移动晶片,则当晶片搬运机械手将晶片提供至基座时,晶片中心将会相对于期望的基座中心被类似地放置。为了校正此类放置,可使晶片搬运机械手调整末端执行器相对于基座的参考点的目标位置,从经校正的位置调整至与经校正的位置偏差一个偏差向量的新位置,该偏差向量等于awc测量到的两个晶片中心点(即经校正的晶片中心点与目前晶片中心点)之间的偏差向量。
65.例如,如果校正固定件整体具有碟形且被固定至末端执行器以使碟形中心被置于当晶片被末端执行器支撑时晶片中心预期所在的位置时,可以将与末端执行器相关的参考点选择为校正固定件的中心。因此,当教导晶片搬运机械手基座中心的xy位置时,与末端执行器相关的参考点会被居中于基座中心上。类似地,当校正固定件通过awc系统时,测量到的校正固定件的中心点以及与末端执行器相关的参考点会共位。如果在教导晶片搬运机械手之后,晶片被放置在末端执行器上以使当晶片搬运机械手沿着特定路径平移晶片时awc系统所确定出的晶片中心的水平位置偏离awc系统所测量到的校正固定件的中心的水平位置有(1mm,2mm)的(x,y)偏差,则可以控制晶片搬运机械手以将与末端执行器相关的参考点的目标目的地调整(-1mm,-2mm)的校正偏差,该校正偏差会使参考点不再与基座中心对准而是针对放置操作使晶片中心居中于基座中心上。校正偏差源于且用于校正晶片被放置于末端执行器上的初始位移,因此在文中被称为“末端执行器偏差”。
66.在一些多站半导体处理室中,室可处于处理条件下,如在升高的温度下和/或降低的压力下,与非处理条件相比,这可能会造成室以及其中所含的设备经历小位移。例如,在教导晶片搬运机械手期间,由于技术人员在教导处理期间必须要访问室内部以确保校正固定件的对准,通常可将处理室维持在室温和大气压(这一般可被认为是非处理条件)。然而在真实的半导体处理操作期间,室可到达数百摄氏度的温度,这可能会造成室中潜在明显的热膨胀位移。类似地,当室处于真空条件下时,室外的大气压与室内的真空环境之间的压
力不平衡可能会造成室壁偏斜,进而可造成部分室及由此被支撑的设备的位移。因此例如基座位置可能会偏移,转位器臂的长度可能会增加等。因此,当室处于一定处理条件时,利用非处理条件下的室教导晶片搬运机械手的基座中心位置可能不再有效,且当室处于一定处理条件时,被放置在该中心点处的晶片可能不再居中于基座上。
67.为了针对此类位移进行调整,可在处理条件下进行一或多个校正处理以决定除了末端执行器偏差之外可用的一或多个校正偏差,从而确保晶片被放置于基座上的居中位置处。为了进行校正处理,当室处于期望的处理条件下时,晶片搬运机械手可将校正晶片(可以是指定用于校正处理的正常晶片)提供至多站室的传送基座;在这类条件期间当校正晶片传送通过awc系统时,awc系统可以确定校正晶片的中心的水平位置。如果期望的话,则晶片搬运机械手可以例如应用末端执行器偏差以抵销校正晶片与末端执行器之间的任何错位。然而应理解,出于将由于下面讨论而显而易见的原因,在加载校正晶片期间应用末端执行器偏差是任选的。
68.一旦已将校正晶片提供至传送基座之后,就可以在其上进行一或多个校正处理操作。这类操作例如可以包含旨在沉积或移除材料层的沉积或蚀刻操作,该材料层在校正晶片表面各处具有周向均匀的厚度。虽然膜层厚度可能会有某些径向变异,但在已完成校正处理之后,晶片的周向厚度即校正晶片沿着以校正晶片的中心为中心的任何圆形路径的厚度在理论上应该为常数或接近常数,例如具有小于0.1%的变化。然而如果校正晶片并非居中于基座上,则在完成校正处理时,晶片厚度的周向变化会增加。
69.图4显示了校正处理之后的晶片边缘厚度的示例;示图显示了300mm直径的校正晶片的半径约147mm处的周向厚度为绕着校正晶片的圆周的角位置的函数。显示了两张示图,一张具有
“×”
数据点(401),其表示利用第一校正晶片的第一校正处理,而另一张具有“ ”数据点(403),其表示利用第二校正晶片的第二校正处理。如所看见的,第一校正晶片的周向厚度大致上以正弦方式变化,最大厚度(由钻石形记号显示)发生在约45
°
位置处,而最小厚度(由圆形记号显示)发生在约225
°
位置处。第一校正晶片的圆周附近的最大与最小晶片厚度可定义如图4下半部分所示的第一校正晶片436中穿过基座406的中心的双箭头线405所示的向量;在第一校正晶片示图中所提供的阴影表示以基座中心为中心的等晶片厚度的区域。该向量建立第一校正晶片的中心与基座中心之间的偏差的角方向;最大与最小厚度之间的差异的大小大致上可以与第一校正晶片的偏差中心与基座中心的大小成比例。
70.在第一校正晶片上进行校正处理以及后续的边缘厚度测量(可例如在位于室外部的测量仪器上进行)之后,可针对未来将传送至传送基座的晶片确定晶片搬运机械手可应用的修正偏差,由此使此类晶片居中于基座中心上。修正偏差(在本文中被称为是“基座偏差”)可至少部分基于基座中心与第一校正晶片中心之间的偏差以及利用awc系统所测量到的第一校正晶片的中心的水平位置来确定。因此,当室处于处理条件下进行正常加载操作,晶片被放置到晶片搬运机械手的末端执行器上并且通过awc系统时,晶片搬运机械手可基于“被教导”位置但考虑末端执行器偏差(以考虑相对于末端执行器的晶片放置的变化性)与基座偏差(以考虑对比于在晶片搬运机械手被教导的非处理条件下基座相对于awc系统的位置,在处理条件下基座相对于awc系统的位置的变化性)使末端执行器移动至一定位置。
71.在一些情况下,先在第二校正晶片上测试基座偏差,然后如果有必要,再对其进行
更进一步的优化。例如,可利用用于第二校正晶片的末端执行器偏差以及基座偏差将第二校正晶片放置在晶片搬运机械手的末端执行器上并且提供至传送基座(在处理中使用awc系统获得第二校正晶片的水平晶片中心位置),以使晶片中心被定位在从第一校正晶片数据所推导出的估算中心位置处。接着在第二校正晶片上进行相同或类似的校正处理,接着从室移除第二校正晶片并且利用与上述相同的测量工具评估而获得周向厚度数据如图4中的第二数据示图(“ ”记号)。如所看见的,从第一校正晶片厚度所推导出的基座偏差能改善晶片均匀性,但第二校正晶片的周向均匀性仍有改善空间。
72.如果第二校正晶片结果并未确认基于第一校正晶片结果的基座偏差能准确地使第二校正晶片居中于基座上,则可基于第一与第二校正晶片数据的结果优化基座偏差。例如,利用awc系统所确定出的第一与第二校正晶片的中心点的水平位置之间的水平距离可以与第一与第二校正晶片之间的非均匀性差异成比例,使得能确定更准确的基座偏差并将其用于更新基座偏差。
73.如果室在多种不同处理条件下操作,则可针对期望建立基座偏差的每一处理条件进行校正处理。
74.在多站室的背景下,基座偏差的确定方式可以与上述针对室中的每一分离基座的确定方式大致相同。图5显示了此类多站基座偏差确定技术的流程图。在方框502中,可通过晶片搬运机械手将校正晶片提供至传送基座;awc系统在这类条件期间可确定校正晶片相对于awc系统的中心位置。在方框504中,转位器可选择性地将校正晶片移离传送基座并移动至待确定基座偏差的基座(如果待确定基座偏差的基座是传送基座本身,则可省略此操作)。在方框506中,可在基座支撑校正晶片处(以及待确定基座偏差处)于校正晶片上进行上面讨论的校正处理。在方框508中,转位器可任选地将校正晶片从待确定基座偏差的基座移回传送基座(如同方框504,如果待确定基座偏差的基座为传送基座本身,则可省略该操作)。在方框510中,例如利用测量仪器在校正晶片上获得均匀性信息,然后在方框512中基于校正晶片的均匀性信息以及awc系统在方框502中所确定出的校正晶片的xy位置,针对在校正处理期间支撑校正晶片的基座确定基座偏差。在方框514中,可以将基座偏差存储至存储器中,存储器与在校正处理期间支撑校正晶片的基座的识别信息相关。在方框516中,确定是否有待获得的更进一步的基座偏差;如果有,则技术可返回方框502,重复技术以针对额外基座确定基座偏差、或针对相同基座再次进行技术以优化针对该基座已确定出的基座偏差。如果在方框516中确定出已不需要更进一步的基座偏差的确定,则技术可进行至方框518,其中可开始正常的晶片加载以开始制造水平的晶片处理操作。
75.一般而言,可控制转位器以针对晶片移动操作以一致方式移动,包括在确定基座偏差的处理以及稍后的晶片放置操作(其为正常处理的一部分)两者中。例如,在四站式的多站室中,可以使转位器针对每一片晶片移动操作(以将晶片移动至下一基座/站)旋转90
°
。理想地,在将晶片自一站移动至下一站时转位器的旋转动作可以是360
°
/n,其中n为绕着转位器旋转轴设置的站/基座的数目。
76.应理解,确定末端执行器偏差和基座偏差的上述技术仅是示例性技术,还可以使用其他技术。无论如何确定末端执行器偏差和/或基座偏差,在这类确定之后这类末端执行器偏差以及基座偏差可以用于支持静态模式处理的方式是大致上相同的,如针对下面图6所讨论的。
77.图6显示了在静态模式中在准备处理时在多站室中放置晶片的技术的流程图。图6的技术可始于方框602,其中针对多站室中的处理选择晶片。在方框604中,可选择多站室中的一基座作为所选择的晶片的目的地基座。本文中所使用的用于晶片的术语“目的地基座”通常在静态模式或静态就地旋转模式的背景下是指在半导体处理操作期间晶片所定位的站/基座。
78.一旦在方框604中为晶片已选定目的地基座之后,在方框606中可针对目的地基座获得对应基座偏差。例如,多站室的控制器可以从数据库选择对应的基座偏差,数据库将基座偏差与多站室的对应的基座关联在一起。
79.一旦在方框606中已选择目的地基座以及相关的基座偏差之后,在方框608中可将所选择的晶片加载至晶片搬运机械手的末端执行器上,以将晶片放置到多站室的传送基座上。也可以在选择目的地基座或对应的基座偏差之前,将所选择的晶片放置到晶片搬运机械手的末端执行器上。
80.一旦所选择的晶片已被放置到晶片搬运机械手的末端执行器上之后,所选择的晶片的中心相对于多站室的awc系统的水平位置就可在方框610中如前所讨论地确定,并且在方框612中使用该水平位置以确定所选择的晶片的末端执行器偏差。
81.在方框614中,晶片搬运机械手至少部分基于针对目的地基座所选择的基座偏差及针对所选择的晶片所确定的末端执行器偏差,将所选择的晶片提供至多站室的传送基座并且进行定位。
82.在方框616中,确定传送基座是否也是目的地基座;如果否,则技术可进行至方框618,使多站室的转位器将晶片从传送基座移动至目的地基座。在一些实现方案中,将所选择的晶片从传送基座移动至目的地基座的动作可以发生在多个阶段中,其中在每一阶段之间会有额外晶片被提供至传送基座,且每一片晶片都前往多个基座中的不同基座。在一些这样的实现方案中,所选择的晶片可以连续被转位器支撑,或在其他实现方案中,所选择的晶片可被放置到多站室的另一基座上,然后被转位器再次拾起以持续移动。在已将所选择的晶片移动至其对应的目的地基座或至少已移离传送基座之后,技术可返回方框602,其中针对额外选定的晶片重复技术直到传送基座被选定为目的地基座为止。当传送基座被选定为目的地基座时,技术可进行至方框620,使用已完全装载的多站室处理已被加载的晶片。
83.如果期望的话,也可以将图6的技术用于部分装载的多站室,省略将晶片加载至未被使用的站。此外,在一些实现方案中,多站室可具有用作传送基座的两个基座。在这类实现方案中,多站室可以具有专用于每一传送基座的awc系统且针对每一目的地基座可以有两个基座偏差,针对特定目的地基座的每一基座偏差是针对两个传送基座中的不同传送基座所确定得到。在这类实现方案中,可从数据库选择针对目的地基座所选定的基座偏差,数据库将每一基座偏差与待用于将晶片加载至多站室中的基座与传送基座的不同组合相关联;当晶片待被放置在所选择的传送基座上且移动前往所选择的目的地基座时,可使用对应于所选择的传送基座和所选择的目的地基座的基座偏差将该晶片放置到所选择的传送基座上。
84.可使用图6的技术确保每一晶片最终被放置到其目的地基座上的特定位置以使晶片中心相对于目的地基座居中,这可以在晶片处理静态模式期间大致上提供最高水平的晶片均匀性。
85.图7显示了在偏差条件下具有多个基座的多站室的示例以及所得的所示基座偏差。在图7中,多站室702包含四个站704,每一站具有基座706(站704-1例如具有基座706-1,以此类推)。每一站704中的虚线圆圈表示:当多站室702不处于处理条件下时,例如当多站室702处于室温以及等于大气压的压强条件下时,每一基座706在对应站704内的位置。在该特定的示例中,当多站室702不处于处理条件下时,每一基座706在对应站704内居中。基座706的粗实线轮廓表示当基座706被位移(例如当室702处于处理条件时可能发生的情况)时基座706的位置。每一虚线圆圈中间的虚线十字准线表示:当室702不处于处理条件时,每一基座706的中心位置。每一基座706中间的实线十字准线(在其旁边以数字1、2、3或4将其与不同站704/基座706相关联)表示:当室702处于处理条件时,被位移的基座706的中心位置。
86.在站704-1的情况中,除了有实线十字准线显示基座706-1之外,还有实线十字准线显示基座706-2、704-3及704-4。在站704-1中的基座706-2、704-3和704-4的实线十字准线表示,当基座706-2、704-3和704-4绕着转位器714的转位器旋转轴726旋转90
°
(从站704-2开始)、180
°
(从站704-3开始)、或270
°
(从站704-4开始)时基座706-2、704-3和704-4的中心点;基座706-1的实线十字准线直接表示未平移的基座706-1的中心点。站704-1中旁边有“0”的虚线十字准线表示在未位移状态下基座706-1的中心,其在此示例中对应于基座706-1的“教导”中心,晶片搬运机械手746会将晶片传送至该教导中心以使晶片在基座706-1上居中放置。根据针对此类目的地的前述讨论可知,在该示例中基座706-1被认为是传送基座。
87.室702还配置有awc系统742,awc系统742在该示例中具有两个光学传感器744,该两个光学传感器744被配置成在晶片(如晶片搬运机械手746的末端执行器750和机械手臂748所支撑的晶片736)的边缘与由任一光学传感器744所发出的光束相交时进行记录,以允许确定晶片736的相对于awc系统742的中心。中心点1’、2’、3’、4’以及0’表示:站704-1中所示的中心点1、2、3和4以及基座706-1的未位移中心点,未位移中心点是沿着位移向量位移所得,位移向量与当将晶片提供至传送基座706-1时由晶片搬运机械手746所使用的位移向量相关联。如右下图中所提供的细节所示,每一经位移的基座中心点在绕着转位器旋转轴726旋转移动时可相对于传送基座的“教导”中心点定位以使对应的位移向量被定义于教导中心点与四个“经位移的”基座中心点中的每一者之间。这些位移向量表示:确保被居中于未位移传送基座的0
’“
教导”中心点上的晶片会被居中放置在特定目的地基座所需的基座偏差。例如,如果晶片736将被提供至基座706-2且当由awc系统742评估时晶片刚好被定位成使得其中心点与0’中心点重合,则使晶片搬运机械手746放置末端执行器750以使晶片736的中心从0’位置偏移在0’与0十字准线之间所限定的位移向量(表示使晶片中心与处于未位移状态下的基座706-1的中心对准所需的位移,未位移状态下的基座706-1的中心由图7中的虚点虚线所显示)以及在0’中心点与2’中心点之间所限定的基座偏差。位移向量和基座偏差可分别应用例如作为两个离散的动作,或可计算表示原位移向量与基座偏差结合的总位移的新位移向量。类似地,如果当awc系统742评估时晶片未被完美地居中于中心点0’上方,则当放置晶片时可类似地在晶片搬运机械手746的移动中考虑额外的末端执行器偏差。
88.虽然上述技术可应用于被配置成在晶片上执行静态模式处理的多站室背景下的晶片放置,但在利用具有额外旋转轴的转位器进行静态就地旋转模式处理和/或转位就地
旋转模式处理的背景下可实施不同技术。在利用具有额外旋转轴的转位器进行静态就地旋转模式处理和/或转位就地旋转模式处理时,可使用晶片支撑件偏差而非基座偏差。在这类就地旋转模式中,如果晶片未被居中于用于进行就地晶片旋转的晶片支撑件的旋转中心上,则随着利用晶片支撑件连续进行晶片取回、旋转以及放置操作,晶片可能会经历持续增加的错位。为了最小化或减少这类错位效应,可将晶片分配给特定的转位器臂,接着可使用与该特定转位器臂相关的晶片支撑件偏差调整晶片相对于传送基座的定位,使得当所选择的转位器臂从传送基座取回晶片时,晶片会被居中于所选择的转位器臂的末端处的晶片支撑件的旋转轴上。当以此方式将晶片定位时,晶片支撑件相对于转位器臂的旋转会导致晶片的中心点从此类旋转前的位置到旋转后的位置很少移动或理想上无移动。在这类实现方案中,在晶片滞留于室中的期间,可使用相同的转位器臂传送晶片,由此确保晶片中心与和晶片支撑件偏差相关的晶片支撑件的旋转轴持续对准。
89.图8显示了以特定处理条件下的多站室确定晶片支撑件偏差的技术的流程图。该技术始于方框802,在此步骤中校正晶片可被加载至晶片搬运机械手的末端执行器上,晶片搬运机械手被配置成将晶片放置到具有转位器的多站室中,转位器具有可用于使晶片相对于转位器臂旋转的可旋转的晶片支撑件。在方框804中,可选择待确定晶片支撑件偏差的转位器的转位器臂。在方框806中,校正晶片可通过多站室的awc系统且可确定校正晶片相对于awc系统的晶片中心的水平位置;接着在方框808中可将校正晶片提供至所选择的转位器臂的晶片支撑件。例如,晶片搬运机械手可以使晶片被提供至多站室的传送基座,在多站室中传送基座的多个升降销可以延伸并且将校正晶片举离晶片搬运机械手的末端执行器。接着晶片搬运机械手可以从校正晶片下方收回末端执行器,之后转位器可以旋转,使得所选择的转位器臂被定位成当沿着竖直轴观察时所选择的转位器臂的晶片支撑件的旋转轴和传送基座的中心大致对准,并且与校正晶片下方的所选择的转位器臂的晶片支撑件大致对准。接着可以将多个升降销收回至传送基座中并且将校正晶片下降至所选择的转位器臂的晶片支撑件上。
90.一旦校正晶片被加载至晶片支撑件上之后,在方框810中可使晶片支撑件相对于转位器臂旋转,晶片支撑件以预定角度附接至转位器臂。例如,针对具有四个转位器臂的转位器,可以使晶片支撑件相对于其所安装的转位器臂旋转90
°
,但是也可以使用其他旋转角度;在转位器臂的晶片支撑件旋转时,转位器臂本身可维持不动。在此类旋转之后,在方框812中晶片搬运机械手的末端执行器收回校正晶片且校正晶片再次通过awc系统,以确定晶片支撑件将校正晶片旋转预定角度之后校正晶片相对于awc系统的晶片中心的水平位置。在将校正晶片提供至传送基座并收回且使校正晶片通过awc系统以获得校正晶片的晶片中心的水平位置时,可使晶片搬运机械手遵循相同的移动路径,使得旋转之前和旋转之后校正晶片中心相对于awc系统的唯一位移来源于晶片中心与晶片支撑件的旋转轴之间的错位。
91.在确定出校正晶片旋转之前和之后晶片支撑件的旋转角度以及校正晶片中心相对于awc系统的晶片中心的水平位置之后,可使用三角学及几何关系确定校正晶片中心与晶片支撑件的旋转轴之间的水平距离,以确定晶片支撑件偏差。例如,如果两个校正晶片中心点测量数据之间的水平距离为x且旋转角度为θ,则可以根据r=x
·
atan(θ)确定两个校正晶片中心点中任一点与晶片支撑件的旋转轴之间的水平距离,该水平距离在本文中可以
被称为“径向距离”或r。一旦已知径向距离,可通过下列方式确定旋转轴的位置的两个潜在答案(旋转轴偏移至awc系统的参照系的方式与晶片中心从其旋转前水平位置偏移至其晶片支撑件上的水平位置的方式相反):求出两个圆圈之间的交点,其中两个圆圈中的每一者都具有等于径向距离r的半径且每一者皆被居中于awc系统所确定出的校正晶片的水平位置中的不同水平位置上。可通过考虑旋转方向和两个水平中心位置的相对位置,从这两个可能的答案中选择旋转轴的正确位置。例如,如果晶片支撑件的旋转方向是顺时针的,则正确的旋转轴答案可以通过下述方式进行确定:例如在将校正晶片绕着旋转位置的两个潜在轴中的每一者旋转如同被应用至晶片支撑件的相同角度量及相同旋转方式之前,旋转校正晶片的水平中心点;正确的旋转轴将会由校正晶片旋转之后与校正晶片的水平位置相对准的水平位置的旋转位置表示。以此方式所确定出的旋转轴位置实际上是基于经位移的坐标系的旋转轴位置;但是如果晶片被定位成其中心点与按照上文所确定出的旋转轴共位,并且然后晶片搬运机械手以与校正处理期间所用的相同方式移动晶片,则晶片中心点会与转位器臂的晶片支撑件的旋转中心对准。
92.一旦已建立晶片支撑件相对于awc系统的旋转轴位置后,在方框814中可基于基座中心的“教导”位置(或某个其他参照系)与晶片支撑件相对于awc系统的旋转轴位置之间的向量的大小及方向,确定晶片支撑件偏差。
93.在方框816中,确定是否需要确定额外所需的晶片支撑件偏差;如果需要,则技术可返回方框802,以进一步针对其他转位器臂的晶片支撑件确定此类晶片支撑件偏差。一旦已针对每一转位器臂确定晶片支撑件偏差,技术可进行至方框818,其中可以开始正常的晶片处理操作。
94.应理解,图8的技术可以利用一或多个处理条件下的多站室进行,可针对当晶片被导入多站室中预期可能会存在的每一处理条件,确定此类晶片支撑件偏差。此外,如果有两个潜在的晶片加载点,例如两个传送基座,则可以使用两个不同的awc系统确定不同组的晶片支撑件偏差,其中一个awc系统针对第一传送基座而另一awc系统针对第二传送基座。
95.为了更进一步的理解,图9至12显示,当校正晶片以居中方式被放置到晶片支撑件的旋转轴上时,在上述技术的各种状态期间的校正晶片。图13至16显示,当校正晶片以非居中方式被放置到晶片支撑件的旋转轴上时,在上述技术的各种状态期间的校正晶片。
96.在图9中,使具有末端执行器950的晶片搬运机械手将晶片936传送通过具有光学传感器944的awc系统942,光学传感器944可用于确定晶片936相对于awc系统942的晶片中心的水平位置938。接着晶片搬运机械手可将晶片提供至可附接至转位器臂916的晶片支撑件928,如图10中所示,转位器臂916定位于多站室902的基座906上方。以特定方位将晶片936提供至晶片支撑件928,特定方位由沿着晶片936上缘的三角形指示记号所表示。
97.在晶片936被提供至晶片支撑件928之后,如图11中所示,晶片支撑件928和晶片936可以绕着旋转轴930旋转预定量。在该特定情况下,旋转角度为90
°
,使得所示的三角形指示记号从12点钟位置(晶片支撑件928的位置被显示为灰虚线)旋转至3点钟位置。
98.在晶片936和晶片支撑件928旋转特定量之后,可使末端执行器950收回晶片936并使晶片936再次通过awc系统942,由此获得晶片936相对于awc系统942的晶片中心的第二测量值。在该情况下,晶片936的中心与旋转轴930之间存在着完美对准,因此没有发生因旋转所造成的晶片936的中心位移。
99.在图13中,以与图9相同的方式将晶片936提供至晶片支撑件928。然而,多站室902处于处理条件下,这会造成晶片支撑件928及其旋转轴930例如因转位器臂916的热膨胀而偏离图9中所示的位置。晶片支撑件928的旧位置以浅灰虚线显示作为参考。如图9所示,当晶片通过awc系统942时,awc系统942可确定晶片936相对于awc系统942的中心位置938。
100.如图10中所示,如图14中所示可将晶片936放置在晶片支撑件928上,且接着如图15中所示晶片支撑件928可绕着旋转轴930相对于转位器臂916旋转预定量,由此使晶片936绕着旋转轴930旋转相同量,例如90
°
。在这种旋转之后,可如图16中所示使末端执行器950从晶片支撑件928收回晶片936并使晶片936通过awc系统942以获得晶片中心相对于awc系统942的水平位置938’的第二测量值。由于晶片936的中心与晶片支撑件928的旋转轴930错位的事实,相比于旋转前晶片936的中心的水平位置938,晶片936绕着旋转轴930旋转会造成晶片936的中心偏置,如旋转后晶片936的中心的水平位置938’的位置偏移所证明的。
101.如右下图中的晶片936的中心的旋转前、后的水平位置938/938’的细节所示,其显示旋转轴(930’与930”)相对于中心点的水平位置938与938’的水平位置的两个潜在答案,答案中的每一者与晶片936的晶片中心的两个水平位置938/938’都等距,且连接晶片936的晶片中心的两个水平位置938/938’与潜在答案930’和930”中的每一者的线之间的夹角等于晶片936所经历的旋转角度,在该示例中为90
°
。如果考虑到晶片936所经历的旋转方向,如在此示例中为顺时针,则很明显,旋转轴的水平位置930’为两个潜在答案中唯一有效的答案。一旦已知晶片支撑件928的相对于awc系统942的旋转轴930’的位置,可基于旋转轴930’相对于“教导”水平位置的水平位置确定晶片支撑件偏差,“教导”水平位置具有作为每一晶片放置操作的默认起始点的功能。
102.该技术在本质上类似于美国专利申请no.16/000,734中所讨论的技术,将其所有内容通过引用包含于此,以用于所有目的。虽然美国专利申请no.16/000,734总体上涉及用于确定“举升垫”或“扭垫”型晶片旋转装置(其是升高离开基座、举升晶片、旋转晶片、然后再次将晶片下降至相同基座上的晶片支撑件)的旋转轴位置的技术以及可用于将晶片放置在此类扭垫型装置上的适当偏差,但受到关注的技术可以与可用于使晶片绕着其自己的轴旋转的其他机构一起使用,该机构例如转位器,该转位器在其转位器臂的末端处具有可旋转的晶片支撑件。
103.一旦确定出晶片支撑件偏差之后,可将其存储,使其与识别出其所针对的转位器臂/晶片支撑件的信息和/或表示与该晶片支撑件偏差相关的转位器的旋转位置的信息相关联,例如,转位器的旋转位置是当校正晶片被放置到晶片支撑件上以及从晶片支撑件移除时转位器所在的旋转位置(将会决定哪一转位器臂/晶片支撑件将会位于晶片下方)。在扭垫型晶片旋转装置(如晶片旋转装置相对室持续固定,而转位器相对于室及晶片旋转装置旋转)的情况下,经确定出的晶片支撑件偏差仍然是基于晶片旋转装置的旋转轴所确定出的,且并非每一者都与不同的转位器臂相关联。在这类情况下,可存储经确定出的每一晶片支撑件偏差,并且使其与包含与晶片支撑件偏差相关的这类晶片旋转装置的基座相关联。因此,例如,如果确定出四个晶片支撑件偏差,且每一晶片支撑件偏差与被包含于对应基座内的不同扭垫型晶片旋转装置相关联,则当晶片将前往特定目的地基座时,可以使用与该特定目的地基座相关的晶片支撑件偏差将晶片放置到传送基座上。在晶片旋转装置与基座为同一装置的情况下,例如整个基座可以被配置成旋转的情况下,也可以在设备中使
用类似技术。
104.扭垫型晶片旋转装置的额外讨论可见于美国专利no.9,960,068以及no.9,892,956中以及美国专利公布no.2018/0158716,通过引用将其所有内容包含于此。
105.一旦确定出一整组的晶片支撑件偏差后,可使用确定晶片支撑件偏差所针对的多站室,利用具有可旋转的晶片支撑件的转位器,进行涉及转位就地旋转模式或静态就地旋转模式的正常晶片处理操作。图17显示了使用任一此类模式在准备处理时加载晶片的示例性技术。
106.在图17中,技术可以始于方框1702,选择晶片以用于加载。在方框1704中,将所选择的晶片指定至转位器的所选择的目的地晶片支撑件/转位器臂;该目的地晶片支撑件/转位器臂是通常将在晶片相对于转位器臂旋转和/或在站与站之间移动期间支撑晶片的晶片支撑件/转位器臂。如前文所讨论的,这类处理模式中的目的地晶片支撑件/转位器臂针对晶片,在晶片停留在多站室的滞留时间期间通常保持不变。
107.在方框1706中,对应于转位器的所选择的晶片支撑件/转位器臂的晶片支撑件偏差可例如通过下述方式获得:在使每一晶片支撑件偏差与转位器的对应转位器臂/晶片支撑件相关联的数据库中查找该晶片支撑件偏差。在方框1708中可将所选择的晶片加载至晶片搬运机械手的末端执行器上,接着在方框1710中可确定所选择的晶片的中心相对于多站室的awc系统的水平位置,在方框1712中可至少部分地基于所选择的晶片的中心相对于awc系统的水平位置确定所选择的晶片的末端执行器偏差。
108.一旦已确定出用于所选择的晶片的末端执行器偏差和已获得用于所选择的转位器臂/晶片支撑件的适当晶片支撑件偏差后,在方框1714中可控制晶片搬运机械手将所选择的晶片提供至多站室的传送基座(这里假设多站室仅具有单一传送站;后面会讨论具有多个传送基座的多站室)。
109.在方框1716中,可任选地旋转转位器以将所选择的目的地晶片支撑件置于所选择的晶片下面。该操作以及方框1718与1720的操作在加载处理期间如果需要,针对在晶片开始处理操作之前将加载的最后晶片,可以省略。一旦将所选择的目的地晶片支撑件定位在所选择的晶片下面后,在方框1718中可通过例如收回用于将所选择的晶片支撑于传送基座上方的多个升降销,将所选择的晶片下降至目的地晶片支撑件上,以将所选择的晶片传送至目的地晶片支撑件。接着在方框1720中可使转位器旋转所选择的目的地晶片支撑件,并由此将被其支撑的所选择的晶片旋转至一定位置,当将额外晶片提供至传送基座时在该位置处所选择的晶片不会受到干扰。
110.在方框1722中,确定是否需要将额外的晶片加载至多站室中。如果不需要将额外晶片加载至多站室中,则技术可进行至方框1724,其中开始晶片处理操作。如果需要将额外晶片加载至多站室中,则技术可返回方框1702,选择不同的晶片并重复该技术。
111.如同基座偏差,如果在各种晶片加载操作期间预期会共同遇到多个处理条件,可针对每一处理条件确定一组单独的晶片支撑件偏差,由此无论可能应用多个处理条件中的哪一特定处理条件,都可将晶片精确地放置在转位器的晶片支撑件上。此外,如果将多个传送基座设置在多站室中,则可以有不同的awc系统以及与每一传送基座相关的不同组的晶片支撑件偏差。因此,在具有两个传送基座和4臂转位器的四站系统中,可以具有与给定处理条件相关的8组晶片支撑件偏差,一组针对用于待提供至第一传送基座的晶片的转位器
的每一转位器臂/晶片支撑件,且一组针对用于待提供至第二传送基座的晶片的转位器的每一转位器臂/晶片支撑件。
112.下面将参考图18至21更详细地讨论使用上述讨论的晶片放置技术的均匀性优点。图18至21中的每一图显示具有四站(站1、2、3及4,始于左下角的站1并以顺时针方向前进)的多站室1802。
113.图18显示了传统转位模式下的室1802,其中无法使晶片相对于转位器臂独立旋转的转位器(未显示)在站与站之间传送晶片1836(在图18至21中,站与站之间的移动由站与站之间的大箭头表示,而站与站之间的小半径箭头表示在不同站处在处理阶段之间晶片相对于支撑其的转位器臂旋转、或如果以圆圈-条的符号表示则表示缺乏此类旋转)。因此,无论晶片目前位于哪一站或将移动至哪一站,晶片将大致上停留在大致相同的径向方位处,例如相同侧(如在每一片晶片上点a与b之间的弓形边缘)的位置最靠近转位器的旋转中心。结果,晶片中心与基座中心之间的错位(如所示的经夸大而便于观察的错位)会导致晶片非均匀性如图18中的图表所示的。
114.图19显示了在转位就地旋转模式下的室1802,其中晶片1836已被提供至传送基座,以便例如利用适当的晶片支撑件偏差使每一片晶片的中心完美地或近乎完美地居中于转位器臂的晶片支撑件的旋转轴上,转位器臂用于将该晶片传送至多站室中的基座中;此外,以便基座中心和晶片支撑件的旋转轴完美地或近乎完美地放置,使得所有晶片支撑件的旋转轴在水平平面中同时与对应基座的中心对准。因此,无论晶片移动至哪一基座,每一晶片的中心可大致上完美地与每一基座的中心对准。例如,当基座偏差和晶片支撑件偏差都恰巧相同或近乎相同时,这类情况会发生。如图19底部处的图表所示,这会导致极均匀的圆周晶片厚度,在这种情况下,这是由于在处理的每一阶段期间每一片晶片完美地或近乎完美地居中于每一基座上。此外,当每一晶片从一站移动至下一站且在每一处理阶段之间相对于转位器臂旋转时,可能产生的任何小非均匀性可以通过每一晶片的所有四个象限平均化。
115.图20显示了转位旋转模式较可能出现的情况,其中利用用于所选择的转位器臂的晶片支撑件偏差将每一片晶片提供至传送基座,由此使每一晶片的中心与各自的晶片支撑件的旋转轴对准,但晶片支撑件的旋转轴可能无法完美地与基座中心对准。这会因为下述因素而发生:例如转位器臂和多站室可经历不同量的热膨胀,以致于根本不可能达到图19中所示的完美对准。因此,每一处理阶段之间每一晶片可通过转位器的就地旋转机制相对于转位器臂旋转,这可具有平均化任何基座相关的非均匀性但又不造成晶片中心相对于针对该晶片所选定的晶片支撑件的旋转轴“漫游”而偏离其相对于旋转轴的原始位置的作用。结果如图示的左下角中所看见的,虽然不如图19的理想情况均匀,但仍比图18的传统转位模式有很大改进。
116.图21显示了转位旋转模式下的室1802,其中晶片在被提供至传送基座前并未受到晶片支撑件偏差影响。因此,晶片中心并未与针对该晶片所选定的晶片支撑件的旋转轴对准,这会造成晶片每一次从一站传送至下一站时从其起始位置相对于旋转轴的任何位置“漫游”。这造成晶片均匀性相较于图20所观察到的呈现出极明显的非均匀性,图20证实了上述技术的益处。
117.应理解,上述技术可以以一定的方式实现,使得基座偏差和/或晶片支撑件偏差的
使用不是立即明显可见的。例如,虽然上面的讨论聚焦在将基座偏差或晶片支撑件偏差应用至共同的“起点”(该“起点”可作为每一片晶片放置的参照系,然后利用适当的末端执行器偏差结合适当的基座偏差或晶片支撑件偏差调整该“起点”,以在准备将晶片传送至特定基座或转位器晶片支撑件时适当地放置晶片),例如在教导晶片搬运机械手时所使用的校正晶片的中心点(由awc系统所确定),但上述技术也可以通过下列方式进行:使用多个针对特定基座或针对特定晶片支撑件的起点/参照系,并在确定特定晶片放置时选择使用适当的这类起点或参照系。然而应理解,这类技术在本质上还是使用基座偏差和/或晶片支撑件偏差的构思。每一个这样的基座特异性或晶片支撑件特异性的起点/参照系或多或少都会偏离共同参照系(例如在空间中相对于多站室固定的坐标系统中的点);取决于待探讨的起点/参照系的本质,该偏差可对应于基座偏差或晶片支撑件偏差。因此,针对特定基座或特定晶片支撑件的起点/参照系所存储的可查找并用于引导每一晶片放置的数值实际上已具有所应用的对应基座偏差或晶片支撑件偏差。因此,基于此类基座特异性或晶片支撑件特异性的起点/参照系的任何晶片放置在本质上也基于适当的对应基座偏差或晶片支撑件偏差。
118.还应理解,本文中所讨论的各种技术总体上涉及确定晶片位置以及相对于位于多站室外的参照系(如基于awc系统的参照系)的各种其他位置信息,且实际上接着这类位置信息通过晶片搬运机械手的移动进行转换,可以非常准确地控制晶片搬运机械手以使其实际上针对每一片晶片的放置进行相同的平移操作(虽然可能会基于可应用的各种偏差而进行修改)。例如,如果晶片搬运机械手所进行的默认平移操作会在将晶片提供至传送基座时造成相对于晶片搬运机械手的末端执行器固定的参考点沿着水平y轴平移 400mm但不沿着水平x轴平移,则晶片搬运机械手会以不使用末端执行器偏差、基座偏差、晶片支撑件偏差、或其他偏差的每一晶片放置操作进行此类平移。然而,如果确定出需要x方向上-2mm、y方向上 3mm的末端执行器偏差并加上(coupled with)x方向上 l mm、y方向上-2mm的基座偏差,则晶片搬运机械手可能进行三个离散的(x,y)平移操作,如(0mm,400mm)、接着(-2mm,3mm)、接着(1mm,-2mm)(虽然可采用任何顺序的此类平移,但最终结果是相同的)。替代地,可计算新的位移向量并使用,新的位移向量是这类位移的总和,例如(1mm,401mm)。一般而言,awc系统所确定出或基于此类坐标所决定的坐标需要被转换为与传送基座相关的多站室中的对应位置,以将晶片适当地放置在多站室内。
119.选择所使用的特定初始参照系在某个程度上是任意的,在上述的示例中,参照系基于晶片搬运教导操作期间所获得的数据点建立,但应理解,可使用任何数目的参照系,只要其在校正操作和准备处理的真实晶片加载操作期间相对于用于获得晶片中心的水平位置的测量值的系统是固定的即可。
120.包含多站室的半导体处理工具(如本文中所讨论的)可以包含控制器,控制器可包含以可操作方式彼此连接且可以被配置成控制半导体处理工具的各种操作方面的一或多个处理器和一或多个存储器装置,所述操作方面例如包括:晶片搬运机械手的移动,从通过awc系统的晶片获得测量点的awc系统的操作,可位于每一多站室中的升降销、转位器及其他设备(如扭垫、转位器上的可旋转的晶片支撑件)等的操作。这类控制器可以例如在一或多个存储器装置中存储多个计算机可执行指令以控制一或多个处理器进行文中所讨论的任何技术,例如包含使半导体处理工作以本文中所讨论的任何操作模式在多站室内进行处
理,以及还根据所选择的操作模式针对给定的晶片放置选择适当的基座偏差或晶片支撑件偏差。这类控制器还可以被配置有与用于控制一或多个处理器的计算机可执行指令,以执行在某些情况下可用于确定基座偏差和/或晶片支撑件偏差的在本文中所讨论的校正处理的一些或全部。
121.例如,在确定晶片支撑件偏差的情况下,控制器可以被配置成进行参考图8所讨论的所有操作,因此技术可利用来自awc系统以及转位器臂与晶片搬运机械手的定位传感器的数据进行且技术可不受益于使用任何外部设备。然而在根据图5的技术确定基座偏差的情况中,控制器可仅被配置用于进行图5中的多个操作中的部分操作。例如,为了获得具有足够分辨率的晶片均匀性测量值以估算待确定的适当基座偏差,可能需要通常因成本而不会被包含于这类工具中成为标准设备部件的测量仪器。在这种情况下,测量仪器可以是设备的分离部件,其可以在工具与工具之间移动、或位于实验室中,以用于分开评估晶片均匀性。可将来自均匀性测量的数据直接馈送至控制器以使控制器能接着确定相关基座偏差,或者例如通过可以访问已获得的均匀性数据的测量工具或其他计算装置在别处确定基座偏差。在这类情况下,在获得这类信息之后,控制器可单纯地收受指示期望基座偏差的信息。
122.还应进一步理解,本文中所讨论的用于多站室的技术还可以应用于包含多个多站室的工具。图22显示了具有多个多站室的半导体处理工具的示例。在图22中,所示的半导体处理工具包含四个多站室2202,每一个多站室2202都具有环绕转位器2214设置的四个站/基座(并未显示基座,但基座可类似于本文中所示的其他基座)。可以将每一室2202中的多个基座/站中的一个基座/站指定为传送基座/传送站,该传送基座/传送站可被配置用于从晶片搬运机械手接收晶片或将晶片提供至晶片搬运机械手,晶片搬运机械手具有机器手臂2248和末端执行器2250且位于传送室2270,传送室2270与每一室2202连接的方式使得晶片能通过每一室2202的开口而进入每一室2202。每一室2202可以具有awc系统2242,awc系统2242可被控制器2264用于当晶片通过awc系统2242时获得晶片中心测量值。控制器2264可如前所讨论的具有一或多个处理器2266和一或多个存储器装置2268,其可以以可操作方式彼此连接且与上面所讨论的各种设备部件连接。在这种实现方案中,还可以存在多个机器手臂,以一次将晶片提供至多个传送基座。
123.如上所述,控制器可为系统的一部分,系统可包含半导体处理设备,半导体处理设备包括一个或多个处理工具、一个或多个室、用于处理的一个或多个基座、和/或特定处理部件(晶片基座、气体流系统等)。这些系统可以与用于在半导体晶片或衬底的处理之前、期间和之后控制它们的操作的电子器件集成。电子器件可以被称为“控制器”,其可以控制一个或多个系统的各种部件或子部件。根据处理要求和/或系统类型,控制器可以被编程以控制本文公开的任何处理,以及影响半导体处理的各种参数,例如处理气体的输送、温度设置(例如加热和/或冷却)、压力设置、真空设置、功率设置、射频(rf)产生器设置、rf匹配电路设置、频率设置、流率设置、流体输送设置、位置和操作设置、晶片转移进出工具和其他转移工具和/或与具体系统连接或通过接口连接的装载锁。
124.概括地说,控制器可以定义为电子器件,电子器件具有接收指令、发出指令、控制操作、启用清洁操作、启用端点测量等的各种集成电路、逻辑、存储器和/或软件。集成电路可以包括存储程序指令的固件形式的芯片、数字信号处理器(dsp)、定义为专用集成电路
(asic)的芯片、和/或一个或多个微处理器、或执行程序指令(例如,软件)的微控制器。程序指令可以是以各种单独设置(或程序文件)的形式发送到控制器的指令,单独设置(或程序文件)定义用于在半导体晶片或系统上或针对半导体晶片或系统执行特定处理的操作参数。在一些实施方案中,操作参数可以是由工艺工程师定义的配方的一部分,以在一或多个(种)层、材料、金属、氧化物、硅、二氧化硅、表面、电路和/或晶片的管芯的制造期间完成一个或多个处理步骤。
125.在一些实现方式中,控制器可以是与系统集成、耦合到系统、以其它方式联网到系统或其组合的计算机的一部分或耦合到该计算机。例如,控制器可以在“云”中或是晶片厂(fab)主机系统的全部或一部分,其可以允许对晶片处理的远程访问。计算机可以实现对系统的远程访问以监视制造操作的当前进展、检查过去制造操作的历史、检查多个制造操作的趋势或性能标准,改变当前处理的参数、设置处理步骤以跟随当前的处理、或者开始新的处理。在一些示例中,远程计算机(例如服务器)可以通过网络(其可以包括本地网络或因特网)向系统提供处理配方。远程计算机可以包括使得能够输入或编程参数和/或设置的用户界面,然后将该参数和/或设置从远程计算机发送到系统。在一些示例中,控制器接收数据形式的指令,其指定在一个或多个操作期间要执行的每个处理步骤的参数。应当理解,参数可以特定于要执行的处理的类型和工具的类型,控制器被配置为与该工具接口或控制该工具。因此,如上所述,控制器可以是例如通过包括联网在一起并朝着共同目的(例如本文所述的处理和控制)工作的一个或多个分立的控制器而呈分布式。用于这种目的的分布式控制器的示例是在与远程(例如在基座级或作为远程计算机的一部分)的一个或多个集成电路通信的室上的一个或多个集成电路,其组合以控制在室上的处理。
126.示例系统可以包括但不限于等离子体蚀刻室或模块、沉积室或模块、旋转漂洗室或模块、金属电镀室或模块、清洁室或模块、倒角边缘蚀刻室或模块、物理气相沉积(pvd)室或模块、化学气相沉积(cvd)室或模块、原子层沉积(ald)室或模块、原子层蚀刻(ale)室或模块、离子注入室或模块、轨道室或模块、以及可以与半导体晶片的制造和/或制备相关联或用于半导体晶片的制造和/或制备的任何其它半导体处理系统。
127.如上所述,根据将由工具执行的一个或多个处理步骤,控制器可以与一个或多个其他工具电路或模块、其它工具部件、群集工具、其他工具接口、相邻工具、邻近工具、位于整个工厂中的工具、主计算机、另一控制器、或在将晶片容器往返半导体制造工厂中的工具位置和/或装载口运输的材料运输中使用的工具通信。
128.如本文中所使用的,术语“晶片”可以表示半导体晶片或衬底、或其他类似类型的晶片或衬底。
129.还应理解,在本文中使用顺序性指示符,例如(a)、(b)、(c)等仅用于组织性的目的,而非不旨在传达与每一顺序性指示符相关的项目的任何特定顺序或重要性。例如,“(a)获得与向量相关的信息;及(b)获得与位置相关的信息”应包含在获得与向量相关的信息之前获得与位置相关的信息、在获得与位置相关的信息之前获得与向量相关的信息、以及在获得与向量相关的信息的同时获得与位置相关的信息。然而可能存在某些情况,其中与顺序性指示符相关的某些项目可能在本质上需要特定顺序,例如“(a)获得与速度相关的信息;(b)基于与速度相关的信息确定第一加速度;以及(c)获得与位置相关的信息”;在该示例中,(a)必须在(b)之前进行,因为(b)依赖于在(a)中所获得的信息,然而(c)可在(a)或
(b)中的任一者之前或之后进行。
130.对于本领域技术人员而言,能轻易明白对本公开内容中描绘的实现方案的各种修改,且在不脱离本公开内容的精神或范围的情况下,本文中所定义的一般原则可以应用于其他实现方案。因此,权利要求并非意在限制本文中所示的实现方案,而是符合与本公开内容、本文公开的原理和新颖特征一致的最宽范围。
131.本说明书在分开的实现方案的背景下所描述的某些特征可在单一实现方案中组合实施。相反,在单一实现方案的背景下所描述的各种特征可以在多个实现方案中分开实施或以任何合适的子组合的方式实施。此外,虽然上述特征可以特定组合方式以及甚至初始主张的方式实施,但来自主张的组合的一或多个特征在某些情况下可脱离该组合实施,且该主张的组合可以是子组合或子组合的变体。
132.类似地,虽然示图中的操作以特定顺序呈现,但这不应被理解为此类操作必须以所示的特定顺序实施或所有所示的操作都必须被实施才能达到期望的结果。此外,附图可以流程图形式示意性地显示一或多种示例性处理。然而,可将未显示的其他操作包含于示意性地显示的示例性处理中。例如,在任何所示操作之前、之后、同时、或之间可进行一或多个额外操作。在某些情况中,多任务及平行处理可能是有利的。另外,在上述实现方案中的各种系统部件的分离不应被理解为在所有实现方案中都需要此类分离,且应被理解为,所述的程序部件和系统可总体上整合在单一软件产品或包装至多个软件产品中。此外,其他实现方案落在下面的权利要求的范围。在某些情况下,权利要求中所描述的动作可以不同顺序实施且仍获得期望的结果。
再多了解一些

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