基板を位置決めして検査するためのオフセット補正方法および装置
基板の画像を捕捉するベベル検査モジュールが提供される。該モジュールは、回転モータを含み、該回転モータは、基板チャックに対して取付けられると共に、該基板チャックを回転させることで上記基板が回転することを許容すべく構成される。上記モジュールは、カメラおよび光学機器用包囲体を更に含み、該光学機器用包囲体は、上記カメラに対して取付けられて回転すべく構成されることで、上記基板に向けて光が導向されることを可能とする。上記カメラは、カメラ取付け部材に対して取付けられ、該カメラ取付け部材は、上記カメラが１８０°平面上で回転するのを可能とすることで、上記基板の平面概観、底部概観および側面概観の内の少なくともひとつの画像を上記カメラが捕捉することを許容すべく構成される。上記モジュールは、背面ライト機構を更に含み、該背面ライト機構は、上記基板に対する照明を提供することで上記カメラが上記画像を捕捉することを可能とすべく構成され、上記画像は、上記基板と背景との間のコントラストを示す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
プラズマ処理の進歩により、半導体分野の成長は促進された。概略的に述べると、単一の処理済み基板から切り出されたダイ（ｄｉｅ）からは複数の半導体デバイスが作成され得る。基板を処理するために、該基板は、プラズマ処理チャンバ内の基板チャックの頂部上に載置され得る。上記基板チャック上に上記基板を位置決めすると、該基板のどの部分が処理されてデバイスを形成し得るかが決定され得る。
【背景技術】
【０００２】
基板を基板チャックの中心点に整列させる方法は、実現されている。一例においては、処理モジュール内にセンサが載置されることで、基板チャックに関する基板の位置が決定され得る。別の例においては、案内型のロボット式アームの如き整列用固定具が採用されることで、基板は、基板チャックと整列して位置決めされ得る。（たとえば基板チャックの中心点などの）ハードウェア中心点に対する整列は、一定の精度を以て実施され得るが、ハードウェア中心点に対する整列は、処理中心点に対する整列と常に等しいものでは無い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本明細書において論じられる如く、ハードウェア中心点とは、基板チャックの如きハードウェアの中心点を指している。同様に本明細書において論じられる如く、処理中心点とは、プラズマ処理の焦点中心を指している。理想的には、焦点中心から任意の所定の径方向距離にて、（たとえばエッチング速度などの）処理結果は、同一のままである。たとえば、処理中心点から１００ｍｍの距離にては、この焦点処理中心から１００ｍｍの半径を有する円の回りを辿るときに、エッチング速度は、実質的に一定のままであることが期待される。
【０００４】
しかし、チャンバ構成の個別特性に依れば、処理中心点がハードウェア中心点と常に同一では無いこともある。結果として、ハードウェア中心点に対する整列のみに基づくと、基板処理の間において誤整列が引き起こされることがある。製造者は、歩留まりの向上に苦慮し続けることから、プラズマ処理の間において基板を処理中心点に対して更に正確に中心合わせすることで、基板の誤整列により引き起こされるデバイス欠陥を最小限とする努力は継続的に為されている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、一実施例において基板の画像を捕捉するベベル検査モジュールに関する。該モジュールは、基板を支持する基板チャックを含む。上記モジュールは、回転モータも含み、該回転モータは、上記基板チャックに対して取付けられると共に、該基板チャックを回転させることで上記基板の回転を許容すべく構成される。上記モジュールは、カメラを更に含む。上記モジュールは、上記カメラに対して取付けられた光学機器用包囲体であって、回転すべく構成されることで上記基板に向けた光の導向を可能にするという光学機器用包囲体も含む。上記モジュールは、またカメラ取付け部材も含み、該カメラ取付け部材に対しては、上記カメラが設置される。上記カメラ取付け部材は、上記カメラが１８０°平面上で回転するのを可能とすることで上記カメラが上記画像を捕捉することを許容すべく構成され、上記画像は、上記基板の平面概観、底部概観および側面概観の内の少なくともひとつを含む。上記モジュールは、更に、上記基板に対する照明を提供することで上記カメラが上記画像を捕捉することを可能とすべく構成された背面ライト機構であって、上記画像は、上記基板と背景との間のコントラストを示すという背面ライト機構を含む。
【０００６】
別実施例において本発明は、処理チャンバにおけるチャックの処理中心点を算出する方法に関する。該方法は、処理済み基板の縁部の画像を、ベベル検査モジュールを採用することにより捕捉する段階を含む。該方法は、また、干渉縞に対して上記処理済み基板の上記縁部から一群の距離を測定する段階も含む。上記一群の距離は、一群の配向度にて測定される。上記方法は、更に、上記一群の配向度に対する上記一群の距離のグラフ表現である偏心プロット図形を生成する段階を含む。上記方法は、更に、上記偏心プロット図形に対して曲線適合式を適用することにより上記処理中心点を算出する段階も含む。
【０００７】
更に別の実施例において本発明は、処理チャンバにおけるチャックの処理中心点を決定する画像処理方法に関する。該方法は、処理済み基板の画像を、ベベル検査モジュールを採用することにより捕捉する段階を含む。該方法は、また、上記画像をフィルタリングし、該画像からノイズを除去すると共に上記処理済み基板の縁部を強調する段階も含む。該方法は、更に、干渉縞に対し、上記処理済み基板の上記縁部からの一群の間隔を測定する段階を含む。該一群の間隔は、一群の配向度にて測定される。上記方法は、また、上記一群の配向度に対する上記一群の間隔のグラフ表現である偏心プロット図形を生成する段階も含む。上記方法は、更に、上記偏心プロット図形に対して曲線適合式を適用することにより上記処理中心点を算出する段階を含む。
【０００８】
本発明は、添付図面において、限定的にではなく例示的にのみ示されると共に、図面中において同一の参照番号は、同一の要素を指している。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施例における典型的な基板処理システムの概観のブロック図である。
【図２Ａ】一実施例における処理の前および後における基板を示す図である。
【図２Ｂ】一実施例において、基板中心点から種々の角度および距離にて選択され得る異なるデータ点を示す簡略図である。
【図２Ｃ】一実施例における各データ点に対する径方向測定を示す図である。
【図３】一実施例における所定配向度に対するエッチング変化特性を示す簡単なグラフである。
【図４】一実施例における一定のエッチング速度に対する実質的に同心的な円の簡略図である。
【図５】一実施例において相当に偏心された一定のエッチング速度の円における方位角方向に対する径方向箇所を示すグラフである。
【図６】一実施例において基板チャックに対する処理中心点を計算する各ステップを示す簡単なフローチャートである。
【図７】一実施例において処理中心点を決定するアルゴリズムを示す図である。
【図８】光学的計測ツールにより測定されつつある基板のブロック図である。
【図９】一実施例においてベベル検査モジュール（ＢＩＭ）を備えたプラズマ処理システムの概観のブロック図である。
【図１０】一実施例におけるＢＩＭのシステム概略図である。
【図１１】一実施例におけるカメラ取付け部材上のカメラおよび光学機器用包囲体を拡大したシステム概略図である。
【図１２】一実施例におけるＢＩＭの断面図である。
【図１３】一実施例においてＢＩＭにより捕捉された画像であって、基板の縁部に沿い生ずるアーク放電を示すという画像の一例を示す図である。
【図１４】一実施例においてＢＩＭにより生成された画像であって、誤整列を識別する上で利用され得るという画像の一例を示す図である。
【図１５】一実施例において、配向度に対する、一定のエッチング速度となる中心点からの距離を示す簡単なグラフである。
【図１６】一実施例においてＢＩＭにより捕捉された画像を利用して基板チャックに対する処理中心点を計算する各ステップを示す簡単なフローチャートである。
【図１７】一実施例においてＢＩＭにより捕捉された画像を操作して障害検出を実施する画像処理フローチャートである。
【図１８】一実施例においてＢＩＭにより捕捉されて閾値処理を表す画像の例を示す図である。
【図１９】一実施例においてＢＩＭにより捕捉されて干渉縞を有する基板の画像の例を示す図である。
【００１０】
本発明のこれらのおよび他の特徴は、本発明の詳細な説明において且つ添付の図面において、以下において更に詳述される。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
【実施例】
【００１２】
本発明は、次に、添付図面中に示された本発明の幾つかの実施例に関して詳述される。以下の記述において、多くの特定の詳細は、本発明の完全な理解を提供すべく示される。但し当業者であれば、本発明は、これらの特定の詳細の幾分かまたは全てが無くても実施され得ることは明らかであろう。他の場合、本発明を不必要に不明瞭としないために、公知の処理ステップおよび／または構造は、詳細には記述されていない。
【００１３】
本明細書にて、以下においては、方法および技術を含む種々の実施例が記述される。本発明は、また、本発明の技術の実施例を達成するコンピュータ可読命令が記憶されるコンピュータ可読媒体を含む製品も包含し得ることを念頭に置くべきである。コンピュータ可読媒体としては、たとえば、コンピュータ可読コードを記憶する半導体的、磁気的、光磁気的、光学的な、または、他の形態のコンピュータ可読媒体が挙げられる。更に本発明は、また、本発明の実施例を実施する装置も包含し得る。斯かる装置としては、本発明の実施例に関する機能を実施すべく専用とされ且つ／又はプログラム可能とされた回路が挙げられる。斯かる装置の例としては、適切にプログラムされた場合における汎用コンピュータおよび／または専用演算デバイスが挙げられると共に、本発明の実施例に関する種々の機能に対して適合されたコンピュータ／演算デバイスおよび専用の／プログラム可能な回路の組み合わせが挙げられる。
【００１４】
以下の開示内容においてエッチングは、向上のために上記中心合わせ技術が採用され得る用途として考察される。但し、本明細書において開示される中心合わせ技術は（たとえば蒸着の如き）他の任意の形式の処理に対して適用され得ることを念頭に置くべきである。更にこの技術は、処理が（均一および／または不均一に）同心的であるという任意の用途に対して適用可能である。
【００１５】
本発明の実施例に依れば、処理チャンバの基板チャックに対する処理中心点を計算する円形定常エッチング速度方法（ｃｉｒｃｕｌａｒ ｃｏｎｓｔａｎｔ ｅｔｃｈ ｍｅｔｈｏｄ）が提供される。本発明の実施例において、基板オフセット（すなわち、チャックのハードウェア中心点からチャックの処理中心点までのオフセット）は、処理の間においてチャックに対して幾何学的に中心合わせされた試験基板に対して為されたエッチング速度測定値から推定され得る。計算された基板オフセットに依り、搬送モジュール内のロボット式アームは、チャックの処理中心点の座標を以てプログラムされることで、チャックの処理中心点に対する次続的な基板の中心合わせが促進されて、優れた均一性による処理が可能とされ得る。
【００１６】
概略的に、ロボット式アームは、基板を基板チャックのハードウェア中心点に載置すべく採用され得る。しかし、上述された如く、与えられたツールの個別特性の故にハードウェア中心点および処理中心点は、常に同一では無いこともある。もし基板が処理中心点に対して更に正確に中心合わせされ得るならば、処理均一性は改善されることで、基板縁部に近いところで十分な結果を得ること、および、基板の更なる部分を使用してデバイスに対するダイを作成することが可能とされる。先行技術において、ハードウェア中心点を用いる整列の方法は、開ループ整列とされることがあり、これは、通常はオフセット信号のフィードバックを許容しない。先行技術と異なり、処理中心点を採用する上記方法は、基板位置の閉ループ・フィードバックを可能とすることから、処理中心点の制御を許容する。
【００１７】
本発明の実施例は、処理の間にチャックのハードウェア中心点に対して幾何学的に中心合わせされた基板に対して為された一群の測定値からのデータを補外することにより処理中心点を決定する方法を提供する。一実施例においては、基板に対する一群の処理前測定データ点が、処理に先立ち収集され得る。一実施例においては、同一の基板に関する測定箇所に対して一群の処理後測定データ点が、処理後に収集され得る。
【００１８】
各データ点に対する処理前測定値と処理後測定値との間の差を計算することにより、除去された薄膜層の量が決定され得る。換言すると、一群の処理前および処理後の測定値からは、エッチング深度が計算され得る。基板の厚みを計算する上で一群の処理前測定データ点は必要ではないが、処理前および処理後の測定値の両方を含めることにより、各データ点に対して更に正確なエッチング深度が計算され得る。処理前測定データ点を求めることの代替策として、たとえば未処理基板の製造者により提供される仕様データから、測定前の厚みに関する仮定が為され得る。
【００１９】
たとえば、基板オフセットを決定するためにエッチング速度が計算されつつあるという状況を考える。一実施例において、各データ点に対するエッチング速度は、エッチング深度を基板処理時間により除算することで算出され得る。本明細書において、種々の実施方式は、エッチング速度を用いて論じられ得る。但し、本発明は、エッチング速度に限定されるのではなく、エッチング深度を以て採用されても良い。
【００２０】
一実施例において、処理前および処理後の測定値は、また、各データ点に対する半径（本明細書においては、基板のデータ点箇所と幾何学的中心点とを結ぶラインに沿い測定された距離として定義される）も含み得る。一例において、データ点１は、基板の中心点から１４８．２ｍｍである。エッチング速度は、各データ点に対して計算されていることから、各データ点に対する半径（Ｒ）は、今や、各エッチング速度に対して関連付けられ得る。更に、各データ点に対する配向度も決定され得る。本明細書において該用語が採用される様に、配向度とは、基準半径ラインからの角度オフセットを指している。故にデータ点は、以下のひとつ以上により特性記述され得る：その処理前エッチング深度、その処理後エッチング深度、その算出エッチング速度、基板の幾何学的中心点からの、その径方向距離、および、その配向度。
【００２１】
一実施例において、各配向度（θ）に対しては、エッチング変化特性が決定され得る。本明細書において論じられる如く、配向度（θ）とは、基板上において固定された基準半径ラインから０°〜３６０°に亙る角度を指す。配向度の例としては、限定的なものとしてで無く、０°、４５°、９０°、１８０°、２７０°などが挙げられる。
【００２２】
更に、一実施例においては、各エッチング速度に対し、実質的に同心的なひとつ以上の円が決定され得る。一例においては、１，０００オングストローム／分のエッチング速度に対し、１，０００オングストローム／分のエッチング速度を有する複数のデータ点が基板上に決定され得る。これらのデータ点は、基板の処理中心点の回りに実質的に同心的な円を形成する。もし、基板がチャックの処理中心点に対して中心合わせされていれば、すなわち、基板の幾何学的中心点が処理の間においてチャックの処理中心点と一致していれば、種々のエッチング速度に対する複数の同心的な円は、上記基板の幾何学的中心点の回りに中心合わせされる傾向があることを銘記されたい。但し、この時点において基板の処理中心点は、未知であり、且つ試験基板は、ロボットの幾何学的中心点に対して中心合わせされていることから、種々のエッチング速度に対する複数の同心的な円に対する中心点は、基板の幾何学的中心点からオフセットされるであろう。本発明の実施例は、この事実を利用し、チャックの処理中心点とロボットの中心点との間のオフセットを算出する。
【００２３】
一実施例において、所定のエッチング速度に対して基板上で実質的に同心的な円の各々は、実質的に正弦波状の曲線としてグラフ的にも表され得る。換言すると、所定のエッチング速度に対し、その所定のエッチング速度が見出される半径ライン上の箇所と、基板の幾何学的中心点との間の距離は、基板の幾何学的中心点の回りにおいて３６０°回転するときに正弦波状に変化する。上記所定のエッチング速度に整合する所定位置に対する偏心プロット図形（ｏｆｆ−ｃｅｎｔｅｒｅｄ ｐｌｏｔ）上の各点は、特定の配向度（θ）に対する基板の幾何学的中心点からの径方向距離（Ｅ）を表す。
【００２４】
一実施例においては、各エッチング速度に対して偏心プロット図形が生成され得る。その場合に基板オフセットは、少なくともひとつの偏心プロット図形を知ることにより計算され得る。偏心プロット図形からは、曲線適合式（たとえば、フーリエ変換からのフーリエ級数式、最小二乗法など）が採用されることで、ハードウェア（すなわち幾何学的）中心点からの処理中心点のオフセットが数学的に計算され得る。基板オフセットが一旦決定されたなら、真空雰囲気搬送モジュールのロボット式アームは、基板チャックの処理中心点に対する新たな座標を以て、処理チャンバに対してプログラムされ得る。
【００２５】
本発明の特徴および利点は、以下における図面に対する参照および考察により更に良好に理解され得る。
【００２６】
図１は、処理中心点が決定され得るという一実施例における典型的な基板処理システムの概観のブロック図を示している。プラズマ処理システム１００は、複数の基板保持箇所を含み得、該箇所によれば、基板が大気雰囲気搬送モジュール１０２から真空雰囲気搬送モジュール１０４を経てひとつ以上の処理モジュール（１０６、１０８、１１０および１１２）へと移動し、最終的には、該プラズマ処理システム１００に戻るときに、該基板は処理され得る。
【００２７】
たとえば、基板が処理されつつある状況を考える。処理されるに先立ち、基板１１４上の種々の箇所における該基板の厚みが測定され得る。屈折薄膜層を含み得る基板１１４は、計測ツール１１６により測定され得る。基板１１４の厚みを測定する上では、種々の測定箇所における複数のデータ点が収集され得る。一実施例においては、２つ以上のデータ点が収集され得る。別実施例においては、基板１１４上の異なる箇所における約１００〜２００個のデータ点が選択され得る。
【００２８】
処理前測定が一旦完了されたなら、基板１１４は、正面開口式カセット一体型搬送／保管箱（ＦＯＵＰ）１１８上に載置され得る。大気雰囲気搬送モジュール１０２内のロボット式アーム１２０は、基板１１４を整列器１２２まで移動させ得る。整列器１２２において基板１１４は、（処理中心点は、未だ確定されていないことから、試験基板に対する場合である様に）チャックの幾何学的中心点に対して適切に中心合わせされ得る。一旦中心合わせされたなら、ロボット式アーム１２０は、エアロック・モジュール（ＡＬ１２４およびＡＬ１２６）の一方へと基板１１４を移動させ得る。大気雰囲気搬送モジュール１０２と真空雰囲気搬送モジュール１０４との間における環境に適合するという上記エアロック・モジュールの機能によれば、基板１１４は、損傷されずに２つの加圧環境間を移動し得る。
【００２９】
ＡＬ１２４の如きエアロック・モジュールから、基板１１４は、真空雰囲気搬送モジュール１０４内のロボット式アーム１２８により、処理モジュール（１０６、１０８、１１０および１１２）の内のひとつの処理モジュール内へと移動され得る。基板１１４が一旦処理（たとえばエッチング）されたなら、ロボット式アーム１２８は、基板１１４を真空雰囲気搬送モジュール１０４から大気雰囲気搬送モジュール１０２を通してＦＯＵＰ１１８へと移動させ得る。
【００３０】
ＦＯＵＰ１１８から、基板１１４は、測定されるべく計測ツール１１６まで移動され得る。処理の後で基板１１４の厚みを測定する上では、処理に先立ち測定されていた複数の同一データ点箇所の内の幾つかもしくは全てが、基板処理の後で再び測定され得る。一例において、処理前測定の間において１２０箇所にて１２０個のデータ点が収集されていたなら、処理後測定の間においては少なくとも同じ１２０箇所に対するデータが再び収集され得る。
【００３１】
図２Ａは、一実施例における処理の前および後における基板を示している。基板２０２は、薄膜層２０４を有し得る。薄膜層２０４は、たとえば、計測ツールが該基板の厚みを測定するのを許容し得る屈折材料であり得る。処理に先立ち、上記計測ツールは、基板２０２の底部から薄膜層２０４まで（すなわち距離２０８）を測定し得る。
【００３２】
未処理基板にそれほどの欠陥が無ければ、基板２０２上における各データ点に対する処理前測定値は、相当に類似する傾向がある。一例において、データ点１における基板の厚みは、データ点２における基板の厚みと殆ど同一であり得るが、未処理基板の製造の間に生じた僅かな変動性により僅か厚みの差が引き起こされ得る。処理に先立ち、基板は、実質的に平坦である傾向があると共に、上記薄膜層は、該基板の表面に亙り実質的に均一に分布される傾向がある。
【００３３】
一実施例において、基板上の薄膜層厚みが均一に分布されていると想定されるならば、処理前測定は、省略されても良い。薄膜層が付加される前後において基板に存在し得る可能的な厚みの差の故に、処理前測定に依れば上記技術は、一実施例において、基板上の異なる箇所における該基板の厚みの差を考慮することが許容され得る。
【００３４】
処理の後、薄膜層２０４の一部分は、基板１１４からエッチングされ得る。薄膜層２０４は、今や、エッチング済み薄膜層２０６として示される。処理の結果として上記薄膜層の厚みは、今や基板上の異なる箇所にて変化している。参照番号２１０は、たとえば基板２０２上の所定箇所における該基板の新たな厚みを表している。基板処理の後で実施され得る処理後測定によれば、種々の箇所において基板の新たな厚みが測定され得る。
【００３５】
図２Ｂは、一実施例において測定され得る異なるデータ点を例示する簡略図である。基板概観２５０は、異なる配向度（たとえば０°、４５°、９０°など）における複数のデータ点を示している。処理前および処理後の測定の両方において、同一の基板箇所に対する厚みデータが収集され得る。一実施例において、各データ点の収集は、手動的に実施され得る。別実施例においては、処理前および処理後の測定を実施するための走査パターンが特定かつ採用され得る。
【００３６】
一実施例において、処理前および処理後の測定値からは、エッチング深度が計算され得る。本明細書において論じられる如くエッチング深度という語句は、薄膜層化された基板の部分であって、エッチングされた部分を指している。換言すると、エッチング深度は、所定の基板箇所に対する処理前測定データと処理後測定データとの間の差である。
【００３７】
一実施例においてエッチング深度は、そのエッチング深度を基板の処理所要時間で除算することによりエッチング速度として表され得る。一例において、基板箇所は、約０．５ミリメートルの処理前測定値を有し得る。基板が一旦処理されたなら、同一箇所における基板の厚みは、今や０．３７５ミリメートルである。エッチング深度は、処理前および処理後の測定値の間の差であるとすると、所定箇所（たとえば０°の配向度、１１５ｍｍの半径）におけるエッチング深度は、０．１２５ｍｍである。もし基板１１４に対する処理時間が２分間であれば、エッチング速度は、その箇所に対して０．０６２５オングストローム／分である。エッチング速度が一旦決定されたなら、基板上のデータ点の各々は今やエッチング速度に対して関連付けられ得る。
【００３８】
一実施例においては、基板の厚みの測定に加え、収集された各データ点に対する基板の幾何学的中心点からの径方向距離も計測ツールが測定し得る。
【００３９】
図２Ｃは、一実施例における各データ点に対する径方向測定を示している。一実施例において基板概観２６０は、データ点２７０および２７２を示している。データ点２７０に対しては、半径２７８が関連付けられ、且つ、データ点２７２に対しては、半径２７６が関連付けられる。収集され得る各データ点に対し、（基板チャック上に幾何学的に中心合わせされた試験基板に対するハードウェア中心点と一致する）基板の幾何学的中心点からの径方向距離が測定され得る。
【００４０】
チャック上の特定のデータ点の箇所は、基準半径ラインからのその半径およびその配向度により特定され得る。
【００４１】
図３は、一実施例における所定配向度に対するエッチング変化特性を示す簡単なグラフを示している。図２Ｂおよび図２Ｃから理解され得る如く、ひとつの配向度は、基板の幾何学的中心点からの距離に従い変化する複数のエッチング速度を有し得る。グラフ図３００は、６０°の配向度（θ）に対する複数の半径（Ｒ）に対してプロットされた複数のエッチング速度（η）を示している。一実施例においては、各配向度（たとえば、０°、４５°、９０°など）に対して（たとえばエッチング速度変化特性などの）エッチング変化特性がプロットされ得る。
【００４２】
種々の配向角度に対して種々のエッチング変化特性が一旦確立されたなら、各エッチング速度に対する実質的に同心的な円が決定され得る。一実施例においては、所定のエッチング速度を有するデータ点に対する半径を決定するために線形補間もしくは三次スプラインが実施され得る。一例において、（図３に見られる如く）６０°の配向度における１，０００オングストローム／分のエッチング速度は、１４５ミリメートルの半径を有し得る。図３において理解される如く、異なる配向度における同一のエッチング速度は、異なる半径を有し得る。各配向度に対し、径方向測定値は、１，０００オングストローム／分の同一エッチング速度に対して決定され得る。
【００４３】
図４は、一実施例における一定のエッチング速度に対する実質的に同心的な円の簡略図を示している。基板概観４００は、基板４０２および同心的な円４０４を示している。一実施例において各エッチング速度に対しては、（図３に見られる如く）複数のエッチング変化特性から補外され得る複数の半径（たとえばＲ１ ４０６およびＲ２ ４０８）が採用されることで、実質的に同心的な円４０４が生成され得る。
【００４４】
図５は、一実施例において相当に偏心された一定のエッチング速度の円における方位角方向に対する径方向箇所を示すグラフを示している。グラフ図５００は、（たとえば１，０００オングストローム／分などの）一定のエッチング速度に対する複数の配向度（θ）に対してプロットされると共に、斯かるエッチング速度を有する基板箇所と基板の幾何学的中心点との間の距離を表す複数の半径（Ｅ）を示している。もし基板の幾何学的中心点が基板の処理中心点と一致していたなら、（たとえば図５に示された）偏心プロット図形は、実質的に平坦であろうことを銘記されたい。
【００４５】
各エッチング速度に対し、図５に類似した偏心プロット図形がプロットされ得る。一実施例において偏心プロット図形は、実質的に正弦波状の形状を有し得る。一実施例において処理中心点は、少なくともひとつの偏心プロット図形から計算され得る。
【００４６】
偏心プロット図形が一旦プロットされたなら、曲線適合式（たとえば、フーリエ変換からのフーリエ級数式、最小二乗法など）が採用されて式１に対するパラメータが決定され得る。
【００４７】
【数１】
【００４８】
【表１】
【００４９】
図６は、一実施例において基板チャックに対する処理中心点を計算する各ステップを示す簡単なフローチャートを示している。
【００５０】
第１ステップ６０２においては、基板が配備される。一実施例において該基板は、薄膜層（たとえば屈折薄膜層）を有し得る。
【００５１】
次のステップ６０４において、基板は、処理に先立ち測定され得る。一実施例において、薄膜層を備えた基板の厚みは、複数のデータ点にて測定され得る。各データ点を手動的に測定する代わりに、各データ点を収集すべく走査パターンが採用され得る。
【００５２】
次のステップ６０６にて、基板は、プラズマ処理チャンバ内にで処理され得る一方、該基板は、チャックの幾何学的中心点に対して幾何学的に中心合わせされる。一実施例において、上記基板は、全体的に処理されなくても良い。一例において上記基板は、薄膜層の一部分を除去するに十分な持続時間に亙り処理されるだけで良い。
【００５３】
上記基板がプラズマ処理チャンバから一旦取出されたなら、次のステップ６０８にて、該基板は、測定され得る。一実施例においては、処理前測定値を収集する際に採用され得たのと同一の走査パターンが、処理後測定値を収集するために利用され得る。
【００５４】
次のステップ６１０にて、各データ点は、処理され得ると共に、処理中心点がアルゴリズム的に決定され得る。
【００５５】
図７は、一実施例において処理中心点を決定するアルゴリズムを示している。
【００５６】
第１のステップ７０２にては、各データ点に対するエッチング深度が計算され得る。エッチング深度を計算するために、データ点に対する測定箇所の処理前測定値が、処理後測定値から減算され得る。
【００５７】
次のステップ７０４にては、各データ箇所に対するエッチング速度が計算され得る。エッチング速度を計算するために、データ点に対するエッチング深度は、基板処理時間により除算され得る。
【００５８】
次のステップ７０６にては、各配向度に対する（たとえばエッチング速度変化特性などの）エッチング変化特性が生成され得る。一例においては、特定の配向度における各データ点に対するエッチング速度がプロットされて、エッチング変化特性が生成され得る。
【００５９】
次のステップ７０８にては、エッチング変化特性を曲線適合することにより、所定のエッチング速度を有する各配向度に対する位置（Ｅ）が決定され得る。
【００６０】
次のステップ７１０にては、各エッチング速度に対して偏心曲線がプロットされ得る。一例においては、特定の配向度におけるエッチング速度に対する半径が上記エッチング変化特性から補外され得る。各エッチング変化特性に対して一定のエッチング速度における半径が一旦補外されたなら、実質的に正弦波状の偏心プロット図形が生成され得る。
【００６１】
次のステップ７１２にては、曲線適合式（たとえば、フーリエ変換からのフーリエ級数式、最小二乗法など）が採用されることで、基板オフセットに対する各パラメータが決定され得る。もし基板の幾何学的中心点がチャックの処理中心点と一致していたなら、（たとえば図５に示された）偏心プロット図形は、実質的に平坦であろうことを銘記されたい。数学的手法としての曲線適合、および、そのための種々の技術は、当業者に公知である。
【００６２】
図６に戻ると、最後のステップ６１２にて各パラメータが一旦決定されたなら、各パラメータは（たとえば大気雰囲気搬送モジュール、真空雰囲気搬送モジュールなどの）搬送モジュール内のロボット式アームに対して伝えられ得る。結果として上記ロボット式アームは今や、処理の間において次続的な基板がチャックの処理中心点に対して中心合わせされ得る如く、該基板を基板チャック上でオフセットさせる正しい座標を有し得る。
【００６３】
本明細書における式１および各図は、本発明の特定の例示的な実施方式に追随しているが、本発明は、円形定常エッチング速度方法に従い種々の等しい様式で実施され得ることを理解すべきである。幾何学的に中心合わせされた試験基板から処理結果測定値が求められて、ひとつ以上のエッチング速度の同心的な円の生成が促進され得る限りにおいて、単一もしくは複数の同心的な円の中心点と、（処理の間においてチャックに対して幾何学的に中心合わせされた試験基板に対する上記基板の幾何学的中心点と一致する）チャックの幾何学的中心点との間のオフセットを決定すべく、種々の数学的技術が適用され得る。上記オフセットが一旦決定されたなら、オフセット情報は、上記ツールに対して提供されることで、次続的な基板は、（チャックの幾何学的中心点とは対照的に）チャックの処理中心点に対して中心合わせされ得る。
【００６４】
本発明の実施例から理解され得る様に、上記円形定常エッチング速度方法は、処理チャンバの基板チャックに対する処理中心点を決定するアルゴリズムを提供する。基板チャックの処理中心点を特定することにより、この方法は、生じ得る誤整列を本質的に補正することから、基板処理の間において生じ得る不整合の割合が減少され得る。更に、現在の計測ツールを採用して処理前および処理後の測定値を収集することにより、この方法を達成する上では付加的で高価な購入物を必要としない、と言うのも、殆どの工場にて計測ツールは一般的に利用可能だからである。これに加え、この方法によれば、上記式から基板間の差を除去することにより、エッチングの間におけるチャンバ性能の更に正確な特性記述が許容される。
【００６５】
先行技術においてユーザが直面する別の問題は、障害検出である。一枚の基板からは複数の半導体デバイスが作成され得る。各デバイスの品質を確実とするために、基板は、処理の全体に亙り定期的に測定され得る。
【００６６】
概略的に、障害検出は、基板処理の一体的部分である。本明細書において論じられる如く、障害検出とは、基板および／または基板処理において欠陥を識別するプロセスを指している。障害検出の例としては、限定的なものとしてで無く、誤整列の識別、基板上の欠陥の識別、基板処理における欠陥の識別、および、薄膜除去の識別が挙げられる。
【００６７】
先行技術においては、障害検出を実施する種々の方法が在る。一例においては、光学的計測ツールが採用され、基板上の欠陥が識別されることを許容し得る該基板の画像が生成され得る。図８は、先行技術の光学的計測ツールにより測定されつつある基板のブロック図を示している。たとえば、基板８０２が処理されたという状況を考える。障害検出を実施すべく、光学的計測ツール８０４が採用され得る。画像を捕捉する上で、光学的計測ツール８０４は、基板８０２の十分な画像を捕捉すべく表面から反射されるべき光に依存し得る。
【００６８】
一例において、光学的計測ツール８０４は、点８０６および８０８にて基板の十分な画像を取り込み得る、と言うのも、光が平坦な表面から反射されつつあるときに該光は、複数の方向には跳ね返らない傾向だからである。但し、光は（たとえば湾曲したもしくは角度付けされた）非平坦な表面からは複数の方向に跳ね返ることから、基板縁部（点８１０）に沿い該基板の画像を捕捉する上で光学的計測ツール８０４は更に困難さを有し得る。
【００６９】
基板縁部の画像を捕捉すべく、電子顕微鏡検査法が採用され得る。但し、電子顕微鏡検査法は、基板の画像を捕捉する上では高価な技術であり、実施するためには高価なツールおよび高レベルの技術専門知識を必要とする。
【００７０】
第１に、電子顕微鏡検査法は、基板が真空で視認されることを必要とする、と言うのも、電子顕微鏡検査法は、他の電子により影響され得る繊細な機器とされる傾向があるからである。これに加え、サンプル・サイズの制限の故に電子顕微鏡検査法は、通常、基板を更に小寸の断片へと破断することを必要とする。結果として電子顕微鏡検査法は、通常は、基板処理の間におけるインライン計測ツールとしては使用されない。電子顕微鏡検査法は、基板全体を収容するに十分なほど大寸とされ得るが、所有のコストは非常に不経済であり得る。これに加えて電子顕微鏡検査法は、概略的に、基板の組成に影響し得る特殊な調製を必要とする。
【００７１】
先行技術において、基板処理は、概略的に基板の縁部から離間して実施されてきた。故に、光学的計測ツールが基板の縁部に沿う十分な画像を捕捉できなくても、問題は引き起こされなかった。しかし、基板の縁部に沿う処理を制御し得ないので、基板上の貴重な資源が損なわれてきた。近年、新たなツールは、基板の縁部に沿う処理に焦点を合わせている。しかし、この種のツールに障害検出を実施させ得る形式の画像を提供する上で、先行技術の計測ツールおよび方法は十分でない。
【００７２】
本発明の実施例に依れば、基板縁部における明瞭かつ鮮明な画像を捕捉するベベル検査モジュール（ｂｅｖｅｌ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｍｏｄｕｌｅ）（ＢＩＭ）が提供される。本発明の実施例においてＢＩＭは、基板のベベル縁部の十分な画像の捕捉を更に助長する環境を生成し得るハードウェアを含み得る。本発明の実施例は、また、上記画像を操作し、基板縁部を包含する処理領域に対する障害検出を実施する段階も含む。
【００７３】
たとえば、縁部に沿いまたは縁部の近傍にて基板が処理されつつある状況を考える。基板の縁部に沿い処理することにより、基板の資源は最大化され得る。しかし、最大化は、実質的に欠陥なしで処理が達成されたときにのみ行われ得る。先行技術において、基板の縁部の回りの領域は概略的に損なわれていた、と言うのも、障害検出を実現することは困難だったからである。
【００７４】
本発明の実施例は、先行技術においては捕捉が困難であった（たとえば基板の縁部に沿う）画像を捕捉するベベル検査モジュール（ＢＩＭ）を提供する。本発明のひとつの見地にて本発明者等は、本明細書において、斯かる環境を生成するために上記ＢＩＭの種々の構成要素は、異なる視点および角度において画像を捕捉する融通性を有する必要があることを見出した。
【００７５】
一実施例において、カメラ、光学機器用包囲体、カメラ取付け部材などの如きハードウェアは、調節可能な位置決め機能を以て実施されることから、該ハードウェアの位置決めにおける融通性が提供される。別の例にて本発明者等は、本明細書において、照明が不十分であると明瞭かつ鮮明な画像を捕捉する機能が妨げられることを見出した。一実施例において上記ＢＩＭは、付加的な照明（たとえば背面照明）を提供することから、背景と基板との間のコントラストを提供する。
【００７６】
一実施例において上記ＢＩＭは、プラズマ処理システムに対して取付けられ得るスタンドアロン・ツールである。上記ＢＩＭをプラズマ処理システムに対して取付けることにより、該ＢＩＭは、基板処理の間におけるインライン計測ツールとして採用され得る。
【００７７】
本発明の特徴および利点は、以下における図面に対する参照および考察により更に良好に理解され得る。
【００７８】
図９は、一実施例においてベベル検査モジュール（ＢＩＭ）を備えたプラズマ処理システムの全体図のブロック図を示している。本明細書において、種々の実施方式は、プラズマ処理システムを用いて論じられ得る。しかし、本発明は、プラズマ処理システムに限定されるので無く、ベベル縁部の観察を所望し得る任意の処理システムと共に採用され得る。
【００７９】
プラズマ処理システム９００は、複数の基板保持箇所を含み得、該箇所によれば、基板が大気雰囲気搬送モジュール９０２から真空雰囲気搬送モジュール９０４を経てひとつ以上の処理モジュール（９０６、９０８、９１０および９１２）へと移動し、最終的には、該プラズマ処理システム９００に戻るときに、該基板は処理され得る。
【００８０】
基板９１４は、正面開口式カセット一体型搬送／保管箱（ＦＯＵＰ）９１８上に載置され得る。大気雰囲気搬送モジュール９０２内のロボット式アーム９２０は、基板９１４を整列器９２２まで移動させ得る。整列器９２２にて、基板９１４は、適切に中心合わせされ得る。一旦中心合わせされたなら、ロボット式アーム９２０は、基板９１４をＢＩＭ９１６へと移動し得る。一実施例において、ＢＩＭ９１６は、整列器を含み得る。もし上記ＢＩＭの一部として整列器が含まれるなら、整列器９２２は不要とされ得る。
【００８１】
ＢＩＭ９１６においては、基板９１４の処理前画像が取り込まれ得る。ＢＩＭ９１６が処理前画像の取り込みを一旦完了したなら、ロボット式アーム９２０は、基板９１４をエアロック・モジュール（ＡＬ９２４およびＡＬ９２６）の一方へと移動させ得る。大気雰囲気搬送モジュール９０２と真空雰囲気搬送モジュール９０４との間における環境に適合するという上記エアロック・モジュールの機能によれば、基板９１４は、損傷されずに２つの加圧環境間を移動し得る。
【００８２】
ＡＬ９２４の如きエアロック・モジュールから、基板９１４は、真空雰囲気搬送モジュール９０４内のロボット式アーム９２８により、処理モジュール（９０６、９０８、９１０および９１２）の内のひとつの処理モジュール内へと移動され得る。処理の間において、基板９１４は、定期的に分析され得る。一例において、処理モジュール９０６内において処理が完了した後、ロボット式アーム９２８は、基板９１４を処理モジュール９０６から真空雰囲気搬送モジュール９０４およびＡＬ９２４を通してロボット式アーム９２０へと搬送し得る。ロボット式アーム９２０は、インライン検査を実施するために基板９１４をＢＩＭ９１６へと移動し得る。検査が一旦完了されたなら、基板９１４は、各処理モジュールの内のひとつの処理モジュールへと戻し移動されて処理が継続され得る。ＢＩＭ９１６は、プラズマ処理システムに対して接続され得ることから、インライン計測は、処理の全体に亙り定期的に実施され、操作者は、基板９１４の分析を実施し得る。
【００８３】
一実施例において、ＢＩＭ９１６は、プラズマ処理システム９００から切り離され得る。ＢＩＭ９１６は、依然として、自身が接続された如く同様のサポートを提供し得るが、付加的なステップが実施されるべきこともある。ＢＩＭ９１６をプラズマ処理システム１００に接続することにより、手動的な干渉なしでインライン計測が実施され得る。
【００８４】
図１０は、一実施例におけるＢＩＭのシステム概略図を示している。ＢＩＭ１０００は、包囲体１００２を有し得、該包囲体によればＢＩＭ１０００は、大気雰囲気搬送モジュールに対して直接的に取付けられ得る。一実施例においては、大気雰囲気搬送モジュールに対して直接的に接続されることにより、ＢＩＭ１０００は、基板処理の間においてインライン計測の実施を可能とし得る。
【００８５】
ＢＩＭ１０００は、通過用開口１００４を有し得、該開口から基板は、基板チャック１００６上へと載置され得る。ＢＩＭ１０００は、また、基板および基板ノッチを識別し得るノッチ／ウェハ縁部センサ１００８も含み得る。ノッチ／ウェハ縁部センサ１００８は、図９の整列器９２２と同様に挙動し得る。もしノッチ／ウェハ縁部センサ１００８がＢＩＭ１０００内に含まれるなら、整列器は選択的モジュールとされ得る。
【００８６】
ＢＩＭ１０００は、また、基板が基板チャック１００６の頂部上に配設された時点を識別し得る真空センサ／スィッチ１０１０も含み得る。一例において、真空センサ／スィッチ１０１０が“オン”位置に在るとき、基板は、基板チャック１００６に対して強固に取付けられ、ロボット式アームが該基板を取り外すことが阻止される。真空センサ／スィッチ１０１０が“オフ”位置に在るとき、上記ロボット式アームは、ＢＩＭ１０００から基板を取り外し得る。
【００８７】
ＢＩＭ１０００は、また、入力／出力盤であるインタフェース・カード１０１２も含み得る。インタフェース・カード１０１２は、ＢＩＭ１０００により利用され得る電子機器のコントローラとして作用し得る。ＢＩＭ１０００は、また、インタフェース・カード１０１２に対して接続され得るコンピュータ１０１４も含み得る。
【００８８】
ＢＩＭ１０００は、また、画像の取り込みを可能とするカメラ１０１６および光学機器用包囲体１０１８も含み得る。光学機器用包囲体１０１８は、カメラ１０１６から延在され得る。カメラ１０１６および光学機器用包囲体１０１８は、カメラ取付け部材１０２０上に取付けられる。ＢＩＭ１０００は、また、背景に対する照明を提供する背面ライト１０２２も含み得る。
【００８９】
図１１は、一実施例におけるカメラ取付け部材上のカメラおよび光学機器用包囲体を拡大したシステム概略図を示している。ＢＩＭ１１００は、カメラ１１０４から延在され得る光学機器用包囲体１１０２を含み得る。カメラ１１０４は、カメラ取付け部材１１０６に対して取付けられ得る。
【００９０】
一実施例においてカメラ取付け部材１１０６は、矢印１１１６により示された方向に伸縮され得る。カメラ取付け部材１１０６を調節することにより、カメラ１１０４および光学機器用包囲体１１０２の位置が修正されることで、基板のサイズおよび／または分析されつつある基板領域のサイズが考慮され得る。一例において、カメラ取付け部材１１０６は、調節されるべきこともある、と言うのも、基板のサイズは、２００ミリメートル〜３００ミリメートルで変化するからである。
【００９１】
一実施例において、カメラ１１０４は、矢印１１１２により示された如く垂直方向に移動されることで、該カメラ１１０４は、異なる有効距離にて画像を捕捉し得る。別実施例において、カメラ１１０４は、矢印１１１４により示された如く横方向に移動されることで、該カメラ１１０４は、基板のサイズおよび／または分析されつつある基板領域のサイズに対して更に調節され得る。更に別の実施例において、カメラ１１０４は、矢印１１１０により示された如く回転することで、該カメラ１１０４は、基板の異なる概観（たとえば、頂部、底部および側部）を捕捉し得る。一例において、カメラ１１０４は、基板の平面概観を捕捉すべく調節され得る。別の例において、カメラ１１０４は、基板のベベル縁部の直接的概観（たとえば側面概観）を捕捉すべく調節され得る。
【００９２】
一実施例においては、光学機器用包囲体１１０２も調節され得る。一例において、光学機器用包囲体１１０２は、矢印１１０８により示された如く回転することで、該光学機器用包囲体は、異なる角度にて照明を提供可能とされ得る。
【００９３】
調節されるというカメラ１１０４、光学機器用包囲体１１０２およびカメラ取付け部材１１０６の機能に依れば、ＢＩＭ１１００に対しては、異なる角度、有効距離および位置にて画像を捕捉する融通性が提供される。故に、捕捉され得る画像の形式の制御は、洗練され得る。上述された如く、上記ＢＩＭのハードウェアは、調節可能な部分を以て実現されることから、該ハードウェアの位置決めにおける融通性が提供される。
【００９４】
図１２は、一実施例におけるＢＩＭの断面図を示している。基板の画像が取り込まれつつあるという状況を考える。ＢＩＭ１２００は、基板チャック１２０４の頂部上に載置された基板１２０２を含み得る。基板チャック１２０４は、回転モータ１２０６に対して接続されることで、基板１２０２の回転を可能とし得る。回転する機能によれば、基板チャック１２０４は、カメラ１２０８に対する所定位置へと基板１２０２を移動させることで、該基板１２０２の画像を捕捉して該基板１２０２の異なる箇所の画像の捕捉を許容し得る。
【００９５】
ＢＩＭ１２００は、カメラ取付け部材１２１０も含み得る。カメラ取付け部材１２１０に対しては、カメラ１２０８および光学機器用包囲体１２１２が取付けられ得る。光学機器用包囲体１２１２は、レンズ１２１４、レンズ１２１６およびビームスプリッタ１２１８を含み得る。
【００９６】
照明は、ライト１２２２により提供され得る。一実施例においてライト１２２２は、発光ダイオード（ＬＥＤ）とされ得る。一実施例においてライト１２２２は、三波長ＬＥＤとされ得る。複数の波長を提供することにより、膜厚、変化特性および／または屈折率が変化するにつれて照明は変化され得る。一例において、大きな屈折率を有する薄膜の画像を捕捉するには、更に短い波長のＬＥＤが利用され得る。光１２２２は、外側からビームスプリッタ１２１８を介して光学機器用包囲体１２１２へと流入し得、該ビームスプリッタは、光１２２２をレンズ１２１４に向けて下方に導向し得る。
【００９７】
基板縁部と背景との間のコントラストを高めるために、背面ライト１２２４が配備され得る。基板は、丸み付けされ得るベベル縁部を有し得ることから、光は、基板から跳ね返り、良好な画像の捕捉が阻止されることがある。先行技術においては、背面ライトが配備されないこともあり、基板の縁部が明瞭には限定され得ないという画像に帰着する。一実施例においてＢＩＭ１２００は、基板１２０２の縁部の強調を助力し得る背面ライト１２２４を含み得る。背面ライト１２２４を付加することにより、基板の縁部と背景との間にはコントラストが提供される。換言すると、基板１２０２の縁部が照明されることで、カメラ１２０８および光学機器用包囲体１２１２は、基板の縁部を背景から明確に区別する該基板１２０２の縁部の画像を捕捉し得る。
【００９８】
一実施例においてレンズ１２１４の視野は、カメラ１２０８により撮影されつつある領域を増減すべく変更され得る。これに加え、レンズ１２１４の倍率は変更され得る。一例において、更に短い波長のＬＥＤは、明瞭な画像を生成するために更に大きな倍率を必要とし得る。
【００９９】
図１０、図１１および図１２は、ＢＩＭの種々の概観を示している。理解され得る如く上記ＢＩＭの実施例は、障害検出に採用され得る明瞭かつ鮮明な画像の提供を助長する環境を提供する。一例において上記ＢＩＭは、調節され、移動され、且つ／又は、回転されるという融通性を有する構成要素を含むことから、上記カメラ、光学機器用包囲体および基板は、明瞭な画像が捕捉され得る如く位置決めされ得る。更に、付加的な照明が提供されることで、基板の縁部と背景との間のコントラストを示す画像が取り込まれ得る。
【０１００】
上記ＢＩＭによれば、更に明瞭かつ更に鮮明な画像が生成されることで、基板の縁部に沿い障害検出が行われ得る。次の各図は、ＢＩＭにより捕捉された画像が障害検出を実施すべく利用され得る様式を示している。
【０１０１】
一実施例において、ＢＩＭにより生成され得る画像の明瞭さの故に、今や基板の縁部に沿う欠陥が検出され得る。
【０１０２】
図１３は、一実施例においてＢＩＭにより捕捉された画像であって、基板の縁部に沿い生ずるアーク放電を示すという画像の一例を示している。画像１３００は、処理の間に生じたアーク放電の例であり得るピット痕１３０２、１３０４、１３０６、１３０８、１３１０および１３１２を示している。先行技術においては、基板の縁部から離間して生じ得るアーク放電の画像を捕捉すべく光学的計測ツールが採用され得る。しかし、先行技術の光学的計測ツールは、概略的に、基板縁部に沿う明瞭な画像を捕捉する機能を有さない。基板処理の間に縁部に沿い生じ得るアーク放電の如き欠陥を識別するために、ＢＩＭが採用されることで、基板の縁部の鮮明で明瞭な画像が捕捉され得る。
【０１０３】
図１４は、一実施例においてＢＩＭにより生成された画像であって、誤整列を識別する上で利用され得るという画像の一例を示している。画像１４００は、基板縁部の所定領域の画像を示している。ライン１４０２は、基板の縁部を表し得る。ライン１４０４は、基板が平坦であり得る最後の点を表し得る。ライン１４０６は、薄膜層が全体的に除去された箇所を表し得る。曲線１４０８は、処理の間において生じ得る複数の干渉縞（たとえば１４１０、１４１２）を表し得る。各干渉縞は、基板の縁部からの距離であって、エッチング速度が一定であり得るという距離を表し得る。
【０１０４】
ライン１４０６からライン１４０２までの距離が種々の配向度（θ）において実質的に同一であるなら、基板は、処理チャンバにおいて実質的に中心合わせされ且つ誤整列は、最小限もしくは実質的にゼロである。但し、ライン１４０２からライン１４０６までであるという基板の縁部からの距離が、種々の配向度（θ）にて同一でなければ、誤整列が存在し得る。配向度（θ）に対し、基板の縁部からの複数の距離をプロットすることにより、偏心プロット図形が生成され得る。もし付加的な偏心プロット図形が所望されるなら、ライン１４０６は、上記複数の干渉縞の内のひとつの干渉縞により置き換えられ得る。一例においては、ライン１４０２から干渉縞１４１２まで、基板の縁部からの複数の距離に対して偏心プロット図形が生成され得る。
【０１０５】
図１５は、一実施例において偏心プロット図形（すなわち、配向度に対する、一定のエッチング速度となる中心点からの距離）を示す簡単なグラフである。
【０１０６】
グラフ図１５００は、複数の配向度（θ）に対してプロットされた、基板の縁部からの複数の距離（Ｅ）を示している。理解され得る如く、図１５は、図５と類似している。主な相違は、図１５においては、距離が基板の中心点からではなく基板の縁部からであることである。各干渉縞に対し、偏心プロット図形がプロットされ得る。一実施例において上記偏心プロット図形は、実質的に正弦波状の形状を有し得る。一実施例において処理中心点は、少なくともひとつの偏心プロット図形から計算され得る。
【０１０７】
偏心プロット図形が一旦プロットされたなら、曲線適合式（たとえば、フーリエ変換からのフーリエ級数式、最小二乗法など）が採用されることで、式２に対するパラメータが決定され得る。
【０１０８】
【数２】
【０１０９】
【表２】
【０１１０】
図１６は、一実施例においてＢＩＭにより捕捉された画像を利用して基板チャックに対する処理中心点を計算する各ステップを示す簡単なフローチャートを示している。
【０１１１】
第１のステップ１６０２においては、基板が提供される。一実施例において、上記基板は薄膜層（たとえば屈折薄膜層）を有し得る。
【０１１２】
次のステップ１６０４においては、基板の縁部における領域がプラズマ処理チャンバ内で処理され得る。一例において、処理され得る上記領域は、基板の縁部から３ミリメートルを越える基板区画を含まない。
【０１１３】
基板がプラズマ処理チャンバから一旦取出されたなら、次のステップ１６０６にて、上記ＢＩＭは、基板の処理済み領域の複数の画像を捕捉し得る。
【０１１４】
次のステップ１６０８においては、異なる配向度にて、ひとつの干渉縞に対して基板の縁部から複数の距離が測定され得る。
【０１１５】
次のステップ１６１０においては、基板の縁部からの上記複数の距離が配向度（θ）に対してプロットされることで、偏心プロット図形が生成され得る。偏心プロット図形は、各干渉縞に対してプロットされ得るが、基板オフセットはひとつの偏心プロット図形により決定され得る。
【０１１６】
次のステップ１６１２にては、曲線適合式（たとえば、フーリエ変換からのフーリエ級数式、最小二乗法など）が採用され、基板オフセットに対する各パラメータが決定され得る。当業者であれば、曲線適合式に精通しているであろう。結果として、更なる考察は、提供されない。上記式２に対して各パラメータが一旦決定されたなら、最後のステップ１６１４にて、各パラメータは、搬送モジュール（たとえば、真空雰囲気搬送モジュール、大気雰囲気搬送モジュールなど）におけるロボット式アームに対して伝えられ得る。結果として上記ロボット式アームは、今や、基板が基板チャックの処理中心点へと案内され得る如く、該基板を基板チャック上でオフセットさせる正しい座標を有し得る。
【０１１７】
図１７は、一実施例においてＢＩＭにより捕捉された画像を操作して障害検出を実施する画像処理フローチャートを示している。
【０１１８】
第１のステップ１７０２にて、ＢＩＭは、基板の画像を捕捉し得る。一実施例において、画像はカラーとされ得る。
【０１１９】
次のステップ１７０４にて、上記画像は、コンピュータ・システムへとアップロードされ得ると共に、該画像のデジタル・ファイルが生成され得る。
【０１２０】
次のステップ１７０６にて、上記画像は、通常は、８ビット画像であるというグレースケール画像へと変換され得る。
【０１２１】
次のステップ１７０８にては、平滑化処理およびｃａｎｎｙ処理が実施され得る。平滑化処理およびｃａｎｎｙ処理とは、画像からノイズが除去され得ると共に画像の縁部が強調され得るというフィルタリング技術を指している。
【０１２２】
次のステップ１７１０にては、閾値処理が実施され得る。閾値処理とは、上記画像を８ビット画像から１ビット画像へと変換することを指している。換言すると、上記画像の縁部のみが今や視認され得る。ＢＩＭにより捕捉された画像の例に対する閾値処理を示す図１８を参照されたい。領域１８０２は、処理に先立つ基板の画像を表し得る。領域１８０４は、閾値処理が実施された後の基板の画像を表し得る。該画像から理解され得る如く、干渉縞の縁部、膜厚、および、ベベル縁部以外の全てが排除され得る。一実施例においては、付加的なフィルタリングが実施されることで、ベベル縁部と第１干渉縞とに対するラインのみが残存するまで、画像内に存在し得る付加的ノイズが除去され得る。
【０１２３】
次のステップ１７１２にては、上記ラインが抽出され得ると共に、間隔が計算されることで、基板の縁部からの距離が決定され得る。本明細書において論じられる如く、上記間隔とは、基板の縁部と、第１干渉縞との間の距離を指している。ステップ１７０２乃至１７１２は、異なる配向度における画像に対して反復され得る。一実施例において、間隔データは、少なくとも４つの異なる配向度に対して抽出され得る。
【０１２４】
次のステップ１７１４にて、上記複数の間隔は、配向度に対してプロットされることで、正弦波状曲線であり得る偏心プロット図形が生成され得る。
【０１２５】
次のステップ１７１６にては、曲線適合式（たとえば、フーリエ変換からのフーリエ級数式、最小二乗法など）が採用されて、基板オフセットに対する各パラメータが決定され得る。
【０１２６】
最後のステップ１７１８にては、調節された処理中心点に対する各パラメータが（たとえば大気雰囲気搬送モジュール、真空雰囲気搬送モジュールなどの）搬送モジュールにおけるロボット式アームに対して伝えられ得る。
【０１２７】
図１９は、一実施例においてＢＩＭにより捕捉されて干渉縞を有する基板の画像の例を示している。ライン１９０２は、基板の縁部を表し得る。ライン１９０４からライン１９０６まで、薄膜層は、処理の間において取り除かれ得る。曲線１９０８は、処理の間において生じ得る複数の干渉縞を表し得る。本明細書において論じられる如く、干渉縞とは、反射光の振幅の最大値もしくは最小値を指している。以下の式３は、連続的な２つの干渉縞間の厚みを計算すべく利用され得る。
【０１２８】
【数３】
【０１２９】
【表３】
【０１３０】
連続的な２つの干渉縞の厚み変化は計算され得る、と言うのも、波長および屈折率の両方が既知変数だからである。上記波長は、ＢＩＭにおいて画像を捕捉すべく採用され得る上記ＬＥＤの波長に対して関連付けられる。上記薄膜の屈折率は、既知であると共に、基板に対して適用され得る薄膜の種類に依存する。一例において、上記波長は、５００ナノメータであり且つ屈折率は２．５である。この例に対する厚み変化は、１００ナノメータである。換言すると、干渉縞間の厚み（１９１０）は各々１００ナノメータである。
【０１３１】
各干渉縞に対し、基板の縁部からの距離が計算され得る。一例において、干渉縞１９１４に対する基板の縁部からの距離（１９１２）は、約１，８７５ミリメートルである。故に曲線１９０８は、特定の配向度に対する基板の厚み変化特性を表し得る。
【０１３２】
一実施例において、上記厚み変化特性は、エッチング深度変化特性へと変換され得る。上記薄膜層の厚みは、既知であることから、厚み変化（Δｔ）は、元の膜厚から減算されることで、エッチング深度が決定され得る。各厚み変化に対し、エッチング深度が計算され得る。エッチング深度が一旦特定されたなら、上述の発明性のある円形定常エッチング速度方法が採用されることで、基板オフセットが決定され、最終的には、処理チャンバに対する基板チャックの処理中心点が決定され得る。
【産業上の利用可能性】
【０１３３】
本発明の実施例から理解され得る如く、上記ＢＩＭは、基板を損なわずに該基板のベベル縁部の明瞭かつ鮮明な画像を捕捉し得るインライン検査ツールを提供する。明瞭かつ鮮明な画像によれば、ベベル縁部に沿う障害検出が実施されることで、基板における誤整列および欠陥が識別かつ解決され得る。これに加え、障害検出を実施する上記機能によれば、基板の縁部に沿い行われ得る処理の更に良好な制御が可能とされる。更に、上記式から基板を排除することにより、チャンバ性能の更に正確な特性記述が達成され得る。
【０１３４】
本発明は、幾つかの実施例に関して記述されたが、本発明の有効範囲内に収まる変更物、置換物および均等物が在る。同様に、本明細書において上記発明の名称、発明の概要、および、要約は、便宜のために提供されており、本明細書における各請求項の有効範囲を解釈するために使用されるべきではない。更に、本出願において、一群の“ｎ”個とは、その群におけるゼロ個以上の“ｎ”個を指している。また、本発明の方法および装置を実現する多くの代替的な様式が在ることも銘記すべきである。故に、以下の添付の請求項は、本発明の精神および有効範囲内に収まる斯かる変更物、置換物および均等物の全てを包含すると解釈されるべきことが意図される。
【技術分野】
【０００１】
プラズマ処理の進歩により、半導体分野の成長は促進された。概略的に述べると、単一の処理済み基板から切り出されたダイ（ｄｉｅ）からは複数の半導体デバイスが作成され得る。基板を処理するために、該基板は、プラズマ処理チャンバ内の基板チャックの頂部上に載置され得る。上記基板チャック上に上記基板を位置決めすると、該基板のどの部分が処理されてデバイスを形成し得るかが決定され得る。
【背景技術】
【０００２】
基板を基板チャックの中心点に整列させる方法は、実現されている。一例においては、処理モジュール内にセンサが載置されることで、基板チャックに関する基板の位置が決定され得る。別の例においては、案内型のロボット式アームの如き整列用固定具が採用されることで、基板は、基板チャックと整列して位置決めされ得る。（たとえば基板チャックの中心点などの）ハードウェア中心点に対する整列は、一定の精度を以て実施され得るが、ハードウェア中心点に対する整列は、処理中心点に対する整列と常に等しいものでは無い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本明細書において論じられる如く、ハードウェア中心点とは、基板チャックの如きハードウェアの中心点を指している。同様に本明細書において論じられる如く、処理中心点とは、プラズマ処理の焦点中心を指している。理想的には、焦点中心から任意の所定の径方向距離にて、（たとえばエッチング速度などの）処理結果は、同一のままである。たとえば、処理中心点から１００ｍｍの距離にては、この焦点処理中心から１００ｍｍの半径を有する円の回りを辿るときに、エッチング速度は、実質的に一定のままであることが期待される。
【０００４】
しかし、チャンバ構成の個別特性に依れば、処理中心点がハードウェア中心点と常に同一では無いこともある。結果として、ハードウェア中心点に対する整列のみに基づくと、基板処理の間において誤整列が引き起こされることがある。製造者は、歩留まりの向上に苦慮し続けることから、プラズマ処理の間において基板を処理中心点に対して更に正確に中心合わせすることで、基板の誤整列により引き起こされるデバイス欠陥を最小限とする努力は継続的に為されている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、一実施例において基板の画像を捕捉するベベル検査モジュールに関する。該モジュールは、基板を支持する基板チャックを含む。上記モジュールは、回転モータも含み、該回転モータは、上記基板チャックに対して取付けられると共に、該基板チャックを回転させることで上記基板の回転を許容すべく構成される。上記モジュールは、カメラを更に含む。上記モジュールは、上記カメラに対して取付けられた光学機器用包囲体であって、回転すべく構成されることで上記基板に向けた光の導向を可能にするという光学機器用包囲体も含む。上記モジュールは、またカメラ取付け部材も含み、該カメラ取付け部材に対しては、上記カメラが設置される。上記カメラ取付け部材は、上記カメラが１８０°平面上で回転するのを可能とすることで上記カメラが上記画像を捕捉することを許容すべく構成され、上記画像は、上記基板の平面概観、底部概観および側面概観の内の少なくともひとつを含む。上記モジュールは、更に、上記基板に対する照明を提供することで上記カメラが上記画像を捕捉することを可能とすべく構成された背面ライト機構であって、上記画像は、上記基板と背景との間のコントラストを示すという背面ライト機構を含む。
【０００６】
別実施例において本発明は、処理チャンバにおけるチャックの処理中心点を算出する方法に関する。該方法は、処理済み基板の縁部の画像を、ベベル検査モジュールを採用することにより捕捉する段階を含む。該方法は、また、干渉縞に対して上記処理済み基板の上記縁部から一群の距離を測定する段階も含む。上記一群の距離は、一群の配向度にて測定される。上記方法は、更に、上記一群の配向度に対する上記一群の距離のグラフ表現である偏心プロット図形を生成する段階を含む。上記方法は、更に、上記偏心プロット図形に対して曲線適合式を適用することにより上記処理中心点を算出する段階も含む。
【０００７】
更に別の実施例において本発明は、処理チャンバにおけるチャックの処理中心点を決定する画像処理方法に関する。該方法は、処理済み基板の画像を、ベベル検査モジュールを採用することにより捕捉する段階を含む。該方法は、また、上記画像をフィルタリングし、該画像からノイズを除去すると共に上記処理済み基板の縁部を強調する段階も含む。該方法は、更に、干渉縞に対し、上記処理済み基板の上記縁部からの一群の間隔を測定する段階を含む。該一群の間隔は、一群の配向度にて測定される。上記方法は、また、上記一群の配向度に対する上記一群の間隔のグラフ表現である偏心プロット図形を生成する段階も含む。上記方法は、更に、上記偏心プロット図形に対して曲線適合式を適用することにより上記処理中心点を算出する段階を含む。
【０００８】
本発明は、添付図面において、限定的にではなく例示的にのみ示されると共に、図面中において同一の参照番号は、同一の要素を指している。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施例における典型的な基板処理システムの概観のブロック図である。
【図２Ａ】一実施例における処理の前および後における基板を示す図である。
【図２Ｂ】一実施例において、基板中心点から種々の角度および距離にて選択され得る異なるデータ点を示す簡略図である。
【図２Ｃ】一実施例における各データ点に対する径方向測定を示す図である。
【図３】一実施例における所定配向度に対するエッチング変化特性を示す簡単なグラフである。
【図４】一実施例における一定のエッチング速度に対する実質的に同心的な円の簡略図である。
【図５】一実施例において相当に偏心された一定のエッチング速度の円における方位角方向に対する径方向箇所を示すグラフである。
【図６】一実施例において基板チャックに対する処理中心点を計算する各ステップを示す簡単なフローチャートである。
【図７】一実施例において処理中心点を決定するアルゴリズムを示す図である。
【図８】光学的計測ツールにより測定されつつある基板のブロック図である。
【図９】一実施例においてベベル検査モジュール（ＢＩＭ）を備えたプラズマ処理システムの概観のブロック図である。
【図１０】一実施例におけるＢＩＭのシステム概略図である。
【図１１】一実施例におけるカメラ取付け部材上のカメラおよび光学機器用包囲体を拡大したシステム概略図である。
【図１２】一実施例におけるＢＩＭの断面図である。
【図１３】一実施例においてＢＩＭにより捕捉された画像であって、基板の縁部に沿い生ずるアーク放電を示すという画像の一例を示す図である。
【図１４】一実施例においてＢＩＭにより生成された画像であって、誤整列を識別する上で利用され得るという画像の一例を示す図である。
【図１５】一実施例において、配向度に対する、一定のエッチング速度となる中心点からの距離を示す簡単なグラフである。
【図１６】一実施例においてＢＩＭにより捕捉された画像を利用して基板チャックに対する処理中心点を計算する各ステップを示す簡単なフローチャートである。
【図１７】一実施例においてＢＩＭにより捕捉された画像を操作して障害検出を実施する画像処理フローチャートである。
【図１８】一実施例においてＢＩＭにより捕捉されて閾値処理を表す画像の例を示す図である。
【図１９】一実施例においてＢＩＭにより捕捉されて干渉縞を有する基板の画像の例を示す図である。
【００１０】
本発明のこれらのおよび他の特徴は、本発明の詳細な説明において且つ添付の図面において、以下において更に詳述される。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
【実施例】
【００１２】
本発明は、次に、添付図面中に示された本発明の幾つかの実施例に関して詳述される。以下の記述において、多くの特定の詳細は、本発明の完全な理解を提供すべく示される。但し当業者であれば、本発明は、これらの特定の詳細の幾分かまたは全てが無くても実施され得ることは明らかであろう。他の場合、本発明を不必要に不明瞭としないために、公知の処理ステップおよび／または構造は、詳細には記述されていない。
【００１３】
本明細書にて、以下においては、方法および技術を含む種々の実施例が記述される。本発明は、また、本発明の技術の実施例を達成するコンピュータ可読命令が記憶されるコンピュータ可読媒体を含む製品も包含し得ることを念頭に置くべきである。コンピュータ可読媒体としては、たとえば、コンピュータ可読コードを記憶する半導体的、磁気的、光磁気的、光学的な、または、他の形態のコンピュータ可読媒体が挙げられる。更に本発明は、また、本発明の実施例を実施する装置も包含し得る。斯かる装置としては、本発明の実施例に関する機能を実施すべく専用とされ且つ／又はプログラム可能とされた回路が挙げられる。斯かる装置の例としては、適切にプログラムされた場合における汎用コンピュータおよび／または専用演算デバイスが挙げられると共に、本発明の実施例に関する種々の機能に対して適合されたコンピュータ／演算デバイスおよび専用の／プログラム可能な回路の組み合わせが挙げられる。
【００１４】
以下の開示内容においてエッチングは、向上のために上記中心合わせ技術が採用され得る用途として考察される。但し、本明細書において開示される中心合わせ技術は（たとえば蒸着の如き）他の任意の形式の処理に対して適用され得ることを念頭に置くべきである。更にこの技術は、処理が（均一および／または不均一に）同心的であるという任意の用途に対して適用可能である。
【００１５】
本発明の実施例に依れば、処理チャンバの基板チャックに対する処理中心点を計算する円形定常エッチング速度方法（ｃｉｒｃｕｌａｒ ｃｏｎｓｔａｎｔ ｅｔｃｈ ｍｅｔｈｏｄ）が提供される。本発明の実施例において、基板オフセット（すなわち、チャックのハードウェア中心点からチャックの処理中心点までのオフセット）は、処理の間においてチャックに対して幾何学的に中心合わせされた試験基板に対して為されたエッチング速度測定値から推定され得る。計算された基板オフセットに依り、搬送モジュール内のロボット式アームは、チャックの処理中心点の座標を以てプログラムされることで、チャックの処理中心点に対する次続的な基板の中心合わせが促進されて、優れた均一性による処理が可能とされ得る。
【００１６】
概略的に、ロボット式アームは、基板を基板チャックのハードウェア中心点に載置すべく採用され得る。しかし、上述された如く、与えられたツールの個別特性の故にハードウェア中心点および処理中心点は、常に同一では無いこともある。もし基板が処理中心点に対して更に正確に中心合わせされ得るならば、処理均一性は改善されることで、基板縁部に近いところで十分な結果を得ること、および、基板の更なる部分を使用してデバイスに対するダイを作成することが可能とされる。先行技術において、ハードウェア中心点を用いる整列の方法は、開ループ整列とされることがあり、これは、通常はオフセット信号のフィードバックを許容しない。先行技術と異なり、処理中心点を採用する上記方法は、基板位置の閉ループ・フィードバックを可能とすることから、処理中心点の制御を許容する。
【００１７】
本発明の実施例は、処理の間にチャックのハードウェア中心点に対して幾何学的に中心合わせされた基板に対して為された一群の測定値からのデータを補外することにより処理中心点を決定する方法を提供する。一実施例においては、基板に対する一群の処理前測定データ点が、処理に先立ち収集され得る。一実施例においては、同一の基板に関する測定箇所に対して一群の処理後測定データ点が、処理後に収集され得る。
【００１８】
各データ点に対する処理前測定値と処理後測定値との間の差を計算することにより、除去された薄膜層の量が決定され得る。換言すると、一群の処理前および処理後の測定値からは、エッチング深度が計算され得る。基板の厚みを計算する上で一群の処理前測定データ点は必要ではないが、処理前および処理後の測定値の両方を含めることにより、各データ点に対して更に正確なエッチング深度が計算され得る。処理前測定データ点を求めることの代替策として、たとえば未処理基板の製造者により提供される仕様データから、測定前の厚みに関する仮定が為され得る。
【００１９】
たとえば、基板オフセットを決定するためにエッチング速度が計算されつつあるという状況を考える。一実施例において、各データ点に対するエッチング速度は、エッチング深度を基板処理時間により除算することで算出され得る。本明細書において、種々の実施方式は、エッチング速度を用いて論じられ得る。但し、本発明は、エッチング速度に限定されるのではなく、エッチング深度を以て採用されても良い。
【００２０】
一実施例において、処理前および処理後の測定値は、また、各データ点に対する半径（本明細書においては、基板のデータ点箇所と幾何学的中心点とを結ぶラインに沿い測定された距離として定義される）も含み得る。一例において、データ点１は、基板の中心点から１４８．２ｍｍである。エッチング速度は、各データ点に対して計算されていることから、各データ点に対する半径（Ｒ）は、今や、各エッチング速度に対して関連付けられ得る。更に、各データ点に対する配向度も決定され得る。本明細書において該用語が採用される様に、配向度とは、基準半径ラインからの角度オフセットを指している。故にデータ点は、以下のひとつ以上により特性記述され得る：その処理前エッチング深度、その処理後エッチング深度、その算出エッチング速度、基板の幾何学的中心点からの、その径方向距離、および、その配向度。
【００２１】
一実施例において、各配向度（θ）に対しては、エッチング変化特性が決定され得る。本明細書において論じられる如く、配向度（θ）とは、基板上において固定された基準半径ラインから０°〜３６０°に亙る角度を指す。配向度の例としては、限定的なものとしてで無く、０°、４５°、９０°、１８０°、２７０°などが挙げられる。
【００２２】
更に、一実施例においては、各エッチング速度に対し、実質的に同心的なひとつ以上の円が決定され得る。一例においては、１，０００オングストローム／分のエッチング速度に対し、１，０００オングストローム／分のエッチング速度を有する複数のデータ点が基板上に決定され得る。これらのデータ点は、基板の処理中心点の回りに実質的に同心的な円を形成する。もし、基板がチャックの処理中心点に対して中心合わせされていれば、すなわち、基板の幾何学的中心点が処理の間においてチャックの処理中心点と一致していれば、種々のエッチング速度に対する複数の同心的な円は、上記基板の幾何学的中心点の回りに中心合わせされる傾向があることを銘記されたい。但し、この時点において基板の処理中心点は、未知であり、且つ試験基板は、ロボットの幾何学的中心点に対して中心合わせされていることから、種々のエッチング速度に対する複数の同心的な円に対する中心点は、基板の幾何学的中心点からオフセットされるであろう。本発明の実施例は、この事実を利用し、チャックの処理中心点とロボットの中心点との間のオフセットを算出する。
【００２３】
一実施例において、所定のエッチング速度に対して基板上で実質的に同心的な円の各々は、実質的に正弦波状の曲線としてグラフ的にも表され得る。換言すると、所定のエッチング速度に対し、その所定のエッチング速度が見出される半径ライン上の箇所と、基板の幾何学的中心点との間の距離は、基板の幾何学的中心点の回りにおいて３６０°回転するときに正弦波状に変化する。上記所定のエッチング速度に整合する所定位置に対する偏心プロット図形（ｏｆｆ−ｃｅｎｔｅｒｅｄ ｐｌｏｔ）上の各点は、特定の配向度（θ）に対する基板の幾何学的中心点からの径方向距離（Ｅ）を表す。
【００２４】
一実施例においては、各エッチング速度に対して偏心プロット図形が生成され得る。その場合に基板オフセットは、少なくともひとつの偏心プロット図形を知ることにより計算され得る。偏心プロット図形からは、曲線適合式（たとえば、フーリエ変換からのフーリエ級数式、最小二乗法など）が採用されることで、ハードウェア（すなわち幾何学的）中心点からの処理中心点のオフセットが数学的に計算され得る。基板オフセットが一旦決定されたなら、真空雰囲気搬送モジュールのロボット式アームは、基板チャックの処理中心点に対する新たな座標を以て、処理チャンバに対してプログラムされ得る。
【００２５】
本発明の特徴および利点は、以下における図面に対する参照および考察により更に良好に理解され得る。
【００２６】
図１は、処理中心点が決定され得るという一実施例における典型的な基板処理システムの概観のブロック図を示している。プラズマ処理システム１００は、複数の基板保持箇所を含み得、該箇所によれば、基板が大気雰囲気搬送モジュール１０２から真空雰囲気搬送モジュール１０４を経てひとつ以上の処理モジュール（１０６、１０８、１１０および１１２）へと移動し、最終的には、該プラズマ処理システム１００に戻るときに、該基板は処理され得る。
【００２７】
たとえば、基板が処理されつつある状況を考える。処理されるに先立ち、基板１１４上の種々の箇所における該基板の厚みが測定され得る。屈折薄膜層を含み得る基板１１４は、計測ツール１１６により測定され得る。基板１１４の厚みを測定する上では、種々の測定箇所における複数のデータ点が収集され得る。一実施例においては、２つ以上のデータ点が収集され得る。別実施例においては、基板１１４上の異なる箇所における約１００〜２００個のデータ点が選択され得る。
【００２８】
処理前測定が一旦完了されたなら、基板１１４は、正面開口式カセット一体型搬送／保管箱（ＦＯＵＰ）１１８上に載置され得る。大気雰囲気搬送モジュール１０２内のロボット式アーム１２０は、基板１１４を整列器１２２まで移動させ得る。整列器１２２において基板１１４は、（処理中心点は、未だ確定されていないことから、試験基板に対する場合である様に）チャックの幾何学的中心点に対して適切に中心合わせされ得る。一旦中心合わせされたなら、ロボット式アーム１２０は、エアロック・モジュール（ＡＬ１２４およびＡＬ１２６）の一方へと基板１１４を移動させ得る。大気雰囲気搬送モジュール１０２と真空雰囲気搬送モジュール１０４との間における環境に適合するという上記エアロック・モジュールの機能によれば、基板１１４は、損傷されずに２つの加圧環境間を移動し得る。
【００２９】
ＡＬ１２４の如きエアロック・モジュールから、基板１１４は、真空雰囲気搬送モジュール１０４内のロボット式アーム１２８により、処理モジュール（１０６、１０８、１１０および１１２）の内のひとつの処理モジュール内へと移動され得る。基板１１４が一旦処理（たとえばエッチング）されたなら、ロボット式アーム１２８は、基板１１４を真空雰囲気搬送モジュール１０４から大気雰囲気搬送モジュール１０２を通してＦＯＵＰ１１８へと移動させ得る。
【００３０】
ＦＯＵＰ１１８から、基板１１４は、測定されるべく計測ツール１１６まで移動され得る。処理の後で基板１１４の厚みを測定する上では、処理に先立ち測定されていた複数の同一データ点箇所の内の幾つかもしくは全てが、基板処理の後で再び測定され得る。一例において、処理前測定の間において１２０箇所にて１２０個のデータ点が収集されていたなら、処理後測定の間においては少なくとも同じ１２０箇所に対するデータが再び収集され得る。
【００３１】
図２Ａは、一実施例における処理の前および後における基板を示している。基板２０２は、薄膜層２０４を有し得る。薄膜層２０４は、たとえば、計測ツールが該基板の厚みを測定するのを許容し得る屈折材料であり得る。処理に先立ち、上記計測ツールは、基板２０２の底部から薄膜層２０４まで（すなわち距離２０８）を測定し得る。
【００３２】
未処理基板にそれほどの欠陥が無ければ、基板２０２上における各データ点に対する処理前測定値は、相当に類似する傾向がある。一例において、データ点１における基板の厚みは、データ点２における基板の厚みと殆ど同一であり得るが、未処理基板の製造の間に生じた僅かな変動性により僅か厚みの差が引き起こされ得る。処理に先立ち、基板は、実質的に平坦である傾向があると共に、上記薄膜層は、該基板の表面に亙り実質的に均一に分布される傾向がある。
【００３３】
一実施例において、基板上の薄膜層厚みが均一に分布されていると想定されるならば、処理前測定は、省略されても良い。薄膜層が付加される前後において基板に存在し得る可能的な厚みの差の故に、処理前測定に依れば上記技術は、一実施例において、基板上の異なる箇所における該基板の厚みの差を考慮することが許容され得る。
【００３４】
処理の後、薄膜層２０４の一部分は、基板１１４からエッチングされ得る。薄膜層２０４は、今や、エッチング済み薄膜層２０６として示される。処理の結果として上記薄膜層の厚みは、今や基板上の異なる箇所にて変化している。参照番号２１０は、たとえば基板２０２上の所定箇所における該基板の新たな厚みを表している。基板処理の後で実施され得る処理後測定によれば、種々の箇所において基板の新たな厚みが測定され得る。
【００３５】
図２Ｂは、一実施例において測定され得る異なるデータ点を例示する簡略図である。基板概観２５０は、異なる配向度（たとえば０°、４５°、９０°など）における複数のデータ点を示している。処理前および処理後の測定の両方において、同一の基板箇所に対する厚みデータが収集され得る。一実施例において、各データ点の収集は、手動的に実施され得る。別実施例においては、処理前および処理後の測定を実施するための走査パターンが特定かつ採用され得る。
【００３６】
一実施例において、処理前および処理後の測定値からは、エッチング深度が計算され得る。本明細書において論じられる如くエッチング深度という語句は、薄膜層化された基板の部分であって、エッチングされた部分を指している。換言すると、エッチング深度は、所定の基板箇所に対する処理前測定データと処理後測定データとの間の差である。
【００３７】
一実施例においてエッチング深度は、そのエッチング深度を基板の処理所要時間で除算することによりエッチング速度として表され得る。一例において、基板箇所は、約０．５ミリメートルの処理前測定値を有し得る。基板が一旦処理されたなら、同一箇所における基板の厚みは、今や０．３７５ミリメートルである。エッチング深度は、処理前および処理後の測定値の間の差であるとすると、所定箇所（たとえば０°の配向度、１１５ｍｍの半径）におけるエッチング深度は、０．１２５ｍｍである。もし基板１１４に対する処理時間が２分間であれば、エッチング速度は、その箇所に対して０．０６２５オングストローム／分である。エッチング速度が一旦決定されたなら、基板上のデータ点の各々は今やエッチング速度に対して関連付けられ得る。
【００３８】
一実施例においては、基板の厚みの測定に加え、収集された各データ点に対する基板の幾何学的中心点からの径方向距離も計測ツールが測定し得る。
【００３９】
図２Ｃは、一実施例における各データ点に対する径方向測定を示している。一実施例において基板概観２６０は、データ点２７０および２７２を示している。データ点２７０に対しては、半径２７８が関連付けられ、且つ、データ点２７２に対しては、半径２７６が関連付けられる。収集され得る各データ点に対し、（基板チャック上に幾何学的に中心合わせされた試験基板に対するハードウェア中心点と一致する）基板の幾何学的中心点からの径方向距離が測定され得る。
【００４０】
チャック上の特定のデータ点の箇所は、基準半径ラインからのその半径およびその配向度により特定され得る。
【００４１】
図３は、一実施例における所定配向度に対するエッチング変化特性を示す簡単なグラフを示している。図２Ｂおよび図２Ｃから理解され得る如く、ひとつの配向度は、基板の幾何学的中心点からの距離に従い変化する複数のエッチング速度を有し得る。グラフ図３００は、６０°の配向度（θ）に対する複数の半径（Ｒ）に対してプロットされた複数のエッチング速度（η）を示している。一実施例においては、各配向度（たとえば、０°、４５°、９０°など）に対して（たとえばエッチング速度変化特性などの）エッチング変化特性がプロットされ得る。
【００４２】
種々の配向角度に対して種々のエッチング変化特性が一旦確立されたなら、各エッチング速度に対する実質的に同心的な円が決定され得る。一実施例においては、所定のエッチング速度を有するデータ点に対する半径を決定するために線形補間もしくは三次スプラインが実施され得る。一例において、（図３に見られる如く）６０°の配向度における１，０００オングストローム／分のエッチング速度は、１４５ミリメートルの半径を有し得る。図３において理解される如く、異なる配向度における同一のエッチング速度は、異なる半径を有し得る。各配向度に対し、径方向測定値は、１，０００オングストローム／分の同一エッチング速度に対して決定され得る。
【００４３】
図４は、一実施例における一定のエッチング速度に対する実質的に同心的な円の簡略図を示している。基板概観４００は、基板４０２および同心的な円４０４を示している。一実施例において各エッチング速度に対しては、（図３に見られる如く）複数のエッチング変化特性から補外され得る複数の半径（たとえばＲ１ ４０６およびＲ２ ４０８）が採用されることで、実質的に同心的な円４０４が生成され得る。
【００４４】
図５は、一実施例において相当に偏心された一定のエッチング速度の円における方位角方向に対する径方向箇所を示すグラフを示している。グラフ図５００は、（たとえば１，０００オングストローム／分などの）一定のエッチング速度に対する複数の配向度（θ）に対してプロットされると共に、斯かるエッチング速度を有する基板箇所と基板の幾何学的中心点との間の距離を表す複数の半径（Ｅ）を示している。もし基板の幾何学的中心点が基板の処理中心点と一致していたなら、（たとえば図５に示された）偏心プロット図形は、実質的に平坦であろうことを銘記されたい。
【００４５】
各エッチング速度に対し、図５に類似した偏心プロット図形がプロットされ得る。一実施例において偏心プロット図形は、実質的に正弦波状の形状を有し得る。一実施例において処理中心点は、少なくともひとつの偏心プロット図形から計算され得る。
【００４６】
偏心プロット図形が一旦プロットされたなら、曲線適合式（たとえば、フーリエ変換からのフーリエ級数式、最小二乗法など）が採用されて式１に対するパラメータが決定され得る。
【００４７】
【数１】
【００４８】
【表１】
【００４９】
図６は、一実施例において基板チャックに対する処理中心点を計算する各ステップを示す簡単なフローチャートを示している。
【００５０】
第１ステップ６０２においては、基板が配備される。一実施例において該基板は、薄膜層（たとえば屈折薄膜層）を有し得る。
【００５１】
次のステップ６０４において、基板は、処理に先立ち測定され得る。一実施例において、薄膜層を備えた基板の厚みは、複数のデータ点にて測定され得る。各データ点を手動的に測定する代わりに、各データ点を収集すべく走査パターンが採用され得る。
【００５２】
次のステップ６０６にて、基板は、プラズマ処理チャンバ内にで処理され得る一方、該基板は、チャックの幾何学的中心点に対して幾何学的に中心合わせされる。一実施例において、上記基板は、全体的に処理されなくても良い。一例において上記基板は、薄膜層の一部分を除去するに十分な持続時間に亙り処理されるだけで良い。
【００５３】
上記基板がプラズマ処理チャンバから一旦取出されたなら、次のステップ６０８にて、該基板は、測定され得る。一実施例においては、処理前測定値を収集する際に採用され得たのと同一の走査パターンが、処理後測定値を収集するために利用され得る。
【００５４】
次のステップ６１０にて、各データ点は、処理され得ると共に、処理中心点がアルゴリズム的に決定され得る。
【００５５】
図７は、一実施例において処理中心点を決定するアルゴリズムを示している。
【００５６】
第１のステップ７０２にては、各データ点に対するエッチング深度が計算され得る。エッチング深度を計算するために、データ点に対する測定箇所の処理前測定値が、処理後測定値から減算され得る。
【００５７】
次のステップ７０４にては、各データ箇所に対するエッチング速度が計算され得る。エッチング速度を計算するために、データ点に対するエッチング深度は、基板処理時間により除算され得る。
【００５８】
次のステップ７０６にては、各配向度に対する（たとえばエッチング速度変化特性などの）エッチング変化特性が生成され得る。一例においては、特定の配向度における各データ点に対するエッチング速度がプロットされて、エッチング変化特性が生成され得る。
【００５９】
次のステップ７０８にては、エッチング変化特性を曲線適合することにより、所定のエッチング速度を有する各配向度に対する位置（Ｅ）が決定され得る。
【００６０】
次のステップ７１０にては、各エッチング速度に対して偏心曲線がプロットされ得る。一例においては、特定の配向度におけるエッチング速度に対する半径が上記エッチング変化特性から補外され得る。各エッチング変化特性に対して一定のエッチング速度における半径が一旦補外されたなら、実質的に正弦波状の偏心プロット図形が生成され得る。
【００６１】
次のステップ７１２にては、曲線適合式（たとえば、フーリエ変換からのフーリエ級数式、最小二乗法など）が採用されることで、基板オフセットに対する各パラメータが決定され得る。もし基板の幾何学的中心点がチャックの処理中心点と一致していたなら、（たとえば図５に示された）偏心プロット図形は、実質的に平坦であろうことを銘記されたい。数学的手法としての曲線適合、および、そのための種々の技術は、当業者に公知である。
【００６２】
図６に戻ると、最後のステップ６１２にて各パラメータが一旦決定されたなら、各パラメータは（たとえば大気雰囲気搬送モジュール、真空雰囲気搬送モジュールなどの）搬送モジュール内のロボット式アームに対して伝えられ得る。結果として上記ロボット式アームは今や、処理の間において次続的な基板がチャックの処理中心点に対して中心合わせされ得る如く、該基板を基板チャック上でオフセットさせる正しい座標を有し得る。
【００６３】
本明細書における式１および各図は、本発明の特定の例示的な実施方式に追随しているが、本発明は、円形定常エッチング速度方法に従い種々の等しい様式で実施され得ることを理解すべきである。幾何学的に中心合わせされた試験基板から処理結果測定値が求められて、ひとつ以上のエッチング速度の同心的な円の生成が促進され得る限りにおいて、単一もしくは複数の同心的な円の中心点と、（処理の間においてチャックに対して幾何学的に中心合わせされた試験基板に対する上記基板の幾何学的中心点と一致する）チャックの幾何学的中心点との間のオフセットを決定すべく、種々の数学的技術が適用され得る。上記オフセットが一旦決定されたなら、オフセット情報は、上記ツールに対して提供されることで、次続的な基板は、（チャックの幾何学的中心点とは対照的に）チャックの処理中心点に対して中心合わせされ得る。
【００６４】
本発明の実施例から理解され得る様に、上記円形定常エッチング速度方法は、処理チャンバの基板チャックに対する処理中心点を決定するアルゴリズムを提供する。基板チャックの処理中心点を特定することにより、この方法は、生じ得る誤整列を本質的に補正することから、基板処理の間において生じ得る不整合の割合が減少され得る。更に、現在の計測ツールを採用して処理前および処理後の測定値を収集することにより、この方法を達成する上では付加的で高価な購入物を必要としない、と言うのも、殆どの工場にて計測ツールは一般的に利用可能だからである。これに加え、この方法によれば、上記式から基板間の差を除去することにより、エッチングの間におけるチャンバ性能の更に正確な特性記述が許容される。
【００６５】
先行技術においてユーザが直面する別の問題は、障害検出である。一枚の基板からは複数の半導体デバイスが作成され得る。各デバイスの品質を確実とするために、基板は、処理の全体に亙り定期的に測定され得る。
【００６６】
概略的に、障害検出は、基板処理の一体的部分である。本明細書において論じられる如く、障害検出とは、基板および／または基板処理において欠陥を識別するプロセスを指している。障害検出の例としては、限定的なものとしてで無く、誤整列の識別、基板上の欠陥の識別、基板処理における欠陥の識別、および、薄膜除去の識別が挙げられる。
【００６７】
先行技術においては、障害検出を実施する種々の方法が在る。一例においては、光学的計測ツールが採用され、基板上の欠陥が識別されることを許容し得る該基板の画像が生成され得る。図８は、先行技術の光学的計測ツールにより測定されつつある基板のブロック図を示している。たとえば、基板８０２が処理されたという状況を考える。障害検出を実施すべく、光学的計測ツール８０４が採用され得る。画像を捕捉する上で、光学的計測ツール８０４は、基板８０２の十分な画像を捕捉すべく表面から反射されるべき光に依存し得る。
【００６８】
一例において、光学的計測ツール８０４は、点８０６および８０８にて基板の十分な画像を取り込み得る、と言うのも、光が平坦な表面から反射されつつあるときに該光は、複数の方向には跳ね返らない傾向だからである。但し、光は（たとえば湾曲したもしくは角度付けされた）非平坦な表面からは複数の方向に跳ね返ることから、基板縁部（点８１０）に沿い該基板の画像を捕捉する上で光学的計測ツール８０４は更に困難さを有し得る。
【００６９】
基板縁部の画像を捕捉すべく、電子顕微鏡検査法が採用され得る。但し、電子顕微鏡検査法は、基板の画像を捕捉する上では高価な技術であり、実施するためには高価なツールおよび高レベルの技術専門知識を必要とする。
【００７０】
第１に、電子顕微鏡検査法は、基板が真空で視認されることを必要とする、と言うのも、電子顕微鏡検査法は、他の電子により影響され得る繊細な機器とされる傾向があるからである。これに加え、サンプル・サイズの制限の故に電子顕微鏡検査法は、通常、基板を更に小寸の断片へと破断することを必要とする。結果として電子顕微鏡検査法は、通常は、基板処理の間におけるインライン計測ツールとしては使用されない。電子顕微鏡検査法は、基板全体を収容するに十分なほど大寸とされ得るが、所有のコストは非常に不経済であり得る。これに加えて電子顕微鏡検査法は、概略的に、基板の組成に影響し得る特殊な調製を必要とする。
【００７１】
先行技術において、基板処理は、概略的に基板の縁部から離間して実施されてきた。故に、光学的計測ツールが基板の縁部に沿う十分な画像を捕捉できなくても、問題は引き起こされなかった。しかし、基板の縁部に沿う処理を制御し得ないので、基板上の貴重な資源が損なわれてきた。近年、新たなツールは、基板の縁部に沿う処理に焦点を合わせている。しかし、この種のツールに障害検出を実施させ得る形式の画像を提供する上で、先行技術の計測ツールおよび方法は十分でない。
【００７２】
本発明の実施例に依れば、基板縁部における明瞭かつ鮮明な画像を捕捉するベベル検査モジュール（ｂｅｖｅｌ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｍｏｄｕｌｅ）（ＢＩＭ）が提供される。本発明の実施例においてＢＩＭは、基板のベベル縁部の十分な画像の捕捉を更に助長する環境を生成し得るハードウェアを含み得る。本発明の実施例は、また、上記画像を操作し、基板縁部を包含する処理領域に対する障害検出を実施する段階も含む。
【００７３】
たとえば、縁部に沿いまたは縁部の近傍にて基板が処理されつつある状況を考える。基板の縁部に沿い処理することにより、基板の資源は最大化され得る。しかし、最大化は、実質的に欠陥なしで処理が達成されたときにのみ行われ得る。先行技術において、基板の縁部の回りの領域は概略的に損なわれていた、と言うのも、障害検出を実現することは困難だったからである。
【００７４】
本発明の実施例は、先行技術においては捕捉が困難であった（たとえば基板の縁部に沿う）画像を捕捉するベベル検査モジュール（ＢＩＭ）を提供する。本発明のひとつの見地にて本発明者等は、本明細書において、斯かる環境を生成するために上記ＢＩＭの種々の構成要素は、異なる視点および角度において画像を捕捉する融通性を有する必要があることを見出した。
【００７５】
一実施例において、カメラ、光学機器用包囲体、カメラ取付け部材などの如きハードウェアは、調節可能な位置決め機能を以て実施されることから、該ハードウェアの位置決めにおける融通性が提供される。別の例にて本発明者等は、本明細書において、照明が不十分であると明瞭かつ鮮明な画像を捕捉する機能が妨げられることを見出した。一実施例において上記ＢＩＭは、付加的な照明（たとえば背面照明）を提供することから、背景と基板との間のコントラストを提供する。
【００７６】
一実施例において上記ＢＩＭは、プラズマ処理システムに対して取付けられ得るスタンドアロン・ツールである。上記ＢＩＭをプラズマ処理システムに対して取付けることにより、該ＢＩＭは、基板処理の間におけるインライン計測ツールとして採用され得る。
【００７７】
本発明の特徴および利点は、以下における図面に対する参照および考察により更に良好に理解され得る。
【００７８】
図９は、一実施例においてベベル検査モジュール（ＢＩＭ）を備えたプラズマ処理システムの全体図のブロック図を示している。本明細書において、種々の実施方式は、プラズマ処理システムを用いて論じられ得る。しかし、本発明は、プラズマ処理システムに限定されるので無く、ベベル縁部の観察を所望し得る任意の処理システムと共に採用され得る。
【００７９】
プラズマ処理システム９００は、複数の基板保持箇所を含み得、該箇所によれば、基板が大気雰囲気搬送モジュール９０２から真空雰囲気搬送モジュール９０４を経てひとつ以上の処理モジュール（９０６、９０８、９１０および９１２）へと移動し、最終的には、該プラズマ処理システム９００に戻るときに、該基板は処理され得る。
【００８０】
基板９１４は、正面開口式カセット一体型搬送／保管箱（ＦＯＵＰ）９１８上に載置され得る。大気雰囲気搬送モジュール９０２内のロボット式アーム９２０は、基板９１４を整列器９２２まで移動させ得る。整列器９２２にて、基板９１４は、適切に中心合わせされ得る。一旦中心合わせされたなら、ロボット式アーム９２０は、基板９１４をＢＩＭ９１６へと移動し得る。一実施例において、ＢＩＭ９１６は、整列器を含み得る。もし上記ＢＩＭの一部として整列器が含まれるなら、整列器９２２は不要とされ得る。
【００８１】
ＢＩＭ９１６においては、基板９１４の処理前画像が取り込まれ得る。ＢＩＭ９１６が処理前画像の取り込みを一旦完了したなら、ロボット式アーム９２０は、基板９１４をエアロック・モジュール（ＡＬ９２４およびＡＬ９２６）の一方へと移動させ得る。大気雰囲気搬送モジュール９０２と真空雰囲気搬送モジュール９０４との間における環境に適合するという上記エアロック・モジュールの機能によれば、基板９１４は、損傷されずに２つの加圧環境間を移動し得る。
【００８２】
ＡＬ９２４の如きエアロック・モジュールから、基板９１４は、真空雰囲気搬送モジュール９０４内のロボット式アーム９２８により、処理モジュール（９０６、９０８、９１０および９１２）の内のひとつの処理モジュール内へと移動され得る。処理の間において、基板９１４は、定期的に分析され得る。一例において、処理モジュール９０６内において処理が完了した後、ロボット式アーム９２８は、基板９１４を処理モジュール９０６から真空雰囲気搬送モジュール９０４およびＡＬ９２４を通してロボット式アーム９２０へと搬送し得る。ロボット式アーム９２０は、インライン検査を実施するために基板９１４をＢＩＭ９１６へと移動し得る。検査が一旦完了されたなら、基板９１４は、各処理モジュールの内のひとつの処理モジュールへと戻し移動されて処理が継続され得る。ＢＩＭ９１６は、プラズマ処理システムに対して接続され得ることから、インライン計測は、処理の全体に亙り定期的に実施され、操作者は、基板９１４の分析を実施し得る。
【００８３】
一実施例において、ＢＩＭ９１６は、プラズマ処理システム９００から切り離され得る。ＢＩＭ９１６は、依然として、自身が接続された如く同様のサポートを提供し得るが、付加的なステップが実施されるべきこともある。ＢＩＭ９１６をプラズマ処理システム１００に接続することにより、手動的な干渉なしでインライン計測が実施され得る。
【００８４】
図１０は、一実施例におけるＢＩＭのシステム概略図を示している。ＢＩＭ１０００は、包囲体１００２を有し得、該包囲体によればＢＩＭ１０００は、大気雰囲気搬送モジュールに対して直接的に取付けられ得る。一実施例においては、大気雰囲気搬送モジュールに対して直接的に接続されることにより、ＢＩＭ１０００は、基板処理の間においてインライン計測の実施を可能とし得る。
【００８５】
ＢＩＭ１０００は、通過用開口１００４を有し得、該開口から基板は、基板チャック１００６上へと載置され得る。ＢＩＭ１０００は、また、基板および基板ノッチを識別し得るノッチ／ウェハ縁部センサ１００８も含み得る。ノッチ／ウェハ縁部センサ１００８は、図９の整列器９２２と同様に挙動し得る。もしノッチ／ウェハ縁部センサ１００８がＢＩＭ１０００内に含まれるなら、整列器は選択的モジュールとされ得る。
【００８６】
ＢＩＭ１０００は、また、基板が基板チャック１００６の頂部上に配設された時点を識別し得る真空センサ／スィッチ１０１０も含み得る。一例において、真空センサ／スィッチ１０１０が“オン”位置に在るとき、基板は、基板チャック１００６に対して強固に取付けられ、ロボット式アームが該基板を取り外すことが阻止される。真空センサ／スィッチ１０１０が“オフ”位置に在るとき、上記ロボット式アームは、ＢＩＭ１０００から基板を取り外し得る。
【００８７】
ＢＩＭ１０００は、また、入力／出力盤であるインタフェース・カード１０１２も含み得る。インタフェース・カード１０１２は、ＢＩＭ１０００により利用され得る電子機器のコントローラとして作用し得る。ＢＩＭ１０００は、また、インタフェース・カード１０１２に対して接続され得るコンピュータ１０１４も含み得る。
【００８８】
ＢＩＭ１０００は、また、画像の取り込みを可能とするカメラ１０１６および光学機器用包囲体１０１８も含み得る。光学機器用包囲体１０１８は、カメラ１０１６から延在され得る。カメラ１０１６および光学機器用包囲体１０１８は、カメラ取付け部材１０２０上に取付けられる。ＢＩＭ１０００は、また、背景に対する照明を提供する背面ライト１０２２も含み得る。
【００８９】
図１１は、一実施例におけるカメラ取付け部材上のカメラおよび光学機器用包囲体を拡大したシステム概略図を示している。ＢＩＭ１１００は、カメラ１１０４から延在され得る光学機器用包囲体１１０２を含み得る。カメラ１１０４は、カメラ取付け部材１１０６に対して取付けられ得る。
【００９０】
一実施例においてカメラ取付け部材１１０６は、矢印１１１６により示された方向に伸縮され得る。カメラ取付け部材１１０６を調節することにより、カメラ１１０４および光学機器用包囲体１１０２の位置が修正されることで、基板のサイズおよび／または分析されつつある基板領域のサイズが考慮され得る。一例において、カメラ取付け部材１１０６は、調節されるべきこともある、と言うのも、基板のサイズは、２００ミリメートル〜３００ミリメートルで変化するからである。
【００９１】
一実施例において、カメラ１１０４は、矢印１１１２により示された如く垂直方向に移動されることで、該カメラ１１０４は、異なる有効距離にて画像を捕捉し得る。別実施例において、カメラ１１０４は、矢印１１１４により示された如く横方向に移動されることで、該カメラ１１０４は、基板のサイズおよび／または分析されつつある基板領域のサイズに対して更に調節され得る。更に別の実施例において、カメラ１１０４は、矢印１１１０により示された如く回転することで、該カメラ１１０４は、基板の異なる概観（たとえば、頂部、底部および側部）を捕捉し得る。一例において、カメラ１１０４は、基板の平面概観を捕捉すべく調節され得る。別の例において、カメラ１１０４は、基板のベベル縁部の直接的概観（たとえば側面概観）を捕捉すべく調節され得る。
【００９２】
一実施例においては、光学機器用包囲体１１０２も調節され得る。一例において、光学機器用包囲体１１０２は、矢印１１０８により示された如く回転することで、該光学機器用包囲体は、異なる角度にて照明を提供可能とされ得る。
【００９３】
調節されるというカメラ１１０４、光学機器用包囲体１１０２およびカメラ取付け部材１１０６の機能に依れば、ＢＩＭ１１００に対しては、異なる角度、有効距離および位置にて画像を捕捉する融通性が提供される。故に、捕捉され得る画像の形式の制御は、洗練され得る。上述された如く、上記ＢＩＭのハードウェアは、調節可能な部分を以て実現されることから、該ハードウェアの位置決めにおける融通性が提供される。
【００９４】
図１２は、一実施例におけるＢＩＭの断面図を示している。基板の画像が取り込まれつつあるという状況を考える。ＢＩＭ１２００は、基板チャック１２０４の頂部上に載置された基板１２０２を含み得る。基板チャック１２０４は、回転モータ１２０６に対して接続されることで、基板１２０２の回転を可能とし得る。回転する機能によれば、基板チャック１２０４は、カメラ１２０８に対する所定位置へと基板１２０２を移動させることで、該基板１２０２の画像を捕捉して該基板１２０２の異なる箇所の画像の捕捉を許容し得る。
【００９５】
ＢＩＭ１２００は、カメラ取付け部材１２１０も含み得る。カメラ取付け部材１２１０に対しては、カメラ１２０８および光学機器用包囲体１２１２が取付けられ得る。光学機器用包囲体１２１２は、レンズ１２１４、レンズ１２１６およびビームスプリッタ１２１８を含み得る。
【００９６】
照明は、ライト１２２２により提供され得る。一実施例においてライト１２２２は、発光ダイオード（ＬＥＤ）とされ得る。一実施例においてライト１２２２は、三波長ＬＥＤとされ得る。複数の波長を提供することにより、膜厚、変化特性および／または屈折率が変化するにつれて照明は変化され得る。一例において、大きな屈折率を有する薄膜の画像を捕捉するには、更に短い波長のＬＥＤが利用され得る。光１２２２は、外側からビームスプリッタ１２１８を介して光学機器用包囲体１２１２へと流入し得、該ビームスプリッタは、光１２２２をレンズ１２１４に向けて下方に導向し得る。
【００９７】
基板縁部と背景との間のコントラストを高めるために、背面ライト１２２４が配備され得る。基板は、丸み付けされ得るベベル縁部を有し得ることから、光は、基板から跳ね返り、良好な画像の捕捉が阻止されることがある。先行技術においては、背面ライトが配備されないこともあり、基板の縁部が明瞭には限定され得ないという画像に帰着する。一実施例においてＢＩＭ１２００は、基板１２０２の縁部の強調を助力し得る背面ライト１２２４を含み得る。背面ライト１２２４を付加することにより、基板の縁部と背景との間にはコントラストが提供される。換言すると、基板１２０２の縁部が照明されることで、カメラ１２０８および光学機器用包囲体１２１２は、基板の縁部を背景から明確に区別する該基板１２０２の縁部の画像を捕捉し得る。
【００９８】
一実施例においてレンズ１２１４の視野は、カメラ１２０８により撮影されつつある領域を増減すべく変更され得る。これに加え、レンズ１２１４の倍率は変更され得る。一例において、更に短い波長のＬＥＤは、明瞭な画像を生成するために更に大きな倍率を必要とし得る。
【００９９】
図１０、図１１および図１２は、ＢＩＭの種々の概観を示している。理解され得る如く上記ＢＩＭの実施例は、障害検出に採用され得る明瞭かつ鮮明な画像の提供を助長する環境を提供する。一例において上記ＢＩＭは、調節され、移動され、且つ／又は、回転されるという融通性を有する構成要素を含むことから、上記カメラ、光学機器用包囲体および基板は、明瞭な画像が捕捉され得る如く位置決めされ得る。更に、付加的な照明が提供されることで、基板の縁部と背景との間のコントラストを示す画像が取り込まれ得る。
【０１００】
上記ＢＩＭによれば、更に明瞭かつ更に鮮明な画像が生成されることで、基板の縁部に沿い障害検出が行われ得る。次の各図は、ＢＩＭにより捕捉された画像が障害検出を実施すべく利用され得る様式を示している。
【０１０１】
一実施例において、ＢＩＭにより生成され得る画像の明瞭さの故に、今や基板の縁部に沿う欠陥が検出され得る。
【０１０２】
図１３は、一実施例においてＢＩＭにより捕捉された画像であって、基板の縁部に沿い生ずるアーク放電を示すという画像の一例を示している。画像１３００は、処理の間に生じたアーク放電の例であり得るピット痕１３０２、１３０４、１３０６、１３０８、１３１０および１３１２を示している。先行技術においては、基板の縁部から離間して生じ得るアーク放電の画像を捕捉すべく光学的計測ツールが採用され得る。しかし、先行技術の光学的計測ツールは、概略的に、基板縁部に沿う明瞭な画像を捕捉する機能を有さない。基板処理の間に縁部に沿い生じ得るアーク放電の如き欠陥を識別するために、ＢＩＭが採用されることで、基板の縁部の鮮明で明瞭な画像が捕捉され得る。
【０１０３】
図１４は、一実施例においてＢＩＭにより生成された画像であって、誤整列を識別する上で利用され得るという画像の一例を示している。画像１４００は、基板縁部の所定領域の画像を示している。ライン１４０２は、基板の縁部を表し得る。ライン１４０４は、基板が平坦であり得る最後の点を表し得る。ライン１４０６は、薄膜層が全体的に除去された箇所を表し得る。曲線１４０８は、処理の間において生じ得る複数の干渉縞（たとえば１４１０、１４１２）を表し得る。各干渉縞は、基板の縁部からの距離であって、エッチング速度が一定であり得るという距離を表し得る。
【０１０４】
ライン１４０６からライン１４０２までの距離が種々の配向度（θ）において実質的に同一であるなら、基板は、処理チャンバにおいて実質的に中心合わせされ且つ誤整列は、最小限もしくは実質的にゼロである。但し、ライン１４０２からライン１４０６までであるという基板の縁部からの距離が、種々の配向度（θ）にて同一でなければ、誤整列が存在し得る。配向度（θ）に対し、基板の縁部からの複数の距離をプロットすることにより、偏心プロット図形が生成され得る。もし付加的な偏心プロット図形が所望されるなら、ライン１４０６は、上記複数の干渉縞の内のひとつの干渉縞により置き換えられ得る。一例においては、ライン１４０２から干渉縞１４１２まで、基板の縁部からの複数の距離に対して偏心プロット図形が生成され得る。
【０１０５】
図１５は、一実施例において偏心プロット図形（すなわち、配向度に対する、一定のエッチング速度となる中心点からの距離）を示す簡単なグラフである。
【０１０６】
グラフ図１５００は、複数の配向度（θ）に対してプロットされた、基板の縁部からの複数の距離（Ｅ）を示している。理解され得る如く、図１５は、図５と類似している。主な相違は、図１５においては、距離が基板の中心点からではなく基板の縁部からであることである。各干渉縞に対し、偏心プロット図形がプロットされ得る。一実施例において上記偏心プロット図形は、実質的に正弦波状の形状を有し得る。一実施例において処理中心点は、少なくともひとつの偏心プロット図形から計算され得る。
【０１０７】
偏心プロット図形が一旦プロットされたなら、曲線適合式（たとえば、フーリエ変換からのフーリエ級数式、最小二乗法など）が採用されることで、式２に対するパラメータが決定され得る。
【０１０８】
【数２】
【０１０９】
【表２】
【０１１０】
図１６は、一実施例においてＢＩＭにより捕捉された画像を利用して基板チャックに対する処理中心点を計算する各ステップを示す簡単なフローチャートを示している。
【０１１１】
第１のステップ１６０２においては、基板が提供される。一実施例において、上記基板は薄膜層（たとえば屈折薄膜層）を有し得る。
【０１１２】
次のステップ１６０４においては、基板の縁部における領域がプラズマ処理チャンバ内で処理され得る。一例において、処理され得る上記領域は、基板の縁部から３ミリメートルを越える基板区画を含まない。
【０１１３】
基板がプラズマ処理チャンバから一旦取出されたなら、次のステップ１６０６にて、上記ＢＩＭは、基板の処理済み領域の複数の画像を捕捉し得る。
【０１１４】
次のステップ１６０８においては、異なる配向度にて、ひとつの干渉縞に対して基板の縁部から複数の距離が測定され得る。
【０１１５】
次のステップ１６１０においては、基板の縁部からの上記複数の距離が配向度（θ）に対してプロットされることで、偏心プロット図形が生成され得る。偏心プロット図形は、各干渉縞に対してプロットされ得るが、基板オフセットはひとつの偏心プロット図形により決定され得る。
【０１１６】
次のステップ１６１２にては、曲線適合式（たとえば、フーリエ変換からのフーリエ級数式、最小二乗法など）が採用され、基板オフセットに対する各パラメータが決定され得る。当業者であれば、曲線適合式に精通しているであろう。結果として、更なる考察は、提供されない。上記式２に対して各パラメータが一旦決定されたなら、最後のステップ１６１４にて、各パラメータは、搬送モジュール（たとえば、真空雰囲気搬送モジュール、大気雰囲気搬送モジュールなど）におけるロボット式アームに対して伝えられ得る。結果として上記ロボット式アームは、今や、基板が基板チャックの処理中心点へと案内され得る如く、該基板を基板チャック上でオフセットさせる正しい座標を有し得る。
【０１１７】
図１７は、一実施例においてＢＩＭにより捕捉された画像を操作して障害検出を実施する画像処理フローチャートを示している。
【０１１８】
第１のステップ１７０２にて、ＢＩＭは、基板の画像を捕捉し得る。一実施例において、画像はカラーとされ得る。
【０１１９】
次のステップ１７０４にて、上記画像は、コンピュータ・システムへとアップロードされ得ると共に、該画像のデジタル・ファイルが生成され得る。
【０１２０】
次のステップ１７０６にて、上記画像は、通常は、８ビット画像であるというグレースケール画像へと変換され得る。
【０１２１】
次のステップ１７０８にては、平滑化処理およびｃａｎｎｙ処理が実施され得る。平滑化処理およびｃａｎｎｙ処理とは、画像からノイズが除去され得ると共に画像の縁部が強調され得るというフィルタリング技術を指している。
【０１２２】
次のステップ１７１０にては、閾値処理が実施され得る。閾値処理とは、上記画像を８ビット画像から１ビット画像へと変換することを指している。換言すると、上記画像の縁部のみが今や視認され得る。ＢＩＭにより捕捉された画像の例に対する閾値処理を示す図１８を参照されたい。領域１８０２は、処理に先立つ基板の画像を表し得る。領域１８０４は、閾値処理が実施された後の基板の画像を表し得る。該画像から理解され得る如く、干渉縞の縁部、膜厚、および、ベベル縁部以外の全てが排除され得る。一実施例においては、付加的なフィルタリングが実施されることで、ベベル縁部と第１干渉縞とに対するラインのみが残存するまで、画像内に存在し得る付加的ノイズが除去され得る。
【０１２３】
次のステップ１７１２にては、上記ラインが抽出され得ると共に、間隔が計算されることで、基板の縁部からの距離が決定され得る。本明細書において論じられる如く、上記間隔とは、基板の縁部と、第１干渉縞との間の距離を指している。ステップ１７０２乃至１７１２は、異なる配向度における画像に対して反復され得る。一実施例において、間隔データは、少なくとも４つの異なる配向度に対して抽出され得る。
【０１２４】
次のステップ１７１４にて、上記複数の間隔は、配向度に対してプロットされることで、正弦波状曲線であり得る偏心プロット図形が生成され得る。
【０１２５】
次のステップ１７１６にては、曲線適合式（たとえば、フーリエ変換からのフーリエ級数式、最小二乗法など）が採用されて、基板オフセットに対する各パラメータが決定され得る。
【０１２６】
最後のステップ１７１８にては、調節された処理中心点に対する各パラメータが（たとえば大気雰囲気搬送モジュール、真空雰囲気搬送モジュールなどの）搬送モジュールにおけるロボット式アームに対して伝えられ得る。
【０１２７】
図１９は、一実施例においてＢＩＭにより捕捉されて干渉縞を有する基板の画像の例を示している。ライン１９０２は、基板の縁部を表し得る。ライン１９０４からライン１９０６まで、薄膜層は、処理の間において取り除かれ得る。曲線１９０８は、処理の間において生じ得る複数の干渉縞を表し得る。本明細書において論じられる如く、干渉縞とは、反射光の振幅の最大値もしくは最小値を指している。以下の式３は、連続的な２つの干渉縞間の厚みを計算すべく利用され得る。
【０１２８】
【数３】
【０１２９】
【表３】
【０１３０】
連続的な２つの干渉縞の厚み変化は計算され得る、と言うのも、波長および屈折率の両方が既知変数だからである。上記波長は、ＢＩＭにおいて画像を捕捉すべく採用され得る上記ＬＥＤの波長に対して関連付けられる。上記薄膜の屈折率は、既知であると共に、基板に対して適用され得る薄膜の種類に依存する。一例において、上記波長は、５００ナノメータであり且つ屈折率は２．５である。この例に対する厚み変化は、１００ナノメータである。換言すると、干渉縞間の厚み（１９１０）は各々１００ナノメータである。
【０１３１】
各干渉縞に対し、基板の縁部からの距離が計算され得る。一例において、干渉縞１９１４に対する基板の縁部からの距離（１９１２）は、約１，８７５ミリメートルである。故に曲線１９０８は、特定の配向度に対する基板の厚み変化特性を表し得る。
【０１３２】
一実施例において、上記厚み変化特性は、エッチング深度変化特性へと変換され得る。上記薄膜層の厚みは、既知であることから、厚み変化（Δｔ）は、元の膜厚から減算されることで、エッチング深度が決定され得る。各厚み変化に対し、エッチング深度が計算され得る。エッチング深度が一旦特定されたなら、上述の発明性のある円形定常エッチング速度方法が採用されることで、基板オフセットが決定され、最終的には、処理チャンバに対する基板チャックの処理中心点が決定され得る。
【産業上の利用可能性】
【０１３３】
本発明の実施例から理解され得る如く、上記ＢＩＭは、基板を損なわずに該基板のベベル縁部の明瞭かつ鮮明な画像を捕捉し得るインライン検査ツールを提供する。明瞭かつ鮮明な画像によれば、ベベル縁部に沿う障害検出が実施されることで、基板における誤整列および欠陥が識別かつ解決され得る。これに加え、障害検出を実施する上記機能によれば、基板の縁部に沿い行われ得る処理の更に良好な制御が可能とされる。更に、上記式から基板を排除することにより、チャンバ性能の更に正確な特性記述が達成され得る。
【０１３４】
本発明は、幾つかの実施例に関して記述されたが、本発明の有効範囲内に収まる変更物、置換物および均等物が在る。同様に、本明細書において上記発明の名称、発明の概要、および、要約は、便宜のために提供されており、本明細書における各請求項の有効範囲を解釈するために使用されるべきではない。更に、本出願において、一群の“ｎ”個とは、その群におけるゼロ個以上の“ｎ”個を指している。また、本発明の方法および装置を実現する多くの代替的な様式が在ることも銘記すべきである。故に、以下の添付の請求項は、本発明の精神および有効範囲内に収まる斯かる変更物、置換物および均等物の全てを包含すると解釈されるべきことが意図される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の画像を捕捉するベベル検査モジュールであって、
上記基板を支持する基板チャックと、
回転モータであって、上記基板チャックは、該回転モータに対して取付けられ、該回転モータは、上記基板チャックを回転させることで上記基板の回転を許容すべく構成されるという回転モータと、
カメラと、
上記カメラに対して取付けられた光学機器用包囲体であって、回転すべく構成されることで上記基板に向けた光の導向を可能にするという光学機器用包囲体と、
カメラ取付け部材であって、上記カメラは、該カメラ取付け部材上に設置されており、該カメラ取付け部材は、上記カメラが１８０°平面上で回転するのを可能とすることで上記カメラが上記画像を捕捉することを許容すべく構成され、上記画像は、上記基板の平面概観、底部概観および側面概観の内の少なくともひとつを含むというカメラ取付け部材と、
上記基板に対する照明を提供することで上記カメラが上記画像を捕捉することを可能とすべく構成された背面ライト機構であって、上記画像は、上記基板と背景との間のコントラストを示すという背面ライト機構とを備えて成る、
ベベル検査モジュール。
【請求項２】
当該ベベル検査モジュールをプラズマ処理システムに対して取付け可能とする包囲体を更に含む、請求項１記載のベベル検査モジュール。
【請求項３】
前記基板および基板ノッチを識別すべく構成されたノッチ／ウェハ縁部センサを更に含む、請求項１記載のベベル検査モジュール。
【請求項４】
前記基板が検査されている間に該基板が抜き取られるのを阻止すべく構成された真空センサ／スィッチを更に含む、請求項１記載のベベル検査モジュール。
【請求項５】
前記カメラ取付け部材は、調節可能に構成されることで、該カメラ取付け部材は、前記基板のサイズを考慮すべく調節されることが可能とされる、請求項１記載のベベル検査モジュール。
【請求項６】
前記カメラは、垂直方向、横方向および回転方向の内の少なくともひとつの方向に調節可能に構成されることで、該カメラは、前記基板の前記平面概観、前記底部概観および前記側面概観の内の少なくともひとつを含む前記画像を捕捉すべく調節されることが可能とされる、請求項１記載のベベル検査モジュール。
【請求項７】
前記カメラにより捕捉された前記画像は、前記基板の縁部を前記背景から区別する、請求項１記載のベベル検査モジュール。
【請求項８】
前記画像からの一群の測定データが補外されて、前記基板における欠陥が識別される、請求項７記載のベベル検査モジュール。
【請求項９】
前記画像から補外された一群の測定データは、膜厚変化特性を生成すべく採用される、請求項７記載のベベル検査モジュール。
【請求項１０】
前記画像から補外された一群の測定データは、誤整列を識別すべく採用される、請求項７記載のベベル検査モジュール。
【請求項１１】
前記一群の測定データは、処理チャンバのチャックに対する処理中心点を特定すべく採用される、請求項１０記載のベベル検査モジュール。
【請求項１２】
処理チャンバにおけるチャックの処理中心点を算出する方法であって、
処理済み基板の縁部の画像を、ベベル検査モジュールを採用することにより捕捉する段階と、
干渉縞に対して上記処理済み基板の上記縁部から一群の距離を測定する段階であって、該一群の距離は、一群の配向度にて測定されるという段階と、
上記一群の配向度に対する上記一群の距離のグラフ表現である偏心プロット図形を生成する段階と、
上記偏心プロット図形に対して曲線適合式を適用することにより上記処理中心点を算出する段階とを備えて成る、
方法。
【請求項１３】
前記偏心プロット図形を一群の偏心プロット図形から選択する段階と、
上記一群の偏心プロット図形を一群の干渉縞に対して生成する段階とを更に備えて成る、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記偏心プロット図形として正弦波状曲線を生成する段階を更に備えて成る、請求項１２記載の方法。
【請求項１５】
前記曲線適合式として、フーリエ変換からのフーリエ級数式を使用する段階を更に備えて成る、請求項１２記載の方法。
【請求項１６】
前記曲線適合式として、正弦波式に対する最小二乗法を使用する段階を更に備えて成る、請求項１２記載の方法。
【請求項１７】
前記処理システムのロボット式アームに対して前記処理中心点の座標を伝える段階を更に備えて成る、請求項１２記載の方法。
【請求項１８】
前記処理済み基板内に屈折薄膜層を含める段階を更に備えて成る、請求項１２記載の方法。
【請求項１９】
前記ベベル検査モジュール内にカメラを含める段階と、
上記カメラをカメラ取付け部材に対して取付ける段階と、
上記カメラが１８０°平面上で回転するのを可能とすることで上記カメラが前記処理済み基板の前記画像を捕捉することを許容すべく、上記カメラ取付け部材を構成する段階と、
上記カメラに対して光学機器用包囲体を取付ける段階と、
上記光学機器用包囲体を回転すべく構成することで、上記処理済み基板に向けて光が導向されることを可能とする段階と、
基板チャックを回転モータに対して取付けて上記処理済み基板が回転することを可能とすることにより、上記カメラが上記処理済み基板の前記縁部の上記画像を捕捉することを可能とする段階と、
背面ライト機構を使用して上記基板に対する照明を提供することで上記カメラが上記画像を捕捉することを可能とする段階であって、上記画像は、上記処理済み基板と背景との間のコントラストを示すという段階とを更に備えて成る、請求項１２記載の方法。
【請求項２０】
処理チャンバにおけるチャックの処理中心点を決定する画像処理方法であって、
処理済み基板の画像を、ベベル検査モジュールを採用することにより捕捉する段階と、
上記画像をフィルタリングし、該画像からノイズを除去すると共に上記処理済み基板の縁部を強調する段階と、
干渉縞に対し、上記処理済み基板の上記縁部からの一群の間隔を測定する段階であって、該一群の間隔は、一群の配向度にて測定されるという段階と、
上記一群の配向度に対する上記一群の間隔のグラフ表現である偏心プロット図形を生成する段階と、
上記偏心プロット図形に対して曲線適合式を適用することにより上記処理中心点を算出する段階とを備えて成る、
方法。
【請求項２１】
前記画像をグレースケール画像へと変換する段階を更に備えて成る、請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
前記フィルタリング段階において平滑化処理およびｃａｎｎｙ処理技術を使用する段階を更に備えて成る、請求項２０記載の方法。
【請求項２３】
前記フィルタリング段階において閾値処理技術を使用する段階を更に備えて成る、請求項２０記載の方法。
【請求項２４】
前記偏心プロット図形として正弦波状曲線を生成する段階を更に備えて成る、請求項２０記載の方法。
【請求項２５】
前記曲線適合式として、フーリエ変換からのフーリエ級数式を使用する段階を更に備えて成る、請求項２０記載の方法。
【請求項２６】
前記曲線適合式として、正弦波式に対する最小二乗法を使用する段階を更に備えて成る、請求項２０記載の方法。
【請求項２７】
前記処理システムのロボット式アームに対して前記処理中心点の座標を伝える段階を更に備えて成る、請求項２０記載の方法。
【請求項２８】
前記処理済み基板内に屈折薄膜層を含める段階を更に備えて成る、請求項２０記載の方法。
【請求項２９】
前記偏心プロット図形を一群の偏心プロット図形から選択する段階と、
上記一群の偏心プロット図形を一群の干渉縞に対して生成する段階とを更に備えて成る、請求項２０記載の方法。
【請求項３０】
前記ベベル検査モジュール内にカメラを含める段階と、
上記カメラをカメラ取付け部材に対して取付ける段階と、
上記カメラが１８０°平面上で回転するのを可能とすることで上記カメラが前記処理済み基板の前記画像を捕捉することを許容すべく、上記カメラ取付け部材を構成する段階と、
上記カメラに対して光学機器用包囲体を取付ける段階と、
上記光学機器用包囲体を回転すべく構成することで、上記処理済み基板に向けて光が導向されることを可能とする段階と、
基板チャックを回転モータに対して取付けて上記処理済み基板が回転することを可能とすることにより、上記カメラが上記処理済み基板の前記縁部の上記画像を捕捉することを可能とする段階と、
背面ライト機構を使用して上記基板に対する照明を提供することで上記カメラが上記画像を捕捉することを可能とする段階であって、上記画像は、上記処理済み基板と背景との間のコントラストを示すという段階とを更に備えて成る、請求項２０記載の方法。
【請求項１】
基板の画像を捕捉するベベル検査モジュールであって、
上記基板を支持する基板チャックと、
回転モータであって、上記基板チャックは、該回転モータに対して取付けられ、該回転モータは、上記基板チャックを回転させることで上記基板の回転を許容すべく構成されるという回転モータと、
カメラと、
上記カメラに対して取付けられた光学機器用包囲体であって、回転すべく構成されることで上記基板に向けた光の導向を可能にするという光学機器用包囲体と、
カメラ取付け部材であって、上記カメラは、該カメラ取付け部材上に設置されており、該カメラ取付け部材は、上記カメラが１８０°平面上で回転するのを可能とすることで上記カメラが上記画像を捕捉することを許容すべく構成され、上記画像は、上記基板の平面概観、底部概観および側面概観の内の少なくともひとつを含むというカメラ取付け部材と、
上記基板に対する照明を提供することで上記カメラが上記画像を捕捉することを可能とすべく構成された背面ライト機構であって、上記画像は、上記基板と背景との間のコントラストを示すという背面ライト機構とを備えて成る、
ベベル検査モジュール。
【請求項２】
当該ベベル検査モジュールをプラズマ処理システムに対して取付け可能とする包囲体を更に含む、請求項１記載のベベル検査モジュール。
【請求項３】
前記基板および基板ノッチを識別すべく構成されたノッチ／ウェハ縁部センサを更に含む、請求項１記載のベベル検査モジュール。
【請求項４】
前記基板が検査されている間に該基板が抜き取られるのを阻止すべく構成された真空センサ／スィッチを更に含む、請求項１記載のベベル検査モジュール。
【請求項５】
前記カメラ取付け部材は、調節可能に構成されることで、該カメラ取付け部材は、前記基板のサイズを考慮すべく調節されることが可能とされる、請求項１記載のベベル検査モジュール。
【請求項６】
前記カメラは、垂直方向、横方向および回転方向の内の少なくともひとつの方向に調節可能に構成されることで、該カメラは、前記基板の前記平面概観、前記底部概観および前記側面概観の内の少なくともひとつを含む前記画像を捕捉すべく調節されることが可能とされる、請求項１記載のベベル検査モジュール。
【請求項７】
前記カメラにより捕捉された前記画像は、前記基板の縁部を前記背景から区別する、請求項１記載のベベル検査モジュール。
【請求項８】
前記画像からの一群の測定データが補外されて、前記基板における欠陥が識別される、請求項７記載のベベル検査モジュール。
【請求項９】
前記画像から補外された一群の測定データは、膜厚変化特性を生成すべく採用される、請求項７記載のベベル検査モジュール。
【請求項１０】
前記画像から補外された一群の測定データは、誤整列を識別すべく採用される、請求項７記載のベベル検査モジュール。
【請求項１１】
前記一群の測定データは、処理チャンバのチャックに対する処理中心点を特定すべく採用される、請求項１０記載のベベル検査モジュール。
【請求項１２】
処理チャンバにおけるチャックの処理中心点を算出する方法であって、
処理済み基板の縁部の画像を、ベベル検査モジュールを採用することにより捕捉する段階と、
干渉縞に対して上記処理済み基板の上記縁部から一群の距離を測定する段階であって、該一群の距離は、一群の配向度にて測定されるという段階と、
上記一群の配向度に対する上記一群の距離のグラフ表現である偏心プロット図形を生成する段階と、
上記偏心プロット図形に対して曲線適合式を適用することにより上記処理中心点を算出する段階とを備えて成る、
方法。
【請求項１３】
前記偏心プロット図形を一群の偏心プロット図形から選択する段階と、
上記一群の偏心プロット図形を一群の干渉縞に対して生成する段階とを更に備えて成る、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記偏心プロット図形として正弦波状曲線を生成する段階を更に備えて成る、請求項１２記載の方法。
【請求項１５】
前記曲線適合式として、フーリエ変換からのフーリエ級数式を使用する段階を更に備えて成る、請求項１２記載の方法。
【請求項１６】
前記曲線適合式として、正弦波式に対する最小二乗法を使用する段階を更に備えて成る、請求項１２記載の方法。
【請求項１７】
前記処理システムのロボット式アームに対して前記処理中心点の座標を伝える段階を更に備えて成る、請求項１２記載の方法。
【請求項１８】
前記処理済み基板内に屈折薄膜層を含める段階を更に備えて成る、請求項１２記載の方法。
【請求項１９】
前記ベベル検査モジュール内にカメラを含める段階と、
上記カメラをカメラ取付け部材に対して取付ける段階と、
上記カメラが１８０°平面上で回転するのを可能とすることで上記カメラが前記処理済み基板の前記画像を捕捉することを許容すべく、上記カメラ取付け部材を構成する段階と、
上記カメラに対して光学機器用包囲体を取付ける段階と、
上記光学機器用包囲体を回転すべく構成することで、上記処理済み基板に向けて光が導向されることを可能とする段階と、
基板チャックを回転モータに対して取付けて上記処理済み基板が回転することを可能とすることにより、上記カメラが上記処理済み基板の前記縁部の上記画像を捕捉することを可能とする段階と、
背面ライト機構を使用して上記基板に対する照明を提供することで上記カメラが上記画像を捕捉することを可能とする段階であって、上記画像は、上記処理済み基板と背景との間のコントラストを示すという段階とを更に備えて成る、請求項１２記載の方法。
【請求項２０】
処理チャンバにおけるチャックの処理中心点を決定する画像処理方法であって、
処理済み基板の画像を、ベベル検査モジュールを採用することにより捕捉する段階と、
上記画像をフィルタリングし、該画像からノイズを除去すると共に上記処理済み基板の縁部を強調する段階と、
干渉縞に対し、上記処理済み基板の上記縁部からの一群の間隔を測定する段階であって、該一群の間隔は、一群の配向度にて測定されるという段階と、
上記一群の配向度に対する上記一群の間隔のグラフ表現である偏心プロット図形を生成する段階と、
上記偏心プロット図形に対して曲線適合式を適用することにより上記処理中心点を算出する段階とを備えて成る、
方法。
【請求項２１】
前記画像をグレースケール画像へと変換する段階を更に備えて成る、請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
前記フィルタリング段階において平滑化処理およびｃａｎｎｙ処理技術を使用する段階を更に備えて成る、請求項２０記載の方法。
【請求項２３】
前記フィルタリング段階において閾値処理技術を使用する段階を更に備えて成る、請求項２０記載の方法。
【請求項２４】
前記偏心プロット図形として正弦波状曲線を生成する段階を更に備えて成る、請求項２０記載の方法。
【請求項２５】
前記曲線適合式として、フーリエ変換からのフーリエ級数式を使用する段階を更に備えて成る、請求項２０記載の方法。
【請求項２６】
前記曲線適合式として、正弦波式に対する最小二乗法を使用する段階を更に備えて成る、請求項２０記載の方法。
【請求項２７】
前記処理システムのロボット式アームに対して前記処理中心点の座標を伝える段階を更に備えて成る、請求項２０記載の方法。
【請求項２８】
前記処理済み基板内に屈折薄膜層を含める段階を更に備えて成る、請求項２０記載の方法。
【請求項２９】
前記偏心プロット図形を一群の偏心プロット図形から選択する段階と、
上記一群の偏心プロット図形を一群の干渉縞に対して生成する段階とを更に備えて成る、請求項２０記載の方法。
【請求項３０】
前記ベベル検査モジュール内にカメラを含める段階と、
上記カメラをカメラ取付け部材に対して取付ける段階と、
上記カメラが１８０°平面上で回転するのを可能とすることで上記カメラが前記処理済み基板の前記画像を捕捉することを許容すべく、上記カメラ取付け部材を構成する段階と、
上記カメラに対して光学機器用包囲体を取付ける段階と、
上記光学機器用包囲体を回転すべく構成することで、上記処理済み基板に向けて光が導向されることを可能とする段階と、
基板チャックを回転モータに対して取付けて上記処理済み基板が回転することを可能とすることにより、上記カメラが上記処理済み基板の前記縁部の上記画像を捕捉することを可能とする段階と、
背面ライト機構を使用して上記基板に対する照明を提供することで上記カメラが上記画像を捕捉することを可能とする段階であって、上記画像は、上記処理済み基板と背景との間のコントラストを示すという段階とを更に備えて成る、請求項２０記載の方法。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公表番号】特表２０１０−５０５２７８（Ｐ２０１０−５０５２７８Ａ）
【公表日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５３０５２１（Ｐ２００９−５３０５２１）
【出願日】平成１９年９月１４日（２００７．９．１４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０７８５７８
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０４２５８１
【国際公開日】平成２０年４月１０日（２００８．４．１０）
【出願人】（５０４４０１６１７）ラム リサーチ コーポレーション (87)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月１４日（２００７．９．１４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０７８５７８
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０４２５８１
【国際公開日】平成２０年４月１０日（２００８．４．１０）
【出願人】（５０４４０１６１７）ラム リサーチ コーポレーション (87)
【Ｆターム（参考）】
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