[发明专利]高速机械手运输下修正移动引起失真的工件表面成像方法

说明书

背景

在半导体处理中，利用可同时处理数个工件的系统。工件可为用于制造极大规模集成电路，或显示面板，或太阳能阵列的半导体晶片，或者工件可为在光刻中使用的掩模。对于半导体晶片，晶片可高速地（例如，每秒1.7米）被机械手运输通过工厂接口，以运输至数个平行处理腔室或模块的任一个。将晶片置于各处理腔室内的晶片支撑台座的中央为关键且必须为前后一致的。举例而言，可利用其中的一个处理腔室在晶片表面沉积膜，同时在晶片周围的小的环状区域或区被遮蔽以避免在周围区域沉积膜。此环状周围区域也可称为膜环状禁区域。可通过在薄膜沉积期间的光蚀刻掩模或通过其它适合技术而避免在环状周围禁区域中的膜沉积。举例而言，可在整体晶片表面上的膜沉积之后从环状周围禁区域去除膜层。在反应腔室中，晶片支撑台座上放置晶片的任何错误或非一致性可造成膜层边界并非与晶片边缘同轴。这种非同轴性可造成位于晶片周围的环状禁区域的半径宽度随着方位角度改变，使得在某些情况中，环状禁区域的宽度可能比所需产品规格相符的所需宽度大或小。

已实施某些尝试来提供晶片放置中的改变或错误的早期警告：当晶片被运输进出在其中膜层被遮蔽或沉积膜层的处理腔室时，检测膜层的非同轴性。大多数这些技术基于当晶片在处理工具外部时的测量或检测。已找到在晶片上原位测量的特征（例如，非同轴性或不具薄膜的环状区域宽度），以便在制造范围中节省空间且提供更适时的结果。然而，薄膜边缘环状禁区域的宽度或同轴性的精确原位测量受晶片运输的高速限制。这种高速（及/或加速或减速）可造成晶片图像失真，而不是晶片的真实圆形。在先前技术中，当晶片正在移动时，无法获得需要高度精确的晶片图像。因此，一种方式为当取得晶片的图像时减缓或停止晶片移动，从而可精确测量膜层的同轴性和宽度。这种方式降低生产率。

需要一种方式，其中在晶片上的各种表面特征的几何形状（例如，薄膜层的同轴性和宽度）可精确地被测量，而无须将晶片移动从高速移动（例如，每秒1.7米）的机械手减缓。另一需求为对晶片精确成像，以便检测且定位缺陷。

发明内容

提供一种用于获得在处理系统中的工件的图像的方法，所述处理系统包括机械手，所述机械手用于沿着工件运输路径传递工件进出所述系统的处理腔室。所述方法包括以下步骤：在所述工件由所述机械手而沿着所述工件运送路径的运送路径部分传递的同时，撷取狭长型静态视野的连续画面，所述狭长型静态视野相对于所述运送路径部分横向延伸。所述方法进一步包括以下步骤：在撷取所述连续画面期间，以狭长型照明模式(相对于所述运送路径部分横向延伸)照射所述运送路径部分；且限定包括所述连续画面的所述工件的图像。所述方法还包括以步骤：通过计算沿着所述运送路径部分的方向所述画面的各画面的相应的正确位置来修正移动引起的图像失真，且通过将所述图像中各画面的位置限定为相应的正确位置来修正所述图像。

在一个实施例中，所述狭长型静态视野的长度至少为工件直径且相对于所述运送路径部分横向延伸，并且宽度为所述图像的一个相片元素的等级。

在一个实施例中，所述失真修正通过以下步骤执行：以所述连续画面的各画面中所述工件的宽度与已知工件直径的比率的函数，来计算所述正确位置。

在另一实施例中，所述失真修正通过以下步骤执行：从相对应于所述机械手的动作的机械手速度状态信息来计算所述正确位置。在此另一实施例中，所述机械手速度状态信息是从含有限定预先决定的机械手速度状态的数据的机械手控制器存储器而获得的，或从响应于所述机械手的动作的编码器而获得。

在一个实施例中，所述撷取的步骤包括以下步骤：从狭长型阵列的光敏感元件撷取信号，且其中所述照射的步骤包括以下步骤：以一定范围内的入射角来照射所述光敏感元件的各个元件的模式，来提供阵列的光发射元件。

仍在另一实施例中，所述运送路径部分对应于平行于所述运送路径部分的Y轴及垂直于所述Y轴的X轴，所述方法进一步包括以下步骤：针对归因于所述视野与所述X轴之间的错位角的失真修正所述图像中的X轴坐标。此后者实施例可通过以下步骤执行：通过将在连续画面中晶圆中心位置的移动与所述错位角的函数相匹配，来确定所述错位角，并且利用包括所述错位角的所述函数的修正因子，来修正所述X轴坐标。

在又一实施例中，所述方法进一步包括以下步骤：修正所述图像的失真，所述失真来自所述工件在所述工件的平面内的振动。此后者实施例可通过以下步骤执行：寻找在所述画面的连续画面中所述晶片的中心的移动；通过所述连续画面限定所述晶片的所述中心的平均移动；且对于含有所述晶片中心与所述晶片的所述中心的所述平均移动之间的差值的各画面，以所述差值平移所述图像。