[0001] 本发明涉及一种晶圆位置探测装置和利用其的晶圆位置探测以及矫正方法。

[0002] 为了制造半导体元件或液晶显示器，在晶圆上执行光刻工艺、蚀刻工艺、离子注入工艺、蒸镀工艺、清洗工艺等多种工艺。

[0003] 在这些工艺中，蚀刻作业在位于蚀刻腔室内的静电卡盘(ESC；Electrostatic Chuck)上进行。为了精密地执行前述的工艺，要求将晶圆精密地放置在静电卡盘之上的规定位置，用于使晶圆位于在静电卡盘之上的规定位置的作业称为指导作业。

[0004] 公开有用于精密的指导作业的各种方法。例如，韩国公开专利第一0‑2018‑0109300号所公开的方法公开了在静电卡盘上设置受光区域而受光部件接收从受光区域反射的光来指导晶圆的位置的方法。

[0005] 另外，还公开有一种利用视频指导晶圆的方法。

[0006] 但是，到目前为止所公开的大多数方法是静电卡盘具有比晶圆大的面积的情况，存在难以适用于由于晶圆的面积比静电卡盘的面积宽而晶圆覆盖静电卡盘的情况的问题。

[0029] 以下，说明本发明的优选实施例，从而提供用于实施本发明的具体内容。本说明书以及权利要求书中所使用的术语或单词不应限于通常或词典上的意思来解释，发明人为了用最优的方法来说明自己的发明，本着可以适当定义术语概念的原则，因此应解释为符合本发明的技术构思的含义和概念。

[0030] 在说明本发明的实施例的构成要件时，可以使用第一、第二、A、B、(a)、(b)等术语，但这些术语只是用于将其构成要件与其它构成要件区分，并不被其术语限定为相应构成要件的本质、次序或顺序等。

[0031] 首先，参照附图的同时说明本发明的第一形式即晶圆指导装置的一个实施例。

[0032] 图1是根据本发明的一个实施例的晶圆指导装置的框图，图2是用于说明静电卡盘和激光距离传感器的关系的图，图3及图4是用于说明利用激光距离传感器计量从第一定点到静电卡盘边缘的距离的图，图5及图6是用于说明利用激光距离传感器计量从第一定点到晶圆边缘的距离的图，图7是用于说明移送晶圆的机器人的图。

[0033] 根据本实施例的晶圆指导装置作为调节配置在静电卡盘之上的晶圆的位置的装置，构成为包括激光距离传感器10和控制部20。

[0034] 所述激光距离传感器10是利用激光而测定两个点位之间的距离的传感器。在本实施例中，激光距离传感器10是组合有多个激光距离传感器的模组形式，构成为能够同时测定多个点位之间的距离。

[0035] 所述激光距离传感器10设置三个以上，在本实施例中，如图2所示那样设置三个。激光距离传感器10需要三个以上的理由是因为，至少需要三个点的坐标信息，才能将经过这三个点的圆确定为一个。

[0036] 所述控制部20作为控制配置在所述静电卡盘30之上的晶圆40的位置的结构，在本实施例中，构成为包括距离传感器控制部21和机器人控制部22。

[0037] 所述距离传感器控制部21利用所述激光距离传感器10而确认静电卡盘30和配置在静电卡盘30之上的晶圆40的相对位置，利用确认的相对位置来确认晶圆40是否配置在规定位置，若晶圆40配置在不是规定位置的位置，则利用机器人控制部22将晶圆40的位置移动到规定位置。

[0038] 如图7所示，所述机器人控制部22控制移送晶圆40的机器人R。

[0039] 以下，针对使用前述的结构来指导晶圆的位置的方法的实施例进行说明。

[0040] 指导晶圆的基本原理是将晶圆40配置在静电卡盘30和晶圆40能够成为同心圆的位置。为此，公开两种实施例，第一个实施例是测定从静电卡盘之上的特定的点(第一定点)到静电卡盘边缘的距离和到晶圆的边缘的距离并比较其距离之差而确认静电卡盘30和晶圆40是否为同心圆的方法，第二个实施例是利用测定从静电卡盘之上的特定的点(第一定点)到静电卡盘边缘的距离和到晶圆的边缘的距离的值来求得晶圆40的中心坐标而确认是否与静电卡盘30的中心重合的方法。

[0041] 在说明指导晶圆的方法前，针对要在说明中使用的几种术语进行定义。

[0042] 第一直线l是经过静电卡盘30的中心的任意直线。如图3及图5所示，为了指导晶圆，使用三个第一直线la、lb、lc。

[0043] 第一定点P1是所述第一直线l之上的点中的位于静电卡盘30内部的点。第一定点P1同样定义三个第一定点P1a、P1b、P1c。三个第一定点P1a、P1b、P1c和静电卡盘的中心O之间的距离既可以相同也可以不同。

[0044] 第二定点P2是所述第一直线l之上的点中的位于静电卡盘30外部的点。第二定点P2同样定义三个第二定点P2a、P2b、P2c。三个第二定点P2a、P2b、P2c和静电卡盘的中心O之间的距离同样既可以相同也可以不同。

[0045] 第三定点P3是所述第一直线l之上的点中的位于晶圆40外部的点。第三定点P3同样定义三个第三定点P3a、P3b、P3c。三个第三定点P3a、P3b、P3c和静电卡盘的中心O之间的距离同样既可以相同也可以不同。

[0046] 第一线段S1定义为连接第一定点P1和第二定点P2的线段，第一定点P1和第二定点P2分别各定义三个，因此第一线段同样定义三个第一线段S1a、S1b、S1c。

[0047] 第二线段S2定义为连接第一定点P1和第三定点P3的线段，第一定点P1和第三定点P3分别各定义三个，因此第二线段同样定义三个第二线段S2a、S2b、S2c。

[0048] 前述的第一直线、第一定点、第二定点、第三定点、第一线段、第二线段分别各定义三个是因为，在本实施例中使用三个激光距离传感器。若激光距离传感器的数量增加，则定义第一直线、第一定点、第二定点、第三定点、第一线段、第二线段的个数也要以相同数量一起增加。

[0049] 晶圆指导方法包括第一计量步骤和第二计量步骤，利用在第一计量步骤和第二计量步骤中计量的静电卡盘和晶圆的相对位置而判断晶圆是否在规定位置来指导晶圆。

[0050] 第一计量步骤是利用激光距离传感器10而计量静电卡盘30的位置的步骤，第二计量步骤是利用激光距离传感器10而计量配置在静电卡盘30之上的晶圆40的位置的步骤。静电卡盘30的位置是不改变，因此若执行一次第一计量步骤而计量静电卡盘30的位置，则不需要每当晶圆40进入工艺腔室时都执行。但是，当认定需要定期点检静电卡盘30的位置时，可以执行第一计量步骤。

[0051] 如图3所示，所述第一计量步骤计量从第一直线l之上的第一定点P1到静电卡盘的边缘的距离。其使用利用激光距离传感器10而重复计量从激光距离传感器10到第一线段S1的各点的距离的方法。图4示出激光距离传感器10的测定结果。x轴是从第一定点P1到测定点的距离，y轴是激光距离传感器10和在第一线段S1之上的测定点之间的距离。如图4的曲线图所示，若经过静电卡盘30的边缘，则如图所示那样激光距离传感器10和第一线段S1之上的测定点之间的距离增加。可以利用此曲线图而从第一定点P1找到静电卡盘边缘并计算从第一定点P1到静电卡盘边缘的距离d。

[0052] 所述第一计量步骤通过三个激光距离传感器10a、10b、10c分别实现，因此可以计算以各个激光距离传感器测定的第一定点P1a、P1b、P1c和静电卡盘边缘之间的距离da、db、dc。

[0053] 如图5所示，所述第二计量步骤计量从第一直线l之上的第一定点到晶圆40的边缘的距离。图6示出激光距离传感器10的测定结果，为了参考，一起表示了静电卡盘30的计量结果。

[0054] 所述第二计量步骤通过三个激光距离传感器10a、10b、10c分别实现，因此可以计算以各个激光距离传感器测定的第一定点P1a、P1b、P1c和晶圆边缘之间的距离Da、Db、Dc。第二计量步骤利用与第一计量步骤相同的机理，因此省略详细说明。

[0055] 所述激光距离传感器10构成为组合有多个激光距离传感器的模组形式，可以一次性测定从激光距离传感器10到两个线段S1、S2之上的各点的距离。

[0056] 若通过所述第一计量步骤和第二计量步骤计量从第一定点P1a、P1b、P1c到静电卡盘边缘的距离da、db、dc和从第一定点P1a、P1b、P1c到晶圆边缘的距离Da、Db、Dc，则可以计算各个距离之差Da‑da、Db‑db、Dc‑dc，若其距离之差全部相同，则确认到静电卡盘30和晶圆40的中心相同。此时，不需要将晶圆40再移动而调节位置的指导。

[0057] 若其距离之差不都不同，则静电卡盘30和晶圆40的中心不相同，因此需要执行使晶圆40移动的指导作业，利用机器人R而使晶圆40移动并执行第二计量步骤，确认静电卡盘30和晶圆40是否为同心圆，若相同则结束指导，若不同则重复晶圆40的移动和第二计量步骤。

[0058] 针对晶圆指导方法的第二个实施例进行说明。

[0059] 本实施例的晶圆指导方法同样与前面说明的实施例相同，包括第一计量步骤和第二计量步骤，执行第一计量步骤和第二计量步骤的方法实质上相同，同样相同地利用三个激光距离传感器，因此省略详细说明。

[0060] 本实施例的指导方法以如下方式来实现：利用第一计量步骤和第二计量步骤的计量结果而求得静电卡盘30和晶圆40的中心坐标并进行比较。

[0061] 可以是，若用x、y坐标系表示放置有静电卡盘30的平面和放置有晶圆40的平面，并以特定的一个点(例如静电卡盘30的中心)作为原点，则可以利用第一计量步骤的计量结果而求得三个在第一直线上的静电卡盘30的边缘坐标，并可以利用其三个坐标而求得静电卡盘30的中心坐标。

[0062] 若以相同方法利用第二计量步骤的计量结果而求得三个在第一直线上的晶圆40的边缘坐标，则可以利用其三个坐标而求得晶圆40的中心坐标。

[0063] 利用在圆之上的三个坐标而求得圆的中心坐标是简单的几何，因此省略详细说明。

[0064] 若这样求得的静电卡盘30和晶圆40的中心坐标相同，则不再需要指导，若静电卡盘30和晶圆40的中心坐标不同，则通过机器人控制部22来移动机器人R而将晶圆40挪动并执行第二计量步骤，从而求得晶圆40的中心坐标并执行与静电卡盘30的中心比较的步骤，重复执行直至静电卡盘30的中心和晶圆40的中心相同。

[0065] 以上，对本发明的优选实施例进行说明，从而提供了用于实施本发明的具体内容，但本发明的技术构思并不局限于所说明的实施例，可以在包括在本发明的技术构思中的范围内以各种形式具体化。