(57)【要約】  ワークピース位置合わせシステムは、ワークピースを支持するワークピース支持体を有する。第１発光器は、第１光線をワークピースに向けて導く。第１受光器は、第１光線を受光する。回転装置は、ワークピース支持体を、支持軸の周りに回転させる。第２発光器は、第２光線をワークピースの外周領域に向けて導く。第２受光器は、ワークピースの回転と同時に第２光線を受光する。コントローラは、第１光線の総初期放射率と、ワークピースを通過した第１光線の透過率とに基づいて、ワークピースの透過率を決定する。コントローラは、ワークピースの回転位置と、受光した第２光線の一部と、決定された透過率と、に少なくとも部分的に基づいて、支持軸に対するワークピースの位置を決定する。
2019535132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークピース位置合わせシステムであって、
ワークピースに関連付けられたワークピース平面の第１側面に向けて、第１経路に沿って第１光線を導く第１発光装置と、
前記第１経路に沿って配置されており、前記第１側面の反対側に位置している前記ワークピース平面の第２側面において前記第１光線を受光する第１受光装置と、
前記ワークピース平面に沿って前記ワークピースを選択的に支持するワークピース支持体と、
前記ワークピース支持体に動作可能に連結され、支持軸の周りに前記ワークピース支持体を選択的に回転させる回転装置と、
前記ワークピース平面の前記第１側面および前記第２側面の一方に配置されており、前記ワークピースの外周領域に関連付けられた第２経路に沿って第２光線を導く第２発光装置と、
前記ワークピース支持体の回転と同時に前記第２光線を受光する第２受光装置と、
コントローラと、を備えており、
前記コントローラは、
前記ワークピースが前記第１経路と完全に交差する場合に、（ｉ）前記第１発光装置からの前記第１光線の総初期放射率と、（ｉｉ）前記ワークピースを透過して前記第１受光装置によって受光された前記第１光線の透過量と、に基づいて前記ワークピースの透過率を決定し、
前記ワークピースが前記ワークピース支持体を介して支持され、かつ、回転させられる場合に、前記支持軸に対する前記ワークピースの位置を決定し、
前記ワークピースの位置の決定は、（ｉ）前記ワークピース支持体の回転位置と、（ｉｉ）前記ワークピース支持体の回転位置と関連する前記第２受光装置によって受光された前記第２光線の少なくとも一部と、（ｉｉｉ）前記ワークピースの透過率と、に少なくとも部分的に基づいている、ワークピース位置合わせシステム。
【請求項２】
前記ワークピースが前記ワークピース支持体上に支持されている場合に、前記第１経路が前記ワークピースの中心領域を通過する、請求項１に記載のワークピース位置合わせシステム。
【請求項３】
前記ワークピースが前記ワークピース支持体上に支持されていない場合に、前記第１経路が前記ワークピースの中心領域を通過する、請求項１に記載のワークピース位置合わせシステム。
【請求項４】
前記第１発光装置および前記第２発光装置は、等しい波長の光を放射する、請求項１に記載のワークピース位置合わせシステム。
【請求項５】
前記ワークピースの位置は、前記ワークピース平面に沿った前記支持軸からの、前記ワークピースの中心の２次元的なオフセットを含む、請求項１に記載のワークピース位置合わせシステム。
【請求項６】
前記ワークピースの位置は、前記支持軸の周りにおける前記ワークピースの回転位置をさらに含む、請求項５に記載のワークピース位置合わせシステム。
【請求項７】
前記支持軸の周りにおける前記ワークピースの回転位置は、前記ワークピースのエッジ形状に関連付けられており、
前記コントローラは、前記ワークピースの前記エッジ形状に基づいて、前記支持軸に対する前記ワークピースの位置を決定する、請求項６に記載のワークピース位置合わせシステム。
【請求項８】
前記コントローラは、第１波形を決定し、
前記第１波形は、前記ワークピース支持体の複数の回転位置において前記第２受光器によって受光された前記第２光線の少なくとも一部によって規定され、
前記コントローラは、前記第１波形に基づいて、前記支持軸に対する前記ワークピースの位置を決定する、請求項１に記載のワークピース位置合わせシステム。
【請求項９】
前記コントローラは、前記ワークピースの透過率に基づいて前記第１波形を設定する、請求項８に記載のワークピース位置合わせシステム。
【請求項１０】
前記コントローラは、前記ワークピースの透過率に基づいて、前記ワークピース支持体の前記複数の回転位置において前記第２受光器によって受光された前記第２光線の少なくとも一部をスケーリングする、請求項８に記載のワークピース位置合わせシステム。
【請求項１１】
前記第１光線の少なくとも一部は、前記第１光線の総初期放射率のパーセンテージとして定義される、請求項１に記載のワークピース位置合わせシステム。
【請求項１２】
前記第１経路は、前記ワークピースの中心領域に関連付けられており、
前記ワークピースの前記中心領域は、前記ワークピースの表面に向けられた前記第１光線の全体を遮る、請求項１に記載のワークピース位置合わせシステム。
【請求項１３】
前記第１経路の全体が前記ワークピースによって物理的に遮られるように、前記第１発光装置が位置決めされる、請求項１に記載のワークピース位置合わせシステム。
【請求項１４】
前記支持軸は、前記ワークピース平面に対して垂直である、請求項１に記載のワークピース位置合わせシステム。
【請求項１５】
単一の発光装置が前記第１発光装置および前記第２発光装置を備えており、
単一の受光装置が前記第１受光装置および前記第２受光装置を備えており、
前記第１経路および前記第２経路が同一直線上にある、請求項１に記載のワークピース位置合わせシステム。
【請求項１６】
ワークピースを位置合わせする方法であって、
ワークピースをワークピース支持体上に配置する工程と、
第１光線の全体が前記ワークピースによって物理的に遮られるように、当該第１光線を第１経路に沿って前記ワークピースの第１側面に向けて導く工程と、
前記ワークピースを通って前記ワークピースの第２側面へと透過した前記第１光線を受光する工程と、
前記ワークピースを透過した前記第１光線に基づいて前記ワークピースの透過率を決定する工程と、
第２光線を第２経路に沿って前記ワークピースの外周に向けて導く工程と、
支持軸の周りに前記ワークピースを回転させる工程と、
前記ワークピースの回転と同時に前記第２光線を受光する工程と、
（ｉ）前記支持軸の周りにおける前記ワークピースの回転位置と、（ｉｉ）受光された前記第２光線と、に少なくとも部分的に基づいて、前記支持軸に対する前記ワークピースの位置を決定する工程と、を含んでおり、
前記第２光線は、前記ワークピースの決定された透過率に応じて設定される、ワークピースを位置合わせする方法。
【請求項１７】
前記第２光線は、前記ワークピースの外周によって少なくとも部分的に遮断される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１光線を前記ワークピースの前記第１側面に向けて導く工程は、前記第１光線を前記ワークピースの中心領域に向けて導く工程を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記支持軸に対する前記ワークピースの位置を決定する工程は、（ｉ）前記支持軸の周りにおける前記ワークピースの回転位置、および、（ｉｉ）前記支持軸からの前記ワークピースの中心の２次元的なオフセット、のうちの少なくとも１つを決定する工程を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１光線および前記第２光線は、等しい波長を有する、請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
〔関連出願に対する参照〕
本願は、２０１６年９月３０日に出願された米国特許出願第１５／２８１，７５７号（発明の名称“INTEGRATED EMISSIVITY SENSOR ALIGNMENT CHARACTERIZATION”）の利益を主張する。当該出願の内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
〔分野〕
本開示は、一般にワークピース処理システムおよびワークピースを処理する方法に関連し、より具体的には、異なる光透過特性を有するワークピースを取り扱い（ハンドリングし）かつ位置合わせする（アライメントする）システムおよび方法に関連する。
【０００３】
〔背景〕
半導体処理では、単一のワークピースまたは半導体ウエハ上において、多くの工程が実行され得る。一般に、ワークピース上における各処理工程は概して特定の順番で実行され、各処理は、先行する処理が完了するまで待機する。多くの処理工程において、ワークピースを適切に処理するまたは取り扱うために、ワークピースの具体的な位置把握および／またはワークピースホルダーに対するワークピースの位置の認識が必要とされている。例えば、（ｉ）トランスポートキャリアまたはストレージカセットと処理システムとの間でのワークピースの交換、および、（ｉｉ）１つまたは複数のロードロックチャンバを介しての、大気環境中から処理システムの処理チャンバ内の排気環境へのワークピースの移送といった動作は、ワークピースの適切な取扱いおよび処理のために、ワークピースにおける空間位置の具体的な把握または認識を要求し得る。
【０００４】
ワークピースの位置把握（例えばノッチ位置合わせ）は、光存在センサ（光プレゼンスセンサ）によって、排気環境または大気環境中において実行され得る。これにより、光線は、発光器（発光装置）によって放射され、当該光線に対するワークピースの回転とともに（同時に）、ワークピースに向けて導かれる。そして、受光器（受光装置、レシーバ）によって受光される光の変化は、光が完全にまたは部分的に受光される程度に基づいて、ワークピース内に規定されるノッチの位置および／またはワークピースの位置の偏心を決定するために使用され得る。そのようなシステムの１つが、Ｈｉｒｏａｋｉ  Ｓａｅｋｉの米国特許第５，７４０，０３４号に開示されている。当該システムでは、受光信号に関連する波形が、ワークピースにおけるノッチの位置および／または偏心位置を決定するために利用される。
【０００５】
従来、光存在センサを用いたこのような位置決めは、放射された光に対して不透明なワークピースの位置を正確に決定するために適切であった。しかしながら、同じ処理システムにおいて処理を受ける基板またはワークピースが互いに物質的に異なる場合（例：シリコンとシリコンカーバイド）、従来の光存在センサおよびアライナの使用は、特に基板が放射された光に対して部分的に透明である場合、位置決めにおける様々なエラー（誤り）を招き得る。例えば、ある基板と別の基板との透過率の差は、従来の位置合わせシステムを使用して位置決めを行う場合に重大なエラーを引き起こし得る。各ワークピース間の透過率および放射率は、特定のワークピースにおける構成物質、厚さ、および、堆積されたコーティングによって変わり得る。従って、あるワークピースタイプから別のワークピースタイプへ（またはあるコーティングから別のコーティングへ）変更する場合、従来の位置合わせシステムは、位置合わせシステム自体に著しい変更（例えば、位置合わせシステムから放出される光の波長の変更）を施すことなしには、適切な位置決めデータを提供することができない。
【０００６】
〔概要〕
本開示は、様々な透過率および／または放射率を有するワークピースの位置を正確に決定するシステム、装置、および方法を提供することにより、先行技術の限界を有利に克服し、それによってシステムに関連する所有経費（costs of ownership）を低減する。より詳細には、本開示は、ワークピースの透過率を有利に決定し、上記透過率を位置合わせ装置への入力として利用し、それにより上記透過率に基づいて位置合わせ装置に関連する信号が調整されるシステムおよび方法を提供する。従って、本開示は、基板の様々なコーティングまたは特性に関わらず、実質的に任意の基板材料および厚さに対する位置決めソリューション（解決策）を提供する。
【０００７】
従って、以下には、本開示のいくつかの態様の基本的な理解をもたらすために、本開示の簡略化された概要を提示する。この概要は、本開示の広範な総覧ではない。それは、本開示の鍵または重要な要素を特定することも、本開示の適用範囲を規定することも意図していない。その目的は、後に提示されるより詳細な説明の前置きとして、本開示のいくつかの概念を簡略化された形式で提示することである。
【０００８】
本開示は、概して、ワークピースを取り扱うためのワークピース取り扱いシステムおよび方法に関する。特に、ワークピース位置合わせシステムおよびその使用方法が提供される。本開示における１つの例示的な態様によれば、ワークピース位置合わせシステムは、ワークピース平面に沿ってワークピースを選択的に支持するように構成されたワークピース支持体を備える。第１発光装置は、ワークピース平面の第１側面に配置され、第１発光装置は、第１光線を第１経路に沿ってワークピース平面に向けて導くように構成される。一例として、第１経路はワークピースの中心領域に関連付けられ、ワークピースの中心領域は、ワークピースの表面に向けられた第１光線の全体を遮る。別の例では、第１経路の全体がワークピースによって物理的に遮られるように、第１発光装置は任意の位置に配置される（位置決めされる）。
【０００９】
さらに、第１受光装置は、例えば、ワークピース平面の第２側面上に、第１経路に沿って配置される。ここで、第２側面は、第１側面と対向している。第１受光装置は、例えば、第１光線を受光するように構成される。さらに、回転装置は、ワークピース支持体に動作可能に連結され、回転装置は、支持軸の周りにワークピース支持体を選択的に回転させるように構成される。支持軸は、例えば、ワークピース平面に対して垂直である。
【００１０】
１つの態様によれば、第２発光装置は、ワークピース平面における第１側面および第２側面のうちの一方に配置され、第２光線を第２経路に沿って導くように構成される。第２経路は、例えば、ワークピースの外周領域と関連付けられる。１つの特定の例では、第１発光装置および第２発光装置は、等しい波長の光を放射するように構成される。例えば、第１発光装置および第２発光装置によって放射される等しい波長の光は、ワークピースの構成物質に基づいて決定されてもよい。第２受光装置が、さらに提供され、ワークピース支持体の回転と同時に第２光線を受光するように構成される。
【００１１】
本開示によれば、ワークピース位置合わせシステムは、コントローラをさらに備え、１つの例示的な態様では、コントローラは、第１光線の総初期放射率と、第１受光装置によってワークピースを通して受光された第１光線の透過量と、に基づいて、ワークピースの透過率を決定するように構成される。例えば、第１光線の透過量は、ワークピースの構成物質、ワークピース上に形成された１つ以上の層、およびワークピース上であらかじめ実行された１つ以上の工程、のうちの少なくとも１つに、少なくとも部分的に基づいている。当該工程としては、例えば、事前のイオン注入、またはワークピース上であらかじめ実行された他の半導体プロセスが挙げられる。
【００１２】
本開示のコントローラは、さらに、ワークピース支持体の回転位置と、第２レシーバによって受光された第２光線の少なくとも一部と、決定されたワークピースの透過率と、に少なくとも部分的に基づいて、支持軸に対するワークピースの位置を決定するように構成される。第２レシーバによって受光された第２光線の少なくとも一部は、例えば、ワークピース支持体の回転位置と関連付けられている。一例として、コントローラによって決定されるワークピースの位置は、ワークピース平面に沿った支持軸からの、ワークピースの中心の２次元的なオフセットを含む。ワークピースの位置は、支持軸の周りにおけるワークピースの回転位置をさらに含むことができ、支持軸の周りにおけるワークピースの回転位置は、ワークピースのエッジ形状に関連付けられており、コントローラは、ワークピースのエッジ形状に基づいて支持軸に対するワークピースの位置を決定するようにさらに構成される。エッジ形状は、例えば、ワークピースの外周に関連するノッチ、平坦部、または他の形状を含んでもよい。
【００１３】
別の例示的な態様によれば、コントローラは、第１波形を決定するように構成される。ここで、第１波形は、ワークピース支持体の複数の回転位置において第２受光装置によって受光された第２光線の少なくとも一部によって規定される。コントローラは、例えば、第１波形に基づいて、支持軸に対するワークピースの位置を決定するようにさらに構成される。一例として、コントローラは、ワークピースの透過率に基づいて第１波形を設定する（比例させる：proportion）ようにさらに構成される。例えば、コントローラは、ワークピースの透過率に基づいて、ワークピース支持体の複数の回転位置において第２受光装置によって受光された第２光線の少なくとも一部をスケーリングし、第１波形を正規化するように構成される。別の例では、第１光線の少なくとも一部は、第１光線の総初期放射率のパーセンテージとして定義される。
【００１４】
別の例によれば、第１発光装置および第２発光装置は、別個の発光装置を備え、第１受光装置および第２受光装置は、同様に別個の受光装置を備える。別の例では、単一の発光装置は、第１発光装置および第２発光装置を備え、単一の受光装置は、第１受光装置および第２受光装置を備え、第１経路および第２経路は、同一直線上にある。
【００１５】
別の例示的な態様において、ワークピースを位置合わせための方法が提供される。この方法は、ワークピース支持体上にワークピースを配置するステップと、第１光線を第１経路に沿ってワークピースの第１側面に向けて導くステップと、を含む。一例では、第１光線の全体がワークピースによって物理的に遮られる。ワークピースを通ってワークピースの第２側面へと透過した第１光線の任意の部分が受光され、ワークピースを透過した第１光線に基づくワークピースの透過率が取得される。
【００１６】
さらに、第２光線は、第２経路に沿ってワークピースの外周に向けて導かれ、ワークピースは、支持軸の周りに回転させられる。第１光線および第２光線は、例えば、等しい波長を有する。第２光線は、さらに、ワークピースの回転と同時に受光され、それによって、支持軸に対するワークピースの位置は、支持軸の周りにおけるワークピースの回転位置と、受光された第２光線と、に少なくとも部分的に基づいて決定される。ここで、第２光線は、決定されたワークピースの透過率に従って設定される。例えば、第２光線は、ワークピースの回転と同時に、ワークピースの外周によって少なくとも部分的に遮断される。
【００１７】
第１光線をワークピースの第１側面に向けて導くことは、第１光線をワークピースの中心領域に向けて導くことを含む。別の例では、支持軸に対するワークピースの位置を決定することは、支持軸の周りにおけるワークピースの回転位置、および支持軸からのワークピースの中心の２次元的なオフセットのうちの少なくとも１つを決定することを含む。
【００１８】
前述の目的および関連する目的を達成するために、本開示は、以下で十分に説明され、特に特許請求の範囲において指摘される特徴を含む。以下の記載および添付の図面は、本開示の特定の例示的な実施形態を詳細に記載する。しかしながら、これらの実施形態は、本開示の原理が採用され得る様々な方法のうちの少数を示す。本開示の他の目的、利点、および新規な構成は、図面と併せて考慮される場合、本開示の以下の詳細な説明から明らかになるだろう。
【００１９】
〔図面の簡単な説明〕
図１は、本開示の一態様における例示的なワークピース位置合わせシステムのブロック図を示す。
【００２０】
図２は、例示的な位置合わせ機構のワークピース支持体上の例示的なワークピースの平面図である。
【００２１】
図３は、本開示の別の例示的な態様における、ワークピース支持体の回転位置に対する検知されたワークピースの位置を示すグラフである。
【００２２】
図４は、図１のワークピース位置合わせシステムを組み込んだ例示的なワークピース取扱いシステムを示す。
【００２３】
図５は、本開示の別の例示的な態様における、ワークピース支持体の回転位置に対する検知されたワークピースの位置と正規化されたワークピースの位置とを示すグラフである。
【００２４】
図６は、本開示の別の例示的な態様における、ワークピースを位置合わせする例示的な方法を示すブロック図である。
【００２５】
〔詳細な説明〕
本開示は、概して、半導体処理のためのワークピース取扱いシステム（ワークピースハンドリングシステム）に関するものであり、より詳細には、様々な光透過特性を有するワークピースを特徴付け、位置合わせするように構成された位置合わせ装置に関する。本開示は適宜、図面を参照して説明され、同様の参照番号は、全体を通して同様の要素を指すために使用され得る。これらの態様の記述は単に例示であり、それらは限定的な意味で解釈されるべきではないことを理解されたい。以下の説明では、説明の目的として、本開示の完全な理解を提供するために、多数の具体的な詳細が記載される。しかしながら、本開示がこれらの具体的な詳細なしに実施され得ることは、当業者には明らかであろう。
【００２６】
従来のアライナは、発光器と受光器とを備えることにより、発光器は、光線をワークピースのエッジに向けて導き、それにより、アライナはさらに、ワークピースが回転軸の周りに回転したときに受光器への到達がブロックされた放射光の量を決定する。例えば、ワークピースの中心がアライナの回転軸からオフセットされている（ずれている）場合には、ワークピースが回転するにつれて変化する放射光の量をワークピースがブロックするので、受光器によって受光される光の量に変動が存在し得る。ブロックされた光の量は、例えば、放射される全ての光のパーセンテージとして表される。受光した光の量およびその光の量の変動は、続いて、ワークピースに関連する寸法（例えば、オフセット（ずれ））に変換される。一例では、その寸法は、ワークピースの中心でワークピースを回収するためのエンドエフェクタによって利用される。
【００２７】
ブロックされた光のパーセンテージの、オフセット寸法への変換の一例は、システムを特徴付ける固定具を利用するものであり、それによって、ワークピースの位置を示す曲線が規定される。固定具は、例えば、複数の位置でオフセットするワークピースをシミュレートし、これにより、そのような複数の位置のそれぞれでブロックされる光のパーセンテージを相関させる。例えば、放射光の５０％が受光器によって受光される場合、受光器によって受光される光の量の変化は、ワークピースの回転位置と、ワークピースによって受光器からブロックされる光の量の程度とに基づいて、ワークピースの位置を決定するために使用され得る。従って、この情報に基づいて、ワークピースが中心にあるかどうかを反映するように、またはワークピース内に規定されたノッチまたは平坦部などの重要な形状（feature）の位置を反映するように、決定が行われ得る。
【００２８】
従来のシリコン（Ｓｉ）ウエハをシミュレートするために、アライナによって放射される光に対して不透明である固定具が提供される。これは、従来のシリコンウエハもまた、アライナによって放射される光に対して不透明であるためである。しかし、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）ウエハは、アライナによって放射されるような光に対して部分的に透明である。従って、アライナ上の同じ位置において、シリコンウエハおよびシリコンカーバイドウエハは、２つの異なる受光量をもたらす。
【００２９】
従って、シリコンカーバイドウエハが処理される場合、シリコンカーバイドワークピースをシミュレートする固定具もまた、そのような複数の位置のそれぞれでブロックされる光のパーセンテージを相関させるために提供される。さらに、シリコンカーバイドウエハの厚さもまた、シリコンカーバイドウエハを透過する光の量を変動させ得る。加えて、シリコンカーバイドウエハ上の様々なコーティングは、光透過性におけるさらなる他の変動をもたらし得る。従って、上述したような全てのワークピースを特徴付けるためには、材料組成、厚さ、およびコーティングにおける上述したような全ての変動をシミュレートする無数の固定具が必要であろう。このような無数の固定具を備えることは、コストおよび生産性に対して不満足な影響を及ぼすとともに、ワークピースにおけるコーティング、厚さなどの変化に適応するために、位置合わせシステムに継続的な変更を生じさせ得るだろう。
【００３０】
あるいは、光源は、所望のワークピースを透過しない波長の光を提供するように変更され得る。しかし、この場合も、光源のこのような変更には、時間およびコストがかかる。また、当該変更は、ワークピースに形成される任意の層、コーティングの様々な厚さ、ワークピースの表面からの反射などといった、ワークピースにおける他の変化を考慮に入れることができない。さらに、そのような変化は光の検知に潜在的な影響を及ぼす可能性があるため、位置合わせシステムの較正は、特定の材料に対してアライナを較正するほど簡単ではない。
【００３１】
本開示は、その場でワークピースの透過率を測定するように構成された位置合わせシステムを有利に提供し、それによって、透過率測定値は、位置合わせアルゴリズムにおけるパラメータとしてさらに利用される。本開示は、ワークピースがアライナ上に配置される前、またはそれと同時に透過率を検知するためのセンサ（例えば、放射率センサまたは透過率センサ）を提供し、それによって、光源から伝播した光の量のうちのどの程度の量がワークピースを透過するかについての決定が行われる。したがって、透過率情報、反射率情報、および放射率情報が取得され、位置合わせシステムにフィードバックされることにより、任意の材料で構成されたワークピース、または任意のコーティングもしくは任意の工程が実行されたワークピースを、正確に位置合わせすることができる。
【００３２】
ここで図面を参照すると、図１は、本開示の１つ以上の態様に基づく例示的なワークピース位置合わせシステム１００を示す。ワークピース位置合わせシステム１００は、例えば、ワークピース平面１０６に沿ってワークピース１０４を選択的に支持するように構成されたワークピース支持体１０２を備える。ワークピース支持体１０２は、例えば、ワークピース１０４を選択的に支持するように動作可能なピン、プレート、または他の機構（図示せず）といった、任意の数の支持機構を含み得る。
【００３３】
一例によれば、第１発光装置１０８は、ワークピース平面１０６の第１側面１１０上に配置される。第１発光装置は、第１光線１１２を第１経路１１４に沿ってワークピース平面に向けて導くように構成される。一例では、第１経路１１４は、ワークピース１０４の中心領域１１６に関連付けられている。ワークピースの中心領域は、ワークピースの表面１１８に向けて導かれた第１光線１１２の全体を遮る。別の例としては、第１発光装置１０８は、第１経路１１４の全体がワークピース１０４によって物理的に遮られるような任意の場所に配置される（位置決めされる）。
【００３４】
第１受光装置１２０は、例えば、ワークピース平面１０６の第２側面１２２上に、第１経路１１２に沿ってさらに配置される。第２側面は、ワークピース平面の第１側面１１０の反対側である。第１受光装置１２０は、例えば、第１光線１１２を受光するように構成される。さらに、回転装置１２４は、ワークピース支持体１０２に動作可能に連結される。回転装置は、支持軸１２８の周りにワークピース支持体を選択的に回転させる（例えば、矢印１２６で示す）ように構成される。支持軸１２８は、例えば、ワークピース平面１０６に対して垂直である。
【００３５】
図１の第１発光装置１０８および第１受光装置１２０は、ワークピース位置合わせシステム１００のワークピース支持体１０２に近接するように示されている。それ故、ワークピースがワークピース支持体によって支持された場合、第１経路１１４はワークピース１０４の中心領域１１６に関連付けられる。しかし、第１発光装置１０８および第１受光装置１２０は、ワークピースがワークピース支持体１０２上に配置される前に、ワークピース１０４が支持される任意の位置に配置されてもよいことに留意されたい。例えば、第１発光装置１０８および第１受光装置１２０は、ロードロックチャンバ（図示せず）内、または回転装置１２４の上流の任意の他の位置に配置されてもよい。その場合、ワークピース１０４は、第２ワークピース支持体（図示せず）上に支持されてもよく、それによって、第１経路１１４は、同様に、ワークピースの中心領域１１６に関連付けられる。従って、ワークピース支持体１０２は、ワークピース１０４を単一の位置で支持するように構成された単一の構造、またはワークピースを複数の位置で支持するように構成された複数の独立した構造とみなすことができる。
【００３６】
１つの例示的な態様によれば、第２発光装置１３０が、ワークピース平面１０６の第１側面１１０上および第２側面１２２上のうちの１つにさらに配置される。第２発光装置は、第２光線１３２を第２経路１３４に沿って導くように構成される。例えば、第２経路１３４は、ワークピース１０４の外周領域１３６に関連付けられている。１つの特定の例では、第１発光装置１０８および第２発光装置１３０は、等しい波長の光を放射するように構成される。第１発光装置１０８および第２発光装置１３０によって放射される等しい波長の光は、例えば、ワークピース１０４の構成物質に基づいて決定されてもよい。第２受光装置１３８がさらに備えられ、支持軸１２８の周りにおけるワークピース支持体１０２の回転と同時に第２光線１３２を受光するように構成される。
【００３７】
本開示のいくつかの態様によれば、ワークピース位置合わせシステム１００は、コントローラ１４０をさらに備える。コントローラは、第１光線１１２の総初期放射率（第１放射率１４２として示される）と、第１光線の第１透過率１４４（例えば、透過量）とに基づいて、ワークピース１０４の透過率を決定するように構成される。第１光線は、第１受光装置１２０によってワークピースを通して受光される。例えば、第１光線１１２の第１透過率１４４は、ワークピース１０４の構成物質、ワークピース上に形成された１つ以上の層（図示せず）、およびワークピース上であらかじめ実行された１つ以上の工程、のうちの少なくとも１つに、少なくとも部分的に基づいている。当該工程としては、例えば、事前のイオン注入、またはワークピース上であらかじめ実行された他の半導体プロセスが挙げられる。
【００３８】
別の例によれば、コントローラ１４０はさらに、支持軸１２８に対するワークピース１０４の位置１４６を決定するように構成される。コントローラ１４０は、例えば、処理システムの様々な構成要素に関連する多数の個別のコントローラ（図示せず）を備えてもよく、またはシステム全体に対して単一のコントローラであってもよいことに留意されたい。そして、このようなコントローラはすべて、本開示の範囲内に含まれると考えられることに留意されたい。
【００３９】
ワークピース１０４の位置１４６は、例えば、コントローラ１４０によって決定されてもよく、それにより、コントローラは、図２に示されるように、ワークピース支持体１２４の回転軸１２８に対する、ワークピース１０４の中心１４９を決定するように構成される。例えば、図１に示されるように、支持軸１２８に対するワークピース１０４の位置１４６の決定は、ワークピース支持体１０２の回転位置１４８と、第２受光器１３８によって受光された第２光線１３２の少なくとも一部１５２を示す出力シグナル１５０と、（第１透過率１４４に基づいて）決定されたワークピース１０４の透過率と、に基づいている。
【００４０】
第２受光装置１３８によって受光された第２光線１３２の少なくとも一部１５２は、例えば、ワークピース支持体１０２の回転位置１４８と関連付けられている。一例として、コントローラ１４０によって決定されるワークピース１０４の位置１４６は、図２に示すように、ワークピース平面１０６に沿った支持軸１２８からの、ワークピースの中心１４９の２次元的なオフセットを含む。ワークピース１０４の位置１４６は、支持軸１２８の周りにおけるワークピース１０４の回転位置１５４をさらに含むことができる。支持軸の周りにおけるワークピースの回転位置は、ワークピースのエッジ形状１５６に関連付けられており、図１のコントローラ１４０は、ワークピースのエッジ形状に基づいて支持軸に対するワークピースの位置を決定するようにさらに構成される。図２のエッジ形状１５６は、例えば、ワークピース１０４の外周１５８に関連するノッチ、平坦部、または他の形状を含んでもよい。
【００４１】
図３は、例えば、図１の受光装置１３８からの出力１６４に対する、（例えば、図１の回転装置１２４に関連するサーボモータ又は他の装置によって提供される）回転位置１６２を示すグラフ１６０を示す。ワークピース１０４の中心１４９は、（例えば図３では、位置１６７として示される）第２光線１３２によるエッジ形状１５６の通過を示す（出力信号１５０からの）出力信号曲線１６６と、エッジ形状の寸法の情報と、から推定され得る。
【００４２】
従って、図１のコントローラ１４０は、図４のワークピース取扱いシステム１７０に示されるロボット１６８に提供され得るワークピース１０４の中心１４９に関連するオフセットベクトル値を決定することができる。ロボット１６８は、例えば、オフセットベクトル値に基づいてワークピース支持体１０２からワークピース１０４をピックするように構成されてもよく、それにより、ワークピースは、図１のワークピース位置合わせシステム１００からピックされるときに、概して、支持部材１７２に対して中心となるように位置合わせされる。さらに、ワークピース１０４の回転位置は、ロボット１６８によってピックされ、１つ以上のステーション１７４（例えば、処理チャンバ、ロードロックチャンバ、移送システム、またはワークピースの処理に利用される他の装置）に移送される前に、ワークピースをワークピース位置合わせシステム１００に対して回転させて（Rotationally）位置合わせするために利用され得る。
【００４３】
別の例示的な態様によれば、図１のコントローラ１４０は、図５で示される第１波形１８０を決定するように構成される。第１波形は、ワークピース支持体１０２の複数の回転位置において第２受光器１３８によって受光された第２光線１３２の少なくとも一部によって規定される。図１のコントローラ１４０は、例えば、図５の第１波形１８０に基づいて、支持軸１２８に対するワークピース１０４の位置を決定するようにさらに構成される。一例として、図１のコントローラ１４０はさらに、決定されたワークピース１０４の透過率に基づいて、第１波形１８０を設定する（比例させる；proportion）ように構成される。
【００４４】
例えば、コントローラ１４０は、決定されたワークピースの透過率に基づいて、ワークピース支持体１０２の複数の回転位置において、第２レシーバ１３８によって受光された第２光線１３２の少なくとも一部１５２をスケーリングするように構成される。そして、コントローラ１４０は、第１波形１８０を図５の第２波形１８２に正規化する。別の例では、図１の第１光線１３２の少なくとも一部１５２は、総初期放射率のパーセンテージ（例えば、図１の第１光線１１２の第１透過率１４４）として定義され、それにより、第１波形１８０は、第１波形と比例するように、図５の第２波形１８２に変換される。
【００４５】
本開示の別の例によれば、第１発光装置１０８および第２発光装置１３０は、別個の発光装置を備え、第１受光装置および第２受光装置は、同様に、それぞれ別個の第１受光装置１２０および第２受光装置１３８を備える。別の例では、単一の発光装置（図示せず）が、第１発光装置１０８および第２発光装置１３０を備え、単一の受光装置（図示せず）が、第１受光装置１２０および第２受光装置１３８を備え、第１経路１１４および第２経路１３４は、同一直線上にある。あるいは、第１発光装置１０８および第１受光装置１２０は、図４の１つ以上のステーション１７４などの別個の装置に、別個に配置されてもよい。この場合、第１透過率信号１４４が別個に取得され得る。
【００４６】
別の例示的な態様によれば、図６におけるワークピースを位置合わせする方法２００が提供される。例示的な方法が、一連の動作またはイベントとして本明細書で例示および説明されているが、本開示は、そのような動作またはイベントの例示された順序によって限定されないものと認められることに留意されたい。なぜなら、いくつかの工程は、本開示に従って、本明細書で例示および説明されたものとは別に、異なる順序で、および／または他の工程と同時に起こり得るためである。加えて、本開示による方法を実施するために、例示された工程のすべてが必ずしも必要とされるわけではない。さらに、これらの方法は、本明細書で例示および説明されたシステムと同様に、例示されていない他のシステムとも関連して包含され得るものと認められる。
【００４７】
図６に示すように、方法３００は動作３０２から開始される。ここでは、ワークピースがワークピース支持体上に配置される。動作３０４において、第１光線は、第１経路に沿ってワークピースの第１側面に向けて導かれる。一例では、第１光線の全体がワークピースによって物理的に遮られる。動作３０６において、ワークピースを通ってワークピースの第２側面へと透過した第１光線の任意の部分が受光され、動作３０８において、ワークピースを透過した第１光線に基づくワークピースの透過率が決定される。
【００４８】
動作３１０において、さらに、第２光線が、第２経路に沿ってワークピースの外周に向けて導かれ、動作３１２において、ワークピースは、支持軸の周りに回転させられる。第１光線および第２光線は、例えば、等しい波長を有する。動作３１４において、さらに、ワークピースの回転と同時に第２光線が受光され、それによって、動作３１６において、支持軸に対するワークピースの位置が決定される。動作３１６におけるワークピースの位置の決定は、支持軸の周りにおけるワークピースの回転位置と、受光された第２光線と、に少なくとも部分的に基づいている。第２光線は、決定されたワークピースの透過率に応じて設定される。例えば、第２光線は、ワークピースの回転に伴い、ワークピースの外周によって少なくとも部分的に遮断される。
【００４９】
動作３０４において、第１光線をワークピースの第１側面に向けて導くことは、例えば、第１光線をワークピースの中心領域に向けて導くことを含む。別の例では、動作３１６において、支持軸に対するワークピースの位置を決定することは、支持軸の周りにおけるワークピースの回転位置と、支持軸からの、ワークピースの中心の２次元的なオフセットと、のうちの少なくとも１つを決定することを含む。
【００５０】
本開示は、ある好ましい実施形態に関して示され、説明されたが、同等の変更および修正が、本明細書および添付の図面を読み、理解することで、当業者により想到されることは明らかである。特に、上述の構成要素（アセンブリ、装置、回路等）によって実行される様々な機能に関して、そのような構成要素を説明するために使用される用語（「手段」への言及を含む）は、特に指示がない限り、説明される構成要素の指定された機能を実行する（すなわち、機能的に同等である）任意の構成要素に対応することが意図されるが、本明細書で説明される本開示の例示的な実施形態において機能を実行する、開示された構造とは、構造的に同等ではないことが意図される。加えて、本開示の特定の構成は、いくつかの実施形態のうちの１つのみに関して開示されているが、そのような構成は、所定または特定の用途に対して、望ましくかつ有益であるならば、他の実施形態の１つ以上の他の構成と組み合わされ得る。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本開示の一態様における例示的なワークピース位置合わせシステムのブロック図を示す。
【図２】例示的な位置合わせ機構のワークピース支持体上の例示的なワークピースの平面図である。
【図３】本開示の別の例示的な態様における、ワークピース支持体の回転位置に対する検知されたワークピースの位置を示すグラフである。
【図４】図１のワークピース位置合わせシステムを組み込んだ例示的なワークピース取扱いシステムを示す。
【図５】本開示の別の例示的な態様における、ワークピース支持体の回転位置に対する検知されたワークピースの位置と正規化されたワークピースの位置とを示すグラフである。
【図６】本開示の別の例示的な態様における、ワークピースを位置合わせする例示的な方法を示すブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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