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特許7450609フィデューシャルフィルタリング自動ウエハセンタリングプロセスおよび関連するシステム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-03-07
(45)【発行日】2024-03-15
(54)【発明の名称】フィデューシャルフィルタリング自動ウエハセンタリングプロセスおよび関連するシステム
(51)【国際特許分類】
H01L 21/68 20060101AFI20240308BHJP
G01B 11/00 20060101ALI20240308BHJP
【ＦＩ】
H01L21/68 G
G01B11/00 D
【請求項の数】
15
(21)【出願番号】P 2021512658
(86)(22)【出願日】2019-09-09
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-01-04
(86)【国際出願番号】 US2019050256
(87)【国際公開番号】W WO2020055766
(87)【国際公開日】2020-03-19
【審査請求日】2022-09-08
(31)【優先権主張番号】16/131,692
(32)【優先日】2018-09-14
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】592010081
【氏名又は名称】ラム リサーチ コーポレーション
【氏名又は名称原語表記】ＬＡＭ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
(74)【代理人】
【識別番号】110000028
【氏名又は名称】弁理士法人明成国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ムアリング・ベンジャミン・ダブリュ．
(72)【発明者】
【氏名】ゲネッティ・ダモン・タイロン
【審査官】内田 正和
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１４－１３２６６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６４－０５７１０４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－０８８３９８（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００４／０１６７７４３（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／６８
Ｇ０１Ｂ １１／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
自動ウエハセンタリング方法であって、
ロボットを動作させてウエハハンドリング構成要素を移動させ、ウエハがセンサアレイを通って移動するようにすることであって、前記センサアレイ内の各センサは、前記ウエハのエッジが前記センサを通過する時点を検出して信号を送るように構成されることと、
前記ウエハが前記センサアレイを通過した後にウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）を決定することであって、各ウエハエッジ検出位置は、前記ウエハが前記センサアレイを通って移動するときに前記センサアレイの任意のセンサが前記ウエハの前記エッジを検出する位置であり、前記ウエハハンドリング構成要素の座標系における座標（ｘ，ｙ）のセットによって定義されることと、
前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の各固有のセット（Ｎ－１）に対して、性能指標値を実質的に最小化する推定ウエハオフセットを決定することであって、前記推定ウエハオフセットは、前記ウエハハンドリング構成要素の前記座標系の中心から前記ウエハの推定中心位置に延びるベクトルとして定義され、前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の各固有のセット（Ｎ－１）は、対応する推定ウエハオフセットおよび対応する性能指標値を有することと、
対応する性能指標値の最小値を有する前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の前記固有のセット（Ｎ－１）に対応する前記推定ウエハオフセットとして、最終ウエハオフセットを識別することと、
前記最終ウエハオフセットを使用して、前記ウエハをターゲットステーションの中心に配置することと
を含み、
前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の所与の固有のセット（Ｎ－１）に対する前記推定ウエハオフセットは、前記ウエハハンドリング構成要素の前記座標系内で前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の前記所与の固有のセット（Ｎ－１）に最適な円の中心に対応し、
前記性能指標値は、前記ウエハのｉ番目のウエハエッジ検出位置での前記ウエハの推定ウエハ半径と既知の公称半径との差の２乗であり、前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の前記所与の固有のセット（Ｎ－１）にわたって合計されたものとして定義され、最小化された性能指標値および関連する推定ウエハ中心は、前記ウエハハンドリング構成要素の前記座標系内で前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の前記所与の固有のセット（Ｎ－１）に最適な円に対応する、自動ウエハセンタリング方法。
【請求項2】
請求項１に記載の方法であって、前記センサアレイは、少なくとも３つのセンサを含む、方法。
【請求項3】
請求項１に記載の方法であって、前記センサアレイは、前記ウエハが前記センサアレイを通って移動するときに前記ウエハの中心の進行方向に対して前記ウエハの第１の半分を通過するように位置決めされた少なくとも１つのセンサを含み、前記センサアレイは、前記ウエハが前記センサアレイを通って移動するときに前記ウエハの前記中心の前記進行方向に対して前記ウエハの第２の半分を通過するように位置決めされた少なくとも１つのセンサを含む、方法。
【請求項4】
請求項１に記載の方法であって、前記センサアレイ内の各センサは、光ビームセンサである、方法。
【請求項5】
請求項４に記載の方法であって、前記光ビームセンサは、前記光ビームセンサの光ビームが前記ウエハによって遮断されたとき、前記ウエハの前記エッジの検出を示す信号を送信するように構成され、前記光ビームセンサは、前記光ビームセンサの遮断された光ビームが再形成されたとき、前記ウエハの前記エッジの検出を示す信号を送信するように構成される、方法。
【請求項6】
請求項１に記載の方法であって、前記対応する性能指標値の最小値を有する前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の前記固有のセット（Ｎ－１）は、前記ウエハのフィデューシャルにおいて、前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の１つを除外する、方法。
【請求項7】
自動ウエハセンタリングシステムであって、センサアレイであって、前記センサアレイ内の各センサは、ウエハのエッジが前記センサを通過するときを検出するように構成されるセンサアレイと、
ロボットのウエハハンドリング構成要素がウエハを前記ウエハハンドリング構成要素上に保持した状態で移動するときに前記ウエハハンドリング構成要素の位置を示すデータを前記センサアレイから受信するように構成されたコントローラと
を備え、
前記コントローラは、ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）を決定するようにさらに構成され、各ウエハエッジ検出位置は、前記ウエハハンドリング構成要素の座標系における座標（ｘ，ｙ）のセットによって定義され、
前記コントローラは、前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の各固有のセット（Ｎ－１）に対する性能指標値を実質的に最小化する推定ウエハオフセットを決定するようにさらに構成され、前記推定ウエハオフセットは、前記ウエハハンドリング構成要素の前記座標系の中心から前記ウエハの推定中心位置に延びるベクトルとして定義され、前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の各固有のセット（Ｎ－１）は、対応する推定ウエハオフセットおよび対応する性能指標値を有し、
前記コントローラは、対応する性能指標値の最小値を有する前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の前記固有のセット（Ｎ－１）に対応する前記推定ウエハオフセットとして、最終ウエハオフセットを識別するようにさらに構成され、
前記自動ウエハセンタリングシステムは、前記最終ウエハオフセットを使用して、前記ウエハをターゲットステーションの中心に配置するように構成され、
前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の所与の固有のセット（Ｎ－１）に対する前記推定ウエハオフセットは、前記ウエハハンドリング構成要素の前記座標系内で前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の前記所与の固有のセット（Ｎ－１）に最適な円の中心に対応し、
前記性能指標値は、前記ウエハのｉ番目のウエハエッジ検出位置での前記ウエハの推定ウエハ半径と既知の公称半径との差の２乗であり、前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の前記所与の固有のセット（Ｎ－１）にわたって合計されたものとして定義され、最小化された性能指標値および関連する推定ウエハ中心は、前記ウエハハンドリング構成要素の前記座標系内で前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の前記所与の固有のセット（Ｎ－１）に最適な円に対応する、
自動ウエハセンタリングシステム。
【請求項8】
請求項７に記載のシステムであって、前記センサアレイは、少なくとも３つのセンサを含む、システム。
【請求項9】
請求項７に記載のシステムであって、前記センサアレイは、前記ウエハが前記センサアレイを通って移動するときに前記ウエハの中心の進行方向に対して前記ウエハの第１の半分を通過するように位置決めされた少なくとも１つのセンサを含み、前記センサアレイは、前記ウエハが前記センサアレイを通って移動するときに前記ウエハの前記中心の前記進行方向に対して前記ウエハの第２の半分を通過するように位置決めされた少なくとも１つのセンサを含む、システム。
【請求項10】
請求項７に記載のシステムであって、前記センサアレイ内の各センサは、光ビームセンサである、システム。
【請求項11】
請求項１０に記載のシステムであって、前記光ビームセンサは、前記光ビームセンサの光ビームが前記ウエハによって遮断されたとき、前記ウエハの前記エッジの検出を示す信号を送信するように構成され、前記光ビームセンサは、前記光ビームセンサの遮断された光ビームが再形成されたとき、前記ウエハの前記エッジの検出を示す信号を送信するように構成される、システム。
【請求項12】
請求項７に記載のシステムであって、前記対応する性能指標値の最小値を有する前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の前記固有のセット（Ｎ－１）は、前記ウエハのフィデューシャルにおいて、前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の１つを除外する、システム。
【請求項13】
自動ウエハセンタリング方法であって、ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）を取得することであって、各ウエハエッジ検出位置は、ウエハハンドリング構成要素の座標系における座標（ｘ，ｙ）のセットによって定義されることと、
前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の各固有のセット（Ｎ－１）に対して最小化された性能指標値を決定することであって、前記最小化された性能指標値は、関連する推定ウエハオフセットを有し、前記関連する推定ウエハオフセットは、前記ウエハハンドリング構成要素の前記座標系内で前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の対応する固有のセット（Ｎ－１）に最適な円の中心に対応することと、
前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）について最小化された性能指標値の最小値を決定することと、
前記最小化された性能指標値の最小値およびその関連するウエハオフセットを使用して、前記ウエハをターゲットステーションの中心に配置することと
を含み、
前記性能指標値は、前記ウエハのｉ番目のウエハエッジ検出位置での前記ウエハの推定ウエハ半径と既知の公称半径との差の２乗であり、前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の所与の固有のセット（Ｎ－１）にわたって合計されたものとして定義される、自動ウエハセンタリング方法。
【請求項14】
請求項１３に記載の方法であって、前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）は、少なくとも３つのセンサを含む光ビームセンサアレイに前記ウエハを通過させることによって取得される、方法。
【請求項15】
請求項１３に記載の方法であって、前記最小化された性能指標値の最小値を有する前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の特定の固有のセット（Ｎ－１）は、前記ウエハのフィデューシャルにおいて、前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の１つを除外する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、半導体デバイスの製作に関する。
【背景技術】
【0002】
集積回路、メモリセルなどの半導体デバイスの製作では、半導体ウエハ（以下、「ウエハ」）上にフィーチャを定義するため一連の製造動作が実施される。ウエハは、シリコン基板上に定義されたマルチレベル構造の形態の集積回路デバイスを含む。基板レベルでは、拡散領域を備えたトランジスタデバイスが形成される。後続のレベルでは、相互接続メタライゼーションラインがパターニングされてトランジスタデバイスに電気的に接続され、所望の集積回路デバイスを定義する。また、パターニングされた導電層は、誘電体材料によって他の導電層から絶縁されている。
【0003】
様々なウエハ製造動作の多くは、ウエハをターゲットステーション内（例えば、処理チャンバ内）のウエハ支持構造上にハンドリング（搬送）して載置することを必要とする。ウエハ支持構造上へのウエハのそのような載置は、ロボットデバイスを使用して遠隔で行われる。一般に、ウエハ支持構造上に載置されるウエハは、ウエハ支持構造に対して既知の位置に載置されることが重要である。例えば、ウエハは、ウエハ支持構造のウエハ受け入れエリア内の中心に配置されるべきであると指定されることがある。しかし、ウエハがロボットデバイスによってハンドリング（搬送）／運搬されるとき、ターゲットステーションにウエハを正しく載置できるようにするために、ロボットデバイスに対するウエハの位置を決定する必要がある場合がある。本開示は、このような状況で生じるものである。
【発明の概要】
【0004】
例示的な実施形態では、自動ウエハセンタリング方法が開示される。この方法は、ロボットのウエハハンドリング構成要素上にウエハを位置決めすることを含む。この方法は、ロボットを動作させてウエハハンドリング構成要素を移動させ、ウエハがセンサアレイを通って移動するようにすることを含む。センサアレイ内の各センサは、ウエハのエッジがセンサを通過する時点を検出して信号を送るように構成される。この方法は、ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）を決定することを含む。各ウエハエッジ検出位置は、ウエハがセンサアレイを通って移動するときにセンサアレイの任意のセンサがウエハのエッジを検出する位置であり、ウエハハンドリング構成要素の座標系における座標（ｘ，ｙ）のセットによって定義される。この方法は、ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の各固有のセット（Ｎ－１）に対して、性能指標値を実質的に最小化する推定ウエハオフセットを決定することを含む。推定ウエハオフセットは、ウエハハンドリング構成要素の座標系の中心からウエハの推定中心位置に延びるベクトルとして定義される。ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の各固有のセット（Ｎ－１）は、対応する推定ウエハオフセットおよび対応する性能指標値を有する。この方法はまた、対応する性能指標値の最小値を有するウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の固有のセット（Ｎ－１）に対応する推定ウエハオフセットとして、最終ウエハオフセットを識別することを含む。そして、この方法は、最終ウエハオフセットを使用して、ウエハをターゲットステーションの中心に配置することを含む。
【0005】
例示的な実施形態では、自動ウエハセンタリングシステムが開示される。このシステムは、センサアレイを含む。センサアレイ内の各センサは、ウエハのエッジがセンサを通過する時点を検出するように構成される。システムはまた、ロボットのウエハハンドリング構成要素がウエハをウエハハンドリング構成要素上に保持した状態で移動するときにウエハハンドリング構成要素の位置を示すデータを受信するように構成されたコントローラを含む。コントローラは、ウエハがセンサアレイを通って移動するときにセンサアレイから信号を受信するように構成される。この信号は、ウエハのエッジがセンサアレイの特定のセンサを通過する時点を示している。コントローラはまた、ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）を決定するように構成される。各ウエハエッジ検出位置は、センサアレイの任意のセンサがウエハのエッジを検出する位置であり、ウエハハンドリング構成要素の座標系における座標（ｘ，ｙ）のセットによって定義される。コントローラはまた、ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の各固有のセット（Ｎ－１）に対する性能指標値を実質的に最小化する推定ウエハオフセットを決定するように構成される。推定ウエハオフセットは、ウエハハンドリング構成要素の座標系の中心からウエハの推定中心位置に延びるベクトルとして定義される。ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の各固有のセット（Ｎ－１）は、対応する推定ウエハオフセットおよび対応する性能指標値を有する。コントローラはまた、対応する性能指標値の最小値を有するウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の固有のセット（Ｎ－１）に対応する推定ウエハオフセットとして、最終ウエハオフセットを識別するように構成される。コントローラは、最終ウエハオフセットを使用して、ウエハをターゲットステーションの中心に配置する指示をロボットに与えるように構成される。
【0006】
例示的な実施形態では、自動ウエハセンタリング方法が開示される。この方法は、ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）を取得することを含む。各ウエハエッジ検出位置は、ウエハハンドリング構成要素の座標系における座標（ｘ，ｙ）のセットによって定義される。この方法はまた、ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の各固有のセット（Ｎ－１）に対して最小化された性能指標値を決定することを含む。最小化された性能指標値は、関連する推定ウエハオフセットを有し、関連する推定ウエハオフセットは、ウエハハンドリング構成要素の座標系内でウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の対応する固有のセット（Ｎ－１）に最適な円の中心に対応する。この方法はまた、ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）について最小化された性能指標値の最小値を決定することを含む。この方法はまた、最小化された性能指標値の最小値およびその関連するウエハオフセットを使用して、ウエハをターゲットステーションの中心に配置することを含む。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【0008】
【0009】
【0010】
【0011】
【0012】
【0013】
【0014】
【0015】
【0016】
【0017】
【0018】
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下の説明では、本開示の実施形態の理解を提供するために、多くの特定の詳細が記載されている。しかし、本開示の実施形態は、これらの特定の詳細の一部またはすべてがなくても実施され得ることが当業者には明らかであろう。他の例では、本開示を不必要に不明瞭にしないために、周知のプロセス動作は詳細には説明されていない。
【0020】
自動ウエハセンタリング（ＡＷＣ）は、ロボットが半導体ウエハ（以下「ウエハ」）を移動させてセンサ群を通過させ、ウエハをロボットのブレード上（すなわち、エンドエフェクタまたはウエハハンドリング構成要素上）のどこに位置決めするかを正確に決定するためのプロセスである。センサ群の目的は、ウエハエッジが移動してウエハの移動面上の所定の点を超えたときに信号を生成することである。典型的には、ウエハの先端エッジによってビームが遮断され、ウエハの後端エッジによってビームの遮断が解除されるように、透過式光学センサを位置決めする。各ビーム遷移において、センサが遷移すると信号がロボットに送られ、ロボットはその位置を即座に記憶する。このようにして、センサが遷移するとき、センサに対するロボットのブレードの位置が記録される。
【0021】
ウエハオフセットは、ウエハの中心とブレード座標系の中心との空間的関係として定義される。したがって、ウエハオフセットは、ブレード座標系の中心からウエハの中心に延びるベクトルとして定義される。ウエハオフセットがゼロの場合、ウエハの中心は、ブレード座標系の中心に位置する。ブレード座標系の中心は、ロボットがブレードを移動させるときに追跡されて把握される。したがって、ブレードのいかなる所与の位置においてもブレード座標系の中心がどこにあるかを把握することによって、ＡＷＣプロセスは、ウエハがセンサ群を通って移動するときにウエハとセンサ群の相互作用に基づいてウエハオフセットを決定することができる。次に、ブレード上のウエハの位置（すなわち、ウエハオフセット）のあらゆる誤差は、ウエハがターゲットステーションに（処理チャンバ内のチャック上などに）載置されたときに補正することができる。
【0022】
図１Ａは、いくつかの実施形態による、センサ１０３Ａおよび１０３Ｂに対するウエハ１０１の上面図である。図１Ｂは、いくつかの実施形態による、センサ１０３Ａに対するウエハ１０１の側面図であり、センサ１０３Ａは２つのセンサ構成要素１０３Ａ－１および１０３Ａ－２を含んでいる。いくつかの実施形態では、センサ１０３Ａおよび１０３Ｂは、ＬＥＤビームが遮断されたとき、およびＬＥＤビームが再形成されたときに信号を送信することによって動作する発光ダイオード（ＬＥＤ）ビームセンサとして構成される。例えば、図１Ｂに示すように、第１のセンサ構成要素１０３Ａ－１は、光ビーム１０９を第２のセンサ構成要素１０３Ａ－２に送信するビーム送信機として動作し、第２のセンサ構成要素１０３Ａ－２は、ビームが遮断されたときに信号を送信し、かつビームが再形成されたときに信号を送信するビーム検出器として動作する。センサ構成要素１０３Ａ－１および１０３Ａ－２の動作は、逆にすることができることを理解されたい。また、他の実施形態では、ウエハ１０１のエッジがセンサによる検出位置を通過した時点をセンサが検出可能である限り、ＬＥＤビームセンサ１０３Ａおよび１０３Ｂの代わりに様々な他のタイプのセンサを使用できることを理解されたい。
【0023】
図１Ａの例では、ウエハ１０１は、ロボットのブレード上に位置決めされ、ロボットによって方向１０５に移動されてセンサ１０３Ａおよび１０３Ｂを通過する。したがって、ウエハ１０１がセンサ１０３Ａおよび１０３Ｂを通って移動するとき、センサ１０３Ａおよび１０３Ｂのビームは、それぞれ経路１０７Ａおよび１０７Ｂに沿って進行する。図１Ａの例は、ウエハ１０１がセンサ１０３Ａおよび１０３Ｂを通って移動するときに、センサ１０３Ａおよび１０３Ｂのビームが直線経路１０７Ａおよび１０７Ｂに沿ってウエハ１０１を横切ることを示す。しかし、いくつかの実施形態では、ウエハ１０１をロボットによって非線形に移動させてセンサ１０３Ａおよび１０３Ｂを通過させることができ、これによりセンサ１０３Ａおよび１０３Ｂのビームが非線形経路に沿ってウエハ１０１を横切ることを理解されたい。ウエハ１０１が方向１０５に移動すると、ウエハ１０１の先端外周エッジは、位置Ｂａ1でセンサ１０３Ａのビームに到達してビームを遮断し、位置Ｂａ2でセンサ１０３Ｂのビームに到達してビームを遮断する。ウエハ１０１が方向１０５に移動し続けると、ウエハ１０１の後端外周エッジはセンサ１０３Ａおよび１０３Ｂを通過し、それにより、センサ１０３Ａおよび１０３Ｂのビームの遮断がそれぞれ位置Ｂａ
4
およびＢａ
3
で解除される。このようにして、ウエハ１０１がセンサ１０３Ａ、１０３Ｂを通って移動するとき、ウエハ１０１の先端エッジがセンサビーム１０９を遮断し、ウエハ１０１の後端エッジがセンサビーム１０９を再形成する。センサビーム１０９が遷移する（すなわち、遮断または再形成される）たびに、センサ１０３Ａ、１０３Ｂから割り込み信号が送信され、現在のブレード位置の記録をトリガする。ウエハエッジ検出位置Ｂａ1、Ｂａ2、Ｂａ3、およびＢａ4の各々は、座標軸ＸBおよびＹBによって表されるブレードの座標系内で指定される。
【0024】
図１Ｂは、方向１０５に進みセンサ１０３Ａに接近するウエハ１０１を示す。図１Ｂにおいて、ビーム１０９は、第１のセンサ構成要素１０３Ａ－１と第２のセンサ構成要素１０３Ａ－２との間で遮断されていない。図１Ｃは、ウエハ１０１の先端外周エッジが位置Ｂａ1でセンサ１０３Ａのビーム１０９に到達してビームを遮断するときのウエハ１０１を示す。図１Ｄは、ビーム１０９がウエハ１０１によって遮断された状態でセンサ１０３Ａを通って移動し続けるウエハ１０１を示す。図１Ｅは、ウエハ１０１の後端外周エッジがセンサ１０３Ａを通過し、センサ１０３Ａのビーム１０９が位置Ｂａ4で再形成される（遮断が解除される）ときのウエハ１０１を示す。
【0025】
いくつかの実施形態では、ロボットは、デジタル入力／出力（Ｉ／Ｏ）カードを有する。センサ１０３Ａおよび１０３Ｂは、ロボットのデジタルＩ／Ｏカードに接続される。センサ１０３Ａ、１０３Ｂが（ビーム１０９の遮断を検出することによって、またはビーム１０９の遮断解除を検出することによって）トリガされると、センサ１０３Ａ、１０３Ｂは割り込み信号をロボットのデジタルＩ／Ｏカードに送り、これによりロボットは、デジタルストレージに現在のブレード位置データを記憶する。いくつかの実施形態では、ウエハ１０１がセンサ１０３Ａおよび１０３Ｂを通過した後、センサ１０３Ａおよび１０３Ｂがトリガされた時点に対応するブレード位置データは、ロボットからＡＷＣ処理用の制御システムにダウンロードされる。いくつかの実施形態では、ＡＷＣ処理用の制御システムは、ロボットに搭載されて実装される。これらの実施形態では、センサ１０３Ａおよび１０３Ｂがトリガされた時点に対応するブレード位置データは、ロボット上でＡＷＣ処理用の制御システムに利用可能とされ、ロボットとは別個の他の制御システムにブレード位置データをダウンロードする必要がない。
【0026】
ブレード座標系の中心に対するセンサ１０３Ａおよび１０３Ｂのビーム１０９の位置は、校正プロセスを通じて決定することができる。この校正プロセスでは、（正確で均一な直径の）校正ウエハをブレード上に中心を合わせて位置決めし（ウエハはブレード座標系の中心に正確に配置される）、校正ウエハを移動させてセンサ１０３Ａおよび１０３Ｂを通過させる。正確に中心を合わせたウエハについてブレード座標系の中心に対するセンサ１０３Ａおよび１０３Ｂのビーム１０９の位置の校正後の位置を知ることによって、偏心ウエハ（ブレードの中心に配置されていないウエハ）についての検出位置Ｂａ1、Ｂａ2、Ｂａ3、およびＢａ4を使用してブレード座標系内の偏心ウエハの中心座標を決定し、次に偏心ウエハについてのウエハオフセットを決定することができる。図１Ａでは、ウエハオフセットは、ブレード座標系の中心からウエハ１０１の中心１０４に延びるベクトルＯによって図示されている。
【0027】
大多数のウエハは、ウエハの角度位置を決定および設定するために使用されるフィデューシャル（基準）、すなわち、ノッチを有する。典型的には、このフィデューシャルはノッチ形状であり、ウエハのエッジ上の１つの位置に設けられる。例えば、図１Ａは、フィデューシャル１０２を有するウエハ１０１を示す。ウエハオフセットＯを算出するＡＷＣアルゴリズムは、センサ１０３Ａ、１０３Ｂがウエハ１０１の円周上にある点を正確に決定するという仮定に基づいている。図１Ａに示すように、偶然にもフィデューシャル１０２がセンサ１０３Ａ、１０３Ｂの１つの下を移動する場合、センサによって報告されるウエハエッジ位置はウエハの円周上にはなく、ウエハオフセットＯのＡＷＣ算出の結果に誤差が出ることになる。
【0028】
半導体製作施設内のツールの多くは、ツールのウエハフローのどこかにアライナ（ウエハアライナ）を有する。アライナの１つの目的は、フィデューシャル１０２の位置を特定し、フィデューシャル１０２が指定された方位角位置にあるようにウエハを回転させることである。典型的には、フィデューシャル１０２は、ウエハが搬送され得るターゲットステーションに関係なく、ＡＷＣプロセスで使用されるセンサ１０３Ａ、１０３Ｂのいずれも通過しないように位置決めされる。これにより、フィデューシャル１０２がセンサ１０３Ａ、１０３Ｂと干渉する可能性を、ＡＷＣプロセスおよび関連するアルゴリズムが考慮する必要がなくなる。しかし、ツールのウエハフローでアライナを使用することには、アライナのコストおよびウエハ処理スループットの低下という欠点がある。ウエハ処理スループットの低下は、ウエハをアライナに移動させ、ウエハのフィデューシャル１０２の位置を特定して位置決めするようアライナを動作させ、アライナからウエハを回収するために必要な時間に起因する。したがって、状況によっては、ツールのウエハフローにアライナを追加することが正当化されず、ＡＷＣシステムは、フィデューシャル１０２がセンサ１０３Ａ、１０３Ｂのいずれかと干渉するかどうか、そして、もし干渉する場合にはどのセンサデータが影響を受けるかを決定しようと試みなければならない。
【0029】
図１Ａに示すように、例示的なＡＷＣプロセスは、２つのセンサ１０３Ａおよび１０３Ｂを含むセンサアレイを使用して、ウエハがセンサアレイを通って移動するときにウエハエッジ検出位置Ｂａ1、Ｂａ2、Ｂａ3、およびＢａ4に対応する合計４つのセンサ信号を生成する。センサ信号および関連するロボット位置の各々を使用して、ブレード座標系において対応するウエハエッジ検出位置（Ｂａ1、Ｂａ2、Ｂａ3、およびＢａ4）を算出する。図１Ｆは、ブレード座標系におけるウエハエッジ検出位置Ｂａ1、Ｂａ2、Ｂａ3、およびＢａ4のベクトル図を示す。ＡＷＣプロセスの目的は、ウエハオフセットＯを決定すること、すなわち、ブレード座標系の中心に対するウエハ中心の位置を決定することである。従来のＡＷＣプロセスは、ウエハオフセットＯを決定する分析で使用するために、ウエハエッジ検出位置から任意の３つ（Ｂａ1、Ｂａ2、Ｂａ3、およびＢａ4から任意の３つ）を選択することを含む。選択された３つのウエハエッジ検出位置は、推定ウエハ半径Ｒおよび推定ウエハ中心１１７に対応する円を独自に定義すると仮定される。推定ウエハ中心１１７は、分析で使用される隣接するウエハエッジ検出位置（Ｂａ1、Ｂａ2、Ｂａ3）の間に延びる線１１２および１１４のそれぞれの垂直二等分線１１３および１１５の交点によって与えられる。推定ウエハ半径Ｒは、推定ウエハ中心１１７と、分析で使用される隣接するウエハエッジ検出位置（Ｂａ1、Ｂａ2、Ｂａ3）のいずれかとの間の距離である。
【0030】
２つのセンサ１０３Ａおよび１０３Ｂを使用してウエハエッジ検出位置Ｂａ1、Ｂａ2、Ｂａ3、およびＢａ4に対応する４つのセンサ信号を生成するＡＷＣプロセスの場合、３つのウエハエッジ検出位置は４セット存在する：Ｓｅｔ １＝（Ｂａ1、Ｂａ2、Ｂａ3）；Ｓｅｔ ２＝（Ｂａ2、Ｂａ3、Ｂａ4）；Ｓｅｔ ３＝（Ｂａ1、Ｂａ3、Ｂａ4）；およびＳｅｔ ４＝（Ｂａ1、Ｂａ2、Ｂａ4）。図１Ｆは、Ｓｅｔ １を使用して推定ウエハ中心１１７および推定ウエハ半径Ｒを決定することを示している。ＡＷＣプロセスでは、Ｓｅｔ １、Ｓｅｔ ２、Ｓｅｔ ３、およびＳｅｔ ４の各々が、推定ウエハ中心１１７および推定ウエハ半径Ｒを決定するために使用される。ウエハのフィデューシャル１０２が４つのセンサ信号のいずれかと干渉した場合、Ｓｅｔ １、Ｓｅｔ ２、Ｓｅｔ ３、およびＳｅｔ ４の１つだけがフィデューシャル１０２の影響を受けない。例えば、ウエハエッジ検出位置Ｂａ3に対応するセンサ信号がフィデューシャル１０２の影響を受けた場合、Ｓｅｔ ４＝（Ｂａ1、Ｂａ2、Ｂａ4）のみがフィデューシャル１０２の干渉によって導入される誤差がない。フィデューシャル１０２の干渉が発生したと仮定すると、推定ウエハ中心１１７および対応するウエハオフセットＯを決定する際に使用される３つのウエハエッジ検出位置（Ｓｅｔ １、Ｓｅｔ ２、Ｓｅｔ ３、またはＳｅｔ ４）の正しいセットは、Ｓｅｔ １、Ｓｅｔ ２、Ｓｅｔ ３、およびＳｅｔ ４の各々に関連する推定ウエハ半径Ｒを既知のウエハ半径と比較することによって決定される。フィデューシャル１０２の干渉が発生したと仮定すると、３つのウエハエッジ検出位置の４つのセット（Ｓｅｔ １、Ｓｅｔ ２、Ｓｅｔ ３、Ｓｅｔ ４）について、正しいＲの値は１つだけのはずである。そして、３つのウエハエッジ検出位置（Ｓｅｔ １、Ｓｅｔ ２、Ｓｅｔ ３、Ｓｅｔ ４）の中で正しいＲ値を与える特定のセットが、推定ウエハ中心１１７および対応するウエハオフセットＯを決定する際に使用される３つのウエハエッジ検出位置のセットである。この場合も、ウエハオフセットＯは、ウエハがブレードによって保持されるときにブレード座標系の中心からウエハの中心に延びるベクトルである。したがって、ブレード座標系における推定ウエハ中心１１７の座標は、ウエハオフセットＯを定義する。
【0031】
なお、フィデューシャル１０２の影響を受けるのは、ウエハエッジ検出位置Ｂａ1、Ｂａ2、Ｂａ3、およびＢａ4の１つだけであることに留意されたい。また、フィデューシャル１０２がセンサ１０３Ａ、１０３Ｂの真下を通過することはめったにないことに留意されたい。多くの場合、ウエハエッジに近いフィデューシャル１０２の一部がセンサ遷移に影響を及ぼし、３つのウエハエッジ検出位置のうち所与のセット（Ｓｅｔ １、Ｓｅｔ ２、Ｓｅｔ ３、Ｓｅｔ ４）に基づいて推定ウエハ半径Ｒを決定する際に、フィデューシャル１０２によって引き起こされる誤差は非常に小さい。これらの場合、フィデューシャル１０２の干渉によって引き起こされた誤差を、ＡＷＣシステムにおける他の誤差（センサの位置の校正の誤差、および／またはブレードが移動するときにブレード座標系の中心の正確な位置を追跡する際の誤差など）と区別することが困難になる。ほとんどの場合、上述のＡＷＣプロセスアルゴリズムは、推定ウエハ半径Ｒの誤差の閾値を使用して、フィデューシャル１０２の干渉が発生したかどうかを決定する。例えば、推定ウエハ半径Ｒがフィデューシャル１０２の干渉によって影響を受けると結論付けるためには、３つのウエハエッジ検出位置の所与のセット（Ｓｅｔ １、Ｓｅｔ ２、Ｓｅｔ ３、Ｓｅｔ ４）に基づいて決定された推定ウエハ半径Ｒと既知のウエハ半径との差が、推定ウエハ半径Ｒの誤差の事前設定された閾値を超えなければならない。しかし、推定ウエハ半径Ｒの誤差の事前設定された閾値を設定することは任意の操作であり、それ自体が誤差の影響を受ける。
【0032】
本明細書に開示されるフィデューシャルフィルタリングＡＷＣプロセスおよびアルゴリズムのための方法およびシステムは、ＡＷＣセンサから返されたデータを使用して、１）フィデューシャル１０２がセンサの１つに無効なウエハエッジデータを報告させたかどうかを決定し、２）決定されたウエハオフセットＯが正確であるように、誤ったウエハエッジデータを排除するものである。図２は、いくつかの実施形態による、３つのセンサ２０１Ａ、２０１Ｂ、および２０１Ｃに対するウエハ１０１の上面図を示す。いくつかの実施形態では、センサ２０１Ａ、２０１Ｂ、および２０１Ｃは、上述のセンサ１０３Ａおよび１０３Ｂのように、ＬＥＤビームが遮断されたとき、およびＬＥＤビームが再形成されたときに信号を送信することによって動作するＬＥＤビームセンサとして構成される。しかし、他の実施形態では、ウエハ１０１のエッジがセンサによる検出位置を通過した時点をセンサが検出することが可能な限り、ＬＥＤビームセンサ２０１Ａ、２０１Ｂ、および２０１Ｃの代わりに様々な他のタイプのセンサを使用することができることを理解されたい。
【0033】
図２の例では、ウエハ１０１は、ロボットのブレード上に位置決めされ、ロボットによって方向１０５に移動されてセンサ２０１Ａ、２０１Ｂ、および２０１Ｃを通過する。したがって、ウエハ１０１がセンサ２０１Ａ、２０１Ｂ、および２０１Ｃを通って移動するとき、センサ２０１Ａ、２０１Ｂ、および２０１Ｃのビームは、それぞれ経路２０３Ａ、２０３Ｂ、および２０３Ｃに沿って進行する。図２の例では、センサ２０１Ａのビームは、ウエハ１０１のフィデューシャル１０２に遭遇する。図２の例は、ウエハ１０１がセンサ２０１Ａ、２０１Ｂ、および２０１Ｃを通って移動するときに、センサ２０１Ａ、２０１Ｂ、および２０１Ｃのビームが直線経路２０３Ａ、２０３Ｂ、および２０３Ｃに沿ってウエハ１０１を横切ることを示す。しかし、いくつかの実施形態では、ウエハ１０１をロボットによって非線形に移動させてセンサ２０１Ａ、２０１Ｂ、および２０１Ｃを通過させることができ、これによりセンサ２０１Ａ、２０１Ｂ、および２０１Ｃのビームが非線形経路に沿ってウエハ１０１を横切ることを理解されたい。
【0034】
ウエハ１０１が方向１０５に移動すると、ウエハ１０１の先端エッジは、位置Ｂａ1でセンサ２０１Ａのビームに到達してビームを遮断し、位置Ｂａ2でセンサ２０１Ｂのビームに到達してビームを遮断し、位置Ｂａ3でセンサ２０１Ｃのビームに到達してビームを遮断する。ウエハ１０１が方向１０５に移動し続けると、ウエハ１０１の後端エッジは、位置Ｂａ4でセンサ２０１Ｃのビームに到達してビームの遮断を解除し、位置Ｂａ5でセンサ２０１Ｂのビームに到達してビームの遮断を解除し、位置Ｂａ6でセンサ２０１Ａのビームに到達してビームの遮断を解除する。このようにして、ウエハ１０１がセンサ２０１Ａ、２０１Ｂ、および２０１Ｃを通って移動するとき、ウエハ１０１の先端エッジがセンサビーム１０９を遮断し、ウエハ１０１の後端エッジがセンサビーム１０９を再形成する。センサビーム１０９が遷移する（すなわち、遮断または再形成される）たびに、センサから割り込み信号が送信され、現在のブレード位置の記録をトリガする。ウエハエッジ検出位置Ｂａ1、Ｂａ2、Ｂａ3、Ｂａ4、Ｂａ5、およびＢａ6の各々は、座標軸ＸBおよびＹBによって表されるブレードの座標系内で指定される。いくつかの実施形態では、３つのセンサ２０１Ａ、２０１Ｂ、および２０１Ｃは、少なくとも１つのセンサがウエハ１０１の各半分を追跡するように位置決めされる。例えば、図２では、センサ２０１Ａがウエハ１０１の左半分を追跡し、センサ２０１Ｂおよび２０１Ｃがウエハ１０１の右半分を追跡する。また、いくつかの実施形態では、センサ２０１Ａ、２０１Ｂ、２０１Ｃは、所与の時間に１つのセンサ遷移のみが発生するように位置決めされる。例えば、図２では、センサ２０１Ａ、２０１Ｂ、２０１Ｃは、ウエハが方向１０５に移動すると、センサ２０１Ａが最初にトリガし、続いてセンサ２０１Ｂ、続いてセンサ２０１Ｃ、続いて再びセンサ２０１Ｃ、続いてセンサ２０１Ｂ、続いてセンサ２０１Ａがトリガするように位置決めされる。このようにして、センサ２０１Ａ、２０１Ｂ、２０１Ｃから受信された各信号は、信号が受信される順序に基づいて、センサ２０１Ａ、２０１Ｂ、２０１Ｃの特定の１つに相関させることができる。
【0035】
校正プロセスは、（正確で均一な直径の）校正ウエハをブレード上に中心を合わせて位置決めし（校正ウエハはブレード座標系の中心に正確に配置される）、校正ウエハを移動させてセンサ２０１Ａ、２０１Ｂ、および２０１Ｃを通過させることで実施できる。この校正プロセスにより、センサ２０１Ａ、２０１Ｂ、２０１Ｃの遷移を引き起こす中心のウエハについて、ブレード座標系の中心に対するセンサ２０１Ａ、２０１Ｂ、２０１Ｃの位置が得られる。ロボットの幾何学的形状および何らかの座標変換を伴う校正プロセスの結果により、ブレード座標系の中心からセンサ遷移が発生したウエハエッジ検出位置（例えば、Ｂａ1、Ｂａ2、Ｂａ3、Ｂａ4、Ｂａ5、およびＢａ6）の各位置に延びるベクトルＢａi（ｉ＝１～Ｎ）のセットを定義することが可能である。より具体的には、図２に示すように、ウエハエッジ検出位置Ｂａ1、Ｂａ2、Ｂａ3、Ｂａ4、Ｂａ5、およびＢａ6の各々は、座標軸ＸBおよびＹBによって表されるブレード座標系の中心から生じる対応ベクトルＢａ1、Ｂａ2、Ｂａ3、Ｂａ4、Ｂａ5、Ｂａ6をそれぞれ定義する。ベクトルＢａi（ｉ＝１～６）は、ロボットが方向１０５にブレードを移動させ、ウエハ１０１をセンサ２０１Ａ、２０１Ｂ、および２０１Ｃに通過させるときに決定される。ベクトルＢａi（ｉ＝１～６）のセットを使用してブレード座標系内の偏心ウエハの中心１０４の座標を決定し、次に偏心ウエハについてのウエハオフセットＯを決定することができる。
【0036】
ベクトルＢａi（ｉ＝１～Ｎ）の数（Ｎ）は、ＡＷＣプロセスで使用されるセンサの数によって異なる。いくつかの実施形態では、フィデューシャルフィルタリングＡＷＣプロセスは、少なくとも３つのセンサ２０１Ａ、２０１Ｂ、２０１Ｃを使用する。各センサ２０１Ａ、２０１Ｂ、２０１Ｃは、典型的には２回遷移する（１回はビームが遮断されたとき、もう１回はビームが再形成されたとき）。したがって、ベクトルＢａiの数（Ｎ）は、センサ２０１Ａ、２０１Ｂ、２０１Ｃの数の２倍である。しかし、場合によっては、所与のセンサのビームはウエハ１０１の先端エッジによって遮断できるが、ロボットブレードの幾何学的形状のために再形成できないことがある。この場合、所与のセンサに対するベクトルは１つだけになる。フィデューシャルフィルタリングＡＷＣプロセスでは、ベクトルＢａiの数（Ｎ）を、公称ウエハ直径（例えば、２００ｍｍ、３００ｍｍなど）と共に指定する必要がある。
【0037】
フィデューシャルフィルタリングＡＷＣプロセスは、ベストフィットアルゴリズムを使用してウエハオフセットＯを決定し、フィデューシャル干渉が発生するかどうかを決定する。ベストフィットアルゴリズムは、ベクトルＢａi（ｉ＝１～Ｎ）のセットによって定義されるウエハエッジ検出位置に最適なブレード座標系内のウエハ中心１０４の位置を決定する。ベストフィットアルゴリズムの出力は、ブレード座標系におけるウエハ中心１０４のｘ座標（Ｏx）およびｙ座標（Ｏy）を含み、フィデューシャル１０２の干渉による影響は排除されている。ウエハ中心１０４のｘ座標（Ｏx）およびｙ座標（Ｏy）は、ウエハオフセットＯを定義する。ベストフィットアルゴリズムは、Ｎ個のベクトルＢａi（ｉ＝１～Ｎ）のセットによって定義されたウエハエッジ検出位置に合わせた最適な円を決定する。ベストフィットアルゴリズムは、性能指標（ＩＰ）の定義を含んでいる。この性能指標は、推定ウエハ半径Ｅと公称ウエハ半径Ｒとの差の２乗であり、ウエハオフセットＯを考慮し、Ｎ個のウエハエッジ検出位置にわたって合計されたものである。
【0038】
図３は、いくつかの実施形態による、所与のウエハエッジ検出位置（ｉ）について、ウエハオフセットＯ、ベクトルＢａi、および推定ウエハ半径Ｅiの関係を図示するベクトル図を示す。図３に示すように、Ｎ個のベクトルＢａi（ｉ＝１～Ｎ）の各々ついて、式１の関係が存在する。式１において、Ｏは、ウエハオフセットＯの現在の推定値であり、Ｅiは、ウエハオフセットＯの現在の推定値からｉ番目のウエハエッジ検出位置Ｂａiに延びるｉ番目の推定ウエハ半径に対応するベクトルである。
【0039】
【数1】
【0040】
式１の関係は、式２に示すように書き換えることができる。
【0041】
【数2】
【0042】
Ｅiの大きさは式３によって求められる。この式において、Ｂａixは、ブレード座標系におけるｉ番目のウエハエッジ検出位置Ｂａiのｘ座標であり、Ｂａiyは、ブレード座標系におけるｉ番目のウエハエッジ検出位置Ｂａiのｙ座標であり、Ｏxは、ブレード座標系における推定ウエハ中心のｘ座標であり、Ｏyは、ブレード座標系における推定ウエハ中心のｙ座標である。
【0043】
【数3】
【0044】
ＯxおよびＯyの現在の値がウエハ中心に近い場合、Ｅiの大きさは公称ウエハ半径Ｒに近くなる。式４に示すように、推定ウエハ中心（Ｏx，Ｏy）に対する性能指標（ＩＰ）は、ｉ番目のウエハエッジ検出位置での推定ウエハ半径（｜Ｅi｜）と公称ウエハ半径Ｒとの差の２乗であり、Ｎ個のウエハエッジ検出位置にわたって合計されたものである。
【0045】
【数4】
【0046】
センサの位置の校正、またはブレード位置の追跡、またはデータ収集プロセスに誤差がなく、センサとのフィデューシャル干渉がない場合、ベストフィットアルゴリズムは、性能指標（ＩＰ）がゼロになるまでＯxおよびＯyについて繰り返される。実際には、センサの位置の校正および／またはブレード位置の追跡および／またはデータ収集プロセスにおいて、ＡＷＣシステムの誤差が小さいながらもある程度発生する可能性がある。したがって、ある程度のＡＷＣシステムの誤差が存在する場合、ベストフィットアルゴリズムは、性能指標（ＩＰ）がゼロ以外の値に最小化され、ウエハエッジがＮ個のウエハエッジ検出位置Ｂａi（ｉ＝１～Ｎ）に可能な限り近くなるまで、ＯxおよびＯyについて繰り返される。
【0047】
式４に示すように、ウエハオフセットＯ（すなわち、Ｏx，Ｏy）の各推定値は、Ｎ個のベクトルＢａi（ｉ＝１～Ｎ）についての性能指標（ＩＰ）値を生成する。ウエハオフセットＯの推定値が不十分な場合、高い性能指標（ＩＰ）値が生成される。ウエハオフセットＯの推定値が最良の場合、性能指標（ＩＰ）値が最小化される。性能指標（ＩＰ）値が最小化されると、ウエハエッジはウエハエッジ検出位置Ｂａi（ｉ＝１～Ｎ）に可能な限り近くなる。
【0048】
ベストフィットアルゴリズムは、ウエハオフセットＯの様々な推定値をステップスルーし、性能指標（ＩＰ）値を最小化するウエハオフセットＯを識別する。いくつかの実施形態では、推定ウエハオフセットＯは反復によって調整され、これは、反復ごとの性能指標（ＩＰ）の最小値における対応する変化が指定された反復停止値以下になるまで行われる。いくつかの実施形態では、反復停止値は、０．００００１であり得る。しかし、他の実施形態では、反復停止値は、０．００００１よりも大きくても小さくてもよい。いくつかの実施形態では、推定ウエハオフセットＯについてニュートン法を使用して反復し、性能指標（ＩＰ）の最小値を決定する。これらの実施形態では、ニュートン法は、ＯxおよびＯyに関する性能指標（ＩＰ）の導関数を決定すること、およびそれらの導関数を性能指標（ＩＰ）の極小値に対応するゼロに等しく設定することを含む。また、いくつかの実施形態では、性能指標（ＩＰ）を最小値にする際、ＯxおよびＯyに関する性能指標（ＩＰ）の二次導関数を評価して、反復のたびに推定ウエハオフセットＯの調整量を決定することができる。
【0049】
フィデューシャルフィルタリングＡＷＣプロセスでは、センサとのフィデューシャル干渉がある場合、Ｎ個のベクトルＢａi（ｉ＝１～Ｎ）のうち１つは、ウエハの外周エッジ、すなわち、ウエハの円周上にはない。この場合、センサとのフィデューシャル干渉が存在するとき、ウエハのエッジがＮ個のウエハエッジ検出位置Ｂａi（ｉ＝１～Ｎ）をすべて通るようにウエハの中心を位置決めするウエハオフセットＯの値はない。
【0050】
センサとのフィデューシャル干渉は、Ｎ個のベクトルＢａi（ｉ＝１～Ｎ）の１つにのみ影響を及ぼす。Ｎ個のベクトルＢａi（ｉ＝１～Ｎ）の中でどのベクトルがフィデューシャル干渉の影響を受けているかを識別するために、フィデューシャルフィルタリングＡＷＣプロセスは、Ｎ個のベクトルＢａi（ｉ＝１～Ｎ）の中から１回に１つずつ異なるベクトルを除いて（Ｎ－１）個のベクトルＢａiの固有のセットを得ることを含んでおり、これは（Ｎ－１）個のベクトルＢａiの各固有のセットに対する性能指標（ＩＰ）値を最小化するウエハオフセットＯを識別するベストフィットアルゴリズムの実行と共に行われる。式５は、ｚ番目のベクトルＢａzを除外した（Ｎ－１）個のベクトルＢａiの固有のセットに対する性能指標（ＩＰz）値を示す。
【0051】
【数5】
【0052】
性能指標（ＩＰz）を最小化するウエハオフセットＯは、１～Ｎの範囲の各（ｚ）値に対して決定される。（Ｎ－１）個のベクトルＢａiに対するベストフィットアルゴリズムが、所与の（ｚ）のベクトルＢａzを除外した結果として得られた性能指標（ＩＰz）の最小値に収束した後、そのように得られた性能指標（ＩＰz）の最小値および対応する推定ウエハオフセットＯを、除外した所与の（ｚ）のベクトルＢａzについて記録する。上記のプロセスにより、ウエハオフセットＯのＮ個の推定値が与えられ、ウエハオフセットＯの各推定値は対応する性能指標（ＩＰz）を有する。言い換えると、除外したベクトルＢａz（ｚ＝１～Ｎ）ごとに、除外されなかった（Ｎ－１）個のベクトルＢａiを使用して決定されたウエハオフセットＯの推定値および対応する性能指標（ＩＰz）が個別に存在する。
【0053】
例として、図２のＡＷＣ構成について検討する。この構成では、Ｎ＝６個のベクトルＢａ1、Ｂａ2、Ｂａ3、Ｂａ4、Ｂａ5、およびＢａ6がある。この構成の場合、フィデューシャルフィルタリングＡＷＣプロセスは、ウエハオフセットＯの６つの異なる推定値および対応する性能指標（ＩＰz）の決定を含む。具体的には、１番目の推定値（ｚ＝１）として、ベクトルＢａ1を除外し、ベクトルのセット（Ｂａ2、Ｂａ3、Ｂａ4、Ｂａ5、Ｂａ6）がウエハオフセットＯの推定値を決定する。２番目の推定値（ｚ＝２）として、ベクトルＢａ2を除外し、ベクトルのセット（Ｂａ1、Ｂａ3、Ｂａ4、Ｂａ5、Ｂａ6）がウエハオフセットＯの推定値を決定する。３番目の推定値（ｚ＝３）として、ベクトルＢａ3を除外し、ベクトルのセット（Ｂａ1、Ｂａ2、Ｂａ4、Ｂａ5、Ｂａ6）がウエハオフセットＯの推定値を決定する。４番目の推定値（ｚ＝４）として、ベクトルＢａ4を除外し、ベクトルのセット（Ｂａ1、Ｂａ2、Ｂａ3、Ｂａ5、Ｂａ6）がウエハオフセットＯの推定値を決定する。５番目の推定値（ｚ＝５）として、ベクトルＢａ5を除外し、ベクトルのセット（Ｂａ1、Ｂａ2、Ｂａ3、Ｂａ4、Ｂａ6）がウエハオフセットＯの推定値を決定する。６番目の推定値（ｚ＝６）として、ベクトルＢａ6を除外し、ベクトルのセット（Ｂａ1、Ｂａ2、Ｂａ3、Ｂａ4、Ｂａ5）がウエハオフセットＯの推定値を決定する。
【0054】
フィデューシャル干渉はベクトルＢａi（ｉ＝１～６）の１つだけに影響を及ぼすため、ウエハオフセットＯの６つの決定された推定値のうち１つだけがフィデューシャル干渉の影響を受けない。対応する性能指標（ＩＰz）が最も低いウエハオフセットＯの推定値は、センサとのフィデューシャル干渉の影響を受けるベクトルＢａzを含まない（Ｎ－１）個のベクトルＢａiのセットに基づいている。したがって、対応する性能指標（ＩＰz）が最も低いウエハオフセットＯの推定値は、センサとのフィデューシャル干渉の影響を受けていないウエハオフセットＯの推定値である。根底にある仮定は、各ＡＷＣセンサはある程度の小さなレベルのノイズ（すなわち、センサの位置の校正の誤差および／または信号遷移の誤差および／または信号送信の誤差）を有すると予想されるが、フィデューシャル干渉に遭遇した１つのセンサは、ウエハエッジの検出時にフィデューシャル干渉に対応する量の誤差を有し、その誤差はウエハエッジ検出時にノイズにより他のセンサが有する誤差よりも大幅に大きいという仮定である。
【0055】
図２に示すように、３つのＡＷＣセンサに対するフィデューシャルフィルタリングＡＷＣプロセスは、最も低い性能指標（ＩＰ）をもたらす５つのベクトルＢａiの固有のセットを（６つのベクトルＢａi（ｉ＝１～６）の中から）決定する。この５つのベクトルＢａiの固有のセットはセンサとのフィデューシャル干渉の影響を受けたベクトルＢａiを含まないため、センサとのフィデューシャル干渉の影響を受けたベクトルＢａiを識別する。そして、この５つのベクトルＢａiの固有のセットに対して決定された推定ウエハオフセットＯは、センサとのフィデューシャル干渉の影響を受けていないウエハオフセットＯである。
【0056】
上で論じたように、フィデューシャル干渉検出への従来のアプローチは、どのベクトルＢａi（ｉ＝１～Ｎ）がフィデューシャル干渉の影響を受けるかを決定するために、推定ウエハ半径Ｒの誤差としてオペレータが若干任意の閾値を選択することを必要とする。典型的には、３つのベクトルＢａiの組み合わせの２つ以上が推定ウエハ半径Ｒの誤差として選択された閾値を満たし、誤差データの選択が任意になる場合がある。また、１つのベクトルＢａiにある程度の誤差があっても、３つのベクトルＢａiの組み合わせのいずれも推定ウエハ半径Ｒの誤差の閾値を満たさない場合がある。対照的に、本明細書に開示されるフィデューシャルフィルタリングＡＷＣプロセスでは、最も低い対応する性能指標（ＩＰz）を有する（Ｎ－１）個のベクトルＢａiの固有のグループを決定することにより、どのベクトルＢａiがＡＷＣセンサとのフィデューシャル干渉の影響を受けているかを識別する。そして、最も低い対応する性能指標（ＩＰz）を有する（Ｎ－１）個のベクトルＢａiの固有のグループを使用して、ウエハをターゲットステーションの中心に配置する指示をロボットに与えるためのウエハオフセットＯを決定する。
【0057】
本明細書に開示されるフィデューシャルフィルタリングＡＷＣプロセスおよび関連するシステムは、専用のアライナモジュールにおけるウエハフィデューシャル検出および位置合わせに必要な時間の排除を可能にすることによって、製作施設における高いウエハスループット動作をサポートすることを理解されたい。また、本明細書に開示されるフィデューシャルフィルタリングＡＷＣプロセスおよび関連するシステムは、未知のフィデューシャル位置を有する場合（すなわち、ＡＷＣセンサとのフィデューシャル干渉を有する可能性がある場合）に、ウエハ中心を正確かつ確実に決定する。
【0058】
図４は、いくつかの実施形態による自動ウエハセンタリング方法のフローチャートを示す。この方法は、ロボットのウエハハンドリング構成要素上にウエハを位置決めする動作４０１を含む。この方法はまた、ロボットを動作させてウエハハンドリング構成要素を移動させ、ウエハがセンサアレイを通って移動するようにする動作４０３を含む。センサアレイ内の各センサは、ウエハのエッジがセンサを通過する時点を検出して信号を送るように構成される。いくつかの実施形態では、センサアレイは、少なくとも３つのセンサを含む。いくつかの実施形態では、センサアレイは、ウエハがセンサアレイを通って移動するときにウエハの中心の進行方向に対してウエハの第１の半分を通過するように位置決めされた少なくとも１つのセンサを含む。そして、センサアレイは、ウエハがセンサアレイを通って移動するときにウエハの中心の進行方向に対してウエハの第２の半分を通過するように位置決めされた少なくとも１つのセンサを含む。いくつかの実施形態では、センサアレイ内の各センサは、光ビームセンサ、例えば、ＬＥＤビームセンサである。いくつかの実施形態では、光ビームセンサは、光ビームセンサの光ビームがウエハによって遮断されたとき、ウエハのエッジの検出を示す信号を送信するように構成される。そして、光ビームセンサは、光ビームセンサの遮断された光ビームが再形成されたとき、ウエハのエッジの検出を示す信号を送信するように構成される。
【0059】
この方法はまた、ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）を決定する動作４０５を含む。各ウエハエッジ検出位置は、ウエハがセンサアレイを通って移動するときにセンサアレイの任意のセンサがウエハのエッジを検出する位置であり、ウエハハンドリング構成要素の座標系における座標（ｘ，ｙ）のセットによって定義される。この方法はまた、ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の各固有のセット（Ｎ－１）に対して、性能指標値を実質的に最小化する推定ウエハオフセットを決定する動作４０７を含む。推定ウエハオフセットは、ウエハハンドリング構成要素の座標系の中心からウエハの推定中心位置に延びるベクトルとして定義される。ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の各固有のセット（Ｎ－１）は、対応する推定ウエハオフセットおよび対応する性能指標値を有する。ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の所与の固有のセット（Ｎ－１）に対する推定ウエハオフセットは、ウエハハンドリング構成要素の座標系内でウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の所与の固有のセット（Ｎ－１）に最適な円の中心に対応する。推定ウエハ中心（Ｏx，Ｏy）に対する性能指標（ＩＰ）は、ｉ番目のウエハエッジ検出位置での推定ウエハ半径（｜Ｅi｜）と公称ウエハ半径Ｒとの差の２乗であり、ウエハエッジ検出位置の数Ｎの固有のセット（Ｎ－１）にわたって合計されたものである。性能指標値が最小化されると、性能指標（ＩＰ）および関連する推定ウエハ中心（Ｏx，Ｏy）は、ウエハハンドリング構成要素の座標系内でウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の所与の固有のセット（Ｎ－１）に最適な円に対応する。
【0060】
この方法はまた、対応する性能指標値の最小値を有するウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の固有のセット（Ｎ－１）に対応する推定ウエハオフセットとして、最終ウエハオフセットを識別する動作４０９を含む。対応する性能指標値の最小値を有するウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の固有のセット（Ｎ－１）は、ウエハのフィデューシャルにおいて、ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の１つを除外する。この方法はまた、最終ウエハオフセットを使用して、ウエハをターゲットステーションの中心に配置する動作４１１を含む。
【0061】
図５は、いくつかの実施形態による自動ウエハセンタリング方法のフローチャートを示す。この方法は、ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）を取得する動作５０１を含む。各ウエハエッジ検出位置は、ウエハハンドリング構成要素の座標系における座標（ｘ，ｙ）のセットによって定義される。いくつかの実施形態では、ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）は、少なくとも３つのセンサを含む光ビームセンサアレイにウエハを通過させることによって取得される。この方法はまた、ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の各固有のセット（Ｎ－１）に対して最小化された性能指標値を決定する動作５０３を含む。最小化された性能指標値は、関連する推定ウエハオフセットを有し、この関連する推定ウエハオフセットは、ウエハハンドリング構成要素の座標系内でウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の対応する固有のセット（Ｎ－１）に最適な円の中心に対応する。
【0062】
この方法はまた、ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）について最小化された性能指標値の最小値を決定する動作５０５を含む。最小化された性能指標値の最小値は、関連するウエハオフセットを有する。推定ウエハ中心（Ｏx，Ｏy）に対する性能指標（ＩＰ）は、ｉ番目のウエハエッジ検出位置での推定ウエハ半径（｜Ｅi｜）と公称ウエハ半径Ｒとの差の２乗であり、ウエハエッジ検出位置の数Ｎの固有のセット（Ｎ－１）にわたって合計されたものである。性能指標値が最小化されると、性能指標（ＩＰ）および関連する推定ウエハ中心（Ｏx，Ｏy）は、ウエハハンドリング構成要素の座標系内でウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の所与の固有のセット（Ｎ－１）に最適な円に対応する。対応する推定ウエハオフセットに対する性能指標値の最小値を有するウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の固有のセット（Ｎ－１）は、ウエハのフィデューシャルにおいて、ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の１つを除外する。この方法はまた、最小化された性能指標値の最小値およびその関連するウエハオフセットを使用して、ウエハをターゲットステーションの中心に配置する動作５０７を含む。
【0063】
図６は、いくつかの実施形態による自動ウエハセンタリングシステムを示す。システムは、ウエハハンドリング構成要素６０３（例えば、ブレード）を有するロボット６０１を含む。また、このシステムはセンサアレイ６０５を含む。センサアレイ６０５は、複数のセンサ２０１Ａ、２０１Ｂ、２０１Ｃを含む。センサアレイ６０５内の各センサ２０１Ａ、２０１Ｂ、２０１Ｃは、ウエハ１０１のエッジがセンサ２０１Ａ、２０１Ｂ、２０１Ｃを通過する時点を検出するように構成される。いくつかの実施形態では、センサアレイ６０５は、少なくとも３つのセンサ２０１Ａ、２０１Ｂ、２０１Ｃを含む。いくつかの実施形態では、センサアレイ６０５は、ウエハ１０１がセンサアレイ６０５を通って移動するときにウエハ１０１の中心１０４の進行方向１０５に対してウエハ１０１の第１の半分を通過するように位置決めされた少なくとも１つのセンサ２０１Ａを含む（図２参照）。そして、センサアレイ６０５は、ウエハ１０１がセンサアレイ６０５を通って移動するときにウエハ１０１の中心１０４の進行方向１０５に対してウエハ１０１の第２の半分を通過するように位置決めされた少なくとも１つのセンサ２０１Ｂ、２０１Ｃを含む。いくつかの実施形態では、センサアレイ６０５内の各センサ２０１Ａ、２０１Ｂ、２０１Ｃは、光ビームセンサである。いくつかの実施形態では、光ビームセンサは、光ビームセンサの光ビームがウエハ１０１によって遮断されたとき、ウエハ１０１のエッジの検出を示す信号を送信するように構成される。そして、光ビームセンサは、光ビームセンサの遮断された光ビームが再形成されたとき、ウエハ１０１のエッジの検出を示す信号を送信するように構成される。
【0064】
システムはまた、センサアレイ６０５内のセンサ２０１Ａ、２０１Ｂ、２０１Ｃの各々から信号を受信するように構成され接続されたコントローラ６０７を含む。コントローラ６０７はまた、ロボット６０１から信号を受信するように構成され接続される。コントローラ６０７はまた、信号をロボット６０１に送信するように構成され接続される。コントローラ６０７は、ロボット６０１のウエハハンドリング構成要素６０３がウエハ１０１をウエハハンドリング構成要素６０３上に保持した状態で移動するときにウエハハンドリング構成要素６０３の位置を示すデータを受信するように構成される。コントローラ６０７は、ウエハ１０１がセンサアレイ６０５を通って移動するときにセンサアレイ６０５から信号を受信するように構成される。信号は、ウエハ１０１のエッジがセンサアレイ６０５の特定のセンサ２０１Ａ、２０１Ｂ、２０１Ｃを通過する時点を示す。コントローラ６０７は、ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）を決定するように構成される。各ウエハエッジ検出位置は、センサアレイ６０５の任意のセンサ２０１Ａ、２０１Ｂ、２０１Ｃがウエハ１０１のエッジを検出する位置であり、ウエハハンドリング構成要素６０３の座標系における座標（ｘ，ｙ）のセットによって定義される。
【0065】
コントローラ６０７は、ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の各固有のセット（Ｎ－１）に対する性能指標値を実質的に最小化する推定ウエハオフセットを決定するように構成される。推定ウエハオフセットは、ウエハハンドリング構成要素６０３の座標系の中心からウエハ１０１の推定中心位置に延びるベクトルとして定義される。ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の各固有のセット（Ｎ－１）は、対応する推定ウエハオフセットおよび対応する性能指標値を有する。ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の所与の固有のセット（Ｎ－１）に対する推定ウエハオフセットは、ウエハハンドリング構成要素６０３の座標系内でウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の所与の固有のセット（Ｎ－１）に最適な円の中心に対応する。推定ウエハ中心（Ｏx，Ｏy）に対する性能指標（ＩＰ）は、ウエハ１０１のｉ番目のウエハエッジ検出位置での推定ウエハ半径（｜Ｅi｜）と公称ウエハ半径Ｒとの差の２乗であり、ウエハエッジ検出位置の数Ｎの固有のセット（Ｎ－１）にわたって合計されたものである。性能指標値が最小化されると、性能指標（ＩＰ）および関連する推定ウエハ中心（Ｏx，Ｏy）は、ウエハハンドリング構成要素６０３の座標系内でウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の所与の固有のセット（Ｎ－１）に最適な円に対応する。
【0066】
コントローラ６０７はまた、対応する性能指標値の最小値を有するウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の固有のセット（Ｎ－１）に対応する推定ウエハオフセットとして、最終ウエハオフセットを識別するように構成される。対応する性能指標値の最小値を有するウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の固有のセット（Ｎ－１）は、ウエハ１０１のフィデューシャル１０２において、ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の１つを除外する。コントローラ６０７は、最終ウエハオフセットを使用して、ウエハ１０１をターゲットステーション６０９の中心に配置する指示をロボット６０１に与えるように構成される。
【0067】
図７は、いくつかの実施形態によるコントローラ６０７の例示的な図を示す。様々な実施形態において、コントローラ６０７は、プロセッサ７０１、ストレージハードウェアユニット（ＨＵ）７０３（例えば、メモリ）、入力ＨＵ７０５、出力ＨＵ７０７、入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース７０９、Ｉ／Ｏインターフェース７１１、ネットワークインターフェースコントローラ（ＮＩＣ）７１３、およびデータ通信バス７１５を含む。プロセッサ７０１、ストレージＨＵ７０３、入力ＨＵ７０５、出力ＨＵ７０７、Ｉ／Ｏインターフェース７０９、Ｉ／Ｏインターフェース７１１、およびＮＩＣ７１３は、データ通信バス７１５を介して互いにデータ通信することができる。入力ＨＵ７０５は、ロボット６０１およびセンサ２０１Ａ、２０１Ｂ、２０１Ｃなどのいくつかの外部デバイスからのデータ通信を受信するように構成される。入力ＨＵ７０５の例としては、データ収集システム、データ収集カードなどが挙げられる。出力ＨＵ７０７は、ロボット６０１などのいくつかの外部デバイスにデータを送信するように構成される。出力ＨＵ７０７の一例は、デバイスコントローラである。ＮＩＣ７１３の例としては、ネットワークインターフェースカード、ネットワークアダプタなどが挙げられる。Ｉ／Ｏインターフェース７０９および７１１の各々は、Ｉ／Ｏインターフェースに接続された異なるハードウェアユニット間の互換性を提供するように定義される。例えば、Ｉ／Ｏインターフェース７０９は、入力ＨＵ７０５から受信した信号を、データ通信バス７１５と互換性のある形式、振幅、および／または速度に変換するように定義することができる。また、Ｉ／Ｏインターフェース７１１は、データ通信バス７１５から受信した信号を、出力ＨＵ７０７と互換性のある形式、振幅、および／または速度に変換するように定義することができる。本明細書では、コントローラ６０７のプロセッサ７０１によって実施されるものとして様々な動作が説明されているが、いくつかの実施形態では、様々な動作が、コントローラ６０７の複数のプロセッサによって、および／またはコントローラ６０７とデータ通信する複数のコンピューティングシステムの複数のプロセッサによって実施され得ることを理解されたい。また、いくつかの実施形態では、コントローラ６０７に関連するユーザインターフェースが存在する。ユーザインターフェースは、ディスプレイ（例えば、装置および／またはプロセス条件のディスプレイ画面および／またはグラフィカルソフトウェアディスプレイ）およびポインティングデバイス、キーボード、タッチスクリーン、マイクロフォンなどのユーザ入力デバイスを含み得る。
【0068】
コントローラ６０７は、ロボット６０１の動作を制御するための、および本明細書に開示されるフィデューシャルフィルタリングＡＷＣプロセスを実施するための命令セットを含むコンピュータプログラムを実行するように構成することができる。また、いくつかの実施形態では、コントローラ６０７に関連するメモリデバイスに記憶されたコンピュータプログラムを用いることができる。コントローラ６０７の動作を指示するためのソフトウェアは、多くの異なる方法で設計または構成することができる。フィデューシャルフィルタリングＡＷＣプロセスを実施し、それに対応してロボット６０１を制御するようにコントローラ６０７の動作を指示するためのコンピュータプログラムは、任意の従来のコンピュータ可読プログラミング言語（例えば、アセンブリ言語、Ｃ、Ｃ＋＋、パスカル、フォートラン他）で書くことができる。コンパイルされたオブジェクトコードまたはスクリプトは、プログラム中で識別されたタスクを実施するためプロセッサ７０１によって実行される。
【0069】
広義には、コントローラ６０７は、命令を受信し、命令を発行し、動作を制御する様々な集積回路、論理、メモリ、および／またはソフトウェアを有する電子機器として定義され得る。集積回路は、プログラム命令を記憶するファームウェアの形式のチップ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として定義されたチップ、および／または１つまたは複数のマイクロプロセッサ、またはプログラム命令（例えば、ソフトウェア）を実行するマイクロコントローラを含み得る。プログラム命令は、様々な個々の設定（またはプログラムファイル）の形式でコントローラ６０７に通信される命令とすることができ、フィデューシャルフィルタリングＡＷＣプロセスを実行し、ロボット６０１を制御するための動作パラメータを定義する。
【0070】
本明細書で説明される各実施形態はまた、ハンドヘルドハードウェアユニット、マイクロプロセッサシステム、マイクロプロセッサベースまたはプログラム可能な家電、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータなどを含む様々なコンピュータシステム構成で実施することができる。本明細書で説明される各実施形態はまた、ネットワークを介してリンクされる遠隔処理ハードウェアユニットによってタスクが実施される分散型コンピューティング環境で実施することも可能である。本明細書で説明される各実施形態は、コンピュータシステムに格納されたデータを伴う様々なコンピュータ実装動作を用いることができることを理解されたい。これらの動作は、物理量の物理的な操作を必要とする動作である。本明細書で説明されて実施形態の一部を構成するあらゆる動作は、有用な機械動作である。各実施形態はまた、これらの動作を実施するためのハードウェアユニットまたは装置に関する。装置は、専用コンピュータ用に特別に構築することができる。専用コンピュータとして定義されるとき、コンピュータは、その専用の目的のために動作可能でありつつ、専用の目的の一部ではない他の処理、プログラム実行、またはルーチンを実施することができる。いくつかの実施形態では、動作は、コンピュータメモリ、キャッシュに格納されるかネットワークを介して取得される１つもしくは複数のコンピュータプログラムによって、選択的にアクティブ化または構成される汎用コンピュータによって処理されてもよい。ネットワークを介してデータが取得される場合、そのデータは、ネットワーク上の他のコンピュータ（例えば、計算資源のクラウド）によって処理されてもよい。
【0071】
本明細書で説明される様々な実施形態は、非一時的コンピュータ可読媒体上のコンピュータ可読コードとしてインスタンス化されたＡＷＣプロセス制御命令を介して実装することができる。非一時的コンピュータ可読媒体は、データを格納することができる任意のデータストレージハードウェアユニットであり、データはその後コンピュータシステムによって読み取ることができる。非一時的コンピュータ可読媒体の例は、ハードドライブ、ネットワーク接続ストレージ（ＮＡＳ）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、コンパクトディスクＲＯＭ（ＣＤ－ＲＯＭ）、ＣＤレコーダブル（ＣＤ－Ｒ）、ＣＤリライタブル（ＣＤ－ＲＷ）、磁気テープ、ならびに他の光学および非光学データストレージハードウェアユニットを含む。非一時的コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読コードが分散方式で格納および実行されるように、ネットワーク結合コンピュータシステム上に分散されたコンピュータ可読有形媒体を含むことができる。
【0072】
前述の開示は、明確な理解のためにいくらかの詳細を含んでいるが、一定の変更および修正を添付の特許請求の範囲の範囲内で実施できることは明らかであろう。例えば、本明細書に開示される任意の実施形態からの１つまたは複数の特徴は、本明細書に開示される任意の他の実施形態の１つまたは複数の特徴と組み合わせることができることを理解されたい。したがって、本実施形態は、限定ではなく例示と見なされるべきであり、特許請求の範囲は、本明細書に述べられる詳細に限定されるべきではなく、説明された実施形態の範囲および均等物内で修正されてもよい。本開示は、以下の形態により実現されてもよい。
［形態１］
自動ウエハセンタリング方法であって、
ロボットのウエハハンドリング構成要素上にウエハを位置決めすることと、
前記ロボットを動作させて前記ウエハハンドリング構成要素を移動させ、前記ウエハがセンサアレイを通って移動するようにすることであって、前記センサアレイ内の各センサは、前記ウエハのエッジが前記センサを通過する時点を検出して信号を送るように構成されることと、
ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）を決定することであって、各ウエハエッジ検出位置は、前記ウエハが前記センサアレイを通って移動するときに前記センサアレイの任意のセンサが前記ウエハの前記エッジを検出する位置であり、前記ウエハハンドリング構成要素の座標系における座標（ｘ，ｙ）のセットによって定義されることと、
前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の各固有のセット（Ｎ－１）に対して、性能指標値を実質的に最小化する推定ウエハオフセットを決定することであって、前記推定ウエハオフセットは、前記ウエハハンドリング構成要素の前記座標系の中心から前記ウエハの推定中心位置に延びるベクトルとして定義され、前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の各固有のセット（Ｎ－１）は、対応する推定ウエハオフセットおよび対応する性能指標値を有することと、
対応する性能指標値の最小値を有する前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の前記固有のセット（Ｎ－１）に対応する前記推定ウエハオフセットとして、最終ウエハオフセットを識別することと、
前記最終ウエハオフセットを使用して、前記ウエハをターゲットステーションの中心に配置することと
を含む、自動ウエハセンタリング方法。
［形態２］
形態１に記載の方法であって、
前記センサアレイは、少なくとも３つのセンサを含む、方法。
［形態３］
形態１に記載の方法であって、
前記センサアレイは、前記ウエハが前記センサアレイを通って移動するときに前記ウエハの中心の進行方向に対して前記ウエハの第１の半分を通過するように位置決めされた少なくとも１つのセンサを含み、前記センサアレイは、前記ウエハが前記センサアレイを通って移動するときに前記ウエハの前記中心の前記進行方向に対して前記ウエハの第２の半分を通過するように位置決めされた少なくとも１つのセンサを含む、方法。
［形態４］
形態１に記載の方法であって、
前記センサアレイ内の各センサは、光ビームセンサである、方法。
［形態５］
形態４に記載の方法であって、
前記光ビームセンサは、前記光ビームセンサの光ビームが前記ウエハによって遮断されたとき、前記ウエハの前記エッジの検出を示す信号を送信するように構成され、前記光ビームセンサは、前記光ビームセンサの遮断された光ビームが再形成されたとき、前記ウエハの前記エッジの検出を示す信号を送信するように構成される、方法。
［形態６］
形態１に記載の方法であって、
前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の所与の固有のセット（Ｎ－１）に対する前記推定ウエハオフセットは、前記ウエハハンドリング構成要素の前記座標系内で前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の前記所与の固有のセット（Ｎ－１）に最適な円の中心に対応する、方法。
［形態７］
形態６に記載の方法であって、
前記性能指標値は、前記ウエハのｉ番目のウエハエッジ検出位置での前記ウエハの推定ウエハ半径と既知の公称半径との差の２乗であり、前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の前記所与の固有のセット（Ｎ－１）にわたって合計されたものとして定義され、最小化された性能指標値および関連する推定ウエハ中心は、前記ウエハハンドリング構成要素の前記座標系内で前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の前記所与の固有のセット（Ｎ－１）に最適な円に対応する、方法。
［形態８］
形態１に記載の方法であって、
前記対応する性能指標値の最小値を有する前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の前記固有のセット（Ｎ－１）は、前記ウエハのフィデューシャルにおいて、前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の１つを除外する、方法。
［形態９］
自動ウエハセンタリングシステムであって、
センサアレイであって、前記センサアレイ内の各センサは、ウエハのエッジが前記センサを通過するときを検出するように構成されるセンサアレイと、
ロボットのウエハハンドリング構成要素がウエハを前記ウエハハンドリング構成要素上に保持した状態で移動するときに前記ウエハハンドリング構成要素の位置を示すデータを受信するように構成されたコントローラであって、前記コントローラは、前記ウエハが前記センサアレイを通って移動するときに前記センサアレイから信号を受信するように構成され、前記信号は、前記ウエハの前記エッジが前記センサアレイの特定のセンサを通過するときを示すコントローラと
を備え、
前記コントローラは、ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）を決定するように構成され、各ウエハエッジ検出位置は、前記センサアレイの任意のセンサが前記ウエハの前記エッジを検出する位置であり、前記ウエハハンドリング構成要素の座標系における座標（ｘ，ｙ）のセットによって定義され、
前記コントローラは、前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の各固有のセット（Ｎ－１）に対する性能指標値を実質的に最小化する推定ウエハオフセットを決定するように構成され、前記推定ウエハオフセットは、前記ウエハハンドリング構成要素の前記座標系の中心から前記ウエハの推定中心位置に延びるベクトルとして定義され、前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の各固有のセット（Ｎ－１）は、対応する推定ウエハオフセットおよび対応する性能指標値を有し、
前記コントローラは、対応する性能指標値の最小値を有する前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の前記固有のセット（Ｎ－１）に対応する前記推定ウエハオフセットとして、最終ウエハオフセットを識別するように構成され、
前記コントローラは、前記最終ウエハオフセットを使用して、前記ウエハをターゲットステーションの中心に配置する指示を前記ロボットに与えるように構成される、
自動ウエハセンタリングシステム。
［形態１０］
形態９に記載のシステムであって、
前記センサアレイは、少なくとも３つのセンサを含む、システム。
［形態１１］
形態９に記載のシステムであって、
前記センサアレイは、前記ウエハが前記センサアレイを通って移動するときに前記ウエハの中心の進行方向に対して前記ウエハの第１の半分を通過するように位置決めされた少なくとも１つのセンサを含み、前記センサアレイは、前記ウエハが前記センサアレイを通って移動するときに前記ウエハの前記中心の前記進行方向に対して前記ウエハの第２の半分を通過するように位置決めされた少なくとも１つのセンサを含む、システム。
［形態１２］
形態９に記載のシステムであって、
前記センサアレイ内の各センサは、光ビームセンサである、システム。
［形態１３］
形態１２に記載のシステムであって、
前記光ビームセンサは、前記光ビームセンサの光ビームが前記ウエハによって遮断されたとき、前記ウエハの前記エッジの検出を示す信号を送信するように構成され、前記光ビームセンサは、前記光ビームセンサの遮断された光ビームが再形成されたとき、前記ウエハの前記エッジの検出を示す信号を送信するように構成される、システム。
［形態１４］
形態９に記載のシステムであって、
前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の所与の固有のセット（Ｎ－１）に対する前記推定ウエハオフセットは、前記ウエハハンドリング構成要素の前記座標系内で前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の前記所与の固有のセット（Ｎ－１）に最適な円の中心に対応する、システム。
［形態１５］
形態１４に記載のシステムであって、
前記性能指標値は、前記ウエハのｉ番目のウエハエッジ検出位置での前記ウエハの推定ウエハ半径と既知の公称半径との差の２乗であり、前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の前記所与の固有のセット（Ｎ－１）にわたって合計されたものとして定義され、最小化された性能指標値および関連する推定ウエハ中心は、前記ウエハハンドリング構成要素の前記座標系内で前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の前記所与の固有のセット（Ｎ－１）に最適な円に対応する、システム。
［形態１６］
形態９に記載のシステムであって、
前記対応する性能指標値の最小値を有する前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の前記固有のセット（Ｎ－１）は、前記ウエハのフィデューシャルにおいて、前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の１つを除外する、システム。
［形態１７］
自動ウエハセンタリング方法であって、
ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）を取得することであって、各ウエハエッジ検出位置は、ウエハハンドリング構成要素の座標系における座標（ｘ，ｙ）のセットによって定義されることと、
前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の各固有のセット（Ｎ－１）に対して最小化された性能指標値を決定することであって、前記最小化された性能指標値は、関連する推定ウエハオフセットを有し、前記関連する推定ウエハオフセットは、前記ウエハハンドリング構成要素の前記座標系内で前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の対応する固有のセット（Ｎ－１）に最適な円の中心に対応することと、
前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）について最小化された性能指標値の最小値を決定することと、
前記最小化された性能指標値の最小値およびその関連するウエハオフセットを使用して、前記ウエハをターゲットステーションの中心に配置することと
を含む、自動ウエハセンタリング方法。
［形態１８］
形態１７に記載の方法であって、
前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）は、少なくとも３つのセンサを含む光ビームセンサアレイに前記ウエハを通過させることによって取得される、方法。
［形態１９］
形態１７に記載の方法であって、
前記性能指標値は、前記ウエハのｉ番目のウエハエッジ検出位置での前記ウエハの推定ウエハ半径と既知の公称半径との差の２乗であり、前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の所与の固有のセット（Ｎ－１）にわたって合計されたものとして定義される、方法。
［形態２０］
形態１７に記載の方法であって、
前記最小化された性能指標値の最小値を有する前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の特定の固有のセット（Ｎ－１）は、前記ウエハのフィデューシャルにおいて、前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の１つを除外する、方法。
［形態１］
自動ウエハセンタリング方法であって、
ロボットのウエハハンドリング構成要素上にウエハを位置決めすることと、
前記ロボットを動作させて前記ウエハハンドリング構成要素を移動させ、前記ウエハがセンサアレイを通って移動するようにすることであって、前記センサアレイ内の各センサは、前記ウエハのエッジが前記センサを通過する時点を検出して信号を送るように構成されることと、
ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）を決定することであって、各ウエハエッジ検出位置は、前記ウエハが前記センサアレイを通って移動するときに前記センサアレイの任意のセンサが前記ウエハの前記エッジを検出する位置であり、前記ウエハハンドリング構成要素の座標系における座標（ｘ，ｙ）のセットによって定義されることと、
前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の各固有のセット（Ｎ－１）に対して、性能指標値を実質的に最小化する推定ウエハオフセットを決定することであって、前記推定ウエハオフセットは、前記ウエハハンドリング構成要素の前記座標系の中心から前記ウエハの推定中心位置に延びるベクトルとして定義され、前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の各固有のセット（Ｎ－１）は、対応する推定ウエハオフセットおよび対応する性能指標値を有することと、
対応する性能指標値の最小値を有する前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の前記固有のセット（Ｎ－１）に対応する前記推定ウエハオフセットとして、最終ウエハオフセットを識別することと、
前記最終ウエハオフセットを使用して、前記ウエハをターゲットステーションの中心に配置することと
を含む、自動ウエハセンタリング方法。
［形態２］
形態１に記載の方法であって、
前記センサアレイは、少なくとも３つのセンサを含む、方法。
［形態３］
形態１に記載の方法であって、
前記センサアレイは、前記ウエハが前記センサアレイを通って移動するときに前記ウエハの中心の進行方向に対して前記ウエハの第１の半分を通過するように位置決めされた少なくとも１つのセンサを含み、前記センサアレイは、前記ウエハが前記センサアレイを通って移動するときに前記ウエハの前記中心の前記進行方向に対して前記ウエハの第２の半分を通過するように位置決めされた少なくとも１つのセンサを含む、方法。
［形態４］
形態１に記載の方法であって、
前記センサアレイ内の各センサは、光ビームセンサである、方法。
［形態５］
形態４に記載の方法であって、
前記光ビームセンサは、前記光ビームセンサの光ビームが前記ウエハによって遮断されたとき、前記ウエハの前記エッジの検出を示す信号を送信するように構成され、前記光ビームセンサは、前記光ビームセンサの遮断された光ビームが再形成されたとき、前記ウエハの前記エッジの検出を示す信号を送信するように構成される、方法。
［形態６］
形態１に記載の方法であって、
前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の所与の固有のセット（Ｎ－１）に対する前記推定ウエハオフセットは、前記ウエハハンドリング構成要素の前記座標系内で前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の前記所与の固有のセット（Ｎ－１）に最適な円の中心に対応する、方法。
［形態７］
形態６に記載の方法であって、
前記性能指標値は、前記ウエハのｉ番目のウエハエッジ検出位置での前記ウエハの推定ウエハ半径と既知の公称半径との差の２乗であり、前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の前記所与の固有のセット（Ｎ－１）にわたって合計されたものとして定義され、最小化された性能指標値および関連する推定ウエハ中心は、前記ウエハハンドリング構成要素の前記座標系内で前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の前記所与の固有のセット（Ｎ－１）に最適な円に対応する、方法。
［形態８］
形態１に記載の方法であって、
前記対応する性能指標値の最小値を有する前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の前記固有のセット（Ｎ－１）は、前記ウエハのフィデューシャルにおいて、前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の１つを除外する、方法。
［形態９］
自動ウエハセンタリングシステムであって、
センサアレイであって、前記センサアレイ内の各センサは、ウエハのエッジが前記センサを通過するときを検出するように構成されるセンサアレイと、
ロボットのウエハハンドリング構成要素がウエハを前記ウエハハンドリング構成要素上に保持した状態で移動するときに前記ウエハハンドリング構成要素の位置を示すデータを受信するように構成されたコントローラであって、前記コントローラは、前記ウエハが前記センサアレイを通って移動するときに前記センサアレイから信号を受信するように構成され、前記信号は、前記ウエハの前記エッジが前記センサアレイの特定のセンサを通過するときを示すコントローラと
を備え、
前記コントローラは、ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）を決定するように構成され、各ウエハエッジ検出位置は、前記センサアレイの任意のセンサが前記ウエハの前記エッジを検出する位置であり、前記ウエハハンドリング構成要素の座標系における座標（ｘ，ｙ）のセットによって定義され、
前記コントローラは、前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の各固有のセット（Ｎ－１）に対する性能指標値を実質的に最小化する推定ウエハオフセットを決定するように構成され、前記推定ウエハオフセットは、前記ウエハハンドリング構成要素の前記座標系の中心から前記ウエハの推定中心位置に延びるベクトルとして定義され、前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の各固有のセット（Ｎ－１）は、対応する推定ウエハオフセットおよび対応する性能指標値を有し、
前記コントローラは、対応する性能指標値の最小値を有する前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の前記固有のセット（Ｎ－１）に対応する前記推定ウエハオフセットとして、最終ウエハオフセットを識別するように構成され、
前記コントローラは、前記最終ウエハオフセットを使用して、前記ウエハをターゲットステーションの中心に配置する指示を前記ロボットに与えるように構成される、
自動ウエハセンタリングシステム。
［形態１０］
形態９に記載のシステムであって、
前記センサアレイは、少なくとも３つのセンサを含む、システム。
［形態１１］
形態９に記載のシステムであって、
前記センサアレイは、前記ウエハが前記センサアレイを通って移動するときに前記ウエハの中心の進行方向に対して前記ウエハの第１の半分を通過するように位置決めされた少なくとも１つのセンサを含み、前記センサアレイは、前記ウエハが前記センサアレイを通って移動するときに前記ウエハの前記中心の前記進行方向に対して前記ウエハの第２の半分を通過するように位置決めされた少なくとも１つのセンサを含む、システム。
［形態１２］
形態９に記載のシステムであって、
前記センサアレイ内の各センサは、光ビームセンサである、システム。
［形態１３］
形態１２に記載のシステムであって、
前記光ビームセンサは、前記光ビームセンサの光ビームが前記ウエハによって遮断されたとき、前記ウエハの前記エッジの検出を示す信号を送信するように構成され、前記光ビームセンサは、前記光ビームセンサの遮断された光ビームが再形成されたとき、前記ウエハの前記エッジの検出を示す信号を送信するように構成される、システム。
［形態１４］
形態９に記載のシステムであって、
前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の所与の固有のセット（Ｎ－１）に対する前記推定ウエハオフセットは、前記ウエハハンドリング構成要素の前記座標系内で前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の前記所与の固有のセット（Ｎ－１）に最適な円の中心に対応する、システム。
［形態１５］
形態１４に記載のシステムであって、
前記性能指標値は、前記ウエハのｉ番目のウエハエッジ検出位置での前記ウエハの推定ウエハ半径と既知の公称半径との差の２乗であり、前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の前記所与の固有のセット（Ｎ－１）にわたって合計されたものとして定義され、最小化された性能指標値および関連する推定ウエハ中心は、前記ウエハハンドリング構成要素の前記座標系内で前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の前記所与の固有のセット（Ｎ－１）に最適な円に対応する、システム。
［形態１６］
形態９に記載のシステムであって、
前記対応する性能指標値の最小値を有する前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の前記固有のセット（Ｎ－１）は、前記ウエハのフィデューシャルにおいて、前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の１つを除外する、システム。
［形態１７］
自動ウエハセンタリング方法であって、
ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）を取得することであって、各ウエハエッジ検出位置は、ウエハハンドリング構成要素の座標系における座標（ｘ，ｙ）のセットによって定義されることと、
前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の各固有のセット（Ｎ－１）に対して最小化された性能指標値を決定することであって、前記最小化された性能指標値は、関連する推定ウエハオフセットを有し、前記関連する推定ウエハオフセットは、前記ウエハハンドリング構成要素の前記座標系内で前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の対応する固有のセット（Ｎ－１）に最適な円の中心に対応することと、
前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）について最小化された性能指標値の最小値を決定することと、
前記最小化された性能指標値の最小値およびその関連するウエハオフセットを使用して、前記ウエハをターゲットステーションの中心に配置することと
を含む、自動ウエハセンタリング方法。
［形態１８］
形態１７に記載の方法であって、
前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）は、少なくとも３つのセンサを含む光ビームセンサアレイに前記ウエハを通過させることによって取得される、方法。
［形態１９］
形態１７に記載の方法であって、
前記性能指標値は、前記ウエハのｉ番目のウエハエッジ検出位置での前記ウエハの推定ウエハ半径と既知の公称半径との差の２乗であり、前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の所与の固有のセット（Ｎ－１）にわたって合計されたものとして定義される、方法。
［形態２０］
形態１７に記載の方法であって、
前記最小化された性能指標値の最小値を有する前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の特定の固有のセット（Ｎ－１）は、前記ウエハのフィデューシャルにおいて、前記ウエハエッジ検出位置の数（Ｎ）の１つを除外する、方法。
【0073】
以下、特許請求の範囲を記載する。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図1E】
【図1F】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】