JP4620453B2 - 大型基板検査システム - Google Patents

Description

発明の背景

発明の分野
[0001]本発明の実施形態は、一般的に大型基板の為の処理システムに関する。

関連技術の説明

[0002]薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）は、コンピュータ、テレビ用モニタ、携帯電話用ディスプレイ、パーソナル・デジタル・アシスタント（ＰＤＡ）、数多くの他のデバイスのようなアクティブマトリックスディスプレイの為に概して使用される。一般的に、フラットパネルは、液晶材料の層を間に挟んだ２枚のガラス板を備える。少なくとも１枚のガラス板は、上部に置かれた一つの導電膜を含み、これが電源に結合されている。電源から導電膜に供給される電力は、液晶材料の配向を変更し、パターンディスプレイを生成する。

[0003]フラットパネル技術の市場容認と共に、大型ディスプレイに対する要求、高い生産性と低生産コストは、フラットパネルディスプレイ製造の為に大きなサイズのガラス基板を収容する新システムを設備製造業者に開発させるよう駆り立てた。現在のガラス処理装置は、一般的に約１平方メートルまでの基板を収容するように構成されている。１―
１／２平方メートルまでの大きさの基板を収容するように構成された処理装置は、近い将来に構想される。そのような大きな基板は、フラットパネルディスプレイ製造への実質的な投資を表す。処理中の欠陥をモニタ及び訂正する為に、フラットパネルディスプレイ製造は、次第に製造段階中のデバイス検査に向きを変えている。フラットパネル上に形成されたデバイスをフラットパネルディスプレイ製造業者に検査させる一デバイスは、カリフォルニア州サンタクララに所在するアプライドマテリアルズ社の一部門であるＡＫＴ社から入手可能なＰＵＭＡ（商標）である。

[0004]電子ビームテスタは、薄膜トランジスタマトリックスの処理検査を提供する。電子ビーム検査は、数個の検査方法を供与する。それは、複数の画素にわたり印加された電圧に応じて画素電圧を感知する為に使用可能であり、画素は、画素を充電する為に電流を供給することによりビームにより駆動可能である。画素の電流に対する応答は、欠陥情報を提供する為にモニタされてもよい。

[0005]検査中、各画素は、電子ビームの下方に位置されなければならない。これは、ビーム下方に位置決めされたＸ／Ｙテーブル上にフラットパネルを位置決めすることにより達成される。Ｘ／Ｙテーブルは、横方向に移動し、連続的に電子ビームの下方に各画素を位置決めするので、この運動に対し空間を与える為にＸ／Ｙテーブルの周りにエリアが献呈されなければならない。

[0006]しかし、検査装置は、より大きなフラットパネルを収容する為にサイズが大きくなるので、現在の装置設計の簡単なスケーリングは、不都合にも、大きな装置のフートプリントになるであろう。従って、より大きな装置の、処理ユニット処理能力当たりのフートプリントは、装置所有者にとって高額な所有になる。さらに、大きなサイズの装置は、また、出荷コストも高くなり、一定の場合、そのような装置が輸送可能である手段や現場を制限する。

[0007]そのため、フラットパネルディスプレイの為に小型の検査システムが必要である。

発明の概要

[0008]本発明の一態様において、基板を検査する為のシステムが一般的に提供される。一実施形態において、基板を検査する為のシステムは、ロードロックチャンバと、それに結合された検査ステーションとを有する移送チャンバを含む。検査ステーションは、ロードロックチャンバより少なくとも部分的に上方に積み重ねられている。ロボットは、移送チャンバ内に配列され、ロードロックチャンバと検査ステーションとの間で基板を移送するように適合されている。

[0009]他の実施形態において、基板を検査する為のシステムは、位置決め用テーブルと、その内部に配列された複数の検査機構とを有する検査ステーションを含む。位置決め用テーブルは、所定の平坦な移動範囲内で基板を移動するように適合されている。複数の検査機構は、位置決め用テーブルにより、実質的に下方に位置決めされた基板の目立たないエリアと選択的に相互作用するように適合されている。

[0010]他の実施形態において、基板を検査する為のシステムは、位置決め用テーブルと、その中に配列された少なくとも一つの検査機構とを有する検査ステーションを含む。位置決め用テーブルは、回転及びＸ／Ｙ平坦移動の両方で基板を移動させるように適合されている。その少なくとも一つの検査機構は、位置決め用テーブルにより、実質的に下方に位置決めされた基板の目立たないエリアと選択的に相互作用するように適合されている。

[0011]他の態様において、基板を検査する為の方法が提供される。一実施形態において、基板を検査する為の方法は、ロードロックチャンバから基板を移送チャンバに移送するステップ、移送チャンバ内で基板の高さを変更するステップ、基板を移送チャンバから検査ステーションに移送するステップ、基板を検査するステップを含む。

[0012]他の実施形態において、基板を検査する方法は、電子ビーム発生装置の下方で、検査ステーション内の基板の第１部分を移動するステップ、基板を回転するステップ、電子ビーム発生装置の下方で、基板の第２部分を移動するステップ、電子ビーム発生装置の下方を通る基板の部分を連続的に検査するステップを含む。

[0013] 簡単に要約された、本発明の具体的な説明は、添付図面に例示された実施形態を参照可能である。しかし、添付図面は、本発明の典型的な実施形態だけを例示し、本発明の範囲を限定するものではないので、同様に有効な他の実施形態を許容するものである点に留意されたい。

[0028]理解を容易ならしめる為に、同一の参照符合は、可能な限り、図において共通の同一要素を識別する為に使用されている。

好適実施形態の詳細な説明

[0029]本発明の実施形態は、一般的に、フラットパネル薄膜トランジスタディスプレイを作る為に使用される基板のような大型基板を検査及び／又は検証する為の方法及び装置を提供する。本願で説明された検査システムは、大面積基板用の既知の従来のシステムと比較して小型フートプリントを提供するが、検査システムの他の特徴やスペースの節約という観点は、他の型や大きさの基板を処理するように構成された他の検査システムに容易に組み入れられてもよい。

[0030]図１は、大面積ガラス基板を検査及び／又は検証する為の検査システム１００の一実施形態を表す。検査システム１００は、一般的に、検査ステーション１０２、ロードロックチャンバ１０４、ロードロックチャンバ１０４及び検査ステーション１０２間で基板を移送する為の移送チャンバ１０６を含む。検査ステーション１０２の少なくとも一部は、ロードロックチャンバ１０４の上方に取り付けられている。移送チャンバ１０６は、ロードロックチャンバ１０４及び検査ステーション１０２の付近に置かれている。図１に表された実施形態において、移送チャンバ１０６と検査ステーション１０２は、共通の環境を共有し、この環境は、通常、移送チャンバ１０６を通じて形成されたポート１１０に結合されたポンプ１０８により真空状態に維持されている。

[0031]移送チャンバ１０６は、システム１００内で基板移動を実施するように適合されたロボット１１２を含む。一実施形態において、ロボット１１２は、少なくともＸ／Ｚ座標系内の移動範囲を有し、移送チャンバ１０６を介してロードロックチャンバ１０４及び検査ステーション１０２間で基板移送を実現する。ロボット１１２は、一般的に、リンク機構１１６に結合されたエンドエフェクタ１１４を含む。リンク機構１１６は、ロボット１１２の本体１２０から伸びるシャフト１１８に結合されている。リンク機構１１６は、移送チャンバ１０６及びロードロックチャンバ１０４又は検査ステーション１０２間の基板の移動を容易にする為に、Ｘ軸に沿ってロボット本体１２０に関しエンドエフェクタ１１４を伸縮させるように作動可能である。リンク機構１１６を支えるシャフト１１８は、ロボット本体１２０に関し伸縮可能であり、Ｚ軸に沿ってエンドエフェクタ１１４の高さを制御する。

[0032]例えば、エンドエフェクタ１１４は、移送チャンバ１０６からロードロックチャンバ１０４内に伸び、検査される基板１３０を取り出す。現時点で基板１３０を運んでいるエンドエフェクタ１１４は、移送チャンバ１０６内に、ロボット本体１２０上方で実質的に中心となっている位置まで後退される。その後、シャフト１１８は、ロボット本体１２０から伸ばされ、エンドエフェクタ１１４を持ち上げ、基板１３０を検査ステーション１０２付近の所定の高さまで基板を運ぶ。その後、エンドエフェクタ１１４は、検査ステーション１０２内に伸ばされ、所定場所に基板１０３を置く。代替え構成を有するロボットは、ロードロックチャンバ１０４及び検査ステーション１０２間で基板移送を実施する為に使用されてもよいことが意図されている。オプションとして、ロボット１１２のシャフト１１８は、中心軸の周りに回転するように構成可能であり、これにより、エンドエフェクタ１１４の、いかなる高さでもＸ／Ｙ平面を通ってエンドエフェクタ１１４の移動を容易にする。

[0033]図２は、ロードロックチャンバ１０４の一実施形態を表す。ロードロックチャンバ１０４は、一般的に、チャンバ本体２０２を含み、チャンバ本体２０２は、少なくとも、チャンバ本体２０２の側壁２０８、２１０を通って形成された第１密閉可能ポート２０４、第２密閉可能ポート２０６を有する。各ポート２０４、２０６は、チャンバ本体２０２の内側環境を隔離する為に、スリットバルブ２１２により選択的に密閉可能である。第１ポート２０４は、通常、ロードロックチャンバ１０４をファクトリインターフェース（基板キューイングシステム）、処理システム、他のデバイス（図示せず）に結合する。第２ポート２０６は、ロードロックチャンバ１０４及び移送チャンバ１０６間に置かれ、これらの間の基板移送を容易にする。ポンプシステム２１４は、ポンプ用ポート２１６を介してロードロックチャンバ１０４に結合される。ポンプシステム２１４は、ロードロックチャンバ１０４内の圧力が、移送チャンバ１０６内の圧力レベルと実質的に同一に下げることを許容する。ベント２１８は、それと連通状態にある流量制御バルブ２２０を有し、ロードロックチャンバ１０４のチャンバ本体２０２を介して形成される。制御バルブ２２０は、濾過されたガスをロードロックチャンバ１０４内に送付する為に選択的に開放可能であり、第１ポート２０６を介してロードロックチャンバ１０４に結合されたデバイス内の圧力と実質的に同一レベルまでロードロックチャンバ１０４内の圧力を上げる。

[0034]基板支持用フープ２２２は、チャンバ本体２０２内に置かれる。フープ２２２は、第１基板支持用（上部）トレイ２２４、第２基板支持用（下部）トレイ２２６を含み、これらは、一対のスタンション（支柱）により離間されて重ねられた関係で保持されている。各トレイ２２４、２２６は、上部に基板を支持するように構成されている。通常、一以上の溝２３８（点線で図示）は、各トレイ２２４、２２６の上部表面２４０内に形成され、エンドエフェクタ１１４を基板及び各トレイ２２４、２２６間に通過させ、基板移送中、基板の下部にアクセスすることを許容する。溝２３８は、トレイ２２４、２２６への／からの基板の送出及び除去を許容する。代替え的に、リフトピンは、基板をトレイ２２４、２２６から間隔を置いて配置する為に利用可能である。

[0035]下部トレイ２２６は、シャフト２３０によりリフト機構２３４に結合されている。リフト機構２３４は、トレイ２２４、２２６が高さを変更することを許容し、ロボット１１２のエンドエフェクタ１１４を用いて基板移送を容易にする。例えば、ロボット１１２のエンドエフェクタ１１４は、トレイ２２４、２２６上に支持された基板の下方で、一つの溝２３８内に位置決めされてもよい。トレイ２２４、２２６は、トレイ２２４、２２６の一つからエンドエフェクタ１１４まで基板を移送する為に下降可能である。反対に、トレイ２２４、２２６は、基板が上方に位置決めされた後、エンドエフェクタ１１４からトレイ２２４、２２６の一つに基板を摘む為に上昇してもよい。ベローズ２３２は、シャフト２３０を取り囲み、通常、チャンバ本体２０２と第２トレイ２２６間に置かれ、フープ２２２の移動中、ロードロックチャンバ１０４の真空保全性を維持する為に柔らかい真空密閉を提供する。

[0036]操作の一実施例において、第１ポート２０４は、基板をロードロックチャンバ１０４内に（通常は、下部トレイ２２６の上に）置かせる為に第２ポートが密封されている間、開いてもよい。第１ポート２０４を密閉するスリットバルブ２１２は、閉じられ、ポンプシステム２１４に結合されたバルブ２３６は、ロードロックチャンバ１０４が移送チャンバ１０６の圧力と実質的に同一の圧力まで排気されるように開かれる。第２ポート２０６を閉じるスリットバルブ２１２は、その後、開かれ、検査された基板をロボット１１２にロードロックチャンバ１０４内の上部トレイ２２４に置かせる。その後、ロボット１１２は、検査される基板を下部トレイ２２６から取り出す為に移動する。それから、ロボット１１２は、検査される基板を検査ステーション１０２まで移動する。検査される基板がいったんロードロックチャンバ１０４から除去されると、スリットバルブ２１２は第２ポート２０６を密閉させて閉じ、バルブ２２０は、濾過されたガスがベント２１８を通ってロードロックチャンバ１０４内に入るように開かれる。ロードロックチャンバ１０４内に圧力が、第１ポート２０４に結合されたデバイスの圧力と実質的に等しくなると、第１ポート２０４が開かれ、検査基板をロードロックチャンバ１０４から取り出させる。ロードロックチャンバ１０４を基板が通過する為の他のシーケンスも同様に利用可能である。

[0037]一以上の基板を移送する為の他のロードロックは、代替え的に利用可能である。本発明から利益を得られるように適合可能なロードロックチャンバの２つの実施例は、１９９９年１２月１５日に提出された米国特許出願第０９／４６４３６２号、米国特許第
号（「処理装置の為の二重デュアルスロット式ロードロック」と題する弁護士ドケット番号第４９４６号）に説明されており、両方とも全体が参考の為に組み込まれている。代替え的に、複数の基板を内包するカセットを受けるように構成されたロードロックも同様に利用可能である。

[0038]図４は、検査ステーション１０２の一実施形態の側面図を表す。検査ステーション１０２は、一般的に、検査及び／又は検証中、基板を保持するように適合された位置決め用テーブル４０４全体に取り付けられた１以上の検査機構４０２を含む。コントローラ４０６は、検査機構４０２及び位置決め用テーブル４０４に結合され、検査または検証処理を制御する。

[0039]コントローラ４０６は、通常、中央制御装置（ＣＰＵ）４０８、支援回路４１０、メモリ１１４を含む。ＣＰＵ４０８は、ロボットの移動、基板位置決め、検査／検証ルーチンを制御する為の工業設定に使用可能なコンピュータプロセッサの、いかなる型式でもよい。メモリ１１４は、ＣＰＵ４０８に結合可能である。メモリ１１４またはコンピュータ可読媒体は、読取り書込み記憶装置、読出し専用記憶装置、フロッピィディスク、ハードディスク、他の型式のデジタル記憶装置、ローカルまたはリモートのような１以上の容易に利用可能なメモリでもよい。支援回路４１０は、ＣＰＵ４０８に結合され、従来方式でプロセッサを支援する。これらの回路は、キャッシュ、電源、クロック回路、入力／出力回路、サブシステム等を含む。

[0040]検査機構４０２は、少なくとも一つの検査又は検証ルーチンの一部を提供する。例えば、検査機構４０２は、基板１３０の目立たない部分（discreet portions）の画像、例えば、基板１３０上に形成された画素を収集する為のカメラでもよい。検査機構４０２は、代替え的に電子ビーム発生装置でもよく、電子ビーム発生装置は、基板１３０上に形成されたデバイスの電圧レベルを検出するか、検査ルーチン中、基板１３０上に形成されたデバイスにエネルギを与えてもよい。本発明から利益を得るように適合可能な一つの検査ステーション１０２は、ＰＵＭＡ（商標）検査システムであり、これは、位置決め用テーブル全体に取り付けられた単一電子ビーム発生装置を含む。ＰＵＭＡ（商標）検査システムは、カリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアルズ社の部門、ＡＫＴ社から入手可能である。

[0041]位置決め用テーブル４０４は、連続的に基板を位置決めするので、検査機構４０２は、基板の目立たない部分と相互作用し得る。通常、検査機構４０２の実質的に下方で基板の目立たない部分を位置決めする。位置決め用テーブル４０４は、上部に基板１３０を支持し、Ｘ／Ｙ移動、回転移動、それらの組合せを提供するように構成可能である。一実施形態において、位置決め用テーブル４０４は、第１駆動システム４２２により検査ステーション１０２のフレーム４１８に結合されたステージ４２０と、第２駆動システム４２６によりステージ４２０に結合された基板１３０を支えるキャリア４２４と、を含む。第１駆動システム４２２は、一つの軸に沿って、ステージ４２０を直線的に移動させ、第２駆動システム４２６は、（通常、第１軸と直交するように指向された）第２軸に沿って、ステージ４２０に関しキャリア４２４を移動させる。第１駆動システム４２２及び第２駆動システム４２６の組み合わされた運動は、キャリア４２４（及びその上に載置された基板１３０）を、第１軸及び第２軸により定められた面内で検査機構４０２に関し移動させる。

[0042]図５は、図４に表された位置決め用テーブル４０４の分解図を表す。第１駆動システム４２２は、一般的に、検査ステーション１０２のフレーム４１８に結合された一対のリニアレール５０２を含む。複数のガイド部５０６は、移動できるようにレール５０２に係合されている。ガイド部５０６は、（図５の分解図においてレール５０２に付けられて図示された）ステージ４２０の第１側部５０４に結合されている。ガイド部５０６は、リニアレール５０２に沿って移動するので、ステージ４２０は、第１方向においてフレーム４１８一面に移動できる。ボールネジやモータのようなリニアアクチュエータ５０８は、ステージ４２０とフレーム４１８間に結合され、それがフレーム４１８にわたり移動するとき、ステージ４２０の位置を制御する。図５に表された実施形態において、リニアアクチュエータ５０８の第１端部は、ガイド部５０６の一つに結合されているが、リニアアクチュエータ５０８の第２端部はフレーム４１８に結合されている。他の型のリニアアクチュエータも同様に使用可能である。

[0043]第２駆動システム４２６は、第１駆動システム４２２と同様に構成されている。第２駆動システム４２６は、ステージ４２０の第２側部５１２に結合された一対のリニアレール５１０を含む。レール５１０は、通常、フレーム４１８に結合されたリニアレール５０２と直交する方向に向けられている。複数のガイド部５１４は、（図５の分解図においてレール５１０に付けられて図示された）キャリア４２４の第１側部５１６に結合されている。少なくとも一つのガイド部５１４は、第２駆動システム４２６のリニアレール５１０の各々に係合され、リニアレール５１０とステージ４２０に沿ったキャリア４２４の移動を容易にする。ボールネジとモータのようなリニアアクチュエータ５１８は、ステージ４２０とキャリア４２４との間に結合され、ステージ４２０に関しキャリア４２４の位置を制御する。第１駆動システム４２２及び第２駆動システム４２６は、コントローラ４０６に結合されているので、基板の分離した（discrete）部分（例えば、画素）は、検査機構４０２と調和するように位置決め可能である。一般的に、駆動システム４２２、４２６は、全画素が、検査中に検査機構４０２と調和可能な位置まで移動できる移動範囲を有する。

[0044]キャリア４２４の第２側部５２０は、検査及び／又は検証中、基板１３０を支持するように適合されている。少なくとも一つの溝５２２（図５には２つだけが図示）は、キャリア４２４の第２側部５２０に形成され、基板移送を容易にするため、第２側部５２０に位置決めされている間、エンドエフェクタ１１４を基板１３０にアクセスさせる。

[0045]図６は、キャリア４２４の一実施形態の断面図を表す。キャリア４２４は、プローバ６０２を含み、プローバ６０２は、検査中、キャリア４２４の第２側部５２０に基板１３０をクランプする。プローバ６０２は、一般的に、ピクチャーフレーム構成を有し、少なくとも一つの開口又はウインドウ６０６を少なくとも部分的に画成する側部（横断面で示された側部６０４ａ−ｂ、背景部で示された側部６０４ｃ）を有し、開口又はウインドウ６０６を通って、検査機構４０２は基板１３０に相互作用する。各ウインドウ６０６は、検査機構４０４により発生された電子ビームまたは視野に露光される為に、基板１３０上に形成された画素の所定フィールドがシステム１００により、基板１３０上に形成された画素の所定フィールドがシステム１００により、検査されるように位置決めされる。したがって、特定プローバ６０２におけるウインドウの数、サイズ、位置は、検査される基板のレイアウトに基づき選択される。

[0046] プローバ６０２は、一以上のアクチュエータ６０８によりキャリア４２４に結合される。図６に表される実施形態において、アクチュエータ６０８は、空気式シリンダであるが、基板をクランプする為に適した他の型のアクチュエータは意図されている。アクチュエータ６０８は、ロボット１１２によりキャリア４２４上に基板１３０を除去または配置を容易にするため、キャリア４２４の第２側部５２０に関し離間された関係でプローバ６０２を置くように伸張可能である。アクチュエータ６０２は、基板１３０にプローバ６０２を付勢するように作動可能であり、これにより、基板をキャリア４２４に固定する。

[0047] 基板１３０に接触するプローバ６０２の面６１０は、一般的に、複数の電気的接触用パッド６１２を含み、これらは、コントローラ４０６に結合されている。電気的接触用パッド６１２は、所定の画素（または、基板１３０上に形成された他のデバイス）とコントローラ４０６との間に電気的な接続を与えるように位置決めされている。そのため、プローバ６０２は、基板１３０をキャリア４２４に固定するように基板１３０に付勢されるので、コントローラ４０６と基板上のデバイス１３０間の電気的接触は、接触パッド６１２を介して行われる。これにより、コントローラは、選定された画素に電圧を印加させ、検査中、電圧等の特性値の変化に対する各画素をモニタさせる。

[0048]一実施形態において、基板は、検査機構４０２から放出された電子ビームを、薄膜トランジスタマトリックスを作る目立たない部分または画素上に連続的に衝突させることにより検査される。画素が検査された後、位置決め用テーブル４０４は、基板を移動させて他の画素が検査されてもよい。電子ビームの検査は、幾つかの検査方法を使用してもよい。例えば、電子ビームは、プローバ６０２内の電気的接続を介して複数の画素または一画素にわたり印加された電圧に応答して画素電圧を感知するように利用可能である。また、一画素または複数の画素は、一画素または複数の画素を充電する為に電流を提供する電子ビームにより駆動されてもよい。電流に対する画素レスポンスは、欠陥情報を提供する為にプローバ４０６により画素を横切って結合されるコントローラ４０６によりモニタされてもよい。電子ビーム検査の例は、Schmitt氏に１９９４年１１月２９日に発行された米国特許第５４１４３７４号、Brunner氏他に１９９３年１１月２日に発行された米国特許第５２５８７０６号、Brunner氏他に１９９１年１月１５日に発行された米国特許第４９８５６８１号、Brunner氏他に１９９４年１２月６日に発行された米国特許第５３７１４５９号に説明され、これらは、全て、参考として本願に援用されている。電子ビームは、また、数多くの画素を所定の位置決め用テーブル４０４で検査させるように電磁的に偏向可能である。

[0049]図１から図４を参照すると、検査システム１００は、検査中に識別された欠陥を検証する為の視覚システム１４０を含み、基板上の欠陥の識別や修理を容易にしてもよい。一実施形態において、視覚システム１４０は、コントローラ４０６に結合されたカメラ１４２を含む。カメラ１４２は、十分な解像度のレンズ１４４を有し、一以上の画素の識別及び／又は検証を許容する。一実施形態において、レンズ１４４は、同時におよそ３〜５個の画素を同時に見られる倍率を有する。他のレンズは、代替え的に利用可能である。カメラ１４２により取り込まれた画像は、コントローラに送信される。カメラ１４２とコントローラ間の送信は、有線、無線、赤外線や他のタイプの信号でもよい。コントローラは、操作者による検証の為に信号を表示してもよい。操作者は、欠陥の型、その基板上の位置と関連するコードを、デジタル処理及び／又は修理中の使用の為に入力してもよい。代替え的に、画像は、潜在的な欠陥の各タイプのメモリ内に保存された所定画像と比較する為にコントローラにより処理されてもよい。コントローラは、画素の画像をメモリ内に保存された画像と比較し、基板上のロケーションに存在する欠陥や損傷のタイプを決定する。

[0050]カメラ１４２は、検査機構４０２に結合されるか移送チャンバ１０６又は検査ステーション１０２の他の位置に固定されてもよい。図１に表される実施形態において、カメラ１４２は、移送チャンバに取り付けられたロボット１４６により支持されている。ロボット１４６は、選択された画素を見ることができる位置にカメラ１４２を置く為に移動範囲を有する。欠陥位置及びカメラ位置の選択に依存して、プローバ（図６に表された６０２）は、カメラ１４２によりプローバ近傍の画素を見ることを容易にする為に、位置決め用テーブル４０４から離れた作動を必要としてもよい。

[0051]図７は、検査ステーション７００の他の実施形態の上面図を表す。検査ステーション７００が複数の電子ビーム発生装置７０２（図７において２個が図示）を含む点を除けば、検査ステーション７００は、前述された検査ステーション１０２に類似して構成されている。電子ビーム発生装置７０２は、キャリア４２４の幅の半分より僅かに小さい離間された関係で位置決めされている。２つの電子ビーム発生装置７０２の位置決め及び使用により、位置決め用テーブル４０４の移動範囲は、前述された検査ステーション１０２で利用された単一電子ビーム源で必要な移動範囲の、およそ半分になっている。位置決め用テーブル４０４により必要な移動範囲は、著しく減少されるので、検査ステーション７００（及び全システム）のフートプリントは、都合良く減少される。更にフートプリントを減少する為の、第３または追加の電子ビーム発生装置の使用も意図されている。

[0052]図８は、検査ステーション８００の他の実施形態を表す。検査ステーション８００が基板１３０を回転する為に適合される点を除けば、検査ステーション８００は、通常、前述した検査ステーションと類似する。一実施形態において、検査ステーション８００は、位置決め用テーブル４０４、検査機構４０２、プローバ６０２を含む。検査ステーション８００は、さらに、検査ステーション８００のフレーム４１８及び位置決め用テーブル４０４間に置かれたターンテーブル又は（点線で表された）他の回転デバイス８０２を含む。回転デバイス８０２は、所定角度まで位置決め用テーブル４０４と、その上に載置された基板１３０とを回転するように作動可能である。例えば、回転デバイス８０２は、およそ半分の基板１３０が検査された後１８０°まで（１３０’として図示）位置決め用テーブル４０４を回転可能である。基板１３０の回転は、基板１３０の、検査されていない部分１３０”を、既に検査された基板の部分１３０’の位置に置く。そのため、位置決め用テーブル４０４は、基板の検査を完了する為に同一の移動範囲だけ基板を移動させることだけが必要であり、これにより、検査機構４０２の下方に基板を通す為に必要とされた駆動システム４２２、４２６の一つを必要とする移動範囲が減少する。図３に見られるように、１以上の検証デバイスが利用される実施形態において、回転デバイス８０２は、検査中、基板の十分な到達範囲を保証する為に必要な動程を更に減少する為に利用可能である。回転機構は、位置決め用テーブル４０４と基板１３０との間、或いは位置決め用テーブル４０４の内部で結合可能であることが意図されている。

[0053]図９は、回転デバイス８０２の一実施形態の一部断面の斜視図を表す。回転デバイス８０２は、最上部プレート９０４に回転できるように取り付けられたベースプレート９０２を一般的に含む。最上部プレート９０４は、位置決め用テーブルに結合され、ベースプレート９０２はフレーム４１８に結合されている。ベースプレート９０２に関する最上部プレート９０４の角度回転は、アクチュエータ９０６により制御される。ベアリング９０８は、通常、最上部プレート９０４とベースプレート９０２との間で利用され、円滑な回転と、最上部プレート９０４の正確かつ反復可能な位置決めを保証する。ベースプレート９０２に関して最上部プレート９０４を駆動するアクチュエータ９０６は、モータ及びタイミングベルト、リニアアクチュエータ、ステッパモータ、空気圧シリンダ、液圧シリンダ、最上部プレート９０４及びベースプレート９０２間の角度変位を反復可能に制御するのに適した他のデバイスでもよい。一実施形態において、第１ギア９１０は、最上部プレート９０４に結合され、アクチュエータ９０６により、例えばモータ９１４により駆動される第２歯車９１２に係合される。

[0054]図１０は、検査中、基板１３０の、対向する四分区間を覆う為に位置決めされた２以上の検査デバイス４０２を有する検査ステーション１０００の他の実施形態を表す。（点線で図示された）回転デバイス８０２は、システム１０００のベース４１８と位置決め用テーブル４０４の間に結合されている。回転デバイス８０２は、位置決め用テーブル４０４が通って移動する各軸移動において必要な動程を実質的に減少する為に約９０°位置決め用テーブル４０４を回転させてもよく、これにより、２方向において検査ステーション１０００（及び、それに結合されたシステム）のフートプリント要件を減少する。

[0055]図１１は、一つの操作モードを示すルーチン１１００のブロック図を表す。ステップ１１０２において、基板はシステム１００のロードロックチャンバ１０４内に移送される。ステップ１１０２は、更に、ロードロックチャンバ１０４と移送チャンバ１０６間の圧力を実質的に釣り合わせるステップを含む。ステップ１１０４において、ロボット１１２は、ロードロックチャンバ１０４から基板１３０を取り出し、基板を移送チャンバ１０６内ｎ移動させる。ステップ１１０６において、ロボット１１２は、基板を所定の高さまで持ち上げ、検査ステーション１０２内に置かれたキャリア４２４に基板を移送させる。ステップ１１０８において、プローバ６０２は、基板をキャリア４２４にクランプし、コントローラ４０６と基板上に形成されたデバイス（例えば画素）との間に電気的経路を与える。ステップ１１１０において、位置決め用テーブル４０４を利用することにより、１以上の検査機構４０２の下方に基板の目立たない部分（discreet portions）を通過することにより検査が開始される。前述したように、検査は、電子ビームを用いて基板を受動的に突き止めること、電子ビームを用いて画素にエネルギを与えること、視覚システム又は他の型の検査を用いて視覚的に画素を検証すること、を含んでもよい。オプションとして、ステップ１１１２において、基板は、基板の第１部分が検査された後に所定角度まで回転され、基板の残部の検査を許容してもよい。ステップ１１１４において、電子ビームを利用して検査された所定の画素は、視覚システム１４０を利用して更に検証可能である。

[0056]その後、ステップ１１１６において、プローバのクランプを外し、ロボットにより基板を移送チャンバ１０６内に取り出すことにより、基板は、検査ステーション１０２から除去される。ステップ１１１８において、ロボットは、基板の高さを一定の高さまで下げ、ロードロックチャンバ１０４付近の所定の高さまで基板の移送を容易にする。ステップ１１２０において、基板は、側方へとロードロックチャンバ１０４内に移動される。ステップ１１２２において、ロードロックチャンバ１０４は、ロードロックチャンバ１０４と雰囲気又はシステム外側のデバイスとの間の圧力均衡を許容するために通気される。ステップ１１２４において、検査された基板は、ロードロックチャンバ１０４から除去され、検査されるべき新しい基板が中に置かれる。

[0057]図１２は、検査システム１２００の他の実施形態を表す。検査システム１２００は、前述された検査ステーションと類似した検査ステーション１２０２を含み、更に、移送チャンバ１２０６に結合された少なくとも一つの修復ステーション１２０４を含む。移送ステーション１２０６内に置かれたロボット１２０８は、その軸周りに回転可能であり、修復ステーション１２０４までの基板移送を可能にする。

[0058]図１３は、検査システム１３００の他の実施形態を表す。当該システム１３００は、検査ステーション１３０２と、移送チャンバにより結合されたロードロックチャンバ１３０６とを含む。検査ステーション１３０２、移送チャンバ１３０４、ロードロックチャンバ１３０６は、前述されたものと類似するが、ロードロックチャンバ１３０６と検査ステーション１３０２は垂直に重なっていない。検査ステーション１３０２は、従来設計と比較すると小型になっており、複数の検査ステーション４０２又は回転デバイス８０２のような少なくとも一つのスペースをとらない特性を含む。

[0059]図１４は、クラスタツール１４１０の一実施形態を表し、これは、それに一体化された検査ステーション１４００を有する。クラスタツール１４１０は、ファクトリインターフェース１４１２と、少なくとも一つのロードロックチャンバ１４１６により結合された中央移送チャンバ１４１４とを含む。複数の処理チャンバ１４１８は、基板処理を容易にする為に、移送チャンバ１４１４に結合されている。検査ステーション１４００は、ツール１４１０内部で処理される基板検査の処理を容易にする為に移送チャンバ１４１４に結合されている。検査ステーション１４００は、前述された検査ステーションのいずれかに類似してもよい。本発明の利益を得るように適合可能なクラスタツールは、アプライドマテリアルズ社の一部門であるＡＫＴ社から入手可能な１０ＫＧｅｎ ５ ＣＶＤシステムである。

[0060]そのため、基板検査の能力を有する従来の検査システムと比較すると、必要なフートプリントを実質的に減少させる検査システムが提供される。当該システムは、フートプリント要求を更に減少させ、検査処理能力を高めるように複数の検査機構を用いて構成されてもよい。開示された様々な実施形態は、大きさを減少させる特性を一つ以上含むように構成されてもよいので、高められた処理能力と減じられたフートプリントサイズの結果として得られる利益を有するターンテーブルの使用と検査機構の数の選択は、特定用途に適した最良の構成を選択する為に、フートプリントコストより重要性が付加されてもよい。

[0061]上記は、本発明の好適な実施形態に向けられているが、本発明の他の更なる実施形態は、その基本的範囲を逸脱することなく、案出可能である。本発明の範囲は、添付された請求の範囲により定められる。

図１は、検査システムの一実施形態の断面図である。 図２は、ロードロックチャンバの一実施形態の断面図である。 図３は、図２のロードロックチャンバの基板支持用フープの一実施形態の斜視図である。 図４は、検査ステーションの一実施形態の側面図である。 図５は、位置決め用テーブルの一実施形態の分解図である。 図６は、図５の位置決め用テーブルのキャリアの一実施形態の断面図である。 図７は、検査ステーションの他の実施形態の平面図である。 図８は、検査ステーションの他の実施形態の平面図である。 図９は、ターンテーブルの一実施形態の断面図である。 図１０は、検査ステーションの他の実施形態の平面図である。 図１１は、本発明の検査ルーチンの一実施形態のフローチャートである。 図１２は、検査ステーションの他の実施形態の平面図である。 図１３は、検査ステーションの他の実施形態の側面図である。 図１４は、検査ステーションを有するクラスタツールの一実施形態の平面図である。

符号の説明

１００…検査システム、１０２…検査ステーション、１０４…ロードロックチャンバ、１０６…移送チャンバ、１０８…ポンプ、１１０…ポート、１１２…ロボット、１１４…エンドエフェクタ、１１６…リンク機構、１１８…シャフト、１２０…ロボット本体、１３０…基板、１４０…、１４２…、１４４…、１４６…、２０２…チャンバ本体、２０４…第１密閉可能ポート、２０６…第２密閉可能ポート、２０８…側壁、２１０…側壁、２１２…スリットバルブ、２１４…ポンプシステム、２１６…ポンプ用ポート、２１８…、２２０…流量制御バルブ、２２２…フープ、２２４…第１基板支持用トレイ、２２６…第２基板支持用トレイ、２２８…スタンション、２３２…、２３４…リフト機構、２３６…バルブ、２３８…、２４０…、４０２…検査機構、４０４…位置決め用テーブル、４０６…コントローラ、４１８…フレーム、４２０…ステージ、４２２…第１駆動システム、４２４…キャリア、４２６…第２駆動システム、５０２…リニアレール、５０４…第１側部、５０６…ガイド部、５０８…リニアアクチュエータ、５１０…レール、５１２…第２側部、５１４…ガイド部、５１６…、５１８…リニアアクチュエータ、５２０…第２側部、５２２…溝、６０２…プローバ、６０４…、６０４…、６０６…、６０８…、６１０…面、６１２…、７００…検査ステーション、８００…検査ステーション、８０２…回転デバイス、９０２…ベースプレート、９０４…最上部プレート、９０６…アクチュエータ、９０８…ベアリング、９１０…第１ギア、９１２…第２ギア、１０００…検査ステーション、１２００…検査システム、１２０２…検査ステーション、１２０４…修復ステーション、１２０６…移送チャンバ、１２０８…ロボット、１３００…検査システム、１３０２…検査ステーション、１３０４…移送チャンバ、１３０６…ロードロックチャンバ、１４００…検査ステーション、１４１０…クラスタツール、１４１２…ファクトリインターフェース、１４１４…移送チャンバ、１４１６…ロードロックチャンバ、１４１８…処理チャンバ。

Claims (14)

1. 基板を検査する為のシステムにおいて：
   ロードロックチャンバと；
   前記ロードロックチャンバに結合された移送チャンバと；
   前記ロードロックチャンバの上方で少なくとも一部が積み重ねられ前記移送チャンバに結合された検査ステーションであって、所定の平坦な移動範囲内で前記基板を移動させるように適合された位置決め用テーブルと、前記位置決め用テーブルにより検査機構の下方に位置決めされた前記基板の領域を検証するように適合された複数の検査機構とを有する検査ステーションと；
   前記ロードロックチャンバ及び前記検査ステーション間で基板を移送するように適合された前記移送チャンバ内に配置されたロボットと；
   を備える、前記システム。
2. 前記ロードロックチャンバは、２以上の基板を内部に保持するように適合されている、請求項１記載のシステム。
3. 前記検査ステーションは、前記ロードロックチャンバの最上部に積み重ねられている、請求項１記載のシステム。
4. カメラを含む視覚システムを更に備える、請求項１記載のシステム。
5. 前記カメラを前記基板上方に位置決めするように適合されたロボット機構に前記カメラが取り付けられている、請求項４記載のシステム。
6. 基板を検査する為のシステムにおいて：
   ロードロックチャンバと；
   前記ロードロックチャンバに結合された移送チャンバと；
   前記ロードロックチャンバの上方で少なくとも一部が積み重ねられ前記移送チャンバに結合された検査ステーションであって、所定の平坦な移動範囲内で前記基板を移動させるように適合された位置決め用テーブルと、前記テーブルに結合され、所定角度まで前記基板を回転するように適合されたターンテーブルと、を有する検査ステーションと；
   前記ロードロックチャンバ及び前記検査ステーション間で基板を移送するように適合された前記移送チャンバ内に配置されたロボットと；
   を備える、前記システム。
7. 前記検査ステーションは、１以上のウインドウを有するフレームを更に備え、前記ウインドウは、前記基板を前記位置決め用テーブルに押し付けるように適合された、請求項１記載のシステム。
8. コントローラと前記基板内に形成されたデバイスとの間に電気接続部を提供するように適合された複数の電気的接触用パッドを有するプローバを更に備える、請求項７記載のシステム。
9. 前記検査機構は、１以上の電子ビーム発生装置である、請求項１記載のシステム。
10. 前記検査機構は、離間された関係で置かれた２つの電子ビーム発生装置である、請求項９記載のシステム。
11. 前記コントローラは、前記基板内に形成されたデバイスにわたる電圧変化を測定する、請求項８記載のシステム。
12. 前記検査機構は、前記検査ステーション内に配置された基板の所定エリアを視るように適合された視覚システムに接続されている、請求項１記載のシステム。
13. 基板を検査する為のシステムにおいて：
    ロードロックチャンバと；
    前記ロードロックチャンバに結合された移送チャンバと；
    前記ロードロックチャンバの上方で少なくとも一部が積み重ねられ前記移送チャンバに結合された検査ステーションと；
    前記検査ステーション内に置かれ、検査中、前記検査ステーション内部で前記基板を移動させるように適合された位置決め用テーブルと；
    互いに離間関係で固定された位置決め用テーブルの上方に置かれた複数の電子ビーム発生装置と；
    前記ロードロックチャンバ及び前記検査ステーション間で前記基板を移送するように適合された前記移送チャンバ内に置かれたロボットと；
    を備える、前記システム。
14. 前記検査ステーション内に置かれ、前記電子ビーム発生装置に関し前記基板を回転させるように適合された回転デバイスを更に備える、請求項１３記載のシステム。

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