JP6908999B2 - 密封されたチャンバを形成するためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Description
本出願は、2013年8月12日に出願された米国特許仮出願第61/865,042号の優先権を主張するものである。この出願の内容は、参照によって本明細書に組み込まれる。
本発明は、半導体検査システムおよび/または処理に関し、より具体的には、集積回路(IC)を製造するための半導体ウエハ、レチクルなどの基板を処理または検査するためのチャンバに関する。集積回路は、プロセスチャンバ内において1つまたは複数の基板上に半導体デバイスを構築することによって製造される。それらの半導体デバイスを相互接続してICを形成する。半導体ウエハは、1つのIC、または多くのIC、または少数のICを有することがある。
任意の図の任意の構成要素の任意の組合せを提供することができる。上で述べた任意のシステムの任意の組合せを提供することができる。
本発明の一実施形態によれば、第1のチャンバと、第2のチャンバと、チャックと、移動システムとを備え、第1のチャンバが、第1の表面を有する第1の要素と、第2の表面を備える第1のチャンバハウジングであり、第1の表面と第2の表面が第1のインターフェースのところで互いに近接する第1のチャンバハウジングと、第1のチャンバ内にチャックが置かれているときにチャックを支持する支持要素と、第1のインターフェースのところに形成された第1の運動用シール(dynamic seal)であり、移動システムから第1のチャンバを密封するように配置された第1の運動用シールとを備え、第2のチャンバが、第2のチャンバハウジングと、(a)第1のチャンバハウジングと(b)第1の要素およびチャックとの間の移動を導入するように配置された移動システムと、第1の要素を移動システムに機械的に結合する移動制御要素とを備えるシステムが提供される。
本発明の一実施形態によれば、半導体製造段階中または半導体検査段階中に利用される第1のチャンバを画定するチャンバ要素であって、第1の表面を有する第1の要素と、第2の表面を備える第1のチャンバハウジングであり、第1の表面と第2の表面が第1のインターフェースのところで互いに近接する第1のチャンバハウジングと、第1のチャンバ内に置かれるチャックを支持する支持要素とを含み、第1の要素が、第1のチャンバの外側に置かれた移動システムに第1の要素を機械的に結合する移動制御要素によって、第1のチャンバハウジングに対して移動するように配置されており、チャンバ要素がさらに、第1のインターフェースのところに形成された第1の運動用シールであり、移動システムから第1のチャンバを密封するように配置された第1の運動用シールを含むチャンバ要素が提供される。
本発明とみなされる主題は、本明細書の結びの部分に具体的に示され、明瞭に主張されている。しかしながら、構成および動作方法、ならびにその目的、特徴および利点の両方に関して、本発明は、添付図面と照らし合わせて読まれたときに以下の詳細な説明を参照することによって、最もよく理解されうる。
本発明の完全な理解を提供するため、以下の詳細な説明には多くの具体的な詳細が記載されている。しかしながら、それらの具体的な詳細がなくとも本発明を実施することができることを当業者は理解しよう。他の例では、本発明を不明瞭にすることがないように、周知の方法、手順および構成要素については詳細には記載しなかった。
本発明とみなされる主題は、本明細書の結びの部分に具体的に示され、明瞭に主張されている。しかしながら、構成および動作方法、ならびにその目的、特徴および利点の両方に関して、本発明は、添付図面と照らし合わせて読まれたときに以下の詳細な説明を参照することによって、最もよく理解されうる。
本発明の図示された実施形態は、そのほとんどが、当業者に知られている電子構成要素および電子モジュールを使用して実現することができるため、上に示されているとおり、本発明の根底にある着想を理解および認識するため、ならびに本発明の教示を不明瞭にしたりまたは本発明の教示から逸れたりしないために必要と考えられる範囲を超えて詳細は説明されない。
同じ参照符号がさまざまな構成要素に割り当てられている場合、それは、それらの構成要素が互いに類似していることを示していることがある。
汚染源が被検査基板を汚染することを防ぐシステムが提供される。このシステムは、第1のチャンバおよび第2のチャンバを含む。第1のチャンバは、第2のチャンバの上方に位置することができるが、これらのチャンバ間に他の空間的関係が存在してもよい。
検査プロセスまたは製造プロセスの間、基板は第1のチャンバ内に位置し、第1のチャンバ内では、第1のチャンバのハウジングに対して基板が移動したときでも、所定の条件(汚染レベル、真空レベル、温度など)が維持される。
この移動は、第2のチャンバ内に位置する(機械式ステージなどの)移動システムによって導入することができる。第1のチャンバ内で発生する汚染要素の量を低減させ、それのみならず排除するため、ケーブル、制御装置および他のさまざまな構成要素は、第2のチャンバ内に位置することができる。第1のチャンバが可動部品を含まないようにすることができる。
1つまたは複数の運動用シールを使用することによって、第1のチャンバと第2のチャンバを互いから分離することができる。
第1の表面および第2の表面は水平とすることができ、図1〜3に示されているように、第1の表面の上方に第2のプレートを置くことができる。
この第1のチャンバのハウジングと第1の要素との組合せは、放射対称の内部空間または他の幾何学的特性の内部空間を形成することができる。
第1の要素は、第1のチャンバと第2のチャンバの間の圧力差に応じた制限された荷重に耐えなければならない。
移動システム(例えばXYステージ、XYZステージ、RΘステージまたはRΘZステージ)によって、軸受によって、およびプラスチックケーブルから発生した汚染が第1のチャンバに達することを、第1の運動用シールによって形成される陽圧の空気流によって防ぐことができる。第1の運動用シールは、第2のチャンバに向かって導かれる空気流を発生させ、したがって第1のチャンバに入ることから汚染をはね除けるように配置することができる。
システム100は、第1のチャンバ110、第2のチャンバ120、チャック130および移動システム140を含み、移動システム140は、互いに直交する3つの方向に沿ってチャック130を移動させることができるXYZ機械式ステージなどである。
システム100はハウジングを含み、このハウジングは、第1のチャンバハウジング111および第2のチャンバハウジング121を含むことができる。第1のチャンバハウジング111と第2のチャンバハウジング121は、第2の表面114を有する水平プレート125など、少なくとも1つの構造要素を共有することができることに留意されたい。
a.第1の表面113を有する第1の要素112
b.第2の表面114を含む第1のチャンバハウジング111
c.第1のチャンバ内にチャックが置かれているときにチャックを支持する支持要素115
d.第1のインターフェース(このインターフェースでは、第1の表面113と第2の表面114が互いに平行であり、かつ互いのすぐ近くにある)のところに形成された第1の運動用シール116であり、移動システム140から第1のチャンバ110を密封するように配置された第1の運動用シール116
第2のチャンバ120は、移動システム140および移動制御要素122を含むことができ、移動制御要素122は、第1の要素112を移動システム140に機械的に結合するためのものである。
図1では、第1のチャンバ110が、検査システムまたはレビュー(review)システムのカラム170を含むものとして示されている。第1のチャンバ110は、複数の検査、計測、レビューツールを含むことができ、または(例えば密封された窓を第1のチャンバハウジング111内に有することによって)このようなツールが基板10を観察することを可能にすることができることに留意されたい。第1のチャンバ110は、堆積、堆積などの製造プロセスに対して使用することができる。
図2は、本発明の一実施形態に基づくシステム200を図で示す。システム200は、基板を第1のチャンバ110からロードし、第1のチャンバ110へアンロードするロードロック機構210を含むことにより、システム100とは異なる。
図2はさらに、第1の要素112を、支持および移動制御モジュール240がその中を通り抜ける(第1の要素112の中心に位置する)開孔119を含むものとして示している。支持および移動制御モジュール240は、支持要素115および移動制御要素122を含む。要素115と要素122は互いに接続されていてもよい。
開孔119は、柔軟なベローズによって密封することができ、または開孔119と支持および移動制御モジュール240との間の第2のインターフェースのところに形成された第2の運動用シール124などの要素によって密封することができる。
システム300は、少なくとも1つの圧力制御要素310を共有することによって第1のチャンバと第2のチャンバを同じ圧力レベルに維持することができることにより、システム100とは異なる。両チャンバ間で真空を共有することができ、第2のチャンバ120内で発生した汚染を遮断して第1のチャンバ110に入るようにするため、第1のチャンバ110と第2のチャンバ120の間に、フィルタ320などのフィルタリング要素(または複数のフィルタ)が位置することができる。
フィルタリング要素は、両チャンバに接続された管(図示せず)の出口に置くことができる。それに加えてまたはその代わりに、密封プレート内または第1および第2のチャンバの外側にフィルタリング要素が位置してもよい。
図4は、本発明の一実施形態に基づくシステム400を示す。システム400は、周囲(大気)条件に維持された第2のチャンバ120を有することにより、システム100とは異なり、その第2のチャンバハウジング121は、システム400の周囲の環境に対して開いた(129などの)1つまたは複数の開孔を含むことができる。
図5は、本発明の一実施形態に基づく第1の運動用シール116を示す。第1の運動用シール116は、第1の表面113と第2の表面115とが互いの近くにある第1のインターフェース160のところに画定される。
第1のインターフェース160は環の形状を有すると仮定される。ガスの膜を有する比較的に無接触の密封を第1の表面113と第2の表面116の間に提供するため、第1の運動用シール116は、空気軸受環状溝505と(この溝に隣接した)分離ランド(isolating land)とを含む。
第1の表面113は、空気軸受環状溝505、第1の圧力(一実施形態では大気圧)の環状溝507、第2の圧力(一実施形態では比較的に低真空)の環状溝509、および第3の圧力(一実施形態では比較的に高真空)の環状溝511を有する。これらの要素が第1の運動用シール116を提供する。
それぞれのプレナム(plenum)、環状溝507、509および511ならびにその分離ランドは、このシールインターフェースのところで必要な分離レベルが達成されるまで空気軸受環状溝505から残留ガスを除去する働きをする。この残留ガスを除去するため、それぞれのプレナムに1本または数本の排気導管(図示せず)が結合されている。この排気導管は、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第6,163,033号に開示されたガス排出システム内の排気口と同様のものとすることができる。これらの導管は、1つまたは複数の真空ポンプ(図示せず)に接続されている。この真空ポンプは別々に動作させることができ、またはシステムコントローラの制御下で動作させることができる。必要なプレナム段の数は、必要な真空レベルおよび真空ポンプのポンプ流量、ならびに空気軸受間隙の精度に依存する。
溝の数は4でなくてもよい。図4の第2の運動用シール124は、第1の運動用シール116に似た運動用シールとすることができ、または第1の運動用シール116と同じ運動用シールとすることができる。
上に示されたさまざまな実施形態によれば、移動システムはXYZステージを含んでいた。さまざまな方向に沿ってチャックを移動させる異なるステージを互いに分離することができることに留意されたい。
図6はシステム600を示す。このシステムでは、支持要素115と移動制御要素122の間に(垂直移動用の)Zステージ610を接続することができ、またはこれらの要素(115および122)のうちの一方の内部にZステージ610を組み込むことができ、または他の方式で移動システムのXYステージからZステージ610を分離することができる。
図6は、Zステージ610を、移動制御要素122の2つの部分間に接続されているものとして示しており、第2のチャンバ120の密封を完成させるために柔軟な金属ベローズ612よって密封されている。
図7は、本発明の一実施形態に基づく方法700を示す。
この適用は、基板と第1のチャンバハウジングとの間の移動を移動システムによって導入することを含むことができる。
段階700は、上で述べた任意のシステムによって実行することができる。
以上の明細書においては、本発明の実施形態の特定の例を参照して本発明を説明した。
しかしながら、添付された特許請求項に記載された本発明のより幅広い趣旨および範囲から逸脱することなく、さまざまな修正および変更を本発明に加えることができることは明白であろう。
論理ブロック間のこれらの境界は単なる例であること、および、代替実施形態は、論理ブロックもしくはモジュール要素を併合し、またはさまざまな論理ブロックもしくはモジュール要素に機能の代替の分解を課すことがあることを当業者は理解するであろう。したがって、本明細書に示されたアーキテクチャは単なる例であること、および実際に、同じ機能を達成する他の多くのアーキテクチャを実装することができることを理解すべきである。
さらに、上述の操作間の境界は単なる例であることを当業者は理解するであろう。複数の操作を組み合わせて単一の操作にすることができ、単一の動作を追加の複数の操作に分散することができ、時間的に少なくとも部分的に重ねて複数の操作を実行することができる。さらに、代替実施形態は、特定の操作の複数のインスタンスを含むことができ、他のさまざまな実施形態では操作の順序を変更することができる。
さらに、例えば、それらの例またはそれらの例の部分を、任意の適当なタイプのハードウェア記述言語の場合などのように、物理回路のソフトもしくはコード表現として、または物理回路に変換できる論理的表現のソフトもしくはコード表現として実装することもできる。
特許請求項において、括弧に入れられたいかなる参照符号も、その請求項を限定すると解釈されない。語「備える(comprising)」は、その請求項に記載されたもの以外の要素またはステップの存在を排除しない。さらに、本明細書で使用される用語「a」または「an」は、1つまたは2つ以上と定義される。さらに、請求項における「少なくとも1つの(at least one)」、「1つまたは複数の(one or more)」などの前置きの句の使用が、不定冠詞「a」または「an」による別の請求項要素(claim element)の導入が、導入されたそのような請求項要素を含む任意の特定の請求項を、そのような要素を1つだけ含む発明に限定することを含意すると解釈すべきではない。このことは、同じ請求項が、前置きの句「少なくとも1つの」または「1つまたは複数の」と、「a」、「an」などの不定冠詞とを含むときであっても当てはまる。同じことが、定冠詞の使用についても言える。特段の記載がない限り、「第1の(first)」、「第2の(second)」などの用語は、そのような用語が記述する要素を任意に区別するために使用される。したがって、これらの用語が、このような要素の時間的優先または他の優先を示すことは必ずしも意図されていない。ある種の手段が相互に異なる請求項に記載されているという単なる事実は、それらの手段の組合せを有利に使用することができないことを示すものではない。
Claims (7)
- システムであって、
チャックと、
前記チャックによって支持される基板上で基板処理動作を実行するように構成された第1の基板処理チャンバであって、第1の表面を有する第1の要素と、第1のインターフェースで前記第1の表面から離間された第2の表面を含む第1のチャンバハウジングと、第1のチャンバ内で前記チャックを支持する支持要素を備えた、第1の基板処理チャンバとを備え、第1の圧力制御要素が、前記第1の基板処理チャンバに配置され、前記第1の基板処理チャンバ内の圧力を制御するように構成されており、
前記第1のチャンバハウジングとは別個である第2のチャンバハウジングを備えた第2のチャンバを備え、第2の圧力制御要素が、第2の基板処理チャンバに配置され、前記第1の基板処理チャンバ内の圧力とは関係なく前記第2の基板処理チャンバ内の圧力を制御するように構成されており、
前記第2のチャンバハウジング内に配置され、前記チャックを移動させるように構成される移動システムと、
前記第1の要素を前記移動システムに機械的に結合する要素と
を備え、
第1の動的シールが、前記第1のインターフェースに形成され、前記移動システムから前記第1の基板処理チャンバを密封するように構成されており、
前記第1の基板処理チャンバは、検査チャンバであり、検査カラムを更に備えており、前記チャックは、前記検査カラムから離間した位置で基板を支持するように配置され、
前記第1の要素がプレートである、
システム。 - 前記第1の基板処理チャンバと前記第2のチャンバが実質的に同じ圧力レベルに維持され、前記システムが、前記第2のチャンバ内で発生した汚染物が前記第1の基板処理チャンバに入るようにするのを妨げるように配置されたフィルタリング要素を備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記第1の要素が開孔を画定し、前記支持要素と前記要素が互いに接続されて、前記開孔の中を通り抜ける支持および移動制御モジュールを形成した、請求項1に記載のシステム。
- 前記開孔と前記支持および移動制御モジュールとの間の第2のインターフェースのところに形成された第2の動的シールを備える、請求項3に記載のシステム。
- 前記開孔が、前記第1の要素の中心に位置する、請求項3に記載のシステム。
- 前記支持要素と前記要素が互いに接続されて支持および移動制御モジュールを形成しており、前記支持および制御モジュールが水平移動ステージをさらに備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記第1の基板処理チャンバに基板を挿入することおよび前記第1の基板処理チャンバから前記基板を取り出すことを可能にするロードロック機構をさらに備える、請求項1に記載のシステム。
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