KR102135238B1 - 기판을 이동시키기 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

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이스라엘 아브네리
요람 유지엘
크리브츠 (크레이비츠), 이고르
니라니안 람찬드라 카스기왈레
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어플라이드 머티리얼즈 이스라엘 리미티드
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Abstract

기판을 이동시키기 위한 방법 및 시스템으로서, 시스템은 챔버, 척, 챔버의 외부에 위치되는 이동 시스템, 제어기, 중간 요소, 중간 요소와 챔버 하우징 사이에 동적 밀봉부를 형성하도록 구성된 적어도 하나의 밀봉 요소를 포함한다. 이동 시스템은, 기판의 복수의 영역들 중 기판의 각각의 영역에 대해, 기판의 영역의 주어진 부분을 챔버 하우징의 개구부와 관련되는 시야 내에 위치시키기 위해 척을 회전시키는 단계; 및 기판의 영역의 추가적인 부분들을 개구부와 관련되는 시야 내에 위치시키기 위해 척을 개구부에 대해 이동시키는 단계를 반복하도록 구성된다.

Description

기판을 이동시키기 위한 방법 및 시스템
본 출원은 2017년 8월 3일자로 출원된 미국 출원 번호 15/668,517의 이익을 주장하고, 이로써 상기 미국 출원의 내용들은 그 전문이 본원에 참조로 포함된다.
집적 회로들은 프로세스 챔버의 하나 이상의 기판 상에 반도체 디바이스들을 구축함으로써 제조된다. 반도체 디바이스들은 집적 회로(IC)를 형성하기 위해 상호접속된다. 반도체 웨이퍼는 하나의 또는 많은 또는 몇 개의 IC들을 가질 수 있다.
반도체 디바이스들은 기판들, 예컨대, 규소 웨이퍼들 상에서의 물질들의 증착, 패터닝, 및 제거를 수반하는 프로세스들에 의해 기판들 상에 제조된다.
기판 상에 물질의 층을 증착시키기 위해 증착 프로세스들, 예컨대, 화학 기상 증착(CVD) 또는 물리 기상 증착(PVD)이 사용될 수 있다.
포토리소그래피 기법들은 식각, 증착 또는 주입이 일어날 위치를 제어하기 위해 물질의 층 상에 패턴을 생성하는 데에 사용될 수 있다.
식각 프로세스들은 증착된 층의 부분들을 제거하는 데에 사용될 수 있고, 이로써 다른 물질들이, 제거된 부분들에 증착될 수 있다.
이온 주입 프로세스들은, 증착된 층에 물리적으로 충격을 주고 증착된 층 내에 도펀트들을 주입하는 것에 의해 물질의 증착된 층의 속성들을 변경하는 데에 사용될 수 있다.
이러한 프로세스 단계들 중 다양한 프로세스 단계들을 사용함으로써, 반도체 디바이스들, 그리고 따라서, 집적 회로들이 기판 상에 생성된다.
IC들을 제조함에 있어서, 특화된 프로세스 챔버들이, 반도체 디바이스들 및 IC들을 구축하는 데에 요구되는 단계들을 수행하기 위해 순차적으로 사용된다. 복잡한 집적 회로의 경우, 수백 개의 개별 프로세스 단계들이, 아래놓인 반도체 디바이스들 모두를 구축하고 상호접속시키는 데에 수반될 수 있다.
제조 프로세스를 간소화하기 위해, 프로세스 챔버들은 클러스터 툴 내에 통합될 수 있고, 이로써, 상이한 프로세스 단계들은 독립형 챔버들보다 더 적은 공장 공간을 사용하여 순차적으로 그리고 효율적으로 실행될 수 있으며, 프로세스 단계 간에 웨이퍼들을 이송하는 데에 더 적은 거리를 필요로 한다.
클러스터 툴은 몇몇 상이한 프로세스 챔버들을 하나의 플랫폼으로 "클러스터링"함으로써 프로세스 순서 통합을 제공한다.
클러스터 툴을 사용함으로써, 상이한 프로세스들이, 프로세스 환경의 압력 밀봉을 파괴할 필요 없이 동일한 플랫폼 상에서 순서대로 발생할 수 있다. 그 결과, 원하지 않는 오염이 발생할 기회들이 더 적을 수 있다.
추가적으로, 챔버를 완전히 배기하고, 기판을 독립형 챔버 간에 이동시키고, 그 다음, 다음 프로세스 순서를 수행하기 위해 필요한 수준의 진공을 달성하기 위해서 각각의 후속 챔버를 펌핑 다운하는 데에 수반되는 시간의 일부 또는 전부를 절약하는 것이 가능하다.
제조 프로세스의 복잡성 때문에, 프로세스 단계들이 적절히 실행된다는 것, 및 기판들에 합리적으로 결함들이 없다는 것, 바람직하게는 실행가능한 한 결함들이 없다는 것을 보장하기 위해 기판들의 빈번한 검사가 존재한다.
프로세스 챔버들은 일반적으로, 반도체 제조 툴들이 위치되는 제조 작업장의 치수 풋프린트 요건들을 충족시키도록 설계되고 구축된다. 그러나, 검사 시스템들에 대해서는 유사한 요건들이 없고, 종래의 측정/검사 시스템들은 전형적으로, 비교적 부피가 클 수 있고 비교적 큰 풋프린트들을 가질 수 있다.
그러므로, 검사 시스템들은 일반적으로, 클러스터 툴들에 통합되지 않고, 대신에 클러스터 툴들로부터 분리된다. 이에 따라, 클러스터 툴에 통합될 수 있는 평가 챔버는 집적 회로들에 대한 제조 프로세스를 더 간소화할 것이다.
효율적이고 비교적 작은 풋프린트, 프로세스 툴과 연결되거나 통합되는 소형 측정/검사 시스템, 또는 즉각적인 고해상도 이미지화 데이터를 처리하고 수신함으로써 더 양호한 제어 루프를 가능하게 하기 위한 프로세스 제어 툴을 허용할 필요가 있다. 그러한 장치는 또한, 기판을 이동시키기 위한 오염 없는 시스템이다.
기판을 이동시키기 위한 시스템이 제공될 수 있고, 시스템은 챔버 하우징을 포함할 수 있는 챔버 ― 챔버 하우징은 개구부를 포함함 ―; 기판을 지지하도록 구성될 수 있는 척; 척에 기계적으로 결합될 수 있고 챔버 외부에 위치될 수 있는 이동 시스템; 이동 시스템을 제어하도록 구성될 수 있는 제어기; 챔버 하우징과 이동 시스템 사이에 위치될 수 있는 중간 요소; 중간 요소와 챔버 하우징 사이에 동적 밀봉부를 형성하도록 구성될 수 있는 적어도 하나의 밀봉 요소 ― 동적 밀봉부는 챔버를 이동 시스템으로부터 밀봉함 ― 를 포함할 수 있다. 이동 시스템은, 기판의 복수의 영역들 중 기판의 각각의 영역에 대해, 기판의 영역의 주어진 부분을 챔버 하우징의 개구부와 관련될 수 있는 시야 내에 위치시키기 위해 척을 회전시키는 단계; 및 기판의 영역의 추가적인 부분들을 개구부와 관련될 수 있는 시야 내에 위치시키기 위해 척을 개구부에 대해 이동시키는 단계를 반복하도록 구성될 수 있다.
이동 시스템은 척을 회전시키기 위한 회전식 스테이지를 포함할 수 있다.
이동 시스템은 척을 개구부에 대해 이동시키기 위한 X축 Y축 (XY) 스테이지를 포함할 수 있다.
이동 시스템은, 척을 개구부에 대해 이동시키면서, 중간 요소를 챔버 하우징에 대해 이동시키도록 구성될 수 있다.
이동 시스템은 중간 요소를 임의의 방향으로 최대 거리까지 이동시키도록 구성될 수 있으며, 여기서 최대 거리는 기판의 반경의 120 퍼센트를 초과하지 않는다.
시스템은, 기판에 대해 고정될 수 있는 센서들을 포함할 수 있다.
챔버 하우징을 포함할 수 있는 챔버 내에서 기판을 이동시키기 위한 방법이 제공될 수 있고, 방법은: 챔버 내에 위치될 수 있는 척 상에 기판을 위치시키는 단계 ― 척은 이동 시스템에 기계적으로 결합될 수 있음 ―; 적어도 하나의 밀봉 요소에 의해, 중간 요소와 챔버 하우징 사이에 동적 밀봉부를 형성함으로써 챔버를 이동 시스템으로부터 밀봉하는 단계 ― 중간 요소는 챔버 하우징과 이동 시스템 사이에 위치될 수 있음 ―; 기판의 복수의 영역들 중 기판의 각각의 영역에 대해, 다음의 단계들: 기판의 영역의 주어진 부분을 챔버 하우징의 개구부와 관련될 수 있는 시야 내에 위치시키기 위해 이동 시스템에 의해 척을 회전시키는 단계; 및 기판의 영역의 추가적인 부분들을 개구부와 관련될 수 있는 시야 내에 위치시키기 위해 이동 시스템에 의해 척을 개구부에 대해 이동시키는 단계를 반복하는 단계를 포함할 수 있다.
척을 회전시키는 단계는 척을 회전시키기 위해 이동 시스템의 회전식 스테이지를 사용하는 것을 포함할 수 있다.
척의 이동은 이동 시스템의 X축 및 Y축 (XY) 스테이지를 사용하는 것을 포함할 수 있다.
방법은, 척을 개구부에 대해 이동시키면서 중간 요소를 챔버 하우징에 대해 이동시키는 단계를 포함할 수 있다.
방법은 중간 요소를 임의의 방향으로 최대 거리까지 이동시키는 단계를 포함할 수 있으며, 여기서 최대 거리는 기판의 반경의 120 퍼센트를 초과하지 않는다.
기판을 평가하기 위한 방법이 제공될 수 있고, 방법은, 챔버 하우징을 포함할 수 있는 챔버 내에 위치될 수 있는 척 상에 기판을 위치시키는 단계 ― 척은 이동 시스템에 기계적으로 결합될 수 있음 ―; 적어도 하나의 밀봉 요소에 의해, 중간 요소와 챔버 하우징 사이에 동적 밀봉부를 형성함으로써 챔버를 이동 시스템으로부터 밀봉하는 단계 ― 중간 요소는 챔버 하우징과 이동 시스템 사이에 위치될 수 있음 ―; 기판의 복수의 영역들 중 기판의 각각의 영역에 대해, 다음의 단계들: 기판의 영역의 주어진 부분을 현미경의 시야 내에 위치시키기 위해 이동 시스템에 의해 척을 회전시키는 단계; 기판의 영역의 추가적인 부분들을 현미경의 시야 내에 위치시키기 위해 이동 시스템에 의해 척을 개구부에 대해 이동시키는 단계; 및 기판의 영역의 추가적인 부분들에 위치될 수 있는, 기판들의 의심되는 결함들을 현미경을 사용하여 평가하는 단계를 반복하는 단계를 포함할 수 있다.
현미경은 주사 전자 현미경일 수 있다.
본 발명으로서 간주되는 청구 대상은 상세히 기술되고 본 명세서의 결론 부분에서 명확히 청구된다. 그러나, 본 발명은, 본 발명의 기판들, 특징들, 및 장점들과 함께, 단계의 방법 및 구성 양쪽 모두에 관하여, 첨부 도면들과 함께 읽을 때 이하의 상세한 설명을 참조하여 가장 잘 이해될 수 있으며, 첨부 도면들에서:
도 1은 클러스터 툴의 상면도의 예이고;
도 2는 클러스터 툴의 단면도의 예이고;
도 3은 클러스터 툴의 후면도의 예이고;
도 4는 동적 밀봉부를 예시하는, 일부 평가 챔버 요소들의 단면도의 예이고;
도 5는 일부 평가 챔버 요소들의 단면도의 예이고;
도 6은 일부 평가 챔버 요소들의 단면도의 예이고;
도 7은 기판의 예이고;
도 8은 방법의 예이고;
도 9는 방법의 예이다.
예시의 간결함 및 명확성을 위해, 도면들에 도시된 요소들이 반드시 축척에 따라 도시된 것은 아님이 이해될 것이다. 예를 들어, 요소들 중 일부의 치수들은 명확성을 위해 다른 요소들에 비해 과장될 수 있다. 추가로, 적절하다고 간주되는 경우에, 참조 번호들은 대응하는 또는 유사한 요소들을 나타내기 위해 도면들 사이에서 반복될 수 있다.
이하의 상세한 설명에서, 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정한 세부 사항들이 열거된다. 그러나, 본 발명이 이러한 구체적인 세부 사항들 없이 실시될 수 있다는 점을 관련 기술분야의 통상의 기술자는 이해할 것이다. 다른 경우들에서, 잘 알려진 방법들, 절차들 및 구성요소들은 본 발명을 모호하게 하지 않기 위해 상세히 설명되지 않았다.
방법에 대한 본 명세서에서의 임의의 참조는, 필요한 변경을 가하여, 방법을 실행할 수 있는 시스템에 적용되어야 한다.
시스템에 대한 본 명세서에서의 임의의 참조는, 필요한 변경을 가하여, 시스템에 의해 실행될 수 있는 방법에 적용되어야 한다.
다양한 구성요소들에 대한 동일한 참조 번호들의 할당은 이러한 구성요소들이 서로 유사하다는 것을 나타낼 수 있다.
소형(compact)인 챔버, 챔버를 포함하는 시스템, 챔버에서 기판을 이동시키기 위한 방법, 및 기판이 챔버 내에 위치되어 있는 동안 기판을 평가하기 위한 방법이 제공될 수 있다.
기판은, 챔버에 위치된 척 상에 위치된다. 척은 챔버를 오염시키지 않는 이동 시스템에 의해 이동되는데, 이는 챔버가 이동 시스템으로부터 밀봉되기 때문이다.
기판은 웨이퍼와 같은 기판일 수 있다. 기판은 방사 대칭을 가질 수 있다.
제어기는 복수의 영역들 중에서 기판의 선택된 영역을 선택할 수 있다. 척(그리고 따라서 기판)은 이동 시스템에 의해 회전될 수 있고, 그에 의해, 선택된 영역의 상이한 부분들을 평가하는 것을 허용한다.
이동 시스템은 척을 선택된 영역의 상이한 부분들 간에 이동시킬 수 있다.
기판의 선택된 영역 평가 후에, 제어기는 기판의 새로운 선택된 영역을 선택할 수 있고, 시스템은 척을 회전시키고, 그에 의해, 새로운 선택된 영역의 상이한 부분들을 평가하는 것을 허용한다.
기판의 평가는 측정, 검토 및 검사 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
선택된 영역의 상이한 부분들만을 커버하기 위해 척의 이동이 요구되고, 챔버는 소형일 수 있다.
예를 들어, 기판들의 영역들은 사분면 형상을 가질 수 있고, 각각의 사분면의 주사는, 각각의 방향으로, 기판의 반경까지의 또는 기판의 반경을 약간 초과한(예를 들어, 20% 초과한) 최대 이동을 필요로 할 수 있다.
예를 들어, 300 mm 웨이퍼의 사분면들 중 하나를 평가하기 위해, 기판은 (사분면을 선택하기 위해) 회전될 수 있고, 그 다음, (예를 들어, XY 스테이지에 의해) X축을 따라 또는 Y축을 따라 150 mm 이하만큼 이동될 수 있다.
챔버는 기판을 평가하는 데에 사용될 수 있고, 그러므로 평가 챔버(evaluation chamber)로 지칭될 수 있다.
도 1은, 평가 챔버(106) 뿐만 아니라 다른 유닛들도 포함하는 클러스터 툴(100)의 예를 예시한다.
도 2는 클러스터 툴(100)의 단면도의 예이다. 단면은 클러스터 툴(100)의 중심을 가로지르지 않는 가상 평면을 따라 취해진다.
클러스터 툴(100)에서, 기판들, 예컨대, 웨이퍼들은 웨이퍼 카세트(101)로 이송된다.
웨이퍼 카세트(101)는 팩토리 인터페이스 유닛(103)의 로드 포트들 상에 로딩된다.
팩토리 인터페이스 유닛(103) 내에 위치되는 외부 이송 로봇(102)은 기판들을 웨이퍼 카세트(101)로부터 로드 록(104)으로 이송한다.
로드 록(104)에 연결된 하나 이상의 진공 펌프(도시되지 않음)는 이송 챔버(107)의 압력 수준에 근사할 수 있는 원하는 압력 수준으로 로드 록(104)을 펌핑 다운할 수 있다.
진공 펌프들 및 배기 시스템(도시되지 않음)을 갖는 로드 록(104)의 외부 게이트(109) 및 내부 게이트(110)는 로드 록(104)의 필요한 배기/펌프 주기를 제공한다.
내부 이송 로봇(108)은 로드 록(104)으로부터 기판을 픽업하고, 클러스터 툴(100)의 프로세스 챔버들(105) 중 임의의 프로세스 챔버 내에 또는 평가 챔버(106) 내에 기판을 로딩한다.
기판이 내부에 삽입되는 프로세스 챔버(105)에 따라, 물질은 기판 상에 증착되거나, 기판 상에 패터닝되거나, 기판으로부터 제거될 수 있다.
기판은, 진공의 다양한 수준들을 포함하는 제어된 압력 수준 하에서, 로드 록(104)으로부터 임의의 프로세스 챔버(105)로, 그리고 하나의 프로세스 챔버(105)로부터 다른 프로세스 챔버(105)로 이송될 수 있다.
로드 록(104), 이송 챔버(107), 각각의 프로세스 챔버들(105) 및 평가 챔버(106) 내의 압력 수준들은, 원하는 대로, 주어진 프로세스 챔버(105)에서의 특정 프로세스의 요구들에 따라, 실질적으로 동일하거나 상이한 압력 수준들로 유지될 수 있다.
내부 게이트들(110)은 이송 챔버(107), 프로세스 챔버들(105) 및 평가 챔버(106) 사이에 장착된다. 내부 게이트들(110)은 기판들 교차 오염의 방지를 제공한다.
주사 전자 현미경(111) 및 광학 현미경(112)이 평가 챔버(106)의 커버 상에 설치된다.
도 2는 또한, 다음을 예시한다:
a. 섀시(201) 상에 설치되는 진동 격리 시스템(202). 진동 격리 시스템(202)은 이송 챔버(107)를 지지한다. 그러한 구성은 기판 피쳐들의 고해상도 이미지에 도달하는 것을 허용하고, 프로세스 챔버들(105)에서의 처리의 품질을 개선한다.
b. 커버(203) 및 측벽들(204)을 포함하는 평가 챔버의 하우징.
c. 척(205). 척(205)은 정전 척 또는 기계적 척일 수 있다. 척(205)은 기판을 지지할 수 있다.
d. 이동 시스템(206).
e. 중간 요소, 예컨대, 밀봉 플레이트(207).
f. 이동 시스템 베이스(208).
g. AB/DP 모듈(400). AB/DP는 공기 베어링/차동 펌핑을 나타낸다.
h. 평가 챔버의 하우징 및 밀봉 플레이트(207)에 의해 한정되는 진공화된 공간(411).
이동 시스템(206)은 기판을 회전시키기 위한 회전 스테이지(또한, 세타 스테이지로도 지칭됨), Z 스테이지를 포함하고, 또한, 하나의 스테이지, 예컨대, XY 스테이지 또는 R 스테이지를 포함할 수 있다.
도 3은 평가 챔버(106)의 후면도의 예이다. 이동 시스템 베이스(208)는 브라켓들(301)을 갖는다. 브라켓들(301)은 평가 챔버(106)의 측벽들(204)에 연결된다.
평가 챔버(106)는 오염의 원인들이 기판을 오염시키는 것을 방지한다.
기판은, 평가 프로세스들 또는 제조 프로세스들 동안, 심지어 기판이 이동 시스템(206)에 의해 이동될 때에도 미리 결정된 조건들(오염 수준, 진공 수준, 온도 등)이 유지되는 진공화된 공간(411)에 위치된다.
이동 시스템(206)은 대기 환경에 위치될 수 있다. 대기 내에서 생성되는 오염 요소들의 양을 감소시키고 심지어 제거하기 위해, 케이블, 제어 디바이스 및 다양한 다른 구성요소들이 대기에 위치될 수 있다. 챔버는 가동 부분들이 없을 수 있다.
진공화된 공간은 하나 이상의 동적 밀봉부, 예컨대, 도 4 및 5의 동적 밀봉부들(440)을 사용하여 대기 환경으로부터 격리될 수 있다.
베어링에 의해 그리고 플라스틱 케이블들로부터, 이동 시스템(206)에 의해 생성되는 오염은, 동적 밀봉부에 의해 형성된 양의 공기 유동으로 인해, 진공화된 공간(411)에 도달하는 것이 방지될 수 있다. 동적 밀봉부는 대기 쪽으로 지향되는 공기 유동을 생성하도록 배열될 수 있고, 따라서, 오염물이 진공 챔버에 진입하는 것을 밀어낼 수 있다.
도 4는 동적 밀봉부(440)를 예시하는 AB/DP 모듈(400)의 영역의 단면도이다.
밀봉부는 공기를 순환시킬 필요가 있다는 관점에서 동적이다.
AB/DP 모듈(400)은 측벽(204)에 기계적으로 연결되고, AB/DP 모듈(400)의 바닥 표면과 밀봉 플레이트(207) 사이에 동적 밀봉부(440)를 형성한다.
AB/DP 모듈(400)은 하나 이상의 밀봉 요소, 예컨대, 제1 진공 도관(402), 제2 진공 도관(403) 및 제3 진공 도관(404)을 포함할 수 있고, 밀봉 요소 각각은 그의 진공 펌프(도면에 도시되지 않음)와 연결된다.
AB/DP 모듈(400)의 바닥 표면은 3개의 진공 홈들(405, 406 및 407) 및 차동 펌핑 유닛인 대기압 가스 홈(408)을 포함한다. 추가적으로, AB/DP 모듈(400)의 바닥 부분은, 공기 베어링 유닛을 형성하는 여러 오리피스들(409)을 포함할 수 있다. 가스 쿠션(동적 밀봉부)이 형성되는 방식은, 예를 들어, 본원에 참조로 포함되는 미국 특허 번호 6,899,765에 예시된다. 상이한 도관들은 상이한 압력 및/또는 진공 수준들로 가스를 제공할 수 있다.
AB/DP 모듈(400)은 클램핑 메커니즘(401)에 의해 측벽(204)에 기계적으로 연결될 수 있다. 클램핑 메커니즘(401)은 AB/DP 모듈(400)의 둘레 주위에 배열되고, AB/DP 모듈(400)과 대기 사이의 압력차의 힘을 보상하기에 충분한 힘을 제공하도록 적응된다.
도 5 및 6은 클러스터 툴(100)의 다양한 부분들, 예컨대, 커버(203), 주사 전자 현미경(111), 광학 현미경(112), 척(205), 지지 요소(410), 밀봉 플레이트(207), 제1 개구부(431), 제2 개구부(432), 제1 벨로우즈(412) 및 제2 벨로우즈(414)를 예시한다.
지지 요소(410)는 척(205)을 지지하고, 척(205)을 이동 시스템(206)에 기계적으로 결합했다.
도 5 및 6은 또한, 동적 밀봉부들(440)을 예시한다.
제1 벨로우즈(412) 및 제2 벨로우즈(414)는 이동 시스템(206)으로부터, 진공화된 공간(411) 내로의 입자들의 누설을 방지하기 위해 지지 요소(410)를 둘러싼다.
제1 개구부(431) 및 제2 개구부(432)가 커버(203)에 형성된다. 주사 전자 현미경(111)의 하부 부분은 제1 개구부(431)를 통해 삽입된다. 광학 현미경(112)의 하부 부분은 제2 개구부(432)를 통해 삽입된다.
도 6의 밀봉 플레이트(207)는, 이동 시스템에 의한 밀봉 플레이트(207)(뿐만 아니라 지지 요소(410) 및 척(205))의 이동으로 인해, 도 5의 밀봉 플레이트(207)와 상이한 위치에 위치된다.
도 7은 기판(500), 제1 영역(501), 제2 영역(502), 제3 영역(503), 제4 영역(504), 제1 영역(501)의 부분들(511), 제2 영역(502)의 부분들(512), 제3 영역(503)의 부분들(513) 및 제4 영역(504)의 부분들(514)의 예를 예시한다.
기판(500)은 대칭적 대칭을 갖고, 제1 영역(501), 제2 영역(502), 제3 영역(503), 제4 영역(504)은 사분면 형상을 갖는다.
평가 챔버(106)는 4회의 반복들에 의해 기판(500)을 평가할 수 있다. 단일 영역은 4회의 반복들 중 각각의 반복 동안 평가될 수 있다. 각각의 반복은, 반복 동안 평가되어야 할 영역에 도달하기 위해 기판(500)을 90 도 만큼 회전시킴으로써 시작될 수 있다.
영역들에 도달한다는 것은, 영역의 부분들이, 척을 이동시킴으로써 주사 전자 현미경의 시야 및 광학 현미경의 시야 내에 위치될 수 있다는 것을 의미한다.
척의 이동은, 기판의 다른 영역으로 하여금 주사 전자 현미경의 시야 내에 그리고/또는 광학 현미경의 시야 내에 위치되게 하지 않아야 하는 이동으로 제한된다.
제1 반복 동안, 제1 영역(501)의 부분들(511)은 주사 전자 현미경의 시야 내에 그리고/또는 광학 현미경의 시야 내에 위치될 수 있다.
제2 반복 동안, 제2 영역(502)의 부분들(512)은 주사 전자 현미경의 시야 내에 그리고/또는 광학 현미경의 시야 내에 위치될 수 있다.
제3 반복 동안, 제3 영역(503)의 부분들(513)은 주사 전자 현미경의 시야 내에 그리고/또는 광학 현미경의 시야 내에 위치될 수 있다.
제4 반복 동안, 제4 영역(504)의 부분들(514)은 주사 전자 현미경의 시야 내에 그리고/또는 광학 현미경의 시야 내에 위치될 수 있다.
도 8은 챔버 하우징을 포함하는 챔버 내에서 기판을 이동시키기 위한 방법(800)의 예이다.
방법(800)은 챔버 내에 위치된 척 상에 기판을 위치시키는 단계(810)에 의해 시작될 수 있다. 척은 이동 시스템에 기계적으로 결합된다.
단계(810) 다음에, 적어도 하나의 밀봉 요소에 의해, 중간 요소와 챔버 하우징 사이에 동적 밀봉부를 형성함으로써 챔버를 이동 시스템으로부터 밀봉하는 단계(820)가 후속될 수 있다. 중간 요소는 챔버 하우징과 이동 시스템 사이에 위치된다.
또한, 단계(810) 다음에, 기판의 복수의 영역들 중 기판의 각각의 영역에 대해, 단계들(830 및 840)을 반복하는 것이 후속될 수 있다.
단계(830)는, 기판의 영역의 주어진 부분을 챔버 하우징의 개구부와 관련된 시야 내에 위치시키기 위해 이동 시스템에 의해 척을 회전시키는 것을 포함할 수 있다.
시야는 (a) 시야를 갖는 평가 툴이 개구부를 통해 부분적으로 삽입될 수 있고/거나, (b) 시야를 갖는 평가 툴이 개구부를 통해 기판을 볼 수 있다는 관점에서 개구부와 관련된다.
단계(830)는 척을 회전시키기 위해 이동 시스템의 회전식 스테이지를 사용하는 것을 포함할 수 있다.
단계(830) 다음에, 기판의 영역의 추가적인 부분들을 개구부와 관련된 시야 내에 위치시키기 위해 이동 시스템에 의해 척을 개구부에 대해 이동시키는 단계(840)가 후속될 수 있다.
단계(830 및 840)는 단계(820)와 동시에 실행될 수 있다.
기판은 방사 대칭을 가질 수 있고, 복수의 영역들은 4개의 영역들 또는 임의의 다른 개수의 영역들을 포함할 수 있다.
단계(840)는 다음 중 적어도 하나를 포함할 수 있다:
i. 이동 시스템의 XY (X축 및 Y축) 스테이지를 사용하는 것.
j. 척을 개구부에 대해 이동시키면서 중간 요소를 챔버 하우징에 대해 이동시키는 것.
k. 중간 요소를 임의의 방향으로 최대 거리까지 ― 최대 거리는 기판의 반경의 120 퍼센트를 초과하지 않음 ― 이동시키는 것.
도 9는 챔버 하우징을 포함하는 챔버 내에서 기판을 이동시키기 위한 방법(900)의 예이다.
방법(900)은 챔버 내에 위치된 척 상에 기판을 위치시키는 단계(810)에 의해 시작될 수 있다. 척은 이동 시스템에 기계적으로 결합된다.
단계(810) 다음에, 적어도 하나의 밀봉 요소에 의해, 중간 요소와 챔버 하우징 사이에 동적 밀봉부를 형성함으로써 챔버를 이동 시스템으로부터 밀봉하는 단계(820)가 후속될 수 있다. 중간 요소는 챔버 하우징과 이동 시스템 사이에 위치된다.
또한, 단계(810) 다음에, 기판의 복수의 영역들 중 기판의 각각의 영역에 대해, 단계들(930, 940 및 950)을 반복하는 것이 후속될 수 있다.
단계(930)는, 기판의 영역의 주어진 부분을 현미경의 시야 내에 위치시키기 위해 이동 시스템에 의해 척을 회전시키는 것을 포함할 수 있다.
단계(930) 다음에, 기판의 영역의 추가적인 부분들을 현미경의 시야 내에 위치시키기 위해 이동 시스템에 의해 척을 개구부에 대해 이동시키는 단계(940)가 후속될 수 있다.
단계(940) 다음에, 기판의 영역의 추가적인 부분들에 위치되는 기판들의 의심되는 결함들을 현미경을 사용하여 평가하는 단계(950)가 후속될 수 있다.
현미경은 주사 전자 현미경일 수 있다.
단계(950)는 광학 현미경을 사용하여 의심되는 결함들을 찾는 것, 및 주사 전자 현미경에 의해, 의심되는 결함들을 주사하는 것을 포함할 수 있다.
챔버는 소형이고, 클러스터 툴과 상이한 다양한 툴들과 통합될 수 있다.
챔버는, 검토 툴, 예컨대, 주사 전자 현미경이, 챔버 내에 위치된 기판의 결함들을 검토하는 검토 챔버로서 사용될 수 있다. 검토 챔버는 광학 검사 시스템에 포함될 수 있다.
검토 챔버는 즉각적인, 기판의 처리의 정확한 제어 및 기판 대 기판 비교를 수행하도록 구성될 수 있다. 기판은, 예를 들어, 마스크 또는 웨이퍼일 수 있다. 기판의 처리는, 예를 들어, 식각, 증착, 구리 기계적 연마, 및 주입 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
주사 전자 현미경은, 다음의 작업들: 결함을 검출하는 것, 결함들을 검토하는 것, 치수들을 측정하는 것, 층간 위치를 측정하는 것, 패턴 위치결정 및 에지 배치 정확도를 측정하는 것 중 적어도 하나를 수행하도록 구성될 수 있다.
주사 전자 현미경은, 작업을 완료한 후에, 즉각적인 피드백을 처리 툴에 제공하도록 구성될 수 있다. 처리 툴 및 검토 챔버는 동일한 시스템에 속할 수 있다. 따라서, 처리 툴의 즉각적이고 자동화된 조정이 제공될 수 있다.
검토 챔버와 프로세스 툴의 통합은, 처리 툴에 의해 한정된 프로세스 환경의 외부에서 기판의 제공을 제한하는 제조 단계들 동안 기판의 층들 또는 피쳐들의 평가들을 수행하는 것을 허용한다. 제한은, 예를 들어, 산화로 인해 초래될 수 있다.
처리 툴을 포함하는 시스템에 챔버를 포함하는 것은 (a) 고속 고장 응답 및 근본 원인 분석을 제공할 수 있고, (b) 기판을 따라 프로세스 품질 및 프로세스 균일성을 개선할 수 있고, (c) 프로세스 챔버간 매칭을 개선할 수 있다.
웨이퍼 제조 프로세스 챔버들의 대부분은 동일한 작동들(동일한 화학물질, 열 효과들, 물질 유동들, 복사조도들 등)을 수행하는 다수의 챔버들을 포함한다. 그러나, 챔버의 실제 프로세스 파라미터들 간에는 작은 차이들이 존재한다. 차이들은 제조 프로세스 차이들을 야기할 것이고, 최종 결과는 특정 챔버에서의 그들의 이력 위치로 인한 웨이퍼들 간의 물리적 차이들일 것이다. 검토 챔버는 차이들을 정의하고 즉각적인 파라미터들 조정을 수행하는 것을 가능하게 할 것이고, 이는 챔버들이 다른 챔버들에 매칭되게 할 것이고, 따라서 챔버들 간의 차이들과 연관된 프로세스 차이들을 감소시킬 것이다.
챔버는 비파괴 검사, 계측법, 수분, 대기 및 시간 민감도 나노필름들 및 구조들의 조성 분석을 용이하게 한다.
전술한 명세서에서, 본 발명은 본 발명의 실시예들 중 특정한 예들을 참조하여 설명되었다. 그러나, 첨부된 청구항들에 열거된 바와 같이 본 발명의 더 넓은 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 다양한 수정들 및 변화들이 그 안에서 이루어질 수 있다는 것이 명백할 것이다.
게다가, 설명 및 청구항들에서의 "앞", "뒤", "최상부", "바닥", "위", "아래" 등의 용어들은, 존재할 경우, 설명 목적들로 사용되며 반드시 영구적인 상대 위치들을 설명하기 위한 것은 아니다. 그렇게 사용되는 용어들은, 본원에 설명되는 본 발명의 실시예들이, 예를 들어, 본원에 예시되거나 다른 방식으로 설명된 것들과 다른 배향들로 진행할 수 있도록 적절한 상황들 하에서 상호교환가능하다는 것이 이해된다.
본원에서 논의된 바와 같은 연결들은, 예를 들어, 중간 디바이스들을 통해, 각각의 노드들, 유닛들 또는 디바이스들로부터 또는 그것들에게 신호들을 전달하기에 적합한 임의의 유형의 연결일 수 있다. 이에 따라, 다르게 암시되거나 언급되지 않는 한, 연결들은, 예를 들어, 직접 연결들 또는 간접 연결들일 수 있다. 연결들은 단일 연결, 복수의 연결들, 단방향성 연결들 또는 양방향성 연결들인 것과 관련하여 예시되거나 설명될 수 있다. 그러나, 상이한 실시예들은 연결들의 구현을 변경할 수 있다. 예를 들어, 양방향성 연결들 대신에 개별 단방향성 연결들이 사용될 수 있고, 그 반대일 수도 있다. 또한, 복수의 연결들은, 다수의 신호들을 연속적으로 또는 시간 다중화된 방식으로 전달하는 단일 연결로 대체될 수 있다. 유사하게, 복수의 신호들을 반송하는 단일 연결들은 이러한 신호들의 하위세트들을 반송하는 다양한 상이한 연결들로 분리될 수 있다. 그러므로, 신호들을 전달하기 위한 많은 선택사항들이 존재한다.
특정 전도성 유형들 또는 전위들의 극성이 예들에서 설명되었지만, 전도성 유형들 및 전위들의 극성들은 반전될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
관련 기술분야의 통상의 기술자들은, 논리 블록들 사이의 경계들은 단지 예시적일 뿐이고 대안적인 실시예들이 논리 블록들 또는 회로 요소들을 병합하거나 다양한 논리 블록들 또는 회로 요소들에 대해 기능성의 대안적인 해체를 가할 수 있다는 것을 인식할 것이다. 따라서, 본원에 도시된 아키텍쳐들은 단지 예시적일 뿐이며, 사실상, 동일한 기능성을 달성하는 많은 다른 아키텍쳐들이 구현될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
동일한 기능성을 달성하기 위한 구성요소들의 임의의 배열은, 원하는 기능성이 달성되도록 효과적으로 "연관된다". 그러므로, 특정 기능성을 달성하도록 조합된 본원의 임의의 2개의 구성요소들은, 아키텍쳐들 또는 중간 구성요소들에 관계없이, 원하는 기능성이 달성되도록 서로 "연관된" 것으로 보여질 수 있다. 유사하게, 그렇게 연관된 임의의 2개의 구성요소들은 또한, 원하는 기능성을 달성하기 위해 서로 "작동가능하게 연결"되거나 "작동가능하게 결합"된 것으로 보여질 수 있다.
게다가, 관련 기술분야의 통상의 기술자들은, 위에 설명된 단계들 사이의 경계들은 단지 예시적일 뿐이라는 것을 인식할 것이다. 다수는 단일 단계로 조합될 수 있고, 단일 단계는 추가적인 단계들로 분산될 수 있으며 단계들은 적어도 부분적으로 시간상 중첩되어 실행될 수 있다. 게다가, 대안적인 실시예들은 특정 단계의 다수의 예들을 포함할 수 있고, 다양한 다른 실시예들에서, 단계들의 순서는 변경될 수 있다.
또한, 예를 들어, 일 실시예에서, 예시된 예들은 동일한 디바이스 내에 또는 단일 집적 회로 상에 위치된 회로로서 구현될 수 있다. 대안적으로, 예들은 임의의 개수의 별개의 집적 회로들, 또는 적합한 방식으로 서로 상호연결된 개별 디바이스들로서 구현될 수 있다.
그러나, 다른 수정들, 변동들 및 대안들이 또한 가능하다. 이에 따라, 본 명세서 및 도면들은 제한적인 의미보다는 예시적인 의미로 간주되어야 한다.
청구항들에서, 괄호들 사이에 위치된 임의의 참조 부호들은 청구항을 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다. '포함'이라는 단어는 청구항에 열거되는 것들과 다른 요소들 또는 단계들의 존재를 배제하지 않는다. 게다가, 본원에서 사용되는 바와 같은 단수형 용어들은 하나 또는 하나 초과로서 정의된다. 또한, 청구항들에서 "적어도 하나" 및 "하나 이상"과 같은 도입 문구들의 사용은, 심지어, 동일한 청구항이 "하나 이상" 또는 "적어도 하나"라는 도입 문구들 및 단수형 용어들을 포함하는 경우에도, 단수형 용어들에 의한 다른 청구항 요소의 도입이, 그러한 도입된 청구항 요소를 포함하는 임의의 특정 청구항을 오직 하나의 그러한 요소를 포함하는 발명들로 제한하는 것을 암시하는 것으로 해석되지 않아야 한다. "상기"의 사용에 대해서도 마찬가지이다. 다르게 언급되지 않는 한, "제1" 및 "제2"와 같은 용어들은 그러한 용어들이 설명하는 요소들 사이에서 임의적으로 구분하기 위해 사용된다. 따라서, 이러한 용어들은 반드시 그러한 요소들의 시간적 또는 다른 우선순위를 나타내도록 의도되지는 않는다. 단지, 특정 측정들이 상호 상이한 청구항들에 기재된다는 사실만으로는, 이점을 얻기 위해 이러한 측정들의 조합이 사용될 수 없다는 것을 나타내지 않는다.
본 발명의 특정 특징들이 본원에 예시되고 설명되었지만, 많은 수정들, 대체들, 변화들, 및 등가물들이 이제 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 떠오를 것이다. 그러므로, 첨부된 특허청구범위는 본 발명의 진정한 사상 내에 드는 모든 그러한 변형 및 변화를 포함하도록 의도됨을 이해하여야 한다.

Claims (15)

  1. 기판을 이동시키기 위한 시스템으로서,
    챔버 하우징을 포함하는 챔버 ― 상기 챔버 하우징은 개구부를 포함함 ―;
    기판을 지지하도록 구성된 척;
    상기 척에 기계적으로 결합되고 상기 챔버의 외부에 위치되는 이동 시스템;
    상기 이동 시스템을 제어하도록 구성된 제어기;
    상기 챔버 하우징과 상기 이동 시스템 사이에 위치되는 중간 요소;
    상기 중간 요소와 상기 챔버 하우징 사이에 동적 밀봉부를 형성하도록 구성된 적어도 하나의 밀봉 요소 ― 상기 동적 밀봉부는 상기 챔버를 상기 이동 시스템으로부터 밀봉함 ― 를 포함하고;
    상기 이동 시스템은, 상기 기판의 복수의 영역들 중 상기 기판의 각각의 영역에 대해, 다음의 단계들:
    상기 기판의 영역의 주어진 부분을 상기 챔버 하우징의 개구부와 관련된 시야 내에 위치시키기 위해 상기 척을 회전시키는 단계; 및
    상기 기판의 영역의 추가적인 부분들을 상기 개구부와 관련된 시야 내에 위치시키기 위해 상기 척을 상기 개구부에 대해 이동시키는 단계를 반복하도록 구성되는, 기판을 이동시키기 위한 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이동 시스템은 상기 척을 회전시키기 위한 회전식 스테이지를 포함하는, 기판을 이동시키기 위한 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이동 시스템은 상기 척을 상기 개구부에 대해 이동시키기 위한 X축 Y축 스테이지를 포함하는, 기판을 이동시키기 위한 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이동 시스템은 상기 척을 상기 개구부에 대해 이동시키면서 상기 중간 요소를 상기 챔버 하우징에 대해 이동시키도록 구성되는, 기판을 이동시키기 위한 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이동 시스템은 상기 중간 요소를 임의의 방향으로 최대 거리까지 이동시키도록 구성되고, 상기 최대 거리는 상기 기판의 반경의 120 퍼센트를 초과하지 않는, 기판을 이동시키기 위한 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기판에 대해 고정되는 센서들을 포함하는, 기판을 이동시키기 위한 시스템.
  7. 챔버 하우징을 포함하는 챔버 내에서 기판을 이동시키기 위한 방법으로서,
    챔버 내에 위치되는 척 상에 기판을 위치시키는 단계 ― 상기 척은 이동 시스템에 기계적으로 결합됨 ―;
    적어도 하나의 밀봉 요소에 의해, 중간 요소와 상기 챔버 하우징 사이에 동적 밀봉부를 형성함으로써 상기 챔버를 상기 이동 시스템으로부터 밀봉하는 단계 ― 상기 중간 요소는 상기 챔버 하우징과 상기 이동 시스템 사이에 위치됨 ―;
    상기 기판의 복수의 영역들 중 상기 기판의 각각의 영역에 대해, 다음의 단계들:
    상기 기판의 영역의 주어진 부분을 상기 챔버 하우징의 개구부와 관련된 시야 내에 위치시키기 위해 상기 이동 시스템에 의해 상기 척을 회전시키는 단계; 및
    상기 기판의 영역의 추가적인 부분들을 상기 개구부와 관련된 시야 내에 위치시키기 위해 상기 이동 시스템에 의해 상기 척을 상기 개구부에 대해 이동시키는 단계를 반복하는 단계를 포함하는, 챔버 내에서 기판을 이동시키기 위한 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 기판은 방사 대칭을 갖고, 상기 복수의 영역들은 4개의 영역들을 포함하는, 챔버 내에서 기판을 이동시키기 위한 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 척을 회전시키는 단계는 상기 척을 회전시키기 위해 상기 이동 시스템의 회전식 스테이지를 사용하는 것을 포함하는, 챔버 내에서 기판을 이동시키기 위한 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 척을 이동시키는 단계는 상기 이동 시스템의 X축 및 Y축 스테이지를 사용하는 것을 포함하는, 챔버 내에서 기판을 이동시키기 위한 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 척을 상기 개구부에 대해 이동시키면서 상기 중간 요소를 상기 챔버 하우징에 대해 이동시키는 단계를 포함하는, 챔버 내에서 기판을 이동시키기 위한 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 중간 요소를 임의의 방향으로 최대 거리까지 ― 상기 최대 거리는 상기 기판의 반경의 120 퍼센트를 초과하지 않음 ― 이동시키는 단계를 포함하는, 챔버 내에서 기판을 이동시키기 위한 방법.
  13. 기판을 평가하기 위한 방법으로서,
    챔버 하우징을 포함하는 챔버 내에 위치되는 척 상에 기판을 위치시키는 단계 ― 상기 척은 이동 시스템에 기계적으로 결합됨 ―;
    적어도 하나의 밀봉 요소에 의해, 중간 요소와 상기 챔버 하우징 사이에 동적 밀봉부를 형성함으로써 상기 챔버를 상기 이동 시스템으로부터 밀봉하는 단계 ― 상기 중간 요소는 상기 챔버 하우징과 상기 이동 시스템 사이에 위치됨 ―;
    상기 기판의 복수의 영역들 중 상기 기판의 각각의 영역에 대해, 다음의 단계들:
    (a) 상기 기판의 영역의 주어진 부분을 현미경의 시야 내에 위치시키기 위해 상기 이동 시스템에 의해 상기 척을 회전시키는 단계;
    (b) 상기 기판의 영역의 추가적인 부분들을 상기 현미경의 시야 내에 위치시키기 위해 상기 이동 시스템에 의해 상기 척을 상기 챔버 하우징의 개구부에 대해 이동시키는 단계; 및
    (c) 상기 기판의 영역의 추가적인 부분들에 위치되는 상기 기판들의 의심되는 결함들을 상기 현미경을 사용하여 평가하는 단계를 반복하는 단계를 포함하는, 기판을 평가하기 위한 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 현미경은 주사 전자 현미경인, 기판을 평가하기 위한 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    광학 현미경을 사용하여 상기 의심되는 결함들을 찾고 상기 주사 전자 현미경에 의해, 상기 의심되는 결함들을 주사하는 단계를 더 포함하는, 기판을 평가하기 위한 방법.
KR1020207006274A 2017-08-03 2018-08-02 기판을 이동시키기 위한 방법 및 시스템 KR102135238B1 (ko)

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