(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハまたはフラットパネルディスプレイ等の基板を処理するプロセス装置の検査システムにおいて、
プロセス装置内部を検査可能なワイヤレスセンサであって、プロセス装置内部を検査している間、信号をプロセス装置の外部に配置された受信機に送信する送信機を備えるワイヤレスセンサを有し、
前記ワイヤレスセンサは、処理されるべき基板と実質的に同じ大きさを有する支持体に配置され、マイクロビデオカメラを含むことを特徴とする検査システム。
【請求項２】
プロセス装置には基板搬送手段が設けられ、ワイヤレスセンサは、前記支持体が前記基板搬送手段によって、プロセス装置内に搬送されるように、前記支持体に配置されることを特徴とする請求項１記載の検査システム。
【請求項３】
ワイヤレス通信には、赤外線技術が使用されることを特徴とする請求項１または２記載の検査システム。
【請求項４】
ワイヤレス通信には、無線技術が使用されていることを特徴とする請求項１または２記載の検査システム。
【請求項５】
ワイヤレスセンサによって送信された信号を、受信するアンテナがプロセス装置の外部に配置されることを特徴とする請求項４記載の検査システム。
【請求項６】
ワイヤレスセンサによって送信された信号を、受信するアンテナがプロセス装置の内部に配置されることを特徴とする請求項４記載の検査システム。
【請求項７】
ワイヤレス通信には、Bluetooth技術が使用されることを特徴とする請求項４記載の検査システム。
【請求項８】
ワイヤレス通信のための送信機を備え、基板を処理するためのプロセス装置の内部を検査するためのセンサであって、処理されるべき基板と実質的に同じ形状と大きさとを有する支持体に配置され、マイクロビデオカメラを含むことを特徴とするセンサ。
【請求項９】
シリコンウエハに配置されることを特徴とする請求項８記載のセンサ。
【請求項１０】
支持体にはマイクロビデオカメラとして設計された２つのセンサが設けられ、該センサは実質的に平行かつ相互にアイディスタンス（eyedistance）をあけて配置され、立体画像を得ることができることを特徴とする請求項８記載のセンサ。
【請求項１１】
基板を処理するプロセス装置の内部を検査する方法であって、プロセス装置には、基板の入出力のための入出力ステーションと、基板を処理するための少なくとも１つのプロセス室と、基板を入出力ステーションからプロセス室へ、およびプロセス室から入出力ステーションへ搬送する基板搬送手段とが設けられ、ワイヤレス通信のための送信機を備え、かつ、処理されるべき基板と実質的に同じ大きさを有する支持体に配置されるセンサが入出力ステーションに配置され、該センサが配置された支持体は検査を行うために、プロセス装置内部に基板搬送手段によって搬送され、検査の間、送信機はプロセス装置の外部に配置された受信機で受信可能な信号を送信し、検査の完了後、センサが配置された支持体は基板搬送手段によって再び入出力ステーションに配置され、該センサはカメラであり、検査は目視検査であることを特徴とする方法。
【請求項１２】
基板搬送機構のプログラミングは、カメラによって供給される情報に基づいて、目視検査の間に行うことを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
プロセス装置の調整は、センサによって与えられる情報に基づいて、検査の間に行うことを特徴とする請求項１１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明に属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハまたはフラットパネルディスプレイ等の基板を、処理するプロセス装置の検査システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエハまたはフラットパネルディスプレイのような基板のプロセス処理の作業中では、プロセスパラメータの精密な制御を必要とする。そのため、プロセス処理は周囲が閉じられたプロセス室内で一般的に行う。このようなプロセス室は真空室であってもよい。制御されたプロセスを確実にするため、プロセス室には固定的に配置されたセンサが設けられ、該センサは、たとえば温度および圧力を測定する。これらのセンサはプロセス室それ自体に配置されてもよいが、センサをプロセス室の外部にも配置して、プロセス室の壁に設けられる窓を介して測定することも可能である。センサがプロセス室に固定的に配置されているとき、センサは、使用されるプロセス条件に耐えなければならない。これはセンサが前記目的で使用できることに関して制限を課す。プロセス室外部のセンサの配置と窓を介しての測定とは、センサが使用できることと、量がセンサで測定できることとに関して制限を同様に課す。薄層が基板に堆積されるプロセスなどのいくつかのプロセスでは、装置は汚れ、定期的なの点検が必要となる。適切な時間でそのようなメンテナンスを行うことは重要である。メンテナンスをあまりにすぐすると、コストが不必要にな高くなり、装置の使用度を減らすことになり、遅すぎると、不十分なプロセス結果と製品廃棄とにつながる。プロセス室を視覚的に検査する可能性は、メンテナンスの時期のよりよい決定につながる。プロセス室に永久的に配置されたカメラは、プロセス室それ自体と同様に自然に汚れ、適切な観測がカメラでできるかどうかが問題になる。さらに、前記カメラが、高い温度、反応性ガスおよび真空などのプロセス条件に耐えられるかどうかが問題になる。また、特別な環境では温度、圧力、ガス濃度、およびガスのイオン化度等のプロセス室内のパラメータを測定する必要があり、これに加えて、また比較のため、情報が固定的に配置されたセンサによって供給される。通常は、分解を通しての検査のためにプロセス室をアクセス可能にすることなく、そのような追加の測定を行うことはできない。検査の可能性にもうひとつ必要なのは、プロセス装置の中の基板を、入力ステーションからプロセス室に搬送し、そして元の場所にもどる基板搬送機構をプログラミングで行うことである。基板はプロセス室内に正しい位置に、正確に配置されなければならない。プログラミングの間、目視制御が必要とされる。これは、基板搬送機構のプログラミングが、プロセス室の分解とともに行う必要があることを意味する。あるいは、目視制御は窓を通して行うこともできる。しかしながら、光の回折を考慮して、どのようにすれば正確な目視制御を窓を通して行うことができるかが問題である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記の問題に対する解決手段を提供することであり、いつでもプロセス室内部の検査ができ、プロセス室内部の測定がプロセス室を分解する必要なしに行うことができる検査システムを提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この目的は、検査システムが、ワイヤレス通信のための送信機を備えたセンサと、プロセス装置の外部に設けられる受信機とを含み、送信機を備えたセンサは、処理されるべき基板と実質的に同じ形状と大きさとを有する支持体に配置されることで達成される。
【０００５】
プロセス装置に、基板を搬送するために搬送機構が設けられるとき、ワイヤレスセンサを備える支持体であって、該ワイヤレスセンサがその上に配置される支持体は、処理されるべき基板と同様に、プロセス室の外部からプロセス室の内部に、およびプロセス室の内部からプロセス室の外部に搬送可能である。
【０００６】
本発明はまた、基板を処理するプロセス装置内部を検査するために、ワイヤレス通信のための送信機を備えるセンサであって、該センサが処理されるべき基板と実質的に同じ形状と大きさとを有する支持体に配置されるセンサに関する。このようなセンサは、本発明による検査システムにおいて有益に適用可能である。
【０００７】
本発明はさらに、基板を処理するプロセス装置の内部を検査する方法であって、プロセス装置には、基板の入出力のための入出力ステーションと、基板を処理するための少なくとも１つのプロセス室と、入出力ステーションからプロセス室への、およびプロセス室から入出力ステーションへの基板の搬送のための基板搬送手段とが設けられ、送信機を備えるセンサが入出力ステーションに配置され、該センサは検査を行うために、プロセス装置内部へ基板搬送手段によって搬送され、検査の間、送信機はプロセス装置の外部に配置された受信機によって受信可能な信号を送信し、検査が完了した後にセンサが再び基板搬送手段によって入出力ステーションに配置される方法に関する。
【０００８】
このような方法によれば、プロセス装置のプロセス室の内部を高効率な方法で検査することができる。さらに、基板搬送手段の操作は、ハウジングを除去する必要なく、使用中に検査することができる。
【０００９】
さらに本発明のさらなる詳細に従えば、本方法は、基板搬送機構のプログラミングがカメラによって供給される情報に基づいて、目視検査の間に行われることを特徴とする。さらに、本発明の方法のさらなる詳細に従えば、プロセス装置の調整はセンサによって与えられる情報に基づいて、検査の間行うことができる。
【００１０】
基板の処理を機械化するためのプロセス装置において、基板はカセットに供給され、配置される。本発明に従えば、このような基板の上にワイヤレスセンサが嵌め込まれる。基準基板の代わりに、その外形上の大きさは基準基板と実質的に等しいような特別なセンサ支持体が使用されてもよく、したがってセンサ支持体は基板搬送機構によってプロセス室に運ぶことが可能であり、センサ支持体はプロセス室内の基板位置に嵌まり込む。センサ支持体に関して、通常の基板材料の代わりに、別の材料、たとえばアルミニウムまたは他の材料または合金またはガラスが選ばれる。支持体の上側には、センサが設けられる。このようなセンサの例は、Gavriel IddanらによるNature，Vol，405,May,2000,p.417に記載されるようなビデオ遠隔計測カプセル内視鏡(video telemetry capsule endoscope)がある。このカメラカプセルは、ワイヤ、ガラス繊維ケーブルによる外部接続または他の物理的接続を有さない。大きさは１１×３０ｍｍである。そのカプセルには、バッテリと極超短波（ＵＨＦ）レンジで送信する送信機とが設けられている。極超短波信号は、受信機に接続される１以上のアンテナによって受信される。受信機は受信画像を記憶する記憶システム、または画像を再生するビデオ画像システム、あるいはコンピュータに接続されてもよい。従来の技術に従えば、信号のワイヤレス伝送のための遠隔計測システムはパルス符号変調方式（ＰＣＭ）を利用している。上述のカメラカプセルは患者の胃壁の検査に使用されている。そのために、患者はカプセルを飲込んで、カプセルによって発信された極超短波信号が体に取付けたアンテナによって受信される。やがて、カプセルは胃腸の器官系を経て自然のルートで体から出てくる。このようにして、このような検査は外科の介入を必要とせず、実行できる。
【００１１】
支持体に嵌め込まれたこのようなセンサがプロセス装置の中で使用されたとき、アンテナをプロセス装置の外部に配置することができる。プロセス装置の壁の材料の厚みと性質とによるが、信号が信号線およびリードスルー（lead-through）によって外部に送信される間、適切な受信のために、プロセス装置の内部にアンテナを配置する必要がある。
【００１２】
信号のワイヤレス伝送のために、もっとも一般的な無線技術の代わりに、世界規格のBluetooth技術が利用されてもよい。Bluetooth技術は、２．４〜２．４８ＧＨｚの周波数帯域の無線信号を利用しており、スペクトル拡散、周波数ホッピングおよび１秒間に１６００回の周波数ホッピングを伴う完全二重通信方式信号を適用している。信号は、１ＭＨｚの相互の時間間隔距離に配置された７９の周波数間でホッピングし、高度の干渉耐性を達成する。この技術は１０ｍの短距離信号伝送に特に適しており、１００ｍの中距離信号伝送にも任意に適している。適用の一例として、米国特許６，０６９，５８８号公報（O'Neill）がある。
Bluetoothによる送信システムの利点は、チップがとりわけコンパクトで精力的に採算がとれるところである。その上、この技術は消費者向けのアプリケーションに焦点を合わせているので、これらのチップのコストは下がるであろう。
【００１３】
さらに他のワイヤレス伝送として、たとえば赤外線通信協会（ＩｒＤＡ）基準に従う赤外線信号技術が利用されてもよく、当該技術は当業者に周知である。しかしながら赤外線技術の欠点は、赤外線光が貫通できる照準線が必要な点である。
【００１４】
さらに記載されたカメラの例に加えて、多くの他のセンサが考えられる。たとえば温度、圧力、ガス濃度、ガスのイオン化度、加速度およびその他の量のためのセンサである。集積電子回路の製造技術と同様のセンサの製造技術の使用は、多くのコンパクトで精力的に採算のとれるセンサが利用でき、利用可能になっているという状況となる。これらのセンサは本発明による使用に特に適している。
【００１５】
特に、本発明の適用に対して熟慮されたことは、シリコンウエハを処理するプロセス装置である。このようなウエハは高価であり、プロセス装置の正確な制御がきわめて重要である。これは２００ｍｍのような大きい直径のウエハ、現在使われている最も大きい３００ｍｍのウエハ等に特に適用する。センサは、送信機およびエネルギ供給源とともにウエハ上に設けられてもよい。エネルギ供給源はバッテリから成る。代わりに考えられる物として太陽電池があり、この場合はプロセス装置に光を照射しなければならない。基板がシリコンウエハであるとき、センサおよび／または送信機もまた、電子回路技術製造によって、ウエハの上に代えて、ウエハ内に設けられてもよい。
【００１６】
米国特許４，５４３，５７６号公報は、ワイヤレス測定システムを開示しており、該ワイヤレス測定システムは、蒸着システムにおいて蒸着中に、基準基板上の蒸着層の温度および電気抵抗を測定し、蒸着室の外部には受信器が配置されている。この蒸着システムでは、前記測定システムが移動可能な基板ホルダに装着され、該ホルダは蒸着中に移動して蒸着層の均一性を改善する。しかしながら米国特許明細書に記載されている測定システムは、基板に比べて大きく、基準ウエハに位置に接続される。上述の米国特許明細書において、基板自体がセンサの支持体として機能することは記載されていないので、センサが設けられる基板は、システム内のいずれの基板位置でも、プロセス装置を通して基板搬送機構によって搬送できる。さらに、この周知の装置では、プロセス装置自体が検査されるのではなく、この装置によって形成される層が検査される。
【００１７】
さらに本発明の詳細は従属項に記載され、以下に図面を参照して、いくつかの模範的な実施形態に基づいてさらに明らかにされるであろう。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の検査システムを大略的に示す。センサは２で、信号処理ユニットは３で、送信機は４で示される。これら３つのモジュールは、基板上にそれらとともに配置されるエネルギ供給源５によってエネルギ供給される。この全体はプロセス装置１に配置される。装置の外部には、アンテナ６が配置され、このアンテナは受信機９とコンピュータ１０とに接続されている。コンピュータの代わりに、ビデオ画像の再生および／または記憶のための装置が利用されてもよい。
【００１９】
図２に、本発明の検査システムの他の実施形態が示される。同一の参照符は図１中の同一のッ構成要素を示す。図２において、アンテナはプロセス装置の内部に配置され、リードスルー７と信号線８とを介して受信機９に接続される。
【００２０】
図３は、前述したカメラカプセルを有する基板の側面図を示す。基板として、３００ｍｍのシリコンウエハが用いられ、直径１１ｍｍ、長さ３０ｍｍを有するカメラが所定の大きさで示される。図４は、カメラカプセルを配置したウエハの平面図を示す。センサウエハが使用される状況と検査の要求とによって、図５に示されるように、複数のカメラがウエハ上に配置されてもよい。任意に、平行かつ実質的にアイディスタンス（eye distance）をあけて配置される２つのカメラが用いられてもよく、したがって立体画像を作成することができる。また、締付け、粘着および磁石などのその目的のために知られたいかなる技術を用いてカメラをウエハ上に移動可能に配置することができる。プロセス装置の空間と基板の搬送機構とによって、カメラはウエハの底面にも取付けることができる。最後に、支持体に凹所を設けて、カメラを部分的にウエハの上下に突出させることが可能である。
【００２１】
本発明は、カメラカプセルを使用するとき、基板搬送機構をプログラムして、プログラミング時における変化の結果を、直ちに観測する可能性を与える。このようなプログラミングは、対話形式でなされるので、基板を基板搬送機構によって所望の位置に正確に配置することができる。他のセンサを使用するとき、プロセス装置の他の量が調整可能であり、たとえば圧力またはプロセス装置に固定的に配置される圧力センサの中心、あるいはプロセス装置の機械的位置決めなどが調整可能である。一般的に、本発明は検査中にセンサによって供給される情報に基づいて、プロセス装置に関する調整の可能性を与えている。
【００２２】
図６は、基板を処理するプロセス装置の一例が示される。処理室３５，３６，３７，３８は、中央基板搬送室３０に接続される。基板４０は、入力ステーション３３，３４を介してカセット３１，３２に供給される。基板搬送機構４１は、基板をカセット３１、３２から基板を処理する処理室のうちのいずれか１つに搬送する。処理室で基板を１つづつ処理することは従来からある。しかしながら、処理室で複数の基板を同時に処理することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】検査システムの第１実施形態を大略的に示す図である。
【図２】検査システムの第２実施形態を大略的に示す図である。
【図３】カメラカプセルを備えた基板の側面図である。
【図４】カメラカプセルを有する基板の平面図である。
【図５】２つのカメラカプセルを有する基板の平面図である。
【図６】基板を処理するプロセス装置を大略的に示す図である。
【符号の説明】
１  プロセス装置
２  センサ
３  信号プロセスユニット
４  送信機
５  エネルギ供給源
６  アンテナ
７  リードスルー
８  信号線
９  受信機
１０  コンピュータ
２０  ウエハ
２１  カメラカプセル
３０  中央基板搬送室
３１，３２  カセット
３３，３４  入力ステーション
３５，３６，３７，３８  処理室
４０  基板
４１  基板搬送機構
【図１】
0004251814.tif 000002
【図２】
0004251814.tif 000003
【図３】
0004251814.tif 000004
【図４】
0004251814.tif 000005
【図５】
0004251814.tif 000006
【図６】
0004251814.tif 000007