(57)【要約】      （修正有）【課題】ウェーハ製造におけるフォトリソグラフィープロセス中にウェーハ上に向けられる照明レベルを簡易かつ正確に測定するシステムの提供。【解決手段】半導体加工環境内で照明の特徴を検出するためのワイヤレス照明検出アセンブリを提供する。検出アセンブリは、電力源および電力源に連結したワイヤレス通信モジュールを有する。測定回路も提供する。少なくとも一つの照明検出器は、照明の特徴に応じて変動する電気特性を有する。照明検出器を測定回路に連結する。【選択図】図１
2009111379.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体加工環境内で照明の特徴を検出するためのワイヤレス照明検出アセンブリであって、
電力源、
電力源に連結されたワイヤレス通信モジュール、
ワイヤレス通信モジュールに操作可能に連結された測定回路、および
測定回路に連結され、照明の特徴に応じて変動する電気特性を有する少なくとも一つの照明検出器
を含むアセンブリ。
【請求項２】
さらに、電力源およびワイヤレス通信モジュールに連結された制御器を含む、請求項１記載のアセンブリ。
【請求項３】
アセンブリがウェーハの形態で具現化される、請求項１記載のアセンブリ。
【請求項４】
アセンブリがレチクルの形態で具現化される、請求項１記載のアセンブリ。
【請求項５】
少なくとも一つの照明検出器が光検知器を包含する、請求項１記載のアセンブリ。
【請求項６】
光検知器が固体光検知器である、請求項５記載のアセンブリ。
【請求項７】
固体光検知器が修正シリコンｐ−ｎダイオードである、請求項６記載のアセンブリ。
【請求項８】
固体光検知器がＧａＮフォトダイオードである、請求項６記載のアセンブリ。
【請求項９】
固体光検知器がＳｉＣフォトダイオードである、請求項６記載のアセンブリ。
【請求項１０】
固体光検知器がダイヤモンドフォトダイオードである、請求項６記載のアセンブリ。
【請求項１１】
少なくとも一つの照明検出器が相互に離間した複数の照明検出器を包含する、請求項１記載のアセンブリ。
【請求項１２】
少なくとも一つの照明検出器がもう一つの照明検出器と異なる照明のアスペクトに対して感受性である、請求項１１記載のアセンブリ。
【請求項１３】
それぞれの各照明検出器について数々の測定を保管するように制御器が構成される、請求項２記載のアセンブリ。
【請求項１４】
電力源が再充電可能な電力源である、請求項１記載のアセンブリ。
【請求項１５】
双方向の無線周波数通信を提供するようにワイヤレス通信モジュールが構成される、請求項１記載のアセンブリ。
【請求項１６】
半導体加工環境内で照明源の照明を調節する方法であって、
半導体加工環境内にワイヤレス照明検出器を設置し、照明の少なくともいくつかを受ける工程、
ワイヤレス照明検出器で照明を測定する工程、
照明に関連する情報をワイヤレスで照明制御器に通信する工程、および
ワイヤレスで通信された情報に基づき、半導体加工環境内で照明器への制御信号を調節する工程
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景
【０００２】
半導体製造とは、一般的に、半導体ウェーハを今日の電子デバイスに使用される数百または数千もの超小型電子サーキットに変換する種々の個々のプロセス群をいう。
【０００３】
半導体基材上に所望の電子サーキットのパターンを与えるため、一般的に、フォトリソグラフィープロセスが用いられる。このプロセス中、一般的に、好適なプロセス、例えばスピンコーティングにより、ウェーハをフォトレジストの材料で被覆する。スピンコーティング中、粘性の液体溶液をウェーハ上に提供し、続いて、そのウェーハをごく高速でスピンさせ、フォトレジストの材料の薄い層をウェーハ上に作製する。フォトレジストの層がウェーハ基材上に形成されると、写真のネガと同様に、サーキットトレースの所望のパターンを有するレチクルを通過する強い光に対し、層を露光する。レチクルの暗化部分によって被覆されていないフォトレジストの領域は、明るい光への露光により、化学的に変質する。この変質により、フォトレジストの露光部分は、続いて適用される、非露光フォトレジスト材料を除去する現像液溶液に耐えることができ、それにより、サーキットトレースの反転像が残る。続いて残留するフォトレジスト材料は、その後、所望のように選択的に材料を追加または除去することができる、さらなる加工工程に対する耐性を持つ。
【０００４】
フォトリソグラフィープロセスにおける半導体ウェーハの露光中、エキシマステッパ／スキャナを使用し、フォトレジストの層を露光する強い光を提供する。それゆえに、照明均一性は、基材上にごく微細なフィーチャをプリントするために許容されるものである必要がある。エキシマステッパ／スキャナを制御するサーキットが経年劣化し、エキシマステッパ／スキャナ自体も経年劣化するにつれ、それらの強度がある程度変化し、公称よりも潜在的に明るくまたは薄暗くなることができる。半導体生産においてそのような変化が考慮されない場合、歩留りが悪影響を受けることができる。
【０００５】
それゆえに、一般的に、ウェーハ製造におけるフォトリソグラフィープロセス中にウェーハ上に向けられる照明レベルを簡易かつ正確に測定するシステムを提供することが要望されている。
【０００６】
要約
【０００７】
半導体加工環境内で照明の特徴を検出するためのワイヤレス照明検出アセンブリを提供する。検出アセンブリは、電力源および電力源に連結したワイヤレス通信モジュールを有する。測定回路も提供する。少なくとも一つの照明検出器は、照明の特徴に応じて変動する電気特性を有する。照明検出器を測定回路に連結する。
【０００８】
例証的な態様の詳細な説明
【０００９】
図１は、本発明の態様に従ったワイヤレスウェーハ状照明検出アセンブリの概略図である。図１に例証するように、検出アセンブリ１００は、半導体加工環境内で源１０２からの照明を受けるように配置される。例として、源１０２は、ウェーハ上において、通常、フォトレジストと呼ばれる感光層を露光するために使用されるエキシマステッパ／スキャナであることができる。好ましくは、検出アセンブリ１００の直径（Ｄ）および厚さ（ｔ）を実際のウェーハと十分に類似するサイズとし、ウェーハをハンドリングするものと同じウェーハハンドリング機器を使用し、半導体加工環境の種々の開口部を通過できるようにする。検出器１００の例示的な直径は、本質的に、半導体ウェーハに使用するものと同じ直径、例えば、直径２００mmまたは３００mmである。さらに、直径（Ｄ）および厚さ（ｔ）をウェーハに似せることにより、試験の間および／または再充電のため、潜在的に、検出器１００を正面開口一体型ポッド（ＦＯＵＰ）に保管することができる。検出器１００は、好ましくは、検出アセンブリ１００が近似する半導体ウェーハに類似した役割を果たす材料から構築する。具体的には、検出アセンブリ１００は、シリコンおよび／または好適な金属、例えば、アルミニウムを包含することができる。
【００１０】
検出アセンブリ１００は、実質的に平坦であり、厚さが比較的均一であるベース部分１０６を包含する。ベース部分１０６は、所望のように強度を追加および／または重量を減少させる追加的なフィーチャを包含することができる。検出アセンブリ１００は、検出器１００の電子機器をその中に収容する電子機器コンパートメント１０８も包含する。
【００１１】
図１は、少なくとも一つの照明検出器１０４を包含する検出アセンブリ１００を例証する一方、検出アセンブリ１００が表面１１０上において相互に離間した複数の照明検出器１０４を包含し、個々の検出器測定を種々の検出器のそれぞれの位置に関連付け、位置の関数として照明の表示を提供できることが好ましい。とりわけ、図１に例証する検出アセンブリ１００は、相互に離間した四つの検出器１０４を包含するが、一を含む任意の好適な数を用いることができる。
【００１２】
図２は、本発明の態様に従ったワイヤレス照明検出アセンブリの概略図である。図２では、半導体ステッパ内のレチクルの位置で照明を測定または他に観察するため、ステッパに位置付け可能なレチクル、より好ましくは正方形のレチクルの形態による検出アセンブリ２００を例証する。概して、レチクルは、膜を通してエッチングしたサーキットのパターンを持つ不透明または半透過の膜をその上に有する、６×６または９×９インチのガラス／石英の正方形である。レチクルは、ステッパの上部部分の光路に挿入され、半導体、例えば、半導体ウェーハ上にサーキットパターンを生成する。したがって、レチクルは、写真プリントのネガに酷似した役割を果たす。ワイヤレス照明検出アセンブリ２００をレチクルの形態ファクタで提供することにより、ステッパの上部部分における照明を直接的に測定および／または分析することができる。図２に例証するように、レチクル検出アセンブリ２００は、好ましくは、正方形の形状と、一つ以上の照明検出器２０２とを有する。検出器１００とは相違して、検出アセンブリ２００は、好ましくは、単に矩形および好ましくは正方形の形状であり、図３に関してより詳細に記載する種々の電子機器を具備する内部容積を持つ。
【００１３】
図２に例証するように、多数の照明検出器２０２を検出アセンブリ２００の表面２０４上に提供し、源１０２に関して種々の位置で照明測定を得ることが好ましい。このように、個々の検出器２０２の照明測定をそれぞれの検出器２０２の位置に関連付け、位置の関数として照明に関連する追加的な情報を提供することができる。
【００１４】
図３は、本発明の態様に従ったワイヤレス照明検出アセンブリの概略図である。検出アセンブリ３００は、図１もしくは図２に例証する形態またはいくつかの他の形態全部で具現化することができる。検出アセンブリ３００は、検出アセンブリ３００の種々の電気コンポーネントに連結した電力源３０２を包含する。好ましくは、電力源３０２は、十二分なエネルギを獲得および保管し、ここでもまた、検出アセンブリ３００が充電されるまで照明検出を提供することができる、再充電可能なバッテリまたはスーパーキャパシタである。追加的に、または置換的に、電力源３０２は、源１０２からの照明のいくつかを受けるよう構成された一つ以上の光起電性電池を包含し、検出アセンブリ３００に必要ないくつかまたはすべての操作電力を提供することができる。
【００１５】
検出アセンブリ３００は、アンテナ３０６に連結されたワイヤレス送受信機３０４も包含する。アンテナ３０６は、電子機器コンパートメントの外部であることができ、または無線透過ウィンドウに近接する電子機器コンパートメント内もしくは他の好適な配置に配置することができる。ワイヤレス送受信機３０４は、好ましくは、標準プロトコル、例えば、ブルートゥース標準および／または他のワイヤレス通信手法、例えば、ＷｉＦｉ（ワイヤレスフィディリティ）もしくは他の無線周波数技術に従った標準ワイヤレス通信を使用する。ワイヤレス送受信機３０４は、好ましくはマイクロプロセッサである制御器３０８に連結する。しかし、制御器３０８は、ワイヤレス送受信機３０４を介し、外部デバイスに対して種々の光検出器に関連する情報を計算または他に提供することができる任意の好適なサーキット装置であることができる。好ましい態様では、制御器３０８は、各照明検出器の経時的な多数の照明検出器測定値を保管することができ、照明の時間的な変動を測定することができるかまたはさもなければ識別することができる。さらに、検出器上で空間的に相互に分離している多数の照明検出器を使用する態様では、多くの時間的に離間したそれぞれの検出器測定を保管することにより、空間的および時間的の両方で変動する照明の詳細なプロファイルを提供することができる。
【００１６】
制御器３０８は、好ましくは、一つ以上の照明検出器の電気特性を測定するための任意の好適な回路を包含することができる測定回路３１０に連結する。さらに、測定回路３１０は、公知のアナログ−デジタル変換器および／またはマルチプレクサを包含し、多数の種々の照明検出器に対応することができる。図３に例証するように、測定回路３１０は、一つ以上の光検出器３１２に操作可能に連結する。光検出器３１２は、源１０２から発せられる照明を検知する能力がある、光検知器を包含する任意の好適な検出器であることができる。好ましくは、検出器３１２は、基材状デバイス上の潜在的に数々の場所におけるおよそ３０mm×３０mmの領域にわたり、適用することができる他の範囲と同様に、１９３nmおよび２４８nm範囲の波長の強度および均一性を検知する能力がある。
【００１７】
いくつかの態様では、光検知器は、固体検知器、例えば：修正シリコンｐ−ｎダイオード、ＧａＮ、ＳｉＣまたはダイヤモンドフォトダイオードである。しかし、本発明の態様に従って使用することができる多くの可能な照明検知器がある。さらに、照明検知器は、同じモデルまたは同じ種類の検知器である必要もない。また、フィルタを使用し、スペクトル応答曲線を修正することができる。紫外線（ＵＶ）蛍光体および／または拡散器を使用することもできる。短波長が関係するため、任意のウィンドウを省略するか、種々の光検出器３１２を被覆することも好ましいだろう。加えて、フォトダイオードの温度係数を無効にするため、個々の各フォトダイオードの近くに温度検出器を設置することができ、温度検出器は、ブロック３１４で概略的に例証するように、「追加的な検出器」と考えられるであろう。先に記載の温度検出器に加え、追加的な検出器３１４を使用し、任意の所望のパラメータを検出することもできる。例として、そのような検出器は、化学検出器、圧力検出器、音響検出器、湿度検出器または任意の他の好適な検出器を包含することができる。
【００１８】
照明検出器３１２を適応し、照明の種々の特性を検出することができる。例として、照明検出器３１２は、空間特性といわれるであろう、位置の関数としての照明強度を検出することができる。置換的に、または、追加的に、一つ以上の照明検出器３１２は、照明のスペクトル特性を検出することができる。なおもさらに置換的に、または、追加的に、照明検出器は、先に記載のように、照明の時間的特性を経時的に検出することができる。したがって、位置および時間の関数としての強度を調査することができ、位置および／または時間の関数としてのスペクトル特性を調査することができ、ならびに組み合わせも調査することができる。
【００１９】
照明検出器３１２を任意の好適な光学要素と組み合わせて使用し、視覚の焦点／視野または任意の他の好適なパラメータを変化させることができる。追加的に、光学要素により、所望することができるように好適なフィルタなどを使用し、異なる波長の照明の区別を容易にすることができる。
【００２０】
図４は、本発明の態様に従い、半導体加工システムの照明制御器と通信するワイヤレス照明検出アセンブリの概略図である。図４は、検出アセンブリ１００を例証するが、図４に例証する態様に従い、検出器２００（図２に示す）を包含する任意の検出アセンブリを使用することができる。検出アセンブリ１００は、アンテナ４０２を使用したワイヤレス通信のために適応された照明制御器４００に対し、情報をワイヤレスで通信する。照明制御器４００は、源１０２から発せられる照明の照明強度または任意の他の好適な特性について検出器１００から情報を受け、制御ライン４０４を介し、源１０２への信号を調節し、またはさもなければ補正する。このように、本発明の態様に従い、リアルタイムの照明制御および／または補正を提供することができる。
【００２１】
本発明の態様は、一般的に、スキャナ投射パターンから直接的に照明均一性のリアルタイムな報告を提供し、ランプおよび／または光学部品の直接的な調節により、少ない時間で所望の解像度を達成することができる。本発明の態様に従った検出アセンブリは、充電ＦＯＵＰのその場での充電に適応することができ、そのような検出器は、任意の時間または製造工場のエンジニアおよび技術者が予め設定するいくつかの間隔で自動運転することができる。
【００２２】
なおもさらに、光学ファイバを使用し、検出領域から検知器に照明を移動させることができる。これらのファイバを使用し、照明の空間および／またはスペクトル特性を修正することもできる。
【００２３】
好ましい態様を参照しながら本発明を記載しているにもかかわらず、当業者は、本発明の本質および範囲を逸することなく、形態および詳細において変化を行うことができることを認める。例として、本発明の態様が一般的に可視または可視に近い照明に向けられる一方、電磁放出の他の波長で本発明の態様を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明の態様に従ったワイヤレスウェーハ状照明検出アセンブリの概略図である。
【図２】図２は、本発明の態様に従ったレチクルの形態によるワイヤレス照明検出アセンブリである。
【図３】図３は、本発明の態様に従ったワイヤレス照明検出アセンブリのブロック図である。
【図４】図４は、本発明の態様に従い、半導体加工システムの照明制御器と通信するワイヤレス照明検出アセンブリの概略図である。
【図１】
2009111379.tif 000003
【図２】
2009111379.tif 000004
【図３】
2009111379.tif 000005
【図４】
2009111379.tif 000006
【外国語明細書】
1. Title of Invention
2009111379.tif 000007
2. Detailed Description of Invention
2009111379.tif 000008
2009111379.tif 000009
2009111379.tif 000010
2009111379.tif 000011
2009111379.tif 000012
2009111379.tif 000013
2009111379.tif 000014
2009111379.tif 000015
2009111379.tif 000016
2009111379.tif 000017
3. Brief Description of Drawings
2009111379.tif 000018
1.Claims
2009111379.tif 000019
2009111379.tif 000020
2009111379.tif 000021
1. Abstract
2009111379.tif 000022
2. Representative Drawing
None
2009111379.tif 000023
2009111379.tif 000024
2009111379.tif 000025
2009111379.tif 000026