(57)【要約】      （修正有）【課題】整合システムを提供する。【解決手段】整合システムは整合ジグ４００を備え、整合ジグはベース部４０２と、ベース部に結合された少なくとも１つのブラケット４０４、４０６、４０８と、少なくとも１つのブラケットとに結合され、処理チャンバ内に光ビームを照射し、処理チャンバを整合可能とするレーザ４１０とを備えている。特に、ターゲットウェハを備え、ターゲットウェハは、前方ターゲットと、後方ターゲットとを備え、前方ターゲットは後方ターゲットに対し配列され、これによって、レーザの光ビームは、処理チャンバの整合の間、ターゲットウェハの整合パターンにより整合可能である事が好ましい。【選択図】図４Ａ
0003138270.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
整合ジグを備えた整合システムであって、
整合ジグは、
ベース部と、
ベース部に結合された少なくとも１つのブラケットと、
少なくとも１つのブラケットに結合され、処理チャンバ内に光ビームを照射し、処理チャンバを整合可能とするレーザとを備えた整合システム。
【請求項２】
ターゲットウェハを備え、
ターゲットウェハは、
前方ターゲットと、
後方ターゲットとを備え、
前方ターゲットは後方ターゲットに対し配列され、これによって、レーザの光ビームは、処理チャンバの整合の間、ターゲットウェハの整合パターンにより整合可能である請求項１記載の整合システム。
【請求項３】
ベース部はロボットと結合して用いられる請求項１記載の整合システム。
【請求項４】
整合ジグはベース部に結合される複数のブラケットを備え、
少なくとも１つのブラケットは水平に配置され、
少なくとも１つのブラケットは垂直に配置される請求項１記載の整合システム。
【請求項５】
レーザは十字線光ビームを供給する請求項１記載の整合システム。
【請求項６】
少なくとも１つのブラケットは、処理チャンバに対応して配置される請求項１記載の整合システム。
【請求項７】
レーザは光ビームをターゲット基板の前方ターゲットを介して後方ターゲットに指向する請求項２記載の整合システム。
【請求項８】
ターゲットウェハを備えたターゲット装置であって、
ターゲットウェハは、
配向切欠部と、
前方ターゲットと、
後方ターゲットを備え、
前方ターゲットは後方ターゲットに対して配列され、これによって、レーザからの光ビームが、処理チャンバの整合の間、ターゲットウェハの整合パターンにより整合可能であるターゲット装置。
【請求項９】
後方ターゲットは十字線パターンによりマークされる請求項８記載のターゲット装置。
【請求項１０】
配向切欠部は処理チャンバの構成部分に対して整合可能である請求項８記載のターゲット装置。
【請求項１１】
ターゲット装置は水平方向に配置された処理チャンバの整合に用いられる請求項８記載のターゲット装置。
【請求項１２】
ターゲット装置は垂直方向に配置された処理チャンバの整合に用いられる請求項８記載のターゲット装置。
【考案の詳細な説明】
【優先権の主張】
【０００１】
本出願は、２００６年１０月１３日に出願された米国特許仮出願第６０／８２９４９３号に基づく優先権を主張し、この出願は引用により全体として本明細書に一体化される。
【考案の分野】
【０００２】
本考案は、一般に、基板処理の応用に係り、特に、レーザ整合ジグ及びターゲットを用いた半導体デバイス処理設備の整合方法及び装置に関する。
【背景】
【０００３】
基板処理システムのセットアップは、処理チャンバをロボットに対し及び互いに整合する手動操作及び多段階処理を必要とすることがある。基板処理システムのセットアップを単純化することができる方法及び装置が要望されている。
【考案の概要】
【０００４】
本考案のいくつかの態様において、整合システムが提供される。整合システムは整合ジグを備え、整合ジグはベース部と、ベース部に結合された少なくとも１つのブラケットと、少なくとも１つのブラケットに結合され、処理チャンバ内に光ビームを照射し、処理チャンバを整合可能とするレーザとを備えている。
【０００５】
本考案の同一又は他の態様において、ターゲット装置が提供される。ターゲット装置はターゲットウェハを備え、ターゲットウェハは、配向切欠部と、前方ターゲットと、後方ターゲットを備えている。前方ターゲットは後方ターゲットに対して配列され、これによって、レーザからの光ビームは、処理チャンバの整合の間、ターゲットウェハの整合パターンにより整合可能である。
【０００６】
更に、本考案の同一又は他の態様において、処理チャンバの整合方法が提供される。この方法は、整合ジグをロボットに装着し、整合ジグはレーザを含み、ターゲットウェハを第１処理チャンバ内に配置し、レーザをターゲットウェハに指向し、レーザをターゲットウェハに整合することにより、処理チャンバを整合することを含む。他の多くの態様が提供される。
【０００７】
本考案の他の構成及び態様は、以下の詳細な説明、実用新案登録請求の範囲及び添付図面からより完全に明らかになる。
【詳細な説明】
【０００８】
本考案はレーザ整合ジグとターゲットとを用いて半導体デバイス処理機器をより効率的かつ正確に整合するための方法及び装置を提供する。一部の実施形態においては、レーザ整合ジグ及び／又はターゲットを用いて、半導体基板製造設備においてロボットと処理チャンバをより正確に、より短時間で、より簡便に整合させるための方法を提供する。本考案のレーザ整合ジグ及びターゲットを用いて、半導体基板製造システム内の装置（例えば、処理チャンバ）を信頼性のある非反復的な方法で整合することができる。
【０００９】
本考案は従来の慣用の整合方法を改良するものである。従来法においては、手動で整準と整合とを繰り返していた。つまり、各処理チャンバを個々に整準し、ロボットと整合させ、次に、整合させたものを調整することで処理チャンバを互いに整合するようにしていた。通常、１つのチャンバを調整するとその他のチャンバの１つ以上の整合性にも影響がでる。このことから、全てのチャンバを整合させるには、整合、再整合、点検を複数回繰り返す必要がある。本考案はチャンバをレーザガイドに対して正確に整合させることで整合と再整合を複数回繰り返す必要を軽減し、及び／又は排除する装置と方法を提供する。
【００１０】
本考案の独創的な方法と装置は、本考案の１つ以上の整合ターゲットウェハ上に光パターンを投影するために使用するレーザ源を支持するように用いられる整合ジグの使用を含む。整合ジグは基板を多様な処理チャンバに搬入・搬出するために使用するロボットに搭載される。整合ターゲットウェハは各チャンバ内に配置される。本方法により、レーザ源から投影された光パターンが、チャンバ内に保持されたターゲットウェハにエッチングされた或いは別の方法で施されたパターンと整合するように各チャンバの位置を調節する。投影された光パターンをターゲットウェハ上にエッチングされたパターンと整合させることで、各チャンバはロボットとその他のチャンバの双方と整合する。
【００１１】
図１は本考案の整合ジグ及び／又はターゲットを用い得る例示的な基板処理システム１００を図示する。例えば、本考案を用いて複数の処理チャンバ１０２、１０４、１０６を整合させる。処理チャンバ１０２−１０６はロボット（図１では見えない）を収容しているロボット筐体１０８に隣接して取り付けられている。当然ながら、システム１００の処理チャンバの数はこれよりも多くても少なくてもよく（例えば、１、２、４、５、６個等）、チャンバは必要に応じて（例えば、処理チャンバ１０６のように）垂直及び／又は（例えば、処理チャンバ１０２、１０４のように）水平に配置してもよい。
【００１２】
図２は例示的な基板処理システム１００の別図であり、わかり易くするために処理チャンバ１０２−１０６とロボット筐体１０８の外側部分を取り除いてある。システム１００はフレーム２０２を更に含む。フレーム２０２は１つ以上のアーム２０６ａ−ｂを有するロボット２０４を支持する。アーム２０６ａ−ｂはそれぞれ１つ以上のエンドエフェクタ２０８a−ｂを有する。フレーム２０２は図１に図示の処理チャンバ１０２−１０６とロボット筐体１０８も支持する。
【００１３】
ロボット２０４のアーム２０６ａ−ｂ及び／又はエンドエフェクタ２０８ａ−ｂは処理システム１００全体を通しての基板の搬送を円滑にするために可動性であり、及び／又は回転可能となっている。アーム２０６ａ−ｂ及び／又はエンドエフェクタ２０８ａ−ｂは図２のＸＹＺ軸で示されるように、Ｘ、Ｙ、及び／又はＺ軸に沿って可動する。このようにして、アーム２０６ａ−ｂ及び／又はエンドエフェクタ２０８ａ−ｂは基板を処理チャンバ１０２−１０６の位置へと搬送する。
【００１４】
図３は図２に図示のシステム１００の一部の拡大図である。具体的には、図３はロボット２０４のフレーム２０２への取り付けを図示したものである。ロボット２０４はフレーム取付ブラケット３０２又は別の適切な方法を用いてフレーム２０２に取り付けられている。アーム２０６ａ−ｂはキャリッジ３０４によりロボット２０４に担持されている。この例示的な実施形態において、アーム２０６ａ−ｂは図２と図３に図示のＸＹＺ軸が示すＺ軸に沿ってキャリッジ３０４に沿って可動である。ロボット２０４はブラケット３０２によりフレーム２０２にどの方向で取り付けてもよい。従って、キャリッジ３０４はアーム２０４ａ−ｂを適切などの軸に沿っても平行移動させることができる。
【００１５】
図４Ａ−Ｃは本考案と共に使用する例示的な整合ジグ４００を示す。図４Ａを参照すると、整合ジグ４００はベース部４０２を備えており、ベース部は１つ以上のブラケット４０４、４０６、４０８を支持している。１つ以上のブラケット４０４−４０８は１つ以上のレーザ４１０を支持し、及び／又は１つ以上のレーザ４１０が固定されている。整合ジグ４００は取付機構４１２を介してロボット２０４、フレーム２０２又はその他のコンポーネントに搭載することができる。
【００１６】
図４Ｂは本考案の整合ジグ４００を備えた（図２と同様の）システム１００の一部の拡大図である。整合ジグベース部４０２は取付機構４１２を介してキャリッジ３０４に取り付ける。これにより上述のアーム２０６ａ−ｂのそれと同様に整合ジグ４００の動きが円滑となる。明確にするために、ブラケット４０４にのみレーザ４１０を支持させて図示している。ブラケット及び／又はレーザは幾つ用いてもよい。
【００１７】
図４Ｃは（図２及び４Ｂと同様の）システム１００の一部の拡大図である。具体的には、図４Ｃはベース４０２に取り付けられた水平ブラケット４０６と垂直ブラケット４０８を備えた整合ジグ４００を図示している。各ブラケット４０６、４０８は上述したように１つ以上のレーザ４１０を支持する。このようにして、各ブラケット４０４−４０８を用いて対応する処理チャンバ１０２−１０６を整合する。
【００１８】
図４Ａ−Ｃの特定の実施形態において、整合ジグベース部４０２の概形はＵ型である。整合ジグ４００は周囲のコンポーネントや支持ブラケット４０４−４０８に接触しないものなら他のいずれの形状であってもよい。実施形態によっては、ブラケット４０４−４０８は整合ジグ４００の一部としての、或いは整合ジグに取り付けられたＬ字ブラケットである。その他の適切な形状のブラケットも使用することができる。実施形態によっては、図４Ａに図示されるように、１つ以上のブラケット（例えば、ブラケット４０４、４０６）をその主表面が概して水平になるように位置付けし、その一方で１つ以上のその他のブラケット（例えば、ブラケット４０８）をその主表面が概して垂直となるように位置付けする。従って、各ブラケット４０４−４０８は図１の処理チャンバ１０２−１０６に対応する。つまり、各ブラケット４０４−４０８を入念に位置決めし、ブラケットに連結されたレーザ４１０をブラケットと関連する対応する処理チャンバと整合させて使用できるようにする。ブラケットの構成及び／又は数はその他のものであってもよい（例えば、１、２、４、５個等）。
【００１９】
実施形態によっては、レーザ４１０はターゲットに十字光線を指向可能なレーザダイオードモジュールである。好ましくは、レーザ４１０光線の線幅は小さい（例えば、約５００ミクロン未満）。その他の線幅を使用してもよい。特定の非限定的な実施例においては、ニュージャージー州バリントンのエドマンズ・オプティクス（Edmunds Optics）社製のレーザのモデルＮｏ．ＮＴ５４−１７７又はＮＴ５４−１８８等のレーザを用いる。同様の線幅、出力、波長等を有するその他のレーザも用いることができる。
【００２０】
図４Ａ−４Ｃから見てとれるように、整合ジグ４００はアーム２０６ａ−ｂ、エンドエフェクタ２０８ａ−ｂ、フレーム２０２、又はその他のいずれのコンポーネントの邪魔にならないように或いは衝突しないように設計される。同様に、整合ジグベース部４０２及び／又はブラケット４０４−４０８は、以下で説明する整合処理にむけてレーザ４１０が正しく配置されるように設計、位置決めされる。
【００２１】
図５Ａ−図６は本考案で使用するための様々な整合ターゲットを図示している。通常、各ターゲットは特定のタイプ及び／又は方向の処理チャンバ用に設計される。従って、以下では本願に記載の特定の実施形態で使用する例示的な整合ターゲットについて説明するが、これらは本考案の範囲、使用、機能、又は配置を限定することを意図するものではない。
【００２２】
図５Ａは本考案による例示的な水平ターゲットウェハ５００の斜視図である。ターゲットウェハ５００は処理チャンバ（例えば、図１の処理チャンバ１０２、１０４）内でのターゲットウェハ５００の配向を補助するための１つ以上の切欠部５０２を有する。配向切欠部５０２を処理チャンバ内の同様の機構と整合させ、固定することで、ターゲットウェハ５００を所定の場所にロックする。
【００２３】
ターゲットウェハ５００は前方ターゲット５０４及び／又は後方ターゲット５０６も有する。前方ターゲット５０４は光線（例えば、レーザからの光線）が後方ターゲット５０６へと通過可能な開口部を有する。後方ターゲット５０６にはレーザ光十字又は同様の機能のものを受けるための十字又は同様のターゲット領域がエッチングされているか、及び／又は別の方法で表示される。ターゲットウィンドウ、ターゲットポイント等のその他のターゲット構造を用いてもよい。
【００２４】
図５Ｂは前方ターゲット５０４が後方ターゲット５０６と（例えば、ターゲット５０４、５０６の双方と整合させてあるレーザ４１０により投影される十字レーザ光パターンに対して）整合するように配置したターゲットウェハ５００の前方の側面図である。
【００２５】
この構成のターゲットウェハ５００を用いて、図１の処理チャンバ１０２−１０４等の水平に支持された処理チャンバを整合する。具体的には、整合ジグ４００のブラケット４０４、４０６上のレーザ４１０により投影されたレーザ光パターンと共にターゲットウェハ５００の機構５０２−５０６を利用して１つ以上の軸（例えば、Ｘ及びＺ軸）に沿って及び／又は軸に対して処理チャンバを整合させる。
【００２６】
図６は本考案による例示的な垂直ターゲットウェハ６００を図示する。ターゲットウェハ６００は垂直処理チャンバ（例えば、図１の処理チャンバ１０６）内に位置決めできるような形状に形成されている。ターゲットウェハ６００も前方ターゲット６０２及び／又は後方ターゲット６０４を有する。前方ターゲット６０２は光線（例えば、レーザ４１０からの光線）が後方ターゲット６０４へと通過可能な開口部を有する。後方ターゲット６０４には十字又は同様のターゲット領域がエッチングされている及び／又はその他の方法で表示される。
【００２７】
この構成のターゲットウェハ６００を用いて、図１に図示の処理チャンバ１０６等の垂直方向の処理チャンバを整合させる。具体的には、整合ジグ４００のブラケット４０８上のレーザ４１０により投影されたレーザ光パターンと共にターゲットウェハ６００の機構６０２−６０４を利用して１つ以上の軸（例えば、Ｘ及びＹ軸）に沿って及び／又は軸に対して垂直方向の処理チャンバを整合させる。
【００２８】
次に本考案による整合ジグ４００とターゲットウェハ５００、６００を用いて１つ以上の処理チャンバを整合する方法を図１−７を参照しながら説明する。
【００２９】
図７は本考案の一部の態様による例示的な整合方法のフローチャート７００である。本方法は工程７０２から開始される。
【００３０】
ステップ７０４で、図２のフレーム２０２を整準する。これは手動の整準技法を用いることで達成することができる。工程７０６で、処理チャンバをフレーム２０２に据え付ける。これらは図１の処理チャンバ１０２−１０６であってもよい。特定の実施形態において、処理チャンバ１０２、１０４は、例えば、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社製のテンペスト（商標名、Ｔｅｍｐｅｓｔ）であり、処理チャンバ１０６も、例えば、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社製のデシカ（商標名、Ｄｅｓｉｃａ）乾燥チャンバである。その他の処理チャンバを用いてもよい。
【００３１】
工程７０８で、図３のフレーム取付ブラケット３０２を据え付ける。続いて、工程７１０で、図１のロボット筐体１０８を据え付ける。工程７１２で、キャリッジ３０４（図３）を据え付ける。工程７１４でフレーム取付ブラケット３０２をフレーム２０２と整合させる。
【００３２】
工程７１６で、図２のロボット２０４をキャリッジ３０４に据え付ける。同一又は別の工程で、図４Ａ−Ｃの整合ジグ４００を図４Ｂに図示するようにロボット２０４取り付ける。レーザ４１０をブラケット４０４−４０８に固定する。典型的には、第１処理チャンバを整合させるために、レーザ４１０をブラケット４０４（例えば、最上部ブラケット）に固定する。
【００３３】
工程７１８で、整合ジグ４００とキャリッジ３０４を整準する。整準は手動で行ってもよい（例えば、水準器を用いて）。整合ジグ４００とキャリッジ３０４の整準により、これらのコンポーネントを基礎として整合させていくもの全てを一致させることが可能となる。
【００３４】
工程７２０で、ターゲットウェハ５００を第１処理チャンバ（例えば、処理チャンバ１０２）内に設置する。前方ターゲット５０４と後方ターゲット５０６が概して整合ジグ４００とレーザ４１０の方向を向くように、ターゲットウェハ５００を配向切欠部５０２を用いて処理チャンバ１０２内で配向、固定する。
【００３５】
工程７２０におけるターゲットウェハ５００の設置に続き、工程７２２において処理チャンバ１０２をＹ方向に、ロボット２０４をキャリッジ３０４に沿って移動させる（例えば、Ｚ方向）。ロボット２０４及び処理チャンバ１０２はレーザ４１０からの光線が図５Ｂのように整合を示す十字に当たるまで移動させる。つまり、レーザ４１０からの光線が前方ターゲット５０４を通過して後方ターゲット５０６の十字と整合すると、チャンバ１０２はロボット２０４、つまりはフレーム２０２とも整合することになる。
【００３６】
工程７２４において、第１処理チャンバ１０２を整準する。この整準はターゲットウェハ５００上に水準器を置くことで手動で行ってもよい。処理チャンバ１０２の水平度の検証後、チャンバ１０２は水平となり、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸に沿って及び軸に対して整合される。
【００３７】
工程７２４に続き、工程７２６で全ての処理チャンバが整合されたかどうかを確認するための点検を行う。全ての処理チャンバについて整合が成されていないならば工程７２８と進む。
【００３８】
この工程で、工程７１６に関して上述したようにレーザ４１０を１つだけ使用する場合は、レーザ４１０を移動させる。第２処理チャンバ１０４を整合させるために、レーザ４１０をブラケット４０６（例えば、下方水平ブラケット）に固定する。当然ながら、整合させる処理チャンバのそれぞれについて、整合ジグ４００上のレーザ４１０のための対応するブラケット又は取付位置がある。このようにして、固定した整合ジグ４００を１つ用いて処理システム１００内で複数のチャンバを正確に整合させる。同一又は異なるレーザを用いて各チャンバを整合させてもよい。
【００３９】
工程７２８におけるレーザ４１０のセットアップに続き、工程７２０−７２４を第２処理チャンバ１０４について繰り返す。同様に、工程７２４における第２処理チャンバの整準に続き、レーザ４１０を再度工程７２８で（例えば、ブラケット４０８に）移動させ、工程７２０に戻る。この整合処理（例えば、工程７２０−７２８）を処理システム１００の処理チャンバの数だけ繰り返す。レーザ４１０は各整合に先立って移動させる、或いは、実施形態によっては複数のレーザ（例えば、各ブラケット４０４−４０８につき１つのレーザ４１０）を用いることで工程７２８を排除する。処理チャンバはどの順番で整合させてもよい。
【００４０】
本方法の工程７２０−７２８は、各処理チャンバ１０２−１０６を１度だけ整合する及び／又は整準すればよいという点で従来の整合法から改善されている。各処理チャンバ１０２−１０６は絶対的な参照部（例えば、ロボット２０４に取り付けられた整合ジグ４００）にレーザ整合されているため、互いに整合される。従って、処理チャンバ１０２を処理チャンバ１０４、１０６等に再整合する必要がない。
【００４１】
工程７２４の最終処理チャンバ（例えば、処理チャンバ１０６）の整準に続き、工程７２６で点検を行うことで全ての処理チャンバが整合されているかを確認する。全ての処理チャンバが整合されたと確認されたら工程７３０へと進んでロボットエンドエフェクタをセットアップする。エンドエフェクタのセットアップはブレードを整合ジグ４００に整合させ、較正ウェハをブレード上に載置し、較正ウェハを用いてロボット２０４及び／又は処理チャンバ１０２−１０６の較正を行うことを含む。
【００４２】
本方法は工程７３２で終了する。
【００４３】
以上の説明は本考案の例示的な実施形態のみを開示している。本考案の範囲内にある上記で開示の装置と方法の変形は当業者に容易に明白である。例えば、２つのテンペスト（商標名）と１つのデシカ（商標名）チャンバについて上述したが、当然ながら各種のチャンバの数はこれより多くても少なくともよく、及び／又は、その他の処理チャンバも用いることができる。また、複数のブラケットを備えた単一整合ジグとして図４Ａ−Ｃに図示し、説明したが、整合ジグ４００はロボット２０４に取り付けた複数のジグを含んでいてもよく、及び／又は、１つ以上の可動性ブラケット４０４−４０８を有していてもよい。
【００４４】
更に、ターゲットウェハのデザインは５００、６００の２つのみについて上述したが、ターゲットウェハの数及び／又は構成はどんなものであってもよい。実施形態によっては、各処理チャンバタイプごとにターゲットウェハは異なる。同一又はその他の実施形態において、それぞれ個々のチャンバは独立したターゲットウェハを有する。実施形態によっては、較正ツール及び／又はウェハは図５Ａ−７に関して上述したターゲットウェハと同様に構成される。
【００４５】
従って、本考案をその例示的な実施形態に関連させて開示してきたが、その他の実施形態も本考案の精神と範囲に含まれることを理解する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本考案により提供される例示的な基板処理システムを示す図である。
【図２】処理チャンバの外側部分が取除かれた図１の例示的な基板処理システムの他の図である。
【図３】本考案により提供される図２に示されるシステムの一部の拡大図である。
【図４Ａ】本考案により提供される例示的な整合ジグを示す図である。
【図４Ｂ】図４Ａの本考案の整合ジグを備えた図２のシステムの第１部分の拡大図である。
【図４Ｃ】図４Ａの本考案の整合ジグを備えた図２のシステムの第２部分の拡大図である。
【図５Ａ】本考案により提供される例示的な水平ターゲットウェハを示す図である。
【図５Ｂ】図５Ａのターゲットウェハの後方ターゲットと整合された前方ターゲットを示す図である。
【図６】本考案により提供される垂直なターゲットウェハを示す図である。
【図７】本考案のいくつかの態様の例示的な整合方法のフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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