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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023073317
(43)【公開日】2023-05-25
(54)【発明の名称】粒子ビーム検査装置
(51)【国際特許分類】
H01L 21/683 20060101AFI20230518BHJP
H01L 21/677 20060101ALI20230518BHJP
H01J 37/16 20060101ALI20230518BHJP
H01J 37/20 20060101ALI20230518BHJP
H01J 37/18 20060101ALI20230518BHJP
【ＦＩ】
H01L21/68 N
H01L21/68 A
H01J37/16
H01J37/20 D
H01J37/20 E
H01J37/18
【審査請求】有
【請求項の数】1
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2023043722
(22)【出願日】2023-03-20
(62)【分割の表示】P 2020572986の分割
【原出願日】2019-07-11
(31)【優先権主張番号】62/699,643
(32)【優先日】2018-07-17
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】62/869,986
(32)【優先日】2019-07-02
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】504151804
【氏名又は名称】エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ．
(74)【代理人】
【識別番号】100079108
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 良幸
(74)【代理人】
【識別番号】100109346
【弁理士】
【氏名又は名称】大貫 敏史
(74)【代理人】
【識別番号】100117189
【弁理士】
【氏名又は名称】江口 昭彦
(74)【代理人】
【識別番号】100134120
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 和彦
(72)【発明者】
【氏名】ゴーセン，ジェロエン，ジェラルド
(72)【発明者】
【氏名】チェン，テ－ユ
(72)【発明者】
【氏名】ヴァン バニング，デニス，ハーマン，キャスパー
(72)【発明者】
【氏名】カダイク，エドウィン，コルネリス
(72)【発明者】
【氏名】ヴァン フーメン，マーティン，ペトルス，クリスチアヌス
(72)【発明者】
【氏名】ワン，アーハン
(72)【発明者】
【氏名】ヤコブス，ヨハネス，アンドレアス，ヘンリカス，マリア
(57)【要約】
【課題】改良された粒子ビーム検査装置、より具体的には、改良されたロードロックユニットを含む粒子ビーム検査装置を提供する。
【解決手段】改良されたロードロックシステムは、ウェーハを支持するように構成された複数の支持構造と、ウェーハの温度を調節するように構成された熱交換素子を含む調節プレートと、を含むことがある。ロードロックシステムは、調節プレートとウェーハとの間にガスを供給するように構成されたガス通気孔と、熱交換素子の制御を支援するように構成されたコントローラと、を更に含むことがある。
【選択図】図３Ａ
【解決手段】改良されたロードロックシステムは、ウェーハを支持するように構成された複数の支持構造と、ウェーハの温度を調節するように構成された熱交換素子を含む調節プレートと、を含むことがある。ロードロックシステムは、調節プレートとウェーハとの間にガスを供給するように構成されたガス通気孔と、熱交換素子の制御を支援するように構成されたコントローラと、を更に含むことがある。
【選択図】図３Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ウェーハを支持するように構成された複数の支持構造と、
前記ウェーハの温度を調節するように構成された第１の熱交換素子を含む第１の調節プレートと、
前記第１の調節プレートと前記ウェーハとの間にガスを供給するように構成された第１のガス通気孔と、
プロセッサ及びメモリを含むコントローラであって、前記第１の熱交換素子の制御を支援するように構成されたコントローラと、
を含む、ロードロックシステム。
前記ウェーハの温度を調節するように構成された第１の熱交換素子を含む第１の調節プレートと、
前記第１の調節プレートと前記ウェーハとの間にガスを供給するように構成された第１のガス通気孔と、
プロセッサ及びメモリを含むコントローラであって、前記第１の熱交換素子の制御を支援するように構成されたコントローラと、
を含む、ロードロックシステム。
【請求項2】
前記第１の調節プレートは前記ウェーハの上方に配置される、請求項１に記載のロードロックシステム。
【請求項3】
前記第１の調節プレートは前記ウェーハの下方に配置される、請求項１に記載のロードロックシステム。
【請求項4】
前記複数の支持構造は前記第１の調節プレートに結合されている、請求項１に記載のロードロックシステム。
【請求項5】
前記第１のガス通気孔は前記第１の調節プレートに取り付けられている、請求項１に記載のロードロックシステム。
【請求項6】
前記コントローラは、ウェーハステージの温度に基づいて前記第１の熱交換素子の前記制御を支援するように更に構成されている、請求項１に記載のロードロックシステム。
【請求項7】
前記ウェーハの前記温度を調節するように構成された第２の熱交換素子を含む第２の調節プレートを更に含む、請求項１に記載のロードロックシステム。
【請求項8】
ウェーハを支持するように構成された前記複数の支持構造は、前記第１の調節プレートと前記第２の調節プレートとの間に配置されている、請求項７に記載のロードロックシステム。
【請求項9】
前記第２の調節プレートと前記ウェーハとの間に前記ガスの一部を供給するように構成された第２のガス通気孔を更に含む、請求項７に記載のロードロックシステム。
【請求項10】
前記コントローラは、前記ウェーハステージの温度に基づいて前記第２の熱交換素子の制御を支援するように更に構成されている、請求項７に記載のロードロックシステム。
【請求項11】
前記第１の調節プレートと前記複数の支持構造と前記ウェーハとを封入するように構成されたロードロックチャンバを更に含む、請求項１に記載のロードロックシステム。
【請求項12】
前記ロードロックチャンバに接続された第２の真空ポンプを更に含む、請求項１１に記載のロードロックシステム。
【請求項13】
前記コントローラは更に、
前記第１の真空ポンプが前記ロードロックチャンバ内部の圧力を第１の圧力レベルまで下げることを可能にし、
前記第２の真空ポンプが前記ロードロックチャンバ内部の圧力を第２の圧力レベルまで下げることを可能にするように構成され、前記第２の圧力レベルは前記第１の圧力レベルよりも低い、請求項１２に記載のロードロックシステム。
前記第１の真空ポンプが前記ロードロックチャンバ内部の圧力を第１の圧力レベルまで下げることを可能にし、
前記第２の真空ポンプが前記ロードロックチャンバ内部の圧力を第２の圧力レベルまで下げることを可能にするように構成され、前記第２の圧力レベルは前記第１の圧力レベルよりも低い、請求項１２に記載のロードロックシステム。
【請求項14】
前記第２の真空ポンプは、メインチャンバに接続された第３の真空ポンプと排気経路を共有する、請求項１３に記載のロードロックシステム。
【請求項15】
一組の命令を含む非一時的なコンピュータ可読媒体であって、前記一組の命令は、コントローラの１つ又は複数のプロセッサによって実行可能であり、前記コントローラに、ウェーハの熱調節を行う方法を実施させ、前記方法は、
ウェーハがロードロックシステムのロードロックチャンバに装填された後で、前記ロードロックチャンバをポンプダウンするように第１の真空ポンプに指示することと、
前記ロードロックチャンバにガスを供給するようにガス供給部に指示することと、
前記ガスを介して前記ウェーハに熱を伝達するために、第１の調節プレートの温度を調節するように前記第１の調節プレート内の第１の熱交換素子に指示することと、
を含む、非一時的なコンピュータ可読媒体。
ウェーハがロードロックシステムのロードロックチャンバに装填された後で、前記ロードロックチャンバをポンプダウンするように第１の真空ポンプに指示することと、
前記ロードロックチャンバにガスを供給するようにガス供給部に指示することと、
前記ガスを介して前記ウェーハに熱を伝達するために、第１の調節プレートの温度を調節するように前記第１の調節プレート内の第１の熱交換素子に指示することと、
を含む、非一時的なコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
[0001] 本出願は、２０１８年７月１７日に出願された米国仮特許出願第６２／６９９，６４３号及び２０１９年７月２日に出願された米国仮特許出願第６２／８６９，９８６号の優先権を主張するものであり、これらの出願は両方とも、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
[0001] 本出願は、２０１８年７月１７日に出願された米国仮特許出願第６２／６９９，６４３号及び２０１９年７月２日に出願された米国仮特許出願第６２／８６９，９８６号の優先権を主張するものであり、これらの出願は両方とも、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【0002】
[0002] 本明細書で提供する実施形態は、粒子ビーム検査装置、より具体的には、改良されたロードロックユニットを含む粒子ビーム検査装置について開示する。
【背景技術】
【0003】
[0003] 半導体集積回路（ＩＣ）チップを製造する際、製造プロセスの間にウェーハ又はマスク上にパターン欠陥及び／又は招かれざる粒子（残留物）が不可避的に発生し、それによって歩留まりが大きく低下する。例えば、招かれざる粒子は、ＩＣチップの一段とより高度化した性能要件を満たすために採用されてきた、重要フィーチャ寸法がより小さなパターンにとって、問題となり得る。
【0004】
[0004] 荷電粒子ビームを用いたパターン検査ツールを使用して、欠陥又は招かれざる粒子を検出してきた。これらのツールは通常、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を採用している。ＳＥＭでは、比較的高いエネルギーを有する一次電子のビームを減速させて、比較的に低いランディングエネルギーでサンプルに入射させ、集束させてサンプル上にプローブスポットを形成する。一次電子のこの集束したプローブスポットに起因して、表面から二次電子が生成される。サンプル表面に渡ってプローブスポットをスキャンさせ二次電子を収集することにより、パターン検査ツールはサンプル表面の画像を取得することができる。
【0005】
[0005] 検査ツールの動作中、ウェーハは通常、ウェーハステージによって保持される。検査ツールは、電子ビームに対してウェーハステージ及びウェーハを位置決めするためのウェーハ位置決めデバイスを含むことがある。これを使用して、ウェーハ上のターゲットエリア、即ち、検査されることになるエリアを、電子ビームの動作範囲内に位置決めすることがある。
【発明の概要】
【0006】
[0006] 本明細書で提供する実施形態は、粒子ビーム検査装置、より具体的には、改良されたロードロックユニットを含む粒子ビーム検査装置について開示する。実施形態によっては、改良されたロードロックシステムは、ウェーハ及び第１の調節プレートを支持するように構成された複数の支持構造を含む。第１の調節プレートは、ウェーハの温度を調節するように構成された第１の熱交換素子を含む。改良されたロードロックシステムは、第１の調節プレートとウェーハとの間にガスを供給するように構成された第１のガス通気孔も含む。更に、改良されたロードロックシステムは、プロセッサとメモリとを含むコントローラを含む。コントローラは、第１の熱交換素子の制御を支援するように構成される。
【0007】
[0007] 実施形態によっては、ロードロックシステムにおいてウェーハの熱調節を行う方法が提供される。この方法は、ロードロックシステムのロードロックチャンバにウェーハを装填することと、ロードロックチャンバをポンプダウンすることと、を含む。この方法は、ロードロックチャンバにガスを供給することを更に含む。この方法は、第１の調節プレート内の第１の熱交換素子が、ガスを介してウェーハに熱を伝達するように、第１の調節プレートの温度を調節できるようにすることも含む。
【0008】
[0008] 実施形態によっては、非一時的なコンピュータ可読媒体が提供される。非一時的なコンピュータ可読媒体は、一組の命令を含み、この一組の命令は、コントローラの１つ又は複数のプロセッサによって実行可能であり、コントローラに、ウェーハの熱調節を行う方法を実施させる。この方法は、ウェーハがロードロックチャンバに装填された後で、ロードロックシステムのロードロックチャンバをポンプダウンするように真空ポンプに指示することを含む。この方法は、ロードロックチャンバにガスを供給するようにガス供給部に指示することと、ガスを介してウェーハに熱を伝達するために、第１の調節プレートの温度を調節するように第１の調節プレート内の第１の熱交換素子に指示することと、も含む。
【0009】
[0009] 実施形態によっては、ロードロックチャンバをポンプダウンする方法が提供される。この方法は、ガスを第１の排気システムに排気するように構成された第１の真空ポンプを用いてロードロックチャンバからガスを排気することと、ガスを第２の排気システムに排気するように構成された第２の真空ポンプを用いてロードロックチャンバからガスを排気することと、を含む。
【0010】
[0010] 本発明の他の利点が、添付の図面と併せて解釈される以下の説明から明らかになるであろう。添付の図面には、図示及び例示の目的で、本発明の特定の実施形態が記載されている。
【図面の簡単な説明】
【0011】
[0011] 本開示の上記の及び他の態様が、添付の図面と併せて解釈される例示的な実施形態の説明により、一層明らかになるであろう。
【0012】
【図1A】[0012]本開示の実施形態と一致した、例示的な荷電粒子ビーム検査システムを示す概略図である。
【図1C】[0014]荷電粒子ビーム検査システムにおける例示的なウェーハ変形効果を示す概略図である。
【図2】[0015]荷電粒子ビーム検査システムにおける経時的なウェーハ温度変化を示す例示的なグラフである。
【図3A】[0016]本開示の実施形態と一致した、例示的なロードロックシステムを示す概略図である。
【図3B】[0016]本開示の実施形態と一致した、例示的なロードロックシステムを示す概略図である。
【図3C】[0017]本開示の実施形態と一致した、ロードロックシステムにおけるウェーハ温度の調節中の経時的なウェーハ温度変化を示す例示的なグラフである。
【図3D】[0018]本開示の実施形態と一致した、例示的なロードロックシステムを示す概略図である。
【図3E】[0018]本開示の実施形態と一致した、例示的なロードロックシステムを示す概略図である。
【図3F】[0019]本開示の実施形態と一致した、ロードロックシステムにおけるガス圧力レベルに対する熱伝達効率の変化を示す例示的なグラフである。
【図4】[0020]本開示の実施形態と一致した、機器フロントエンドモジュール（ＥＦＥＭ）内の例示的なプリアライナの概略図である。
【図5】[0021]本開示の実施形態と一致した、ウェーハ調節システムの例示的な構成を示す概略図である。
【図6A】[0022]本開示の実施形態と一致した、ウェーハ調節システムの例示的な構成を示す概略図である。
【図6C】[0024]本開示の実施形態と一致した、ウェーハ調節システムにおける調節プロセス中の温度変化を示す例示的なグラフである。
【図6D】[0025]本開示の実施形態と一致した、ウェーハ調節システムの例示的な制御回路を示す概略図である。
【図7】[0026]本開示の実施形態と一致した、ウェーハ温度を調節するための例示的な方法を示す流れ図である。
【図8A】[0027]本開示の実施形態と一致した、真空ポンプシステムを備えた例示的な荷電粒子ビーム検査システムを示す概略図である。
【図8B】[0027]本開示の実施形態と一致した、真空ポンプシステムを備えた例示的な荷電粒子ビーム検査システムを示す概略図である。
【図9】[0028]本開示の実施形態と一致した、荷電粒子ビーム検査システムのメインチャンバにおける圧力変化を示す例示的なグラフである。
【図10】[0029]本開示の実施形態と一致した、真空ポンプシステムを備えた例示的な荷電粒子ビーム検査システムを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
[0031] ここで、例示的な実施形態を詳細に参照する。これらの実施形態の例が、添付の図面に示されている。以下の説明は添付の図面を参照し、異なる図面中の同じ番号は、特に断りのない限り、同じ又は同様の要素を表す。例示的な実施形態の以下の説明文中に記載される実装は、本発明と一致する全ての実装を表すものではない。その代わり、それらは、添付の特許請求の範囲に列挙されるような本発明に関連する態様と一致する装置及び方法の単なる例にすぎない。
【0014】
[0032] 電子デバイスは、基板と呼ばれるシリコン片上に形成された回路から構成される。多数の回路が、同じシリコン片上に一緒に形成されることがあり、集積回路又はＩＣと呼ばれる。多数のより多くの回路を基板上に収めることができるように、これらの回路の寸法は劇的に減少された。例えば、スマートフォン内のＩＣチップは、親指の爪程小さいことがありながら、２０億個を超えるトランジスタを含むことができ、各トランジスタの寸法は、人間の髪の毛の寸法の１／１０００よりも小さい。
【0015】
[0033] これらの極端に小さなＩＣを製造することは、複雑で時間がかかり高価なプロセスであり、しばしば数百にのぼる個別ステップを含む。たった１つのステップでのエラーが、完成したＩＣにおける欠陥をもたらし、そのＩＣを使い物にならなくする可能性がある。従って、製造プロセスの１つのゴールは、そのような欠陥を回避して、プロセスにおいて作製される機能的ＩＣの数を最大化すること、即ち、プロセスの全体的歩留まりを向上させることである。
【0016】
[0034] 歩留まりを向上させる１つの構成要素は、チップ作製プロセスを監視して、十分な数の機能的集積回路が製造されていることを確認することである。プロセスを監視する１つの方法は、チップ回路構造を形成する様々な段階において、チップ回路構造を検査することである。検査は、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を使用して実行することができる。ＳＥＭを使用すると、これらの非常に小さな構造を撮像する、要するに、これらの構造の「写真」を撮ることができる。この画像を使用して、構造が適切に形成されたかどうか、及び構造が適切な位置に形成されたかどうかを判断することができる。構造に欠陥がある場合、欠陥が再び発生する可能性が低くなるようにプロセスを調節することができる。
【0017】
[0035] ＩＣチップ製造設備においては製造工程の歩留まりが高いことが望ましいが、１時間当たりに処理されるウェーハの数として定義されるウェーハスループットを高く維持することも必須である。高い製造工程の歩留まり及び高いウェーハスループットは、とりわけ欠陥を点検するためにオペレーターの介在がある場合には、欠陥の存在によって影響されることがある。従って、高い歩留まり及び低コストを維持するためには、検査ツール（ＳＥＭなど）によるミクロ及びナノサイズの欠陥の、高いスループットの検出及び特定が必須である。
【0018】
[0036] 本開示の一態様は、検査システム全体のスループットを高める改良されたロードロックシステムを含む。改良されたロードロックシステムは、従来の粒子ビーム検査システムと比較すると、検査プロセスを速める態様で、ウェーハを準備する。例えば、従来の粒子ビーム検査システムを使用してウェーハを検査しているオペレーターは、検査を開始する前に、ウェーハが温度安定化するのを待つ必要がある。温度が変化するとウェーハのサイズが変化し、それにより、ウェーハが膨張又は収縮するにつれて、ウェーハ上の素子が移動することになるので、この温度安定化は必要である。例えば、図１Ｃは、温度変化に起因してウェーハ１６０が膨張すると、素子１８０、１８２、１８４、及び１８６が、新しい位置１７０、１７２、１７４、及び１７８に移動することがあることを示す。ウェーハを検査するための精度がナノメートル単位である場合、この位置の変化は重大である。従って、オペレーターがウェーハ上の素子を正確に位置特定し検査するためには、オペレーターはウェーハが温度安定化するまで待たなければならない。
【0019】
[0037] 改良されたロードロックシステムは、ウェーハの温度が、ウェーハを保持することになる検査ウェーハステージの温度に近くなるように、ウェーハを調節する。改良されたロードロックシステムは、ウェーハがウェーハステージ上に配置される前に、ウェーハから又はウェーハへ熱を伝達する調節プレートを含むことにより、ウェーハを調節することができる。ウェーハがウェーハステージ上に配置される前にウェーハを調節することにより、はるかに少ない遅延を伴って検査を開始することができる。従って、オペレーターは、所与の期間内により多くのウェーハを検査することができ、それによって、スループットの向上を達成することができる。
【0020】
[0038] 図面における構成要素の相対的な寸法は、理解しやすいように誇張されていることがある。以下の図面の説明では、同じ又は同様の参照番号は、同じ又は同様の構成要素又はエンティティを指しており、個々の実施形態に関して異なる点のみが説明されている。本明細書で使用する場合、特段の断りがない限り、「又は」という用語は、実行不可能である場合を除いて、全ての可能な組み合わせを包含する。例えば、構成要素がＡ又はＢを含むことがあると記載されている場合、特段の断りがない限り又は実行不可能でない限り、構成要素はＡ、又はＢ、又はＡ及びＢを含むことがある。第２の例として、構成要素がＡ、Ｂ、又はＣを含むことがあると記載されている場合、特段の断りがない限り又は実行不可能でない限り、構成要素はＡ、又はＢ、又はＣ、又はＡ及びＢ、又はＡ及びＣ、又はＢ及びＣ、又はＡ及びＢ及びＣを含むことがある。
【0021】
[0039] ここで図１Ａを参照すると、図１Ａは本開示の実施形態と一致した、例示的な荷電粒子ビーム検査システム１００を示す概略図である。図１に示すように、荷電粒子ビーム検査システム１００は、メインチャンバ１０、ロードロックチャンバ２０、電子ビームツール４０、及び機器フロントエンドモジュール（ＥＦＥＭ）３０を含む。電子ビームツール４０は、メインチャンバ１０内部に配置されている。説明及び図面は電子ビームに関係しているが、実施形態は、本発明を特定の荷電粒子に制限するために使用されるのではないことが、理解されよう。電子ビームツール４０は、単一の電子ビームを利用するシングルビームツールであるか、又は複数の電子ビームを利用するマルチビームツールであり得ることが、更に理解されよう。
【0022】
[0040] ＥＦＥＭ３０は、第１のローディングポート３０ａ及び第２のローディングポート３０ｂを含む。ＥＦＥＭ３０は、追加のローディングポートを含むことがある。第１のローディングポート３０ａ及び第２のローディングポート３０ｂは、例えば、検査されるべきウェーハ（例えば、半導体ウェーハ、又は他の材料で作られたウェーハ）又はサンプル（ウェーハ及びサンプルは、以降ではまとめて「ウェーハ」と呼ばれる）を収容するウェーハＦＯＵＰ（front opening unified pod）を受け取ることがある。ＥＦＥＭ３０内の１つ又は複数のロボットアーム（例えば、図１Ｂに示すロボットアーム）が、ウェーハをロードロックチャンバ２０に運ぶ。
【0023】
[0041] ロードロックチャンバ２０は、チャンバ間にゲート弁（例えば、図１Ｂのゲート弁２６）を備えて、メインチャンバ１０に取り付けられることがある。ロードロックチャンバ２０は、１つ又は複数のウェーハを保持することができるサンプルホルダー（図示せず）を含むことがある。ロードロックチャンバ２０は、メインチャンバ１０との間でウェーハを移動させるための機械式移送装置（例えば、図１Ｂのロボットアーム１２）を含むこともある。ロードロックチャンバ２０は、ロードロック真空ポンプシステム（図示せず）に接続されることがあり、このポンプシステムは、大気圧よりも低い第１の圧力に達するように、ロードロックチャンバ２０内のガス分子を除去する。第１の圧力に達した後、１つ又は複数のロボットアーム（図１Ｂに示す）がウェーハをロードロックチャンバ２０からメインチャンバ１０に運ぶ。メインチャンバ１０は、メインチャンバ真空ポンプシステム（図示せず）に接続され、このポンプシステムは、第１の圧力よりも低い第２の圧力に達するように、メインチャンバ１０内のガス分子を除去する。第２の圧力に達した後、ウェーハは電子ビームツール４０による検査にかけられる。
【0024】
[0042] コントローラ５０は、電子ビームツール４０に電子的に接続されている。コントローラ５０は、荷電粒子ビーム検査システム１００の様々な制御を行うように構成されたコンピュータであり得る。図１Ａでは、コントローラ５０は、メインチャンバ１０、ロードロックチャンバ２０、及びＥＦＥＭ３０を含む構造の外部にあるものとして示されているが、コントローラ５０はこの構造の一部とすることもできることが理解されよう。本開示は、電子ビーム検査ツールを収容するメインチャンバ１０の例を提供しているが、最も広い意味での本開示の態様は、電子ビーム検査ツールを収容するチャンバに限定されないことに、留意されたい。むしろ、前述の原理は、第２の圧力下で動作する他のツールにも適用され得ることが理解されよう。
【0025】
[0043] ここで図１Ｂを参照すると、図１Ｂは、本開示の実施形態と一致した、図１Ａの荷電粒子ビーム検査システム１００における例示的なウェーハ装填シーケンスを示す概略図である。実施形態によっては、荷電粒子ビーム検査システム１００は、ＥＦＥＭ３０内に配置されたロボットアーム１１と、メインチャンバ１０内に配置されたロボットアーム１２とを含むことがある。実施形態によっては、ＥＦＥＭ３０は、ウェーハをロードロックチャンバ２０に運ぶ前にウェーハを正確に位置決めするように構成されたプリアライナ６０を含むこともある。
【0026】
[0044] 実施形態によっては、第１のローディングポート３０ａ及び第２のローディングポート３０ｂは、例えば、ウェーハを収容するウェーハＦＯＵＰ（front opening unified pods）を受け取ることがある。ＥＦＥＭ３０内のロボットアーム１１は、位置決めを支援するために、ローディングポートの何れかからプリアライナ６０へウェーハを運ぶことがある。プリアライナ６０は、ウェーハを位置決めするために、機械式の又は光学式の位置合わせ方法を使用することがある。プリ・アライメントの後、ロボットアーム１１は、ウェーハをロードロックチャンバ２０に運ぶことがある。
【0027】
[0045] ウェーハがロードロックチャンバ２０に運ばれた後、ロードロック真空ポンプ（図示せず）は、大気圧よりも低い第１の圧力に達するように、ロードロックチャンバ２０内のガス分子を除去することがある。第１の圧力に達した後、ロボットアーム１２は、ウェーハを、ロードロックチャンバ２０からメインチャンバ１０内の電子ビームツール４０のウェーハステージ８０に運ぶことがある。メインチャンバ１０は、メインチャンバ真空ポンプシステム（図示せず）に接続され、このポンプシステムは、第１の圧力よりも低い第２の圧力に達するように、メインチャンバ１０内のガス分子を除去する。第２の圧力に達した後、ウェーハは電子ビームツールによる検査にかけられることがある。
【0028】
[0046] 実施形態によっては、メインチャンバ１０は、検査の前にウェーハを一時的に格納するように構成されたパーキングステーション７０を含むことがある。例えば、第１のウェーハの検査が完了すると、第１のウェーハはウェーハステージ８０から外されることがあり、次いで、ロボットアーム１２は、第２のウェーハをパーキングステーション７０からウェーハステージ８０に運ぶことがある。その後、ロボットアーム１２は、第３のウェーハをロードロックチャンバ２０からパーキングステーション７０に運んで、第２のウェーハの検査が終了するまで、一時的に第３のウェーハを格納することがある。
【0029】
[0047] ここで図２を参照すると、図２は、荷電粒子ビーム検査システムの経時的なウェーハ温度変化を示す例示的なグラフである。縦軸は温度変化を表し、横軸は時間の経過を表す。このグラフは、ウェーハ装填シーケンスの複数の段階を通じてウェーハが処理される間に、ウェーハの温度が時間と共に変化することを示す。図２に示す例示的なデータによれば、検査されることになるウェーハを収容するＦＯＵＰが、第１のローディングポート３０ａ又は第２のローディングポート３０ｂに装填されるとき、ウェーハの温度は約２２．５度である。
【0030】
[0048] ウェーハがロードロックチャンバに運ばれた後、ロードロックチャンバが真空にポンプダウンされると、ウェーハ温度は、ほぼ１度急速に低下する。この急激な温度低下は、ポンプダウン効果と呼ばれることがある。その後、ウェーハがウェーハステージに運ばれ装填されるとき、ウェーハとウェーハステージは温度が異なることがある。例えば、図２のグラフは、ウェーハがウェーハステージに装填されるとき（図２では２１０と注釈をつけられている）、ロードロックチャンバに配置されたウェーハ（図２では２２０と注釈をつけられている）とメインチャンバ内に配置されたウェーハステージ（図２では２３０と注釈をつけられている）との間にはおよそ２．５度の温度差が存在することがあることを示している。そのような状況下では、ウェーハとウェーハステージとの間で熱伝達が発生し、それによって、ウェーハ（又はウェーハステージ）の変形（例えば、図１Ｃに示す熱膨張）が生じることがある。ウェーハステージ又はウェーハが熱変形を受けている間は、ターゲットエリアの検査はできないか、又は精度が低下することがある。従って、より正確な検査を実施するために、システムは、ウェーハの温度が安定化するまでかなりの期間待ってから、検査を開始することができる。この待ち時間により、検査システムのスループットが低下する。
【0031】
[0049] より迅速な温度安定化のためのウェーハステージの例が、２０１８年５月２８日に出願され「ＰＡＲＴＩＣＬＥ ＢＥＡＭ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ」と題された欧州特許出願第ＥＰ１８１７４６４２．１号にみられ、該特許出願はその全体が参照により組み込まれる。この長い安定化時間に対処する別の方法は、ウェーハがウェーハステージに装填される前に、ウェーハを予熱又は予冷してウェーハステージの温度と一致させることにより、ウェーハ温度を調節することである。そのような実施形態では、調節ステップは、前のウェーハがウェーハステージ上で検査されている間に行われることがあり、従って、ウェーハがウェーハステージに装填された後で調節が行われるシステムと比べると、検査システムの全体的なスループットが向上することがある。
【0032】
[0050] 実施形態によっては、温度調節機能がロードロックチャンバに実装されることがあり、これは、スループットの向上並びに将来に備えた柔軟性ももたらすことがある。ウェーハの温度調節がロードロックチャンバにおいて実施される場合、前のウェーハの検査の進行中に、パイプラインの次のウェーハをロードロックチャンバに装填することができる。例によっては、このシーケンスでは、ウェーハを調節するために利用可能な最大の時間は約５～１０分間であると計算され、これは概ね、現在の範囲内の最短のユーザケースでの最小のウェーハ検査時間である。従って、ロードロックチャンバにおいてウェーハ温度調節を実施する利点の１つは、ウェーハ調節時間を検査時間の陰に隠すことができることである、というのも、次のウェーハの調節と現在のウェーハの検査を同時に行うことができるからである。これにより、粒子ビーム検査システムの全体的なスループットが改善することがある。
【0033】
[0051] 実施形態によっては、荷電粒子ビーム検査システム（図１Ｂの荷電粒子ビーム検査システム１００など）は、粗い温度調節器及び細かい温度調節器を含むことがある。例えば、プリアライナ（図１Ｂのプリアライナ６０など）は、粗い調節器を含むことがあり、一方、ロードロックチャンバ（ロードロックチャンバ２０など）は細かい調節器を含む。粗い調節器は、例えば、２度の粗いオフセットから５００ｍｋまでウェーハを調節することがあり、一方、細かい調節器は、例えば、５００ｍＫの細かいオフセットから５０ｍＫまでウェーハを調節することができる。
【0034】
[0052] ここで図３Ａを参照すると、図３Ａは、本開示の実施形態と一致した、例示的なロードロックシステム３００ａを示す。実施形態によっては、ロードロックシステム３００ａは、ウェーハ３２０に熱を伝達するように構成された調節プレート３１５及び複数の支持構造３２５を含むことがある。他の実施形態では、調節プレート３１５は、追加的に又は代替的にウェーハ３２０から熱を伝達するように構成されることがある。調節プレート３１５に結合された支持構造３２５は、ウェーハ３２０と調節プレート３１５との間に空間ができるように、ウェーハ３２０を支持することがある。ウェーハ３２０が調節プレート３１５のより近くに配置されると、より効率的な熱伝達を達成できることが理解されるが、実施形態によっては、ロボットアームがウェーハ３２０を持ち上げたり又は運んだりするための空間を提供するために、ウェーハ３２０と調節プレート３１５との間に十分な距離を設けることが望ましいことがある。実施形態によっては、ウェーハ３２０と調節プレート３１５との間の距離は、ウェーハを持ち上げたり又は運んだりする際の様々なロボットアームのサイズに対応するための空間を提供するために、１．５ｍｍから１０ｍｍの範囲内であることがある。実施形態によっては、ウェーハ３２０と調節プレート３１５との間の距離は、ロボットアームの運搬のために特別な処置を必要とすることなく、より効率的な熱伝達をもたらしながらも特定のタイプのロボットアームに対応するための空間を提供するために、３ｍｍから５ｍｍの範囲内であることがある。実施形態によっては、ウェーハ３２０を持ち上げるための特別な機構を使用して、この距離をより狭めることがある。
【0035】
[0053] 更に、２つの支持構造３２５が図３Ａに示されているとしても、システム３００ａは任意の数の支持構造３２５を含むことがあることが理解されよう。実施形態によっては、ウェーハ３２０は、何らかの能動的な結合手段（例えば、静電クランプ）を用いることなく、支持構造３２５の上部に受動的に載置されることがある。他の実施形態では、ウェーハ３２０は、静電クランプなどの能動的な保持手段を使用して支持構造３２５上に保持されることがある。
【0036】
[0054] ロードロックシステム３００ａは、図１Ａのロードロックチャンバ２０などのロードロックチャンバ３１０を含むことがある。実施形態によっては、ロードロックチャンバ３１０は、大気圧と真空との間で内圧を変化させるように構成されることがある。ターボポンプ（図示せず）などのポンプをロードロックチャンバ３１０に接続して、ウェーハ３２０の温度を調節するための適切なレベルに真空レベルを維持することがある。このポンプがロードロックチャンバ３１０内に真空を確立するのに適している限り、このポンプはターボポンプとは異なるタイプのポンプであってもよいことが理解されよう。
【0037】
[0055] 実施形態によっては、調節プレート３１５は、調節プレート３１５の温度を変えるように構成された熱交換素子３４０を含むことがあり、これは、次いで、ウェーハ３２０の温度に影響を及ぼす。熱交換素子３４０は、ヒーター／クーラー３６０に結合されることがある。実施形態によっては、ヒーター／クーラー３６０は、ロードロックチャンバ３１０の外部に配置されることがある。他の実施形態では、ヒーター／クーラー３６０は、ロードロックチャンバ３１０の内部に配置されることがある。
【0038】
[0056] ロードロックシステム３００ａは、ヒーター／クーラー３６０又は熱交換素子３４０を調節して調節プレート３１５の温度を変化させるように構成されたコントローラ３５０を更に含むことがあり、これは次いで、ウェーハ３２０の温度に影響を及ぼす。実施形態によっては、コントローラ３５０は、メインチャンバ３９０内のウェーハステージ３９５の温度に関するステージ温度データを受け取ることがある。例えば、実施形態によっては、コントローラ３５０は、ウェーハステージ３９５の温度を測定するように構成された温度センサ３９６から、ステージ温度データを伝える電気信号を受け取ることがある。そのような実施形態では、コントローラ３５０は、ウェーハステージ３９５の温度に関するステージ温度データに基づいて、調節プレート３１５の温度を調節するように、ヒーター／クーラー３６０を制御することがある。
【0039】
[0057] 実施形態によっては、コントローラ３５０は、ヒーター／クーラー３６０の出力の温度に関するヒーター温度データを受け取ることがある。そのような実施形態では、コントローラ３５０は、ヒーター温度データに基づいて、調節プレート３１５の温度を調節するように、ヒーター／クーラー３６０を制御することがある。例えば、実施形態によっては、ヒーター／クーラー３６０は温水装置又は冷水装置であり得る。そのような実施形態では、加熱された又は冷却された水が、調節プレート３１５内の熱交換素子３４０を通って流れ、コントローラ３５０は、ヒーター／クーラー３６０の出力における水の温度に関するヒーター温度データを受け取ることがある。コントローラ３５０は、水の温度に基づいてヒーター／クーラー３６０を調節することがある。実施形態によっては、コントローラ３５０は、水の温度を測定するように構成された温度センサ３６５から、ヒーター温度データを伝える電気信号を受け取ることがある。実施形態によっては、コントローラ３５０は、ステージ温度データとヒーター温度データの両方を使用して、調節プレート３１５の温度を調節することがある。そのような実施形態では、例えば、コントローラ３５０は、ヒーター温度（例えば、ヒーター／クーラー３６０の出力における水の温度）をウェーハステージ３９５の温度に一致させるように、ヒーター／クーラー３６０を調節することがある。
【0040】
[0058] 実施形態によっては、コントローラ３５０は、追加の温度センサを用いて更に最適化されることがある。例えば、実施形態によっては、システムは、ウェーハ３２０及び調節プレート３１５の温度を測定するように構成された１つ又は複数の追加のセンサを含むことがある。
【0041】
[0059] 実施形態によっては、ロードロックシステム３００ａは、１つ又は複数のガス通気孔（例えば、ガス通気孔３３０又は３３５）を含んで、ガス供給部からロードロックチャンバ３１０へガス３３８を供給することがある。そのような実施形態では、ガス３３８がウェーハ３２０と調節プレート３１５との間の熱伝導を高め、ウェーハ３２０が安定温度に達するための時間を短縮することにつながることがある。例えば、ウェーハ３２０と調節プレート３１５との間の熱伝達は、放射及びガス３３８によって生じることがある。ガス３３８は、窒素、ヘリウム、水素、アルゴン、ＣＯ２、又は圧縮乾燥空気であり得る。ガス３３８は、熱伝達に適した他の任意のガスであってもよいことが理解されよう。ガス供給部とロードロックチャンバ３１０との間には、弁３７０及び３７５が配置されることがある。ガス通気孔３３０及び３３５は、ガス供給部から孔３３０及び３３５まで延びるガス管を介して、ガス供給部に接続されることがあり、これらの孔は、ロードロックチャンバ３１０へと通じており、ウェーハ３２０と調節プレート３１５との間にガスを供給することができる。実施形態によっては、ガス通気孔３３０及び３３５は、ロードロックチャンバが真空レベルまでポンプダウンされた後に開かれることがある。実施形態によっては、ガス３３８がロードロックチャンバ３１０に供給されている間に、ロードロック真空ポンプ（例えば、ターボポンプ）を有効にして、ガス３３８分子の一部を連続的に除去し、ウェーハ調節プロセス中に真空レベルを維持することがある。
【0042】
[0060] 図３Ｆに示すように、ガス圧が増加すると、熱伝達の効率が高まる。しかしながら、ガス圧が一定の水準、例えば図３Ｆでは１００Ｐａ以上に近づくと、効率はそれほど向上しないことがある。従って、実施形態によっては、ウェーハ３２０と調節プレート３１５との間の空間におけるガス圧を、ウェーハ３２０の調節中は５０Ｐａから５，０００Ｐａの範囲内にして、ガス圧力レベルを十分に低く保ちながら、効率的な熱伝達を提供することがある。実施形態によっては、ガス圧を、ウェーハ３２０の調節中は１００Ｐａから１，０００Ｐａの範囲内にして、ガス圧を真空に近い状態に保ちながら、熱伝達効率の間でバランスをもたらすことがある。
【0043】
[0061] 実施形態によっては、ガス３３８は、ガス分子自体がウェーハ３２０への熱伝達を提供することができるように温度調節されることがある。例えば、ガス供給部、ガス弁３７０及び３７５、又はロードロックシステム３００ａの任意の他の部分は、ヒーターを含んで、ガス３３８の温度を予備調節してからガス３３８をチャンバ３１０に提供することがある。
【0044】
[0062] 実施形態によっては、１つ又は複数のガス通気孔３３０及び３３５は、図３Ａに示すようにロードロックチャンバ３１０内に含まれることがある。図３Ｂに示すロードロックシステム３００ｂなどの他の実施形態では、ガス通気孔のうちの少なくとも１つ（例えば、図３Ｂのガス通気孔３３０）は、調節プレート３１５内に含まれ、ウェーハ３２０と調節プレート３１５との間の空間にガス３３８を直接的に供給することがある。例えば、そのような実施形態では、ガス通気孔３３０は調節プレート３１５内に含まれ、ウェーハ３２０の中央又はその近辺に配置されることがある。ガス通気孔は、通気孔がロードロックチャンバ３１０内のウェーハ３２０と調節プレート３１５との間の空間にガス３３８を供給するのに適している限り、他の任意の場所に配置されてもよいことが理解されよう。ロードロックシステム３００ａ及び３００ｂは、任意の数のガス通気孔を含むことがあることも、理解されよう。実施形態によっては、コントローラ３５０は、ロードロックチャンバ３１０へのガス流量を変化させるようにガス通気孔３３０又は３３５を調節するように構成されることがある。
【0045】
[0063] 図３Ｃは、ロードロックシステムでのウェーハ温度調節中の、経時的なウェーハ温度変化を示す例示的なグラフを示す。熱がウェーハに伝達されるにつれて、ウェーハの温度（Ｔｗａｆｅｒ）は、ウェーハステージの温度（Ｔｗａｆｅｒ ｓｔａｇｅ）に徐々に近づく。ウェーハの温度が安定温度（Ｔｓｔａｂｌｅ）に達したとき、調節プロセスは完了することがある。実施形態によっては、Ｔｓｔａｂｌｅは、ウェーハステージの温度と同じであることがある。他の実施形態では、Ｔｓｔａｂｌｅを、ウェーハステージ温度よりも約１００ｍＫ低い点（Ｔｗａｆｅｒ ｓｔａｇｅ－１００ｍＫ）に設定して、効率的なスループットの改善をもたらすことがある。実施形態によっては、Ｔｓｔａｂｌｅは約２２℃での設定値であり得る。他の例では、Ｔｓｔａｂｌｅは２０～２８℃の範囲内の設定値であり得る。
【0046】
[0064] 実施形態によっては、図６Ｃに示すように、ＴｗａｆｅｒがＴｓｔａｂｌｅに近づくと、コントローラ（図３Ａのコントローラ３５０など）は、調節プレート温度を徐々に低減してウェーハ温度のオーバーシュートを防止できるように、ヒーター（図３Ａのヒーター／クーラー３６０など）を調節することがある。
【0047】
[0065] ウェーハ３２０がＴｓｔａｂｌｅに達した後、調節ステップは終了し、その後、ガス通気孔（図３Ａのガス通気孔３３０及び３３５など）を通るガス流は停止されることがある。実施形態によっては、ガス流を停止した後、ロードロック真空ポンプは、ロードロックチャンバ（図３Ａのロードロックチャンバ３１０など）内の圧力がメインチャンバ（図３Ａのメインチャンバ３９０など）内の圧力又はその近傍になるまで、動作し続けることがある。ロードロックチャンバ内部の圧力は、既に真空（例えば、１０～１０，０００Ｐａ）に近い状態に維持されていることがあるので、ロードロックチャンバとメインチャンバとの間の圧力差は比較的に小さいことがある。実施形態によっては、ヒーター（図３Ａのヒーター／クーラー３６０など）は、調節プレートからの残留放射が、ポンプダウン中にウェーハの温度を保つのに役立つことができるように、調節プレートの温度を維持することがある。
【0048】
[0066] ロードロックチャンバ内のガス圧がメインチャンバ内の圧力又はその近傍に達すると、実施形態によっては、ウェーハは検査のためにウェーハステージ（図３Ａのウェーハステージ３９５など）まで運ばれることがある。ウェーハの温度は、ウェーハステージの温度又はその近傍であり得るので、検査は最小の待機期間で開始することができる。他の実施形態では、ウェーハは、パーキングステーション（図１Ｂのパーキングステーション７０など）に運ばれ、前のウェーハの進行中の検査が完了するまで、一時的に格納されることがある。
【0049】
[0067] ここで図３Ｄを参照すると、図３Ｄは、本開示の実施形態と一致した、別の例示的なロードロックシステム３００ｄを示す。実施形態によっては、ロードロックシステム３００ｄは、ウェーハ３２０に熱を伝達するように構成された調節プレート３１５及び複数の支持構造３２５を含むことがある。実施形態によっては、調節プレート３１５は、熱交換素子３４０を含むことがある。
【0050】
[0068] 実施形態によっては、図３Ｄに示すように、調節プレート３１５はウェーハ３２０の上方に配置されることがある。そのような実施形態では、ウェーハ３２０は、支持プレート３１９に結合された支持構造３２５によって支持される。ウェーハ３２０が調節プレート３１５のより近くに配置されると、より効率的な熱伝達を達成できることが理解されるが、実施形態によっては、ロボットアームがウェーハ３２０を持ち上げたり又は運んだりするための空間を提供するために、ウェーハ３２０と調節プレート３１５との間に十分な距離を設けることが望ましいことがある。しかしながら、図３Ｄに示す構成では、調節プレート３１５はウェーハ３２０の上方に配置されるので、調節プレート３１５をウェーハ３２０のはるかにより近くに配置することができる。実施形態によっては、ウェーハ３２０と調節プレート３１５との間で、距離は約１ｍｍまで減らすことができる。
【0051】
[0069] 実施形態によっては、ロードロックシステム３００ｄは、ガス通気孔３３０及び３３５を含んで、ウェーハ３２０と調節プレート３１５との間の空間にガス３３８を供給することがある。実施形態によっては、少なくとも１つのガス通気孔が、調節プレート３１５内に含まれて、その空間にガス３３８を供給することがある。ガス通気孔３３０又は３３５は、ロードロックシステム３００ｄの他の場所がロードロックチャンバ３１０内のウェーハ３２０と調節プレート３１５との間の空間にガス３３８を供給するのに適している限り、それらの他の場所に配置されてもよいことが理解されよう。ロードロックシステム３００ｄは、任意の数のガス通気孔を含むことがあることも、理解されよう。
【0052】
[0070] ここで図３Ｅを参照すると、図３Ｅは、本開示の実施形態と一致した、別の例示的なロードロックシステム３００ｅを示す。ロードロックシステム３００ｅは、複数の方向からウェーハ３２０に熱を伝達するように構成された複数の調節プレートを含むことがある。例えば、ロードロックシステム３００ｅは、下方向に熱を伝達するように構成された上側調節プレート３１７と、上方向に熱を伝達するように構成された下側調節プレート３１８と、を含むことがある。実施形態によっては、上側調節プレート３１７は、熱交換素子３４０を含むことがある。実施形態によっては、下側調節プレートは、熱交換素子３４０を含むことがある。下側調節プレート３１８は、ウェーハ３２０を支持するように構成された支持構造３２５に結合されることがある。ロードロックシステム３００ｅは、ガス通気孔３３０及び３３５を含んで、ウェーハ３２０と調節プレート３１７及び３１８との間の空間にガス３３８を供給することがある。実施形態によっては、少なくとも１つのガス通気孔が、上側調節プレート３１７内に含まれることがある。実施形態によっては、少なくとも１つのガス通気孔が、下側調節プレート３１８内に含まれることがある。
【0053】
[0071] ここで図４を参照すると、図４は、本開示の実施形態と一致した、機器フロントエンドモジュール（ＥＦＥＭ）内の例示的なプリアライナの概略図である。実施形態によっては、プリアライナは、ウェーハ４２０を支持するように構成された１つ又は複数の支持構造４２５と、１つ又は複数の空気通気孔４４０からの加熱された圧縮空気を介して熱を伝達するように構成された調節プレート４１５と、を含むことがある。実施形態によっては、調節プレート４１５は、空気を除去するように構成された１つ又は複数の真空チャネル４５０を更に含む。そのような実施形態では、ウェーハ４２０と調節プレート４１５との間の熱伝達は、主に、１つ又は複数の空気通気孔４４０を介して供給される温度調節された圧縮空気を介した対流によって、生じることがある。ウェーハの調節が、温度調節された圧縮空気の強制対流を通じて行われるので、熱がウェーハ４２０との間で効率的に伝達され、従って、ウェーハ温度を安定温度に素早く安定化することができる。
【0054】
[0072] ここで図５を参照すると、図５は、本開示の実施形態と一致した、ウェーハ調節システム５００の例示的な構成を示す概略図を示す。実施形態によっては、ウェーハ調節システム５００は、ウェーハ５２０に熱を伝達するように構成された調節プレート５１５及び複数の支持構造５２５を含むことがある。調節プレート５１５に結合された支持構造５２５は、ウェーハ５２０を支持し、熱をウェーハ５２０に伝導することがある。支持構造５２５は、支持及び熱の伝導に適した任意の形状であり得ることが、理解されよう。実施形態によっては、調節プレート５１５は、調節プレート５１５の温度を変えるように構成された熱交換素子５４０を含むことがあり、これは、次いで、ウェーハ５２０の温度に影響を及ぼす。熱交換素子５４０は、ヒーター５６０に結合されることがある。実施形態によっては、ヒーター５６０は、真空チャンバ５１０の外部に配置されることがある。他の実施形態では、ヒーター５６０は、真空チャンバ５１０の内部に配置されることがある。
【0055】
[0073] 実施形態によっては、調節プレート５１５は、静電クランプ５７０を更に含むことがある。静電クランプ５７０は、電荷を介してウェーハ５２０を調節プレート５１５に留めることがある。電源（図示せず）が、ウェーハ５２０を静電クランプ５７０に接続する電荷を供給する。例えば、静電クランプ５７０は、調節プレート５１５の一部であるか、又は調節プレート５１５内に含まれていることがある。他の例では、静電クランプ５７０は、調節プレート５１５とは別個であり得る。実施形態によっては、調節プレート５１５は、ウェーハ５２０を持ち上げて、ウェーハ５２０を運ぶためのロボットアーム（図示せず）に対応するように構成された昇降構造５２６を含むことがある。
【0056】
[0074] 実施形態によっては、真空チャンバ５１０は、真空チャンバ５１０の温度を変化させるように構成された熱交換素子５４５を含むことがある。そのような実施形態では、（図５に示すように）放射を介して真空チャンバ５１０の内面からウェーハ５２０に熱が伝達されることがある。真空チャンバ５１０は、図１Ｂのロードロックチャンバ２０、図１Ｂのパーキングステーション７０の一部、又は図１Ｂのメインチャンバ１０であり得る。
【0057】
[0075] ここで図６Ａを参照すると、図６Ａは、本開示の実施形態と一致した、ウェーハ調節システム６００の別の例示的な構成を示す概略図を示す。システム６００は、真空チャンバ６１０と、ウェーハ６２０を支持するように構成された１つ又は複数の支持構造６２５と、を含むことがある。実施形態によっては、ウェーハ調節システム６００は、複数の方向からの放射を介して熱をウェーハ６２０に伝達するように構成された、１つ又は複数の加熱デバイスを含むことがある。例えば、図６Ａに示すように、システム６００は、上側加熱デバイス６１７及び下側加熱デバイス６１８を含むことがある。
【0058】
[0076] 実施形態によっては、加熱デバイス６１７又は６１８は、調節プレート、１つ若しくは複数の管、又はウェーハ６２０に熱を放射するように構成された１つ若しくは複数のコイルであり得る。実施形態によっては、システム６００は、単一の加熱デバイスを含むことがあり、この加熱デバイスは、ウェーハ６２０の上方又は下方に配置されることがある。実施形態によっては、システム６００は、ウェーハ６２０を基準にして配置される上側加熱デバイス６１７及び下側加熱デバイス６１８を含むことがある。実施形態によっては、システム６００は、３つ以上の加熱デバイスを含むことがある。実施形態によっては、システム６００は、加熱デバイス６１７又は６１８に熱を供給するように構成されたヒーター６６０を含むことがある。実施形態によっては、ヒーター６６０は、温水装置、又は加熱デバイス６１７若しくは６１８に熱を供給することができる任意の他のタイプのヒーターであり得る。
【0059】
[0077] 実施形態によっては、支持構造６２５は、ウェーハ６２０の温度を測定するように構成された温度センサ６２７を含むことがある。温度センサ６２７は、熱電対（ＴＣ）、ＮＴＣサーミスター、ＰＴＣサーミスター、抵抗温度計、赤外線温度計、又はウェーハ６２０の温度を測定するのに適した任意の他のデバイスを含むことがある。例えば、図６Ｂに示すように、支持構造６２５は、ウェーハ６２０の温度を測定するように構成された熱電対を含むことがある。ウェーハの温度を測定できるようにするために、支持構造６２５は、熱電対を押してウェーハ６２０と接触させるようにするためのばね状構造を含むことがある。実施形態によっては、熱電対及びばね状構造は、支持構造６２５によって囲まれることがある。
【0060】
[0078] システム６００は真空チャンバ６１０内で動作するので、ウェーハ温度を測定するための、ウェーハから熱電対への熱伝達は、伝導及び放射を介することがある。一部の実施形態の場合、ウェーハ６２０の温度をより正確に測定するために、熱電対への熱放射を最小限に抑えることが望ましいことがある。従って、熱電対がウェーハ６２０から伝導を介して熱を受け取ることができるように、ウェーハ６２０に接触する表面を除いて、熱電対の表面は、熱を伝達しない材料でできた１つ又は複数の構造体によって覆われていることがある。実施形態によっては、支持構造６２５は、熱伝達を防止する材料から作製されることがある。実施形態によっては、システム６００は、ウェーハ６２０の複数の部分から温度情報を収集するために、複数の熱電対を含むことがある。そのような実施形態では、コントローラ（図６Ｅに示すコントローラ６５０など）は、ウェーハ６２０の温度分布特性を決定することがある。
【0061】
[0079] ここで図６Ｃを参照すると、図６Ｃは、調節プロセス中の温度変化を示す例示的なグラフである。ウェーハ調節システムは、制御機構を含んで、ウェーハ調節が進行している間に加熱デバイスの温度をその場で変化させることがある。更に、実施形態によっては、ウェーハ調節システムは、システムの様々な部分の温度を測定するように構成された１つ又は複数の温度センサを含むことがある。実施形態によっては、ウェーハ調節システムは、ウェーハ自体の温度を測定するように構成された１つ又は複数の温度センサを含むことがある。図６Ｃは、そのような実施形態の一例における経時的な温度変化を示す。そのような実施形態では、加熱デバイスを高温（所望の安定温度、Ｔｓｔａｂｌｅよりいっそう高い）にして調節プロセスを開始し、その後、ＴｗａｆｅｒがＴｓｔａｂｌｅに近づくにつれて、温度を所望の安定温度まで徐々に下げることが可能である。そのような実施形態では、このプロセスは、センサからの温度情報によって更に最適化されることがある。図６Ｃに示すように、そのような態様で温度を制御することにより、調節時間を大幅に短縮することができる。
【0062】
[0080] ここで図６Ｄを参照すると、図６Ｄは、本開示の実施形態と一致した、ウェーハ調節システムの例示的な制御回路を示す概略図である。実施形態によっては、図６Ａのシステム６００などのウェーハ調節システムは、コントローラと、システムの様々な部分を測定するように構成された１つ又は複数の温度センサと、を含むことがある。実施形態によっては、ウェーハ調節システムは、ウェーハの温度を測定するように構成された１つ又は複数の温度センサを含むことがある。例えば、コントローラ６５０は、機器フロントエンドモジュール（図１ＡのＥＦＥＭ３０など）内の温度センサ６９６から、入ってくるウェーハの温度に関する温度データを受け取ることがある。コントローラ６５０は、温度センサ６２７から、ウェーハの温度に関するウェーハ温度データを受け取ることがある。コントローラ６５０は、温度センサ６６５から、ヒーター６６０の出力（例えば、温水装置の出力における水）の温度に関するヒーター温度データを受け取ることがある。実施形態によっては、コントローラ６５０は、センサ６９６、６２７、及び６６５からの温度データのうちの少なくとも１つに基づいて、ヒーター６６０を制御することがある。例えば、ヒーター６６０は、熱を水に伝達するように構成された電気温水装置を含むことがある。温度フィードバックを用いて、コントローラ６５０は、ヒーター６６０に供給される電流を調節することがあり、それによって、熱交換素子（例えば、図６Ａの加熱デバイス６１７又は６１８）の温度の変化がもたらされる。実施形態によっては、コントローラ６５０は、ウェーハのタイプ又は状態に基づいて、較正されることがある。
【0063】
[0081] 制御機構が、機能を説明するために図６Ａのシステム６００の文脈で説明されたとしても、同じ制御機構を、本開示に示すウェーハ調節システムの実施形態の何れにも適用することができることが、理解されよう。
【0064】
[0082] ここで図７を参照すると、図７は、本開示の実施形態と一致した、ウェーハ温度を調節するための例示的な方法を示す流れ図である。この方法は、電子ビームシステム（例えば、図１Ａの荷電粒子ビーム検査システム１００）のロードロックシステム（例えば、図３Ａ～図３Ｄのロードロックシステム３００ａ、３００ｂ、３００ｄ、及び３００ｅ）によって実施されることがある。
【0065】
[0083] ステップ７１０では、ウェーハが、調節プレートを基準にしてロードロックチャンバ内に、ロボットアームによって装填される。実施形態によっては、ウェーハは、調節プレートの上方に配置されることがある。他の実施形態では、ウェーハは、調節プレートの下方に配置されることがある。実施形態によっては、ウェーハは、２つの調節プレートの間に配置されることがある。
【0066】
[0084] ステップ７２０では、ウェーハがロードロックチャンバ（例えば、図１Ａのロードロックチャンバ２０）に装填された後、コントローラ（例えば、図１Ａのコントローラ５０）は、真空ポンプをオンにしてロードロックチャンバから空気を除去する。
【0067】
[0085] ステップ７３０では、ウェーハステージ（例えば、図３Ａのウェーハステージ３９５）の温度が決定され、コントローラに提供される。
【0068】
[0086] ステップ７４０では、ガス供給部（例えば、図３Ａのガス供給部）が、調節プレートとウェーハとの間の熱伝達のために、ロードロックチャンバにガスを供給する。ガスは、より効率的な熱伝達をもたらすために、ウェーハステージの測定温度と一致するように温度調節されることがある。
【0069】
[0087] ステップ７５０では、コントローラは、ウェーハステージ温度データを受け取り、ウェーハステージの決定された温度に基づいて、加熱温度を調節する。
【0070】
[0088] ステップ７６０では、ウェーハ調節が完了した後、ウェーハ調節システムは、ロードロックチャンバからメインチャンバ（例えば、図３Ａのメインチャンバ３９０）又はパーキングステーション（例えば、図３Ｂのパーキングステーション７０）に、調節されたウェーハを移送する。実施形態によっては、ウェーハの温度を測定するために温度センサが存在する場合、コントローラは、ウェーハ温度を監視し、ウェーハ調節が完了したかどうかを判断することがある。
【0071】
[0089] ウェーハ調節システムのコントローラは、ソフトウェアを使用して上述した機能を制御することができることが理解されよう。例えば、コントローラは、熱交換素子の温度を変えるように前述のヒーターに指示を送ることができる。コントローラは、ヒーターへの入力電圧又は電流を調節するための指示を送ることもできる。ソフトウェアは、非一時的なコンピュータ可読媒体に記憶されることがある。非一時的な媒体の一般的な形態としては、例えば、フロッピーディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、ソリッドステートドライブ、磁気テープ、又は他の任意の磁気データ記録媒体、ＣＤ－ＲＯＭ、他の任意の光学データ記録媒体、穴のパターンを有する任意の物理的媒体、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、及びＥＰＲＯＭ、クラウドストレージ、ＦＬＡＳＨ－ＥＰＲＯＭ若しくは他の任意のフラッシュメモリ、ＮＶＲＡＭ、キャッシュ、レジスタ、他の任意のメモリチップ若しくはカートリッジ、及び前述のもののネットワーク化されたもの、が挙げられる。
【0072】
[0090] ここで図８Ａ及び図８Ｂを参照すると、これらの図は、本開示の実施形態と一致した、真空ポンプシステムを備えた例示的な荷電粒子ビーム検査システム８００を示す概略図を示す。実施形態によっては、荷電粒子ビーム検査システム８００は、メインチャンバ８９０及びロードロックチャンバ８１０を含むことがある。実施形態によっては、システム８００は、ガス供給部８１１、ガス通気孔弁８１２、及びロードロックチャンバ８１０に接続されたガス通気孔拡散器８１３を含むことがある。ガス供給部８１１は、ウェーハ調節プロセス中にロードロックチャンバ８１０にガス（例えば、図３Ａのガス３３８）を供給して、ウェーハ（例えば、図３Ａのウェーハ３２０）と調節プレート（例えば、図３Ａの調節プレート３１５）との間の熱伝導率を高めることがある。ガスは、窒素、ヘリウム、水素、アルゴン、ＣＯ２、又は圧縮乾燥空気であり得る。ガスは、熱伝達に適した他の任意のガスであってもよいことが理解されよう。
【0073】
[0091] 実施形態によっては、ロードロックチャンバ８１０の真空化は、２つの別々の経路を介して２段階で行われることがある。この第１の経路は、粗引き経路と呼ばれ、ロードロック粗引きライン８１６及びロードロック粗引き弁８５３を含むことがある。粗引き段階の間、ロードロックチャンバ８１０は大気状態から「粗い」真空レベル（例えば、５×１０－１Ｔｏｒｒ）までポンプダウンされる。第１段階では、ロードロック粗引き弁８５３は、他の経路が閉じている間にロードロック粗引きライン８１６を介してロードロックチャンバ８１０を初めにポンプダウンするように開かれている。
【0074】
[0092] 第２の経路は、ターボポンプ経路と呼ばれ、ロードロックターボ弁８１４、ロードロックターボポンプ８１５、ロードロックターボポンプライン８１７、及びロードロックターボポンプバッキング弁８５１を含むことがある。ロードロックチャンバ８１０の粗引きが完了した後、ロードロックターボポンプ８１５が引き継いで、ロードロックチャンバ８１０をより深い真空レベル（例えば、１．５×１０－６Ｔｏｒｒ未満）までポンプで排気する。この第２の段階では、ロードロック粗引き弁８５３がまず閉じられる。次いで、ロードロックターボ弁８１４及びロードロックターボポンプバッキング弁８５１が開かれ、その結果、ロードロックターボポンプ８１５がロードロックチャンバ８１０をポンプダウンする。
【0075】
[0093] メインチャンバ８９０は、同様の方法で真空化されることがある。まず、メインチャンバ８９０は、メインチャンバ粗引き経路（メインチャンバ粗引きライン８９６及びメインチャンバ粗引き弁８５４を含む）を介して、大気状態から「粗い」真空レベル（例えば、５×１０－１Ｔｏｒｒ）までポンプダウンされる。粗引き段階が完了した後、メインチャンバターボポンプ８９５が引き継いで、メインチャンバターボポンプ経路（メインチャンバターボ弁８９４、メインチャンバターボポンプ８９５、メインチャンバターボポンプライン８９７、及びメインチャンバターボポンプバッキング弁８５２を含む）を介して、より深い真空レベル（例えば、１．５×１０－６Ｔｏｒｒ未満）まで更にポンプダウンする。実施形態によっては、メインチャンバターボポンプ８９５は、ウェーハ検査が完了するまで、動作し続けることがある。
【0076】
[0094] 図８Ａは、システム８００が、ロードロックチャンバ８１０のための１つの粗引き経路及び１つのターボポンプ経路を有する様子を示しているが、システムは、任意の数の粗引き経路及びターボポンプ経路を利用して、ロードロックチャンバ８１０を真空化することがあることが、理解されよう。例えば、システム８００は、ロードロックチャンバ８１０に並列に接続された２つ以上の粗引き経路を有することがある。粗引き経路の数に関わらず、システム８００は、ロードロックチャンバ８１０に並列に接続された２つ以上のターボポンプを有することがある。同様に、システムは、任意の数の粗引き経路及びターボポンプ経路を利用して、メインチャンバ８９０をポンプダウンすることがあることが理解されよう。
【0077】
[0095] 実施形態によっては、システム８００は、全ての粗引きライン（例えば、ロードロック粗引きライン８１６及びメインチャンバ粗引きライン８９６）及び全てのポンプライン（例えば、ロードロックターボポンプライン８１７及びメインチャンバターボポンプライン８９７）が一つにまとめられる、中央マニホールドボックス８５０を含むことがある。中央マニホールドボックス８５０は、真空化プロセスを制御するための複数の弁を収容することがある。例えば、中央マニホールドボックス８５０は、ロードロック粗引き弁８５３、メインチャンバ粗引き弁８５４、ロードロックターボポンプバッキング弁８５１、及びメインチャンバターボポンプバッキング弁８５２を含むことがある。これらの個々の弁の後方で、全てのラインは前部ライン８５８に結合される。乾式真空ポンプ８６０を介した最終的な排気は、乾式真空ポンプ８６０の前に配置されることがある前部ライン弁８５９によって制御される。
【0078】
[0096] 図３Ａに関して前の章で説明したように、実施形態によっては、ウェーハ温度調節プロセス中に、ロードロックチャンバ８１０を粗引きライン８１６又はターボポンプ８１５を介して連続的にポンプダウンしてガス分子（例えば、図３Ａのガス３３８）の一部を連続的に除去し、ウェーハ調節が完了するまでロードロックチャンバ８１０の真空レベルを維持することがある。
【0079】
[0097] 図８Ｂに示すように、実施形態によっては、ロードロックチャンバ８１０のこの連続的なポンプダウンにより、共有された前部ライン（例えば、前部ライン８５８）内に一時的な圧力ジャンプが持ち込まれ、それにより、メインチャンバ８９０における検査プロセスが中断されることがある。例えば、前の章で説明したように、前のウェーハがメインチャンバ８９０において検査されるのと同時に、ウェーハ温度調節プロセスがロードロックチャンバ８１０において実施されることがある。しかしながら、ロードロック粗引き弁８５３を開いて連続的なポンプダウンプロセスを開始すると、前部ライン８５８内部の圧力が高くなることがある、というのも、ロードロック粗引きライン８１６を介して確立されたオープン接続に起因して、ロードロックチャンバ８１０内の高圧状態が前部ライン８５８に曝されるからである。前部ライン８５８内の圧力が増加すると、メインチャンバターボポンプ８９５に対してより高い背圧が生成されることがある。実施形態によっては、メインチャンバターボポンプ８９５は、ロードロックチャンバ８１０においてウェーハ温度調節が行われているときに、前のウェーハの検査中に、メインチャンバにおいて低圧レベルを維持するために同時に動作していることがあるので、背圧の突然の増加は、ターボポンプ８９５の動的挙動に影響を及ぼすことがある。結果として、システム８００で突然の振動が発生することがある。この突然の振動は、検査エラーを引き起こすことがある。従って、振動レベルが検査エラーのマージンよりも高い場合、背圧がなくなり振動が静まるまで、検査プロセスを中断する必要があることがある。検査プロセスのこの中断により、システムのスループットが損なわれることがある。また、背圧が増加すると、ターボポンプ８９５の実効ポンプ速度が低下し、それによってメインチャンバ８９０内の圧力が一時的に上昇することがある。このメインチャンバ圧力の一時的な上昇は、システムのスループット及びシステム性能全体に影響を及ぼすこともある。これらの影響については、図９に関して次章でより詳細に説明する。
【0080】
[0098] ここで図９を参照すると、図９は、荷電粒子ビーム検査システム（例えば、図８Ａ及び図８Ｂの荷電粒子ビーム検査システム８００）のメインチャンバ（例えば、図８Ａ及び図８Ｂのメインチャンバ８９０）における圧力の変化を示す例示的なグラフである。図８Ａに関して上述したように、メインチャンバは２つの段階、粗引き段階９１１及びターボポンプダウン段階９１２に渡って、ポンプダウンされる。粗引き段階９１１の間、メインチャンバは、粗引き経路を介して、大気状態から「粗い」真空レベル９１０（例えば、５×１０－１Ｔｏｒｒ）までポンプダウンされる。メインチャンバ圧力が「粗い」真空レベル９１０に達した後、粗引き弁（例えば、図８Ａのメインチャンバ粗引き弁８５４）が閉じられ、メインチャンバターボポンプ（例えば、メインチャンバターボポンプ８９５）が引き継いで、メインチャンバ圧力をより深い真空レベルまで更に下げる。メインチャンバ圧力が「検査準備のできた」真空レベル９２０（例えば、１．５×１０－６Ｔｏｒｒ）よりも低くなると、ウェーハ検査プロセスを開始することができる。実施形態によっては、メインチャンバターボポンプ８９５は、メインチャンバ圧力レベルを「検査準備のできた」レベル９２０の近くに維持するように動作し続けることがある。
【0081】
[0099] 第１のウェーハの検査が完了すると、実施形態によっては、期間９２３でウェーハ交換が行われることがある。ウェーハ交換の間、メインチャンバ圧力は一時的に上昇することがある、というのも、ロードロックチャンバ（例えば、図８Ａのロードロックチャンバ８１０）とメインチャンバ（例えば、図８Ａのメインチャンバ８９０）との間のゲート弁（例えば、図１Ｂのゲート弁２６）が開かれるからである。ウェーハ交換の後、一旦メインチャンバターボポンプがメインチャンバ圧力を「検査準備のできた」真空レベル９２０まで戻すと、検査プロセスが再開することがある。
【0082】
[00100] ウェーハ交換の前、第１のウェーハがメインチャンバ内で検査されている間に、第２のウェーハがウェーハ温度調節プロセスにかけられることがあり、上述したように、メインチャンバ圧力が、メインチャンバターボポンプに印加される背圧に起因して、一時的に上昇することがある。一時的な圧力ジャンプ９５０の例がグラフに示されている。
【0083】
[00101] 一時的な圧力ジャンプ９５０が依然として「検査準備のできた」真空レベル９２０を下回っている場合、第１のウェーハの検査は、振動レベルがエラーのマージン内に留まる限り、中断することなく継続することができる。しかしながら、メインチャンバ圧力が一時的なジャンプ９５０の間に「検査準備のできた」真空レベル９２０よりも高くなった場合、メインチャンバ圧力が「検査準備のできた」レベルまで戻るまで、第１のウェーハの検査を中断する必要があり得る。結果として、システムのスループットがこの中断によって影響を受けることがある。
【0084】
[00102] ここで図１０を参照すると、図１０は、本開示の実施形態と一致した、改良された真空ポンプシステムを備えた例示的な荷電粒子ビーム検査システム１０００を示す概略図を示す。実施形態によっては、メインチャンバ８９０における振動及び圧力ジャンプを防止するために、ロードロックチャンバ８１０に別個のポンプ経路を追加することがある。例えば、実施形態によっては、荷電粒子ビーム検査システム１０００は、ロードロックブースター粗引き弁１０１０、ロードロックブースター粗引きポンプ１０１１、及び補助排気システム１０１２を含むことがある。システム１０００の他の全ての部分は、図８Ａのシステム８００と同じである。
【0085】
[00103] そのような実施形態では、ウェーハ温度調節の間、ロードロックブースター粗引きポンプ１０１１は、連続的に動作して、ガス分子（例えば、図３Ａのガス３３８）を除去することがある。しかしながら、ロードロック粗引き弁８５３及びロードロックターボポンプバッキング弁８５１はこの期間中は閉じたままであるので、前部ライン８５８には圧力上昇はなく、従って、メインチャンバターボポンプ８９５には背圧が生じないことがある。
【0086】
[00104] 従って、実施形態によっては、ロードロックチャンバ８１０のためのポンプダウンプロセスは、３つの段階に分類することができる。第１に、ロードロックブースター粗引きポンプ１０１１は、ウェーハ温度調節のために、（ＥＦＥＭ（例えば、図１ＡのＥＦＥＭ３０）から新しいウェーハの組を受け取った後）大気状態から真空レベルまで動作することがある。第２に、（ロードロック粗引きライン８１６を介した）正規のロードロック粗引き経路は、ウェーハ温度調節真空レベルから「粗い」真空レベルまで動作することがある。最後に、ロードロックターボポンプ８１５が、「粗い」真空レベルからより深い真空レベルまで動作することがある。大気状態の近くでポンピングを開始する際に、前部ライン８５８が粘性領域に曝されるときに、背圧の問題が最も大きくなる。結果として、ロードロックチャンバ圧力レベルが別個のブースターポンプ（例えば、ロードロックブースター粗引きポンプ１０１１）によってウェーハ温度調節真空レベルまで引き下げられた後、正規のポンプ機構（例えば、ロードロック粗引きライン８１６又はロードロックターボポンプ８１５）を、過剰な背圧を生成することなく、使用することができる。
【0087】
[00105] ここで図１１を参照すると、図１１は、本開示の実施形態と一致した、図１０の荷電粒子ビーム検査システムのロードロックチャンバの真空レベルを制御するための例示的な方法を示す流れ図である。この方法は、図１０の荷電粒子ビーム検査システムによって実施することができる。
【0088】
[00106] ステップ１１１０では、ウェーハ（又は複数のウェーハ）が、ロボットアーム（例えば、図１Ｂのロボットアーム１１）によって、ロードロックチャンバ（例えば、図１０のロードロックチャンバ８１０）に装填される。
【0089】
【0090】
[00108] ステップ１１１２では、全てのゲート（例えば、図１Ｂのゲート弁２５及び２６）を、真空化プロセスの準備として閉じる。実施形態によっては、ステップ１１１１は、ステップ１１１２で全てのゲートが閉じられた後で行われることがある。
【0091】
[00109] ステップ１１１３では、ブースターポンプ弁（例えば、ロードロックブースター粗引き弁１０１０）が開かれ、ブースターポンプ（例えば、ロードロックブースター粗引きポンプ１０１１）は、ロードロックチャンバのポンプダウンを開始する。図１０に関して上述したように、この第１の段階では、ロードロックチャンバは、大気状態からウェーハ温度調節に適した真空レベルまでポンプダウンされる。ブースターポンプラインは別個の排気システム（例えば、図１０の補助排気システム１０１２）に接続されており、マニホールドボックス（例えば、図１０の中央マニホールドボックス８５０）内の共有前部ライン（例えば、図１０の前部ライン８５８）を形成するために正規の粗引き経路に結合されてはいないので、ブースターポンピングは、前部ラインにおける背圧を引き起こさない。従って、システムのスループットには影響を及ぼさないことがある。
【0092】
[00110] ステップ１１１４では、ウェーハ調節フローが開始する。このステップは、メインチャンバ（例えば、図１０のメインチャンバ８９０）内のウェーハステージ（例えば、図３Ａのウェーハステージ３９５）の決定された温度に基づいて、調節プレート（例えば、図３Ａの調節プレート３１５）の加熱温度を調節することを含むことがある。ウェーハ温度調節が行われている間、ブースターポンプは、ウェーハ温度調節に適した真空レベルを維持するように、動作し続ける。ステップ１１１５では、ウェーハの温度が安定温度（例えば、図３ＣのＴｓｔａｂｌｅ）に達したとき、調節プロセスは完了する。
【0093】
[00111] ステップ１１１６では、ウェーハ温度調節が完了した後、ガス通気孔弁（例えば、図１０のガス通気孔弁８１２）が閉じられ、ガス供給部が停止する。ステップ１１１７では、ポンプダウンプロセスの第１の段階が完了し、ブースター弁（例えば、ロードロックブースター粗引き弁１０１０）が閉じられる。
【0094】
[00112] ステップ１１１８では、ポンプダウンプロセスの第２の段階が、ロードロック粗引き弁（例えば、図１０のロードロック粗引き弁８５３）を開くことにより、開始する。この第２の段階の間、実施形態によっては、ロードロックチャンバは、ウェーハ調節真空レベルから「粗い」真空レベル（例えば、５×１０－１Ｔｏｒｒ）までポンプダウンされることがある。「粗い」真空レベルに達した後、ステップ１１１９で、ロードロック粗引き弁が閉じられる。
【0095】
[00113] ステップ１１２０では、ポンプダウンプロセスの第３の段階が開始し、ターボポンプ（例えば、ロードロックターボポンプ８１５）が引き継いで、ロードロックチャンバ８１０を、メインチャンバ圧力に近いより深い真空レベルまでポンプで排気する。
【0096】
[00114] ステップ１１２１では、前のウェーハのウェーハ検査が完了した後、前のウェーハはメインチャンバから取り除かれ、温度調節済ウェーハがロードロックチャンバからメインチャンバに移送される。ステップ１１２２では、ウェーハ交換が完了すると、ロードロックターボポンプ弁が閉じられる。
【0097】
[00115] ステップ１１２２の後、ステップ１１１０を実施して、新しいウェーハの組をロードロックチャンバに装填することができる。未調節で未検査のウェーハがロードロックチャンバ内に依然として存在する場合、システムはステップ１１１１に進んで、検査プロセスの準備として別のウェーハを調節することがある。
【0098】
[00116] ウェーハ調節システムのコントローラは、ソフトウェアを使用して上述した機能を制御することができることが理解されよう。例えば、コントローラは、前述の弁及びポンプに指示を送って、ポンプダウン経路を制御することができる。ソフトウェアは、非一時的なコンピュータ可読媒体に記憶されることがある。非一時的な媒体の一般的な形態としては、例えば、フロッピーディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、ソリッドステートドライブ、磁気テープ、又は他の任意の磁気データ記録媒体、ＣＤ－ＲＯＭ、他の任意の光学データ記録媒体、穴のパターンを有する任意の物理的媒体、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、及びＥＰＲＯＭ、クラウドストレージ、ＦＬＡＳＨ－ＥＰＲＯＭ若しくは他の任意のフラッシュメモリ、ＮＶＲＡＭ、キャッシュ、レジスタ、他の任意のメモリチップ若しくはカートリッジ、及び前述のもののネットワーク化されたもの、が挙げられる。
【0099】
[00117] 実施形態については、以下の条項を使用して更に説明することができる。
条項１．ロードロックシステムであって、
ウェーハを支持するように構成された複数の支持構造と、
ウェーハの温度を調節するように構成された第１の熱交換素子を含む、第１の調節プレートと、
第１の調節プレートとウェーハとの間にガスを供給するように構成された第１のガス通気孔と、
プロセッサ及びメモリを含むコントローラであって、第１の熱交換素子の制御を支援するように構成されたコントローラと、を含むロードロックシステム。
条項２．第１の調節プレートはウェーハの上方に配置される、条項１に記載のロードロックシステム。
条項３．第１の調節プレートはウェーハの下方に配置される、条項１に記載のロードロックシステム。
条項４．複数の支持構造は第１の調節プレートに結合されている、条項３に記載のロードロックシステム。
条項５．第１のガス通気孔は第１の調節プレートに取り付けられている、条項１～４の何れか一項に記載のロードロックシステム。
条項６．コントローラは、ウェーハステージの温度に基づいて第１の熱交換素子の制御を支援するように更に構成されている、条項１～５の何れか一項に記載のロードロックシステム。
条項７．コントローラは、第１のガス通気孔を通るガス流量を制御するように更に構成されている、条項１～６の何れか一項に記載のロードロックシステム。
条項８．ウェーハの温度を調節するように構成された第２の熱交換素子を含む第２の調節プレートを更に含む、条項１～７の何れか一項に記載のロードロックシステム。
条項９．ウェーハを支持するように構成された複数の支持構造は、第１の調節プレートと第２の調節プレートとの間に配置されている、条項８に記載のロードロックシステム。
条項１０．第２の調節プレートとウェーハとの間にガスの一部を供給するように構成された第２のガス通気孔を更に含む、条項９に記載のロードロックシステム。
条項１１．第２のガス通気孔は第２の調節プレートに結合されている、条項１０に記載のロードロックシステム。
条項１２．コントローラは、ウェーハステージの温度に基づいて第２の熱交換素子の制御を支援するように更に構成されている、条項８～１１の何れか一項に記載のロードロックシステム。
条項１３．コントローラは、第２のガス通気孔を通るガス流量を制御するように更に構成されている、条項１０～１２の何れか一項に記載のロードロックシステム。
条項１４．ガスは窒素、ヘリウム、水素、アルゴン、ＣＯ２、又は圧縮空気を含む、条項１～１３の何れか一項に記載のロードロックシステム。
条項１５．第１の調節プレートと複数の支持構造とウェーハとを封入するように構成されたロードロックチャンバを更に含む、条項１～１４の何れか一項に記載のロードロックシステム。
条項１６．ロードロックチャンバに接続された第１の真空ポンプを更に含む、条項１５に記載のロードロックシステム。
条項１７．コントローラは、第１の真空ポンプを制御してウェーハ調節プロセス中にガスをポンプで排気するように更に構成される、条項１６に記載のロードロックシステム。
条項１８．コントローラは、ウェーハ調節プロセス中に、ロードロックチャンバ内部の圧力を５０～５，０００Ｐａの範囲内に維持するように更に構成される、条項１７に記載のロードロックシステム。
条項１９．ロードロックチャンバに接続された第２の真空ポンプを更に含む、条項１６～１８の何れか一項に記載のロードロックシステム。
条項２０．コントローラは更に、
第１の真空ポンプがロードロックチャンバ内部の圧力を第１の圧力レベルまで下げることを可能にし、
第２の真空ポンプがロードロックチャンバ内部の圧力を第２の圧力レベルまで下げることを可能にするように構成され、第２の圧力レベルは第１の圧力レベルよりも低い、条項１９に記載のロードロックシステム。
条項２１．第２の真空ポンプは、メインチャンバに接続された第３の真空ポンプと排気経路を共有する、条項２０に記載のロードロックシステム。
条項２２．第１の真空ポンプが有効になっている間、第２の真空ポンプは無効になっている、条項２０及び２１の何れか一項に記載のロードロックシステム。
条項２３．第１の真空ポンプと第３の真空ポンプが同時に有効にされる、条項２０～２２の何れか一項に記載のロードロックシステム。
条項２４．ロードロックシステムにおいてウェーハの熱調節を行う方法であって、
ロードロックシステムのロードロックチャンバにウェーハを装填することと、
ロードロックチャンバをポンプダウンすることと、
ロードロックチャンバにガスを供給することと、
第１の調節プレート内の第１の熱交換素子が、ガスを介してウェーハに熱を伝達するために、第１の調節プレートの温度を調節できるようにすることと、を含む方法。
条項２５．ロードロックチャンバにガスを供給することは、ロードロックチャンバにガスを供給する前に、ガスの温度を調節することを更に含む、条項２４に記載の方法。
条項２６．ロードロックチャンバにガスを供給することは、第１の調節プレートとウェーハとの間の空間にガスを供給することを更に含む、条項２４及び２５の何れか一項に記載の方法。
条項２７．メインチャンバ内のウェーハステージの温度を決定することを更に含む、条項２４～２６の何れか一項に記載の方法。
条項２８．第１の熱交換素子が第１の調節プレートの温度を調節できるようにすることは、ウェーハステージの決定された温度に基づいて、第１の熱交換素子を調節することを更に含む、条項２４～２７の何れか一項に記載の方法。
条項２９．第２の調節プレート内の第２の熱交換素子が、ガスを介してウェーハに熱を伝達するために、第２の調節プレートの温度を調節できるようにすることを更に含む、条項２４～２８の何れか一項に記載の方法。
条項３０．ガスは窒素、ヘリウム、水素、アルゴン、ＣＯ２、又は圧縮空気を含む、条項２４～２９の何れか一項に記載の方法。
条項３１．ロードロックチャンバをポンプダウンすることは、ロードロックチャンバに接続された第１の真空ポンプを使用してロードロックチャンバからガスを排気することを含む、条項２４～３０の何れか一項に記載の方法。
条項３２．ロードロックチャンバをポンプダウンすることは、更に、
第１の真空ポンプがロードロックチャンバ内部の圧力を第１の圧力レベルまで下げることを可能にすることと、
ロードロックチャンバに接続された第２の真空ポンプがロードロックチャンバ内部の圧力を第２の圧力レベルまで下げることを可能にすることと、を含み、第２の圧力レベルは第１の圧力レベルよりも低い、条項３１に記載の方法。
条項３３．第２の真空ポンプは、メインチャンバに接続された第３の真空ポンプと排気経路を共有する、条項３２に記載の方法。
条項３４．第１の真空ポンプが有効になっている間、第２の真空ポンプは無効になっている、条項３２及び３３の何れか一項に記載の方法。
条項３５．第１の真空ポンプと第３の真空ポンプが同時に有効にされる、条項３２～３４の何れか一項に記載の方法。
条項３６．非一時的なコンピュータ可読媒体であって、一組の命令を含み、この一組の命令は、コントローラの１つ又は複数のプロセッサによって実行可能であり、コントローラに、ウェーハの熱調節を行う方法を実施させ、この方法は、
ウェーハがロードロックチャンバに装填された後で、ロードロックシステムのロードロックチャンバをポンプダウンするように第１の真空ポンプに指示することと、
ロードロックチャンバにガスを供給するようにガス供給部に指示することと、
ガスを介してウェーハに熱を伝達するために、第１の調節プレートの温度を調節するように第１の調節プレート内の第１の熱交換素子に指示することと、を含む、コンピュータ可読媒体。
条項３７．コントローラの１つ又は複数のプロセッサによって実行可能であり、コントローラが、更に、
メインチャンバ内のウェーハステージの温度を決定するように温度センサに指示するようにする、一組の命令である、条項３６に記載のコンピュータ可読媒体。
条項３８．第１の調節プレート内の第１の熱交換素子に指示することは、ウェーハステージの決定された温度に基づいて、第１の熱交換素子を調節することを更に含む、条項３７に記載のコンピュータ可読媒体。
条項３９．コントローラの１つ又は複数のプロセッサによって実行可能であり、コントローラが、更に、
ガスを介してウェーハに熱を伝達するために、第２の調節プレートの温度を調節するように第２の調節プレート内の第２の熱交換素子に指示するようにする、一組の命令である、条項３６～３８の何れか一項に記載のコンピュータ可読媒体。
条項４０．第２の調節プレート内の第２の熱交換素子に指示することは、ウェーハステージの決定された温度に基づいて、第２の熱交換素子を調節することを更に含む、条項３９に記載のコンピュータ可読媒体。
条項４１．コントローラの１つ又は複数のプロセッサによって実行可能であり、コントローラが、更に、
ロードロックチャンバを第１の圧力レベルまでポンプダウンするように第１の真空ポンプに指示し、
ロードロックチャンバを第２の圧力レベルまでポンプダウンするように第２の真空ポンプに指示するようにする、一組の命令であり、第２の圧力レベルは第１の圧力レベルよりも低い、条項３６～４０の何れか一項に記載のコンピュータ可読媒体。
条項４２．ロードロックチャンバをポンプダウンする方法であって、
ガスを第１の排気システムに排気するように構成された第１の真空ポンプを用いてロードロックチャンバからガスを排気することと、
ガスを第２の排気システムに排気するように構成された第２の真空ポンプを用いてロードロックチャンバからガスを排気することと、を含む方法。
条項４３．第１の真空ポンプがロードロックチャンバ内部の圧力を第１の圧力レベルまで下げることを可能にすることと、
第２の真空ポンプがロードロックチャンバ内部の圧力を第２の圧力レベルまで下げることを可能にすることと、を更に含み、第２の圧力レベルは第１の圧力レベルよりも低い、条項４２に記載の方法。
条項４４．第２の真空ポンプは、メインチャンバをポンプダウンするように構成された第３の真空ポンプと第２の排気システムを共有する、条項４３に記載の方法。
条項４５．第１の真空ポンプが有効になっている間、第２の真空ポンプは無効になっている、条項４２～４４の何れか一項に記載の方法。
条項４６．第１の真空ポンプと第３の真空ポンプが同時に有効にされる、条項４４～４５の何れか一項に記載の方法。
条項１．ロードロックシステムであって、
ウェーハを支持するように構成された複数の支持構造と、
ウェーハの温度を調節するように構成された第１の熱交換素子を含む、第１の調節プレートと、
第１の調節プレートとウェーハとの間にガスを供給するように構成された第１のガス通気孔と、
プロセッサ及びメモリを含むコントローラであって、第１の熱交換素子の制御を支援するように構成されたコントローラと、を含むロードロックシステム。
条項２．第１の調節プレートはウェーハの上方に配置される、条項１に記載のロードロックシステム。
条項３．第１の調節プレートはウェーハの下方に配置される、条項１に記載のロードロックシステム。
条項４．複数の支持構造は第１の調節プレートに結合されている、条項３に記載のロードロックシステム。
条項５．第１のガス通気孔は第１の調節プレートに取り付けられている、条項１～４の何れか一項に記載のロードロックシステム。
条項６．コントローラは、ウェーハステージの温度に基づいて第１の熱交換素子の制御を支援するように更に構成されている、条項１～５の何れか一項に記載のロードロックシステム。
条項７．コントローラは、第１のガス通気孔を通るガス流量を制御するように更に構成されている、条項１～６の何れか一項に記載のロードロックシステム。
条項８．ウェーハの温度を調節するように構成された第２の熱交換素子を含む第２の調節プレートを更に含む、条項１～７の何れか一項に記載のロードロックシステム。
条項９．ウェーハを支持するように構成された複数の支持構造は、第１の調節プレートと第２の調節プレートとの間に配置されている、条項８に記載のロードロックシステム。
条項１０．第２の調節プレートとウェーハとの間にガスの一部を供給するように構成された第２のガス通気孔を更に含む、条項９に記載のロードロックシステム。
条項１１．第２のガス通気孔は第２の調節プレートに結合されている、条項１０に記載のロードロックシステム。
条項１２．コントローラは、ウェーハステージの温度に基づいて第２の熱交換素子の制御を支援するように更に構成されている、条項８～１１の何れか一項に記載のロードロックシステム。
条項１３．コントローラは、第２のガス通気孔を通るガス流量を制御するように更に構成されている、条項１０～１２の何れか一項に記載のロードロックシステム。
条項１４．ガスは窒素、ヘリウム、水素、アルゴン、ＣＯ２、又は圧縮空気を含む、条項１～１３の何れか一項に記載のロードロックシステム。
条項１５．第１の調節プレートと複数の支持構造とウェーハとを封入するように構成されたロードロックチャンバを更に含む、条項１～１４の何れか一項に記載のロードロックシステム。
条項１６．ロードロックチャンバに接続された第１の真空ポンプを更に含む、条項１５に記載のロードロックシステム。
条項１７．コントローラは、第１の真空ポンプを制御してウェーハ調節プロセス中にガスをポンプで排気するように更に構成される、条項１６に記載のロードロックシステム。
条項１８．コントローラは、ウェーハ調節プロセス中に、ロードロックチャンバ内部の圧力を５０～５，０００Ｐａの範囲内に維持するように更に構成される、条項１７に記載のロードロックシステム。
条項１９．ロードロックチャンバに接続された第２の真空ポンプを更に含む、条項１６～１８の何れか一項に記載のロードロックシステム。
条項２０．コントローラは更に、
第１の真空ポンプがロードロックチャンバ内部の圧力を第１の圧力レベルまで下げることを可能にし、
第２の真空ポンプがロードロックチャンバ内部の圧力を第２の圧力レベルまで下げることを可能にするように構成され、第２の圧力レベルは第１の圧力レベルよりも低い、条項１９に記載のロードロックシステム。
条項２１．第２の真空ポンプは、メインチャンバに接続された第３の真空ポンプと排気経路を共有する、条項２０に記載のロードロックシステム。
条項２２．第１の真空ポンプが有効になっている間、第２の真空ポンプは無効になっている、条項２０及び２１の何れか一項に記載のロードロックシステム。
条項２３．第１の真空ポンプと第３の真空ポンプが同時に有効にされる、条項２０～２２の何れか一項に記載のロードロックシステム。
条項２４．ロードロックシステムにおいてウェーハの熱調節を行う方法であって、
ロードロックシステムのロードロックチャンバにウェーハを装填することと、
ロードロックチャンバをポンプダウンすることと、
ロードロックチャンバにガスを供給することと、
第１の調節プレート内の第１の熱交換素子が、ガスを介してウェーハに熱を伝達するために、第１の調節プレートの温度を調節できるようにすることと、を含む方法。
条項２５．ロードロックチャンバにガスを供給することは、ロードロックチャンバにガスを供給する前に、ガスの温度を調節することを更に含む、条項２４に記載の方法。
条項２６．ロードロックチャンバにガスを供給することは、第１の調節プレートとウェーハとの間の空間にガスを供給することを更に含む、条項２４及び２５の何れか一項に記載の方法。
条項２７．メインチャンバ内のウェーハステージの温度を決定することを更に含む、条項２４～２６の何れか一項に記載の方法。
条項２８．第１の熱交換素子が第１の調節プレートの温度を調節できるようにすることは、ウェーハステージの決定された温度に基づいて、第１の熱交換素子を調節することを更に含む、条項２４～２７の何れか一項に記載の方法。
条項２９．第２の調節プレート内の第２の熱交換素子が、ガスを介してウェーハに熱を伝達するために、第２の調節プレートの温度を調節できるようにすることを更に含む、条項２４～２８の何れか一項に記載の方法。
条項３０．ガスは窒素、ヘリウム、水素、アルゴン、ＣＯ２、又は圧縮空気を含む、条項２４～２９の何れか一項に記載の方法。
条項３１．ロードロックチャンバをポンプダウンすることは、ロードロックチャンバに接続された第１の真空ポンプを使用してロードロックチャンバからガスを排気することを含む、条項２４～３０の何れか一項に記載の方法。
条項３２．ロードロックチャンバをポンプダウンすることは、更に、
第１の真空ポンプがロードロックチャンバ内部の圧力を第１の圧力レベルまで下げることを可能にすることと、
ロードロックチャンバに接続された第２の真空ポンプがロードロックチャンバ内部の圧力を第２の圧力レベルまで下げることを可能にすることと、を含み、第２の圧力レベルは第１の圧力レベルよりも低い、条項３１に記載の方法。
条項３３．第２の真空ポンプは、メインチャンバに接続された第３の真空ポンプと排気経路を共有する、条項３２に記載の方法。
条項３４．第１の真空ポンプが有効になっている間、第２の真空ポンプは無効になっている、条項３２及び３３の何れか一項に記載の方法。
条項３５．第１の真空ポンプと第３の真空ポンプが同時に有効にされる、条項３２～３４の何れか一項に記載の方法。
条項３６．非一時的なコンピュータ可読媒体であって、一組の命令を含み、この一組の命令は、コントローラの１つ又は複数のプロセッサによって実行可能であり、コントローラに、ウェーハの熱調節を行う方法を実施させ、この方法は、
ウェーハがロードロックチャンバに装填された後で、ロードロックシステムのロードロックチャンバをポンプダウンするように第１の真空ポンプに指示することと、
ロードロックチャンバにガスを供給するようにガス供給部に指示することと、
ガスを介してウェーハに熱を伝達するために、第１の調節プレートの温度を調節するように第１の調節プレート内の第１の熱交換素子に指示することと、を含む、コンピュータ可読媒体。
条項３７．コントローラの１つ又は複数のプロセッサによって実行可能であり、コントローラが、更に、
メインチャンバ内のウェーハステージの温度を決定するように温度センサに指示するようにする、一組の命令である、条項３６に記載のコンピュータ可読媒体。
条項３８．第１の調節プレート内の第１の熱交換素子に指示することは、ウェーハステージの決定された温度に基づいて、第１の熱交換素子を調節することを更に含む、条項３７に記載のコンピュータ可読媒体。
条項３９．コントローラの１つ又は複数のプロセッサによって実行可能であり、コントローラが、更に、
ガスを介してウェーハに熱を伝達するために、第２の調節プレートの温度を調節するように第２の調節プレート内の第２の熱交換素子に指示するようにする、一組の命令である、条項３６～３８の何れか一項に記載のコンピュータ可読媒体。
条項４０．第２の調節プレート内の第２の熱交換素子に指示することは、ウェーハステージの決定された温度に基づいて、第２の熱交換素子を調節することを更に含む、条項３９に記載のコンピュータ可読媒体。
条項４１．コントローラの１つ又は複数のプロセッサによって実行可能であり、コントローラが、更に、
ロードロックチャンバを第１の圧力レベルまでポンプダウンするように第１の真空ポンプに指示し、
ロードロックチャンバを第２の圧力レベルまでポンプダウンするように第２の真空ポンプに指示するようにする、一組の命令であり、第２の圧力レベルは第１の圧力レベルよりも低い、条項３６～４０の何れか一項に記載のコンピュータ可読媒体。
条項４２．ロードロックチャンバをポンプダウンする方法であって、
ガスを第１の排気システムに排気するように構成された第１の真空ポンプを用いてロードロックチャンバからガスを排気することと、
ガスを第２の排気システムに排気するように構成された第２の真空ポンプを用いてロードロックチャンバからガスを排気することと、を含む方法。
条項４３．第１の真空ポンプがロードロックチャンバ内部の圧力を第１の圧力レベルまで下げることを可能にすることと、
第２の真空ポンプがロードロックチャンバ内部の圧力を第２の圧力レベルまで下げることを可能にすることと、を更に含み、第２の圧力レベルは第１の圧力レベルよりも低い、条項４２に記載の方法。
条項４４．第２の真空ポンプは、メインチャンバをポンプダウンするように構成された第３の真空ポンプと第２の排気システムを共有する、条項４３に記載の方法。
条項４５．第１の真空ポンプが有効になっている間、第２の真空ポンプは無効になっている、条項４２～４４の何れか一項に記載の方法。
条項４６．第１の真空ポンプと第３の真空ポンプが同時に有効にされる、条項４４～４５の何れか一項に記載の方法。
【0100】
[00118] 開示される実施形態について、好ましい実施形態に関係して説明してきたが、以降で特許請求される主題の趣旨及び範囲を逸脱することなく、他の修正及び変更を加えることができることを、理解されたい。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図3E】
【図3F】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図9】
【図10】
【図11】
【手続補正書】
【提出日】2023-04-18
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ウェーハを支持するように構成された複数の支持構造と、
前記ウェーハの温度を調節するように構成された第１の熱交換素子を含む第１の調節プレートと、
前記第１の調節プレートと前記ウェーハとの間にガスを供給するように構成された第１のガス通気孔と、
プロセッサ及びメモリを含むコントローラであって、前記第１の熱交換素子の制御を支援するように構成されたコントローラと、
を含む、ロードロックシステム。
前記ウェーハの温度を調節するように構成された第１の熱交換素子を含む第１の調節プレートと、
前記第１の調節プレートと前記ウェーハとの間にガスを供給するように構成された第１のガス通気孔と、
プロセッサ及びメモリを含むコントローラであって、前記第１の熱交換素子の制御を支援するように構成されたコントローラと、
を含む、ロードロックシステム。
【外国語明細書】