特許 7497420 カメラウエハを使用した台座セットアップ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-31

(45)【発行日】2024-06-10

(54)【発明の名称】カメラウエハを使用した台座セットアップ

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/205 20060101AFI20240603BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20240603BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20240603BHJP

   H01L 21/31 20060101ALI20240603BHJP

【ＦＩ】

H01L21/205

H01L21/68 R

H01L21/302 101B

H01L21/31 C

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2022506064

(86)(22)【出願日】2020-07-24

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-10-07

(86)【国際出願番号】 US2020043414

(87)【国際公開番号】W WO2021021604

(87)【国際公開日】2021-02-04

【審査請求日】2023-07-12

(31)【優先権主張番号】62/879,654

(32)【優先日】2019-07-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】592010081

【氏名又は名称】ラム リサーチ コーポレーション

【氏名又は名称原語表記】ＬＡＭ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ

(74)【代理人】

【識別番号】110000028

【氏名又は名称】弁理士法人明成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】クルカルニ・プラサナ

(72)【発明者】

【氏名】バツァー・レイチェル・イー．

(72)【発明者】

【氏名】タン・テッド

(72)【発明者】

【氏名】クリシュナスワミ・ヴィヴェーカーナンダン

(72)【発明者】

【氏名】ウーンプラサート・ブーンヤリト

(72)【発明者】

【氏名】フィールダー・ショーン

【審査官】加藤 芳健

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－１２４０８１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／２０５

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

Ｃ２３Ｃ １６／５０

Ｈ０５Ｈ １／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の平面に沿って配置されている環状部材と、
前記環状部材の外径から前記第１の平面に対して垂直に延伸するＮ個の第１の部材と、Ｎは、２よりも大きい整数であり、前記Ｎ個の第１の部材の各々の第１の部分は、前記第１の平面の上方に延伸し、前記Ｎ個の第１の部材の各々の第２の部分は、前記第１の平面の下方に延伸し、
前記第１の平面に平行な第２の平面に沿って、前記Ｎ個の第１の部材の前記第２の部分から半径方向外向きに延伸するＮ個の第２の部材と、前記Ｎ個の第２の部材の各々は、前記Ｎ個の第１の部材の異なる対の間にある、
ことを備える、装置。

【請求項2】

請求項１に記載の装置であって、
前記環状部材、前記Ｎ個の第１の部材、および前記Ｎ個の第２の部材は、単一の構造を構成する、装置。

【請求項3】

請求項１に記載の装置であって、
前記環状部材、前記Ｎ個の第１の部材、および前記Ｎ個の第２の部材は、金属で作製されている、装置。

【請求項4】

請求項１に記載の装置はさらに、
長さが等しく、前記第２の平面に対して垂直に前記Ｎ個の第２の部材からそれぞれ下向きに延伸する非研磨性材料で作製されているＮ個の第３の部材を備える、装置。

【請求項5】

請求項４に記載の装置はさらに、
等しい長さおよび円錐端を有し、前記第２の平面に対して垂直に前記Ｎ個の第２の部材からそれぞれ下向きに延伸する非研磨性材料で作製されているＮ個のピンを備え、
前記Ｎ個のピンは、前記環状部材の中心から等距離にあり、前記Ｎ個の第２の部材におけるねじ付きスロットと係合可能なねじ山を含む、
装置。

【請求項6】

請求項１に記載の装置はさらに、
長さが等しく、前記Ｎ個の第２の部材におけるそれぞれのスロットに配置されている非研磨性材料で作製されているＮ個の第３の部材を備え、
前記Ｎ個の第３の部材の各々は、弧状であり、
前記第２の平面に平行な前記Ｎ個の第２の部材のそれぞれに締結されている第１の要素と、
前記第１の要素から前記第２の平面の下方に、かつ前記Ｎ個の第２の部材の前記それぞれの下方に垂直に延伸する第２の要素と、
前記第１の要素から前記第２の平面の下方に、かつ前記Ｎ個の第２の部材の前記それぞれの下方に垂直に延び、前記第２の要素よりも小さく延伸する第３の要素と
を含む、
装置。

【請求項7】

請求項６に記載の装置であって、
前記第１、第２、および第３の要素は、単一の構造を構成する、装置。

【請求項8】

請求項６に記載の装置であって、
前記第１の要素は、前記第２および第３の要素よりも長い弧長を有する、装置。

【請求項9】

請求項６に記載の装置であって、
前記Ｎ個の第３の部材の前記第３の要素の遠位端は、前記第２の平面に平行な平面にある、装置。

【請求項10】

請求項６に記載の装置はさらに、
長さが等しく、前記環状部材の中心から同じ半径方向距離にある前記Ｎ個の第２の部材におけるそれぞれのねじ付きスロットを通って前記第２の平面に対して垂直下向きに延伸する非研磨性材料で作製されているＮ個のピンを備え、
前記Ｎ個のピンの各々は、
上部と、
円錐底部と、
前記ねじ付きスロットのそれぞれと係合可能な前記上部と前記底部との間のねじ付き部分とを含む、
装置。

【請求項11】

処理チャンバ内の台座の上面に装置を配置し、前記装置は、
環状部材、
前記台座の前記上面に平行かつ上方の平面内で前記環状部材を支持するＮ個の支持部材と、Ｎは、２よりも大きい整数であり、
前記環状部材の円周に沿って前記平面に垂直に配置されているＮ個のピンと、前記Ｎ個のピンの各々は、前記装置内のそれぞれのねじ付きスロットと係合可能なねじ山を含み、前記台座の前記上面を向いており、前記台座の前記上面の周囲と係合可能な円錐端を含むことを備え、
前記Ｎ個のピンの１つまたは複数を調整することによって、前記環状部材の中心を前記台座の中心に位置合わせすること
を備える、方法。

【請求項12】

請求項１１に記載の方法はさらに、
前記Ｎ個のピンのそれぞれと接触する前記装置内のそれぞれのスロットにＮ個のレベル表示デバイスを配置し、
前記Ｎ個のレベル表示デバイスが同じレベルを示すまで前記Ｎ個のピンの１つまたは複数を調整することによって、前記環状部材の前記中心を前記台座の前記中心に位置合わせすることを備える、方法。

【請求項13】

請求項１１に記載の方法はさらに、
前記環状部材上に同心円状にウエハを配置し、前記ウエハは、前記ウエハの中心にあり、前記処理チャンバ内の前記台座の上に配置されているシャワーヘッドに配向されているカメラを含み、
前記カメラを使用して前記シャワーヘッドの１つまたは複数の画像をキャプチャし、
前記１つまたは複数の画像に基づいて、前記台座の前記中心を前記シャワーヘッドの中心に位置合わせすることを備える、方法。

【請求項14】

請求項１１に記載の方法はさらに、
前記環状部材上に同心円状にウエハを配置し、前記ウエハは、前記ウエハの中心にあり、前記処理チャンバ内の前記台座の上に配置されているシャワーヘッドに配向されているカメラを含み、前記カメラとおよび前記処理チャンバの外部のコンピューティングデバイスと通信する無線送信機を含み、
前記無線送信機を使用して前記１つまたは複数の画像を前記コンピューティングデバイスに送信し、
前記コンピューティングデバイスにおいて前記１つまたは複数の画像を処理し、
前記処理に基づいて、前記台座の前記中心を前記シャワーヘッドの中心に位置合わせすることを備える、方法。

【請求項15】

請求項１１に記載の方法であって、
前記環状部材上に同心円状にウエハを配置し、前記ウエハは、前記ウエハの中心にあり、前記処理チャンバ内の前記台座の上に配置されているシャワーヘッドに配向されているカメラを含み、前記カメラとおよび前記処理チャンバの外部のコンピューティングデバイスと通信する無線送信機を含み、
前記処理チャンバを閉じ、
前記処理チャンバ内に真空を生成し、
前記カメラを使用して前記シャワーヘッドの１つまたは複数の画像をキャプチャし、
前記無線送信機を使用して前記１つまたは複数の画像を前記コンピューティングデバイスに送信し、
前記コンピューティングデバイスにおいて前記１つまたは複数の画像を処理し、
前記台座の前記中心が前記シャワーヘッドの中心に位置合わせされるまで、前記処理に基づいて、前記台座を移動させることを備える、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本開示は、２０１９年７月２９日に出願された米国仮特許出願第６２／８７９，６５４号のＰＣＴ国際出願である。上記で参照された出願の全体の開示は、参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

本開示は、一般に、基板処理システムに関し、より詳細には、カメラウエハを使用して台座をセットアップするための固定具に関する。

【背景技術】

【0003】

ここで提供される背景の説明は、本開示の内容を概ね提示することを目的とする。この背景技術のセクションで説明されている範囲内における、現時点で名前を挙げられている発明者らによる研究、ならびに出願の時点で先行技術として別途みなされ得ない説明の態様は、明示または暗示を問わず、本開示に対抗する先行技術として認められない。

【0004】

基板処理システムは、典型的には、半導体ウエハなどの基板の堆積、エッチング、および他の処理を実施する複数の処理チャンバ（プロセスモジュールとも呼ばれる）を含む。基板上で実施することができるプロセスの例には、限定はしないが、プラズマ強化化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）プロセス、化学強化プラズマ気相堆積（ＣＥＰＶＤ）プロセス、およびスパッタリング物理気相堆積（ＰＶＤ）プロセスが挙げられる。基板上で実施することができるプロセスの追加の例には、限定はしないが、エッチング（例えば、化学エッチング、プラズマエッチング、反応性イオンエッチングなど）および洗浄プロセスが挙げられる。

【0005】

処理中、基板は、基板処理システムの処理チャンバ内の台座、静電チャック（ＥＳＣ）などの基板支持体上に配置される。堆積中、１つまたは複数の前駆体を含むガス混合物が処理チャンバに導入され、プラズマが打たれて化学反応を活性化する。エッチング中、エッチングガスを含むガス混合物が処理チャンバに導入され、プラズマが打たれて化学反応を活性化する。コンピュータ制御式ロボットが、典型的には、基板が処理される順序で、ある処理チャンバから別の処理チャンバに基板を移送する。

【発明の概要】

【0006】

装置は、第１の平面に沿って配置されている環状部材と、環状部材の外径から第１の平面に垂直に延伸するＮ個の第１の部材であって、Ｎは、２よりも大きい整数であるＮ個の第１の部材とを備える。Ｎ個の第１の部材の各々の第１の部分は、第１の平面の上方に延び、Ｎ個の第１の部材の各々の第２の部分は、第１の平面の下方に延伸する。装置は、第１の平面に平行な第２の平面に沿って、Ｎ個の第１の部材の第２の部分から半径方向外向きに延伸するＮ個の第２の部材をさらに備える。Ｎ個の第２の部材の各々は、Ｎ個の第１の部材の異なる対の間にある。

【0007】

別の特徴において、環状部材、Ｎ個の第１の部材、およびＮ個の第２の部材は、単一の構造を構成する。

【0008】

別の特徴において、環状部材、Ｎ個の第１の部材、およびＮ個の第２の部材は、金属で作製される。

【0009】

別の特徴において、装置は、長さが等しく、第２の平面に対して垂直にＮ個の第２の部材からそれぞれ下向きに延伸する非研磨性材料で作製されているＮ個の第３の部材をさらに備える。

【0010】

別の特徴において、装置は、等しい長さおよび円錐端を有し、第２の平面に垂直にＮ個の第２の部材からそれぞれ下向きに延伸する非研磨性材料で作製されているＮ個のピンをさらに備える。Ｎ個のピンは、環状部材の中心から等距離にあり、Ｎ個の第２の部材におけるねじ付きスロットと係合可能なねじ山を含む。

【0011】

他の特徴において、装置は、長さが等しく、Ｎ個の第２の部材におけるそれぞれのスロットに配置されている非研磨性材料で作製されているＮ個の第３の部材をさらに備える。Ｎ個の第３の部材の各々は、弧状であり、第１の要素と、第２の要素と、第３の要素とを含む。第１の要素は、第２の平面に平行なＮ個の第２の部材のそれぞれに締結される。第２の要素は、第１の要素から第２の平面の下方に、かつＮ個の第２の部材のそれぞれの下方に垂直に延伸する。第３の要素は、第１の要素から第２の平面の下方に、かつＮ個の第２の部材のそれぞれの下方に垂直に延び、第２の要素よりも小さく延伸する。

【0012】

別の特徴において、第１、第２、および第３の要素は、単一の構造を構成する。

【0013】

別の特徴において、第１の要素は、第２および第３の要素よりも長い弧長を有する。

【0014】

別の特徴において、Ｎ個の第３の部材の第３の要素の遠位端は、第２の平面に平行な平面にある。

【0015】

別の特徴において、装置は、長さが等しく、環状部材の中心から同じ半径方向距離にあるＮ個の第２の部材におけるそれぞれのねじ付きスロットを通って第２の平面に対して垂直下向きに延伸する非研磨性材料で作製されているＮ個のピンをさらに備える。Ｎ個のピンの各々は、上部と、円錐底部と、ねじ付きスロットのそれぞれと係合可能な上部と底部との間のねじ付き部分とを含む。

【0016】

さらに他の特徴において、方法は、処理チャンバ内の台座の上面に装置を配置することを備える。装置は、環状部材、Ｎ個の支持部材、およびＮ個のピンを備え、Ｎは、２よりも大きい整数である。Ｎ個の支持部材は、台座の上面に平行かつ上方の平面内で環状部材を支持する。Ｎ個のピンは、環状部材の円周に沿って平面に対して垂直に配置される。Ｎ個のピンの各々は、装置内のそれぞれのねじ付きスロットと係合可能なねじ山を含む。Ｎ個のピンの各々は、台座の上面方向を向いており、台座の上面の周囲と係合可能な円錐端を含む。方法は、Ｎ個のピンの１つまたは複数を調整することによって、環状部材の中心を台座の中心に位置合わせすることをさらに含む。

【0017】

他の特徴において、方法は、Ｎ個のピンのそれぞれと接触する装置内のそれぞれのスロットにＮ個のレベル表示デバイスを配置することをさらに含む。方法は、Ｎ個のレベル表示デバイスが同じレベルを示すまでＮ個のピンの１つまたは複数を調整することによって、環状部材の中心を台座の中心に位置合わせすることをさらに含む。

【0018】

他の特徴において、方法は、環状部材上に同心円状にウエハを配置することをさらに含む。ウエハは、ウエハの中心にカメラを含む。カメラは、処理チャンバ内の台座の上に配置されているシャワーヘッドに配向されている。方法は、カメラを使用してシャワーヘッドの１つまたは複数の画像をキャプチャすることをさらに含む。方法は、１つまたは複数の画像に基づいて、台座の中心をシャワーヘッドの中心に位置合わせすることをさらに含む。

【0019】

他の特徴において、方法は、環状部材上に同心円状にウエハを配置することをさらに含む。ウエハは、ウエハの中心にカメラを含む。カメラは、処理チャンバ内の台座の上に配置されているシャワーヘッドに配向されている。ウエハは、カメラとおよび処理チャンバの外部のコンピューティングデバイスと通信する無線送信機をさらに含む。方法は、無線送信機を使用して１つまたは複数の画像をコンピューティングデバイスに送信することと、コンピューティングデバイスにおいて１つまたは複数の画像を処理することと、処理に基づいて、台座の中心をシャワーヘッドの中心に位置合わせすることとをさらに含む。

【0020】

他の特徴において、方法は、環状部材上に同心円状にウエハを配置することをさらに含む。ウエハは、ウエハの中心にカメラを含む。カメラは、処理チャンバ内の台座の上に配置されているシャワーヘッドに配向されている。ウエハは、カメラとおよび処理チャンバの外部のコンピューティングデバイスと通信する無線送信機をさらに含む。方法は、処理チャンバを閉じることと、処理チャンバ内に真空を生成することをさらに含む。方法は、カメラを使用してシャワーヘッドの１つまたは複数の画像をキャプチャすることと、無線送信機を使用して１つまたは複数の画像をコンピューティングデバイスに送信することとをさらに含む。方法は、コンピューティングデバイスにおいて１つまたは複数の画像を処理することと、台座の中心がシャワーヘッドの中心に位置合わせされるまで、処理に基づいて、台座を移動させることとをさらに含む。

【0021】

本開示を適用可能な他の分野は、詳細な説明、特許請求の範囲および図面から明らかになるであろう。詳細な説明および特定の例は、例示のみを目的としており、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。

【図面の簡単な説明】

【0022】

本開示は、詳細な説明および添付の図面からより完全に理解されるであろう。

【0023】

【図1】図１は、処理チャンバを備える基板処理システムの一例を示す図である。

【0024】

【図2】図２は、処理チャンバ内で台座をシャワーヘッドに位置合わせするための固定具を示す図である。

【0025】

【図3】図３は、処理チャンバ内で台座をシャワーヘッドに位置合わせする固定具と共に使用されるカメラを備えるウエハを示す図である。

【0026】

【図4】図４は、カメラを含むウエハと共に固定具を示す図である。

【0027】

【図5】図５は、固定具の下側からの固定具の図である。

【0028】

【図6】図６は、厳しい公差で製造されている固定具の要素を示す図である。

【0029】

【図7】図７は、固定具の追加の図である。

【0030】

【図8】図８は、固定具の追加の構造の詳細を示す図である。

【図9】図９は、固定具の追加の構造の詳細を示す図である。

【0031】

【図10】図１０は、台座に置かれた固定具の接触パッドの構造の詳細を示す図である。

【0032】

【図11】図１１は、固定具を台座に位置合わせするために使用される固定具上のピンの構造の詳細を示す図である。

【0033】

【図12】図１２は、台座をシャワーヘッドに位置合わせするために使用される固定具およびコンピューティングデバイスを備えるシステムの概略図である

【0034】

【図13】図１３は、固定具を使用して台座をシャワーヘッドに位置合わせするための方法のフローチャートである。

【0035】

これらの図面において、参照番号は、類似の要素および／または同一の要素を指すために再度利用されることがある。

【発明を実施するための形態】

【0036】

ウエハ上の均一性（例えば、堆積プロセスにおける）は、台座とシャワーヘッドの位置合わせに依存する。台座とシャワーヘッドボアとの間のギャップは、プロセスガスの流れに影響を与える。不均一なギャップは不均一な流れを引き起こし、これは次に不均一性を増加させる。台座は、典型的には、処理チャンバの中心を基準にしてセットアップされ、これにより不均一なギャップがもたらされる。

【0037】

台座とシャワーヘッドの位置合わせには、ウエハの中心にカメラが統合されているウエハ（以下、カメラウエハ）が使用される。しかし、カメラウエハをカメラウエハと台座との間の位置合わせに使用する際、再現性のある結果を達成することは困難である。カメラウエハと共に使用される現在の固定具は、台座に緩くフィットしてセットアップの再現性に悪影響を及ぼすか、またはきつすぎることで台座に擦れ傷をもたらす。密接な台座とシャワーヘッドの位置合わせを達成するためには、カメラウエハをしっかりと台座の中心に配置する必要がある。カメラウエハと共に使用される固定具は、再現性を位置合わせプロセスに提供する必要がある。固定具はまた、様々な台座のサイズおよび変動（公差）にも対応する必要がある。

【0038】

本開示に従って設計された固定具は、台座に擦れ傷をもたらすことなく台座にカメラウエハを載置し、最大０．００５インチ（０．１２７ミリメートル）の再現性を提供する。固定具は、台座とシャワーヘッドの位置合わせプロセスの再現性を向上させる。固定具は、台座がむき出しであるか、コーティングされているか、またはコンディショニングされているかどうかに関係なく、および台座の構成に使用される材料（例えば、金属、セラミックなど）に関係なく、様々なサイズの台座に対応する。

【0039】

台座をセットアップする現在の方法では、台座をスピンドルに位置合わせする。この目的で使用される固定具は公差が大きく、必ずしも台座をシャワーヘッドに位置合わせする必要はない。位置合わせのずれは、方位角の不均一性につながる。ウエハ上の均一性に対する需要の高まりにより、信頼性の低い台座位置合わせプロセスは、台座の設置または交換後に処理チャンバを回収するために処理チャンバに複数の開口部を生じさせる場合がある。

【0040】

本開示のシステムおよび方法を使用することで、カメラウエハは、大きなシステムレベルの公差を正確に補償しながら、そのシャワーヘッドと位置合わせして各台座をセットアップするために使用される。本開示に従って設計された固定具は、カメラウエハの外径（ＯＤ）に密接した寸法になっている。すなわち、固定具は、厳しい公差で製造されたカメラウエハのＯＤを使用して、カメラウエハを固定具の中心に配置する。

【0041】

カメラウエハを備えた固定具は、台座の上面に置かれる。カメラウエハは、台座の上面に平行な固定具の隆起した環状プラットフォームに置かれる。以下で詳細に説明する固定具の設計上の特徴により、固定具の隆起した環状プラットフォームは、閉じ込められた空気に対する通気経路、位置合わせに使用されるカメラウエハとデータ取得デバイスとの間の良好な接続性、ならびにカメラウエハの載置および取り外しのためのカメラウエハに対する容易なアクセスを提供する。固定具は、台座表面への損傷を防止するために非研磨性の表面で作製されている３つの脚部（以下の説明では接触パッドと呼ばれる）を有する。脚部の高さおよび平行度の公差は、厳密に制御されている。

【0042】

固定具は、台座のＯＤを基準に３つの円錐ピンを使用して台座の中心に配置される。円錐ピンは、台座表面を保護するために非研磨性材料で作製される。円錐ピンは固定具にねじ込まれ、様々なＯＤの台座に対応するように調整することができる。円錐ピンの長さは、厳密に制御されている。円錐ピンが固定具と台座の中心を位置合わせするように調整されると、円錐ピンの円錐形端部が台座のＯＤに沿って垂直（上下）にスライドする。これにより、固定具が台座の上面に平行に水平に移動し、固定具と台座の中心の位置合わせが容易になる。

【0043】

固定具と台座の中心を位置合わせするために、固定具の基準面に対する円錐ピンの上面の高さがダイヤルゲージ（レベルインジケータ）を使用して測定される。３つの円錐ピンすべてが同じ高さに設定されている場合、円錐ピンの端点は、固定具およびカメラウエハと同心の円を画定する。この時点で、固定具とカメラウエハの中心は、台座の中心に位置合わせされる。次に、以下で詳細に説明するように台座を移動させることによって、台座の中心がシャワーヘッドの中心に位置合わせされる（すなわち、カメラウエハの中心および固定具の中心がシャワーヘッドの中心の穴に位置合わせされる）。

【0044】

固定具を使用して、ピンの高さを変えることによって固定具の中心と台座の中心との間に計算されたオフセットを故意に作り出すことも可能である。この特徴を使用して、台座とシャワーヘッドとの間に意図的なオフセットを作り出し、他の方位角の不均一性を補償することができる。固定具は、位置合わせ手順の再現性のために、カメラウエハ上のノッチを位置合わせするためのマーキングを有する。

【0045】

したがって、本開示による固定具は、正確かつ再現性があり、台座固有である位置合わせを提供する。固定具は、様々な台座サイズに対応する。固定具は、非研磨性の接点を有する。固定具は、固定具の隆起した環状プラットフォームが位置合わせプロセスに使用されるため、プロセスにおける高さで台座位置合わせを実施する。

【0046】

本開示は、以下のように構成されている。最初に、処理チャンバの一例が、図１を参照して示され説明される。続いて、本開示による固定具の構造が、図２～図１１を参照して説明される。その後、台座をシャワーヘッドに位置合わせするための固定具の使用が、図１２および図１３を参照して説明される。具体的には、固定具の構造の詳細が、図２～図７を参照して示され説明される。固定具の技術図面が、図８～図１１に示される。次に、固定具を使用する位置合わせプロセスが、図１２および図１３を参照して説明される。具体的には、台座をシャワーヘッドに位置合わせするために使用される固定具およびコンピューティングデバイスを備えるシステムが、図１２を参照して示され説明される。固定具を使用して台座をシャワーヘッドに位置合わせする方法が、図１３を参照して示され説明される。

【0047】

図１は、処理チャンバ１０２を備える基板処理システム１００の一例を示す。この例はプラズマ強化化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）の場面で説明されているが、本開示の教示は、原子層堆積（ＡＬＤ）、プラズマ強化ＡＬＤ（ＰＥＡＬＤ）、ＣＶＤ、またはエッチングプロセスを含む他の処理などの他のタイプの基板処理に適用することができる。システム１００は、システム１００の他の構成要素を取り囲み、ＲＦプラズマ（使用される場合）を含む処理チャンバ１０２を備える。処理チャンバ１０２は、上部電極１０４と、静電チャック（ＥＳＣ）１０６または他の基板支持体とを備える。動作中、基板１０８が、ＥＳＣ１０６上に配置される。

【0048】

例えば、上部電極１０４は、プロセスガスを導入および分配するシャワーヘッドなどのガス分配デバイス１１０を含み得る。ガス分配デバイス１１０は、処理チャンバ１０２の上面に接続されている一端を含むステム部分を含むことができる。シャワーヘッドのベース部分は、概して円筒形であり、処理チャンバ１０２の上面から離間された場所で、ステム部分の反対側の端部から半径方向外向きに延伸する。シャワーヘッドのベース部分の基板に面する表面またはフェースプレートは、気化した前駆体、プロセスガス、またはパージガスが流れる複数の穴を含む。あるいは、上部電極１０４は、導電性プレートを含むことができ、プロセスガスは、別の方式で導入することができる。

【0049】

ＥＳＣ１０６は、下部電極として作用するベースプレート１１２を備える。ベースプレート１１２は、セラミックマルチゾーン加熱プレートに対応し得る加熱プレート１１４を支持する。熱抵抗層１１６が、加熱プレート１１４とベースプレート１１２との間に配置され得る。ベースプレート１１２は、ベースプレート１１２を通して冷却剤を流すための１つまたは複数のチャネル１１８を含み得る。

【0050】

プラズマが使用される場合、ＲＦ生成システム１２０がＲＦ電圧を生成し、上部電極１０４および下部電極（例えば、ＥＳＣ１０６のベースプレート１１２）の１つに出力する。上部電極１０４およびベースプレート１１２のもう一方は、ＤＣ接地されるか、ＡＣ接地されるか、または浮動とすることができる。ほんの一例として、ＲＦ生成システム１２０は、整合および分配ネットワーク１２４によって上部電極１０４またはベースプレート１１２に供給されるＲＦ電力を生成するＲＦ発生器１２２を含み得る。他の例では、プラズマは、誘導的または遠隔的に生成されてもよい。

【0051】

ガス送給システム１３０が、１つまたは複数のガス源１３２－１、１３２－２、…、および１３２－Ｎ（総称してガス源１３２）を含み、Ｎは、ゼロよりも大きい整数である。ガス源１３２は、弁１３４－１、１３４－２、…、および１３４－Ｎ（総称して弁１３４）およびマスフローコントローラ１３６－１、１３６－２、…、および１３６－Ｎ（総称してマスフローコントローラ１３６）によってマニホールド１４０に接続される。蒸気送給システム１４２が、気化した前駆体を処理チャンバ１０２に接続されているマニホールド１４０または別のマニホールド（図示せず）に供給する。マニホールド１４０の出力は、処理チャンバ１０２に供給される。

【0052】

温度コントローラ１５０が、加熱プレート１１４に配置されている複数の熱制御要素（ＴＣＥ）１５２に接続され得る。温度コントローラ１５０を使用して複数のＴＣＥ１５２を制御し、ＥＳＣ１０６および基板１０８の温度を制御することができる。温度コントローラ１５０は、冷却剤アセンブリ１５４と通信し、チャネル１１８を通る冷却剤の流れを制御することができる。例えば、冷却剤アセンブリ１５４は、冷却剤ポンプと、リザーバと、１つまたは複数の温度センサ（図示せず）とを含み得る。温度コントローラ１５０は、冷却剤アセンブリ１５４を動作させ、チャネル１１８を通して冷却剤を選択的に流してＥＳＣ１０６を冷却する。弁１５６およびポンプ１５８を使用して、処理チャンバ１０２から反応物を排出することができる。システムコントローラ１６０が、システム１００の構成要素を制御する。

【0053】

図２は、本開示による台座をシャワーヘッドに位置合わせするための固定具２００を示す。固定具２００は、カメラウエハ（図３に示す）が置かれる環状プラットフォーム２０２を備える。環状プラットフォーム２０２はまた、固定具２００の環状要素、部分、または部材と呼ばれ得る。環状プラットフォーム２０２は、カメラウエハの平面に平行である。環状プラットフォーム２０２の外径（ＯＤ）は、カメラウエハのＯＤと密接に一致する。固定具２００は、環状プラットフォーム２０２のＯＤがカメラウエハのＯＤに適合するように製造されている。したがって、カメラウエハが環状プラットフォーム２０２に載置されると、カメラウエハと環状プラットフォーム２０２の中心が自動的に位置合わせされる。

【0054】

環状プラットフォーム２０２のＯＤ（したがってカメラウエハのＯＤ）は、固定具２００の複数の弧状の垂直要素によって拘束される。例えば、３つの垂直要素が、２０４－１、２０４－２、および２０４－３（総称して垂直要素２０４）で示されている。垂直要素２０４はまた、固定具２００の垂直部分または部材と呼ばれ得る。各垂直要素２０４は、環状プラットフォーム２０２のＯＤの周りに円周方向に延伸する。垂直要素２０４は、環状プラットフォーム２０２の平面に（したがってカメラウエハの平面に）垂直である。垂直要素２０４は、環状プラットフォーム２０２と統合され、環状プラットフォーム２０２から延伸する。すなわち、垂直要素２０４および環状プラットフォーム２０２は、単一の部品として製造され、互いに分離することができない。

【0055】

各垂直要素２０４の第１の（上部）部分は、環状プラットフォーム２０２の上方に垂直に延び、カメラウエハを拘束する。各垂直要素２０４の第２の（底部）部分は、環状プラットフォーム２０２の下方に垂直に延び、台座の上面に接触しない。むしろ、固定具２００が台座の上面に載置されたとき、垂直要素２０４の底部および環状プラットフォーム２０２は、一組の接触パッド（以下方に説明される）によって台座の上面よりも上に持ち上げられる。

【0056】

垂直要素２０４は、環状プラットフォーム２０２を囲む円筒形状を形成するために互いに接続されていない。むしろ、３つの垂直要素２０４で示される例では、各垂直要素２０４の弧長は、環状プラットフォーム２０２のＯＤの３分の１未満である。すなわち、垂直要素２０４の弧長の合計は、環状プラットフォーム２０２のＯＤよりも小さい。垂直要素２０４の弧長の中心は、正三角形の頂点にある。垂直要素２０４の弧長の中心、および正三角形の頂点は、環状プラットフォーム２０２の中心と（すなわち、固定具２００の中心と）同心である円上にある。３つの垂直要素が示されているが、代わりにＮ個の垂直要素が使用されてもよく、Ｎは、２よりも大きい整数である。

【0057】

固定具２００は、環状プラットフォーム２０２のＯＤから半径方向外向きに延伸する複数の弧状の水平要素２０６－１、２０６－２、および２０６－３（総称して水平要素２０６、３つすべてが図５および図８に見られる）をさらに備える。水平要素２０６は、固定具２００の水平部分または部材と呼ばれることもある。水平要素２０６は、垂直要素２０４に垂直である。水平要素２０６は、環状プラットフォーム２０２の平面に（したがってカメラウエハの平面に）平行な平面にある。

【0058】

水平要素２０６がある平面は、環状プラットフォーム２０２がある平面の下方にある（したがってカメラウエハの平面の下方にある）。水平要素２０６がある平面は、環状プラットフォーム２０２がある平面よりも台座の上面に近い。水平要素２０６がある平面は、以下の説明では基準平面とも呼ばれる。水平要素２０６の底部および垂直要素２０４の底部は、同じ平面上にある。

【0059】

垂直要素２０４と同様に、水平要素２０６は、環状プラットフォーム２０２を囲む環状形状を形成するために互いに接続されていない。むしろ、各水平要素２０６の端部は、２つの垂直要素２０４に接続される。具体的には、各水平要素２０６は、垂直要素２０４の異なる対に接続される。例えば、水平要素２０６－１の第１および第２の端部は、垂直要素２０４－１および２０４－２の第１の端部にそれぞれ接続され、水平要素２０６－２の第１および第２の端部は、垂直要素２０４－２の第２の端部および垂直要素２０４－３の第１の端部にそれぞれ接続され、水平要素２０６－３の第１および第２の端部は、垂直要素２０４－３および２０４－１の第２の端部にそれぞれ接続される。

【0060】

水平要素２０６の弧長の中心もまた、正三角形の頂点にある。水平要素２０６の弧長の中心および正三角形の頂点は、環状プラットフォーム２０２の中心（すなわち、固定具２００の中心）と同心である円上にある。水平要素２０６の数は、垂直要素２０４の数と同じである。水平要素２０６はまた、垂直要素２０４と統合され、垂直要素２０４から延伸する。すなわち、水平要素２０６、垂直要素２０４、および環状プラットフォーム２０２は、固定具２００である単一の部品として製造され、互いに分離することができない。

【0061】

水平要素２０６の各々は、台座に置かれた接触パッド（２０８－１、２０８－２、および２０８－３として示されており、総称して接触パッド２０８）を含む。接触パッド２０８もまた、水平要素２０６と同様に弧状であり、水平要素２０６内のスロットに挿入される。接触パッド２０８は、図１０を参照してさらに詳細に示され説明される。接触パッド２０８はまた、固定具２００の支持構造、部材、または要素と呼ばれ得る。ほんの一例として、接触パッド２０８は、水平要素２０６の第１の端部にまたはその近くに位置することができる。したがって、接触パッド２０８は、正三角形の頂点にあり、環状プラットフォーム２０２の中心（すなわち、固定具２００の中心）と同心である円上にある。

【0062】

水平要素２０６の各々は、位置合わせのために使用されるピン２１０を含む。ピン２１０は、水平要素２０６内のねじ付きスロットに挿入される。各ピン２１０は、以下で詳細に説明するように、調整のための上部測定面（またはヘッド部分）２１２、ねじ山２１４、および円錐（または底部）部分２１６を含む。ピン２１０は、図１１にさらに詳細に示されている。ねじ山２１４は、水平要素２０６内のねじ付きスロットと係合し、位置合わせ中の微調整用に十分に小さい（例えば、１インチあたり１００個のねじ山）。

【0063】

円錐部分２１６は、ピン２１０が回転されるときに台座の上面のＯＤ（すなわち、周囲、周長、または円周）と係合し、それに沿って垂直にスライドするように設計されている。すなわち、円錐部分２１６は、環状プラットフォーム２０２の平面およびカメラウエハの平面に垂直にスライドするように設計されている。円錐部分２１６は、図１２を参照して以下で説明するように、様々なＯＤを有する台座に対して対応および調整するように設計されている。

【0064】

例えば、ピン２１０は、水平要素２０６上の接触パッド２０８に隣接して位置し得る。ピン２１０は、正三角形の頂点にある。さらに、ピン２１０の場所は、固定具２００が製造される際の厳しい公差のために、カメラウエハの中心でもある固定具２００の中心に対して厳密に制御される。具体的には、ピン２１０の場所は、固定具２００の中心（すなわち、環状プラットフォーム２０２の中心）と同心である円上にあり、これは、以下で詳細に説明するような位置合わせ手順を助ける。

【0065】

水平要素２０６の各々は、レベル測定デバイス（またはレベルインジケータ）２２０を装着するためのレセプタクルを含む。各レベルインジケータ２２０は、環状プラットフォーム２０２の平面に対して（したがってカメラウエハの平面に対して）、対応する水平要素２０６のレベルを測定または示す。ほんの一例として、レベルインジケータ２２０は、水平要素２０６の第２の端部にまたはその近くに位置することができる。レベルインジケータ２２０は、水平要素２０６がある平面である基準平面上のベースレベル（ゼロ）を表示する。レベルインジケータ２２０は、ピン２１０の高さを測定する。３つのピン２１０すべての高さが等しいとき、ピン２１０の円錐端点は、固定具２００の中心を基準とする同心円を画定し（すなわち、上にある）、これはまた、カメラウエハの中心および環状プラットフォーム２０２の中心でもある。

【0066】

示されている接触パッド２０８、ピン２１０、およびレベルインジケータ２２０の場所は、ほんの一例である。これらの場所は、上述のように場所の対称性が維持されている限り、示されている以外の場所にすることができる。例えば、各水平要素２０６上の接触パッド２０８およびレベルインジケータ２２０の位置は、切り替える（すなわち、交換する）ことができる。あるいは、レベルインジケータ２２０は、それぞれの水平要素２０６上の接触パッド２０８とピン２１０との間に位置され得る。あるいは、接触パッド２０８は、それぞれの水平要素２０６上のレベルインジケータ２２０とピン２１０との間に位置され得る。

【0067】

接触パッド２０８、ピン２１０、およびレベルインジケータ２２０の数は、水平要素２０６の数と同じであることに留意されたい。本開示を通して、垂直および水平要素２０４および２０６、ならびに接触パッド２０８、ピン２１０、およびレベルインジケータ２２０に対する３つという量は、ほんの一例として使用されている。これらの各アイテムの数は、３以上の任意の数にすることができる。例えば、４つのこれらの各アイテムが使用される場合、これらのアイテムの対称的な配置は、正三角形ではなく正方形で表すことができ、正方形の頂点は、固定具２００の中心と同心の円上にある。

【0068】

さらに、垂直要素２０４の弧長は、水平要素２０６の弧長よりも長く示されているが、垂直要素２０４の弧長は、水平要素２０６の弧長よりも短くすることができる。あるいは、垂直要素２０４の弧長は、水平要素２０６の弧長に等しくすることができる。

【0069】

環状プラットフォーム２０２が垂直要素２０４の第２の（底部）部分によって持ち上げられ、かつ水平要素２０６がある平面が環状プラットフォーム２０２の平面の下方にあるので、切り欠き（すなわち、ギャップ、開口部、通路、または窓）が、環状プラットフォーム２０２と水平要素２０６との間に存在する。切り欠きは、２２２－１、２２２－２、および２２２－３（総称して切り欠き２２２、３つの切り欠き２２２すべてが図５に見られる）で示されている。切り欠き２２２の数は、水平要素２０６および垂直要素２０４の数と同じである。切り欠き２２２は、閉じ込められた空気に対する通気経路、位置合わせに使用されるカメラウエハとデータ取得デバイスとの間の良好な接続性、ならびにカメラウエハの載置および取り外しのためのカメラウエハに対する容易なアクセスを提供する。

【0070】

固定具２００は、環状プラットフォーム２０２と、垂直および水平要素２０４および２０６とを備える単一の部品としての金属で作製される。固定具２００はまた、非金属材料で作製することができる。固定具２００の接触パッド２０８は、ポリオキシメチレンまたはポリエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの非金属材料および非研磨性材料で作製される。接触パッド２０８は、寸法のずれを回避するために、固定具２００に締結され（例えば、ボルトで固定され）、密封される。ピン２１０は、ポリオキシメチレンまたはポリエーテルイミドなどの非金属材料および非研磨性材料で作製される。ピン２１０は、止めねじを使用してロックされる。これらの非金属材料および非研磨性材料は、接触パッド２０８および／またはピン２１０が台座の上面に接触する際の台座の擦れ傷を防止する。

【0071】

固定具２００は、カメラウエハ上のノッチが位置合わせされるマーキング２３０を含む。しかし、カメラウエハは、固定具２００上の任意の他の基準点と位置合わせすることができる。固定具２００は、固定具２００を台座穴と位置合わせするためのマーキング２３２を含む。固定具２００は、固定具２００をスピンドルの向きと位置合わせするためのマーキング２３４を含む。

【0072】

図３は、カメラウエハ３００を示す。シャワーヘッドに面する第１の（上部）側では、カメラウエハ３００は、カメラウエハ３００の中心にカメラ３０２を含む。台座に面する第２の（底部）側では、カメラウエハ３００は、図１２に示すような無線送信機（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈデバイス）と、無線送信機およびカメラ３０２を充電するための電気接点３０４とを含む。固定具２００は、固定具２００の環状プラットフォーム２０２のＯＤがカメラウエハ３００のＯＤ３０６と密接に一致するように製造されている。

【0073】

図４は、カメラウエハ３００と共に固定具２００を示す。見られるように、カメラウエハ３００のＯＤ３０６は、固定具２００の環状プラットフォーム２０２のＯＤと密接に一致する。

【0074】

図５は、固定具２００の底部からの図を示す。この図は、３つすべての水平要素２０６および３つすべてのピン２１０を示す。簡潔にするために、１つのレベルインジケータ２２０のみが示されている。

【0075】

図６は、厳しい公差で製造された要素を例示する、固定具２００の一部を示す。これらの要素は、ウエハ平面を画定し、完全に水平である環状プラットフォーム２０２を含む。環状プラットフォーム２０２のＯＤ２０３は、カメラウエハ３００のＯＤ３０６と密接に一致する（カメラウエハ３００を固定具２００の中心に配置するために）。水平要素２０６の上面２０５は、基準平面を画定し、完全に水平であり、環状プラットフォーム２０２の平面（すなわち、ウエハ平面）に平行な平面にある。すべての水平要素２０６の上面２０５は、完全に水平であり、環状プラットフォーム２０２の平面（すなわち、ウエハ平面）に平行な同じ平面（すなわち、基準平面）にある。止めねじ２５０は、ほんの一例として示されているものであり、必須ではない。固定具２００は、止めねじ２５０の有無にかかわらず、説明したように動作する。

【0076】

すべてのピン２１０の上面は完全に水平であり、環状プラットフォーム２０２の平面に平行な同じ平面にある。ピン２１０のねじ山２１４は、位置合わせ手順中の微調整用に十分に小さい。円錐部分２１６は、様々なＯＤを有する台座に対して対応および調整するように設計されている。ピン２１０は、ほぼ同一である。具体的には、ピン２１０の長さ、ねじ山２１４のピッチ、および円錐部分２１６の寸法は、厳密に制御されている。

【0077】

固定具２００のすべての要素の寸法は、固定具２００とカメラウエハとの間、固定具２００と台座との間、および固定具２００と台座とシャワーヘッドとの間の正確な位置合わせを提供するように厳密に制御されている。厳密に制御された寸法により、同じチャンバ内ならびに異なるチャンバ間での位置合わせ手順の再現性も保証される。

【0078】

図７は、固定具２００の追加の図を示す。図８～図１１は、さらに詳細に固定具２００の特徴を示す固定具２００の技術図面を示す。図８および図９は、固定具２００の追加の図および詳細を示す。図１０は、接触パッド２０８の追加の図および詳細を示す。図１１は、ピン２１０の追加の図および詳細を示す。

【0079】

図１０では、接触パッド２０８がさらに詳細に示されている。接触パッド２０８は、第１の部分１０００と、第２の部分１００２と、第３の部分１００４とを含む。第１、第２、および第３の部分１０００、１００２、および１００４はまた、接触パッド２０８の第１、第２、および第３の要素または部材と呼ばれ得る。第１、第２、および第３の部分１０００、１００２、および１００４は、単一の部品として製造され、互いに分離することができない。

【0080】

接触パッド２０８は弧状であるが、接触パッド２０８は、文字「Ｔ」の一般的な形状を有する。第１の部分１０００は、文字「Ｔ」の上部水平部分を形成する。第２および第３の部分１００２および１００４は、文字「Ｔ」の垂直部分を形成する。第１の部分１０００の弧長または弧幅は、第２および第３の部分１００２および１００４の弧長または弧幅よりも大きく、これによりＴ字形状が接触パッド２０８に与えられる。第３の部分１００４は、以下に説明するように、階段状構造を形成する第２の部分１００２よりも短い。

【0081】

第１の部分１０００は、環状プラットフォーム２０２および水平要素２０６がある平面（すなわち、ウエハ平面および基準平面）に平行である。第１の部分１０００は、接触パッド２０８をそれぞれの水平要素２０６に締結する留め具を受け入れる１つまたは複数のレセプタクルを含む。第２および第３の部分１００２および１００４は、水平要素２０６から台座に向かって離れる方向に、第１の部分１０００から垂直に下向きに延伸する。第２の部分１００２は、第３の部分１００４よりも長い。したがって、階段状構造が第２および第３の部分１００２および１００４の遠位端の間に形成される。具体的には、階段状構造は、第３の部分１００４の遠位端を第２の部分１００２のほぼ中心に向かって延長し、そこから第２の部分１００２の残りの部分が第３の部分１００４の遠位端（および階段部分）から台座に向かって下降することによって形成される。

【0082】

第２の部分１００２の残りの部分（すなわち、階段部分から第２の部分１００２の遠位端まで）は、台座のＯＤを囲み、第３の部分１００４の遠位端（すなわち、階段部分）は、台座に置かれる。第３の部分１００４の長さ（または高さ）は、水平要素２０６の長さ（または高さ）よりもわずかに大きい。すなわち、第３の部分１００４は、水平要素２０６の底部（また、水平および垂直要素２０６および２０４の底部が同じ平面にあるため、垂直要素２０４の底部）をわずかに超えて延伸する。言い換えれば、第３の部分１００４の遠位端（すなわち、階段部分）は、水平要素２０６の底部をわずかに超えて延伸する。したがって、接触パッド２０８は、台座の上面よりも上に垂直および水平要素２０４および２０６を持ち上げる。

【0083】

したがって、接触パッド２０８は、台座の上面と水平および垂直要素２０６および２０４の底部との間の接触を防止し、台座の上面の擦れ傷を防止する。台座の上面に接触する固定具２００の唯一の要素は、接触パッド２０８の第３の部分１００４の遠位端（すなわち、階段部分）およびピン２１０の円錐部分２１６である。

【0084】

さらに、第２の部分１００２の遠位端と、第３の部分１００４の遠位端が第２の部分１００２と合流する点（すなわち、階段が形成される場所）との間の距離は、水平要素２０６の下方に突出するピン２１０の部分（例えば、円錐部分２１６）よりも大きい。したがって、ピン２１０の円錐部分２１６の尖った端部は、固定具２００が任意の表面上の接触パッド２０８に置かれるとき（すなわち、接触パッド２０８の第２の部分１００２の遠位端が置かれるとき）、特に固定具２００が使用されておらず保管されているときに保護される（損傷が防止される）。

【0085】

図１２は、処理チャンバ１２０８内で台座１２０４をシャワーヘッド１２０６に位置合わせする固定具２００およびコンピューティングデバイス１２０２を備えるシステム１２００を概略的に示す。固定具２００は、カメラ３０２を含むカメラウエハ３００を使用して、以下に説明するように台座１２０４をシャワーヘッド１２０６に位置合わせする。カメラウエハ３００は、カメラ３０２およびコンピューティングデバイス１２０２と通信する無線送信機（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈデバイス）１２１０を含む。

【0086】

コンピューティングデバイス１２０２は、処理チャンバ１２０８の外部にあり、無線送信機（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈデバイス）を含む。例えば、コンピューティングデバイス１２０２は、ラップトップコンピュータ、タブレット、またはスマートフォンを含み得る。コンピューティングデバイス１２０２は、台座１２０４などの台座の中心からキャプチャされた、シャワーヘッド１２０６などの様々なシャワーヘッドの画像のデータベースを含む。これらの画像は、位置合わせプロセス中に基準画像としての役割を果たす。

【0087】

コンピューティングデバイス１２０２は、カメラ３０２によってキャプチャされたシャワーヘッド１２０６の画像を受信するアプリケーションを実行する。コンピューティングデバイス１２０２は、画像をデータベース内のシャワーヘッドの基準画像と比較し、以下に説明するように位置合わせプロセスをガイドする。システム１２００は、以下に説明するように位置合わせプロセス中に台座１２０４を移動させるために使用することができる台座移動機構１２１２（例えば、１つまたは複数のアクチュエータ）を備える。

【0088】

使用中、カメラウエハ３００は、固定具２００の環状プラットフォーム２０２に載置される。固定具２００の製造中に観察された厳しい公差のために、カメラウエハ３００および環状プラットフォーム２０２のＯＤは、ほぼ正確に一致する。したがって、カメラウエハ３００の中心と、固定具２００の中心でもある環状プラットフォーム２０２の中心は、自動的に位置合わせされる。

【0089】

次に、カメラウエハ３００を備えた固定具２００が台座１２０４に載置される。接触パッド２０８の底部（具体的には、要素１００４の底部または階段部分）は、台座１２０４の上面に置かれる。固定具２００が製造されるとき、接触パッド２０８は、それぞれの水平要素２０６に締結され、次に接触パッド２０８の底部（具体的には、要素１００４の底部または階段部分）は、要素１００４の底部または階段部分が同じ平面上にあるように機械加工される。機械加工により、水平要素２０６が接触パッド２０８の底部を通過する（具体的には、要素１００４の底部を通過する、または階段部分を通過する）平面に平行な同じ水平平面（基準平面）にあることを確実にする。

【0090】

したがって、水平であると推定される（いくつかの他の機構を使用して達成される）台座１２０４の上面は、水平要素２０６がある平面（すなわち、基準平面）およびカメラウエハ３００がある平面（すなわち、ウエハ平面）に平行である。言い換えれば、接触パッド２０８は、カメラウエハ３００を含む固定具２００が台座１２０４の上面に載置されたとき、固定具２００、カメラウエハ３００、および台座１２０４の上面が互いに平行であることを確実にする。

【0091】

次のタスクは、固定具２００の中心（すなわち、カメラウエハ３００の中心）を台座１２０４の中心に位置合わせすることである。固定具２００の中心を台座１２０４の中心に位置合わせするために、ピン２１０は、以下のように調整される。ピン２１０は、固定具２００、カメラウエハ３００、および台座１２０４の上面が以下のように同心になるように調整される。図２を参照して上で説明したように、固定具２００の水平要素２０６上のピン２１０の場所は、固定具２００の中心（およびカメラウエハ３００の中心）と同心である円上にある。ピン２１０の円錐部分２１６は、以下のように、固定具２００を様々なＯＤを有する台座に位置合わせするために使用される。ピン２１０が調整することができるＯＤの変動量は、円錐部分２１６の寸法の関数である。

【0092】

第１に、レベルインジケータ２２０は、固定具２００のそれぞれの水平要素２０６に設置され、ゼロに設定される。次に、レベルインジケータ２２０を移動させ、それぞれのピン２１０の上面２１２に接触させる。ピン２１０の高さは、すべてのレベルインジケータ２２０が同じ値を表示する（すなわち、同じ表示値を示す）まで、ピン２１０の上面２１２を時計回りまたは反時計回りに回すことによって調整される。この時点で、ピンの円錐部分２１６の先端は、固定具２００の中心と同心である円を画定する。すなわち、固定具２００の中心およびカメラウエハ３００の中心は、台座１２０４の中心と位置合わせされる。オフセットがウエハの中心と台座の中心との間に望まれる場合、ピン２１０は、所望のオフセットが達成されるまで調整される。

【0093】

次に、台座１２０４の中心は、以下のようにシャワーヘッド１２０６の中心に位置合わせされる。処理チャンバ１２０８は、閉じられる。台座１２０４は、任意選択で台座移動機構１２１２を使用してプロセス位置に移動される。真空が、処理チャンバ１２０８内に作り出される。カメラウエハ３００上のカメラ３０２は、シャワーヘッド１２０６の画像をキャプチャする。無線送信機１２１０は、シャワーヘッド１２０６のキャプチャされた画像をコンピューティングデバイス１２０２に送信する。

【0094】

コンピューティングデバイス１２０２は、キャプチャされた画像を、データベースに記憶されているシャワーヘッド１２０６の基準画像と比較する。比較に基づいて、コンピューティングデバイス１２０２は、キャプチャされた画像内のシャワーヘッド１２０６の中心がカメラ３０２と位置合わせされ、したがって台座１２０４の中心と位置合わせされているかどうかを決定する。そのように位置合わせされていない場合、台座移動機構１２１２を使用して台座１２０４を移動させ、シャワーヘッド１２０６の別の画像がキャプチャされ、コンピューティングデバイス１２０２に送信される。このプロセスは、位置合わせが達成されるまで（すなわち、キャプチャされた画像が基準画像と一致するまで）繰り返される。この時点で、台座１２０４の中心は、シャワーヘッド１２０６の中心と（例えば、シャワーヘッド１２０６の中心の穴と）位置合わせされる。したがって、台座１２０４の中心、カメラウエハ３００の中心、およびシャワーヘッド１２０６の中心が位置合わせされる。

【0095】

したがって、固定具２００およびカメラウエハ３００は、最初に固定具／ウエハの中心を台座の中心に位置合わせし、続いて台座の中心をシャワーヘッドの中心に位置合わせするために使用される。固定具２００は、０．００５インチ以内の再現性を提供する。例えば、固定具２００が同じ処理チャンバ内で台座をシャワーヘッドに位置合わせするために使用および再利用されるとき、および固定具２００が前の使用インスタンスに対して後続の使用インスタンスで例えば１８０度回転されるとき、２つのインスタンスでの位置合わせの結果は、０．００５インチ以下しか異ならない。同様の再現性は、処理チャンバ間でも達成される（すなわち、固定具２００が異なる処理チャンバで使用されるとき）。

【0096】

図１３は、固定具２００を使用して処理チャンバ内で台座をシャワーヘッドに位置合わせするための方法１３００を示す。１３０２において、カメラウエハが固定具内に載置される。１３０４において、カメラウエハを備えた固定具が台座に載置される。１３０６において、レベルインジケータが固定具に載置される。１３０８において、レベルインジケータがゼロにリセットされる。１３１０において、レベルインジケータが移動され、固定具上のピンの上部に接触する。

【0097】

１３１２において、方法１３００は、すべてのレベルインジケータが同じ表示値を示すかどうか（すなわち、ピンの上面が同じレベルにあるか、または同じ平面にあるかどうか）を決定する。１３１４において、１つまたは複数のピンが、すべてのレベルインジケータが同じ値を表示するまで、ヘッド部分を時計回りまたは反時計回りに回すことによって調整される。１３１６において、すべてのレベルインジケータが同じ値を表示した後（すなわち、すべてのピンが同じレベルになった後）、固定具の中心とカメラウエハの中心が台座の中心に位置合わせされ、処理チャンバが閉じられる。１３１８において、台座が任意選択でプロセス位置に移動される。１３２０において、真空が処理チャンバ内に作り出される。

【0098】

１３２２において、固定具内のカメラウエハの中央にあるカメラがシャワーヘッドの画像をキャプチャする。１３２４において、カメラウエハ内の無線送信機がキャプチャされた画像を処理チャンバの外部のコンピューティングデバイスに送信する。１３２６において、コンピューティングデバイスがキャプチャされた画像を基準画像と比較する。１３２８において、方法１３００は、カメラ（すなわち、台座の中心）がシャワーヘッドの中心に位置合わせされているかどうかを決定する。方法１３００は、カメラ（すなわち、台座の中心）がシャワーヘッドの中心に位置合わせされた場合に終了する。１３３０において、カメラ（すなわち、台座の中心）がシャワーヘッドの中心に位置合わせされていない場合、台座が移動され、方法１３００は１３２２に戻る。

【0099】

前述の説明は、本質的に単に例示的であり、本開示、その適用、または使用を決して限定する意図はない。本開示の広範な教示は、様々な形態で実施することができる。したがって、本開示は具体的な例を含むが、図面、明細書、および以下の特許請求の範囲を検討すると他の変更態様が明白となるので、本開示の真の範囲はそのような例に限定されるべきでない。方法における１つまたは複数のステップは、本開示の原理を変更することなく、異なる順序で（または同時に）実行してもよいことを理解されたい。

【0100】

さらに、各実施形態は特定の特徴を有するものとして上に説明されているが、本開示のいずれかの実施形態に関して説明したこれらの特徴のいずれか１つまたは複数を、他の実施形態において実施すること、および／または、他の実施形態のいずれかの特徴と組み合わせることが（たとえそのような組み合わせが明示的に説明されていないとしても）可能である。言い換えれば、説明された実施形態は相互に排他的ではなく、１つまたは複数の実施形態を互いに入れ替えることは本開示の範囲に含まれる。

【0101】

要素同士（例えば、モジュール同士、回路要素同士、半導体層同士など）の空間的および機能的関係は、「接続されている」、「係合されている」、「結合されている」、「隣接した」、「隣に」、「上に」、「上方に」、「下方に」、および「配置されている」などの様々な用語を使用して説明される。また、上記開示において第１の要素と第２の要素との間の関係が説明されるとき、「直接」であると明示的に説明されない限り、その関係は、第１の要素と第２の要素との間に他の介在要素が存在しない直接的な関係の可能性があるが、第１の要素と第２の要素との間に１つまたは複数の介在要素が（空間的または機能的に）存在する間接的な関係の可能性もある。

【0102】

本明細書で使用する場合、Ａ、Ｂ、およびＣの少なくとも１つという表現は、非排他的論理ＯＲを使用した論理（ＡまたはＢまたはＣ）の意味で解釈されるべきであり、「Ａの少なくとも１つ、Ｂの少なくとも１つ、およびＣの少なくとも１つ」の意味で解釈されるべきではない。

【0103】

いくつかの実施態様では、コントローラはシステムの一部であり、そのようなシステムは上述した例の一部であってもよい。そのようなシステムは、１つまたは複数の処理ツール、１つまたは複数のチャンバ、１つまたは複数の処理用プラットフォーム、および／または特定の処理構成要素（ウエハ台座、ガス流システムなど）を含む半導体処理装置を備えることができる。これらのシステムは、半導体ウエハまたは基板の処理前、処理中、および処理後のシステム動作を制御するための電子機器と一体化されてもよい。

【0104】

そのような電子機器は「コントローラ」と呼ばれることがあり、１つまたは複数のシステムの様々な構成要素または副部品を制御してもよい。コントローラは、処理要件および／またはシステムのタイプに応じて、本明細書に開示されるプロセスのいずれかを制御するようにプログラムされてもよい。そのようなプロセスとしては、処理ガスの送給、温度設定（例えば、加熱および／または冷却）、圧力設定、真空設定、電力設定、無線周波数（ＲＦ）発生器設定、ＲＦ整合回路設定、周波数設定、流量設定、流体送給設定、位置および動作設定、ツールに対するウエハの搬入と搬出、ならびに、特定のシステムに接続または連動する他の搬送ツールおよび／またはロードロックに対するウエハの搬入と搬出が含まれる。

【0105】

広義には、コントローラは、命令を受信し、命令を発行し、動作を制御し、洗浄動作を可能にし、エンドポイント測定を可能にするなどの様々な集積回路、ロジック、メモリ、および／またはソフトウェアを有する電子機器として定義されてもよい。集積回路は、プログラム命令を記憶するファームウェアの形式のチップ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として定義されたチップ、および／または１つまたは複数のマイクロプロセッサ、すなわちプログラム命令（例えば、ソフトウェア）を実行するマイクロコントローラを含んでもよい。

【0106】

プログラム命令は、様々な個々の設定（またはプログラムファイル）の形式でコントローラに通信される命令であって、特定のプロセスを半導体ウエハ上で、または半導体ウエハ用に、またはシステムに対して実施するための動作パラメータを定義してもよい。動作パラメータは、いくつかの実施形態では、１つまたは複数の層、材料、金属、酸化物、ケイ素、二酸化ケイ素、表面、回路、および／またはウエハダイの製作における１つまたは複数の処理ステップを実現するためプロセスエンジニアによって定義されるレシピの一部であってもよい。

【0107】

コントローラは、いくつかの実施態様では、システムと統合または結合されるか、他の方法でシステムにネットワーク接続されるコンピュータの一部であってもよく、またはそのようなコンピュータに結合されてもよく、またはそれらの組み合わせであってもよい。例えば、コントローラは、「クラウド」内にあってもよいし、ファブホストコンピュータシステムのすべてもしくは一部であってもよい。これにより、ウエハ処理のリモートアクセスが可能となる。コンピュータは、システムへのリモートアクセスを可能にして、製作動作の現在の進捗状況を監視し、過去の製作動作の履歴を検討し、複数の製作動作から傾向または性能基準を検討し、現在の処理のパラメータを変更し、現在の処理に続く処理ステップを設定するか、または新しいプロセスを開始してもよい。

【0108】

いくつかの例では、リモートコンピュータ（例えば、サーバ）は、ネットワークを通じてプロセスレシピをシステムに提供することができる。そのようなネットワークは、ローカルネットワークまたはインターネットを含んでいてもよい。リモートコンピュータは、パラメータおよび／または設定のエントリまたはプログラミングを可能にするユーザインターフェースを含んでもよく、そのようなパラメータおよび／または設定は、その後リモートコンピュータからシステムに通信される。いくつかの例では、コントローラは命令をデータの形式で受信する。そのようなデータは、１つまたは複数の動作中に実施される各処理ステップのためのパラメータを特定するものである。パラメータは、実施されるプロセスのタイプ、およびコントローラが連動または制御するように構成されるツールのタイプに特有のものであってもよいことを理解されたい。

【0109】

したがって、上述したように、コントローラは、例えば、互いにネットワーク接続され共通の目的（本明細書で説明されるプロセスおよび制御など）に向けて協働する１つまたは複数の個別のコントローラを備えることによって分散されてもよい。このような目的のための分散型コントローラの例として、チャンバ上の１つまたは複数の集積回路であって、（例えば、プラットフォームレベルで、またはリモートコンピュータの一部として）遠隔配置されておりチャンバにおけるプロセスを制御するよう組み合わせられる１つまたは複数の集積回路と通信するものが挙げられるであろう。

【0110】

例示的なシステムは、プラズマエッチングチャンバまたはモジュール、堆積チャンバまたはモジュール、スピンリンスチャンバまたはモジュール、金属めっきチャンバまたはモジュール、洗浄チャンバまたはモジュール、ベベルエッジエッチングチャンバまたはモジュール、物理気相堆積（ＰＶＤ）チャンバまたはモジュール、化学気相堆積（ＣＶＤ）チャンバまたはモジュール、原子層堆積（ＡＬＤ）チャンバまたはモジュール、原子層エッチング（ＡＬＥ）チャンバまたはモジュール、イオン注入チャンバまたはモジュール、追跡チャンバまたはモジュール、ならびに半導体ウエハの製作および／または製造に関連するか使用されてもよい任意の他の半導体処理システムを含むことができるが、これらに限定されない。

【0111】

上述のように、ツールによって実施される１つまたは複数のプロセスステップに応じて、コントローラは、１つまたは複数の他のツール回路もしくはモジュール、他のツール構成要素、クラスタツール、他のツールインターフェース、隣接するツール、近接するツール、工場全体に位置するツール、メインコンピュータ、別のコントローラ、または半導体製造工場内のツール場所および／もしくはロードポートに対してウエハの容器を搬入および搬出する材料搬送に使用されるツールと通信してもよい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】