(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-03-23
(54)【発明の名称】統合計測システム
(51)【国際特許分類】
H01L 21/66 20060101AFI20230315BHJP
H05K 5/00 20060101ALI20230315BHJP
【FI】
H01L21/66 Z
H05K5/00 A
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022545914
(86)(22)【出願日】2021-01-27
(85)【翻訳文提出日】2022-09-13
(86)【国際出願番号】 IB2021050608
(87)【国際公開番号】W WO2021152465
(87)【国際公開日】2021-08-05
(32)【優先日】2020-01-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】515037896
【氏名又は名称】ノヴァ リミテッド
【氏名又は名称原語表記】NOVA LTD
(74)【代理人】
【識別番号】110001830
【氏名又は名称】弁理士法人東京UIT国際特許
(72)【発明者】
【氏名】シヒトマン・アレックス
(72)【発明者】
【氏名】シュルマン・ベニ
(72)【発明者】
【氏名】シュヴァーツマン・イゴル
【テーマコード(参考)】
4E360
4M106
【Fターム(参考)】
4E360AA10
4E360AB02
4E360AB03
4E360AB08
4E360AB14
4E360AB17
4E360AB20
4E360AB62
4E360AC05
4E360AC14
4E360AC24
4E360BA02
4E360EA11
4E360EB03
4E360EC01
4E360EC12
4E360ED02
4E360ED17
4E360FA09
4E360GA52
4E360GA53
4E360GB99
4M106AA01
4M106DH32
4M106DJ02
(57)【要約】
半導体ウェハを評価する統合計測システムであって,計測システムは,後面および前面を有し,前面が本体の前面境界を規定する本体,本体に着脱可能に連結され,前面境界の外側に延在しながら本体を支持する1または複数の着脱可能支持ユニット,ならびに1または複数の着脱可能支持ユニットがないときに本体を支持するように構成される少なくとも1つの補助支持ユニットを備えている。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
半導体ウェハを評価するための統合計測システムであって,
後面および前面を有し,上記前面が本体の前面境界を規定する上記本体,
上記本体に着脱可能に連結され,上記前面境界の外側に延在しながら上記本体を支持する1または複数の着脱可能支持ユニット,ならびに
上記1または複数の着脱可能支持ユニットがないときに上記本体を支持するように構成される少なくとも1つの補助支持ユニット,を備えている,
統合計測システム。
【請求項2】
上記前面境界の外側に延在せずに上記本体を支持するように構成される少なくとも1つの補助支持ユニットを備えている,請求項1に記載の統合計測システム。
【請求項3】
上記少なくとも1つの補助支持ユニットは上記本体に対して移動可能である,請求項1に記載の統合計測システム。
【請求項4】
上記少なくとも1つの補助支持ユニットは第1の方向に沿って上記本体に対して移動するように構成され,上記1または複数の着脱可能支持ユニットは第2の方向に沿って上記本体に対して移動するように構成され,上記第1の方向は上記第2の方向と異なっている,請求項1に記載の統合計測システム。
【請求項5】
上記第2の方向は垂直方向であり,上記第1の方向は水平方向である,請求項4に記載の統合計測システム。
【請求項6】
上記1または複数の着脱可能支持ユニットがホイールおよびアームを備えている,請求項1に記載の統合計測システム。
【請求項7】
上記本体が支持フレーム内部空間を規定する支持フレームを備え,上記アームの後部部分が,上記フレーム内部空間内において移動するように成形されかつ寸法決めされている,請求項6に記載の統合計測システム。
【請求項8】
上記アームが部分的に上記支持フレーム内部空間内に配置されているときに,上記アームを定位置に保持するように構成される固定要素を備えている,請求項7に記載の統合計測システム。
【請求項9】
上記アームが空洞を備え,上記固定要素が上記空洞に入るように成形されかつ寸法決めされるエッジを有している,請求項8に記載の統合計測システム。
【請求項10】
上記本体の下に配置された少なくとも1つの追加支持ユニットを備えている,請求項1に記載の統合計測システム。
【請求項11】
上記少なくとも1つの追加支持ユニットは,上記着脱可能支持ユニットよりも上記本体の上記後面に近い,請求項10に記載の統合計測システム。
【請求項12】
上記少なくとも1つの追加支持ユニットは1自由度を有している,請求項10に記載の統合計測システム。
【請求項13】
上記1または複数の着脱可能支持ユニットがホイールおよびアームを備えており,上記ホイールがホイールの軸の周りを回転可能であり,上記ホイールの軸が上記アームに対して回転可能である,請求項1に記載の統合計測システム。
【請求項14】
上記1または複数の着脱可能支持ユニットがホイールおよびアームを備え,上記ホイールがホイールの軸の周りを回転可能であり,上記ホイールの軸がホイールのハウジングに連結され,上記ホイールのハウジングが上記アームに対して回転可能である,請求項1に記載の統合計測システム。
【請求項15】
上記本体に移動可能に連結されるキーボードを備え,上記キーボードは複数の位置の間を移動するように構成され,上記複数の位置が第1の位置および第2の位置を含み,上記第1の位置に配置されたときに上記キーボードは第1の距離だけ上記前面境界の外側に延在し,上記第2の位置に配置されたときに上記キーボードは上記前面境界から最大で第2の距離に位置する想像線の外側には延在せず,上記第2の距離は上記第1の距離よりも小さい,
請求項1に記載の統合計測システム。
【請求項16】
上記第2の位置は折り畳み位置であり,上記第1の位置は拡張位置である,請求項15に記載の統合計測システム。
【請求項17】
上記本体は光学ヘッドおよび光源を備え,上記光源は上記本体の下部部分に配置され,上記光学ヘッドは上記本体の上部部分に配置され,上記光学ヘッドは,光ケーブルを含む光路を介して上記光源に光学的に連結される,請求項1に記載の統合計測システム。
【請求項18】
半導体ウェハを評価するための統合計測システムであって,
後面および前面を有し,上記前面が本体の前面境界を規定する上記本体と,フロントインターフェースと,上記本体に移動可能に連結されるキーボードとを備え,上記キーボードが複数の位置の間で移動するように構成されており,上記複数の位置は第1の位置および第2の位置を含み,上記第1の位置に配置されたときに上記キーボードは第1の距離だけ上記前面境界の外側に延在し,上記第2の位置に配置されたときに上記キーボードは上記前面境界から最大で第2の距離に位置する想像線の外側に延在せず,上記第2の距離は上記第1の距離よりも小さい,
計測システム。
【請求項19】
上記第2の位置が折り畳み位置であり,上記第1の位置が拡張位置である,請求項18に記載の統合計測システム。
【請求項20】
上記キーボードが上記本体に回転可能に連結されている,請求項18に記載の統合計測システム。
【請求項21】
上記キーボードが,上記第2の位置に配置されたときに上記キーボードの底部付近に位置する軸を介して上記本体に回転可能に連結されている,請求項20に記載の統合計測システム。
【請求項22】
上記第2の位置が垂直位置であり,上記第1の位置が水平位置である,請求項18に記載の統合計測システム。
【請求項23】
上記キーボードが上記本体に回転不可能に連結されている,請求項18に記載の統合計測システム。
【請求項24】
上記第2の位置に配置されたときに上記キーボードは上記前面境界の外側に延在しない,請求項18に記載の統合計測システム。
【請求項25】
上記第2の位置に配置されたときに上記キーボードは上記第2の距離だけ上記前面境界の外側に延在する,請求項18に記載の統合計測システム。
【請求項26】
上記統合計測システムを他のシステムと機械的に連結するリアインターフェースを備えている,請求項18に記載の統合計測システム。
【請求項27】
上記統合計測システムを半導体製造システムの機器フロントエンドモジュールと機械的に連結するリアインターフェースを備えている,請求項18に記載の統合計測システム。
【請求項28】
上記フロントインターフェースが軸を備え,上記キーボードが上記複数の位置の間を移動しながら上記軸の周りを回転するように構成されている,請求項18に記載の統合計測システム。
【請求項29】
上記ユニットを上記第2の位置に保持する固定要素を備えている,請求項18に記載の統合計測システム。
【請求項30】
凹部を備え,上記第2の位置にあるときに上記キーボードの少なくとも一部が上記凹部内に位置する,請求項18に記載の統合計測システム。
【請求項31】
上記本体が光学ヘッドおよび光源を備えており,上記光源は上記本体の下部部分に配置されており,上記光学ヘッドは上記本体の上部部分に配置されており,上記光学ヘッドが光ケーブルを含む光路を介して上記光源に光学的に連結されている,請求項18に記載の統合計測システム。
【請求項32】
上記本体が後面および前面を有しており,上記前面が上記本体の前面境界を規定するものであり,
上記本体に着脱可能に連結され,上記前面境界の外側に延在しながら上記本体を支持する1または複数の着脱可能支持ユニット,ならびに上記1または複数の着脱可能支持ユニットがないときに上記本体を支持するように構成される少なくとも1つの補助支持ユニットを備えている,請求項18に記載の統合計測システム。
【請求項33】
半導体ウェハを評価するための統合計測システムであって,
光学ヘッドおよび光源を含む本体を備え,
上記光源が上記本体の下部部分に配置されており,
上記光学ヘッドが上記本体の上部部分に配置されており,
上記光学ヘッドが光ケーブルを含む光路を介して上記光源に光学的に連結されている, 計測システム。
【請求項34】
上記光源および上記光学ヘッドが上記本体の異なるコンパートメントに配置されており,上記光学ヘッドが上記光源の上に位置している,請求項33に記載の統合計測システム。
【請求項35】
上記本体が上記光源と上記光学ヘッドの間に配置される複数の中間コンパートメントを備えている,請求項34に記載の統合計測システム。
【請求項36】
上記中間コンパートメント(複数)に着脱可能に連結される着脱可能モジュール(複数)を備えている,請求項35に記載の統合計測システム。
【請求項37】
上記光源が穴あきコンパートメント内に配置されている,請求項33に記載の統合計測システム。
【請求項38】
上記本体が,本体フレーム,および上記本体フレームに着脱可能に連結される複数のパネルを備えている,請求項33に記載の統合計測システム。
【請求項39】
上記本体の底部に配置された空気吸引要素を備えている,請求項33に記載の統合計測システム。
【請求項40】
少なくとも上記光源付近からの空気を上記本体の最も低いコンパートメントの下に位置する空間に向かって排出するように構成された空気吸引要素を備えている,請求項33に記載の統合計測システム。
【請求項41】
上記空気吸引要素がファンである,請求項40に記載の統合計測システム。
【請求項42】
上記本体の少なくとも大部分からの空気を排出するように構成された空気吸引要素を備えている,請求項33に記載の統合計測システム。
【請求項43】
上記光学ヘッドからではなく上記光源からの空気を排出するように構成された空気吸引要素を備えている,請求項33に記載の統合計測システム。
【請求項44】
上記光源が上記本体の最も低いコンパートメント中に配置されている,請求項33に記載の統合計測システム。
【請求項45】
上記光学ヘッドが上記統合計測システムの高性能メカニカルステージ制御装置の下に配置されている,請求項33に記載の統合計測システム。
【請求項46】
複数のコンパートメントおよび上記複数のコンパートメントに着脱可能に連結される複数の着脱可能モジュールを備えている,請求項33に記載の統合計測システム。
【請求項47】
上記複数の着脱可能モジュールがコンピュータモジュールを含む,請求項46に記載の統合計測システム。
【請求項48】
上記光源がレーザ駆動光源である,請求項33に記載の統合計測システム。
【請求項49】
上記光源の電力消費が50ワットを超えている,請求項33に記載の統合計測システム。
【請求項50】
複数のコンパートメントを備え,少なくともいくつかのコンパートメントが密封されており,少なくともいくつかの他のコンパートメントが密封されていない,請求項33に記載の統合計測システム。
【請求項51】
複数のコンパートメントを備え,少なくとも1つのコンパートメントが穴あき底部を有しており,少なくとも1つの他のコンパートメントは穴なし底部を有している,請求項33に記載の統合計測システム。
【請求項52】
上記本体に移動可能に連結されるキーボードを備え,上記キーボードが複数の位置の間で移動するように構成されており,上記複数の位置が第1の位置および第2の位置を含み,上記第1の位置に配置されたときに上記キーボードは第1の距離だけ上記前面境界の外側に延在し,上記第2の位置に配置されたときに上記キーボードは上記前面境界から最大で第2の距離に位置する想像線の外側に延在せず,上記第2の距離が上記第1の距離よりも小さい,請求項33に記載の統合計測システム。
【請求項53】
上記第2の位置は折り畳み位置であり,上記第1の位置は拡張位置である,請求項33に記載の統合計測システム。
【請求項54】
上記本体が後面および前面を有しており,上記前面が上記本体の前面境界を規定するものであり,
上記本体に着脱可能に連結され,上記前面境界の外側に延在しながら上記本体を支持する1または複数の着脱可能支持ユニット,ならびに上記1または複数の着脱可能支持ユニットがないときに上記本体を支持するように構成される少なくとも1つの補助支持ユニットを備えている,請求項33に記載の統合計測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
この出願は,2020年1月27日出願の米国仮特許出願第62/966,152号の優先権を主張するもので,これが参照によりこの明細書に組み込まれる。
【0002】
この発明は統合計測システムに関する。
【背景技術】
【0003】
統合計測システム(integrated metrology system)は,たとえば半導体製造システムなどの他のシステムと統合されるのに適するものでなければならない。
【0004】
上記統合は,通常,上記統合計測システムを上記製造システムに接続し,上記統合計測システムと上記製造システムの間においてウェハを交換できるようにすることを含む。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
統合計測システムは様々な矛盾する要求を満たさなければならず,コンパクト(たとえば,設置面積が最小)でありながら,高精度の計測プロセスを容易に維持および実行するものでなくてはならない。
【0006】
統合計測システムは,多くの熱(a lot of heat)を放散する強力な光源を含むことがある。放散された熱は統合計測システムの光学素子を変形させることがある。
【0007】
効率的な統合計測システムを提供する要求が高まっている。
【課題を解決するための手段】
【0008】
半導体ウェハを評価するための統合計測システムが提供され,上記計測システムは,後面および前面を有することができる本体であって,上記前面が上記本体の前面境界(front border)を規定(画定)する本体と,上記本体に着脱可能に連結でき,上記前面境界の外側に延在しながら(while extending)上記本体を支持する1または複数の着脱可能支持ユニットと,上記1または複数の着脱可能支持ユニットがない時に(at an absence)上記本体を支持するように構成することができる少なくとも1つの補助支持ユニットと,を含む。
【0009】
上記統合計測システムは,上記前面境界の外側に延在せずに上記本体を支持するように構成することができる少なくとも1つの補助支持ユニットを含んでもよい。
【0010】
上記少なくとも1つの補助支持ユニットは上記本体に対して移動可能なものであってよい。
【0011】
上記少なくとも1つの補助支持ユニットは第1の方向に沿って上記本体に対して移動するように構成してもよく,上記1または複数の着脱可能支持ユニットは,上記第1の方向と異なる第2の方向に沿って上記本体に対して移動するように構成してもよい。
【0012】
上記第2の方向は垂直方向とすることができ,上記第1の方向は水平方向とすることができる。
【0013】
上記1または複数の着脱可能支持ユニットはホイールおよびアームを含むことができる。
【0014】
上記本体は,支持フレーム内部空間(support frame inner space)を規定する支持フレームを含んでもよく,上記アームの後部部分(rear portion)が上記フレーム内部空間内で移動するように成形され,かつ寸法決めされてもよい。
【0015】
上記統合計測システムは固定要素を含んでもよく,上記アームが部分的に上記支持フレーム内部空間内に配置されているときに,上記固定要素が上記アームを定位置に保持するように構成してもよい。
【0016】
上記アームは空洞(cavity)を含んでもよく,上記固定要素は上記空洞に入るように成形されかつ寸法決めされるエッジを有してもよい。
【0017】
上記統合計測システムは,上記本体の下(below the main body)に配置された少なくとも1つの追加支持ユニットを含んでもよい。
【0018】
上記少なくとも1つの追加支持ユニットは,上記着脱可能支持ユニットよりも上記本体の上記後面に近くてもよい。
【0019】
上記少なくとも1つの追加支持ユニットは1自由度(single degree of freedom)を有してもよい。
【0020】
上記1または複数の着脱可能支持ユニットはホイールおよびアームを含んでもよく,上記ホイールはホイール軸の周りを回転可能であってもよく,上記ホイールの軸は上記アームに対して回転可能であってもよい。
【0021】
上記1または複数の着脱可能支持ユニットはホイールおよびアームを含んでもよく,上記ホイールはホイールの軸の周りを回転可能であってもよく,上記ホイールの軸はホイールのハウジングに連結されてもよく,上記ホイールのハウジングは上記アームに対して回転可能であってもよい。
【0022】
半導体ウェハを評価するための統合計測システムが提供され,上記計測システムは,後面および前面を有することができる本体であって,上記前面が上記本体の前面境界を規定する本体と,フロントインターフェースと,上記本体に移動可能に連結することができるキーボードとを含み,上記キーボードは複数の位置の間で移動するように構成することができ,上記複数の位置は第1の位置および第2の位置を含むことができ,上記第1の位置に配置された時に上記キーボードは第1の距離だけ上記前面境界の外側に延在し,上記第2の位置に配置された時に上記キーボードは上記前面境界から最大第2の距離に位置する想像線(仮想線)の外側に延在せず,上記第2の距離は上記第1の距離よりも小さくても(短くても)よい。
【0023】
上記統合計測システムにおいて,上記第2の位置は折り畳み位置(folded position)であってもよく,上記第1の位置は拡張位置(extended position)であってもよい。
【0024】
上記キーボードは,上記本体に回転可能に連結してもよい。
【0025】
上記キーボードは,上記第2の位置に配置された時に上記キーボードの底部付近に位置する軸を介して上記本体に回転可能に連結してもよい。
【0026】
上記第2の位置は垂直位置であってもよく,上記第1の位置は水平位置であってもよい。
【0027】
上記キーボードは,上記本体に回転不可能に連結してもよい。
【0028】
上記第2の位置に配置されたとき上記キーボードは上記前面境界の外側に延在しない。
【0029】
上記第2の位置に配置されたとき上記キーボードは上記第2の距離だけ上記前面境界の外側に延在する。
【0030】
上記統合計測システムは,上記統合計測システムを他のシステムと機械的にインターフェース(連結)するリアインターフェースを含んでもよい。
【0031】
上記統合計測システムは,上記統合計測システムを半導体製造システムの機器フロントエンドモジュールと機械的にインターフェース(連結)するリアインターフェースを含んでもよい。
【0032】
上記フロントインターフェースは軸を含んでもよく,上記キーボードは上記複数の位置の間で移動しながら上記軸の周りを回転するように構成してもよい。
【0033】
上記統合計測システムは,上記ユニットを上記第2の位置に保持するための固定要素を含んでもよい。
【0034】
上記統合計測システムは凹部を含んでもよく,上記第2の位置にあるときに上記キーボードの少なくとも一部が上記凹部内に位置していてもよい。
【0035】
半導体ウェハを評価するための統合計測システムが提供され,上記計測システムは,光学ヘッドおよび光源を含むことができる本体を含むことができ,上記光源は上記本体の下部部分に配置してもよく,上記光学ヘッドは上記本体の上部部分(at an upper portion)に配置してもよく,上記光学ヘッドは光ケーブルおよび光カプラを含むことができる光路を介して上記光源に光学的に連結してもよい。
【0036】
上記光源および上記光学ヘッドは,上記本体の異なるコンパートメント(compartments)に配置してもよく,上記光学ヘッドは上記光源の上(above the light source)に配置してもよい。
【0037】
上記本体は,上記光源と上記光学ヘッドの間に配置することができる複数の中間コンパートメント(intermediate compartments)を含んでもよい。
【0038】
上記統合計測システムは,上記中間コンパートメントに着脱可能に連結することができる着脱可能モジュールを含んでもよい。
【0039】
上記光源は穴あきコンパートメント内(within a perforated compartment)に配置してもよい。
【0040】
上記本体は,本体フレームと,上記本体フレームに着脱可能に連結することができる複数のパネルとを含んでもよい。
【0041】
上記統合計測システムは,上記本体の底部に配置される空気吸引要素(air suction elements)を含んでもよい。
【0042】
上記統合計測システムは,少なくとも上記光源付近からの空気を上記本体の最も低いコンパートメントの下に位置する空間(a space located below a lowest compartment of the main body)に向かって排出するように構成された空気吸引要素を含んでもよい。
【0043】
上記空気吸引要素はファン(fans)であってもよい。
【0044】
上記統合計測システムは,上記本体の少なくとも大部分からの空気を排出するように構成された空気吸引要素を含んでもよい。
【0045】
上記統合計測システムは,上記光学ヘッドからではなく上記光源からの空気(air from the light source but not from the optical head)を排出するように構成された空気吸引要素を含んでもよい。
【0046】
上記光源は,上記本体の最も低いコンパートメント中(within a lowest compartment of the main body)に配置してもよい。
【0047】
上記光学ヘッドは,上記統合計測システムの高性能メカニカルステージ制御装置の下に配置してもよい。
【0048】
上記統合計測システムは,複数のコンパートメントと,上記複数のコンパートメントに着脱可能に連結することができる複数の着脱可能モジュールとを含んでもよい。
【0049】
上記複数の着脱可能モジュールはコンピュータモジュールを含んでもよい。
【0050】
上記光源はレーザ駆動光源であってもよい。
【0051】
上記光源の電力消費は50ワットを超えてもよい。たとえば70~140ワットの範囲であってもよい。
【0052】
上記統合計測システムは複数のコンパートメントを含んでもよく,少なくともいくつかのコンパートメントは密封されていてもよく(may be sealed),少なくともいくつかの他のコンパートメントは密封されていなくてもよい(may be not sealed)。
【0053】
上記統合計測システムは複数のコンパートメントを含んでもよく,少なくとも1つのコンパートメントは穴あき底部(a perforated bottom)を有してもよく,少なくとも1つの他のコンパートメントは穴なし底部(a non-perforated bottom)を有してもよい。
【0054】
この発明を理解し,それがどのように実施されるかを確認するために,非限定的な例のみとして,以下,添付図面を参照して好適な実施形態を説明する。
【図面の簡単な説明】
【0055】
【
図1】統合計測システムおよび他のシステムの一例の斜視図である。
【
図2】統合計測システムおよび他のシステムの一例の側面図である。
【
図3】統合計測システムおよび他のシステムの一例の斜視図である。
【
図4】統合計測システムおよび他のシステムの一例の側面図である。
【
図5】統合計測システムおよび他のシステムの一例の上面図である。
【
図6】統合計測システムおよび他のシステムの一部の一例の上面図である。
【
図7】統合計測システムおよび他のシステムの一例の上面図である。
【
図8】統合計測システムおよび他のシステムの一部の一例の上面図である。
【
図9】統合計測システムおよび他のシステムの一例の斜視図である。
【
図10】統合計測システムおよび他のシステムの一例の斜視図である。
【
図11】統合計測システムおよび他のシステムの一例の側面図である。
【
図12】統合計測システムの一部および他のシステムの一部の一例の斜視図である。
【
図13】統合計測システムの一部の一例の斜視図である。
【
図14】その外部パネルの一部がない統合計測システムの一例の背面図である。
【
図15】その外部パネルの一部がない統合計測システムの一例の斜視図である。
【
図16】その外部パネルの一部がない統合計測システムの一部の一例の背面図である。
【
図17】統合計測システムのメカニカルステージおよびチャックの一例の斜視図である。
【
図18】統合計測システムのメカニカルステージおよびチャックの一例の背面図である。
【
図19】統合計測システムのメカニカルステージおよびチャックの一例の斜視図である。
【
図20】統合計測システムの光学部品の一例の斜視図である。
【
図21】その外部パネルの一部がない統合計測システムの一部の一例の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0056】
以下の詳細な説明では,発明を十分に理解するために数多くの具体的な詳細が記載される。しかしながら,当業者であれば,これらの具体的な詳細がなくてもこの発明を実施可能であることを理解しよう。他の例では,周知の方法,手順,および構成要素は,この発明を不明瞭にしないように詳述されていない。
【0057】
発明とみなされる主題は,明細書の結論部分に具体的に指摘され,明確に請求されている。しかしながら,構成および操作方法,ならびにそれらの目的,特徴,および利点に関して,添付図面と共に読まれる以下の詳細な説明を参照することにより,この発明は最も良く理解され得る。
【0058】
例示を簡単かつ明確にするために,各図に示された要素は必ずしも縮尺通りに描かれているわけではないことが理解されよう。たとえば,いくつかの要素の大きさは,明確にするために他の要素に対して誇張されることがある。さらに,適切と考えられる場合には,対応または類似する要素を指し示すために,参照番号が各図の間で繰り返されることがある。
【0059】
この発明の例示された少なくとも1つの実施形態は,ほとんどの場合,当業者に知られている電子構成要素および回路を使用して実施されるので,この発明の基本的概念の理解および評価のために,ならびにこの発明の教示を不明瞭にしないように,または教示が曖昧にならないように,上述したように必要とみなされる以上には詳細に説明しないものとする。
【0060】
以下に例示される任意の数,または値は,非限定的な例とみなされるべきである。
【0061】
図面のいずれかに例示されるシステムのいずれかの任意の要素および/または装置および/または機構の任意の組み合わせを提供してもよい。
【0062】
明細書に例示されるシステムのいずれかの任意の要素および/または装置および/または機構(特徴)の任意の組み合わせを提供してもよい。
【0063】
特許請求の範囲(たとえば,最初に出願された特許請求の範囲)のいずれかで見られる任意の主題の任意の組み合わせを提供してもよい。
【0064】
図面のいずれか1つは,縮尺通りであることもあれば,縮尺通りでないこともある。
【0065】
図1は,統合計測システム100および他のシステム10の一例の斜視図であるが,
図1では,その他のシステムは機器フロントエンドモジュールを含む。
図2は,統合計測システム100および他のシステム10の一例の側面図である。
図3は,統合計測システム100および他のシステム10の一例の斜視図である。
図4は,統合計測システム100および他のシステム10の一例の側面図である。
図5は,統合計測システム100および他のシステム10の一例の上面図である。
図6は,統合計測システム100および他のシステム10の一部の一例の上面図である。
図7は,統合計測システム100および他のシステム10およびいわゆるライトカーテン142の一例の上面図である。
図8は,統合計測システム100および他のシステム10の一部の一例の上面図である。
図9は,統合計測システム100および他のシステム10の一例の斜視図である。
図10は,統合計測システム100および他のシステム10の一例の斜視図である。
図11は,統合計測システム100および他のシステム10の一例の側面図である。
図12は,統合計測システム100の一部および他のシステム10の一部の一例の斜視図である。
図13は,統合計測システム100の一部の一例の斜視図である。
図14は,その外部パネルの一部がない統合計測システム100の一例の背面図である。
図15は,その外部パネルの一部がない統合計測システム100の一例の斜視図である。
図16は,その外部パネルの一部がない統合計測システム100の一部の一例の背面図である。
図17は,統合計測システム100のメカニカルステージおよびチャックの一例の斜視図である。
図18は,統合計測システム100のメカニカルステージおよびチャックの一例の背面図である。
図19は,統合計測システム100のメカニカルステージおよびチャックの一例の斜視図である。
図20は,統合計測システム100の光学部品の一例の斜視図である。
図21は,その外部パネルの一部がない統合計測システム100の一部の一例の斜視図である。
図22および23は,異なる位置のキーボードの概略図である。
【0066】
図1~
図5および
図9~
図11を参照して,統合計測システム100はリアインターフェース等のインターフェースによって他のシステム10に接続されている。リアインターフェースは,統合計測システムをその他のシステムに機械的に着脱可能に接続することができる。
【0067】
統合計測システム100は前面114,後面112を有し,かつ以下を含む。
a.本体(main body)110。本体の正面は,統合計測システム100の下の床に(仮想)前面境界((virtual)front border)140を規定(画定)する。安全境界(safety border)142を,前面境界140よりも(本体から)さらに遠くなるように(たとえば統合計測システムのユーザによって)規定することができる。
b.ディスプレイ201。
c.キーボード200。
d.キーボードを支持するフロントインターフェース210。
e.高電圧制御信号をメカニカルステージに供給する高性能メカニカルステージ制御装置260。
f.第1フロントパネル101,第2フロントパネル105,サイドパネル103,もう1つの(another)サイドパネル106を含む各種パネル。パネルは着脱可能であり,本体110の本体フレーム111に着脱可能に連結することができる。
g.各々がホイール132およびアーム134を含むことができる1または複数の着脱可能支持ユニット130。
h.各々が脚を含むことができる少なくとも1つの補助支持ユニット150。
i.各々が追加ホイール163を含むことができる少なくとも1つの追加支持ユニット160。
【0068】
ディスプレイ201,キーボード200,フロントインターフェース210,第1フロントパネル101,および第2フロントパネル105は,統合計測システムの前面114に配置される。
【0069】
複数の支持ユニットを備える統合計測システム
安定かつコンパクトな統合計測システムが提供される。
【0070】
統合計測システムの搬送中,統合計測システムは,統合計測システムの搬送中に統合計測システムの安定性(stability)に貢献する大きな支持ベースを有する必要があることがわかったものである。
【0071】
統合計測システムが所望の場所に搬送された後は大きな支持ベースは必要ではなくなり,これは特に大きな支持ベースは必要以上に統合計測システムの設置面積を増加させるためである。
【0072】
提供される統合計測システムは,(a)後面および前面を有する本体110であって,後面が他のシステムに対向し,前面が本体の前面境界140を規定する本体110と;(b)本体に着脱可能に連結され,前面境界の外側に延在しながら(延在しているときに)本体を支持する1または複数の着脱可能支持ユニット130と;(c)1または複数の着脱可能支持ユニットがないときに本体を支持するように構成された少なくとも1つの補助支持ユニット150とを有する。
【0073】
統合計測システム100が設置された後は(たとえば
図9参照),1または複数の着脱可能支持ユニット130を取り外すことができ,本体110は少なくとも1つの補助支持ユニット150によって支持することができる。少なくとも1つの補助支持ユニット150は,1または複数の着脱可能支持ユニットと同じ程度には前面境界の外側に延在せず,前面境界の外側に全く延在しない場合さえある。
【0074】
支持ベースは,(a)本体の下に配置された(positioned below the main body)少なくとも1つの追加支持ユニット160と,(b)1または複数の着脱可能支持ユニット130(メインベースにまだ接続されている場合)および(c)少なくとも1つの補助支持ユニット150(本体を支持するように配置されている場合)のどちらか一方とによって規定することができる。
【0075】
少なくとも1つの追加支持ユニット160と1または複数の着脱可能支持ユニット130の間の距離は,少なくとも1つの追加支持ユニット160と少なくとも1つの補助支持ユニット150の間の距離を超える(上回る)。
【0076】
少なくとも1つの追加支持ユニット,1または複数の着脱可能支持ユニットおよび少なくとも1つの補助支持ユニットの各支持ユニットは,統合計測システムが配置されている床に対して可動であってもよいし,または固定されていてもよい。
【0077】
少なくとも1つの補助支持ユニット150は,少なくとも1つの補助支持ユニットが床と接触する位置(上方位置)と少なくとも1つの補助支持ユニットが床と接触しない他の位置との間の第1の方向(たとえば上向きおよび下向き)に沿って本体に対して移動するように構成される。
【0078】
1または複数の着脱可能支持ユニット130は,第2の方向(たとえば,本体の外側で水平方向)に沿って本体に対して移動するように構成される。
【0079】
上記第1の方向は上記第2の方向と異ならせることができる。
【0080】
1または複数の着脱可能支持ユニット130は,少なくとも1つの補助支持ユニット160が下方位置に移動し,そこで本体を支持した後,取り外してもよい。
【0081】
図12~
図13は,各種支持ユニットの例を示している。任意のタイプの任意の数の支持ユニット(着脱可能,補助,および追加支持ユニット)が存在してもよい。
【0082】
各着脱可能支持ユニット130はホイール132およびアーム134を含む。ホイール132は,2自由度(two degrees of freedom)を有するものとして例示されている。
【0083】
ホイール132はホイールの軸131の周りを回転する。ホイールの軸131はホイールのハウジングに接続されており,さらなる軸(further axis)135に沿って(本体に対して)回転可能である。
図12および13では,ホイールの軸は水平であり,さらなる軸は垂直である。
【0084】
アーム134は支持フレーム内部空間(support frame inner space)113を規定(画定)する支持フレーム119が支持することができ,上記空間内において上記アーム134たとえば水平移動させて,本体に向けてかつ本体の外側に移動させることができる。
【0085】
図12では,アーム134は支持フレーム内部空間113の外にあり,
図13では,アームは部分的に支持フレーム内部空間113の中にある。
【0086】
フレーム内部空間内における移動のために,アーム134の後部部分(rear portion)は,支持フレーム内部空間113内において移動するように成形されかつ寸法決めされる。
【0087】
アーム134は固定要素117によって上記支持フレーム119に固定することができ,上記固定要素117は,上記アームが部分的にフレーム内部空間内に配置されているときに上記アームを定位置に保持するように構成されている。固定要素117は,支持フレームに形成された開口(ねじ開口が用いることができる)内に押し込むまたは回転させることができるピンとすることができ,これによってアームを支持フレームのもう一方の面に向かって押しつける(pressing)ことができる。
【0088】
アーム134はアームの位置を固定する際に固定要素117のエッジを配置することができるアームの空洞(arm’s cavity)(穴,くぼみ)133を含んでもよい。
【0089】
各追加支持ユニット160は本体の下に配置してもよく,追加ホイール163および追加ハウジング167を含んでもよい。追加ホイール163は,追加ハウジング167に回転可能に連結された追加軸161の周りを回転することができる。
【0090】
追加ハウジング167は本体に固定するか,またはさらに別の軸(図示略)によって本体に回転可能に連結することができ,それによって追加ホイールは2自由度を有することができる。
【0091】
各追加支持ユニット160は,着脱可能支持ユニット130よりも本体の後面に近くてもよい。支持ユニットのいずれかを任意の他の位置に設けてもよい。
【0092】
補助支持ユニット150は脚(leg)であってもよく,ホイールを含んでもよく,本体に固定してもよく,または本体に対して移動可能にしてもよい。(上方位置と下方位置の間の)移動は,回転によって,線形または非線形状におこなわせることができる。
【0093】
可動キーボード
安全境界(safety border)(「安全光バリア」(Safety light border)とも,「ライトカーテン」(Light Curtain)とも呼ばれる)(
図7において符号142で示す)は,統合計測システム100のユーザが規定することができる。統合計測システム100のいずれかの部分が安全境界142を超えていると,ユーザは統合計測システム100(および/またはさらにその他のシステム10)を操作してはならない(may not operate)。Z上記安全境界を監視し,キーボードやその他の構成部品が安全境界を超えたかどうかを確認し,横断(crossing)が発生した場合に,警報を発し,製造工程の進行を止めるなどの1または複数のセンサを設けてもよい。
図7において上記安全境界142はその他の装置のフレームの部分143によって規定されている。
【0094】
統合計測システム100は,使用時に本体の外側に延在するキーボードを含む。
【0095】
キーボードを開いて維持すること(maintaining the keyboard open)は,安全境界を越えることになるか,あるいは統合計測システム100の本体をキーボードが開いている時でも統合計測システム100が安全境界を超えないように小さくすることを余儀なくさせることになる。
【0096】
(a)後面および前面を有する本体110であって,後面が他のシステムに対向し,前面が本体の前面境界140を規定する本体110と,(b)フロントインターフェース210と,(c)フロントインターフェース210を介して,本体に移動可能に連結されたキーボード200とを含み得る統合計測システムを提供することができる。
【0097】
キーボード200は複数の位置の間で移動するように構成され,複数の位置は第1の位置および第2の位置を含む。
【0098】
第1の位置(拡張位置または開位置)に配置されたとき,キーボードは第1の距離だけ前面境界140の外側に延在する。第1の距離はおよそキーボードの幅であってよい。
【0099】
第2の位置(折り畳み位置または閉位置)に配置された時,キーボードは前面境界から最大で第2の距離に位置する想像線(imaginary line)の外側には延在せず,第2の距離は第1の距離よりも小さい(短い)。上記想像線は前面境界140上に位置付けてもよく,あるいは前面境界140から離れて配置してもよい。
【0100】
【0101】
【0102】
図22および23は,キーボードが第1の位置にある状況と,キーボードが第2の位置にあるさらなる状況を示している。
【0103】
図22および23は,キーボードがまだ少し前面境界から延在している第2の位置を示し,また第2の位置にある時にキーボードおよびフロントインターフェースが完全または部分的に入ることになる上記本体に形成された凹部209を示している。
【0104】
キーボード(むしろフロントインターフェース)は,たとえばキーボード軸207によって本体に回転可能に連結することができる。
【0105】
キーボード軸はキーボードの上部付近(near a top of the keyboard)に位置付けることができる。
図22はキーボードの底部付近に位置するキーボード軸207を示す。
【0106】
第2の位置は垂直位置または略垂直位置(
図22参照)とすることができ,第1の位置は水平位置とすることができる。
【0107】
キーボードは本体に回転不可能に連結してもよい。
【0108】
キーボードを(機械的手段および/または電磁的手段によって)第2の位置に保持するキーボード固定要素(keyboard fixation element)を設けてもよい。
【0109】
キーボードは,開位置および閉位置を含む異なる位置の間で移動可能な別の装置と置き換えてもよい。
【0110】
熱排出および保守可能な統合計測システム
統合計測システム100は,他のシステムに(リアインターフェースを介して)接続される。統合計測システム100を他のシステムから分離することなく保守作業を行うことが望まれることがある。
【0111】
統合計測システム100は,本体フレームと,本体を保護する複数のパネルを含むことができる。パネル(複数)は,本体フレームに(たとえば,クリップ,ねじ,ボルトおよびナットを介して)着脱可能に連結され,保守作業時に簡単に取り外すことができる。本体フレームは,本体の各種部品へのアクセスを容易にする開口(
図16の開口109のようなもの)を含むことができる。
【0112】
さらにまた,統合計測システム100の保守を容易にし,および/またはアップグレードを容易にするために,統合計測システム100はモジュラー構成(modular configuration)を有してもよい。統合計測システム100の各種構成部品は,統合計測システム100の複数のコンパートメント内に位置付けられる(配置される)着脱可能モジュールとして配設することができる。
【0113】
統合計測システム100は,相当量の熱を放散する非常に強力な光源を含むことがある。
【0114】
熱が光学ヘッドの光学部品を変形させることを防ぎ,統合計測システム100の他の装置を破損または変形させることを防ぐために,光源は光学ヘッドから離間して配置される(spaced away)。加えて,空気口(air vents)等の1または複数の空気吸引要素(air suction element)によって,熱は本体の外側に搬送される(逃がされる)。
【0115】
半導体ウェハを評価するための統合計測システム100を提供することができ,計測システムは,光学ヘッド230および光源220を含んでもよい本体110を含み得る。
【0116】
光源220は本体の下部部分に配置される。光学ヘッド230は本体の上部部分に配置される。
【0117】
光学ヘッド230は,光ケーブル(
図14において符号208で示す)を含む光路を介して光源220に光学的に連結され,追加の光学部品を含んでもよい。
【0118】
図14~
図15は,本体110を,第1~第4のコンパートメント211~214といった複数のコンパートメントを含むものとして示している。第1のコンパートメント211は最も低い位置の(the lowest)コンパートメントであり,第4のコンパートメント214は最も高い位置の(the highest)コンパートメントである。
【0119】
光学ヘッド230は第4のコンパートメント214内に位置している。
【0120】
メカニカルステージ280およびチャック281が第3のコンパートメント213内に位置している。
【0121】
コンピュータモジュール270が第2のコンパートメント212内に位置している。
【0122】
光源220が第1のコンパートメント211内に位置している。
【0123】
上記したように,光源220および光学ヘッド230は本体の異なるコンパートメントに配置され,光学ヘッド230が光源220の上に位置している。
図14および15に示す例では,第2のコンパートメント212および第3のコンパートメント213が,光源220と光学ヘッド230の間に配置される中間コンパートメントである。
【0124】
図14および
図15,ならびに特に
図21に示すように,光源付近からの空気は,光源220の下に配置される1または複数の空気吸引要素(air suction elements)250によって排出(たとえば吸引)される。多孔板290(開口(複数)291を含むもの)は1または複数の空気吸引要素250と光源220の間に配置されており,多孔板290に形成された開口を通して,1または複数の空気吸引要素250が1または複数の空気吸引要素250の上の空間から空気を吸引することができる。さらなる多孔板を
図15に示す。1または複数のコンパートメントの底部(bottom)に複数の多孔板が存在してもよい。
【0125】
空気吸引要素250は本体の底部に配置され,(部分的に)本体の外側に,かつ本体の最も低いコンパートメントの下に位置する空間102の中に,延在してもよい。
【0126】
空気吸引要素は,たとえばコンパートメント内に形成された開口を介して,本体の少なくとも大部分からの空気をさらに排出することができ,第2のコンパートメント212から,および密封(シール)されていないその他のコンパートメントから,空気を吸引することができる。
【0127】
図14~
図15は,光学ヘッド230が統合計測システムの高性能メカニカルステージ制御装置260の下(さらにはちょうど下)に配置されることをさらに示す。
【0128】
光源220はレーザ駆動光源であってもよい。
【0129】
光源の電力消費は50ワットを超えてもよい。たとえば,70~140ワットの範囲であってもよい。
【0130】
図17および
図18は,チャック281を支持し,チャックを様々な方向(たとえば,X,YおよびZ)に移動させるメカニカルステージ280を示している。第1のエンドエフェクタ(first end effectors)301および第2のエンドエフェクタ(second end effectors)302をさらに設けてもよい。第1のエンドエフェクタ301は第2のエンドエフェクタ302の上に配置される(positioned above)。第1のエンドエフェクタ301は第1のウェハを(他のシステム10から)受け取ることができ,その一方で第2のエンドエフェクタがチャックサポートから別のウェハを受け取って,他のシステムで利用することができるように,第1および第2のエンドエフェクタは様々なやり方で,たとえば上方および下方に移動することができる。
【0131】
同じ機能を実現するための構成要素の任意の構成は,所望の機能が実現されるように有効に「関連付けされる」。したがって,特定の機能を実現するように組み合わされた本明細書における任意の2つの構成要素は,アーキテクチャまたは中間的な構成要素に関係なく,所望の機能が実現されるように相互に「関連付けされる」とみなすことができる。同様に,このように関連付けされた任意の2つの構成要素は,所望の機能を実現するために相互に「動作可能に接続される」または「動作可能に連結される」ものとしてみなすこともできる。
【0132】
さらにまた,当業者であれば,前述の動作の間の境界は単に例示的であることを理解するであろう。複数の動作を単一の動作に統合することができ,単一の動作を追加の動作に分散することができ,複数の動作を適時に少なくとも部分的に重複させて実行することができる。さらに,別の実施形態においてはある動作の複数のインスタンスを含むことができ,様々な他の実施形態において動作の順序を変更することができる。
【0133】
また,たとえば,1つの実施形態において,例示した実施例は,単一の集積回路上,または同じデバイス内に位置付けられた回路として実装することができる。あるいは,本実施例は,適切な方式で互いに相互接続された任意の数の別個の集積回路または別個のデバイスとして実装することができる。
【0134】
また,たとえば,各実施例,またはそれらの一部は,物理的回路または物理的回路に変換可能な論理的表現のソフトまたはコード表現として,たとえば任意の適切な種類のハードウェア記述言語の中で実装することができる。
【0135】
しかしながら,他の修正形態,変更形態,及び代替形態も可能である。したがって,本明細書および図面は,限定的意味ではなく例示的なものと見なすべきである。
【0136】
特許請求の範囲において,括弧間に置かれる任意の参照符号は特許請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。「備える(comprising)」という文言は,特許請求項に記載されているもの以外の要素または工程の存在を除外するものではない。さらにまた,本明細書において使用される場合,数詞を伴わない(「1つ(“a”or“an”)」という)用語は1つまたは2つ以上として定義される。また,特許請求の範囲における「少なくとも1つの」および「1または複数の」のような前置きの語句の使用は,数詞を伴わない用語(不定冠詞「1つの(“a”or“an”)」)による別の請求項要素の導入が,このように導入された請求項要素を含む任意の特定の請求項を,たとえ同じ請求項が前置きの語句「1または複数の」または「少なくとも1つの」および数詞を伴わない用語(「1つの(“a”or“an”)」のような不定冠詞)を含む場合であっても,1つだけのこのような要素1つしか含まない発明に限定することを暗示するように解釈されるべきではない。同じことが,定冠詞の使用についても当てはまる。別途記載しない限り,「第1の」および「第2の」のような用語は,そのような用語が説明する要素間で任意に区別するために使用される。したがって,これらの用語は必ずしも,このような要素の時間的なまたは他の優先順位付けを示すようには意図されていない。特定の手段が相互に異なる特許請求項において記載されているという単なる事実は,これらの手段の組み合わせを有利に使用することができないということを示すものではない。
【0137】
この発明の特定の特徴がこの明細書において例示されかつ説明されるが,当業者であれば,多くの修正物,代替物,変更物,および均等物が考えられるであろう。したがって,特許請求の範囲は,この発明の真の精神の範囲内に含まれる,これらのすべての修正物および変更物を網羅することを意図していることを理解されたい。
【0138】
用語「含む(including)」,「備える(comprising)」,「有する(having)」,「からなる(consisting)」および「本質的に~からなる(consisting essentially of)」は,置換可能に使用される。たとえば,任意の方法は,少なくとも図および/または明細書に含まれる工程を含むことができ,図および/または明細書に含まれる工程のみを含むことができる。
【符号の説明】
【0139】
10 別のシステム(他のシステム)
100 統合計測システム
101 第1のフロントパネル
102 本体の下の空間
103 サイドパネル
104 上部パネル
105 第2のフロントパネル
106 別のサイドパネル
109 開口
110 本体
111 本体フレーム
112 後面
113 支持フレーム内部空間
114 前面
116 リアインターフェース
117 アームの固定要素
119 支持フレーム
130 着脱可能支持ユニット
131 ホイールの軸
132 ホイール
133 アームの空洞
134 アーム
135 さらなる軸
137 ホイールのハウジング
140 前面境界
142 安全境界
143 他のシステムのフレームの部分
150 補助支持ユニット
151 補助支持ユニットに対するインターフェース
160 追加支持ユニット
161 追加軸
163 追加ホイール
167 追加ハウジング
200 キーボード
201 ディスプレイ
207 キーボード軸
280 光ケーブル
209 凹部
210 フロントインターフェース
211~215 コンパートメント
219 プレート
220 光源
230 光学ヘッド
240 光ケーブル
250 空気吸引要素
270 コンピュータモジュール
280 メカニカルステージ
281 チャック
290 多孔板
291 開口
292 窒素源
293 ロック
301 第1のエンドエフェクタ
302 第2のエンドエフェクタ
310 光カプラ
312 光入力
314 光出力
316 ガス入力
318 ガス出力
【国際調査報告】