JP2008141141A - 試料搬送システム - Google Patents

Abstract

【課題】ウェーハ等の精密な検査を、製造工程を大きく変化させることなく、製造インラインで行うことができるウェーハ搬送システムを提供する。
【解決手段】ウェーハ等の半導体試料Ｗの製造工程に用いられるものであって、前記半導体試料Ｗを一の工程場所から他の工程場所へ搬送する搬送機構２と、その搬送機構２による搬送路上に設けられたＳＥＭ３と、を備え、前記搬送路の途中に設定した分析位置Ｐにおいて、搬送機構２による半導体試料Ｗの移動を一時的に停止し、その停止時にＳＥＭ３による分析検査が行われるように構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体等の試料製造プロセスにおいて用いられる搬送システムに関するものである。

半導体ウェーハや液晶基板など（以下、半導体試料とも言う）の量産プロセスでは、特許文献１に示すように、半導体試料は、搬送機構によって、あるプロセスチャンバから他のプロセスチャンバに搬送されて次々と製造される。ところで、かかる半導体試料の微細加工化が進む近時では、その製造プロセス中での検査においても高精度な検査が必要とされるため、ＣＤ−ＳＥＭなどの走査型電子顕微鏡を用いることが多くなってきている。その場合、従来は、ＳＥＭを製造ラインから切り離して配置し、あるプロセスが終了したロットの中から一部のウェーハ等を抜き取って検査するようにしている。
特開２００３−１７４０６９号公報

しかしながら、このようなシステムでは、抜き取り検査であるがゆえに、ロット生産後に検査を行う必要が生じ、その検査で仮に不具合が認められた場合には、生産されたロット全体を廃棄しなければならなくなる。また、抜き取りの際には、製造工程を一部変えなければならないなど不具合もある。

本発明はかかる不具合を鑑みて行われたものであって、半導体試料の製造に係る搬送機構にＳＥＭを付帯させることで、ウェーハ等の精密な検査を、製造工程を大きく変化させることなく、製造インラインで行うことができる半導体試料搬送システムを提供することをその主たる所期課題としたものである。

かかる課題を解決するために本発明は次のような手段を講じたものである。

すなわち、本発明にかかる半導体試料搬送システムは、前記半導体試料を一の工程場所から他の工程場所へ搬送する搬送機構と、その搬送機構による搬送路上に設けられたＳＥＭと、を備え、前記搬送路の途中に設定した分析位置において、搬送機構による半導体試料の移動を一時的に停止し、その停止時にＳＥＭによる分析検査が行われるように構成している。なお工程場所とは、成膜工程や洗浄工程などが行われるプロセスチャンバ内の他に、一時保管が行われる保管容器内などの場所も含む。

一方、搬送機構という完全に固定されていないものにウェーハが保持されているため、分析位置でウェーハの移動を停止させ、見かけ上の静止状態を保っても、ＳＥＭによる解像度のレベルで言えば、停止の際の振動が収まっていなかったり、搬送機構の駆動部等からのわずかな振動が伝わっていたりして、このような振動がＳＥＭによる分析に悪影響を及ぼす可能性がある。これを回避するには、前記分析位置において、搬送機構により保持された半導体試料の振動を検知する振動検知手段と、その振動検知手段が検知した振動に基づいて、ＳＥＭによる撮像画像の振動ブレを補正するブレ補正部と、をさらに備えているものが好ましい。

半導体試料の所望箇所を検査できるようにするには、半導体試料の所定箇所に設けられたノッチ等の基準ポイントに基づいて、半導体試料の位置、姿勢を検出する位置姿勢検出機構をさらに備えているものが望ましい。

このように構成した本発明によれば、半導体試料の製造ラインにおける搬送路上にＳＥＭが設置されているので、１つ１つの半導体試料をインラインで検査することが可能になる。したがって、その検査によって不具合のある半導体試料が発生しても、その時点で製造を中断して、その不具合発生原因を解消すればよく、従来のように、無駄にウェーハ等を製造するような事態を回避して、歩留まりの向上などを図ることができる。

さらに、製造工程間に検査工程を行う本システムを介在させるだけなので、製造工程を大きく変化させることがなく、しかも抜き取りなどをおこなう必要がないので、検査に係る観察や分析が簡便になる。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。

本実施形態に係る搬送システム１は、量産型の半導体製造プロセスシステムにおける真空プロセスチャンバＡと別の真空プロセスチャンバＢとの間に組み込まれるものであり、図１に示すように、半導体試料であるウェーハＷをチャンバＡ、Ｂ間で搬送するための搬送機構２と、その搬送機構２による搬送路上に設けたＳＥＭ３とを備えている。

搬送機構２は、ウェーハＷを把持するための把持部２１と、その把持部２１を移動させる駆動部２２と、その駆動部２２を制御する制御部２３とからなる。駆動部２２は、複数のアーム２２１、２２２、２２３をＸＹ平面上で互いに回転可能に直列結合したもので、これらが回転することで、把持部２１をＸＹ方向に自在に移動させる。また、基端に位置するアーム２２３は図示しない支軸によってＺ方向に移動可能に支持されており、このような構成により、この駆動部２２は、前記把持部２１を位置で言えばＸＹＺ方向の３自由度、姿勢で言えばＸＹ方向の２自由度をもって移動させることができるように構成されている。そして、少なくともそれら把持部２１及び駆動部２２は、真空引き可能な搬送チャンバ４内に収容されている。この搬送チャンバ４につき、より具体的に説明すると、各プロセスチャンバＡ、Ｂには、プロセス前又はプロセス後のウェーハＷを載置するための真空引き可能なプレチャンバＡ１、Ｂ１がそれぞれ設けられているが、本実施形態の搬送チャンバ４は、各プレチャンバＡ１、Ｂ１間に外部との気密性を保った状態で架け渡してある。そして、前記搬送機構２がプレチャンバＡ１、Ｂ１に載置されたウェーハＷを把持し、この搬送チャンバ４内を通して別のプロセスチャンバＢ（Ａ）まで搬送するように構成している。

前記ＳＥＭ３は、前記搬送チャンバ４の上部に設けられて、下方に向かって電子線を照射し、そこを通過するウェーハＷを分析する例えば走査型のものである。

しかして、この実施形態では、次々搬送されてくる各ウェーハＷを、前記搬送路上に設定した所定の分析位置Ｐにおいて、分析に要する一定時間だけ、制御部２３からの指令によって都度停止させ、その間、搬送機構２によって保持されているウェーハＷをＳＥＭ３によって分析検査するように構成している。なお、分析位置変更や調整などのために、必要に応じて前記制御部２３により、駆動部２２を動作させ、把持部２１をＸＹＺ方向に動かすこともある。

したがって、このように構成した搬送システム１によれば、検査によって不具合のあるウェーハＷが発生しても、その時点で製造を中断して、その不具合発生原因を解消すればよく、従来のように、無駄にウェーハを製造するような事態を回避することができる。またウェーハＷの製造工程間に本システム１が直列に介在するだけなので、ウェーハ製造工程を大きく変化させることもない。

なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。例えば、ＳＥＭによる解像度レベルで言えば、搬送機構という完全に固定されていないものにウェーハが保持されているため、分析位置でウェーハの移動を停止させ、見かけ上の静止状態を保っても、停止の際の振動が収まっていなかったり、搬送機構の駆動部等からのわずかな振動が伝わっていたりして、このような振動がＳＥＭによる分析に悪影響を及ぼす可能性がある。そのため、例えば前記分析位置において、搬送機構により保持されたウェーハの振動を検知する振動検知手段と、その振動検知手段が検知した振動に基づいて、ＳＥＭによる撮像画像の振動ブレを補正するブレ補正部と、をさらに設けてもよい。

また半導体試料の所定箇所に設けられたノッチ等の基準ポイントに基づいて、半導体試料の位置、姿勢を検出する位置姿勢検出機構を設けてもよい。このようにすれば、その位置姿勢検出機構からの情報に基づいて、搬送機構を駆動し、半導体試料の所望箇所を、ＳＥＭによる電子線照射位置に合わせ込み、そこを分析することが可能になる。

さらに言えば、検査対象は、半導体試料に限られず、その他の材料試料でもよく、特に量産の製造ラインに適用して本発明の効果は顕著となる。

その他、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で、種々変形が可能である。

本発明の一実施形態における試料搬送システムを示す模式的全体図。

符号の説明

１・・・半導体試料搬送システム
２・・・搬送機構
３・・・ＳＥＭ
Ｗ・・・半導体試料（ウェーハ）
Ｐ・・・分析位置

Claims (3)

1. ウェーハ等の半導体試料の製造工程に用いられるものであって、
   前記半導体試料を一の工程場所から他の工程場所へ搬送する搬送機構と、その搬送機構による搬送路上に設けられたＳＥＭと、を備え、
   前記搬送路の途中に設定した分析位置において、搬送機構による半導体試料の移動を一時的に停止し、その停止時にＳＥＭによる分析検査が行われるように構成している半導体試料搬送システム。
2. 前記分析位置において、搬送機構により保持された半導体試料の振動を検知する振動検知手段と、
   その振動検知手段が検知した振動に基づいて、ＳＥＭによる分析画像のブレを補正するブレ補正部と、をさらに備えている請求項１記載の試料搬送システム。
3. 半導体試料の所定箇所に設けられたノッチ等の基準ポイントに基づいて、半導体試料の位置、姿勢を検出する位置姿勢検出機構をさらに備えている請求項１又は２記載の試料搬送システム。