説明

ティーチングシステム

【課題】従来技術によるティーチング方法では、位置を調整して、プロセスチャンバーを真空状態にして、位置のずれを顕微鏡で確認して、プロセスチャンバーを大気状態に戻して、また位置を調整する、という繰り返しを行うので、長い時間を必要とする上、気圧の変化を伴う作業は効率が悪い。さらに、顕微鏡を用いた作業者の目視による検査は、誤差が比較的大きい。
【解決手段】顕微鏡の代わりにCCDカメラ31を用い、ヒーターの基準位置に相当する第1の画像マーカーAを用い、シャドウリング18の中心位置の代わりに相当するアダプターリング調整治具17に設けられた第2の画像マーカーBを用いる。これら2つの画像マーカーAおよびBをCCDカメラ31にて測定し、アダプターリング調整治具17の位置を調整する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、CVD装置のヒーターおよびシャドウリングの位置関係を調整するティーチングを行うティーチングシステムと、このティーチングシステムを用いたティーチング方法とに係る。
【背景技術】
【0002】
半導体ウェハー上にタングステン膜を成膜する方法として、CVD(Chemical Vapor Deposition:化学気相成長)法が知られている。例えば、「CENTURA−WXZ」と呼ばれるCVD装置の一機種では、まず、温度が450°Cに制御されたヒーター上に半導体ウェハーを搬送する。次に、SiH4(水素化ケイ素)、H2(水素分子)およびWF6(六フッ化タングステン)を含むプロセスガスを用いて、半導体ウェハー上にタングステン膜を成膜する。
【0003】
このとき、半導体ウェハーの最外周部にはタングステン膜を成膜しないことが好ましい。そのために、シャドウリングなどを用いて半導体ウェハーの最外周部をマスクする手法が知られている。
【0004】
図1は、従来技術によるCVD装置10の構成を概略的に示す断面図である。図1のCVD装置10は、半導体ウェハー50を下面から支持して加熱するヒーター11と、半導体ウェハー50の最外周部をマスクするシャドウリング18と、半導体ウェハー50の上面に向けてプロセスガス52を吹き出すフェイスプレート19とを具備している。ここで、ヒーター11、シャドウリング18およびフェイスプレート19は、プロセスチャンバー22の内部に設けられている。
【0005】
図1のCVD装置10では、半導体ウェハー50の上面のうち、シャドウリングに18よってマスクされた最外周部以外の部分に、タングステン膜51が成膜される。このとき、半導体ウェハー50の中心と、シャドウリング18の中心とが一致していることが好ましい。この位置合わせを行うティーチングについて説明する。
【0006】
図2Aは、従来技術によるティーチング方法を行うCVD装置10の構成を概略的に示す平面図である。図2Bは、従来技術によるティーチング方法を行うCVD装置10の構成を概略的に示す、断面A−A’による断面図である。図2Aおよび図2Bには、図1に示したCVD装置10の各構成要素に加えて、アダプターリング15、アダプターリング調整ブロック13およびポンピングプレート12をも示している。ただし、図2Aにおいて、ヒーター11、半導体ウェハー50およびフェイスプレート19は省略されている。また、図2Bにおいて、フェイスプレート19は省略されている。
【0007】
シャドウリング18は、アダプターリング15およびポンピングプレート12によって保持されている。また、シャドウリング18の位置は、アダプターリング15によって決定されている。
【0008】
図2Aおよび図2BのCVD装置10で行うティーチング方法について説明する。まず、半導体ウェハー50をヒーター11上に乗せる前に、かつ、シャドウリング18を取り外した状態で、アダプターリング調整治具17をアダプターリング15に乗せる。図3は、従来技術によるティーチング方法を行うCVD装置10の、アダプターリング調整治具17をアダプターリング15に乗せた状態を示す、断面B−B’による断面図である。図4は、従来技術によるティーチング方法を行うCVD装置10の、アダプターリング調整治具をアダプターリングに乗せた状態を示す平面図である。
【0009】
次に、プロセスチャンバー22の内部を真空状態にする。この状態において、アダプターリング調整治具17における、上面から見た円形部分の端部と、パージリング21の内側端部との、図3に示す距離L1〜L4を測定する。この測定は、例えば、倍率が20倍の顕微鏡などを用いて、4箇所で行う。これら4つの測定箇所は、例えば、図4に示すように、半導体ウェハー50をヒーター11上に乗せる位置の中心点から見て右上方向、右下方向、左下方向、左上方向などのように、90°ごとの等角度に配置されている。
【0010】
4箇所での測定後、プロセスチャンバー22の内部を大気圧状態に戻す。この状態において、アダプターリング調整治具17の位置を調整する。以降、測定と調整を、ヒーターごとの基準が満たされるまで繰り返す。この基準には、例えば、これら4つの測定値における最小値および最大値の差が、0.075mm以内であること、などがある。
【0011】
上記に関連して、特許文献1(特開平8−255760号公報)には、ある直径を有する基板を処理する為の装置に係る記載が開示されている。この装置は、ハウジングと、サセプタと、サセプタ制限シールドと、サセプタ昇降機とを備える。ここで、ハウジングは、基板処理チャンバを画成する。サセプタは、処理の為に露出した一面を備える基板を受容および支持するために、チャンバ内に配置され、基板の直径より大きい直径を有する。サセプタ制限シールドは、本体およびサセプタの環状周辺部に突出するルーフを含む。本体は、内部にサセプタを受容する寸法で形成された第1サセプタ受容穴を画成する。ルーフは、基板の直径より大きい直径を有する第2の穴を画成する。サセプタ昇降機は、サセプタの中央に支持された基板が第2の穴を介して処理環境に露出されるように、サセプタをシールドに関して基板の露出面に対し直交する対称の軸に沿って第1の穴へと移動させて突出しているルーフに係合させる。
【0012】
また、特許文献2(特開平11−80950号公報)には、真空チャンバ内でウェハをアラインメントさせる方法に係る記載が開示されている。この方法は、ウェハを真空チャンバに導入するステップと、真空チャンバ内の圧力を増加させるステップと、次いで、ウェハを移動させてアラインメントさせるステップとを含む。
【0013】
また、特許文献3(特開2000−183141号公報)には、基板を保護すると共に位置合せする装置に係る記載が開示されている。この装置は、シャドーリングと、1以上の位置合せおよび支持部材とを備えたことを特徴とする。ここで、シャドーリングは、上部保護面を有する。1以上の位置合せおよび支持部材は、少なくとも基板とシャドーリングの間で位置合せするため上部保護面の下方に配置されている。
【0014】
また、特許文献4(特開2002−9136号公報)には、基板処理システムにおいて、基板支持部材上のシャドウリングと基板とを同心状に整列させるための整列装置に係る記載が開示されている。この整列装置は、支持部材と、1つまたはそれ以上の共通案内部材と、シャドウリングとを備える。ここで、1つまたはそれ以上の共通案内部材は、基板の縁と、シャドウリングの案内外囲部分の両者を受入れるようになっている。シャドウリングは、1つまたはそれ以上の案内部材を受入れるための1つまたはそれ以上の下側表面を限定している。シャドウリングの案内外囲部分は、シャドウリングの上方からシャドウリングへ向かって導かれるプロセスガスから遮蔽されている。
【0015】
また、特許文献5(特開2004−50306号公報)には、搬送用ロボットシステムに係る記載が開示されている。この搬送用ロボットシステムは、薄型形状を呈する物体を載置する載置部を有して前記物体を搬送するロボットと前記ロボットを制御するロボットコントローラとを備える。この搬送用ロボットシステムは、治具と、画像処理部と、上位制御部と、を備えることを特徴とする。ここで、治具は、ロボットの載置部に搭載され撮像手段を有する。画像処理部は、撮像手段により撮像された画像を処理する。上位制御部は、ロボットコントローラおよび画像処理部を上位から制御する。
【0016】
また、特許文献6(特開2007−527628号公報)は、被加工物上に材料を化学気相堆積する方法に係る記載が開示されている。この方法は、処理チャンバ内で支持される基板のエッジ領域を覆う斜めの張り出し部を特徴とし、約0.8〜2.0mmの間の距離だけエッジ領域を越えて延び、約0.0045インチ±0.003インチのギャップだけエッジ領域から離れたシャドーリングを位置決めするステップと、処理ガスをチャンバへと流すステップと、処理ガスの反応がエッジ領域外側への材料の堆積をもたらすように、エネルギーをチャンバに印加して、その中にプラズマを生成するステップとを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0017】
【特許文献1】特開平8−255760号公報
【特許文献2】特開平11−80950号公報
【特許文献3】特開2000−183141号公報
【特許文献4】特開2002−9136号公報
【特許文献5】特開2004−50306号公報
【特許文献6】特開2007−527628号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0018】
シャドウリング18を用いて半導体ウェハー50の最外周部をマスクするにあたって、シャドウリング18の中心および半導体ウェハー50の中心を一致させるティーチングを行う必要がある。このティーチングは、当然ながら、精度良く、かつ、効率的に実施することが好ましい。
【0019】
しかし、上記に説明した従来技術によるティーチング方法では、次のような問題が発生してしまう。すなわち、半導体ウェハー50の搬送位置を、ヒーター11の中心に合うようにティーチングする過程で、バックサイドプレッシャーエラーなどのエラーや、ヒーターの変形などが発生する場合がある。
【0020】
従来技術によるティーチング方法でも、半導体ウェハーの搬送位置におけるズレは確かに発見出来る。しかし、位置を調整して、プロセスチャンバーを真空状態にして、位置のずれを確認して、プロセスチャンバーを大気状態に戻して、また位置を調整する、という繰り返しは、長い時間を必要とする上、気圧の変化を伴う作業は効率が悪い。さらに、顕微鏡を用いた作業者の目視による検査は、誤差が比較的大きい。
【課題を解決するための手段】
【0021】
以下に、(発明を実施するための形態)で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、(特許請求の範囲)の記載と(発明を実施するための形態)との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、(特許請求の範囲)に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【0022】
本発明によるティーチングシステムは、CVD装置(10)と、ヒーター部(11、A)と、CVD処理用マスク部(17、B)と、CCDカメラ(31)と、画像ティーチングユニット(40)と、調整部(13、14)とを具備する。ここで、CVD装置(10)は、半導体ウェハー(50)を乗せるヒーター(11)と、CVD処理用マスク(18)を支持するアダプターリング(15)とを有する。ヒーター部(11、A)は、ヒーター(11)における基準点である第1の位置が第1の画像マーカー(A)で示されている。CVD処理用マスク部(17、B)は、CVD処理用マスク(18)が配置される第2の位置が第2の画像マーカー(B)で示されている。CCDカメラ(31)は、第1の位置に配置された第1の画像マーカー(A)および第2の位置に配置された第2の画像マーカー(B)を個別に撮影する。画像ティーチングユニット(40)は、第1の位置を記憶し、第1の位置および第2の位置のずれを算出する。調整部(13、14)は、ずれが所定の基準から外れている場合に、アダプターリング(15)の位置を、ずれを解消する方向に調整する。
【0023】
本発明によるティーチング方法は、CVD装置(10)のヒーター(11)における基準点である第1の位置を、第1の画像マーカー(A)で示すステップ(S1、S1’)と、第1の位置に配置された第1の画像マーカー(A)をCCDカメラ(31)で撮影するステップ(S2〜S4)と、第1の位置を記憶するステップ(S3)と、CVD装置(10)のアダプターリング(15)に接続されてCVD処理用マスク(18)が配置される第2の位置を、第2の画像マーカー(B)で示すステップ(S6)と、第2の位置に配置された第2の画像マーカー(B)をCCDカメラ(31)で撮影するステップ(S7)と、第1の位置および第2の位置のずれを算出するステップ(S8)と、ずれが所定の基準から外れている場合に、アダプターリング(15)の位置を、ずれを解消する方向に調整するステップ(S9、S10)とを具備する。
【発明の効果】
【0024】
本発明のティーチングシステムおよびティーチング方法では、顕微鏡の代わりにCCDカメラ31を用い、ヒーター11の基準点である第1の画像マーカーAを用い、シャドウリング18の中心位置の代わりに相当するアダプターリング調整治具17に設けられた第2の画像マーカーBを用いる。これら2つの画像マーカーAおよびBをCCDカメラ31にて測定し、アダプターリング調整治具17の位置を調整することで、従来技術の課題が解消される。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】図1は、従来技術によるCVD装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図2A】図2Aは、従来技術によるティーチング方法を行うCVD装置の構成を概略的に示す平面図である。
【図2B】図2Bは、従来技術によるティーチング方法を行うCVD装置の構成を概略的に示す、断面A−A’による断面図である。
【図3】図3は、従来技術によるティーチング方法を行うCVD装置の、アダプターリング調整治具をアダプターリングに乗せた状態を示す、断面B−B’による断面図である。
【図4】図4は、従来技術によるティーチング方法を行うCVD装置の、アダプターリング調整治具をアダプターリングに乗せた状態を示す平面図である。
【図5】図5は、本発明の第1の実施形態によるティーチングシステムの、第1の状態における構成を概略的に示す全体図である。
【図6】図6は、本発明の第1の実施形態によるCVD装置の、第1の状態における構成を部分的に示す平面図である。
【図7】図7は、本発明の第1の実施形態における、ヒーター11および基準治具の、接続方法を示す正面図である。
【図8】図8は、本発明の第1の実施形態によるティーチングシステムの、第2の状態における構成を概略的に示す全体図である。
【図9】図9は、本発明の第1の実施形態によるCVD装置の、第2の状態における構成を部分的に示す平面図である。
【図10A】図10Aは、本発明の第1の実施形態によるティーチング方法の各ステップを示すフローチャートの前半部分である。
【図10B】図10Bは、本発明の第1の実施形態によるティーチング方法の各ステップを示すフローチャートの後半部分である。
【図11】図11は、本発明の第1の実施形態による画像表示部の表示例を示すイメージ図である。
【図12】図12は、本発明の第2の実施形態によるティーチングシステムの、第1の状態における構成を概略的に示す全体図である。
【図13】図13は、本発明の第2の実施形態によるCVD装置の、第1の状態における構成を部分的に示す平面図である。
【図14A】図14Aは、本発明の第2の実施形態によるティーチング方法の各ステップを示すフローチャートの前半部分である。
【図14B】図14Bは、本発明の第2の実施形態によるティーチング方法の各ステップを示すフローチャートの後半部分である。
【発明を実施するための形態】
【0026】
添付図面を参照して、本発明によるティーチングシステムおよびティーチング方法を実施するための形態を以下に説明する。
【0027】
(第1の実施形態)
図5は、本発明の第1の実施形態によるティーチングシステムの、第1の状態における構成を概略的に示す全体図である。図5のティーチングシステムは、大きく分けて、CVD装置10と、CCDカメラ部30と、画像ティーチングユニット40とを具備している。CCDカメラ部30は、CCDカメラ31と、カメラスタンド32とを具備している。画像ティーチングユニット40は、出力部としての画像表示部41および数値表示部42を具備している。画像ティーチングユニット40は、さらに、図示しない入力部、演算部および記憶部などをも具備しているものとする。
【0028】
図6は、本発明の第1の実施形態によるCVD装置10の、第1の状態における構成を部分的に示す平面図である。図6のCVD装置10は、ベース部としてのポンピングプレート12と、3つのアダプターリング調整ブロック13と、3つの調整ネジ14と、アダプターリング15とを具備している。CVD装置10は、さらに、図示しないヒーター11、フェイスプレート19およびプロセスチャンバー22などをも具備しているものとする。アダプターリング15は、3つの凸部151を具備している。ヒーター11は、半導体ウェハー50を上下に動かすための4つのリフトピンと、これら4つのリフトピンが上下に動くための4つのリフトピン用穴112とを具備している。図6に示す第1の状態では、ヒーター11の上に基準治具16が設置されている。基準治具16は、これら4つのリフトピン用穴112にそれぞれ差込可能な4つの凸部161を具備している。
【0029】
基準治具16の中心部分には、第1の画像マーカーAが設けられている。第1の画像マーカーAは、CCDカメラ31で光学的に撮影可能であれば、その素材や形状に制限は特に無い。
【0030】
なお、これらの構成要素のそれぞれにおける総数は、あくまでも一例であって、本発明を限定するものではない。ただし、アダプターリング調整ブロック13、アダプターリング15の凸部151およびリフトピン用穴112の総数については、それぞれ3つ以上であることが好ましい。また、調整ネジ14の総数はアダプターリング調整ブロック13の総数に等しいことが好ましい。
【0031】
図7は、本発明の第1の実施形態における、ヒーター11および基準治具16の、接続方法を示す正面図である。基準治具16をヒーター11の上に乗せると、4つの凸部161が4つのリフトピン用穴112にそれぞれ嵌合することで、基準治具16のヒーター11に対する位置関係は一義的に決定するものとする。その結果、基準治具16に設けられた第1の画像マーカーAと、ヒーター11との位置関係も、一義的に決定する。さらに、CVD処理時にヒーター11の上に乗せられる半導体ウェハー50の位置が、所定の誤差範囲内であることがCVD装置の規格として保証されることで、第1の画像マーカーAおよび半導体ウェハー50の位置関係も別の誤差範囲内に収まることが保証される。このような条件に基づいて、本実施形態では、ヒーター11の基準点として第1の画像マーカーAを測定に用いる。なお、ヒーター11の基準点としては、その中心点を用いることが好ましい。
【0032】
第1の画像マーカーAの位置の測定は、CCDカメラ31で行う。CCDカメラ31は、カメラスタンド32に接続されており、カメラスタンド32はプロセスチャンバー20の本体部分に直接的または間接的に固定されていることが好ましい。ここで、CCDカメラ31の位置および撮影方向は調整自在であることが好ましい。ただし、第1の画像マーカーAの位置の測定を行ってから、後述する第2の画像マーカーBの位置の測定が完了するまで、CCDカメラ31の位置および撮影方向は十分な精度で固定されるものとする。また、CCDカメラ31の出力部は画像ティーチングユニット40の入力部に接続されているものとする。
【0033】
図8は、本発明の第1の実施形態によるティーチングシステムの、第2の状態における構成を概略的に示す全体図である。図8に示した第2の状態における構成は、図5に示した第1の状態における構成に、以下の変更を加えたものに等しい。すなわち、図5に示した基準治具16の代わりに、図8ではアダプターリング調整治具17が、CVD装置10に設置されている。図8におけるCVD装置10、CCDカメラ部30および画像ティーチングユニット40におけるその他の構成については、図5の場合と同じであるので、さらなる詳細な説明を省略する。
【0034】
図9は、本発明の第1の実施形態によるCVD装置10の、第2の状態における構成を部分的に示す平面図である。図9に示した第2の状態におけるCVD装置10は、図6に示した第1の状態におけるCVD装置10に、以下の変更を加えたものに等しい。すなわち、図6ではヒーター11の上に基準治具16が設置されていたが、図9ではその代わりに、アダプターリング15の上にアダプターリング調整治具17が設置されている。
【0035】
ここで、アダプターリング調整治具17は、3つのつば状の支持部171と、3つの穴部172とを具備している。これら3つの穴部172は、3つのつば状の支持部171にそれぞれ1つずつ設けられている。なお、つば状の支持部171の総数および穴部172の総数は、前述のアダプターリング15における凸部の総数に等しいことが好ましいが、本発明を限定するものではない。
【0036】
図9におけるCVD装置10におけるその他の構成については、図6の場合と同じであるので、さらなる詳細な説明を省略する。
【0037】
図3Bは、本発明の第1の実施形態における、アダプターリング15およびアダプターリング調整治具17の、接続方法を示す正面図である。アダプターリング調整治具17をアダプターリング15の上に乗せると、3つの凸部151が3つの穴部172にそれぞれ嵌合することで、アダプターリング調整治具17のアダプターリング15に対する位置関係は一義的に決定するものとする。その結果、アダプターリング調整治具17に設けられた第2の画像マーカーBと、アダプターリング15との位置関係も、一義的に決定する。
【0038】
なお、アダプターリング調整治具17におけるつば状の支持部171および穴部172は、それぞれ、CVD処理時にマスクとして用いられるシャドウリング18におけるつば状の支持部181および穴部182と、同様の形状に形成されている。したがって、第2の状態における第2の画像マーカーBおよびCVD処理時におけるシャドウリング18の位置関係も、一義的に決定する。このような条件に基づいて、本実施形態では、シャドウリング18の代わりに第2の画像マーカーBを測定に用いる。
【0039】
本実施形態によるティーチングシステムの動作、すなわち本実施形態によるティーチング方法について説明する。図10Aは、本発明の第1の実施形態によるティーチング方法の各ステップを示すフローチャートの前半部分である。図10Bは、本発明の第1の実施形態によるティーチング方法の各ステップを示すフローチャートの後半部分である。図10Aおよび図10Bのフローチャートは、A点において接続されており、第1〜第10のステップS1〜S10を具備している。
【0040】
まず、第1のステップS1を実行する。第1のステップS1では、基準治具16をヒーター50に設置する。ここで、基準治具16には予め第1の画像マーカーAが設けられている。なお、図5、図6および図7で示した第1の状態は、第1のステップS1、および、後述する第2〜第4のステップS2〜S4に対応している。第1のステップS1の次に、第2のステップS2を実行する。
【0041】
第2のステップS2では、プロセスチャンバー22を真空状態にする。このとき、ヒーター11の傾きが変動する場合がある。したがって、CVD処理中におけるヒーター11における基準位置の測定精度を上げるために、プロセスチャンバー22を真空状態にするステップは省略することは好ましくない。第2のステップS2の次に、第3のステップS3を実行する。
【0042】
第3のステップS3では、第1の画像マーカーAをCCDカメラ31で撮影する。このとき、CCDカメラ31の、カメラスタンド32に対する位置および撮影する方向は、前述のとおり、第2の画像マーカーBの測定が完了するまで、すなわち本実施形態によるティーチング方法が終了するまで、変更してはならない。撮影した結果は、画像ティーチングユニット40の記憶部などに記憶される。第3のステップS3の次に、第4のステップS4を実行する。
【0043】
第4のステップS4では、プロセスチャンバー22を大気状態に戻す。第4のステップS4の次に、第5のステップS5を実行する。
【0044】
第5のステップS5では、基準治具16をヒーター11から取り除く。第5のステップS5の次に、第6のステップS6を実行する。
【0045】
第6のステップS6では、アダプターリング調整治具17をアダプターリング15に設置する。この設置は、アダプターリング調整治具17に設けられたつば状の支持部171における穴部172が、アダプターリング15に設けられた凸部151にそれぞれ嵌合することで行われる。また、アダプターリング調整治具17には、第2の画像マーカーBが設けられている。図8および9に示した第2の状態は、第6のステップS6、および、後述する第7〜第10のステップS7〜S10に対応する。第6のステップS6の次に、第7のステップS7を実行する。
【0046】
第7のステップS7では、第2の画像マーカーBをCCDカメラ31で撮影する。このとき、前出したとおり、CCDカメラ31の、カメラスタンド32に対する位置および撮影の方向は、第3のステップS3と同じ条件で保全されているものとする。撮影して得られる画像データは、画像ティーチングユニット40の記憶部に記憶される。第7のステップS7の次に、第8のステップS8を実行する。
【0047】
第8のステップS8では、画像ティーチングユニット40の演算部が画像データを処理するなどして、第1および第2の画像マーカーAおよびBの位置のずれを算出する。このずれの算出について、以下、詳細に説明する。
【0048】
図11は、本発明の第1の実施形態による画像表示部41の表示例を示すイメージ図である。図11のイメージ図では、第3のステップS3で第1の画像マーカーAを撮影した第1の写真と、第3のステップS3と同じ条件を用いて第7のステップS7で第2の画像マーカーBを撮影した第2の写真とが、重ね合わされて表示されている。
【0049】
ここで、第1の画像マーカーAは円形で、第2の画像マーカーBは長方形および中央部分の十字の組み合わせであるが、これらはあくまでも一例であって、本発明を限定するものではない。
【0050】
また、第1および第2の写真のそれぞれは、重ね合わせ処理の前に、かつ個別に、例えば2値化されている、すなわち、白黒1ビットの画像などに変換されていることが好ましい。ただし、これもあくまでも一例であって、異なる色を用いても構わないし、本発明を限定するものではない。
【0051】
本実施形態による画像ティーチングユニット42の演算部は、第1および第2の写真を重ね合わせて得られる画像に基づいて演算処理を行い、自動的に、第1および第2の画像マーカーAおよびBの位置のずれを算出する。
【0052】
この演算処理では、例えば、十字部分の延長線上における、第2の画像マーカーBにおける長方形の左側の辺から、第1の画像マーカーAにおける円周までの距離を、第1の値X1と置く。同様に、第2の画像マーカーBにおける長方形の右側の辺から、第1の画像マーカーAにおける円周までの距離を、第2の値X2と置く。さらに、第2の画像マーカーBにおける長方形の下側の辺から、第1の画像マーカーAにおける円周までの距離を、第3の値Y1と置く。最後に、第2の画像マーカーBにおける長方形の上側の辺から、第1の画像マーカーAにおける円周までの距離を、第4の値Y2と置く。
【0053】
このような場合に、第1および第2の距離の差分ΔX(=X1−X2)として、第1および第2の画像マーカーAおよびBの、横方向のずれを算出することが出来る。同様に、第3および第4の距離の差分ΔY(=Y1−Y2)として、第1および第2の画像マーカーAおよびBの、縦方向のずれを算出することが出来る。これら横方向および縦方向のずれΔXおよびΔYが両方ともゼロであれば、第1および第2の画像マーカーAおよびBの位置が一致していると考えることが出来る。この一致はすなわち、ヒーター11およびシャドウリング18の位置関係が理想的であることを意味する。
【0054】
なお、ずれに係るこれらの情報は、後述するように、調整するステップにおいて直接的に用いることの出来る数値群に、画像ティーチングユニット40の演算部を用いるなどして変換することが好ましい。第8のステップS8の次に、第9のステップS9を実行する。
【0055】
第9のステップS9では、画像ティーチングユニット40の演算部を用いるなどして、算出されたずれが許容範囲内であるかどうかを判定する。ずれが許容範囲外である場合(NO)は、第10のステップS10を実行する。ずれが許容範囲内である場合(YES)は、第11のステップS11を実行する。
【0056】
第10のステップS10では、算出されたずれを解消する方向に、アダプターリング15の位置を調整する。この調整は、アダプターリング調整ブロック13の位置を適宜移動することで行う。そしてこの移動は、それぞれのアダプターリング調整ブロック13に接続された調整ネジ14を緩め、または締めることで行う。
【0057】
このとき、どの調整ネジ14をどの方向にどれだけ緩めるか、または締めるか、に係る情報は、第8のステップS8において自動的に算出されて、かつ一義的な数値群として決定されていることが好ましい。このような数値群は、調整ネジ14のそれぞれにおける回転角度および回転軸方向の移動距離の関係式、ならびに、回転軸の方向が既知であれば、画像ティーチングユニット40の演算部が簡単なプログラムを実行することで算出可能である。画像ティーチングユニット40は、このように算出した数値群を、数値表示部42に表示するものとする。もしくは、CVD装置10が画像ティーチングユニット40からこのような数値群を受け取り、調整ネジ14による調整を自動的に行うことの出来る構成を用いても良い。
【0058】
第10のステップS10の次に、第7のステップS7に戻る。第7〜第10のステップS7〜S10は、第1および第2の画像マーカーAおよびBの位置ずれが許容範囲に収まるまで繰り返される。
【0059】
第11のステップS11では、アダプターリング調整治具17をアダプターリング15から取り外す。第11のステップS11が終了することで、本実施形態によるティーチング方法は完了する。この後、ヒーター11の上に半導体ウェハーを設置し、さらにアダプターリング15の上にシャドウリングなどのマスクを設置することで、CVD装置10は、タングステン膜51の成膜などのCVD処理を行うことが出来る。
【0060】
本実施形態のティーチングシステムおよびティーチング方法によれば、以下の効果が得られる。すなわち、シャドウリング18の中心およびヒーター11の中心を、精度良く、かつ、効率良く、一致させることが出来る。この理由としては、まず、ヒーター11の基準点としての第1の画像マーカーAをヒーター11上に基準治具16を介して設けることが挙げられる。また、シャドウリング18の代わりに第2の画像マーカーBをアダプターリング15上にアダプターリング調整治具17を介して設けることが挙げられる。さらに、これら2つの画像マーカーAおよびBの座標を機械的に測定して各座標の差分を算出し、この差分をゼロに追い込む構成および手法が挙げられる。最後に、プロセスチャンバー22を真空状態にして行う測定が1度だけで済み、残りの測定はプロセスチャンバー22を大気状態にして行うことが出来ることが挙げられる。
【0061】
なお、CVD処理を行うためには、上記に説明したティーチング方法に加えて、ヒーター11および半導体ウェハー50の位置合わせを別途行う必要がある。この位置合わせについては、従来技術を用いることが出来るので、さらなる詳細な説明を省略する。
【0062】
(第2の実施形態)
図12は、本発明の第2の実施形態によるティーチングシステムの、第1の状態における構成を概略的に示す全体図である。図13は、本発明の第2の実施形態によるCVD装置10の、第1の状態における構成を部分的に示す平面図である。図12および図13のティーチングシステムは、それぞれ図5および図6に示した本発明の第1の実施形態によるティーチングシステムおよびCVD装置10に、以下の変更を加えたものに等しい。すなわち、図5のティーチングシステムから基準治具16を取り除き、第1の画像マーカーAをヒーター11に設けることで、図12のティーチングシステムおよび図13のCVD装置が得られる。
【0063】
図12のティーチングシステムにおけるその他の構成は、図5に示した本発明の第1の実施形態の場合と同じであるので、さらなる詳細な説明を省略する。同様に、図13のCVD装置10におけるその他の構成は、図6に示した本発明の第1の実施形態の場合と同じであるので、さらなる詳細な説明を省略する。
【0064】
また、本実施形態によるティーチングシステムの、第2の状態における構成は、図8に示した本発明の第1の実施形態の場合と同じであるので、さらなる詳細な説明を省略する。同様に、本実施形態によるCVD装置10の、第2の状態における構成は、図9に示した本発明の第1の実施形態の場合と同じであるので、さらなる詳細な説明を省略する。
【0065】
本実施形態によるティーチングシステムの動作、すなわち本実施形態によるティーチング方法について説明する。図14Aは、本発明の第2の実施形態によるティーチング方法の各ステップを示すフローチャートの前半部分である。図14Bは、本発明の第2の実施形態によるティーチング方法の各ステップを示すフローチャートの後半部分である。図14Aおよび図14Bのフローチャートは、B点で接続されており、図10Aおよび図10Bに示した本発明の第1の実施形態によるティーチング方法のフローチャートに、以下の変更を加えたものに等しい。すなわち、まず、図10Aにおける第1のステップS1を、図14Aにおける第1のステップS1’に置き換える。次に、図10Aにおける第5のステップS5を省略する。
【0066】
本実施形態による第1のステップS1’では、第1の画像マーカーAを、基準治具16ではなくヒーター11に設ける。なお、ヒーター11に設けた第1の画像マーカーAは、取り外しが不要であるものとする。図10Aに示した本発明の第1の実施形態による第5のステップS5が省略されるのはこのためである。
【0067】
その他の、図14Aにおける第2〜第4のステップS2〜S4および第5〜第10のステップS6〜S11は、図10Aにおける第2〜第4のステップS2〜S4および第6〜第11のステップS6〜S11にそれぞれ対応するので、さらなる詳細な説明を省略する。ただし、本実施形態では本発明の第1の実施形態における第5のステップS5が省略されているので、図14Aにおける第4のステップS4の次には、第5のステップS6を実行する点が異なる。
【0068】
本実施形態のティーチングシステムおよびティーチング方法によれば、本発明の第1の実施形態で得られた各種効果に加えて、さらなる効果が得られる。すなわち、基準治具16を設置したり取り外したりする手間が不要となる。
【符号の説明】
【0069】
10 CVD装置
11 ヒーター
112 リフトピン用穴
12 ポンピングプレート
13 アダプターリング調整ブロック
14 調整ネジ
15 アダプターリング
151 凸部
16 基準治具
161 凸部
17 アダプターリング調整治具
171 つば状の支持部
172 穴部
173 マーカー
18 シャドウリング
181 つば状の支持部
182 穴部
19 フェイスプレート
21 パージリング
22 プロセスチャンバー(本体)
30 CCDカメラ部
31 CCDカメラ
32 カメラスタンド
40 画像ティーチングユニット
41 画像表示部
42 数値表示部
50 半導体ウェハー
51 タングステン膜
52 プロセスガス
53 オリエンテーションフラット
A (第1の)画像マーカー
B (第2の)画像マーカー

【特許請求の範囲】
【請求項1】
半導体ウェハーを乗せるヒーターと、CVD処理用マスクを支持するアダプターリングとを有するCVD装置と、
前記ヒーターの基準位置である第1の位置が第1の画像マーカーで示されたヒーター部と、
前記CVD処理用マスクが配置される第2の位置が第2の画像マーカーで示されたCVD処理用マスク部と、
前記第1の位置に配置された前記第1の画像マーカーおよび前記第2の位置に配置された前記第2の画像マーカーを個別に撮影するCCDカメラと、
前記第1の位置を記憶し、前記第1の位置および前記第2の位置のずれを算出する画像ティーチングユニットと、
前記ずれが所定の基準から外れている場合に、前記アダプターリングの位置を、前記ずれを解消する方向に調整する調整部と
を具備する
ティーチングシステム。
【請求項2】
請求項1に記載のティーチングシステムにおいて、
前記ヒーターに対して固定されたベース部と、
をさらに具備し、
前記CVD処理用マスク部は、
前記第2の画像マーカーが設けられ、かつ、前記アダプターリングの所定位置に着脱可能なアダプターリング調整治具と
前記調整部は、
前記アダプターリングを支持するアダプターリング調整ブロックと、
前記ベース部および前記アダプターリング調整ブロックの間において、接続および位置関係の調整を行う調整ネジと、
を具備する
ティーチングシステム。
【請求項3】
請求項2に記載のティーチングシステムにおいて、
前記ヒーター部は、
前記ヒーターと、
前記第1の画像マーカーが設けられ、かつ、前記ヒーターの所定位置に着脱可能な基準治具と
をさらに具備する
ティーチングシステム。
【請求項4】
請求項2に記載のティーチングシステムにおいて、
前記ヒーター部は、
前記第1の画像マーカーが設けられた前記ヒーター
を具備する
ティーチングシステム。
【請求項5】
請求項1〜4のいずれかに記載のティーチングシステムにおいて、
前記画像ティーチングユニットは、
前記CCDカメラが撮影する画像データを入力する入力部と、
前記画像データを記憶する記憶部と、
前記画像データを処理して前記ずれを算出する演算部と、
前記ずれを表示する出力部と
を具備する
ティーチングシステム。
【請求項6】
CVD装置のヒーターにおける基準点である第1の位置を、第1の画像マーカーで示すステップと、
前記第1の位置に配置された前記第1の画像マーカーをCCDカメラで撮影するステップと、
前記第1の位置を記憶するステップと、
前記CVD装置のアダプターリングに接続されてCVD処理用マスクが配置される第2の位置を、第2の画像マーカーで示すステップと、
前記第2の位置に配置された前記第2の画像マーカーを前記CCDカメラで撮影するステップと、
前記第1の位置および前記第2の位置のずれを算出するステップと、
前記ずれが所定の基準から外れている場合に、前記アダプターリングの位置を、前記ずれを解消する方向に調整するステップと
を具備する
ティーチング方法。
【請求項7】
請求項6に記載のティーチング方法において、
前記第1の画像マーカーを撮影するステップは、
前記CVD装置を前記撮影の前に真空状態にするステップと、
前記CVD装置を前記撮影の後に大気状態に戻すステップと
を具備し、
前記第2の位置を示すステップは、
前記アダプターリングに、前記第2の画像マーカーが設けられたアダプターリング調整治具を嵌合するステップ
を具備し、
前記ずれが前記所定の基準を満たすまで、前記第2の画像マーカーを撮影するステップ、前記ずれを算出するステップおよび調整するステップを繰り返すステップと
をさらに具備する
ティーチング方法。
【請求項8】
請求項7に記載のティーチング方法において、
前記第1の位置を示すステップは、
前記第1の画像マーカーを設けた基準治具を前記ヒーターに嵌合するステップ
を具備し、
前記第2の位置を示すステップの前に、前記基準治具を前記ヒーターから取り除くステップ
をさらに具備する
ティーチング方法。
【請求項9】
請求項7に記載のティーチング方法において、
前記第1の位置を示すステップは、
前記ヒーターに前記第1の画像マーカーを設けるステップ
を具備する
ティーチング方法。

【図1】
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【図2A】
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【図2B】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10A】
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【図10B】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14A】
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【図14B】
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【公開番号】特開2012−195526(P2012−195526A)
【公開日】平成24年10月11日(2012.10.11)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−60086(P2011−60086)
【出願日】平成23年3月18日(2011.3.18)
【出願人】(302062931)ルネサスエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Fターム(参考)】