バッチリアクター内の基板ホルダのアライメントを決定するためのセンシングシステム及び方法
【課題】均一なガスフローパターンにより均一な堆積フィルムを生じる半導体処理システムを提供する。
【解決手段】 半導体基板を処理するために、リモートコントロールされ、基板ホルダのスロット内に挿入されたセンサシステム１００が、リアクター等のバッチリアクター内において、ウェハボート等の基板ホルダのアライメントを測定するために用いられる。センサシステム１００は、コントローラと通信するためのトランシーバと、プロセスチャンバ外部のデータ収集ユニットとを備える。さらに、センサシステム１００は、センサからプロセスチャンバの壁まで距離を測定するための距離センサ１２０を備える。センサは、プロセスチャンバの周囲３６０°に渡る範囲の測定を得るために回転される。プロセスチャンバ内の基板ホルダのアライメントは、回転角と、測定された距離又は距離センサ１２０によって受信された信号との関係に基づいて決定される。
【解決手段】 半導体基板を処理するために、リモートコントロールされ、基板ホルダのスロット内に挿入されたセンサシステム１００が、リアクター等のバッチリアクター内において、ウェハボート等の基板ホルダのアライメントを測定するために用いられる。センサシステム１００は、コントローラと通信するためのトランシーバと、プロセスチャンバ外部のデータ収集ユニットとを備える。さらに、センサシステム１００は、センサからプロセスチャンバの壁まで距離を測定するための距離センサ１２０を備える。センサは、プロセスチャンバの周囲３６０°に渡る範囲の測定を得るために回転される。プロセスチャンバ内の基板ホルダのアライメントは、回転角と、測定された距離又は距離センサ１２０によって受信された信号との関係に基づいて決定される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概ね半導体基板処理のためのリアクターに関し、より詳細には、バッチリアクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板は、垂直炉等のリアクター内で一括して処理され得る。そのような処理の一例は、基板上へのフィルムの堆積である。電気的及び物理的特性の均一度を含む様々な理由のために、一般的に、堆積フィルムには高い純度及び均一度が望まれる。しかしながら、堆積の結果は、ガスフローパターン中の不均一度によって悪影響を受け得る。例えば、不均一なガスフローパターンは、リアクター内部の不均一な反応物の集中を生じる場合があり、これがフィルムへの不均一な割合での堆積を引き起こす場合があり、それによって、不均一な堆積フィルムを生じる。同様の不均一さは、酸化又はドーピング等の他の処理についても生じる場合がある。
【０００３】
リアクター内で処理される間、基板を保持するためにウェハボートが用いられ得る。例えば、複数のウェハが、ボート上に間隔をおいて垂直に積み重ねられて保持され得る。ウェハボートは、リアクターの中のプロセスチューブ内に設置され得る。プロセスチューブは、リアクター内にプロセスチャンバを定める。
【０００４】
ガスフローパターンは、リアクター内のウェハボートのアライメントによって影響され得る。円筒状のプロセスチューブに対して正確に中心配置されていないウェハボートは、不均一なガスフローパターン及び不均一な処理結果を引き起こし得る。
【０００５】
不均一なガスフローパターンは、様々な状況において起こり得る。例えば、Ｏ２がチューブの上端からプロセスチューブ内に供給され、Ｎ２でパージされたチューブの底部と共にチューブの下端部から排出される場合に、不均一なフローパターンが生じ得る。Ｎ２はＯ２より軽いため、Ｎ２はプロセスチューブ内を上昇する傾向がある。特にウェハボートがプロセスチューブ内で中心にアラインされない場合、このＮ２の上昇はコントロールされずまた不均一である。ウェハが設置される領域までＮ２が上昇すると、Ｏ２の不均一な希釈によって処理結果に悪影響が及ぶであろう。しかしながら、Ｎ２パージガスによる稀釈の無い場合であっても、不適切にアラインされたウェハボートが不均一なガスフローパターンを引き起こす場合があり、不均一な処理結果が引き起こされ得る。
【０００６】
しかしながら、ウェハボートのミスアライメントを補正する困難な点は、ウェハボートがプロセスチューブの内部にあるとき、好ましくは、完全に閉位置のチューブであり、ちょうどウェハボートが処理中であるときに、アライメントが最も正確に測定されなければならないことである。望ましくないことに、通常、そのような状態のウェハボートには測定のためにアクセスすることができない。従って、プロセスチューブが閉じている間に、プロセスチューブ内のウェハボートのアライメントを測定するためのシステム及び方法が必要となる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、半導体処理システムが提供される。半導体処理システムは、プロセスチャンバを有する垂直型のバッチリアクターと、ウェハボートと、距離測定システムとを備える。ウェハボートは、プロセスチャンバ内に収納されるように構成され、半導体ウェハを収納するための複数のウェハスロットを有する。距離測定システムは、ウェハ収納部内に収納されるように寸法決定及び形成されたベースプレートを備える。距離測定システムはまた、ベースプレートに取り付けられた距離センサを備える。
【０００８】
本発明の別の態様によれば、半導体処理バッチリアクターのプロセスチャンバ内の基板ホルダのアライメントを測定するためのセンサシステムが提供される。該センサシステムは、基板ホルダ上にマウントするように構成されたセンサベースと、センサベースに回転可能にマウントされた距離センサとを備える。距離センサは、センサとプロセスチャンバの壁との間の距離を示す信号を検出するように構成される。センサシステムはまた、センサを回転させるように構成されたモータを備える。
【０００９】
本発明のさらに別の態様によれば、半導体バッチプロセスチャンバ内の基板ホルダのアライメントを決定するためのセンサシステムが提供される。該センサシステムは、基板ホルダの基板収納部内に収納されるように寸法決定及び形成されたベースプレートを備える。センサシステムはまた、ベースプレートにマウントされた距離センサを備える。
【００１０】
本発明の別の態様によれば、垂直型の半導体処理リアクター内のウェハボートのアライメントを測定するための方法が提供される。該方法は、垂直型のリアクターのプロセスチャンバ内にウェハボートを挿入するステップを含む。距離検出装置はウェハボート上に収納される。距離検出装置はプロセスチャンバ内で回転する。距離検出装置とプロセスチャンバの壁との間の距離を示す信号が、検出装置によって検出される。
【００１１】
本発明の別の態様によれば、バッチリアクターのプロセスチャンバ内の半導体基板ホルダのアライメントを決定するための方法が提供される。該方法は、複数の基板収納部を有する基板ホルダを提供するステップを含む。基板ホルダはプロセスチャンバ内に挿入される。プロセスチャンバの壁に対する基板ホルダ軸のアライメントが決定される。基板ホルダ軸は、実質的に基板ホルダの中心を通って垂直に伸びる。基板ホルダが回転する基板ホルダ回転軸の、壁に対するアライメントが別々に決定される。
【００１２】
本発明のさらに別の態様によれば、バッチプロセスチャンバ内のウェハボートのアライメントを測定するための方法が提供される。該方法は、複数のウェハ収納部を有するウェハボートを提供するステップを含む。アライメント測定センサが、ウェハ収納部の少なくとも１つに挿入される。アライメント測定センサを有するウェハボートが、プロセスチャンバ内に挿入される。
【００１３】
本発明の別の態様によれば、半導体処理バッチリアクターのプロセスチャンバ内の基板ホルダのアライメントを測定するためのセンサシステムが提供される。該センサシステムは、基板ホルダ上にマウントするように構成されたセンサベースを備える。該センサシステムは、センサベースにマウントされた少なくとも１つの距離センサを更に備える。距離センサは、プロセスチャンバの壁とセンサとの間の距離を示す信号を検出するように構成される。該センサシステムは、平面内に分配された方向の、少なくとも３つの異なる方向の距離を示す信号を検出するように構成される。
【００１４】
本発明は、発明を実施するための最良の形態及び添付の図面からより一層理解されるであろう。ここで、添付の図面は発明を例示するものであり、特許請求の範囲に記載された発明の範囲を制限しない。また、図面を通じて同じ参照符号は同じ又は類似の構成要素を意味する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の好ましい実施形態は、ウェハボート等の基板ホルダがプロセスチャンバ内に挿入及び密閉された後の、基板ホルダのアライメントを決定するためのシステム及び方法を提供する。距離センサは、好ましくは基板ホルダに取り付けられる。距離センサは、好ましくは基板ホルダと共にプロセスチャンバ内に挿入され密閉され得る。センサは、好ましくは信号、例えば光、若しくはセンサによって生成されて、プロセスチャンバの壁によって反射される音を検出する。音はセンサから壁までの距離に応じて変化し得る。いくつかの好ましい実施形態において、信号は測定距離に変換されることができ、それによって、センサは、センサとプロセスチャンバの壁との間のラインに沿った距離を測定することができる。ラインの方向は測定方向と呼ばれ得る。測定距離は、例えばプロセスチャンバの外部のコンピュータと例えば無線通信されることができ、基板ホルダのアライメントを決定する。本明細書において議論されるように、センサによって受信した測定信号と角度位置との関係は、ミスアライメントの存在の決定に用いられ得る。信号は距離に変換され、ミスアライメントの度合が決定され得る。例えば、角度位置と距離との関係は理論モデルに適合され、基板ホルダのミスアライメントを表す数値パラメータが定量化され得る。ミスアライメントが存在する場合、例えば、数値パラメータを指針として用いて、基板ホルダ、或いは基板ホルダを支持する任意の構造が再配置され、ミスアライメントが補正され得る。
【００１６】
測定を行う際、測定方向は基板ホルダが回転する軸に垂直であることが好ましい。基板ホルダの中心配置が、距離センサとプロセスチャンバの壁との間の距離を測定することにより決定され得ることが認識されるであろう。その測定は、好ましくはプロセスチャンバの断面と同一な平面において行われ得る。
【００１７】
距離センサは、基板ホルダと共に或いは独立して回転され得る。距離センサとプロセスチャンバの壁との間の距離は、角度位置の関数として、基板ホルダの中心配置の測定のために用いられ得る。従って、好ましくは、複数の距離の測定が行われ、各々の測定が、先の測定に対して異なる角度に回転したセンサを用いて行われ得る。適切に中心配置された基板ホルダは、プロセスチャンバの形状に応じて、回転角度と距離との間に予期される特定の関係を有するであろう。例えば、円筒状のプロセスチャンバについて、距離センサとプロセスチャンバの壁との間の距離は、通常、回転角度の関数として一定であり、このとき、基板ホルダはプロセスチャンバ内に中心配置される。距離の変化は、通常、基板ホルダのミスアライメントを示す。
【００１８】
基板ホルダが様々な方法でミスアラインされ得ることが認識されるであろう。基板のアライメントは３つの軸。即ち、１）基板ホルダ回転軸（ほぼ基板ホルダが回転する軸である）、２）基板ホルダ軸（基板ホルダの中心を通り、好ましくは基板ホルダ回転軸と平行である）、及び３）プロセスチャンバ軸（プロセスチャンバの中心を通り、また好ましくは基板ホルダ回転軸と平行である）を用いて記述され得る。基板ホルダが中心配置される場合、好ましくは基板ホルダ回転軸、基板ホルダ軸、及びプロセスチャンバ軸が一致する。しかしながら、水平方向の変位又は基板ホルダの傾きは、基板ホルダ回転軸及び／又は基板ホルダ軸の互いのミスアライメント、及び／又はプロセスチャンバ軸のミスアライメントを引き起こし得る。そのようなミスアライメントは、基板ホルダの偏心配置（ｏｆｆ−ｃｅｎｔｅｒ）を示す。
【００１９】
基板ホルダと共に或いは独立した距離センサの回転を用いて、基板ホルダ回転軸、基板ホルダ軸、及びプロセスチャンバ軸のアライメントが決定され得る。例えば、基板ホルダが静止状態に維持され、センサが回転されてプロセスチャンバ軸に対する基板ホルダ軸のアライメントが決定され得る。測定の別のセットでは、基板ホルダに対してセンサが静止状態に維持され、基板ホルダが回転されてプロセスチャンバ軸に対する基板ホルダ回転軸のアライメントが決定され得る。
【００２０】
ウェハボートの横方向のシフトによる基板ホルダのミスアライメントに加えて、基板ホルダが傾けられることによりミスアラインされ得る。この種のミスアライメントを測定するために、各々異なる高さで２つ以上の測定のセットが行われ得る。好ましくは、異なる高さの２つ以上のセンサが用いられ、一方が用いられて測定のセットを各々作成する。いくつかの実施形態においては、一つのセンサを用いて或る高さで測定を行い、次にセンサを移動させて別の高さで測定を行う。ボート又はセンサ何れかの与えられた回転角について、基板ホルダ軸に対して同様の位置にセンサを配置することで、実質的に垂直な基板ホルダが実質的に等しい測定を与えるであろう一方、傾けられた基板ホルダは、異なる測定距離を与えるであろう。
【００２１】
基板ホルダ回転軸、基板ホルダ軸、及びプロセスチャンバ軸の相対的なアライメントを決定することにより、プロセスチャンバの壁に対する基板ホルダの方向を決定することで、望ましくない如何なる方向付けも、基板の処理を開始する前に補正され得る。
【００２２】
有利なことに、基板ホルダ上に測定センサを提供して、測定センサにプロセスチャンバ外部の装置との通信を可能にすることにより、基板ホルダがプロセスチャンバ内に挿入され密閉された後であっても、プロセスチャンバ内の基板ホルダのアライメントが測定され得る。従って、プロセスチャンバ内の基板ホルダのアライメントをより正確に決定することが可能となる。基板ホルダをプロセスチャンバに対してより均一に方向付けることによって、高品質の処理結果、例えば高い均一性の堆積膜を得ることができる。
【００２３】
ここで、図面に対して参照がなされる。図面全体を通じて同じ参照符号は同じ又は類似の構成要素を意味する。
【００２４】
図１に、商品名Ａ４１２ＴＭでオランダ国ＢｉｌｔｈｏｖｅｎのＡＳＭ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｎ．Ｖ．から販売されている例示的なバッチリアクターを図示する。図示したリアクターは、垂直炉型のリアクターであり、効率的な加熱及び挿入シーケンスのための利点を有するが、当業者は、本明細書において開示された原理及び利点が、他のタイプのリアクターへも応用されることを認識するであろう。
【００２５】
図１を引き続き参照して、反応チャンバ１２の範囲は、垂直に伸びる実質的に円筒状のプロセスチューブ１４によって定められる。プロセスチューブ１４は、チューブ１４の中心を通って垂直に伸びる中心軸３６を有する。チューブが完全に円筒状で且つストレートの場合、中心軸３６は、好ましくは、プロセスチューブ１４の水平断面の中心を通って伸びる。プロセスチューブ１４の下端は開いており、金属ドア２０及び石英ドア２４を備えるドア構造２３を用いて閉じられ得る。ドア構造２３はペデスタル１５を支持し、続いてペデスタル１５はウェハボート１６を支持する。ウェハボート１６は、下端プレート１７と、ウェハ（図示せず）用の収納設備を形成するリセスを有する３つのボートロッド１９を接続する上端プレート１８とを備える。ウェハは、ウェハボート１６へ挿入された後に、各々垂直に積み重ねられて一定間隔に配置される方式で水平に保持される。プロセスガスは、反応チャンバ１２上端に隣接するプロセスガス導入口１３を経由して反応チャンバ１２に導入され、通常、下方向へ流れて、反応チャンバ１２下端に隣接するガス排出口３４を経由して反応チャンバから排出される。
【００２６】
図示した実施形態において、ドア構造２３は、ボート回転駆動モータ（図示せず）と連結するように構成されたボート回転ベアリング２６を備えている。処理の間、ボート回転ベアリング２６は、ドア構造２３上に支持されたボートペデスタル１５を回転させることにより、ウェハボート１６を回転させることができる。図示したリアクター１０において、ボート回転ベアリング２６は、ペデスタル１５に直接的に接触して支持する回転プレート２８を支持する。
【００２７】
処理の間、ガス導入口３２から不活性ガス或いは「パージング」ガスを導入することにより、不活性ガスボリューム２２は反応チャンバ１２の下端に維持され得る。不活性ガスボリューム２２は、反応チャンバ１２内部の圧力よりわずかに高い圧力を有し、その結果、反応チャンバ１２内への不活性ガスの正圧のフローが常に維持される。このようなパージスキームは、２００５年１月１８日出願の米国特許出願第１１／０３８，３５７号において議論され、その開示の全体は参照により本明細書に組み込まれる。
【００２８】
コントローラ４０は、リアクター１０の様々な処理パラメータをコントロールする。コントローラ４０は、プロセスチャンバ１２内のセンサシステム１００（図２Ａ及び図２Ｂ）と無線通信するためのトランシーバ５０と共に供給され得る。
【００２９】
図２Ａ及び図２Ｂに、本発明の好ましい実施形態に従って形成されたセンサシステム１００を図示する。センサホルダ１１０（図示した実施形態においてはベースプレートである）は、ウェハボート１６のボートロッド１９中のリセス３７によって形成された収納部内に固定又は収納部上にマウントされる。センサプレート１１２は、回転可能にベースプレート１１０にマウントされる。センサプレート１１２は回転軸１３０を有する。好ましくは、ウェハが収納されウェハボート１６のリセス３７の中心に配置される際に、センサ回転軸１３０が所望のウェハ中心と一致するようにベースプレート１１０が配置される。適切に配置されると、好ましいことに、軸１３０がウェハボート１６の軸（図１）と一致する。ウェハボート１６はまた、ウェハボート１６自体が回転する軸１４０を有する。好ましくは、ボート回転軸１４０は、ボート軸（これは、センサシステム１００がウェハボート１６内に適切に挿入される際にセンサ回転軸１３０と一致する）及びプロセスチャンバ軸３６と一致する。さらに、好ましくは、センサ回転軸１３０は、ウェハの主面が伸びる平面に対して垂直である。基板が半導体ウェハである場合、ベースプレート１１０は、好ましくは円形であり、センサ回転軸１３０は、好ましくはベースプレート１１０の中心を通って伸びる。より好ましくは、ベースプレート１１０は、ウェハボート１６内に収納された基板と概ね同じ形状及びサイズを有する。従って、センサシステム１００は、ウェハのように、既に提示したリセス３７内のウェハボート１６内に確保され、それによって、測定システム１００を収納するためのウェハボート１６を修正する必要なしに、測定が有利になされることを可能にする。
【００３０】
図２Ａ及び図２Ｂを引き続き参照して、回転モータ１２８は、ベースプレート１１０に対してセンサプレート１１２を回転させるように構成される。距離センサ１２０は、センサプレート１１２上にマウントされ、好ましくは距離と関係する信号を検出するために、そして好ましくは、この信号を用いて、センサ１２０と、センサ１２０の視野窓内の最も近い障害物との間の距離を測定するように構成される。好ましくは、視野窓はウェハ収納平面と平行な方向を向き、且つ半径方向を向く。センサプレート１１２にはさらに、コントローラユニット１２２、トランシーバ１２４、アンテナ１２５、及びバッテリー１２６が提供される。センサ１２０、コントローラユニット１２２、及びトランシーバ１２４は、バッテリー１２６に接続される。センサ１２０及びトランシーバ１２４は、コントローラユニット１２２に接続されコントロールされる。トランシーバ１２４はアンテナ１２５に接続される。信号は、プロセスチューブ１４（図１）の外部に位置するトランシーバ５０（図１）との間で、トランシーバ１２４及びアンテナ１２５を通じて無線で送受信され得る。第２のトランシーバ５０は、オペレータステーションに接続され、オペレータステーションは、コントロールユニットと、データの閲覧及びコマンドの入力のためのユーザインタフェースとを有するコントローラ４０を備える。例示した実施の形態において、センサ１２０は、センサ１２０とセンサ１２０に最も近い任意の障害物との間の距離に相当する信号を提供する超音波センサである。
【００３１】
図３を参照して、ウェハボート１６のアライメントは、センサプレート１２０が回転する間の期間の時間の関数として、センサ１２０とプロセスチューブ壁１４（図２Ａ及び図２Ｂ）との間の距離を測定することにより決定され得る。センサプレート１１２を回転させ、センサ１２０によって測定された距離を連続的に記録することにより、図３に模式的に示されるグラフを得ることができる。図３の上側のグラフは、プロセスチューブ１４に実質的に中心配置されるウェハボート１６（図１及び図２Ａ−図２Ｂ）から予想されるグラフを示す。ボートロッド１９（図２Ａ−図２Ｂ）や、熱電対６０（図２Ａ、また図３のグラフ中にＴＣで表される）を収納するシャフトなどの、プロセスチューブ１４内の任意の突出物などの局所的な障害物の存在により、局所的な距離の変動が観測されることが認識されるであろう。これらの局所的な変動をフィルタリングして取り除き、図３のグラフの斜線部によって示されるように、１回の回転の間に測定された距離は実質的に一定であり、このことは、センサ回転軸１３０がプロセスチャンバ軸３６と実質的に一致することを示唆している。
【００３２】
図３の下側のグラフは、センサ回転軸１３０がプロセスチャンバ軸３６と一致しない状況を示す。下側のグラフを参照して、例えば、熱電対６０や、ウェハボート１６（図２Ａ）の３本のボートロッド１９などの局所的な障害物による変化がフィルタリングにより除去される場合であっても、測定された距離は１回の回転の間に最大値と最小値との間で変化する。距離の変化は、センサ回転軸１３０がプロセスチャンバ軸３６と一致しないことを示唆する。局所的な障害物による影響をフィルタリングにより除去した後には、曲線は概ね正弦波の形状を有する。半回転の間、測定された距離は平均値より大きく、残りの半回転の間、測定された距離は平均値より小さい。
【００３３】
リアクター１０の機能の最適化に関して、好ましくは、ウェハボート１６が静止状態にある場合だけでなく、ウェハボート１６が回転する場合においても、ウェハボート１６がプロセスチューブ１４に対して中心配置されることが認識されるであろう。言いかえると、好ましくは、ボート回転軸１４０はプロセスチューブ１４に対して中心配置される。即ち、ボート回転軸１４０がプロセスチャンバ軸３６と一致する。アライメントのテストの第１のステップとして、ボート回転スイッチがオンにされた状態で、ベースプレート１１０に対して静止したセンサプレート１１２を用いて、センサプレート１１２がウェハボート１６と共に回転しながらテストが行われ得る。これは、プロセスチューブ１４に対してボート回転軸１４０が中心配置されているか否かを明らかにするであろう。次に、静止したウェハボート１６と、ベースプレート１１０に対して回転するセンサプレート１１２とを用いてテストが行われ得る。これは、プロセスチューブに対してセンサ回転軸１３０が中心配置されているか否かを明らかにするであろう。センサシステム１００がウェハボート１６内に適切に挿入される、即ち、センサ回転軸１３０がウェハボート１６の中心軸に一致すると仮定すると、このテストはまた、プロセスチューブ１４に対してウェハボート１６が中心配置されているか否かを明らかにするであろう。
【００３４】
センサ１２０が回転するにつれて継続的に、もしくはセンサ１２０の回転の間の特定のポイントにおいて、距離の測定が行われ得ることが認識されるであろう。好ましくは、センサ１２０の異なる回転方位において、少なくとも３つの測定が行われる。より好ましくは、その方位は、３６０度の完全な回転を等しく分割する。例えば、３つの測定が行われる場合、好ましくは、互いに約１２０°回転された方位において測定が行われる。しかしながら、特定のポイントにおいて測定が行われる場合、センサ１２０とプロセスチューブ１４との間のウェハボートロッド１９などの障害物までの距離ではなく、プロセスチャンバ１２の壁までの距離が測定されるように、任意の測定の前にセンサ１２０を方向付けること及び／又は測定ポイントを選択することによって注意が払われることが好ましい。
【００３５】
有利なことに、センサ１２０を用いた３つ以上の方位角における測定によって、測定が行われる高さにおける、プロセスチューブ１４に対するウェハボート１６の中心配置を検証することができる。しかしながら、例えばプロセスチューブ１４に対してウェハボート１６が傾けられるかもしれず、ウェハボート１６の垂直軸とプロセスチューブ１４の垂直軸との間のミスアライメントもまた起こり得る。図７Ａ−図７Ｆを参照して以下で議論されるように、傾きの発生は、ウェハボート１６の異なる高さにおいて、ウェハ収納部に収容されるベースプレート１１０を用いて、少なくとも２セットの測定を行うことにより調査され得る。例えば、一方の測定セットが下端において行われ、他方の測定セットがウェハボート１６の上端において行われる。
【００３６】
センサ１２０が、距離の測定に用いられる分野における公知の様々な装置であり得ることが認識されるであろう。好ましくは、センサ１２０は信号を放出し、反射を引き起こす物体の距離と共に、既知の方法で変化する信号の反射を検出する。ミスアライメントの存在を決定するために、角度位置を用いる反射信号の任意のバリエーションが用いられ得る。いくつかの実施形態では、図７を参照して以下で議論されるように、反射信号が距離の数値に変換され、ミスアライメントの度合が定量化され得る。
【００３７】
センサ１２０は、非接触の距離測定を可能にする超音波センサであり得る。そのようなセンサは超音波のパルスを放出し、プロセスチューブ１４などの、センサの正面にある物体によって反射される超音波パルスを検出する。センサから物体までの距離は、放出したパルスと受信した反射パルスとの間の遅延時間から導かれる。他のセンサ及び測定技術もまた適用され得る。例えば、ロボット工学或いは自動車工学において用いられる距離センサ（或いは変位センサ或いは領域センサ）もまた適切である。
【００３８】
さらに、超音波の代わりに、光学的な放射などの電磁放射もまた、センサによって放出及び／又は検出されることができ、距離が測定される。そのような光学センサは、赤外光、可視光或いは紫外放射などの光学的な放射を放出することができる。
【００３９】
いくつかの実施形態では、レーザビームを用いる光学センサが適用され得る。超音波センサによって通常適用されるエコー技術の代わりに、レーザセンサを用いて干渉法又は三角測量法が適用されて距離が測定され得る。そのような三角測量法が、図４を参照して説明される。三角測量センサは、符号４００により本明細書中の全体で参照される。出力窓４２０を通って、小さな明るい光のビームがレーザ４１０によって放出される。ビームが物体４２５に当たると、光が散乱して反射される。受信機はレーザから離れて位置し、受信機は、レンズを備える開口４４０と、例えば線形のフォトダイオードアレイを備える光センサ４３０とを備える。より速いレスポンスのために、フォトダイオードアレイの代わりに位置感応型検出器（ＰＳＤ）が用いられ得る。実際の測定値が、観測された散乱又は反射光の角度であることが認識されるであろう。測定された角度は、三角法の計算によって距離に変換される。視野角は制限されており、このことが、測定可能な距離を所定の範囲に制限するかもしれない。
【００４０】
図５を参照すると、オランダ国ＢｉｌｔｈｏｖｅｎのＡＳＭ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｎ．Ｖ．から販売されているＡ４１２ＴＭリアクターのプロセスチャンバ内で行なわれた実際の測定セットから得られた曲線のプロットのグラフが示されている。ボートロッドは、曲線中のはっきりとした落ち込みとして認識されることができ、また、熱電対の軸は、小さなピークとして検出され得る。この例では、ボートは中心配置されない。最小距離と最大距離との間の差は、起こり得るボートロッド及び熱電対の軸による変量を無視すると、約３ｍｍである。これは、ボートが約１．５ｍｍ偏心配置していることを示す。この図では、水平の軸は時間の単位に分割される。回転速度が一定であったため、時間の単位は、各々特定の角度位置に対応する。他の好ましい実施形態では、方位角が直接に測定され記録され得る。
【００４１】
理論によって発明を制限することなく、ウェハボート１６のアライメントの測定に関係する原理がこれから、理論的な観点からより詳細に議論されるであろう。図６Ａには、偏心配置の状況が模式的に表されている。測定装置回転軸１３０は、水平面中に角度βによって定義された方向に、プロセスチャンバ軸３６に対して、距離ａにわたってシフトされる。図６Ｂには、測定装置回転軸１３０及びプロセスチャンバ軸３６の平行ではないアライメントが、模式的に表されている。測定装置回転軸１３０は、水平面中に角度βによって定義された方向に、角度γにわたって傾けられる。測定装置が挿入されるウェハボートは高さｈを持ち、また、ウェハボートの一番上に、プロセスチャンバ軸３６から距離ｐだけずらして測定装置回転軸１３０が配置される。図７Ａ−図７Ｆに関して以下に議論されるように、これらの変数は、ウェハボート１６のミスアライメントの度合を定量化するために使用され得る。
【００４２】
基板ホルダのミスアライメントは、様々な要因によって引き起こされ得る。例えば、閉位置にあるドアプレート２３（図１）の理想的な方位に対して、ウェハボート１６を支持するドアプレート２３が、横方向にシフト及び／又は斜めに閉じられ得る。ドアプレート２３のこのミスアライメントは、ウェハボート１６のミスアライメントを引き起こし、その結果、ウェハボート回転軸１４０のミスアライメントを引き起こし得る。さらに、ウェハボート１６は、ドアプレート２３上に配置された後に、シフト又は傾いた状態で静止する可能性があり、その結果、ウェハボート１６内に位置する測定システム１００の回転軸１３０のミスアライメントを引き起こす。最後に、測定システム１００自体がウェハボート１６中に不正確に配置される可能性があり、その結果、不正確に配置されたウェハボート１６を示す測定結果になる。実際には、これら及び他の状況の任意の組み合わせが起こり得る。
【００４３】
多くの異なる状況が、図７Ａ−図７Ｆにおいて模式的に表され、以下に記述される。図１に示されるように、プロセスチューブ１４内部のウェハボート１６は、ドアプレート２３上に支持される。測定システム１００は、ウェハボート１６内に挿入される。プロセスチューブ１４は、プロセスチャンバ軸３６を有するプロセスチャンバ１２を定める。測定システム１００は測定システム回転軸１３０を有し、また、ウェハボート１６はウェハボート回転軸１４０を中心に回転する。様々な軸３６、１３０、及び１４０のミスアライメントが、次の任意の構造、即ち、ウェハボート１６、ドアプレート２３、プロセスチューブ１４、測定システム１００、及びウェハボート１６とドアプレート２３との間に介在する任意の構造の、互いのミスアライメントの結果であることが認識されるであろう。
【００４４】
図７Ａ−図７Ｆにおいて、様々なアライメントのケースが以下のように示される。
【００４５】
図７Ａ：プロセスチューブ１４内及びプロセスチューブ１４に正確にアラインされたドアプレート２３上に、ウェハボート１６が実質的に中心配置される。測定システム回転軸１３０、ボート回転軸１４０、及びプロセスチャンバ軸３６が一致する。
【００４６】
図７Ｂ：測定システム回転軸１３０及びボート回転軸１４０は一致するが、プロセスチャンバ軸３６に対して（水平面中の角度βにおいて距離ａだけ）シフトされる。これは、例えば、ウェハボート１６はドアプレート２３に正確にアラインされるが、ドアプレート２３は、横方向にシフトされることで不正確にアラインされることを示すかもしれない。
【００４７】
図７Ｃ：ボート回転軸１４０がプロセスチャンバ軸３６と一致する。測定システム回転軸１３０は、プロセスチャンバ軸３６に対して平行であるが（水平面中の角度βにおいて距離ａだけ）シフトされる。これは、例えば、正確にアラインされたドアプレート２３に、ウェハボート１６が不正確にアラインされることを示すかもしれない。
【００４８】
図７Ｄ：ボート回転軸１４０及びプロセスチャンバ軸３６は一致するが、測定システム１００自体は、ボート１６内に中心配置されない（測定システム１００が、水平面中の角度βにおいて距離ａだけずらして配置される）。これは、測定システム１００がボート１６内に不正確に挿入され、再配置される必要があることを示すかもしれない。
【００４９】
図７Ｅ：ボート回転軸１４０及びプロセスチャンバ軸３６は一致するが、プロセスチャンバ軸３６に対して、（水平面中の角度βの方向に、プロセスチャンバ軸３６に対して角度γ傾けられて）測定システム回転軸１３０が傾けられる。これは、例えば、ドアプレート２３は正確にアラインされるが、ウェハボート１６がドアプレート２３に不正確にアラインされることを示すかもしれない。
【００５０】
図７Ｆ：ボート回転軸１４０及び測定システム回転軸１３０は一致するが、プロセスチャンバ軸３６に対して、（水平面中の角度βの方向に、プロセスチャンバ軸３６に対して角度γ傾けられて）ボート回転軸１４０が傾けられる。これは、ウェハボート１６はドアプレート２３上に正確にアラインされるが、ドアプレート２３がプロセスチューブ１４に不正確にアラインされることを示すかもしれない。
【００５１】
理想的なウェハボート方位からの偏差の別のバリエーションとして、図７には図示されないが、プロセスチャンバ１２を定めるチューブ１４が、形が完全に円筒状ではないかもしれない。そのようなバリエーションを説明するために、測定を解釈及び／又はプロットする第一歩として、好ましくは、プロセスチューブ１４の寸法データが、測定されたデータに適切に追加及び／又は除去される。例えば、選択された中心点からのプロセスチューブ１４の距離は、好ましくは、センサ１２０（図２Ａ−図２Ｂ）の各々の方位角について知られており、また、この距離は平均され得る。この平均値以上の値は、センサ１２０によってなされた対応する測定結果から除去されることができ、この平均値以下の値は、測定結果に加えられることができる。他の実施形態においては、不均一な形のプロセスチューブに対する補正はなされない。より正確に述べると、不均一な形のチューブの場合、測定がなされ、プロセスチャンバ１２の理想的な中心に可能な限り近くにウェハボート１６が配置される。
【００５２】
上記したように、完全に中心配置されたアライメントからの偏差を決定するために、好ましくは、４つの異なるセットの距離測定が行われる。ウェハボート１６中の与えられた高さにおけるプロセスチャンバ軸３６に対する横方向のシフトを決定するために、好ましくは、ウェハボート１６がボート回転メカニズム（ＢＲ）によって回転する（その結果、センサ１２０がウェハボート１６と共に回転する）間に、第１の測定が行われ、また、好ましくは、ウェハボート１６が静止する間、センサターンテーブル（ＴＴ）１１２の回転によってセンサ１２０が回転する間に、第２の測定が行われる。測定システム回転軸１３０の傾き、及びプロセスチャンバ軸３６に対するボート回転軸１４０の傾きを決定するために、上記した測定の各々が、好ましくは、ウェハボート１６内の２つの異なる高さｈ１及びｈ２に位置する測定システム１００を用いて行なわれる。
【００５３】
ウェハボート１６が傾けられると、センサ測定によって決定される量が変化することにより、様々な軸３６、１３０、及び１４０が、互いに対して横方向にシフトされることが認識されるであろう。従って、ウェハボート１６中の測定システム１００の高さと共に変化するセンサ測定は、図７Ｅ又は図７Ｆに図示されるように、ウェハボート１６が傾けられることを示す。図７Ｅと図７Ｆとのケースを区別するために、ＢＲ及びＴＴの回転を用いる測定のバリエーションが調査される。ＢＲ及びＴＴ両方の測定角αと共に測定距離が変化する場合、プロセスチャンバ軸３６に対してボート回転軸１４０自体が傾けられる（図７Ｆ）。横軸方向のシフトが、ＴＴを用いる測定による高さと共に変化し、ＢＲを用いる測定による高さと共に変化しない場合、ボート回転軸１４０はプロセスチャンバ軸３６にアラインされるが、測定システム回転軸１３０、故にウェハボート軸はミスアラインされる（図７Ｅ）。
【００５４】
測定距離が、ボート内の測定装置の高さの関数として変化しない場合、図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃ、又は図７Ｄのうちの１つの状況が存在する可能性がある。図７Ａの状況は、測定距離がＢＲ及びＴＴの測定角度の関数として変化しない場合に存在する。図７Ｂの状況は、測定距離がＢＲ及びＴＴの両方の測定角度と共に変化する場合に存在する。図７Ｃ又は図７Ｄのうちの何れかの状況は、測定距離が、ＴＴの回転角と共に変化するが、ＢＲの回転角と共に変化しない場合に存在する。図７Ｃ及び図７Ｄの状況は、ウェハボート１６のボートロッド１９がセンサ１２０の測定範囲内にある場合に区別され得る。図７Ｃでは、センサ１２０の回転軸１３０はウェハボート１６内に中心配置され、ボートロッド１９及びセンサ１２０間の測定距離は実質的に等しい。図７Ｄでは、センサ１２０の回転軸１３０はウェハボート１６内に偏心配置され、ボートロッド１９及びセンサ１２０間の測定距離は変化する。ウェハボート１６のボートロッド１９がセンサ１２０の測定範囲内にない場合、好ましくは、測定システム１００がウェハボート１６内に中心配置されることを保証するように注意が払われる。
【００５５】
出現するミスアライメントのタイプを定性的に決定すると、この情報は、望まれる修正動作タイプの指針を提供するために使用され得る。例えば、ケースＢの状況が見つかる場合、ドアプレート２３の再配置に注意を向けることができる。別の例において、ケースＣの状況が見つかる場合、ドアプレート２３に対するウェハボート１６の再配置に注意を向けることができる。
【００５６】
より好ましくは、ウェハボート１６が適切にアラインされているか否かを二者択一的に決定することに加えて、測定されたデータはまた、任意のミスアライメントの様々なパラメータを定量化するために用いられることができ、より有利に任意の修正動作の指針を提供することができる。そうするために、与えられた偏心配置距離ａ、水平角β、及び傾き角γについて予期される測定角又は回転角αの関数として、測定距離が三角関数を用いてモデル化され得る。実際の測定セットから得られた実験データはその後、三角関数にフィットされることができ、ａ、β、及びγについての推定値を得る。例えばケースＡ−Ｆのモデルのうちの１つが当てはまるか否かを決定するために、定性的なミスアライメント情報は、注目するモデルのセットを決定するために用いられることができ、或いは、マッチングを見つけるために、実験データが単純に全てのモデルと比較され得る。一旦マッチングが見つかると、モデルを生成するために用いられる値が、ミスアライメントを記述するために用いられるａ、β、及びγについての推定値として提供され得る。
【００５７】
以下に、ターンテーブル（ＴＴ）の回転角αの関数Ｓ（α）として、距離又はセンサによって検出された信号が、異なる状況ＢからＦについて、三角関数を用いて表される。センサによって受信した信号は、センサと信号を反射する物体との間の距離に関係することが認識されるであろう。必要に応じて、この信号は測定距離に変換され得る。
【００５８】
下記Ｂ−Ｆの文字は、それぞれ図７Ｂ−図７Ｆ中に表された状況を参照する。上記したように、数式中において、ａは中心からの横方向のシフトであり、角度βはシフトの方向を定義し、角度γは、プロセスチャンバ又はプロセスチューブ軸に対するウェハボート回転軸の傾きであり、Ｒはプロセスチューブの半径である。
【００５９】
【数１】
ケースＢにおいて、信号は、測定角αと共に変化し、ボートの回転（ＢＲ）及びターンテーブル（ＴＴ）の回転について等しい。軸３６、１３０、及び１４０がすべて平行であるため、ボート中の異なる高さｈ１及びｈ２において、どんな所定の角度位置αにおいても同一の信号が検出装置を用いて測定されるであろう。
【００６０】
【数２】
ミスアラインされたボートによりセンサがオフセットされるケースＣにおいて、ＳＴＴ（α）は測定角度αと共に変化するが、プロセスチャンバに適切にアラインされたボート回転メカニズムについて、ＳＢＲ（α）はαと共に変化しない。プロセスチャンバ回転軸３６及びウェハボート回転軸１４０がアラインされるので、ウェハボート１６中の異なる高さｈ１及びｈ２において、同一の距離がセンサシステム１００に適用される。
【００６１】
Ｄ： ケースＤにおいて、プロセスチャンバ軸３６、ウェハボート回転軸１４０、及び測定システム回転軸１３０の相対的なアライメントが同じであるため、ケースＤは、変数間にケースＣと同じ関係を有する。
【００６２】
【数３】
ケースＥにおいて、ウェハボート１６が傾けられるため、高さｈの関数として、ＳＴＴ（α，ｈ）及びＳＢＲ（α，ｈ）の両方が変化する。ボート回転軸１４０がチューブ軸３６と一致するため、ＳＢＲ（α，ｈ）はαと共に変化しない。しかしながら、測定システム回転軸１３０がチューブ軸３６と一致しないため、ＳＴＴ（α，ｈ）はαと共に変化する。理論上、ＳＴＴ（α、ｈ）及びＳＢＲ（α、ｈ）に
【００６３】
【数４】
が掛けられる。しかしながら、この乗数の値はほとんど１であり、ほとんどの場合、乗算は無視され得る。
【００６４】
【数５】
ケースＦにおいて、ウェハボート１６が傾けられるため、高さｈの関数として、ＳＴＴ（α，ｈ）及びＳＢＲ（α，ｈ）の両方が変化する。ボート回転軸１３０及び測定システム回転軸１４０が一致するため、センサターンテーブル（ＴＴ）の回転及びボート回転メカニズム（ＢＲ）について、同一の距離が適用される。再び、理論上、ＳＴＴ（α，ｈ）及びＳＢＲ（α，ｈ）に
【００６５】
【数６】
が掛けられる。しかしながら、この乗数はほとんど１であり、無視され得る。
【００６６】
このように、本明細書において検討された測定システムを使用すると、基板ホルダのミスアライメントを検出することができ、また、修正動作を得ることができる。基板ホルダのミスアライメント（例えば、図７Ａ−図７Ｂにおいて表される）のタイプは、もしあれば、基板ホルダ内の２つ以上の高さにおいて距離測定を行うことにより、定性的に決定され得る。ミスアライメントのパラメータは、測定データを様々な理論モデルへフィッティングすることにより定量化され得る。出現するミスアライメントのタイプを決定した後、基板ホルダ、或いはドア構造又は他の介在する構造（例えばペデスタル）が、もしあれば、ミスアライメントを修正するために再配置され得る。
【００６７】
図示した実施形態に様々な変更がなされ得ることが認識されるであろう。例えば、１つの距離センサを回転させるよりも、複数のセンサ、例えば３つ以上の方向を指す３つ以上のセンサが、プロセスチャンバ壁への距離を測定するために用いられ得る。その場合、回転軸及び駆動モータは省略されることができ、有利なことに測定システムはより単純になる。そのような測定システムが、図２に示す同じ又は類似の構成要素には同じ参照符号を付して、図８に示される。３つのセンサ１２０が、互いに約１２０°離れた方向に方向付けられて、センサホルダ１１０にマウントされる。ボートロッド１９又は熱電対６０用の軸を含み得る任意の障害物なしに、センサがプロセスチューブ１４の部品に向けられるように、センサシステム１００はウェハボート１６内に位置するべきである。図８において、センサ１２０、コントローラユニット１２２、バッテリー１２６、及びトランシーバ１２４が電気的に接続されることが認識されるであろう。上記したように、センサ１２０は様々なタイプのセンサであり得る。いくつかの実施形態において、センサ１２０は、有利なことに安価でありコンパクトである超音波センサである。例えば、ドイツ国Ｈａｉｎｓｔｒａｓｓｅ ５０ Ｄ−６３５２６ ＥｒｌｅｎｓｅｅのＰＩＬ Ｓｅｎｓｏｒｅｎ ＧｍｂＨから販売されているモデルＰ４３−Ｋ４Ｕ−２Ｇ−１Ｃ０−４００Ｅのセンサが適している。有利なことに、そのようなセンサは、約２５−２５０ｍｍの適切な範囲の測定距離を提供し、１２×２６×４０ｍｍのコンパクトな寸法を有する。
【００６８】
いくつかの実施形態において、本明細書において提案した距離センサは、電子水準器又はセンサ１５０（図８）と組み合わされ得る。ウェハボートの、或いはボート回転軸の任意の傾きは、水準器１５０により検出されることができ、その結果、本明細書において記述した距離測定は、ボート内の１つの高さにおいてのみ行われ得る。
【００６９】
図示した実施形態に他の様々な変更がなされ得ることが認識されるであろう。例えば、いくつかの実施形態において、好ましくは、センサシステム及び外部コントローラが各々、無線で互いにリアルタイム通信するためのトランシーバ及びアンテナと共に供給される一方、センサシステム及び外部コントローラが、そのような無線通信システムなしで提供される。むしろ、センサシステムがプロセスチャンバから取り除かれた後に、センサシステムは、分析用の処理ユニットに接続されたワイヤーを介してダウンロードされる測定データを格納することができる。他の実施形態において、格納されたデータは、ユニバーサルジョイントを通じてワイヤーを介してリアルタイムにダウンロードされ得る。さらに、センサシステムは、測定の間に無線でコントロールされるよりもむしろ、プロセスチャンバ内に挿入された後、あらかじめプログラムされたルーチンに従って機能することができる。
【００７０】
さらに、実装の容易さのために、好ましくは、センサシステムが、基板ホルダ内に既に存在するスロット内へセンサシステムを収納することができるベースプレート上に提供される一方、センサシステムは、基板ホルダの任意の部分に取り付けられ得る。例えば、センサシステムは、例えば基板ホルダのロッド等の基板ホルダの他の部分上に、例えばクランプで締めることにより確保され得る。そのようなケースにおいて、好ましくは、センサシステムは、センサの回転軸が基板ホルダ軸と一致するように構成される。
【００７１】
基板スロット内に収納されるか否かにかかわらず、好ましくは、センサの回転軸が基板ホルダの回転軸と一致する一方、いくつかのケース（例えば、図７Ｄ）において、センサの回転軸が基板ホルダの回転軸と一致しない場合があることが認識されるであろう。そのようなケースにおいて、好ましくは、例えばセンサの回転とともに起こる、測定された距離の予期される増大及び／又は減少を説明するために、値の追加又は減算を行うことにより、センサからの測定データが調節される。
【００７２】
また、議論及び図示の容易さのために、上記において測定距離に関して議論したが、距離センサによって検出された信号は距離と共に変化し、また、いくつかの実施形態においては、信号が距離に変換されず、むしろ、角度位置を用いる信号のバリエーション自体が、基板ホルダのアライメントを測定するために用いられ得ることが認識されるであろう。他の実施形態において、信号は距離に変換され、もしあれば、ミスアライメントの度合が有利に定量化され得る。
【００７３】
センサシステムは、使用を望む際に用いられるが、有利なことに、センサシステムは、整備手順の一部として、基板ホルダのアライメントを測定するために用いられることができ、基板のバッチ処理を行う前に、基板ホルダのアライメントを較正する。そうでなければ、測定の間に基板ホルダが空になり得、或いは、他の利用可能な基板収納部が、基板又はダミー基板で満たされることができ、処理中に基板ホルダ及び任意の回転システムによって与えられる重量ロードをより良くシミュレートすることが認識されるであろう。
【００７４】
従って、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で、上記した方法及び構造に対し他の様々な省略、追加、及び変更がなされ得ることが、当業者には理解されるであろう。そのような変更及び修正はすべて、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の技術的思想の範囲内に含まれることを意味する。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の好ましい実施形態に係るプロセスチューブ内部に配置されたウェハボートを有する垂直炉型リアクターの断面図である。
【図２Ａ】本発明の好ましい実施形態に係るリアクター内のウェハボートに配置された測定ステーションの模式的な平面図である。
【図２Ｂ】本発明の好ましい実施形態に係る図２の測定ステーション、ウェハボート、及びリアクターの模式的な側面図である。
【図３】本発明の好ましい実施形態に係る実質的に中心配置されたウェハボート及び偏心配置されたウェハボートについての出力信号を模式的に示すグラフである。
【図４】本発明の好ましい実施形態に係るセンサから放出される放射を用いて距離を決定するための三角測量の原理を説明するための模式図である。
【図５】本発明の好ましい実施形態に係る超音波距離センサを用いて測定された距離データを示すグラフである。
【図６Ａ】本発明の好ましい実施形態に係るプロセスチューブ内のウェハボートのアライメントの決定に用いる様々な変数の関係を説明する図面である。
【図６Ｂ】本発明の好ましい実施形態に係るプロセスチューブ内のウェハボートのアライメントの決定に用いる様々な変数の関係を説明する図面である。
【図７Ａ】本発明の好ましい実施形態に係るプロセスチューブ内のウェハボートのアライメントの様々な起こり得る形態を説明する模式図である。
【図７Ｂ】本発明の好ましい実施形態に係るプロセスチューブ内のウェハボートのアライメントの様々な起こり得る形態を説明する模式図である。
【図７Ｃ】本発明の好ましい実施形態に係るプロセスチューブ内のウェハボートのアライメントの様々な起こり得る形態を説明する模式図である。
【図７Ｄ】本発明の好ましい実施形態に係るプロセスチューブ内のウェハボートのアライメントの様々な起こり得る形態を説明する模式図である。
【図７Ｅ】本発明の好ましい実施形態に係るプロセスチューブ内のウェハボートのアライメントの様々な起こり得る形態を説明する模式図である。
【図７Ｆ】本発明の好ましい実施形態に係るプロセスチューブ内のウェハボートのアライメントの様々な起こり得る形態を説明する模式図である。
【図８】異なる方向を向いた複数のセンサを有するリアクター内のウェハボートに設置されたセンサシステムの模式的な平面図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概ね半導体基板処理のためのリアクターに関し、より詳細には、バッチリアクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板は、垂直炉等のリアクター内で一括して処理され得る。そのような処理の一例は、基板上へのフィルムの堆積である。電気的及び物理的特性の均一度を含む様々な理由のために、一般的に、堆積フィルムには高い純度及び均一度が望まれる。しかしながら、堆積の結果は、ガスフローパターン中の不均一度によって悪影響を受け得る。例えば、不均一なガスフローパターンは、リアクター内部の不均一な反応物の集中を生じる場合があり、これがフィルムへの不均一な割合での堆積を引き起こす場合があり、それによって、不均一な堆積フィルムを生じる。同様の不均一さは、酸化又はドーピング等の他の処理についても生じる場合がある。
【０００３】
リアクター内で処理される間、基板を保持するためにウェハボートが用いられ得る。例えば、複数のウェハが、ボート上に間隔をおいて垂直に積み重ねられて保持され得る。ウェハボートは、リアクターの中のプロセスチューブ内に設置され得る。プロセスチューブは、リアクター内にプロセスチャンバを定める。
【０００４】
ガスフローパターンは、リアクター内のウェハボートのアライメントによって影響され得る。円筒状のプロセスチューブに対して正確に中心配置されていないウェハボートは、不均一なガスフローパターン及び不均一な処理結果を引き起こし得る。
【０００５】
不均一なガスフローパターンは、様々な状況において起こり得る。例えば、Ｏ２がチューブの上端からプロセスチューブ内に供給され、Ｎ２でパージされたチューブの底部と共にチューブの下端部から排出される場合に、不均一なフローパターンが生じ得る。Ｎ２はＯ２より軽いため、Ｎ２はプロセスチューブ内を上昇する傾向がある。特にウェハボートがプロセスチューブ内で中心にアラインされない場合、このＮ２の上昇はコントロールされずまた不均一である。ウェハが設置される領域までＮ２が上昇すると、Ｏ２の不均一な希釈によって処理結果に悪影響が及ぶであろう。しかしながら、Ｎ２パージガスによる稀釈の無い場合であっても、不適切にアラインされたウェハボートが不均一なガスフローパターンを引き起こす場合があり、不均一な処理結果が引き起こされ得る。
【０００６】
しかしながら、ウェハボートのミスアライメントを補正する困難な点は、ウェハボートがプロセスチューブの内部にあるとき、好ましくは、完全に閉位置のチューブであり、ちょうどウェハボートが処理中であるときに、アライメントが最も正確に測定されなければならないことである。望ましくないことに、通常、そのような状態のウェハボートには測定のためにアクセスすることができない。従って、プロセスチューブが閉じている間に、プロセスチューブ内のウェハボートのアライメントを測定するためのシステム及び方法が必要となる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、半導体処理システムが提供される。半導体処理システムは、プロセスチャンバを有する垂直型のバッチリアクターと、ウェハボートと、距離測定システムとを備える。ウェハボートは、プロセスチャンバ内に収納されるように構成され、半導体ウェハを収納するための複数のウェハスロットを有する。距離測定システムは、ウェハ収納部内に収納されるように寸法決定及び形成されたベースプレートを備える。距離測定システムはまた、ベースプレートに取り付けられた距離センサを備える。
【０００８】
本発明の別の態様によれば、半導体処理バッチリアクターのプロセスチャンバ内の基板ホルダのアライメントを測定するためのセンサシステムが提供される。該センサシステムは、基板ホルダ上にマウントするように構成されたセンサベースと、センサベースに回転可能にマウントされた距離センサとを備える。距離センサは、センサとプロセスチャンバの壁との間の距離を示す信号を検出するように構成される。センサシステムはまた、センサを回転させるように構成されたモータを備える。
【０００９】
本発明のさらに別の態様によれば、半導体バッチプロセスチャンバ内の基板ホルダのアライメントを決定するためのセンサシステムが提供される。該センサシステムは、基板ホルダの基板収納部内に収納されるように寸法決定及び形成されたベースプレートを備える。センサシステムはまた、ベースプレートにマウントされた距離センサを備える。
【００１０】
本発明の別の態様によれば、垂直型の半導体処理リアクター内のウェハボートのアライメントを測定するための方法が提供される。該方法は、垂直型のリアクターのプロセスチャンバ内にウェハボートを挿入するステップを含む。距離検出装置はウェハボート上に収納される。距離検出装置はプロセスチャンバ内で回転する。距離検出装置とプロセスチャンバの壁との間の距離を示す信号が、検出装置によって検出される。
【００１１】
本発明の別の態様によれば、バッチリアクターのプロセスチャンバ内の半導体基板ホルダのアライメントを決定するための方法が提供される。該方法は、複数の基板収納部を有する基板ホルダを提供するステップを含む。基板ホルダはプロセスチャンバ内に挿入される。プロセスチャンバの壁に対する基板ホルダ軸のアライメントが決定される。基板ホルダ軸は、実質的に基板ホルダの中心を通って垂直に伸びる。基板ホルダが回転する基板ホルダ回転軸の、壁に対するアライメントが別々に決定される。
【００１２】
本発明のさらに別の態様によれば、バッチプロセスチャンバ内のウェハボートのアライメントを測定するための方法が提供される。該方法は、複数のウェハ収納部を有するウェハボートを提供するステップを含む。アライメント測定センサが、ウェハ収納部の少なくとも１つに挿入される。アライメント測定センサを有するウェハボートが、プロセスチャンバ内に挿入される。
【００１３】
本発明の別の態様によれば、半導体処理バッチリアクターのプロセスチャンバ内の基板ホルダのアライメントを測定するためのセンサシステムが提供される。該センサシステムは、基板ホルダ上にマウントするように構成されたセンサベースを備える。該センサシステムは、センサベースにマウントされた少なくとも１つの距離センサを更に備える。距離センサは、プロセスチャンバの壁とセンサとの間の距離を示す信号を検出するように構成される。該センサシステムは、平面内に分配された方向の、少なくとも３つの異なる方向の距離を示す信号を検出するように構成される。
【００１４】
本発明は、発明を実施するための最良の形態及び添付の図面からより一層理解されるであろう。ここで、添付の図面は発明を例示するものであり、特許請求の範囲に記載された発明の範囲を制限しない。また、図面を通じて同じ参照符号は同じ又は類似の構成要素を意味する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の好ましい実施形態は、ウェハボート等の基板ホルダがプロセスチャンバ内に挿入及び密閉された後の、基板ホルダのアライメントを決定するためのシステム及び方法を提供する。距離センサは、好ましくは基板ホルダに取り付けられる。距離センサは、好ましくは基板ホルダと共にプロセスチャンバ内に挿入され密閉され得る。センサは、好ましくは信号、例えば光、若しくはセンサによって生成されて、プロセスチャンバの壁によって反射される音を検出する。音はセンサから壁までの距離に応じて変化し得る。いくつかの好ましい実施形態において、信号は測定距離に変換されることができ、それによって、センサは、センサとプロセスチャンバの壁との間のラインに沿った距離を測定することができる。ラインの方向は測定方向と呼ばれ得る。測定距離は、例えばプロセスチャンバの外部のコンピュータと例えば無線通信されることができ、基板ホルダのアライメントを決定する。本明細書において議論されるように、センサによって受信した測定信号と角度位置との関係は、ミスアライメントの存在の決定に用いられ得る。信号は距離に変換され、ミスアライメントの度合が決定され得る。例えば、角度位置と距離との関係は理論モデルに適合され、基板ホルダのミスアライメントを表す数値パラメータが定量化され得る。ミスアライメントが存在する場合、例えば、数値パラメータを指針として用いて、基板ホルダ、或いは基板ホルダを支持する任意の構造が再配置され、ミスアライメントが補正され得る。
【００１６】
測定を行う際、測定方向は基板ホルダが回転する軸に垂直であることが好ましい。基板ホルダの中心配置が、距離センサとプロセスチャンバの壁との間の距離を測定することにより決定され得ることが認識されるであろう。その測定は、好ましくはプロセスチャンバの断面と同一な平面において行われ得る。
【００１７】
距離センサは、基板ホルダと共に或いは独立して回転され得る。距離センサとプロセスチャンバの壁との間の距離は、角度位置の関数として、基板ホルダの中心配置の測定のために用いられ得る。従って、好ましくは、複数の距離の測定が行われ、各々の測定が、先の測定に対して異なる角度に回転したセンサを用いて行われ得る。適切に中心配置された基板ホルダは、プロセスチャンバの形状に応じて、回転角度と距離との間に予期される特定の関係を有するであろう。例えば、円筒状のプロセスチャンバについて、距離センサとプロセスチャンバの壁との間の距離は、通常、回転角度の関数として一定であり、このとき、基板ホルダはプロセスチャンバ内に中心配置される。距離の変化は、通常、基板ホルダのミスアライメントを示す。
【００１８】
基板ホルダが様々な方法でミスアラインされ得ることが認識されるであろう。基板のアライメントは３つの軸。即ち、１）基板ホルダ回転軸（ほぼ基板ホルダが回転する軸である）、２）基板ホルダ軸（基板ホルダの中心を通り、好ましくは基板ホルダ回転軸と平行である）、及び３）プロセスチャンバ軸（プロセスチャンバの中心を通り、また好ましくは基板ホルダ回転軸と平行である）を用いて記述され得る。基板ホルダが中心配置される場合、好ましくは基板ホルダ回転軸、基板ホルダ軸、及びプロセスチャンバ軸が一致する。しかしながら、水平方向の変位又は基板ホルダの傾きは、基板ホルダ回転軸及び／又は基板ホルダ軸の互いのミスアライメント、及び／又はプロセスチャンバ軸のミスアライメントを引き起こし得る。そのようなミスアライメントは、基板ホルダの偏心配置（ｏｆｆ−ｃｅｎｔｅｒ）を示す。
【００１９】
基板ホルダと共に或いは独立した距離センサの回転を用いて、基板ホルダ回転軸、基板ホルダ軸、及びプロセスチャンバ軸のアライメントが決定され得る。例えば、基板ホルダが静止状態に維持され、センサが回転されてプロセスチャンバ軸に対する基板ホルダ軸のアライメントが決定され得る。測定の別のセットでは、基板ホルダに対してセンサが静止状態に維持され、基板ホルダが回転されてプロセスチャンバ軸に対する基板ホルダ回転軸のアライメントが決定され得る。
【００２０】
ウェハボートの横方向のシフトによる基板ホルダのミスアライメントに加えて、基板ホルダが傾けられることによりミスアラインされ得る。この種のミスアライメントを測定するために、各々異なる高さで２つ以上の測定のセットが行われ得る。好ましくは、異なる高さの２つ以上のセンサが用いられ、一方が用いられて測定のセットを各々作成する。いくつかの実施形態においては、一つのセンサを用いて或る高さで測定を行い、次にセンサを移動させて別の高さで測定を行う。ボート又はセンサ何れかの与えられた回転角について、基板ホルダ軸に対して同様の位置にセンサを配置することで、実質的に垂直な基板ホルダが実質的に等しい測定を与えるであろう一方、傾けられた基板ホルダは、異なる測定距離を与えるであろう。
【００２１】
基板ホルダ回転軸、基板ホルダ軸、及びプロセスチャンバ軸の相対的なアライメントを決定することにより、プロセスチャンバの壁に対する基板ホルダの方向を決定することで、望ましくない如何なる方向付けも、基板の処理を開始する前に補正され得る。
【００２２】
有利なことに、基板ホルダ上に測定センサを提供して、測定センサにプロセスチャンバ外部の装置との通信を可能にすることにより、基板ホルダがプロセスチャンバ内に挿入され密閉された後であっても、プロセスチャンバ内の基板ホルダのアライメントが測定され得る。従って、プロセスチャンバ内の基板ホルダのアライメントをより正確に決定することが可能となる。基板ホルダをプロセスチャンバに対してより均一に方向付けることによって、高品質の処理結果、例えば高い均一性の堆積膜を得ることができる。
【００２３】
ここで、図面に対して参照がなされる。図面全体を通じて同じ参照符号は同じ又は類似の構成要素を意味する。
【００２４】
図１に、商品名Ａ４１２ＴＭでオランダ国ＢｉｌｔｈｏｖｅｎのＡＳＭ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｎ．Ｖ．から販売されている例示的なバッチリアクターを図示する。図示したリアクターは、垂直炉型のリアクターであり、効率的な加熱及び挿入シーケンスのための利点を有するが、当業者は、本明細書において開示された原理及び利点が、他のタイプのリアクターへも応用されることを認識するであろう。
【００２５】
図１を引き続き参照して、反応チャンバ１２の範囲は、垂直に伸びる実質的に円筒状のプロセスチューブ１４によって定められる。プロセスチューブ１４は、チューブ１４の中心を通って垂直に伸びる中心軸３６を有する。チューブが完全に円筒状で且つストレートの場合、中心軸３６は、好ましくは、プロセスチューブ１４の水平断面の中心を通って伸びる。プロセスチューブ１４の下端は開いており、金属ドア２０及び石英ドア２４を備えるドア構造２３を用いて閉じられ得る。ドア構造２３はペデスタル１５を支持し、続いてペデスタル１５はウェハボート１６を支持する。ウェハボート１６は、下端プレート１７と、ウェハ（図示せず）用の収納設備を形成するリセスを有する３つのボートロッド１９を接続する上端プレート１８とを備える。ウェハは、ウェハボート１６へ挿入された後に、各々垂直に積み重ねられて一定間隔に配置される方式で水平に保持される。プロセスガスは、反応チャンバ１２上端に隣接するプロセスガス導入口１３を経由して反応チャンバ１２に導入され、通常、下方向へ流れて、反応チャンバ１２下端に隣接するガス排出口３４を経由して反応チャンバから排出される。
【００２６】
図示した実施形態において、ドア構造２３は、ボート回転駆動モータ（図示せず）と連結するように構成されたボート回転ベアリング２６を備えている。処理の間、ボート回転ベアリング２６は、ドア構造２３上に支持されたボートペデスタル１５を回転させることにより、ウェハボート１６を回転させることができる。図示したリアクター１０において、ボート回転ベアリング２６は、ペデスタル１５に直接的に接触して支持する回転プレート２８を支持する。
【００２７】
処理の間、ガス導入口３２から不活性ガス或いは「パージング」ガスを導入することにより、不活性ガスボリューム２２は反応チャンバ１２の下端に維持され得る。不活性ガスボリューム２２は、反応チャンバ１２内部の圧力よりわずかに高い圧力を有し、その結果、反応チャンバ１２内への不活性ガスの正圧のフローが常に維持される。このようなパージスキームは、２００５年１月１８日出願の米国特許出願第１１／０３８，３５７号において議論され、その開示の全体は参照により本明細書に組み込まれる。
【００２８】
コントローラ４０は、リアクター１０の様々な処理パラメータをコントロールする。コントローラ４０は、プロセスチャンバ１２内のセンサシステム１００（図２Ａ及び図２Ｂ）と無線通信するためのトランシーバ５０と共に供給され得る。
【００２９】
図２Ａ及び図２Ｂに、本発明の好ましい実施形態に従って形成されたセンサシステム１００を図示する。センサホルダ１１０（図示した実施形態においてはベースプレートである）は、ウェハボート１６のボートロッド１９中のリセス３７によって形成された収納部内に固定又は収納部上にマウントされる。センサプレート１１２は、回転可能にベースプレート１１０にマウントされる。センサプレート１１２は回転軸１３０を有する。好ましくは、ウェハが収納されウェハボート１６のリセス３７の中心に配置される際に、センサ回転軸１３０が所望のウェハ中心と一致するようにベースプレート１１０が配置される。適切に配置されると、好ましいことに、軸１３０がウェハボート１６の軸（図１）と一致する。ウェハボート１６はまた、ウェハボート１６自体が回転する軸１４０を有する。好ましくは、ボート回転軸１４０は、ボート軸（これは、センサシステム１００がウェハボート１６内に適切に挿入される際にセンサ回転軸１３０と一致する）及びプロセスチャンバ軸３６と一致する。さらに、好ましくは、センサ回転軸１３０は、ウェハの主面が伸びる平面に対して垂直である。基板が半導体ウェハである場合、ベースプレート１１０は、好ましくは円形であり、センサ回転軸１３０は、好ましくはベースプレート１１０の中心を通って伸びる。より好ましくは、ベースプレート１１０は、ウェハボート１６内に収納された基板と概ね同じ形状及びサイズを有する。従って、センサシステム１００は、ウェハのように、既に提示したリセス３７内のウェハボート１６内に確保され、それによって、測定システム１００を収納するためのウェハボート１６を修正する必要なしに、測定が有利になされることを可能にする。
【００３０】
図２Ａ及び図２Ｂを引き続き参照して、回転モータ１２８は、ベースプレート１１０に対してセンサプレート１１２を回転させるように構成される。距離センサ１２０は、センサプレート１１２上にマウントされ、好ましくは距離と関係する信号を検出するために、そして好ましくは、この信号を用いて、センサ１２０と、センサ１２０の視野窓内の最も近い障害物との間の距離を測定するように構成される。好ましくは、視野窓はウェハ収納平面と平行な方向を向き、且つ半径方向を向く。センサプレート１１２にはさらに、コントローラユニット１２２、トランシーバ１２４、アンテナ１２５、及びバッテリー１２６が提供される。センサ１２０、コントローラユニット１２２、及びトランシーバ１２４は、バッテリー１２６に接続される。センサ１２０及びトランシーバ１２４は、コントローラユニット１２２に接続されコントロールされる。トランシーバ１２４はアンテナ１２５に接続される。信号は、プロセスチューブ１４（図１）の外部に位置するトランシーバ５０（図１）との間で、トランシーバ１２４及びアンテナ１２５を通じて無線で送受信され得る。第２のトランシーバ５０は、オペレータステーションに接続され、オペレータステーションは、コントロールユニットと、データの閲覧及びコマンドの入力のためのユーザインタフェースとを有するコントローラ４０を備える。例示した実施の形態において、センサ１２０は、センサ１２０とセンサ１２０に最も近い任意の障害物との間の距離に相当する信号を提供する超音波センサである。
【００３１】
図３を参照して、ウェハボート１６のアライメントは、センサプレート１２０が回転する間の期間の時間の関数として、センサ１２０とプロセスチューブ壁１４（図２Ａ及び図２Ｂ）との間の距離を測定することにより決定され得る。センサプレート１１２を回転させ、センサ１２０によって測定された距離を連続的に記録することにより、図３に模式的に示されるグラフを得ることができる。図３の上側のグラフは、プロセスチューブ１４に実質的に中心配置されるウェハボート１６（図１及び図２Ａ−図２Ｂ）から予想されるグラフを示す。ボートロッド１９（図２Ａ−図２Ｂ）や、熱電対６０（図２Ａ、また図３のグラフ中にＴＣで表される）を収納するシャフトなどの、プロセスチューブ１４内の任意の突出物などの局所的な障害物の存在により、局所的な距離の変動が観測されることが認識されるであろう。これらの局所的な変動をフィルタリングして取り除き、図３のグラフの斜線部によって示されるように、１回の回転の間に測定された距離は実質的に一定であり、このことは、センサ回転軸１３０がプロセスチャンバ軸３６と実質的に一致することを示唆している。
【００３２】
図３の下側のグラフは、センサ回転軸１３０がプロセスチャンバ軸３６と一致しない状況を示す。下側のグラフを参照して、例えば、熱電対６０や、ウェハボート１６（図２Ａ）の３本のボートロッド１９などの局所的な障害物による変化がフィルタリングにより除去される場合であっても、測定された距離は１回の回転の間に最大値と最小値との間で変化する。距離の変化は、センサ回転軸１３０がプロセスチャンバ軸３６と一致しないことを示唆する。局所的な障害物による影響をフィルタリングにより除去した後には、曲線は概ね正弦波の形状を有する。半回転の間、測定された距離は平均値より大きく、残りの半回転の間、測定された距離は平均値より小さい。
【００３３】
リアクター１０の機能の最適化に関して、好ましくは、ウェハボート１６が静止状態にある場合だけでなく、ウェハボート１６が回転する場合においても、ウェハボート１６がプロセスチューブ１４に対して中心配置されることが認識されるであろう。言いかえると、好ましくは、ボート回転軸１４０はプロセスチューブ１４に対して中心配置される。即ち、ボート回転軸１４０がプロセスチャンバ軸３６と一致する。アライメントのテストの第１のステップとして、ボート回転スイッチがオンにされた状態で、ベースプレート１１０に対して静止したセンサプレート１１２を用いて、センサプレート１１２がウェハボート１６と共に回転しながらテストが行われ得る。これは、プロセスチューブ１４に対してボート回転軸１４０が中心配置されているか否かを明らかにするであろう。次に、静止したウェハボート１６と、ベースプレート１１０に対して回転するセンサプレート１１２とを用いてテストが行われ得る。これは、プロセスチューブに対してセンサ回転軸１３０が中心配置されているか否かを明らかにするであろう。センサシステム１００がウェハボート１６内に適切に挿入される、即ち、センサ回転軸１３０がウェハボート１６の中心軸に一致すると仮定すると、このテストはまた、プロセスチューブ１４に対してウェハボート１６が中心配置されているか否かを明らかにするであろう。
【００３４】
センサ１２０が回転するにつれて継続的に、もしくはセンサ１２０の回転の間の特定のポイントにおいて、距離の測定が行われ得ることが認識されるであろう。好ましくは、センサ１２０の異なる回転方位において、少なくとも３つの測定が行われる。より好ましくは、その方位は、３６０度の完全な回転を等しく分割する。例えば、３つの測定が行われる場合、好ましくは、互いに約１２０°回転された方位において測定が行われる。しかしながら、特定のポイントにおいて測定が行われる場合、センサ１２０とプロセスチューブ１４との間のウェハボートロッド１９などの障害物までの距離ではなく、プロセスチャンバ１２の壁までの距離が測定されるように、任意の測定の前にセンサ１２０を方向付けること及び／又は測定ポイントを選択することによって注意が払われることが好ましい。
【００３５】
有利なことに、センサ１２０を用いた３つ以上の方位角における測定によって、測定が行われる高さにおける、プロセスチューブ１４に対するウェハボート１６の中心配置を検証することができる。しかしながら、例えばプロセスチューブ１４に対してウェハボート１６が傾けられるかもしれず、ウェハボート１６の垂直軸とプロセスチューブ１４の垂直軸との間のミスアライメントもまた起こり得る。図７Ａ−図７Ｆを参照して以下で議論されるように、傾きの発生は、ウェハボート１６の異なる高さにおいて、ウェハ収納部に収容されるベースプレート１１０を用いて、少なくとも２セットの測定を行うことにより調査され得る。例えば、一方の測定セットが下端において行われ、他方の測定セットがウェハボート１６の上端において行われる。
【００３６】
センサ１２０が、距離の測定に用いられる分野における公知の様々な装置であり得ることが認識されるであろう。好ましくは、センサ１２０は信号を放出し、反射を引き起こす物体の距離と共に、既知の方法で変化する信号の反射を検出する。ミスアライメントの存在を決定するために、角度位置を用いる反射信号の任意のバリエーションが用いられ得る。いくつかの実施形態では、図７を参照して以下で議論されるように、反射信号が距離の数値に変換され、ミスアライメントの度合が定量化され得る。
【００３７】
センサ１２０は、非接触の距離測定を可能にする超音波センサであり得る。そのようなセンサは超音波のパルスを放出し、プロセスチューブ１４などの、センサの正面にある物体によって反射される超音波パルスを検出する。センサから物体までの距離は、放出したパルスと受信した反射パルスとの間の遅延時間から導かれる。他のセンサ及び測定技術もまた適用され得る。例えば、ロボット工学或いは自動車工学において用いられる距離センサ（或いは変位センサ或いは領域センサ）もまた適切である。
【００３８】
さらに、超音波の代わりに、光学的な放射などの電磁放射もまた、センサによって放出及び／又は検出されることができ、距離が測定される。そのような光学センサは、赤外光、可視光或いは紫外放射などの光学的な放射を放出することができる。
【００３９】
いくつかの実施形態では、レーザビームを用いる光学センサが適用され得る。超音波センサによって通常適用されるエコー技術の代わりに、レーザセンサを用いて干渉法又は三角測量法が適用されて距離が測定され得る。そのような三角測量法が、図４を参照して説明される。三角測量センサは、符号４００により本明細書中の全体で参照される。出力窓４２０を通って、小さな明るい光のビームがレーザ４１０によって放出される。ビームが物体４２５に当たると、光が散乱して反射される。受信機はレーザから離れて位置し、受信機は、レンズを備える開口４４０と、例えば線形のフォトダイオードアレイを備える光センサ４３０とを備える。より速いレスポンスのために、フォトダイオードアレイの代わりに位置感応型検出器（ＰＳＤ）が用いられ得る。実際の測定値が、観測された散乱又は反射光の角度であることが認識されるであろう。測定された角度は、三角法の計算によって距離に変換される。視野角は制限されており、このことが、測定可能な距離を所定の範囲に制限するかもしれない。
【００４０】
図５を参照すると、オランダ国ＢｉｌｔｈｏｖｅｎのＡＳＭ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｎ．Ｖ．から販売されているＡ４１２ＴＭリアクターのプロセスチャンバ内で行なわれた実際の測定セットから得られた曲線のプロットのグラフが示されている。ボートロッドは、曲線中のはっきりとした落ち込みとして認識されることができ、また、熱電対の軸は、小さなピークとして検出され得る。この例では、ボートは中心配置されない。最小距離と最大距離との間の差は、起こり得るボートロッド及び熱電対の軸による変量を無視すると、約３ｍｍである。これは、ボートが約１．５ｍｍ偏心配置していることを示す。この図では、水平の軸は時間の単位に分割される。回転速度が一定であったため、時間の単位は、各々特定の角度位置に対応する。他の好ましい実施形態では、方位角が直接に測定され記録され得る。
【００４１】
理論によって発明を制限することなく、ウェハボート１６のアライメントの測定に関係する原理がこれから、理論的な観点からより詳細に議論されるであろう。図６Ａには、偏心配置の状況が模式的に表されている。測定装置回転軸１３０は、水平面中に角度βによって定義された方向に、プロセスチャンバ軸３６に対して、距離ａにわたってシフトされる。図６Ｂには、測定装置回転軸１３０及びプロセスチャンバ軸３６の平行ではないアライメントが、模式的に表されている。測定装置回転軸１３０は、水平面中に角度βによって定義された方向に、角度γにわたって傾けられる。測定装置が挿入されるウェハボートは高さｈを持ち、また、ウェハボートの一番上に、プロセスチャンバ軸３６から距離ｐだけずらして測定装置回転軸１３０が配置される。図７Ａ−図７Ｆに関して以下に議論されるように、これらの変数は、ウェハボート１６のミスアライメントの度合を定量化するために使用され得る。
【００４２】
基板ホルダのミスアライメントは、様々な要因によって引き起こされ得る。例えば、閉位置にあるドアプレート２３（図１）の理想的な方位に対して、ウェハボート１６を支持するドアプレート２３が、横方向にシフト及び／又は斜めに閉じられ得る。ドアプレート２３のこのミスアライメントは、ウェハボート１６のミスアライメントを引き起こし、その結果、ウェハボート回転軸１４０のミスアライメントを引き起こし得る。さらに、ウェハボート１６は、ドアプレート２３上に配置された後に、シフト又は傾いた状態で静止する可能性があり、その結果、ウェハボート１６内に位置する測定システム１００の回転軸１３０のミスアライメントを引き起こす。最後に、測定システム１００自体がウェハボート１６中に不正確に配置される可能性があり、その結果、不正確に配置されたウェハボート１６を示す測定結果になる。実際には、これら及び他の状況の任意の組み合わせが起こり得る。
【００４３】
多くの異なる状況が、図７Ａ−図７Ｆにおいて模式的に表され、以下に記述される。図１に示されるように、プロセスチューブ１４内部のウェハボート１６は、ドアプレート２３上に支持される。測定システム１００は、ウェハボート１６内に挿入される。プロセスチューブ１４は、プロセスチャンバ軸３６を有するプロセスチャンバ１２を定める。測定システム１００は測定システム回転軸１３０を有し、また、ウェハボート１６はウェハボート回転軸１４０を中心に回転する。様々な軸３６、１３０、及び１４０のミスアライメントが、次の任意の構造、即ち、ウェハボート１６、ドアプレート２３、プロセスチューブ１４、測定システム１００、及びウェハボート１６とドアプレート２３との間に介在する任意の構造の、互いのミスアライメントの結果であることが認識されるであろう。
【００４４】
図７Ａ−図７Ｆにおいて、様々なアライメントのケースが以下のように示される。
【００４５】
図７Ａ：プロセスチューブ１４内及びプロセスチューブ１４に正確にアラインされたドアプレート２３上に、ウェハボート１６が実質的に中心配置される。測定システム回転軸１３０、ボート回転軸１４０、及びプロセスチャンバ軸３６が一致する。
【００４６】
図７Ｂ：測定システム回転軸１３０及びボート回転軸１４０は一致するが、プロセスチャンバ軸３６に対して（水平面中の角度βにおいて距離ａだけ）シフトされる。これは、例えば、ウェハボート１６はドアプレート２３に正確にアラインされるが、ドアプレート２３は、横方向にシフトされることで不正確にアラインされることを示すかもしれない。
【００４７】
図７Ｃ：ボート回転軸１４０がプロセスチャンバ軸３６と一致する。測定システム回転軸１３０は、プロセスチャンバ軸３６に対して平行であるが（水平面中の角度βにおいて距離ａだけ）シフトされる。これは、例えば、正確にアラインされたドアプレート２３に、ウェハボート１６が不正確にアラインされることを示すかもしれない。
【００４８】
図７Ｄ：ボート回転軸１４０及びプロセスチャンバ軸３６は一致するが、測定システム１００自体は、ボート１６内に中心配置されない（測定システム１００が、水平面中の角度βにおいて距離ａだけずらして配置される）。これは、測定システム１００がボート１６内に不正確に挿入され、再配置される必要があることを示すかもしれない。
【００４９】
図７Ｅ：ボート回転軸１４０及びプロセスチャンバ軸３６は一致するが、プロセスチャンバ軸３６に対して、（水平面中の角度βの方向に、プロセスチャンバ軸３６に対して角度γ傾けられて）測定システム回転軸１３０が傾けられる。これは、例えば、ドアプレート２３は正確にアラインされるが、ウェハボート１６がドアプレート２３に不正確にアラインされることを示すかもしれない。
【００５０】
図７Ｆ：ボート回転軸１４０及び測定システム回転軸１３０は一致するが、プロセスチャンバ軸３６に対して、（水平面中の角度βの方向に、プロセスチャンバ軸３６に対して角度γ傾けられて）ボート回転軸１４０が傾けられる。これは、ウェハボート１６はドアプレート２３上に正確にアラインされるが、ドアプレート２３がプロセスチューブ１４に不正確にアラインされることを示すかもしれない。
【００５１】
理想的なウェハボート方位からの偏差の別のバリエーションとして、図７には図示されないが、プロセスチャンバ１２を定めるチューブ１４が、形が完全に円筒状ではないかもしれない。そのようなバリエーションを説明するために、測定を解釈及び／又はプロットする第一歩として、好ましくは、プロセスチューブ１４の寸法データが、測定されたデータに適切に追加及び／又は除去される。例えば、選択された中心点からのプロセスチューブ１４の距離は、好ましくは、センサ１２０（図２Ａ−図２Ｂ）の各々の方位角について知られており、また、この距離は平均され得る。この平均値以上の値は、センサ１２０によってなされた対応する測定結果から除去されることができ、この平均値以下の値は、測定結果に加えられることができる。他の実施形態においては、不均一な形のプロセスチューブに対する補正はなされない。より正確に述べると、不均一な形のチューブの場合、測定がなされ、プロセスチャンバ１２の理想的な中心に可能な限り近くにウェハボート１６が配置される。
【００５２】
上記したように、完全に中心配置されたアライメントからの偏差を決定するために、好ましくは、４つの異なるセットの距離測定が行われる。ウェハボート１６中の与えられた高さにおけるプロセスチャンバ軸３６に対する横方向のシフトを決定するために、好ましくは、ウェハボート１６がボート回転メカニズム（ＢＲ）によって回転する（その結果、センサ１２０がウェハボート１６と共に回転する）間に、第１の測定が行われ、また、好ましくは、ウェハボート１６が静止する間、センサターンテーブル（ＴＴ）１１２の回転によってセンサ１２０が回転する間に、第２の測定が行われる。測定システム回転軸１３０の傾き、及びプロセスチャンバ軸３６に対するボート回転軸１４０の傾きを決定するために、上記した測定の各々が、好ましくは、ウェハボート１６内の２つの異なる高さｈ１及びｈ２に位置する測定システム１００を用いて行なわれる。
【００５３】
ウェハボート１６が傾けられると、センサ測定によって決定される量が変化することにより、様々な軸３６、１３０、及び１４０が、互いに対して横方向にシフトされることが認識されるであろう。従って、ウェハボート１６中の測定システム１００の高さと共に変化するセンサ測定は、図７Ｅ又は図７Ｆに図示されるように、ウェハボート１６が傾けられることを示す。図７Ｅと図７Ｆとのケースを区別するために、ＢＲ及びＴＴの回転を用いる測定のバリエーションが調査される。ＢＲ及びＴＴ両方の測定角αと共に測定距離が変化する場合、プロセスチャンバ軸３６に対してボート回転軸１４０自体が傾けられる（図７Ｆ）。横軸方向のシフトが、ＴＴを用いる測定による高さと共に変化し、ＢＲを用いる測定による高さと共に変化しない場合、ボート回転軸１４０はプロセスチャンバ軸３６にアラインされるが、測定システム回転軸１３０、故にウェハボート軸はミスアラインされる（図７Ｅ）。
【００５４】
測定距離が、ボート内の測定装置の高さの関数として変化しない場合、図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃ、又は図７Ｄのうちの１つの状況が存在する可能性がある。図７Ａの状況は、測定距離がＢＲ及びＴＴの測定角度の関数として変化しない場合に存在する。図７Ｂの状況は、測定距離がＢＲ及びＴＴの両方の測定角度と共に変化する場合に存在する。図７Ｃ又は図７Ｄのうちの何れかの状況は、測定距離が、ＴＴの回転角と共に変化するが、ＢＲの回転角と共に変化しない場合に存在する。図７Ｃ及び図７Ｄの状況は、ウェハボート１６のボートロッド１９がセンサ１２０の測定範囲内にある場合に区別され得る。図７Ｃでは、センサ１２０の回転軸１３０はウェハボート１６内に中心配置され、ボートロッド１９及びセンサ１２０間の測定距離は実質的に等しい。図７Ｄでは、センサ１２０の回転軸１３０はウェハボート１６内に偏心配置され、ボートロッド１９及びセンサ１２０間の測定距離は変化する。ウェハボート１６のボートロッド１９がセンサ１２０の測定範囲内にない場合、好ましくは、測定システム１００がウェハボート１６内に中心配置されることを保証するように注意が払われる。
【００５５】
出現するミスアライメントのタイプを定性的に決定すると、この情報は、望まれる修正動作タイプの指針を提供するために使用され得る。例えば、ケースＢの状況が見つかる場合、ドアプレート２３の再配置に注意を向けることができる。別の例において、ケースＣの状況が見つかる場合、ドアプレート２３に対するウェハボート１６の再配置に注意を向けることができる。
【００５６】
より好ましくは、ウェハボート１６が適切にアラインされているか否かを二者択一的に決定することに加えて、測定されたデータはまた、任意のミスアライメントの様々なパラメータを定量化するために用いられることができ、より有利に任意の修正動作の指針を提供することができる。そうするために、与えられた偏心配置距離ａ、水平角β、及び傾き角γについて予期される測定角又は回転角αの関数として、測定距離が三角関数を用いてモデル化され得る。実際の測定セットから得られた実験データはその後、三角関数にフィットされることができ、ａ、β、及びγについての推定値を得る。例えばケースＡ−Ｆのモデルのうちの１つが当てはまるか否かを決定するために、定性的なミスアライメント情報は、注目するモデルのセットを決定するために用いられることができ、或いは、マッチングを見つけるために、実験データが単純に全てのモデルと比較され得る。一旦マッチングが見つかると、モデルを生成するために用いられる値が、ミスアライメントを記述するために用いられるａ、β、及びγについての推定値として提供され得る。
【００５７】
以下に、ターンテーブル（ＴＴ）の回転角αの関数Ｓ（α）として、距離又はセンサによって検出された信号が、異なる状況ＢからＦについて、三角関数を用いて表される。センサによって受信した信号は、センサと信号を反射する物体との間の距離に関係することが認識されるであろう。必要に応じて、この信号は測定距離に変換され得る。
【００５８】
下記Ｂ−Ｆの文字は、それぞれ図７Ｂ−図７Ｆ中に表された状況を参照する。上記したように、数式中において、ａは中心からの横方向のシフトであり、角度βはシフトの方向を定義し、角度γは、プロセスチャンバ又はプロセスチューブ軸に対するウェハボート回転軸の傾きであり、Ｒはプロセスチューブの半径である。
【００５９】
【数１】
ケースＢにおいて、信号は、測定角αと共に変化し、ボートの回転（ＢＲ）及びターンテーブル（ＴＴ）の回転について等しい。軸３６、１３０、及び１４０がすべて平行であるため、ボート中の異なる高さｈ１及びｈ２において、どんな所定の角度位置αにおいても同一の信号が検出装置を用いて測定されるであろう。
【００６０】
【数２】
ミスアラインされたボートによりセンサがオフセットされるケースＣにおいて、ＳＴＴ（α）は測定角度αと共に変化するが、プロセスチャンバに適切にアラインされたボート回転メカニズムについて、ＳＢＲ（α）はαと共に変化しない。プロセスチャンバ回転軸３６及びウェハボート回転軸１４０がアラインされるので、ウェハボート１６中の異なる高さｈ１及びｈ２において、同一の距離がセンサシステム１００に適用される。
【００６１】
Ｄ： ケースＤにおいて、プロセスチャンバ軸３６、ウェハボート回転軸１４０、及び測定システム回転軸１３０の相対的なアライメントが同じであるため、ケースＤは、変数間にケースＣと同じ関係を有する。
【００６２】
【数３】
ケースＥにおいて、ウェハボート１６が傾けられるため、高さｈの関数として、ＳＴＴ（α，ｈ）及びＳＢＲ（α，ｈ）の両方が変化する。ボート回転軸１４０がチューブ軸３６と一致するため、ＳＢＲ（α，ｈ）はαと共に変化しない。しかしながら、測定システム回転軸１３０がチューブ軸３６と一致しないため、ＳＴＴ（α，ｈ）はαと共に変化する。理論上、ＳＴＴ（α、ｈ）及びＳＢＲ（α、ｈ）に
【００６３】
【数４】
が掛けられる。しかしながら、この乗数の値はほとんど１であり、ほとんどの場合、乗算は無視され得る。
【００６４】
【数５】
ケースＦにおいて、ウェハボート１６が傾けられるため、高さｈの関数として、ＳＴＴ（α，ｈ）及びＳＢＲ（α，ｈ）の両方が変化する。ボート回転軸１３０及び測定システム回転軸１４０が一致するため、センサターンテーブル（ＴＴ）の回転及びボート回転メカニズム（ＢＲ）について、同一の距離が適用される。再び、理論上、ＳＴＴ（α，ｈ）及びＳＢＲ（α，ｈ）に
【００６５】
【数６】
が掛けられる。しかしながら、この乗数はほとんど１であり、無視され得る。
【００６６】
このように、本明細書において検討された測定システムを使用すると、基板ホルダのミスアライメントを検出することができ、また、修正動作を得ることができる。基板ホルダのミスアライメント（例えば、図７Ａ−図７Ｂにおいて表される）のタイプは、もしあれば、基板ホルダ内の２つ以上の高さにおいて距離測定を行うことにより、定性的に決定され得る。ミスアライメントのパラメータは、測定データを様々な理論モデルへフィッティングすることにより定量化され得る。出現するミスアライメントのタイプを決定した後、基板ホルダ、或いはドア構造又は他の介在する構造（例えばペデスタル）が、もしあれば、ミスアライメントを修正するために再配置され得る。
【００６７】
図示した実施形態に様々な変更がなされ得ることが認識されるであろう。例えば、１つの距離センサを回転させるよりも、複数のセンサ、例えば３つ以上の方向を指す３つ以上のセンサが、プロセスチャンバ壁への距離を測定するために用いられ得る。その場合、回転軸及び駆動モータは省略されることができ、有利なことに測定システムはより単純になる。そのような測定システムが、図２に示す同じ又は類似の構成要素には同じ参照符号を付して、図８に示される。３つのセンサ１２０が、互いに約１２０°離れた方向に方向付けられて、センサホルダ１１０にマウントされる。ボートロッド１９又は熱電対６０用の軸を含み得る任意の障害物なしに、センサがプロセスチューブ１４の部品に向けられるように、センサシステム１００はウェハボート１６内に位置するべきである。図８において、センサ１２０、コントローラユニット１２２、バッテリー１２６、及びトランシーバ１２４が電気的に接続されることが認識されるであろう。上記したように、センサ１２０は様々なタイプのセンサであり得る。いくつかの実施形態において、センサ１２０は、有利なことに安価でありコンパクトである超音波センサである。例えば、ドイツ国Ｈａｉｎｓｔｒａｓｓｅ ５０ Ｄ−６３５２６ ＥｒｌｅｎｓｅｅのＰＩＬ Ｓｅｎｓｏｒｅｎ ＧｍｂＨから販売されているモデルＰ４３−Ｋ４Ｕ−２Ｇ−１Ｃ０−４００Ｅのセンサが適している。有利なことに、そのようなセンサは、約２５−２５０ｍｍの適切な範囲の測定距離を提供し、１２×２６×４０ｍｍのコンパクトな寸法を有する。
【００６８】
いくつかの実施形態において、本明細書において提案した距離センサは、電子水準器又はセンサ１５０（図８）と組み合わされ得る。ウェハボートの、或いはボート回転軸の任意の傾きは、水準器１５０により検出されることができ、その結果、本明細書において記述した距離測定は、ボート内の１つの高さにおいてのみ行われ得る。
【００６９】
図示した実施形態に他の様々な変更がなされ得ることが認識されるであろう。例えば、いくつかの実施形態において、好ましくは、センサシステム及び外部コントローラが各々、無線で互いにリアルタイム通信するためのトランシーバ及びアンテナと共に供給される一方、センサシステム及び外部コントローラが、そのような無線通信システムなしで提供される。むしろ、センサシステムがプロセスチャンバから取り除かれた後に、センサシステムは、分析用の処理ユニットに接続されたワイヤーを介してダウンロードされる測定データを格納することができる。他の実施形態において、格納されたデータは、ユニバーサルジョイントを通じてワイヤーを介してリアルタイムにダウンロードされ得る。さらに、センサシステムは、測定の間に無線でコントロールされるよりもむしろ、プロセスチャンバ内に挿入された後、あらかじめプログラムされたルーチンに従って機能することができる。
【００７０】
さらに、実装の容易さのために、好ましくは、センサシステムが、基板ホルダ内に既に存在するスロット内へセンサシステムを収納することができるベースプレート上に提供される一方、センサシステムは、基板ホルダの任意の部分に取り付けられ得る。例えば、センサシステムは、例えば基板ホルダのロッド等の基板ホルダの他の部分上に、例えばクランプで締めることにより確保され得る。そのようなケースにおいて、好ましくは、センサシステムは、センサの回転軸が基板ホルダ軸と一致するように構成される。
【００７１】
基板スロット内に収納されるか否かにかかわらず、好ましくは、センサの回転軸が基板ホルダの回転軸と一致する一方、いくつかのケース（例えば、図７Ｄ）において、センサの回転軸が基板ホルダの回転軸と一致しない場合があることが認識されるであろう。そのようなケースにおいて、好ましくは、例えばセンサの回転とともに起こる、測定された距離の予期される増大及び／又は減少を説明するために、値の追加又は減算を行うことにより、センサからの測定データが調節される。
【００７２】
また、議論及び図示の容易さのために、上記において測定距離に関して議論したが、距離センサによって検出された信号は距離と共に変化し、また、いくつかの実施形態においては、信号が距離に変換されず、むしろ、角度位置を用いる信号のバリエーション自体が、基板ホルダのアライメントを測定するために用いられ得ることが認識されるであろう。他の実施形態において、信号は距離に変換され、もしあれば、ミスアライメントの度合が有利に定量化され得る。
【００７３】
センサシステムは、使用を望む際に用いられるが、有利なことに、センサシステムは、整備手順の一部として、基板ホルダのアライメントを測定するために用いられることができ、基板のバッチ処理を行う前に、基板ホルダのアライメントを較正する。そうでなければ、測定の間に基板ホルダが空になり得、或いは、他の利用可能な基板収納部が、基板又はダミー基板で満たされることができ、処理中に基板ホルダ及び任意の回転システムによって与えられる重量ロードをより良くシミュレートすることが認識されるであろう。
【００７４】
従って、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で、上記した方法及び構造に対し他の様々な省略、追加、及び変更がなされ得ることが、当業者には理解されるであろう。そのような変更及び修正はすべて、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の技術的思想の範囲内に含まれることを意味する。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の好ましい実施形態に係るプロセスチューブ内部に配置されたウェハボートを有する垂直炉型リアクターの断面図である。
【図２Ａ】本発明の好ましい実施形態に係るリアクター内のウェハボートに配置された測定ステーションの模式的な平面図である。
【図２Ｂ】本発明の好ましい実施形態に係る図２の測定ステーション、ウェハボート、及びリアクターの模式的な側面図である。
【図３】本発明の好ましい実施形態に係る実質的に中心配置されたウェハボート及び偏心配置されたウェハボートについての出力信号を模式的に示すグラフである。
【図４】本発明の好ましい実施形態に係るセンサから放出される放射を用いて距離を決定するための三角測量の原理を説明するための模式図である。
【図５】本発明の好ましい実施形態に係る超音波距離センサを用いて測定された距離データを示すグラフである。
【図６Ａ】本発明の好ましい実施形態に係るプロセスチューブ内のウェハボートのアライメントの決定に用いる様々な変数の関係を説明する図面である。
【図６Ｂ】本発明の好ましい実施形態に係るプロセスチューブ内のウェハボートのアライメントの決定に用いる様々な変数の関係を説明する図面である。
【図７Ａ】本発明の好ましい実施形態に係るプロセスチューブ内のウェハボートのアライメントの様々な起こり得る形態を説明する模式図である。
【図７Ｂ】本発明の好ましい実施形態に係るプロセスチューブ内のウェハボートのアライメントの様々な起こり得る形態を説明する模式図である。
【図７Ｃ】本発明の好ましい実施形態に係るプロセスチューブ内のウェハボートのアライメントの様々な起こり得る形態を説明する模式図である。
【図７Ｄ】本発明の好ましい実施形態に係るプロセスチューブ内のウェハボートのアライメントの様々な起こり得る形態を説明する模式図である。
【図７Ｅ】本発明の好ましい実施形態に係るプロセスチューブ内のウェハボートのアライメントの様々な起こり得る形態を説明する模式図である。
【図７Ｆ】本発明の好ましい実施形態に係るプロセスチューブ内のウェハボートのアライメントの様々な起こり得る形態を説明する模式図である。
【図８】異なる方向を向いた複数のセンサを有するリアクター内のウェハボートに設置されたセンサシステムの模式的な平面図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセスチャンバを有する垂直型のバッチリアクターと、
前記プロセスチャンバ内に収納されるように構成され、半導体ウェハを収納するための複数のウェハスロットを有するウェハボートと、
距離測定システムとを備え、該距離測定システムが、
ウェハ収納部内に収納されるように寸法決定及び形成されたベースプレートと、
前記ベースプレートに取り付けられた距離センサ
とを備える半導体処理システム。
【請求項２】
前記距離測定システムが、３つ以上の異なる方向の距離を測定するように構成された３つ以上の前記距離センサを備える請求項１の半導体処理システム。
【請求項３】
前記距離測定システムが、前記ウェハボートの任意の傾きを検出するように構成された水準器を更に備える請求項１の半導体処理システム。
【請求項４】
前記距離センサが、コントロールされて回転可能である請求項１の半導体処理システム。
【請求項５】
前記距離センサが、前記ベースプレートと実質的に平行な方向の距離を測定するように構成された請求項１の半導体処理システム。
【請求項６】
前記ウェハボートが複数のロッドを備え、該ロッドの各々が、複数の前記ウェハ収納部を定める複数の支持面を有する請求項１の半導体処理システム。
【請求項７】
前記支持面が、前記ロッド内のリセスにより定められる請求項６の半導体処理システム。
【請求項８】
前記プロセスチャンバの範囲が、円筒状のプロセスチューブによって定められる請求項１の半導体処理システム。
【請求項９】
前記バッチリアクターが、前記バッチリアクターの下端部に、前記ウェハボートを支持するように構成されたドア構造を更に備える請求項１の半導体処理システム。
【請求項１０】
前記ドア構造が、前記ウェハボートを回転させるように構成された回転ベアリングを備える請求項９の半導体処理システム。
【請求項１１】
前記ドア構造上で静止するように、且つ前記ウェハボートを直接支持するように構成されたペデスタルを更に備える請求項９の半導体処理システム。
【請求項１２】
前記距離センサが、前記ベースプレートに対して回転可能にマウントされたセンサプレート上にマウントされる請求項１の半導体処理システム。
【請求項１３】
前記距離センサの信号を距離の数値に変換するように構成されたコントローラを更に備える請求項１の半導体処理システム。
【請求項１４】
前記距離測定システムがトランシーバを更に備え、前記半導体処理システムが前記プロセスチャンバ外部に別のトランシーバを更に備え、該トランシーバ及び該別のトランシーバが互いに無線通信するように構成された請求項１の半導体処理システム。
【請求項１】
プロセスチャンバを有する垂直型のバッチリアクターと、
前記プロセスチャンバ内に収納されるように構成され、半導体ウェハを収納するための複数のウェハスロットを有するウェハボートと、
距離測定システムとを備え、該距離測定システムが、
ウェハ収納部内に収納されるように寸法決定及び形成されたベースプレートと、
前記ベースプレートに取り付けられた距離センサ
とを備える半導体処理システム。
【請求項２】
前記距離測定システムが、３つ以上の異なる方向の距離を測定するように構成された３つ以上の前記距離センサを備える請求項１の半導体処理システム。
【請求項３】
前記距離測定システムが、前記ウェハボートの任意の傾きを検出するように構成された水準器を更に備える請求項１の半導体処理システム。
【請求項４】
前記距離センサが、コントロールされて回転可能である請求項１の半導体処理システム。
【請求項５】
前記距離センサが、前記ベースプレートと実質的に平行な方向の距離を測定するように構成された請求項１の半導体処理システム。
【請求項６】
前記ウェハボートが複数のロッドを備え、該ロッドの各々が、複数の前記ウェハ収納部を定める複数の支持面を有する請求項１の半導体処理システム。
【請求項７】
前記支持面が、前記ロッド内のリセスにより定められる請求項６の半導体処理システム。
【請求項８】
前記プロセスチャンバの範囲が、円筒状のプロセスチューブによって定められる請求項１の半導体処理システム。
【請求項９】
前記バッチリアクターが、前記バッチリアクターの下端部に、前記ウェハボートを支持するように構成されたドア構造を更に備える請求項１の半導体処理システム。
【請求項１０】
前記ドア構造が、前記ウェハボートを回転させるように構成された回転ベアリングを備える請求項９の半導体処理システム。
【請求項１１】
前記ドア構造上で静止するように、且つ前記ウェハボートを直接支持するように構成されたペデスタルを更に備える請求項９の半導体処理システム。
【請求項１２】
前記距離センサが、前記ベースプレートに対して回転可能にマウントされたセンサプレート上にマウントされる請求項１の半導体処理システム。
【請求項１３】
前記距離センサの信号を距離の数値に変換するように構成されたコントローラを更に備える請求項１の半導体処理システム。
【請求項１４】
前記距離測定システムがトランシーバを更に備え、前記半導体処理システムが前記プロセスチャンバ外部に別のトランシーバを更に備え、該トランシーバ及び該別のトランシーバが互いに無線通信するように構成された請求項１の半導体処理システム。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図７Ｄ】
【図７Ｅ】
【図７Ｆ】
【図８】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図７Ｄ】
【図７Ｅ】
【図７Ｆ】
【図８】
【公開番号】特開２００７−２６３９４７（Ｐ２００７−２６３９４７Ａ）
【公開日】平成１９年１０月１１日（２００７．１０．１１）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２００７−１２６８２（Ｐ２００７−１２６８２）
【出願日】平成１９年１月２３日（２００７．１．２３）
【出願人】（５０１３８００７０）エーエスエム インターナショナル エヌ．ヴェー． (26)
【氏名又は名称原語表記】ＡＳＭ ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ Ｎ．Ｖ．
【住所又は居所原語表記】Ｔｈｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ ３７２３ ＢＧ Ｂｉｌｔｈｏｖｅｎ Ｒｅｍｂｒａｎｄｔｌａａｎ ７−９
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月１１日（２００７．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１２６８２（Ｐ２００７−１２６８２）
【出願日】平成１９年１月２３日（２００７．１．２３）
【出願人】（５０１３８００７０）エーエスエム インターナショナル エヌ．ヴェー． (26)
【氏名又は名称原語表記】ＡＳＭ ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ Ｎ．Ｖ．
【住所又は居所原語表記】Ｔｈｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ ３７２３ ＢＧ Ｂｉｌｔｈｏｖｅｎ Ｒｅｍｂｒａｎｄｔｌａａｎ ７−９
【Ｆターム（参考）】
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