JP2010016279A - Substrate measuring device - Google Patents

Substrate measuring device Download PDF

Info

Publication number
JP2010016279A
JP2010016279A JP2008176701A JP2008176701A JP2010016279A JP 2010016279 A JP2010016279 A JP 2010016279A JP 2008176701 A JP2008176701 A JP 2008176701A JP 2008176701 A JP2008176701 A JP 2008176701A JP 2010016279 A JP2010016279 A JP 2010016279A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
fluid
porous member
unit
measuring apparatus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008176701A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiyuki Nakazawa
喜之 中澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd filed Critical Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority to JP2008176701A priority Critical patent/JP2010016279A/en
Publication of JP2010016279A publication Critical patent/JP2010016279A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00315Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body for treatment of particular body parts
    • A61B2018/00482Digestive system
    • A61B2018/00494Stomach, intestines or bowel
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/06Measuring instruments not otherwise provided for
    • A61B2090/061Measuring instruments not otherwise provided for for measuring dimensions, e.g. length

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain accurate measurements by supporting a substrate while being flattened, and easily bringing a measurement part close to the substrate. <P>SOLUTION: In this substrate measuring device, a first fluid is ejected toward a circumference of an object region 911 on an upper surface 91 of a substrate 9 from a first porous member 211, and a second fluid is ejected towards a lower surface 92 of the substrate 9 from a second porous member 221, facing the first porous member 211 by interposing the substrate 9. As a result, the substrate 9 can be supported between the first porous member 211 and the second porous member 221, while being flattened. By relatively moving vertically a measurement electrode 31 with respect to the first porous member 211 by a measurement part moving mechanism 4, the measurement electrode 31 can be brought easily and rapidly close to the substrate 9 to a desired position (a position where the distance between the measurement electrode 31 and the upper surface 91 of the substrate 9 is set to 0.3 μm) which makes it difficult to bring the measurement electrode close to the substrate only by the control of the first fluid, and thereby accurate measurement on C-V characteristics can be realized. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、基板の対象領域における所定の特性を測定する基板測定装置に関する。   The present invention relates to a substrate measuring apparatus that measures predetermined characteristics in a target region of a substrate.

従来より、半導体素子や平面表示装置等の製造において、半導体基板や平面表示装置用のガラス基板等の各種基板に対して様々な測定が行われており、例えば、特許文献1および特許文献2では、試料台上に載置された半導体基板上に測定用電極をギャップを隔てて保持した状態で行われる非接触式のC−V測定(容量−電圧測定)により半導体基板のC−V特性(容量−電圧特性)を測定する装置が開示されている。このような装置では、測定精度を向上するために、測定用電極が半導体基板に極近接した状態(例えば、測定用電極と半導体基板との間の距離が1μm以下となる状態)にて保持される。   Conventionally, in the manufacture of semiconductor elements and flat display devices, various measurements have been performed on various substrates such as semiconductor substrates and glass substrates for flat display devices. CV characteristics of the semiconductor substrate by non-contact CV measurement (capacitance-voltage measurement) performed with the measurement electrodes held on the semiconductor substrate placed on the sample stage with a gap therebetween ( An apparatus for measuring capacitance-voltage characteristics is disclosed. In such an apparatus, in order to improve measurement accuracy, the measurement electrode is held in a state of being very close to the semiconductor substrate (for example, a state in which the distance between the measurement electrode and the semiconductor substrate is 1 μm or less). The

また、特許文献3では、ステージ状の背面電極上に載置された半導体基板上に電極であるセンサチップをギャップを隔てて保持し、センサチップの下方の測定点に光を照射しつつ測定を行うことにより、半導体基板のドーピングプロファイルや表面光電圧を測定する装置が開示されている。特許文献3の装置では、エアベアリングに空気が供給されることにより、センサチップを保持するエアベアリングアセンブリが半導体基板の上方約2mmの位置から半導体基板に向けて押し下げられ、センサチップの周囲に設けられたオリフィスから半導体基板に向けて流れる空気によりエアベアリングアセンブリと半導体基板との間に形成された空気フィルムにより支持されて半導体基板の上方約20μmの位置に浮遊する。その後、オリフィスからの空気の流出を停止することによりエアベアリングアセンブリは更に下降するが、オリフィスよりも外側にてセンサチップの周囲に設けられた多孔性リングから半導体基板に向けて流れる空気により維持される空気フィルムにより、エアベアリングアセンブリは半導体基板の上方約2μmの位置に浮遊し、この状態で上記測定が行われる。   In Patent Document 3, a sensor chip as an electrode is held with a gap on a semiconductor substrate placed on a stage-like back electrode, and measurement is performed while irradiating light to a measurement point below the sensor chip. An apparatus for measuring the doping profile and surface photovoltage of a semiconductor substrate by performing is disclosed. In the apparatus of Patent Document 3, when air is supplied to the air bearing, the air bearing assembly that holds the sensor chip is pushed down from the position of about 2 mm above the semiconductor substrate toward the semiconductor substrate, and is provided around the sensor chip. The air flowing from the orifice to the semiconductor substrate is supported by an air film formed between the air bearing assembly and the semiconductor substrate and floats at a position about 20 μm above the semiconductor substrate. Thereafter, the air bearing assembly is further lowered by stopping the outflow of air from the orifice, but is maintained by the air flowing toward the semiconductor substrate from the porous ring provided around the sensor chip outside the orifice. Due to the air film, the air bearing assembly floats about 2 μm above the semiconductor substrate, and the above measurement is performed in this state.

一方、特許文献4では、回転テーブル上に載置された光ディスクの原盤上に微小な間隙を介して対向する電子ビーム照射ヘッドから原盤に対して電子ビームを照射することにより原盤に対する情報の記録を行う装置が開示されている。特許文献4の装置は、多孔性の金属により形成されたリング状の通気体から原盤の上面に向けて圧縮気体を噴出することにより原盤に対して非接触で浮上する浮上パッドを備え、電子ビーム照射ヘッドは浮上パッドに搭載されている。これにより、原盤の厚さムラや回転ぶれ等の影響を緩和し、電子ビーム照射ヘッドと原盤との間の隙間を維持することが図られている。特許文献4の装置では、浮上パッドの通気体の内側にリング状の吸引溝が設けられており、吸引溝から空気を吸引することにより、浮上パッドを原盤の上方約5μmの位置に位置させている。
特開平4−132236号公報 特許第2709351号公報 特表2001−505369号公報 特開2003−316017号公報
On the other hand, in Patent Document 4, information is recorded on a master by irradiating the master with an electron beam from an opposing electron beam irradiation head on a master of an optical disk placed on a rotary table via a minute gap. An apparatus for performing is disclosed. The apparatus of Patent Document 4 includes a floating pad that floats in a non-contact manner with respect to the master by ejecting compressed gas from a ring-shaped vent formed of a porous metal toward the upper surface of the master. The irradiation head is mounted on the flying pad. As a result, it is intended to reduce the influence of the thickness unevenness of the master and the rotational shake, and to maintain a gap between the electron beam irradiation head and the master. In the device of Patent Document 4, a ring-shaped suction groove is provided inside the ventilation body of the floating pad. By sucking air from the suction groove, the floating pad is positioned approximately 5 μm above the master. Yes.
JP-A-4-132236 Japanese Patent No. 2709351 JP-T-2001-505369 JP 2003-316017 A

ところで、成膜やアニール等の様々な処理が行われた基板は通常、僅かな反りや傾き等を有しており、完全には平坦な形状とはなっていない。このため、特許文献1および特許文献2のように、測定用電極と基板との間の距離がいずれの位置であっても一定であるものとして測定を行う装置では測定精度の向上に限界がある。   By the way, a substrate subjected to various processes such as film formation and annealing usually has a slight warp, inclination, etc., and is not completely flat. Therefore, as in Patent Document 1 and Patent Document 2, there is a limit to improvement in measurement accuracy in an apparatus that performs measurement on the assumption that the distance between the measurement electrode and the substrate is constant at any position. .

これに対し、特許文献4の装置では、電子ビーム照射ヘッドを原盤上にて浮上させることによりビーム照射ヘッドと原盤との距離が一定に保たれるが、ビーム照射ヘッドを原盤にさらに近接させようとすると、浮上パッドからの圧縮気体の噴出または空気の吸引を制御して浮上パッド全体を下方に移動する必要があり、ビーム照射ヘッドの高精度な位置制御が困難である。   On the other hand, in the apparatus of Patent Document 4, the distance between the beam irradiation head and the master is kept constant by floating the electron beam irradiation head on the master, but let the beam irradiation head be closer to the master. Then, it is necessary to control the ejection of compressed gas from the floating pad or the suction of air to move the entire floating pad downward, and it is difficult to control the position of the beam irradiation head with high accuracy.

特許文献3の装置でも同様に、センサチップと半導体基板との間の距離を調整する際には、エアベアリングアセンブリに対する空気の供給量を調整してエアベアリングアセンブリ全体を昇降させる必要があり、センサチップの位置制御が複雑化してしまう。また、特許文献3の装置では、センサチップの位置決めの際に、エアベアリングに供給する空気量を制御することによりエアベアリングアセンブリを半導体基板の上方約20μmの位置まで下降させた後、空気の供給量を再度制御してエアベアリングアセンブリを半導体基板にさらに近接させるため、センサチップの位置決めを迅速に行うことが困難である。さらには、特許文献3の装置では、センサチップと半導体基板との間の距離が2μmとされるが、センサチップと半導体基板との間の空気フィルムによる抵抗によりセンサチップの下降が阻まれるため、空気の供給量の制御のみでは、センサチップと半導体基板とを接触させることなくこれ以上近接させることは困難であり、測定精度の向上に限界がある。   Similarly, in the apparatus of Patent Document 3, when adjusting the distance between the sensor chip and the semiconductor substrate, it is necessary to adjust the amount of air supplied to the air bearing assembly to raise and lower the entire air bearing assembly. Chip position control is complicated. Further, in the apparatus of Patent Document 3, when the sensor chip is positioned, the air supply is supplied after the air bearing assembly is lowered to a position of about 20 μm above the semiconductor substrate by controlling the amount of air supplied to the air bearing. Since the amount is controlled again to bring the air bearing assembly closer to the semiconductor substrate, it is difficult to quickly position the sensor chip. Furthermore, in the apparatus of Patent Document 3, the distance between the sensor chip and the semiconductor substrate is set to 2 μm. However, the lowering of the sensor chip is prevented by the resistance of the air film between the sensor chip and the semiconductor substrate. Only by controlling the air supply amount, it is difficult to bring the sensor chip and the semiconductor substrate closer to each other without contacting them, and there is a limit to improving the measurement accuracy.

一方、特許文献1ないし特許文献4の装置では、基板の上方に設けられた電極やビーム照射ヘッドは基板に非接触とされるが、基板の下面は試料台等とほぼ全面に亘って接触するため、下面にパーティクルが付着したり傷が付いてしまうおそれがある。また、基板の大型化に伴って試料台も大型化する必要があるが、大型の試料台では、基板が載置される上面を精度良く形成することが困難であり、試料台の製造に要するコストが増大してしまう。   On the other hand, in the devices of Patent Document 1 to Patent Document 4, the electrodes and the beam irradiation head provided above the substrate are not in contact with the substrate, but the lower surface of the substrate is in contact with the entire surface of the sample table or the like. Therefore, there is a possibility that particles may adhere to the lower surface or be damaged. In addition, it is necessary to increase the size of the sample stage with the increase in size of the substrate. However, it is difficult to accurately form the upper surface on which the substrate is placed, which is necessary for manufacturing the sample stage. Cost increases.

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、基板を平坦化しつつ支持するとともに測定部を基板に容易に近接させて高精度な測定を実現することを主な目的としている。   The present invention has been made in view of the above problems, and has as its main object to realize a highly accurate measurement by supporting the substrate while flattening it and easily bringing the measuring unit close to the substrate.

請求項1に記載の発明は、基板の対象領域における所定の特性を測定する基板測定装置であって、基板の一方の主面上の対象領域の周囲に向けて、第1多孔質部材から第1流体を噴出する第1流体噴出部と、前記第1流体噴出部に対向して配置され、前記基板の他方の主面に向けて第2多孔質部材から第2流体を噴出することにより、前記第1多孔質部材と前記第2多孔質部材との間にて前記基板を非接触にて支持する第2流体噴出部と、前記基板の外縁部に当接して前記基板の前記一方の主面に平行な方向への移動を制限する移動制限部と、前記基板の前記一方の主面に沿って前記第1流体噴出部を前記基板に対して相対的に移動することにより前記対象領域を変更する対象領域変更機構と、前記第1流体噴出部に取り付けられて前記基板の前記対象領域に対向する測定部と、前記測定部が前記対象領域の所定の特性を測定する際に、前記測定部を前記基板の前記一方の主面に向かう方向に前記第1流体噴出部に対して相対的に移動して前記一方の主面に非接触にて近接させる測定部移動機構とを備える。   The invention according to claim 1 is a substrate measuring apparatus for measuring a predetermined characteristic in a target region of the substrate, and is arranged from the first porous member toward the periphery of the target region on one main surface of the substrate. A first fluid ejecting portion that ejects one fluid, and a first fluid ejecting portion that is disposed opposite to the first fluid ejecting portion, and ejecting the second fluid from the second porous member toward the other main surface of the substrate, A second fluid ejecting portion for supporting the substrate in a non-contact manner between the first porous member and the second porous member; and an outer edge portion of the substrate in contact with the one main portion of the substrate. A movement restricting portion for restricting movement in a direction parallel to the surface, and moving the first fluid ejection portion relative to the substrate along the one main surface of the substrate to A target area changing mechanism to be changed, and the substrate attached to the first fluid ejection portion; When the measurement unit facing the target region and the measurement unit measure a predetermined characteristic of the target region, the measurement unit is moved to the first fluid ejection unit in a direction toward the one main surface of the substrate. A measuring unit moving mechanism that moves relative to the first main surface in a non-contact manner.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の基板測定装置であって、前記測定部移動機構により、前記測定部の先端と前記基板の前記一方の主面との間の距離が5μm未満となるまで、前記測定部が前記一方の主面に近接する。   Invention of Claim 2 is a board | substrate measuring apparatus of Claim 1, Comprising: The distance between the front-end | tip of the said measurement part and said one main surface of the said board | substrate is 5 micrometers by the said measurement part moving mechanism. The measurement part is close to the one main surface until it becomes less than the value.

請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の基板測定装置であって、前記第2流体噴出部が、前記基板の前記他方の主面の一部に向けて前記第2流体を噴出し、前記第1流体噴出部と共に前記基板に対して相対的に移動する。   Invention of Claim 3 is a board | substrate measuring apparatus of Claim 1 or 2, Comprising: A said 2nd fluid ejection part is a said 2nd fluid toward a part of said other main surface of the said board | substrate. And move relative to the substrate together with the first fluid ejection portion.

請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の基板測定装置であって、前記第1多孔質部材と前記第2多孔質部材とが同形状であり、かつ、前記基板に垂直な方向において重なっている。   Invention of Claim 4 is a board | substrate measuring apparatus of Claim 3, Comprising: The said 1st porous member and the said 2nd porous member are the same shape, and the direction perpendicular | vertical to the said board | substrate Are overlapping.

請求項5に記載の発明は、請求項3または4に記載の基板測定装置であって、前記第1流体および前記第2流体が気体であり、前記基板が半導体基板であり、前記第2多孔質部材が導電性または半導電性を有する材料により形成されており、前記基板測定装置が、前記測定部の前記対象領域に対向する測定電極に電圧を印加する電圧印加部と、前記測定電極と前記第2多孔質部材との間の合成容量を取得する容量測定部と、前記測定電極に印加される印加電圧を変更しつつ前記容量測定部からの出力に基づいて前記対象領域における印加電圧と合成容量との関係を求める演算部と、前記第2流体噴出部の前記第2多孔質部材に対する前記第2流体の供給、および、前記第2多孔質部材を介する流体の吸引を切り替える切替機構とをさらに備え、前記関係が取得される際に、前記切替機構により前記第2多孔質部材を介する吸引が行われることにより前記基板の前記他方の主面が前記第2多孔質部材に吸着されて電気的に接続され、前記対象領域変更機構により前記第2流体噴出部が前記第1流体噴出部と共に前記基板に対して相対的に移動する際に、前記切替機構により前記第2多孔質部材からの前記第2流体の噴出が行われる。   A fifth aspect of the present invention is the substrate measuring apparatus according to the third or fourth aspect, wherein the first fluid and the second fluid are gases, the substrate is a semiconductor substrate, and the second porous The material member is formed of a conductive or semi-conductive material, and the substrate measuring apparatus applies a voltage to a measurement electrode facing the target region of the measurement unit, and the measurement electrode A capacitance measuring unit that obtains a combined capacity with the second porous member; and an applied voltage in the target region based on an output from the capacitance measuring unit while changing an applied voltage applied to the measuring electrode. A calculation unit for obtaining a relationship with the combined capacity, a switching mechanism for switching supply of the second fluid to the second porous member of the second fluid ejection unit and suction of the fluid through the second porous member; Further equipped When the relationship is acquired, suction is performed through the second porous member by the switching mechanism, whereby the other main surface of the substrate is adsorbed to and electrically connected to the second porous member. When the second fluid ejecting portion moves relative to the substrate together with the first fluid ejecting portion by the target region changing mechanism, the second from the second porous member is caused by the switching mechanism. The fluid is ejected.

請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の基板測定装置であって、前記基板が前記一方の主面に絶縁膜が形成された半導体基板であり、前記測定部が、前記基板の前記対象領域に光を入射させる光源部と、前記光源部からの光の前記対象領域からの反射光を受光する受光部と、前記受光部からの出力に基づいて前記対象領域における前記絶縁膜の厚さを求める膜厚演算部とを備える。   Invention of Claim 6 is a board | substrate measuring apparatus of Claim 5, Comprising: The said board | substrate is a semiconductor substrate by which the insulating film was formed in said one main surface, The said measurement part is the said board | substrate. A light source unit that causes light to enter the target region; a light receiving unit that receives reflected light from the target region of light from the light source unit; and an insulating film in the target region based on an output from the light receiving unit. A film thickness calculator for determining the thickness.

請求項7に記載の発明は、請求項3または4に記載の基板測定装置であって、前記第1流体および前記第2流体が気体であり、前記基板が前記他方の主面に絶縁膜が形成された半導体基板であり、前記基板測定装置が、前記測定部の前記対象領域に対向する測定電極に電位を付与する電位付与部と、前記第2流体噴出部に取り付けられた補助電極と、前記補助電極を前記基板の前記他方の主面に向かう方向に前記第2流体噴出部に対して相対的に移動する補助電極移動機構と、前記測定電極を前記対象領域に向かう振動方向に振動させる振動部と、前記測定電極を振動させた際の前記測定電極の電極電位と前記測定電極または前記補助電極からの変位電流とに基づいて前記対象領域の表面電位を求める演算部とをさらに備え、前記表面電位が求められる際に、前記補助電極移動機構により前記補助電極が移動して前記補助電極の先端が前記基板の前記他方の主面において前記基板の基板本体に接触することにより前記基板本体に電気的に接続され、前記対象領域変更機構により前記第2流体噴出部が前記第1流体噴出部と共に前記基板に対して相対的に移動する際に、前記補助電極移動機構により前記補助電極が前記他方の主面から離間される。   The invention according to claim 7 is the substrate measuring apparatus according to claim 3 or 4, wherein the first fluid and the second fluid are gases, and the substrate has an insulating film on the other main surface. A formed semiconductor substrate, wherein the substrate measuring device applies a potential to a measurement electrode facing the target region of the measurement unit; an auxiliary electrode attached to the second fluid ejection unit; An auxiliary electrode moving mechanism that moves the auxiliary electrode relative to the second fluid ejection portion in a direction toward the other main surface of the substrate; and vibrates the measurement electrode in a vibration direction toward the target region. A vibration unit; and a calculation unit that obtains a surface potential of the target region based on an electrode potential of the measurement electrode when the measurement electrode is vibrated and a displacement current from the measurement electrode or the auxiliary electrode, The surface potential is When the auxiliary electrode is moved, the auxiliary electrode is moved by the auxiliary electrode moving mechanism, and the tip of the auxiliary electrode comes into contact with the substrate main body of the substrate on the other main surface of the substrate. When the second fluid ejecting portion is moved relative to the substrate together with the first fluid ejecting portion by the target region changing mechanism, the auxiliary electrode is moved by the auxiliary electrode moving mechanism. Separated from the surface.

請求項8に記載の発明は、請求項3または4に記載の基板測定装置であって、前記第1流体および前記第2流体が気体であり、前記基板が半導体基板であり、前記第2多孔質部材が導電性または半導電性を有する材料により形成されており、前記基板測定装置が、前記測定部の前記対象領域に対向する測定電極に電位を付与する電位付与部と、前記測定電極を前記対象領域に向かう振動方向に振動させる振動部と、前記測定電極を振動させた際の前記測定電極の電極電位と前記測定電極または前記第2多孔質部材からの変位電流とに基づいて前記対象領域の表面電位を求める演算部と、前記第2流体噴出部の前記第2多孔質部材に対する前記第2流体の供給、および、前記第2多孔質部材を介する流体の吸引を切り替える切替機構とをさらに備え、前記表面電位が求められる際に、前記切替機構により前記第2多孔質部材を介する吸引が行われることにより前記基板の前記他方の主面が前記第2多孔質部材に吸着されて電気的に接続され、前記対象領域変更機構により前記第2流体噴出部が前記第1流体噴出部と共に前記基板に対して相対的に移動する際に、前記切替機構により前記第2多孔質部材からの前記第2流体の噴出が行われる。   The invention according to claim 8 is the substrate measuring apparatus according to claim 3 or 4, wherein the first fluid and the second fluid are gases, the substrate is a semiconductor substrate, and the second porous The material member is formed of a conductive or semi-conductive material, and the substrate measuring apparatus includes a potential applying unit that applies a potential to the measurement electrode facing the target region of the measurement unit, and the measurement electrode. The object based on a vibration part that vibrates in a vibration direction toward the target region, an electrode potential of the measurement electrode when the measurement electrode is vibrated, and a displacement current from the measurement electrode or the second porous member A calculation unit for obtaining a surface potential of the region, and a switching mechanism for switching supply of the second fluid to the second porous member of the second fluid ejection unit and suction of the fluid through the second porous member. further In addition, when the surface potential is obtained, the switching mechanism is sucked through the second porous member, whereby the other main surface of the substrate is adsorbed by the second porous member and is electrically And when the second fluid ejecting portion moves relative to the substrate together with the first fluid ejecting portion by the target region changing mechanism, the switching mechanism causes the second porous member to move from the second porous member. The second fluid is ejected.

請求項9に記載の発明は、請求項1ないし4のいずれかに記載の基板測定装置であって、前記測定部からの出力を演算処理する演算部をさらに備え、前記第1流体および前記第2流体が気体であり、前記基板が半導体基板であり、前記測定部からの出力に基づいて前記演算部により前記対象領域における前記基板の電気特性が取得される。   A ninth aspect of the present invention is the substrate measuring apparatus according to any one of the first to fourth aspects, further comprising a computing unit that computes an output from the measuring unit, wherein the first fluid and the first fluid Two fluids are gas, the said board | substrate is a semiconductor substrate, and the electrical characteristic of the said board | substrate in the said object area | region is acquired by the said calculating part based on the output from the said measurement part.

請求項10に記載の発明は、請求項1ないし9のいずれかに記載の基板測定装置であって、前記第1多孔質部材が、前記対象領域の周囲を囲む環状である。   A tenth aspect of the present invention is the substrate measuring apparatus according to any one of the first to ninth aspects, wherein the first porous member has an annular shape surrounding the target region.

請求項11に記載の発明は、請求項10に記載の基板測定装置であって、前記第1多孔質部材が、円環状である。   The invention according to claim 11 is the substrate measuring apparatus according to claim 10, wherein the first porous member is annular.

請求項12に記載の発明は、請求項10または11に記載の基板測定装置であって、前記第1流体噴出部が、前記第1多孔質部材の前記基板とは反対側において前記第1多孔質部材の内側の空間を閉塞する閉塞部を備える。   A twelfth aspect of the present invention is the substrate measuring apparatus according to the tenth or eleventh aspect, wherein the first fluid ejection portion is located on the opposite side of the first porous member from the substrate. A closing portion for closing the space inside the mass member is provided.

請求項13に記載の発明は、請求項10ないし12のいずれかに記載の基板測定装置であって、前記測定部と前記対象領域との間の空間が、不活性ガス雰囲気または減圧雰囲気とされる。   A thirteenth aspect of the present invention is the substrate measuring apparatus according to any one of the tenth to twelfth aspects, wherein a space between the measurement unit and the target region is an inert gas atmosphere or a reduced pressure atmosphere. The

請求項14に記載の発明は、請求項1ないし13のいずれかに記載の基板測定装置であって、前記基板の前記外縁部近傍において前記基板を補助的に支持する補助支持部をさらに備える。   A fourteenth aspect of the present invention is the substrate measuring apparatus according to any one of the first to thirteenth aspects, further comprising an auxiliary support portion that auxiliaryly supports the substrate in the vicinity of the outer edge portion of the substrate.

請求項15に記載の発明は、請求項1ないし14のいずれかに記載の基板測定装置であって、前記測定部移動機構が、前記第1流体噴出部に固定された案内部と前記測定部に設けられた移動部との間の間隙に向けて支持用流体を噴出することにより、前記案内部と前記移動部とを非接触状態としつつ前記測定部を案内する直動案内機構を備える。   A fifteenth aspect of the present invention is the substrate measuring apparatus according to any one of the first to fourteenth aspects, wherein the measuring unit moving mechanism is fixed to the first fluid ejection unit and the measuring unit. A linear guide mechanism that guides the measurement unit while bringing the guide unit and the moving unit into a non-contact state by ejecting a supporting fluid toward a gap between the moving unit and the moving unit.

請求項16に記載の発明は、請求項1ないし15のいずれかに記載の基板測定装置であって、前記測定部移動機構が、前記測定部の移動方向に伸縮することにより前記測定部を移動する圧電素子を備える。   A sixteenth aspect of the present invention is the substrate measuring apparatus according to any one of the first to fifteenth aspects, wherein the measuring unit moving mechanism moves the measuring unit by expanding and contracting in the moving direction of the measuring unit. A piezoelectric element is provided.

本発明では、基板を平坦化しつつ支持するとともに測定部を基板に容易に近接させて高精度な測定を実現することができる。   In the present invention, the substrate can be supported while being flattened, and the measurement unit can be easily brought close to the substrate to realize high-precision measurement.

図1は、本発明の第1の実施の形態に係る基板測定装置1の構成を示す平面図である。また、図2は、基板測定装置1を図1中のA−Aの位置にて切断した縦断面図である。基板測定装置1は、表面に絶縁膜が形成された円板状の半導体基板9(以下、「基板9」という。)のC−V特性(すなわち、容量−電圧特性)を測定する装置である。   FIG. 1 is a plan view showing a configuration of a substrate measuring apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the substrate measuring apparatus 1 cut at the position AA in FIG. The substrate measuring apparatus 1 is an apparatus for measuring CV characteristics (that is, capacity-voltage characteristics) of a disk-shaped semiconductor substrate 9 (hereinafter referred to as “substrate 9”) having an insulating film formed on the surface thereof. .

図1および図2に示すように、基板測定装置1は、基板9を支持する基板支持機構2、および、基板支持機構2の後述する第1流体噴出部21に取り付けられて基板9に対向する測定部3を備える。以下の説明では、図2に示す基板9の一方の主面91(図2中の上側の主面であり、以下、「上面91」という。)上において、測定部3と対向してC−V特性の測定対象となる領域を、「対象領域911」という。   As shown in FIGS. 1 and 2, the substrate measuring apparatus 1 is attached to a substrate support mechanism 2 that supports the substrate 9, and a first fluid ejection unit 21 that will be described later of the substrate support mechanism 2, and faces the substrate 9. A measurement unit 3 is provided. In the following description, on one main surface 91 (the upper main surface in FIG. 2, hereinafter referred to as “upper surface 91”) of the substrate 9 shown in FIG. A region to be measured for V characteristics is referred to as a “target region 911”.

図2に示すように、基板支持機構2は、基板9の上方に配置される第1流体噴出部21、および、基板9の下方において基板9を挟んで第1流体噴出部21に対向して配置される第2流体噴出部22を備え、第1流体噴出部21は、図1に示すように、平面視において円形である。以下の説明では、図2に示す基板9の第2流体噴出部22側の主面92(すなわち、上面91とは反対側の他方の主面)を、「下面92」という。   As shown in FIG. 2, the substrate support mechanism 2 is opposed to the first fluid ejection portion 21 disposed above the substrate 9 and the first fluid ejection portion 21 sandwiching the substrate 9 below the substrate 9. As shown in FIG. 1, the 1st fluid ejection part 21 is circular in planar view, and the 2nd fluid ejection part 22 arrange | positioned is provided. In the following description, the main surface 92 on the second fluid ejection portion 22 side of the substrate 9 shown in FIG. 2 (that is, the other main surface opposite to the upper surface 91) is referred to as a “lower surface 92”.

第1流体噴出部21は、基板9の上面91上の対象領域911の周囲を囲む円環状であるとともに対象領域911の周囲(すなわち、上面91の一部)に向けて流体を噴出する第1多孔質部材211を備える。第1多孔質部材211の内周縁および外周縁の中心は一致している。   The first fluid ejection part 21 is an annular shape surrounding the periphery of the target region 911 on the upper surface 91 of the substrate 9 and ejects fluid toward the periphery of the target region 911 (that is, a part of the upper surface 91). A porous member 211 is provided. The centers of the inner peripheral edge and the outer peripheral edge of the first porous member 211 coincide.

また、第1流体噴出部21は、第1多孔質部材211の上側において第1多孔質部材211を支持する第1支持ブロック212をさらに備え、第1支持ブロック212は、第1多孔質部材211の内側の空間(すなわち、第1多孔質部材211の内周縁よりも内側の空間)を第1多孔質部材211の基板9とは反対側において閉塞する閉塞部となっている。   The first fluid ejection part 21 further includes a first support block 212 that supports the first porous member 211 above the first porous member 211, and the first support block 212 includes the first porous member 211. The inside space (that is, the space inside the inner peripheral edge of the first porous member 211) is a closed portion that closes the first porous member 211 on the side opposite to the substrate 9.

第2流体噴出部22は、第1流体噴出部21の第1多孔質部材211と対向するとともに基板9の下面92の一部に向けて流体を噴出する第2多孔質部材221を備える。第2多孔質部材221は、平面視において第1多孔質部材211と同形状(すなわち、内周縁および外周縁の中心が一致する円環状)であり、かつ、基板9に垂直な方向において第1多孔質部材211と重なる。   The second fluid ejection part 22 includes a second porous member 221 that faces the first porous member 211 of the first fluid ejection part 21 and ejects fluid toward a part of the lower surface 92 of the substrate 9. The second porous member 221 has the same shape as that of the first porous member 211 in plan view (that is, an annular shape in which the centers of the inner peripheral edge and the outer peripheral edge coincide with each other), and the first porous member 221 is first in the direction perpendicular to the substrate 9. It overlaps with the porous member 211.

また、第2流体噴出部22は、第2多孔質部材221の下側において第2多孔質部材221を支持する第2支持ブロック222をさらに備え、第2支持ブロック222は、第2多孔質部材221の内側の空間(すなわち、第2多孔質部材221の内周縁よりも内側の空間)を第2多孔質部材221の基板9とは反対側において閉塞する閉塞部となっている。平面視において、第1多孔質部材211および第2多孔質部材221の面積は、基板9の面積に比べて小さい。   The second fluid ejection part 22 further includes a second support block 222 that supports the second porous member 221 below the second porous member 221, and the second support block 222 includes the second porous member. This is a closed portion that closes the space inside 221 (that is, the space inside the inner peripheral edge of the second porous member 221) on the side opposite to the substrate 9 of the second porous member 221. In plan view, the areas of the first porous member 211 and the second porous member 221 are smaller than the area of the substrate 9.

第1多孔質部材211は多孔質セラミック等により形成され、第2多孔質部材221は、導電性多孔質セラミックや多孔質ステンレス材料等の導電性を有する多孔質材料により形成される。第1多孔質部材211および第2多孔質部材221のそれぞれの空孔率は、好ましくは、1%以上10%以下(より好ましくは、3%以上5%以下)とされる。また、第1多孔質部材211および第2多孔質部材221の内径は、好ましくは、10mm以上50mm以下とされ、両多孔質部材の外径は、好ましくは、50mm以上100mm以下とされる。ただし、両多孔質部材の外径と内径との差は、10mm以上とされる。   The first porous member 211 is formed of a porous ceramic or the like, and the second porous member 221 is formed of a conductive porous material such as a conductive porous ceramic or a porous stainless material. The porosity of each of the first porous member 211 and the second porous member 221 is preferably 1% to 10% (more preferably 3% to 5%). The inner diameters of the first porous member 211 and the second porous member 221 are preferably 10 mm or more and 50 mm or less, and the outer diameters of both porous members are preferably 50 mm or more and 100 mm or less. However, the difference between the outer diameter and the inner diameter of both porous members is 10 mm or more.

第1多孔質部材211の内部には、略円環状の流路(図示省略)が形成されており、当該流路は、第1支持ブロック212の内部に形成された第1供給流路214を介して図示省略の第1流体供給装置に接続されている。第1流体噴出部21では、第1流体供給装置から第1供給流路214を介して第1多孔質部材211の流路に流体(以下の説明では、「第1流体」という。)が供給されることにより、第1多孔質部材211の下面全体から基板9の上面91に向けて第1流体が均一に噴出する。また、第1供給流路214は、後述するエアベアリング42の多孔質部材により形成された案内部421(図4参照)にも接続されている。   A substantially annular flow path (not shown) is formed inside the first porous member 211, and the flow path passes through the first supply flow path 214 formed inside the first support block 212. To the first fluid supply device (not shown). In the first fluid ejection part 21, a fluid (hereinafter referred to as “first fluid”) is supplied from the first fluid supply device to the flow path of the first porous member 211 via the first supply flow path 214. As a result, the first fluid is uniformly ejected from the entire lower surface of the first porous member 211 toward the upper surface 91 of the substrate 9. The first supply flow path 214 is also connected to a guide portion 421 (see FIG. 4) formed by a porous member of the air bearing 42 described later.

第2多孔質部材221の内部には、第1多孔質部材211と同様に略円環状の流路(図示省略)が形成されており、当該流路は、第2支持ブロック222の内部に形成された第2供給流路224、および、第2流体噴出部22の外部に設けられた切替機構225を介して図示省略の第2流体供給装置および真空ポンプに接続されている。第2流体噴出部22では、切替機構225により第2供給流路224と第2流体供給装置が接続されることにより、第2多孔質部材221の流路に対する流体(以下の説明では、「第2流体」という。)の供給が行われ、第2多孔質部材221の上面全体から基板9の下面92に向けて第2流体が均一に噴出する。また、切替機構225により第2供給流路224と真空ポンプが接続されることにより、第2多孔質部材221を介する第2多孔質部材221の周囲の流体の吸引が行われる。このように、基板測定装置1では、切替機構225により、第2多孔質部材221に対する第2流体の供給、および、第2多孔質部材221を介する流体の吸引が切り替えられる。   A substantially annular flow path (not shown) is formed inside the second porous member 221, similarly to the first porous member 211, and the flow path is formed inside the second support block 222. The second supply flow path 224 and the switching mechanism 225 provided outside the second fluid ejection portion 22 are connected to a second fluid supply device (not shown) and a vacuum pump. In the second fluid ejection portion 22, the fluid to the flow path of the second porous member 221 is connected by connecting the second supply flow path 224 and the second fluid supply device by the switching mechanism 225 (in the following description, “ The second fluid is uniformly ejected from the entire upper surface of the second porous member 221 toward the lower surface 92 of the substrate 9. Further, the second supply channel 224 and the vacuum pump are connected by the switching mechanism 225, whereby the fluid around the second porous member 221 is sucked through the second porous member 221. As described above, in the substrate measuring apparatus 1, the supply of the second fluid to the second porous member 221 and the suction of the fluid through the second porous member 221 are switched by the switching mechanism 225.

基板支持機構2では、第1流体噴出部21の第1多孔質部材211、および、第2流体噴出部22の第2多孔質部材221から基板9に向けて第1流体および第2流体を噴出することにより、基板9が第1多孔質部材211と第2多孔質部材221との間にて非接触にて支持される。本実施の形態では、第1多孔質部材211および第2多孔質部材221から噴出される第1流体および第2流体は気体(例えば、窒素(N)ガス)であり、第1多孔質部材211と基板9の上面91との間の距離(すなわち、基板9に垂直な方向に関する距離)は、5μm以上30μm以下とされる。また、第2多孔質部材221と基板9の下面92との間の距離も、5μm以上30μm以下とされる。なお、第1流体および第2流体は同一の流体でもよく、種類が異なる流体でもよい。 In the substrate support mechanism 2, the first fluid and the second fluid are ejected from the first porous member 211 of the first fluid ejection part 21 and the second porous member 221 of the second fluid ejection part 22 toward the substrate 9. As a result, the substrate 9 is supported in a non-contact manner between the first porous member 211 and the second porous member 221. In the present embodiment, the first fluid and the second fluid ejected from the first porous member 211 and the second porous member 221 are gases (for example, nitrogen (N 2 ) gas), and the first porous member The distance between 211 and the upper surface 91 of the substrate 9 (that is, the distance in the direction perpendicular to the substrate 9) is 5 μm or more and 30 μm or less. Further, the distance between the second porous member 221 and the lower surface 92 of the substrate 9 is also set to 5 μm or more and 30 μm or less. The first fluid and the second fluid may be the same fluid or different types of fluid.

ところで、基板9は、成膜やアニール等の様々な処理が行われることにより、僅かな反りや傾きを有しており、完全には平坦な形状とはなっていない。基板支持機構2では、基板9の第1多孔質部材211と第2多孔質部材221との間の部位が、第1多孔質部材211および第2多孔質部材221から噴出される第1流体および第2流体により、上下両側から(すなわち、上面91および下面92から)押圧されて平坦化される。   By the way, the substrate 9 has a slight warp and inclination due to various processes such as film formation and annealing, and is not completely flat. In the substrate support mechanism 2, the portion of the substrate 9 between the first porous member 211 and the second porous member 221 has the first fluid ejected from the first porous member 211 and the second porous member 221 and The second fluid is pressed and flattened from both upper and lower sides (that is, from the upper surface 91 and the lower surface 92).

基板支持機構2は、図1および図2に示すように、基板9の周囲に配置される円環状のガイド部23を備え、ガイド部23は、基板9の外縁部93において、基板9の外周面に全周に亘って当接または対向し、基板9の上面91および下面92に平行な方向への移動を制限する円環状の移動制限部231を備える。ガイド部23は、また、図2に示すように、基板9の外縁部93近傍において、複数の支持ピン233を基板9の下面92に当接させることにより、基板9を補助的に支持する補助支持部232を備える。本実施の形態では、3つ以上の支持ピン233が等角度ピッチにて配列されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the substrate support mechanism 2 includes an annular guide portion 23 disposed around the substrate 9, and the guide portion 23 is arranged at the outer edge portion 93 of the substrate 9 at the outer periphery of the substrate 9. An annular movement restricting portion 231 that abuts or faces the entire surface of the substrate 9 and restricts movement in a direction parallel to the upper surface 91 and the lower surface 92 of the substrate 9 is provided. As shown in FIG. 2, the guide portion 23 also assists the substrate 9 in an auxiliary manner by bringing a plurality of support pins 233 into contact with the lower surface 92 of the substrate 9 in the vicinity of the outer edge portion 93 of the substrate 9. A support portion 232 is provided. In the present embodiment, three or more support pins 233 are arranged at an equiangular pitch.

基板支持機構2は、また、図1に示すように、基板9の中心を通るとともに基板9に垂直な中心軸を中心として、基板9をガイド部23と共に回転する基板回転機構24を備える。基板回転機構24は、第1モータ241、第1モータ241の回転軸に取り付けられたプーリ242、並びに、プーリ242の外周面およびガイド部23の外周面に当接する環状のベルト243を備える。基板回転機構24では、第1モータ241によりプーリ242が図1中の時計回りに回転することにより、ベルト243を介してガイド部23が基板9と共に図1中の時計回りに回転される。   As shown in FIG. 1, the substrate support mechanism 2 includes a substrate rotation mechanism 24 that passes through the center of the substrate 9 and rotates the substrate 9 together with the guide portion 23 about the central axis perpendicular to the substrate 9. The substrate rotation mechanism 24 includes a first motor 241, a pulley 242 attached to the rotation shaft of the first motor 241, and an annular belt 243 that contacts the outer peripheral surface of the pulley 242 and the outer peripheral surface of the guide portion 23. In the substrate rotation mechanism 24, the pulley 242 is rotated clockwise in FIG. 1 by the first motor 241, so that the guide portion 23 is rotated together with the substrate 9 clockwise in FIG. 1 via the belt 243.

図3は、基板測定装置1を図1中のB−Bの位置にて切断した縦断面図である。図1および図3に示すように、基板測定装置1の基板支持機構2は、第1流体噴出部21および第2流体噴出部22を基板9の上面91および下面92に沿って図1中の左右方向に移動する噴出部移動機構25を備える。図1に示すように、噴出部移動機構25は、第2モータ251、第2モータ251に接続されるボールねじ252、ボールねじ252に螺合するナット253、および、ナット253に固定されるとともに第1流体噴出部21を保持する第1アーム254を備え、図3に示すように、ナット253に固定されるとともに第2流体噴出部22を保持する第2アーム255を備える。第1流体噴出部21の第1支持ブロック212および第2流体噴出部22の第2支持ブロック222はそれぞれ、第1アーム254および第2アーム255に固定される。   FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the substrate measuring apparatus 1 cut at a position BB in FIG. As shown in FIGS. 1 and 3, the substrate support mechanism 2 of the substrate measuring apparatus 1 moves the first fluid ejection part 21 and the second fluid ejection part 22 along the upper surface 91 and the lower surface 92 of the substrate 9 in FIG. The ejection part moving mechanism 25 which moves to the left-right direction is provided. As shown in FIG. 1, the ejection unit moving mechanism 25 is fixed to the second motor 251, a ball screw 252 connected to the second motor 251, a nut 253 screwed into the ball screw 252, and the nut 253. As shown in FIG. 3, the first arm 254 that holds the first fluid ejection part 21 is provided, and the second arm 255 that is fixed to the nut 253 and holds the second fluid ejection part 22 is provided. The first support block 212 of the first fluid ejection part 21 and the second support block 222 of the second fluid ejection part 22 are fixed to the first arm 254 and the second arm 255, respectively.

図1に示す噴出部移動機構25では、第2モータ251によりボールねじ252が回転することにより、ナット253がボールねじ252に沿って移動し、これにより、第1アーム254および第1流体噴出部21が、ボールねじ252に平行に設けられたスライダ256に沿って基板9に対して相対的に移動する。また、図3に示す第2アーム255および第2流体噴出部22も、第1流体噴出部21と共に、スライダ256に沿って基板9に対して相対的に移動する。   In the ejection part moving mechanism 25 shown in FIG. 1, when the ball screw 252 is rotated by the second motor 251, the nut 253 moves along the ball screw 252, thereby the first arm 254 and the first fluid ejection part. 21 moves relative to the substrate 9 along a slider 256 provided in parallel to the ball screw 252. Further, the second arm 255 and the second fluid ejection part 22 shown in FIG. 3 also move relative to the substrate 9 along the slider 256 together with the first fluid ejection part 21.

図1に示す基板測定装置1では、基板回転機構24により、基板9が中心軸を中心として回転するとともに、噴出部移動機構25により、第1流体噴出部21および第2流体噴出部22(図2参照)が基板9の上面91および下面92(図2参照)に沿って移動することにより、第1流体噴出部21に取り付けられた測定部3が基板9に対して相対的に移動する。   In the substrate measuring apparatus 1 shown in FIG. 1, the substrate 9 is rotated about the central axis by the substrate rotating mechanism 24, and the first fluid ejecting portion 21 and the second fluid ejecting portion 22 (see FIG. 1) are ejected by the ejecting portion moving mechanism 25. 2) moves along the upper surface 91 and the lower surface 92 (see FIG. 2) of the substrate 9, so that the measurement unit 3 attached to the first fluid ejection unit 21 moves relative to the substrate 9.

図2に示すように、測定部3の先端に設けられた測定電極31は、円環状の第1多孔質部材211の内側の空間を介して基板9の上面91に向けられているため、基板9の上面91において測定部3が対向する対象領域911は、平面視における第1多孔質部材211の内側の円形の領域に含まれる。基板測定装置1では、第1流体噴出部21の基板9に対する相対移動により、基板9の上面91において対象領域911が変更される。すなわち、基板支持機構2では、基板回転機構24および噴出部移動機構25が、基板9の上面91に沿って第1流体噴出部21を基板に対して相対的に移動することにより対象領域911を変更する対象領域変更機構となっている。   As shown in FIG. 2, the measurement electrode 31 provided at the tip of the measurement unit 3 is directed to the upper surface 91 of the substrate 9 through the space inside the annular first porous member 211. 9 is included in a circular region inside the first porous member 211 in a plan view. In the substrate measuring apparatus 1, the target region 911 is changed on the upper surface 91 of the substrate 9 by the relative movement of the first fluid ejection unit 21 with respect to the substrate 9. That is, in the substrate support mechanism 2, the substrate rotation mechanism 24 and the ejection part moving mechanism 25 move the first fluid ejection part 21 relative to the substrate along the upper surface 91 of the substrate 9, thereby moving the target region 911. This is a target area changing mechanism to be changed.

図4は、図2に示す基板測定装置1の測定部3近傍の部位を拡大して示す縦断面図であり、基板測定装置1のC−V測定(すなわち、容量−電圧測定)に係る他の構成も併せて示している。図4では、図示の都合上、第1供給流路214および第2供給流路224の図示を省略している(図6、図7および図9においても同様)。   FIG. 4 is an enlarged longitudinal sectional view showing a portion in the vicinity of the measurement unit 3 of the substrate measuring apparatus 1 shown in FIG. 2, and the other related to CV measurement (that is, capacitance-voltage measurement) of the substrate measuring apparatus 1. The configuration is also shown. In FIG. 4, the first supply channel 214 and the second supply channel 224 are not shown for convenience of illustration (the same applies to FIGS. 6, 7, and 9).

図4に示すように、基板測定装置1は、測定部3を基板9の上面91に垂直な方向に第1流体噴出部21に対して相対的に移動する測定部移動機構4を備え、測定部移動機構4は、基板9の上面91に垂直な上下方向(すなわち、測定部3の移動方向)に伸縮することにより測定部3の測定電極31を移動する圧電素子41、および、測定部3を移動方向に案内する直動案内機構であるエアベアリング42を備える。エアベアリング42は、第1流体噴出部21の第1多孔質部材211の内周面に固定された円筒状の案内部421を備え、案内部421の内側には、測定電極31が先端に固定された円柱状の電極保持部32が、案内部421に対向する移動部として案内部421と非接触にて配置される。   As shown in FIG. 4, the substrate measuring apparatus 1 includes a measuring unit moving mechanism 4 that moves the measuring unit 3 relative to the first fluid ejection unit 21 in a direction perpendicular to the upper surface 91 of the substrate 9, and performs measurement. The unit moving mechanism 4 includes a piezoelectric element 41 that moves the measuring electrode 31 of the measuring unit 3 by expanding and contracting in the vertical direction perpendicular to the upper surface 91 of the substrate 9 (that is, the moving direction of the measuring unit 3), and the measuring unit 3. An air bearing 42 is provided as a linear motion guide mechanism for guiding the motor in the moving direction. The air bearing 42 includes a cylindrical guide part 421 fixed to the inner peripheral surface of the first porous member 211 of the first fluid ejection part 21, and the measurement electrode 31 is fixed to the tip inside the guide part 421. The columnar electrode holding part 32 is arranged as a moving part facing the guide part 421 in a non-contact manner with the guide part 421.

基板測定装置1では、上述の第1供給流路214(図2参照)を介して多孔質部材により形成された案内部421へと第1流体が供給され、案内部421と測定部3に設けられた電極保持部32との間の間隙に向けて第1流体が支持用流体として噴出することにより、測定部3の電極保持部32が案内部421と非接触状態にて支持される。そして、圧電素子41が伸縮することにより、測定電極31がエアベアリング42に案内されつつ基板9の上面91に垂直な移動方向に移動する。   In the substrate measuring apparatus 1, the first fluid is supplied to the guide part 421 formed of the porous member via the first supply flow path 214 (see FIG. 2) described above, and is provided in the guide part 421 and the measurement part 3. The first fluid is ejected as a supporting fluid toward the gap between the electrode holding unit 32 and the electrode holding unit 32 of the measuring unit 3 is supported in a non-contact state with the guide unit 421. When the piezoelectric element 41 expands and contracts, the measurement electrode 31 moves in a moving direction perpendicular to the upper surface 91 of the substrate 9 while being guided by the air bearing 42.

基板測定装置1は、また、対象領域911に対向する測定電極31に接続されて測定電極31に交流電圧を印加する電圧印加部51、測定電極31および第2多孔質部材221に接続されて測定電極31と第2多孔質部材221との間の合成容量を取得する容量測定部である容量メータ52、電圧印加部51から測定電極31に印加される電圧を変更しつつ容量メータ52からの出力に基づいて対象領域911における印加電圧と合成容量との関係(すなわち、C−V特性)を求める特性演算部53、並びに、測定部移動機構4の圧電素子41による測定電極31の移動を制御する移動制御部54を備える。   The substrate measuring apparatus 1 is also connected to the measurement electrode 31 facing the target region 911 and connected to the voltage application unit 51 for applying an AC voltage to the measurement electrode 31, the measurement electrode 31, and the second porous member 221 for measurement. A capacitance meter 52 that is a capacitance measurement unit that acquires a combined capacitance between the electrode 31 and the second porous member 221, and an output from the capacitance meter 52 while changing the voltage applied to the measurement electrode 31 from the voltage application unit 51. Based on the above, the characteristic calculation unit 53 for obtaining the relationship between the applied voltage and the combined capacitance in the target region 911 (that is, the CV characteristic) and the movement of the measurement electrode 31 by the piezoelectric element 41 of the measurement unit moving mechanism 4 are controlled. A movement control unit 54 is provided.

次に、基板測定装置1による対象領域911のC−V特性の測定について説明する。図5は、C−V特性の測定の流れを示す図である。図4に示す基板測定装置1では、まず、第1流体噴出部21に第1流体(窒素)が供給されて第1多孔質部材211の下面から基板9の上面91に向けて第1流体が噴出される。また、第1流体の噴出と並行して、切替機構225により第2流体供給装置と第2供給流路224(図2参照)とが接続されることにより、第2流体噴出部22に第2流体(窒素)が供給されて第2多孔質部材221の上面から基板9の下面92に向けて第2流体が噴出される。これにより、基板9が第1多孔質部材211と第2多孔質部材221との間で非接触にて保持される(ステップS11)。   Next, measurement of the CV characteristic of the target region 911 by the substrate measuring apparatus 1 will be described. FIG. 5 is a diagram showing a flow of measurement of CV characteristics. In the substrate measuring apparatus 1 shown in FIG. 4, first, the first fluid (nitrogen) is supplied to the first fluid ejection part 21, and the first fluid flows from the lower surface of the first porous member 211 toward the upper surface 91 of the substrate 9. Erupted. In parallel with the ejection of the first fluid, the second fluid supply device and the second supply flow path 224 (see FIG. 2) are connected by the switching mechanism 225, so that the second fluid ejection portion 22 is The fluid (nitrogen) is supplied, and the second fluid is ejected from the upper surface of the second porous member 221 toward the lower surface 92 of the substrate 9. Thereby, the board | substrate 9 is hold | maintained in the non-contact between the 1st porous member 211 and the 2nd porous member 221 (step S11).

第1多孔質部材211の下面と基板9との上面91との間の距離、および、第2流体噴出部22の上面と基板9の下面92との間の距離は、上述のように5μm以上30μm以下とされる。また、第1多孔質部材211の内側の空間および第2多孔質部材221の内側の空間が、不活性ガス雰囲気とされる。一方、第1流体噴出部21に供給された第1流体は、エアベアリング42の案内部421の内周面からも噴出し、測定部3の電極保持部32が案内部421に非接触にて支持される。   The distance between the lower surface of the first porous member 211 and the upper surface 91 of the substrate 9 and the distance between the upper surface of the second fluid ejection part 22 and the lower surface 92 of the substrate 9 are 5 μm or more as described above. 30 μm or less. Moreover, the space inside the 1st porous member 211 and the space inside the 2nd porous member 221 are made into inert gas atmosphere. On the other hand, the first fluid supplied to the first fluid ejection part 21 is also ejected from the inner peripheral surface of the guide part 421 of the air bearing 42, and the electrode holding part 32 of the measurement part 3 is not in contact with the guide part 421. Supported.

続いて、基板回転機構24および噴出部移動機構25(図2および図3参照)により、第2流体噴出部22が第1流体噴出部21と共に基板9に対して相対的に移動し、基板9の上面91の対象領域911が、第1流体噴出部21に取り付けられた測定部3の測定電極31の下方に位置して測定電極31に対向する(ステップS12)。上述のように、第1多孔質部材211の内側の空間は不活性ガス雰囲気とされるため、測定部3の測定電極31と対象領域911との間の空間も不活性ガス雰囲気とされる。なお、第1流体噴出部21では、第1多孔質部材211の内側の空間が、エアベアリング42の案内部421および測定部3の電極保持部32によりほぼ閉塞されているため、第1支持ブロック212により第1多孔質部材211の内側の空間が閉塞されていない場合であっても、第1多孔質部材211および案内部421から噴出される窒素ガスにより、測定電極31と対象領域911との間の空間は不活性ガス雰囲気とされる。   Subsequently, the substrate rotating mechanism 24 and the ejecting portion moving mechanism 25 (see FIGS. 2 and 3) cause the second fluid ejecting portion 22 to move relative to the substrate 9 together with the first fluid ejecting portion 21, so that the substrate 9 The target area 911 of the upper surface 91 of the first fluid is located below the measurement electrode 31 of the measurement unit 3 attached to the first fluid ejection unit 21 and faces the measurement electrode 31 (step S12). As described above, since the space inside the first porous member 211 is an inert gas atmosphere, the space between the measurement electrode 31 of the measurement unit 3 and the target region 911 is also an inert gas atmosphere. In the first fluid ejection part 21, the space inside the first porous member 211 is substantially closed by the guide part 421 of the air bearing 42 and the electrode holding part 32 of the measurement part 3. 212, even if the space inside the first porous member 211 is not closed, the nitrogen gas ejected from the first porous member 211 and the guide portion 421 causes the measurement electrode 31 and the target region 911 to The space between them is an inert gas atmosphere.

次に、切替機構225により第2供給流路224(図2参照)が真空ポンプに接続されることにより、第2流体噴出部22の第2多孔質部材221を介する吸引が行われ、基板9の下面92が第2多孔質部材221に吸着される(ステップS13)。これにより、基板9の下面92と第2多孔質部材221とが接触し、電気的に接続される。   Next, the second supply channel 224 (see FIG. 2) is connected to the vacuum pump by the switching mechanism 225, whereby suction through the second porous member 221 of the second fluid ejection part 22 is performed, and the substrate 9 The lower surface 92 is adsorbed to the second porous member 221 (step S13). Thereby, the lower surface 92 of the board | substrate 9 and the 2nd porous member 221 contact, and are electrically connected.

基板9が第2多孔質部材221に吸着されると、測定部3の測定電極31に電圧印加部51から電圧が印加され、この状態で測定電極31の移動方向の位置決めが行われる(ステップS14)。以下、測定電極31の位置決め時に測定電極31に印加される電圧を「位置決め時電圧」と呼び、位置決め時電圧は、電圧が多少変動した場合であっても測定電極31と第2多孔質部材221との間の合成容量の値がほとんど変動しない範囲内の値とされる。   When the substrate 9 is adsorbed to the second porous member 221, a voltage is applied from the voltage application unit 51 to the measurement electrode 31 of the measurement unit 3, and in this state, the measurement electrode 31 is positioned in the moving direction (step S14). ). Hereinafter, a voltage applied to the measurement electrode 31 when the measurement electrode 31 is positioned is referred to as a “positioning voltage”, and the positioning voltage is the same as the measurement electrode 31 and the second porous member 221 even when the voltage varies slightly. The value of the composite capacity between the values is in a range where there is almost no fluctuation.

測定電極31の位置決めは、以下の手順にて行われる。測定電極31と基板9の上面91との間の距離の目標値が、例えば、0.3μmと設定されているとすると、測定電極31と基板9の上面91との間の距離が0.3μmであって測定電極31に位置決め時電圧が付与された際の測定電極31と第2多孔質部材221との間の合成容量が理論計算により求められて移動制御部54に予め記憶される。そして、測定電極31に位置決め時電圧が印加された状態で移動制御部54により圧電素子41が制御され、測定電極31が電極保持部32と共に基板9の上面91に向かう方向に移動し、基板9の上面91に非接触にて近接する。   The measurement electrode 31 is positioned according to the following procedure. If the target value of the distance between the measurement electrode 31 and the upper surface 91 of the substrate 9 is set to 0.3 μm, for example, the distance between the measurement electrode 31 and the upper surface 91 of the substrate 9 is 0.3 μm. The combined capacity between the measurement electrode 31 and the second porous member 221 when the positioning voltage is applied to the measurement electrode 31 is obtained by theoretical calculation and stored in advance in the movement control unit 54. Then, the piezoelectric element 41 is controlled by the movement control unit 54 in a state in which the positioning voltage is applied to the measurement electrode 31, and the measurement electrode 31 moves in the direction toward the upper surface 91 of the substrate 9 together with the electrode holding unit 32. It approaches the upper surface 91 of the non-contact.

基板測定装置1では、測定電極31の移動と並行して容量メータ52からの出力である合成容量(以下、「測定合成容量」という。)が移動制御部54へと送られ、移動制御部54に予め記憶されている合成容量の理論値(以下、「目標合成容量」という。)と比較される。そして、測定合成容量が目標合成容量に等しくなるまで測定電極31が基板9の上面91へと近づけられることにより、測定電極31と対象領域911との間の距離が0.3μmとされ、測定電極31の位置決めが終了する。   In the substrate measuring apparatus 1, a combined capacity (hereinafter referred to as “measured combined capacity”), which is an output from the capacitance meter 52, is sent to the movement control unit 54 in parallel with the movement of the measurement electrode 31. Is compared with a theoretical value (hereinafter referred to as “target composite capacity”) of the composite capacity stored in advance. Then, the measurement electrode 31 is brought closer to the upper surface 91 of the substrate 9 until the measurement composite capacity becomes equal to the target composite capacity, whereby the distance between the measurement electrode 31 and the target region 911 is set to 0.3 μm. The positioning of 31 is completed.

測定電極31の位置決めが終了すると、電圧印加部51により測定電極31に印加される印加電圧が所定の範囲内で漸次増大または漸次減少されるとともに容量メータ52により測定電極31と第2多孔質部材221との間の合成容量が継続的に取得される。容量メータ52からの出力は特性演算部53に送られ、特性演算部53にて対象領域911における印加電圧と合成容量との関係(すなわち、C−V特性)が求められる(ステップS15)。   When the positioning of the measurement electrode 31 is completed, the applied voltage applied to the measurement electrode 31 by the voltage application unit 51 gradually increases or decreases within a predetermined range, and the measurement electrode 31 and the second porous member are measured by the capacitance meter 52. The combined capacity with 221 is continuously acquired. The output from the capacitance meter 52 is sent to the characteristic calculation unit 53, and the characteristic calculation unit 53 obtains the relationship between the applied voltage and the combined capacitance in the target region 911 (that is, the CV characteristic) (step S15).

特性演算部53では、ステップS15にて得られたC−V特性に対し、特開平4−132236号公報および特許第2709351号公報に記載の方法にて測定電極31と基板9との間のギャップの静電容量成分を差し引き、また、絶縁膜内の電荷に起因する電圧、および、測定電極31と基板9の基板本体との間の仕事関数の差による影響を補正することにより、測定電極が基板9の上面91に接するタイプの接触式基板測定装置により取得されるC−V特性とほぼ同等のC−V特性が求められる。   In the characteristic calculation unit 53, the gap between the measurement electrode 31 and the substrate 9 is obtained with respect to the CV characteristic obtained in step S15 by the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-132236 and Japanese Patent No. 2709351. And the influence due to the difference in work function between the measurement electrode 31 and the substrate body of the substrate 9 is corrected by correcting the voltage due to the electric charge in the insulating film and the work function difference between the measurement electrode 31 and the substrate body of the substrate 9. A CV characteristic substantially equal to the CV characteristic acquired by the contact-type substrate measuring apparatus of the type in contact with the upper surface 91 of the substrate 9 is required.

対象領域911のC−V特性が求められると、圧電素子41の収縮により測定電極31が基板9の上面91から離れる方向に移動する(ステップS16)。続いて、切替機構225により第2流体供給装置と第2供給流路224とが接続されることにより、第2流体噴出部22に第2流体が供給されて第2多孔質部材221の上面から基板9の下面92にむけて第2流体が噴出される。これにより、第2多孔質部材221が基板9から離間し、基板9が第1多孔質部材211と第2多孔質部材221との間で非接触にて保持される(ステップS17)。   When the CV characteristic of the target region 911 is obtained, the measurement electrode 31 moves in a direction away from the upper surface 91 of the substrate 9 due to the contraction of the piezoelectric element 41 (step S16). Subsequently, the second fluid supply device and the second supply flow path 224 are connected by the switching mechanism 225, whereby the second fluid is supplied to the second fluid ejection portion 22, and from the upper surface of the second porous member 221. The second fluid is ejected toward the lower surface 92 of the substrate 9. Thereby, the 2nd porous member 221 leaves | separates from the board | substrate 9, and the board | substrate 9 is hold | maintained in the non-contact between the 1st porous member 211 and the 2nd porous member 221 (step S17).

次の測定点がある場合には、ステップS12に戻り、基板回転機構24および噴出部移動機構25により、第1流体噴出部21および第2流体噴出部22が基板9に対して相対的に移動して対象領域911が変更される(ステップS18,S12)。そして、上記と同様に、第2多孔質部材221による基板9の吸着、測定電極31の位置決め、および、C−V特性の取得が行われた後(ステップS13〜S15)、測定電極31が基板9から離れる方向に移動し、第1多孔質部材211と第2多孔質部材221との間にて基板9が非接触にて保持される(ステップS16,S17)。このように、基板測定装置1では、複数の測定点に対してC−V特性の取得が順次行われる。   When there is a next measurement point, the process returns to step S12, and the first fluid ejection part 21 and the second fluid ejection part 22 are moved relative to the substrate 9 by the substrate rotation mechanism 24 and the ejection part movement mechanism 25. Thus, the target area 911 is changed (steps S18 and S12). And after adsorption | suction of the board | substrate 9 by the 2nd porous member 221, positioning of the measurement electrode 31, and acquisition of the CV characteristic were performed similarly to the above (step S13-S15), the measurement electrode 31 is a board | substrate. 9 is moved in a direction away from 9, and the substrate 9 is held in a non-contact manner between the first porous member 211 and the second porous member 221 (steps S16 and S17). Thus, in the board | substrate measuring apparatus 1, acquisition of a CV characteristic is sequentially performed with respect to several measurement points.

以上に説明したように、基板測定装置1の基板支持機構2では、第1流体噴出部21の第1多孔質部材211から、基板9の上面91上の対象領域911の周囲に向けて第1流体が噴出され、基板9を挟んで第1流体噴出部21と対向する第2流体噴出部22の第2多孔質部材221から、基板9の下面92に向けて第2流体が噴出される。これにより、第1流体噴出部21と第2流体噴出部22との間において基板9を平坦化しつつ(すなわち、対象領域911を平坦化しつつ)支持することができる。   As described above, in the substrate support mechanism 2 of the substrate measuring apparatus 1, the first porous member 211 of the first fluid ejection part 21 is firstly directed toward the periphery of the target region 911 on the upper surface 91 of the substrate 9. The fluid is ejected, and the second fluid is ejected from the second porous member 221 of the second fluid ejection portion 22 facing the first fluid ejection portion 21 across the substrate 9 toward the lower surface 92 of the substrate 9. Accordingly, the substrate 9 can be supported between the first fluid ejection part 21 and the second fluid ejection part 22 while being planarized (that is, while the target region 911 is planarized).

また、基板9と第1流体噴出部21の第1多孔質部材211との間の距離を、オートフォーカス機構等の他の機構を設けることなく、簡素な構造で一定に維持することができる。その結果、測定部3の測定電極31を基板9に近接した位置(本実施の形態では、測定電極31と基板9の上面91との間の距離が5μm〜30μmとなる位置)に容易かつ迅速に位置させることができるため、フォーカス調整等に要する作業時間を削減することができ、測定の高速化が実現される。   Further, the distance between the substrate 9 and the first porous member 211 of the first fluid ejection part 21 can be kept constant with a simple structure without providing another mechanism such as an autofocus mechanism. As a result, the measurement electrode 31 of the measurement unit 3 can be easily and quickly moved to a position close to the substrate 9 (in this embodiment, a position where the distance between the measurement electrode 31 and the upper surface 91 of the substrate 9 is 5 μm to 30 μm). Therefore, the work time required for focus adjustment and the like can be reduced, and the measurement speed can be increased.

ところで、基板測定装置1では、測定電極31と基板9の上面91との間の第1流体(窒素ガス)層の抵抗により、第1流体の噴出量の制御のみでは、第1多孔質部材211と基板9とを接触させることなく第1多孔質部材211をこれ以上基板9の上面に近接させることは困難である。そこで、平面視における面積が第1多孔質部材211に比べて小さいため基板9の上面91との間の窒素ガス層の抵抗が小さい測定電極31を、上述のように測定部移動機構4により第1多孔質部材211に対して相対的に移動することにより、第1多孔質部材211の下面から基板9へ向けて突出させ、さらに基板9に近接した位置(本実施の形態では、測定電極31と基板9の上面91との間の距離が0.3μmとなる位置)まで容易かつ迅速に移動することができる。   By the way, in the substrate measuring apparatus 1, the first porous member 211 is controlled only by controlling the ejection amount of the first fluid due to the resistance of the first fluid (nitrogen gas) layer between the measurement electrode 31 and the upper surface 91 of the substrate 9. It is difficult to bring the first porous member 211 closer to the upper surface of the substrate 9 without bringing the substrate 9 into contact with the substrate 9. Therefore, since the area in plan view is smaller than that of the first porous member 211, the measurement electrode 31 having a small resistance of the nitrogen gas layer between the upper surface 91 of the substrate 9 and the measurement unit moving mechanism 4 is used as described above. By moving relatively with respect to the first porous member 211, the first porous member 211 protrudes from the lower surface of the first porous member 211 toward the substrate 9, and further close to the substrate 9 (in this embodiment, the measurement electrode 31. And a position where the distance between the substrate 9 and the upper surface 91 of the substrate 9 is 0.3 μm).

このように基板測定装置1では、窒素ガス層の抵抗により流体制御のみでは非接触の状態を維持しつつ近接させることが困難な範囲(すなわち、測定部3の先端の測定電極31と基板9の上面91との間の距離が5μm未満となる範囲)まで、測定電極31が基板9の上面91に近接することにより、C−V特性の高精度な測定を実現することができる。したがって、基板測定装置1の構造は、測定部の先端と基板の上面との間の距離が5μm未満となる範囲まで測定部を基板の上面に近接させる必要がある装置に特に適している。   As described above, in the substrate measuring apparatus 1, the resistance of the nitrogen gas layer makes it difficult to maintain a non-contact state by fluid control alone (that is, the measurement electrode 31 at the tip of the measurement unit 3 and the substrate 9 are not close to each other). The measurement electrode 31 is close to the upper surface 91 of the substrate 9 until the distance between the upper surface 91 and the upper surface 91 is less than 5 μm, so that the CV characteristic can be measured with high accuracy. Therefore, the structure of the substrate measuring apparatus 1 is particularly suitable for an apparatus that requires the measuring unit to be close to the upper surface of the substrate to the extent that the distance between the tip of the measuring unit and the upper surface of the substrate is less than 5 μm.

基板の下面全体を吸着保持する従来の基板保持装置の場合、当該基板保持装置のステージに接触する基板の下面全体にパーティクルが付着したり傷が付いてしまうおそれがある。これに対し、本実施の形態に係る基板測定装置1の基板支持機構2では、第2多孔質部材221がC−V特性の測定時を除き基板9に対して非接触とされるため、基板9の下面92に対するパーティクルの付着や下面92の損傷を抑制することができる。   In the case of a conventional substrate holding apparatus that holds the entire lower surface of the substrate by suction, there is a possibility that particles adhere to the entire lower surface of the substrate that contacts the stage of the substrate holding apparatus or are damaged. On the other hand, in the substrate support mechanism 2 of the substrate measuring apparatus 1 according to the present embodiment, the second porous member 221 is not in contact with the substrate 9 except when measuring the CV characteristics. 9 can be prevented from adhering to the lower surface 92 and damage to the lower surface 92.

基板測定装置1では、第1流体噴出部21が基板回転機構24および噴出部移動機構25により基板9の上面91に対して相対移動することにより、C−V特性の測定対象となる対象領域911が変更される。このとき、第1流体噴出部21が基板9に接触することなく迅速に相対移動することにより、対象領域911の変更を迅速に行うことができる。その結果、基板9上の複数の測定点におけるC−V特性の測定を迅速に行うことができる。   In the substrate measuring apparatus 1, the first fluid ejection unit 21 is moved relative to the upper surface 91 of the substrate 9 by the substrate rotation mechanism 24 and the ejection unit moving mechanism 25, so that the target region 911 that is a measurement target of the CV characteristic. Is changed. At this time, the first fluid ejection portion 21 can be quickly moved relatively without contacting the substrate 9, so that the target region 911 can be changed quickly. As a result, the CV characteristics at a plurality of measurement points on the substrate 9 can be quickly measured.

また、基板測定装置1では、第2流体噴出部22が、第2多孔質部材221から基板9の下面92の一部に向けて第2流体を噴出し、第1流体噴出部21と共に基板9に対して相対移動する構造とされることにより、第2流体噴出部22の第2多孔質部材221を小型化することができる。さらには、C−V特性の測定時にのみ、導電性を有する第2多孔質部材221により基板9を吸着することにより、基板9の下面92側の電極の設置を簡素な構造にて実現することができる。   In the substrate measuring apparatus 1, the second fluid ejection part 22 ejects the second fluid from the second porous member 221 toward a part of the lower surface 92 of the substrate 9, and together with the first fluid ejection part 21, the substrate 9. Therefore, the second porous member 221 of the second fluid ejection part 22 can be reduced in size. Furthermore, the electrode 9 on the lower surface 92 side of the substrate 9 can be installed with a simple structure by adsorbing the substrate 9 with the conductive second porous member 221 only when measuring the CV characteristics. Can do.

上述の従来の基板保持装置の場合、基板が大型化すると基板を保持するステージも大型化する必要がある。しかしながら、大型ステージの上面を精度良く形成することは困難であり、高精度な大型ステージの製造には多大なコストが必要となる。これに対して、本実施の形態に係る基板測定装置1の基板支持機構2では、第2多孔質部材221を小型化することができるため、比較的大型の基板を支持する場合であっても、従来の基板保持装置のステージに比べて、製造コストを低減しつつ第2多孔質部材221の上面(すなわち、基板9の下面92に対向する面)を高精度に形成することができる。その結果、第1多孔質部材211と第2多孔質部材221との間における基板9の平坦化をより高精度に実現することができる。また、基板9の下面92と第2多孔質部材221との間の所望の接触面積を確保することができる。   In the case of the conventional substrate holding apparatus described above, when the substrate is enlarged, the stage for holding the substrate needs to be enlarged. However, it is difficult to accurately form the upper surface of the large stage, and a large cost is required to manufacture a high-precision large stage. On the other hand, in the substrate support mechanism 2 of the substrate measuring apparatus 1 according to the present embodiment, the second porous member 221 can be reduced in size, so that even when a relatively large substrate is supported. The upper surface of the second porous member 221 (that is, the surface facing the lower surface 92 of the substrate 9) can be formed with high accuracy while reducing the manufacturing cost as compared with the stage of the conventional substrate holding apparatus. As a result, planarization of the substrate 9 between the first porous member 211 and the second porous member 221 can be realized with higher accuracy. In addition, a desired contact area between the lower surface 92 of the substrate 9 and the second porous member 221 can be ensured.

基板測定装置1では、第2多孔質部材221が、第1多孔質部材211と同形状とされ、中心軸方向において第2多孔質部材221が第1多孔質部材211に重ねて配置される。これにより、第1多孔質部材211および第2多孔質部材221において、基板9の平坦化に寄与しない部分が省かれ、第1多孔質部材211および第2多孔質部材221を共に小型化することができる。   In the substrate measuring apparatus 1, the second porous member 221 has the same shape as the first porous member 211, and the second porous member 221 is disposed so as to overlap the first porous member 211 in the central axis direction. Thereby, in the 1st porous member 211 and the 2nd porous member 221, the part which does not contribute to planarization of the board | substrate 9 is omitted, and both the 1st porous member 211 and the 2nd porous member 221 are reduced in size. Can do.

第1流体噴出部21では、第1多孔質部材211が対象領域911の周囲を囲む環状とされることにより、対象領域911の周囲において基板9に対する押圧力の均一性を向上することができ、第1流体噴出部21と第2流体噴出部22との間において基板9をより平坦化することができる。また、第1多孔質部材211が円環状とされることにより、対象領域911の周囲において基板9に対する押圧力の均一性をより向上することができ、第1流体噴出部21と第2流体噴出部22との間において基板9をさらに平坦化することができる。その結果、基板測定装置1において、基板9のC−V特性の測定をより高精度に行うことができる。   In the first fluid ejection part 21, the first porous member 211 is formed in an annular shape surrounding the periphery of the target region 911, so that the uniformity of the pressing force on the substrate 9 around the target region 911 can be improved. The substrate 9 can be further flattened between the first fluid ejection part 21 and the second fluid ejection part 22. Further, since the first porous member 211 has an annular shape, the uniformity of the pressing force on the substrate 9 around the target region 911 can be further improved, and the first fluid ejection portion 21 and the second fluid ejection can be performed. The substrate 9 can be further planarized with the portion 22. As a result, the CV characteristic of the substrate 9 can be measured with higher accuracy in the substrate measuring apparatus 1.

また、第1流体噴出部21では、第1多孔質部材211が円環状とされることにより、第1多孔質部材211を容易に形成することもできる。第2流体噴出部22においても同様に、第2多孔質部材221が円環状とされることにより、対象領域911をより平坦化することができるとともに第2多孔質部材221を容易に形成することができる。   Moreover, in the 1st fluid ejection part 21, the 1st porous member 211 can also be easily formed because the 1st porous member 211 is made into an annular | circular shape. Similarly, in the second fluid ejection portion 22, the second porous member 221 is formed in an annular shape, whereby the target region 911 can be further flattened and the second porous member 221 can be easily formed. Can do.

第1流体噴出部21では、第1多孔質部材211の内側の空間が第1支持ブロック212により閉塞されることにより、C−V特性の測定時に浮遊パーティクル等が対象領域911に付着することが防止されるとともに、対象領域911上の空間を測定に適した雰囲気とすることが容易に実現される。また、上述のように、第1流体が窒素ガスとされて第1多孔質部材211の内側の空間が不活性ガス雰囲気とされることにより、より高精度なC−V特性の測定が可能とされる。   In the first fluid ejection part 21, the space inside the first porous member 211 is closed by the first support block 212, so that floating particles or the like may adhere to the target region 911 during CV characteristic measurement. In addition to being prevented, it is easily realized that the space on the target area 911 has an atmosphere suitable for measurement. In addition, as described above, since the first fluid is nitrogen gas and the space inside the first porous member 211 is an inert gas atmosphere, it is possible to measure CV characteristics with higher accuracy. Is done.

基板測定装置1では、第1多孔質部材211と基板9の上面91との間の距離、および、第2多孔質部材221と基板9の下面92との間の距離が5μm以上とされることにより、第1流体噴出部21および第2流体噴出部22の移動時に、第1多孔質部材211および第2多孔質部材221が基板9と接触することを確実に防止することができる。また、上記距離が30μm以下とされることにより、基板9の第1多孔質部材211と第2多孔質部材221との間の部位を十分に平坦化することができる。   In the substrate measuring apparatus 1, the distance between the first porous member 211 and the upper surface 91 of the substrate 9 and the distance between the second porous member 221 and the lower surface 92 of the substrate 9 are 5 μm or more. Accordingly, it is possible to reliably prevent the first porous member 211 and the second porous member 221 from coming into contact with the substrate 9 when the first fluid ejection part 21 and the second fluid ejection part 22 are moved. In addition, when the distance is 30 μm or less, the portion of the substrate 9 between the first porous member 211 and the second porous member 221 can be sufficiently flattened.

また、基板支持機構2では、第1流体噴出部21および第2流体噴出部22から噴出される第1流体および第2流体が気体とされることにより、基板支持機構2の構造を簡素化することができる。さらには、基板9を補助的に支持する補助支持部232が設けられることにより、第1流体噴出部21および第2流体噴出部22のみにより基板9を支持する場合に比べて、基板9をより安定して支持することができる。   Further, in the substrate support mechanism 2, the structure of the substrate support mechanism 2 is simplified by using the first fluid and the second fluid ejected from the first fluid ejecting section 21 and the second fluid ejecting section 22 as gas. be able to. Furthermore, by providing the auxiliary support portion 232 that supports the substrate 9 in an auxiliary manner, the substrate 9 can be more easily supported than when the substrate 9 is supported only by the first fluid ejection portion 21 and the second fluid ejection portion 22. It can be supported stably.

基板測定装置1の測定部移動機構4では、測定部3の測定電極31を移動方向に案内する直動案内機構としてエアベアリング42が利用されることにより、測定電極31の移動方向への移動を高精度に行うことができる。また、測定電極31の移動時における電極保持部32と案内部421との摩擦が防止され、摩擦により生じるパーティクル等による基板9の汚染が防止される。さらには、測定部移動機構4において圧電素子41により測定電極31を移動することにより、測定電極31の移動方向への移動がより高精度に行われる。   In the measurement unit moving mechanism 4 of the substrate measuring apparatus 1, the air bearing 42 is used as a linear motion guide mechanism that guides the measurement electrode 31 of the measurement unit 3 in the movement direction, thereby moving the measurement electrode 31 in the movement direction. It can be performed with high accuracy. In addition, friction between the electrode holding portion 32 and the guide portion 421 during movement of the measurement electrode 31 is prevented, and contamination of the substrate 9 due to particles or the like caused by friction is prevented. Furthermore, by moving the measuring electrode 31 by the piezoelectric element 41 in the measuring unit moving mechanism 4, the measuring electrode 31 is moved in the moving direction with higher accuracy.

次に、本発明の第2の実施の形態に係る基板測定装置について説明する。図6は、第2の実施の形態に係る基板測定装置1aの一部を示す縦断面図であり、第1の実施の形態に係る基板測定装置1の図4に対応する。図6に示すように、基板測定装置1aでは、図1ないし図4に示す基板測定装置1の各構成に加えて、測定部3が、エリプソメータを構成する光源部33、受光部34および膜厚演算部35を備える。その他の構成は、図1ないし図4に示す基板測定装置1と同様であり、以下の説明において対応する構成に同符号を付す。なお、図6では、図示の都合上、電圧印加部51、容量メータ52、特性演算部53および移動制御部54の図示を省略している。   Next, a substrate measuring apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a part of the substrate measuring apparatus 1a according to the second embodiment, and corresponds to FIG. 4 of the substrate measuring apparatus 1 according to the first embodiment. As shown in FIG. 6, in the substrate measuring apparatus 1a, in addition to the components of the substrate measuring apparatus 1 shown in FIGS. 1 to 4, the measuring unit 3 includes a light source unit 33, a light receiving unit 34, and a film thickness that constitute an ellipsometer. A calculation unit 35 is provided. Other configurations are the same as those of the substrate measuring apparatus 1 shown in FIGS. 1 to 4, and the same reference numerals are given to corresponding configurations in the following description. In FIG. 6, for convenience of illustration, the voltage application unit 51, the capacitance meter 52, the characteristic calculation unit 53, and the movement control unit 54 are omitted.

光源部33は、図示省略の半導体レーザ(LD)および電磁シャッタを備え、電磁シャッタが開口している状態では、半導体レーザからの光が、第1流体噴出部21に形成された貫通孔を通過して基板9の対象領域911に斜めに(すなわち、基板9の上面91に対して傾斜して)入射する。光源部33からの光の対象領域911からの反射光は、第1流体噴出部21に形成されたもう1つの貫通孔を介して受光部34へと入射して受光される。   The light source unit 33 includes a semiconductor laser (LD) and an electromagnetic shutter (not shown). When the electromagnetic shutter is open, light from the semiconductor laser passes through a through hole formed in the first fluid ejection unit 21. Then, the light is incident on the target region 911 of the substrate 9 obliquely (that is, inclined with respect to the upper surface 91 of the substrate 9). Reflected light from the target region 911 of light from the light source unit 33 is incident on and received by the light receiving unit 34 through another through hole formed in the first fluid ejection unit 21.

受光部34は、図示省略のフォトニック結晶により形成された1/4波長板アレイ(以下、「λ/4板アレイ」という。)および偏光子アレイ、並びに、CCD(Charge Coupled Device)を備える。λ/4板アレイでは、結晶軸が互いに異なる複数の領域がストライプ状に配列されており、偏光子アレイにおいても同様に、結晶軸が互いに異なる複数の領域がストライプ状に配列されている。偏光子アレイは、ストライプ状の複数の領域の配列方向が、λ/4板アレイのストライプ状の複数の領域の配列方向に垂直となるように配置される。   The light receiving unit 34 includes a quarter-wave plate array (hereinafter referred to as “λ / 4 plate array”) and a polarizer array, and a CCD (Charge Coupled Device) formed of a photonic crystal (not shown). In the λ / 4 plate array, a plurality of regions having different crystal axes are arranged in stripes, and in the polarizer array, a plurality of regions having different crystal axes are arranged in stripes. The polarizer array is arranged so that the arrangement direction of the plurality of stripe-shaped regions is perpendicular to the arrangement direction of the plurality of stripe-shaped regions of the λ / 4 plate array.

基板測定装置1aでは、光源部33および受光部34が支持部材331,341をそれぞれ介して電極保持部32に固定されており、測定部移動機構4の圧電素子41により、測定電極31および電極保持部32と共に基板9の上面91に垂直な上下方向(すなわち、測定電極31の移動方向)に移動する。   In the substrate measuring apparatus 1 a, the light source unit 33 and the light receiving unit 34 are fixed to the electrode holding unit 32 via support members 331 and 341, respectively, and the measurement electrode 31 and the electrode holding unit are held by the piezoelectric element 41 of the measuring unit moving mechanism 4. It moves together with the part 32 in the vertical direction perpendicular to the upper surface 91 of the substrate 9 (that is, the movement direction of the measurement electrode 31).

基板測定装置1aによる対象領域911のC−V特性の測定は、第1の実施の形態とほぼ同様であるが、図5に示すステップS14とステップS16との間において、光源部33、受光部34および膜厚演算部35により対象領域911における絶縁膜の厚さが求められる点が異なる。   The measurement of the CV characteristic of the target region 911 by the substrate measuring apparatus 1a is substantially the same as in the first embodiment, but between the step S14 and step S16 shown in FIG. 34 and the film thickness calculator 35 are different in that the thickness of the insulating film in the target region 911 is obtained.

基板測定装置1aでは、測定部移動機構4により光源部33および受光部34が上下方向に移動されることによりフォーカス調整が行われた後、光源部33の半導体レーザから出射された光が基板9上の対象領域911に入射し、対象領域911にて反射された反射光が、受光部34のλ/4板アレイおよび偏光子アレイを介してCCDに入射する。そして、CCDにより、様々な結晶軸を有するλ/4板と偏光子の組み合わせを透過した光の強度(すなわち、反射光の偏光状態を示すデータ)が取得されて膜厚演算部35に出力され、膜厚演算部35において偏光解析法により当該出力に基づいて対象領域911における絶縁膜の厚さが求められる。膜厚演算部35により求められた絶縁膜の厚さは特性演算部53(図4参照)に送られ、特性演算部53によりC−V特性が求められる際に利用される。   In the substrate measuring apparatus 1a, the focus adjustment is performed by moving the light source unit 33 and the light receiving unit 34 in the vertical direction by the measurement unit moving mechanism 4, and then the light emitted from the semiconductor laser of the light source unit 33 is the substrate 9. Reflected light that is incident on the upper target region 911 and reflected by the target region 911 enters the CCD through the λ / 4 plate array and the polarizer array of the light receiving unit 34. Then, the intensity of the light transmitted through the combination of the λ / 4 plate having various crystal axes and the polarizer (that is, data indicating the polarization state of the reflected light) is acquired by the CCD and output to the film thickness calculator 35. Then, the thickness calculator 35 obtains the thickness of the insulating film in the target region 911 based on the output by the ellipsometry. The thickness of the insulating film obtained by the film thickness calculator 35 is sent to the characteristic calculator 53 (see FIG. 4), and is used when the CV characteristic is obtained by the characteristic calculator 53.

第2の実施の形態に係る基板測定装置1aでは、第1の実施の形態と同様に、基板9を平坦化しつつ支持するとともに、第1流体の制御のみでは近接させることが困難な位置まで測定部3の測定電極31を基板9に容易かつ迅速に近接させることができ、これにより、高精度なC−V特性の測定を実現することができる。また、C−V特性の測定の高速化も実現される。   In the substrate measuring apparatus 1a according to the second embodiment, as in the first embodiment, the substrate 9 is supported while being flattened, and is measured to a position where it is difficult to make the substrate 9 approachable only by controlling the first fluid. The measurement electrode 31 of the unit 3 can be brought close to the substrate 9 easily and quickly, thereby realizing highly accurate CV characteristic measurement. In addition, the C-V characteristic measurement speed can be increased.

基板測定装置1aでは、特に、測定部3に設けられたエリプソメータ(すなわち、光源部33、受光部34および膜厚演算部35)により、対象領域911における絶縁膜の厚さが高精度に求められることにより、C−V特性の測定をより高精度に行うことができる。また、測定電極31を移動する測定部移動機構4をエリプソメータのフォーカス調整に利用することにより、基板測定装置1aの構造が簡素化される。なお、基板測定装置1aでは、エリプソメータに代えて、光干渉法による膜厚測定を行う構成が測定部3に設けられてもよい。   In the substrate measuring apparatus 1a, in particular, the thickness of the insulating film in the target region 911 is obtained with high accuracy by the ellipsometer (that is, the light source unit 33, the light receiving unit 34, and the film thickness calculating unit 35) provided in the measuring unit 3. Thus, the CV characteristic can be measured with higher accuracy. Moreover, the structure of the board | substrate measuring apparatus 1a is simplified by utilizing the measurement part moving mechanism 4 which moves the measurement electrode 31 for the focus adjustment of an ellipsometer. In the substrate measuring apparatus 1a, the measurement unit 3 may be provided with a configuration for measuring the film thickness by the optical interference method instead of the ellipsometer.

次に、本発明の第3の実施の形態に係る基板測定装置について説明する。図7は、第3の実施の形態に係る基板測定装置1bの一部を示す縦断面図であり、第1の実施の形態に係る基板測定装置1の図4に対応する。基板測定装置1bは、上面91に絶縁膜が形成された基板9の対象領域911の表面電位を、交流法の1つである振動容量法にて測定する装置である。   Next, a substrate measuring apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a part of the substrate measuring apparatus 1b according to the third embodiment, and corresponds to FIG. 4 of the substrate measuring apparatus 1 according to the first embodiment. The substrate measuring device 1b is a device that measures the surface potential of the target region 911 of the substrate 9 having an insulating film formed on the upper surface 91 by a vibration capacitance method which is one of AC methods.

基板測定装置1bでは、図4に示す基板測定装置1の電圧印加部51、容量メータ52および特性演算部53に代えて、図7に示すように、測定部3の測定電極31に電位を付与する電位付与部55、様々な電気的信号を処理する回路やデバイスの集合である処理部57、および、対象領域911の表面電位を求める表面電位演算部56が設けられ、処理部57は測定電極31および導電性を有する第2多孔質部材221に接続される。その他の構成は、図1ないし図4に示す基板測定装置1と同様であり、以下の説明において対応する構成に同符号を付す。   In the substrate measuring apparatus 1b, a potential is applied to the measuring electrode 31 of the measuring unit 3 as shown in FIG. 7 instead of the voltage applying unit 51, the capacitance meter 52, and the characteristic calculating unit 53 of the substrate measuring apparatus 1 shown in FIG. A potential applying unit 55, a processing unit 57 that is a set of circuits and devices for processing various electrical signals, and a surface potential calculating unit 56 that obtains the surface potential of the target region 911. The processing unit 57 is a measurement electrode. 31 and the second porous member 221 having conductivity. Other configurations are the same as those of the substrate measuring apparatus 1 shown in FIGS. 1 to 4, and the same reference numerals are given to corresponding configurations in the following description.

図8は、基板測定装置1bによる表面電位測定の流れを示す図である。表面電位の測定が行われる際には、第1の実施の形態と同様に、第1流体噴出部21に第1流体が供給されて第1多孔質部材211の下面から基板9の上面91に向けて第1流体が噴出される。また、第1流体の噴出と並行して、切替機構225により第2流体供給装置と第2供給流路224(図2参照)とが接続されることにより、第2流体噴出部22に第2流体が供給されて第2多孔質部材221の上面から基板9の下面92にむけて第2流体が噴出される。これにより、基板9が第1多孔質部材211と第2多孔質部材221との間で非接触にて保持される(ステップS21)。   FIG. 8 is a diagram showing a flow of surface potential measurement by the substrate measuring apparatus 1b. When the surface potential is measured, the first fluid is supplied to the first fluid ejecting portion 21 from the lower surface of the first porous member 211 to the upper surface 91 of the substrate 9 as in the first embodiment. A 1st fluid is ejected toward. In parallel with the ejection of the first fluid, the second fluid supply device and the second supply flow path 224 (see FIG. 2) are connected by the switching mechanism 225, so that the second fluid ejection portion 22 is The fluid is supplied and the second fluid is ejected from the upper surface of the second porous member 221 toward the lower surface 92 of the substrate 9. Thereby, the board | substrate 9 is hold | maintained in the non-contact between the 1st porous member 211 and the 2nd porous member 221 (step S21).

続いて、基板回転機構24および噴出部移動機構25(図2および図3参照)により、第2流体噴出部22が第1流体噴出部21と共に基板9に対して相対的に移動し、基板9の上面91の対象領域911が、第1流体噴出部21に取り付けられた測定部3の測定電極31の下方に位置して測定電極31に対向する(ステップS22)。   Subsequently, the substrate rotating mechanism 24 and the ejecting portion moving mechanism 25 (see FIGS. 2 and 3) cause the second fluid ejecting portion 22 to move relative to the substrate 9 together with the first fluid ejecting portion 21, so that the substrate 9 The target area 911 of the upper surface 91 is located below the measurement electrode 31 of the measurement unit 3 attached to the first fluid ejection unit 21 and faces the measurement electrode 31 (step S22).

次に、切替機構225により第2供給流路224が真空ポンプに接続されることにより、第2流体噴出部22の第2多孔質部材221を介する吸引が行われ、基板9の下面92が第2多孔質部材221に吸着される(ステップS23)。これにより、基板9の下面92と第2多孔質部材221とが電気的に接続される。   Next, the second supply flow path 224 is connected to the vacuum pump by the switching mechanism 225, whereby suction through the second porous member 221 of the second fluid ejection portion 22 is performed, and the lower surface 92 of the substrate 9 is Adsorbed to the two porous members 221 (step S23). Thereby, the lower surface 92 of the substrate 9 and the second porous member 221 are electrically connected.

基板9が第2多孔質部材221に吸着されると、測定部移動機構4の圧電素子41により測定電極31が基板9の上面91に向けて移動し、測定電極31が第1多孔質部材211の下面よりも基板9の上面91に近い所望の位置に位置する(ステップS24)。そして、圧電素子41により基板9に向かう上下方向(すなわち、振動方向)における測定電極31の振動が開始されるとともに、第2多孔質部材221から処理部57へと出力される微小な電流(測定電極31の振動により測定電極31と基板9との間の静電容量が変化することに起因して発生する交流電流であり、以下、「変位電流」という。)が所定の値となるように、電位付与部55から測定電極31に付与される電位(以下、「電極電位」という。)が制御され、当該電極電位が表面電位演算部56により取得される。基板測定装置1bでは、圧電素子41が、測定電極31を対象領域911に向かう上下方向に振動する振動部となっている。なお、圧電素子41とは別に測定電極31を上下方向に振動する振動部が設けられてもよい。   When the substrate 9 is adsorbed to the second porous member 221, the measurement electrode 31 is moved toward the upper surface 91 of the substrate 9 by the piezoelectric element 41 of the measurement unit moving mechanism 4, and the measurement electrode 31 is moved to the first porous member 211. Is located at a desired position closer to the upper surface 91 of the substrate 9 than the lower surface of the substrate (step S24). Then, the piezoelectric element 41 starts vibration of the measurement electrode 31 in the vertical direction toward the substrate 9 (that is, the vibration direction), and a minute current (measurement) output from the second porous member 221 to the processing unit 57. This is an alternating current generated due to a change in the capacitance between the measurement electrode 31 and the substrate 9 due to the vibration of the electrode 31, and is hereinafter referred to as a “displacement current”) to be a predetermined value. The potential applied to the measurement electrode 31 from the potential applying unit 55 (hereinafter referred to as “electrode potential”) is controlled, and the electrode potential is acquired by the surface potential calculating unit 56. In the substrate measuring apparatus 1b, the piezoelectric element 41 is a vibrating part that vibrates the measuring electrode 31 in the vertical direction toward the target region 911. In addition to the piezoelectric element 41, a vibration part that vibrates the measurement electrode 31 in the vertical direction may be provided.

電極電位の取得が完了すると、変位電流の指定値の変更および電極電位の取得が複数回繰り返され、これにより、測定電極31を振動させた際の変位電流と電極電位との関係(すなわち、複数の組み合わせ)が取得され、当該関係に基づいて表面電位演算部56により基板9の対象領域911における表面電位が求められる(ステップS25)。   When the acquisition of the electrode potential is completed, the change of the specified value of the displacement current and the acquisition of the electrode potential are repeated a plurality of times, whereby the relationship between the displacement current and the electrode potential when the measurement electrode 31 is vibrated (that is, a plurality of The surface potential in the target region 911 of the substrate 9 is obtained by the surface potential calculation unit 56 based on the relationship (step S25).

対象領域911の表面電位が求められると、測定電極31が基板9の上面91から離れる方向に移動する(ステップS26)。続いて、第2多孔質部材221の上面から基板9の下面92にむけて第2流体が噴出されて第2多孔質部材221が基板9から離間し、基板9が第1多孔質部材211と第2多孔質部材221との間で非接触にて保持される(ステップS27)。   When the surface potential of the target region 911 is obtained, the measurement electrode 31 moves in a direction away from the upper surface 91 of the substrate 9 (step S26). Subsequently, the second fluid is ejected from the upper surface of the second porous member 221 toward the lower surface 92 of the substrate 9, the second porous member 221 is separated from the substrate 9, and the substrate 9 is separated from the first porous member 211. The second porous member 221 is held in a non-contact manner (step S27).

次の測定点がある場合には、ステップS22に戻り、第1流体噴出部21および第2流体噴出部22が基板9に対して相対的に移動して対象領域911が変更される(ステップS28,S22)。そして、上記と同様に、第2多孔質部材221による基板9の吸着、測定電極31の移動、および、表面電位の取得が行われた後(ステップS23〜S25)、測定電極31が基板9から離れる方向に移動して基板9が非接触にて保持される(ステップS26,S27)。このように、基板測定装置1bでは、複数の測定点に対して表面電位の取得が順次行われる。   When there is a next measurement point, the process returns to step S22, the first fluid ejection part 21 and the second fluid ejection part 22 move relative to the substrate 9, and the target area 911 is changed (step S28). , S22). In the same manner as described above, after the adsorption of the substrate 9 by the second porous member 221, the movement of the measurement electrode 31, and the acquisition of the surface potential are performed (Steps S <b> 23 to S <b> 25), the measurement electrode 31 is removed from the substrate 9. The substrate 9 is moved away from the substrate 9 and is held in a non-contact manner (steps S26 and S27). Thus, in the board | substrate measuring apparatus 1b, acquisition of surface potential is sequentially performed with respect to several measurement points.

第3の実施の形態に係る基板測定装置1bでは、第1の実施の形態と同様に、基板9を平坦化しつつ支持するとともに、第1流体の制御のみでは近接させることが困難な位置まで測定部3の測定電極31を基板9に容易かつ迅速に近接させることができ、これにより、高精度な表面電位の測定を実現することができるとともに表面電位の測定の高速化も実現される。また、表面電位の測定時にのみ、導電性を有する第2多孔質部材221により基板9を吸着することにより、基板9の下面92との導通を簡素な構造にて実現することができる。さらには、第2多孔質部材221が表面電位の測定時を除き基板9に対して非接触とされるため、基板9の下面92に対するパーティクルの付着や下面92の損傷を抑制することができるとともに対象領域911の変更を迅速に行って基板9上の複数の測定点における表面電位の測定を迅速に行うことができる。   In the substrate measuring apparatus 1b according to the third embodiment, as in the first embodiment, the substrate 9 is supported while being flattened, and is measured to a position where it is difficult to bring the substrate 9 close by only controlling the first fluid. The measurement electrode 31 of the unit 3 can be brought close to the substrate 9 easily and quickly, whereby high-precision surface potential measurement can be realized and the surface potential measurement speed can be increased. In addition, when the substrate 9 is adsorbed by the conductive second porous member 221 only when the surface potential is measured, conduction with the lower surface 92 of the substrate 9 can be realized with a simple structure. Furthermore, since the second porous member 221 is not in contact with the substrate 9 except when measuring the surface potential, it is possible to suppress adhesion of particles to the lower surface 92 of the substrate 9 and damage to the lower surface 92. By changing the target region 911 quickly, the surface potential at a plurality of measurement points on the substrate 9 can be measured quickly.

次に、本発明の第4の実施の形態に係る基板測定装置について説明する。図9は、第4の実施の形態に係る基板測定装置1cの一部を示す縦断面図であり、第1の実施の形態に係る基板測定装置1の図4に対応する。基板測定装置1cは、上面91および下面92に絶縁膜が形成された基板9の上面91の対象領域911の表面電位を、第3の実施の形態に係る基板測定装置1bと同様の振動容量法にて測定する装置である。   Next, a substrate measuring apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a part of the substrate measuring apparatus 1c according to the fourth embodiment, and corresponds to FIG. 4 of the substrate measuring apparatus 1 according to the first embodiment. The substrate measuring apparatus 1c uses the same vibration capacitance method as that of the substrate measuring apparatus 1b according to the third embodiment to determine the surface potential of the target region 911 on the upper surface 91 of the substrate 9 having the insulating film formed on the upper surface 91 and the lower surface 92. It is a device to measure in.

基板測定装置1cでは、図7に示す基板測定装置1bの切替機構225が省略され、図9に示す第2流体噴出部22の第2多孔質部材221は第2流体供給装置のみと接続される。また、基板9の下面92に対向する先端が尖った針状の補助電極61、および、補助電極61を基板9の下面92に向かう方向に第2流体噴出部22に対して相対的に移動する補助電極移動機構であるエアシリンダ62が第2流体噴出部22に取り付けられる。その他の構成は、図7に示す基板測定装置1bと同様であり、以下の説明において対応する構成に同符号を付す。   In the substrate measuring device 1c, the switching mechanism 225 of the substrate measuring device 1b shown in FIG. 7 is omitted, and the second porous member 221 of the second fluid ejection part 22 shown in FIG. 9 is connected only to the second fluid supply device. . Further, the needle-like auxiliary electrode 61 having a sharp tip facing the lower surface 92 of the substrate 9 and the auxiliary electrode 61 are moved relative to the second fluid ejection part 22 in the direction toward the lower surface 92 of the substrate 9. An air cylinder 62 that is an auxiliary electrode moving mechanism is attached to the second fluid ejection portion 22. Other configurations are the same as those of the substrate measuring apparatus 1b shown in FIG. 7, and the same reference numerals are given to the corresponding configurations in the following description.

基板測定装置1cによる表面電位測定の流れは、図8に示す流れとほぼ同様であるが、ステップS23における第2多孔質部材221による基板9の吸着に代えて、エアシリンダ62により補助電極61が基板9の下面92に向かって移動され、補助電極61の先端が基板9の下面92において絶縁膜を貫いて基板本体に接触することにより基板本体に電気的に接続される。また、ステップS25では、表面電位演算部56により、測定電極31を振動させた際の測定電極31の電極電位と補助電極61からの変位電流との関係に基づいて対象領域911における表面電位が求められる。そして、ステップS27における第2多孔質部材221の基板9からの離間に代えて、エアシリンダ62により補助電極61が移動されて基板9の下面92から離間する。   The flow of the surface potential measurement by the substrate measuring apparatus 1c is substantially the same as the flow shown in FIG. 8, but the auxiliary electrode 61 is replaced by the air cylinder 62 instead of the adsorption of the substrate 9 by the second porous member 221 in step S23. The substrate 9 is moved toward the lower surface 92 of the substrate 9, and the tip of the auxiliary electrode 61 penetrates the insulating film on the lower surface 92 of the substrate 9 to come into contact with the substrate main body to be electrically connected to the substrate main body. In step S25, the surface potential calculation unit 56 obtains the surface potential in the target region 911 based on the relationship between the electrode potential of the measurement electrode 31 and the displacement current from the auxiliary electrode 61 when the measurement electrode 31 is vibrated. It is done. Then, instead of separating the second porous member 221 from the substrate 9 in step S <b> 27, the auxiliary electrode 61 is moved by the air cylinder 62 and separated from the lower surface 92 of the substrate 9.

第4の実施の形態に係る基板測定装置1cでは、第1の実施の形態と同様に、基板9を平坦化しつつ支持するとともに、第1流体の制御のみでは近接させることが困難な位置まで測定部3の測定電極31を基板9に容易かつ迅速に近接させることができ、これにより、高精度な表面電位の測定を実現することができる。また、表面電位の測定の高速化も実現される。   In the substrate measuring apparatus 1c according to the fourth embodiment, as in the first embodiment, the substrate 9 is supported while being flattened, and is measured to a position where it is difficult to make the substrate 9 approachable only by controlling the first fluid. The measurement electrode 31 of the unit 3 can be brought close to the substrate 9 easily and quickly, thereby realizing a highly accurate surface potential measurement. In addition, speeding up of surface potential measurement is realized.

基板測定装置1cでは、特に、基板9の下面92に絶縁膜が形成されている場合であっても、補助電極61により基板9の基板本体との導通を確実に得ることができ、より高精度な表面電位の測定を実現することができる。また、第1流体噴出部21および第2流体噴出部22の基板9に対する相対移動の際、および、表面電位が求められる際に、基板9が常に第1多孔質部材211と第2多孔質部材221との間に非接触にて保持され、表面電位の測定時における基板9の下面92に対する接触も、針状の補助電極61の先端のみと小さいため、基板9の下面92に対するパーティクルの付着等をより確実に抑制することができる。   In the substrate measuring apparatus 1c, in particular, even when an insulating film is formed on the lower surface 92 of the substrate 9, the auxiliary electrode 61 can surely obtain electrical connection with the substrate body of the substrate 9, and the higher accuracy. Measurement of the surface potential can be realized. Further, when the first fluid ejecting portion 21 and the second fluid ejecting portion 22 are relatively moved with respect to the substrate 9 and when the surface potential is obtained, the substrate 9 always has the first porous member 211 and the second porous member. Since the contact with the lower surface 92 of the substrate 9 at the time of measuring the surface potential is small with only the tip of the needle-like auxiliary electrode 61, adhesion of particles to the lower surface 92 of the substrate 9, etc. Can be more reliably suppressed.

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention has been described, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible.

例えば、上記実施の形態に係る基板測定装置では、測定部3が取り付けられた第1流体噴出部21は、必ずしも、基板9の重力方向における上側に配置される必要はなく、第1流体噴出部21が基板9の下側に配置され、第2流体噴出部22が基板9の上側に配置されてもよい。   For example, in the substrate measuring apparatus according to the above-described embodiment, the first fluid ejection unit 21 to which the measurement unit 3 is attached does not necessarily need to be disposed on the upper side in the gravity direction of the substrate 9. 21 may be disposed below the substrate 9, and the second fluid ejection part 22 may be disposed above the substrate 9.

また、基板測定装置では、第1流体噴出部21の第1支持ブロック212に排気装置が接続され、第1多孔質部材211の内側の空間(すなわち、対象領域911上の空間)が減圧雰囲気(真空雰囲気を含む。)とされてもよい。真空雰囲気とされる場合、第1多孔質部材211の内側の空間には、第1多孔質部材211や案内部421等から第1流体が流入するため、当該空間は弱真空雰囲気となる。   Further, in the substrate measuring apparatus, an exhaust device is connected to the first support block 212 of the first fluid ejection portion 21, and the space inside the first porous member 211 (that is, the space on the target region 911) is a reduced pressure atmosphere ( Including a vacuum atmosphere). In the case of a vacuum atmosphere, since the first fluid flows into the space inside the first porous member 211 from the first porous member 211, the guide portion 421, and the like, the space becomes a weak vacuum atmosphere.

基板測定装置の測定部移動機構4では、圧電素子41に代えて測定電極31を移動方向に移動する他の機構が設けられてもよく、また、エアベアリング42に代えて他の案内機構が設けられてもよい。また、第4の実施の形態に係る基板測定装置1cでは、補助電極移動機構として、エアシリンダ62に代えて、例えば、モータとカムとを組み合わせた機構のように他の機構が設けられてもよい。   In the measurement unit moving mechanism 4 of the substrate measuring apparatus, another mechanism for moving the measurement electrode 31 in the movement direction may be provided instead of the piezoelectric element 41, and another guide mechanism may be provided instead of the air bearing 42. May be. Moreover, in the board | substrate measuring apparatus 1c which concerns on 4th Embodiment, it replaces with the air cylinder 62 as an auxiliary electrode movement mechanism, for example, even if another mechanism is provided like the mechanism which combined the motor and the cam. Good.

基板測定装置の基板支持機構2では、第1流体噴出部21と第2流体噴出部22とは必ずしも接続されている必要はなく、第2流体噴出部22を移動する移動機構が、第1流体噴出部21を移動する移動機構とは独立して設けられ、両移動機構が同期して駆動されてもよい。また、第1流体噴出部21および第2流体噴出部22に磁石が組み込まれ、移動機構により第1流体噴出部21が移動される際に、第2流体噴出部22が磁力により第1流体噴出部21に追従して移動する構造とされてもよい。   In the substrate support mechanism 2 of the substrate measuring apparatus, the first fluid ejection part 21 and the second fluid ejection part 22 do not necessarily have to be connected, and a moving mechanism that moves the second fluid ejection part 22 is a first fluid. It may be provided independently of the moving mechanism that moves the ejection part 21, and both moving mechanisms may be driven in synchronization. Moreover, when a magnet is incorporated in the first fluid ejection part 21 and the second fluid ejection part 22 and the first fluid ejection part 21 is moved by the moving mechanism, the second fluid ejection part 22 is ejected by the magnetic force. The structure may be configured to move following the portion 21.

また、基板支持機構2では、第1流体噴出部21および第2流体噴出部22の位置が固定され、基板が水平方向(すなわち、基板9の上面91および下面92に平行な方向)に移動されることにより、第1流体噴出部21および第2流体噴出部22の基板に対する相対的な移動が実現されてもよい。これにより、第1流体噴出部21および第2流体噴出部22の相対移動に係る構造を簡素化することができる。一方、上述の基板処理装置のように、第1流体噴出部21および第2流体噴出部22を移動する構造とすることにより、装置のフットスタンプを小型化することができる。   In the substrate support mechanism 2, the positions of the first fluid ejection part 21 and the second fluid ejection part 22 are fixed, and the substrate is moved in the horizontal direction (that is, the direction parallel to the upper surface 91 and the lower surface 92 of the substrate 9). Accordingly, the relative movement of the first fluid ejection part 21 and the second fluid ejection part 22 with respect to the substrate may be realized. Thereby, the structure which concerns on the relative movement of the 1st fluid ejection part 21 and the 2nd fluid ejection part 22 can be simplified. On the other hand, by using the structure in which the first fluid ejection part 21 and the second fluid ejection part 22 are moved as in the above-described substrate processing apparatus, the foot stamp of the apparatus can be reduced in size.

基板支持機構2の補助支持部232は、移動制限部231とは個別に設けられてもよい。また、基板支持機構2から補助支持部232が省略され、第1流体噴出部21および第2流体噴出部22のみにより基板9が支持されてもよい。   The auxiliary support part 232 of the substrate support mechanism 2 may be provided separately from the movement restriction part 231. Further, the auxiliary support portion 232 may be omitted from the substrate support mechanism 2, and the substrate 9 may be supported only by the first fluid ejection portion 21 and the second fluid ejection portion 22.

移動制限部231は、必ずしも基板9の外周面の全周に亘って当接または対向する必要はなく、例えば、基板9の外周面上の互いに離間する3点(あるいは、4点以上)にて当該外周面に当接または対向してもよい。また、移動制限部231は、基板9の外縁部93に当接するのであれば、必ずしも基板9の外周面に当接する必要はなく、例えば、基板9の下面92の外周縁近傍の部位に当接し、基板9の重量による基板9の下面92と移動制限部との摩擦により基板9の移動が制限されてもよい。この場合、基板支持機構2の補助支持部232が移動制限部の役割を兼ねてもよい。   The movement restricting portion 231 does not necessarily need to be in contact with or face the entire outer periphery of the substrate 9. For example, the movement restricting portion 231 is separated from each other on the outer periphery of the substrate 9 at three points (or four or more points). You may contact | abut or oppose the said outer peripheral surface. Further, the movement restricting portion 231 does not necessarily need to contact the outer peripheral surface of the substrate 9 as long as it contacts the outer edge portion 93 of the substrate 9. The movement of the substrate 9 may be restricted by friction between the lower surface 92 of the substrate 9 and the movement restricting portion due to the weight of the substrate 9. In this case, the auxiliary support part 232 of the substrate support mechanism 2 may also serve as a movement restriction part.

第1多孔質部材211および第2多孔質部材221の形状は、内周縁の中心と外周縁の中心とがずれている円環状(すなわち、内側の空間が偏心した円環状)とされてもよい。また、第1多孔質部材211および第2多孔質部材221は、必ずしも円環状とされる必要はなく、他の外形を有する環状(例えば、矩形枠状)とされてもよく、環状以外の他の形状とされてもよい。例えば、平面視において対象領域911を間に挟むU字型の第1多孔質部材211により、対象領域911の周囲に第1流体が噴出されてもよい。また、第1多孔質部材211は、対象領域911を間に挟んで対向する平行な2つのバー状の多孔質部材とされてもよい。   The shape of the first porous member 211 and the second porous member 221 may be an annular shape in which the center of the inner peripheral edge is shifted from the center of the outer peripheral edge (that is, an annular shape in which the inner space is eccentric). . The first porous member 211 and the second porous member 221 do not necessarily have an annular shape, and may have an annular shape (for example, a rectangular frame shape) having other external shapes. The shape may be as follows. For example, the first fluid may be ejected around the target region 911 by the U-shaped first porous member 211 that sandwiches the target region 911 in plan view. Further, the first porous member 211 may be two parallel bar-shaped porous members facing each other with the target region 911 interposed therebetween.

基板支持機構2では、第1多孔質部材211と第2多孔質部材221とは必ずしも同形状とされる必要はなく、例えば、平面視において第2流体噴出部22が第1流体噴出部21よりも大きくされてもよい。また、支持対象となる基板が比較的小さい場合等、第2多孔質部材の上面(すなわち、基板側の面)が高精度に形成できる場合には、第2多孔質部材が基板の下面と同形状とされ、当該第2多孔質部材から基板の下面全体に向けて第2流体が均一に噴出されてもよい。この場合、噴出部移動機構25により、第1流体噴出部21のみが基板に対して相対移動される。   In the substrate support mechanism 2, the first porous member 211 and the second porous member 221 do not necessarily have the same shape. For example, the second fluid ejection part 22 is more than the first fluid ejection part 21 in plan view. May also be increased. In addition, when the upper surface of the second porous member (that is, the surface on the substrate side) can be formed with high accuracy, such as when the substrate to be supported is relatively small, the second porous member is the same as the lower surface of the substrate. The second fluid may be uniformly ejected from the second porous member toward the entire lower surface of the substrate. In this case, only the first fluid ejection part 21 is moved relative to the substrate by the ejection part moving mechanism 25.

第1の実施の形態に係る基板測定装置1では、上面91および下面92に絶縁膜が形成されていない半導体基板(いわゆる、ベアウエハ)に対してC−V特性の測定が行われてもよい。第3および第4の実施の形態に係る基板測定装置においても同様に、上面91に絶縁膜が形成されていない半導体基板に対して表面電位の測定が行われてもよい。   In the substrate measuring apparatus 1 according to the first embodiment, measurement of CV characteristics may be performed on a semiconductor substrate (so-called bare wafer) in which an insulating film is not formed on the upper surface 91 and the lower surface 92. Similarly, in the substrate measuring apparatuses according to the third and fourth embodiments, the surface potential may be measured for a semiconductor substrate in which no insulating film is formed on the upper surface 91.

第1ないし第3の実施の形態に係る基板測定装置では、第2多孔質部材221は、半導電性を有する多孔質材料により形成されてもよい。第3および第4の実施の形態に係る基板測定装置では、測定電極31から処理部57へと出力される微小な電流を変位電流とし、当該変位電流と測定電極31の電極電位とに基づいて対象領域911における表面電位が求められてもよい。また、第3および第4の実施の形態に係る基板測定装置に、第2の実施の形態に係る基板測定装置1aに設けられたエリプソメータが設けられ、サンプル基板の評価において膜厚変化と表面電位変化との関係を求める場合等に利用されてもよい。   In the substrate measuring apparatus according to the first to third embodiments, the second porous member 221 may be formed of a porous material having semiconductivity. In the substrate measuring apparatus according to the third and fourth embodiments, a minute current output from the measurement electrode 31 to the processing unit 57 is used as a displacement current, and based on the displacement current and the electrode potential of the measurement electrode 31. The surface potential in the target region 911 may be obtained. Further, the substrate measuring apparatus according to the third and fourth embodiments is provided with an ellipsometer provided in the substrate measuring apparatus 1a according to the second embodiment. It may be used when a relationship with change is obtained.

上記実施の形態に係る基板測定装置では、必ずしも対象領域911におけるC−V特性や表面電位が測定される必要はなく、対象領域911における基板9の他の様々な電気特性が測定部3からの出力に基づいて演算部により取得されてもよい。この場合であっても、上記実施の形態と同様に、基板9を平坦化しつつ支持するとともに、第1流体の制御のみでは近接させることが困難な位置まで測定部3を基板9に容易かつ迅速に近接させることができ、これにより、高精度な電気特性の測定を実現することができる。また、電気特性の測定の高速化も実現される。さらには、基板測定装置は、対象領域911における電気特性以外の他の所定の特性の測定(例えば、対象領域911の欠陥検査)に利用されてもよい。   In the substrate measuring apparatus according to the above-described embodiment, the CV characteristics and the surface potential in the target region 911 do not necessarily need to be measured, and other various electrical characteristics of the substrate 9 in the target region 911 are from the measurement unit 3. The calculation unit may acquire the output based on the output. Even in this case, as in the above-described embodiment, the substrate 9 is supported while being flattened, and the measuring unit 3 can be easily and quickly moved to the substrate 9 to a position where it is difficult to bring the substrate 9 close only by the control of the first fluid. Thus, highly accurate measurement of electrical characteristics can be realized. In addition, the measurement of electrical characteristics can be speeded up. Furthermore, the substrate measuring apparatus may be used for measurement of predetermined characteristics other than the electrical characteristics in the target area 911 (for example, defect inspection of the target area 911).

基板測定装置では、第1多孔質部材211および第2多孔質部材221から噴出される第1流体および第2流体は、必ずしも気体には限定されず、基板9の特性の測定に影響がない場合には、例えば、純水等の比較的低粘度の液体とされてもよい。   In the substrate measuring apparatus, the first fluid and the second fluid ejected from the first porous member 211 and the second porous member 221 are not necessarily limited to gases and do not affect the measurement of the characteristics of the substrate 9. For example, a liquid having a relatively low viscosity such as pure water may be used.

基板測定装置は、半導体基板以外にも、例えば、液晶表示装置やプラズマ表示装置等の平面表示装置用のガラス基板の特性測定に利用されてもよく、また、それ以外の他の基板(例えば、有機半導体の薄膜が形成された(あるいは、形成される予定の)プラスチック基板や太陽電池に利用されるプラスチックフィルム基板)の特性測定に利用されてもよい。   The substrate measuring apparatus may be used for measuring the characteristics of a glass substrate for a flat display device such as a liquid crystal display device or a plasma display device in addition to a semiconductor substrate, and other substrates (for example, You may utilize for the characteristic measurement of the plastic substrate in which the thin film of the organic semiconductor was formed (or the plastic substrate used for a solar cell).

本発明の第1の実施の形態に係る基板測定装置の平面図である。1 is a plan view of a substrate measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention. 基板測定装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of a board | substrate measuring apparatus. 基板測定装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of a board | substrate measuring apparatus. 測定部近傍の部位を拡大して示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which expands and shows the site | part of a measurement part vicinity. C−V特性の測定の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of a measurement of a CV characteristic. 本発明の第2の実施の形態に係る基板測定装置の一部を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows a part of board | substrate measuring apparatus based on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る基板測定装置の一部を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows a part of board | substrate measuring apparatus based on the 3rd Embodiment of this invention. 表面電位測定の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of surface potential measurement. 本発明の第4の実施の形態に係る基板測定装置の一部を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows a part of board | substrate measuring apparatus based on the 4th Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1,1a〜1c 基板測定装置
3 測定部
4 測定部移動機構
9 基板
21 第1流体噴出部
22 第2流体噴出部
24 基板回転機構
25 噴出部移動機構
31 測定電極
32 電極保持部
33 光源部
34 受光部
35 膜厚演算部
41 圧電素子
42 エアベアリング
51 電圧印加部
52 容量メータ
53 特性演算部
55 電位付与部
56 表面電位演算部
61 補助電極
62 エアシリンダ
91 上面
92 下面
93 外縁部
211 第1多孔質部材
212 第1支持ブロック
221 第2多孔質部材
225 切替機構
231 移動制限部
232 補助支持部
421 案内部
911 対象領域
S11〜S18,S21〜S28 ステップ
1, 1a to 1c Substrate measuring apparatus 3 Measuring unit 4 Measuring unit moving mechanism 9 Substrate 21 First fluid ejecting unit 22 Second fluid ejecting unit 24 Substrate rotating mechanism 25 Ejecting unit moving mechanism 31 Measuring electrode 32 Electrode holding unit 33 Light source unit 34 Light receiving unit 35 Film thickness calculating unit 41 Piezoelectric element 42 Air bearing 51 Voltage applying unit 52 Capacitance meter 53 Characteristic calculating unit 55 Potential applying unit 56 Surface potential calculating unit 61 Auxiliary electrode 62 Air cylinder 91 Upper surface 92 Lower surface 93 Outer edge 211 First porous Material member 212 first support block 221 second porous member 225 switching mechanism 231 movement restriction portion 232 auxiliary support portion 421 guide portion 911 target region S11 to S18, S21 to S28 Steps

Claims (16)

基板の対象領域における所定の特性を測定する基板測定装置であって、
基板の一方の主面上の対象領域の周囲に向けて、第1多孔質部材から第1流体を噴出する第1流体噴出部と、
前記第1流体噴出部に対向して配置され、前記基板の他方の主面に向けて第2多孔質部材から第2流体を噴出することにより、前記第1多孔質部材と前記第2多孔質部材との間にて前記基板を非接触にて支持する第2流体噴出部と、
前記基板の外縁部に当接して前記基板の前記一方の主面に平行な方向への移動を制限する移動制限部と、
前記基板の前記一方の主面に沿って前記第1流体噴出部を前記基板に対して相対的に移動することにより前記対象領域を変更する対象領域変更機構と、
前記第1流体噴出部に取り付けられて前記基板の前記対象領域に対向する測定部と、
前記測定部が前記対象領域の所定の特性を測定する際に、前記測定部を前記基板の前記一方の主面に向かう方向に前記第1流体噴出部に対して相対的に移動して前記一方の主面に非接触にて近接させる測定部移動機構と、
を備えることを特徴とする基板測定装置。
A substrate measuring apparatus for measuring a predetermined characteristic in a target region of a substrate,
A first fluid ejecting portion that ejects the first fluid from the first porous member toward the periphery of the target region on one main surface of the substrate;
The first porous member and the second porous member are disposed so as to face the first fluid ejecting portion and eject the second fluid from the second porous member toward the other main surface of the substrate. A second fluid ejection portion that supports the substrate in a non-contact manner with a member;
A movement restricting portion that abuts on an outer edge portion of the substrate and restricts movement in a direction parallel to the one main surface of the substrate;
A target region changing mechanism that changes the target region by moving the first fluid ejection portion relative to the substrate along the one main surface of the substrate;
A measurement unit attached to the first fluid ejection unit and facing the target region of the substrate;
When the measurement unit measures a predetermined characteristic of the target region, the measurement unit is moved relative to the first fluid ejection unit in a direction toward the one main surface of the substrate. A measuring part moving mechanism that is brought close to the main surface of the non-contacting,
A substrate measuring apparatus comprising:
請求項1に記載の基板測定装置であって、
前記測定部移動機構により、前記測定部の先端と前記基板の前記一方の主面との間の距離が5μm未満となるまで、前記測定部が前記一方の主面に近接することを特徴とする基板測定装置。
The substrate measuring apparatus according to claim 1,
The measurement unit moves closer to the one main surface until the distance between the tip of the measurement unit and the one main surface of the substrate is less than 5 μm by the measurement unit moving mechanism. Substrate measuring device.
請求項1または2に記載の基板測定装置であって、
前記第2流体噴出部が、前記基板の前記他方の主面の一部に向けて前記第2流体を噴出し、前記第1流体噴出部と共に前記基板に対して相対的に移動することを特徴とする基板測定装置。
It is a board | substrate measuring apparatus of Claim 1 or 2, Comprising:
The second fluid ejection part ejects the second fluid toward a part of the other main surface of the substrate, and moves relative to the substrate together with the first fluid ejection part. Substrate measuring device.
請求項3に記載の基板測定装置であって、
前記第1多孔質部材と前記第2多孔質部材とが同形状であり、かつ、前記基板に垂直な方向において重なっていることを特徴とする基板測定装置。
It is a board | substrate measuring apparatus of Claim 3, Comprising:
The substrate measuring apparatus, wherein the first porous member and the second porous member have the same shape and overlap in a direction perpendicular to the substrate.
請求項3または4に記載の基板測定装置であって、
前記第1流体および前記第2流体が気体であり、
前記基板が半導体基板であり、
前記第2多孔質部材が導電性または半導電性を有する材料により形成されており、
前記基板測定装置が、
前記測定部の前記対象領域に対向する測定電極に電圧を印加する電圧印加部と、
前記測定電極と前記第2多孔質部材との間の合成容量を取得する容量測定部と、
前記測定電極に印加される印加電圧を変更しつつ前記容量測定部からの出力に基づいて前記対象領域における印加電圧と合成容量との関係を求める演算部と、
前記第2流体噴出部の前記第2多孔質部材に対する前記第2流体の供給、および、前記第2多孔質部材を介する流体の吸引を切り替える切替機構と、
をさらに備え、
前記関係が取得される際に、前記切替機構により前記第2多孔質部材を介する吸引が行われることにより前記基板の前記他方の主面が前記第2多孔質部材に吸着されて電気的に接続され、
前記対象領域変更機構により前記第2流体噴出部が前記第1流体噴出部と共に前記基板に対して相対的に移動する際に、前記切替機構により前記第2多孔質部材からの前記第2流体の噴出が行われることを特徴とする基板測定装置。
The substrate measuring apparatus according to claim 3 or 4, wherein
The first fluid and the second fluid are gases;
The substrate is a semiconductor substrate;
The second porous member is formed of a conductive or semiconductive material;
The substrate measuring apparatus is
A voltage application unit that applies a voltage to the measurement electrode facing the target region of the measurement unit;
A capacity measuring unit for obtaining a combined capacity between the measurement electrode and the second porous member;
An arithmetic unit that obtains a relationship between the applied voltage and the combined capacitance in the target region based on an output from the capacitance measuring unit while changing an applied voltage applied to the measurement electrode;
A switching mechanism for switching supply of the second fluid to the second porous member of the second fluid ejection portion and suction of the fluid through the second porous member;
Further comprising
When the relationship is acquired, suction is performed through the second porous member by the switching mechanism, whereby the other main surface of the substrate is adsorbed to and electrically connected to the second porous member. And
When the second fluid ejecting portion moves relative to the substrate together with the first fluid ejecting portion by the target region changing mechanism, the second fluid from the second porous member is moved by the switching mechanism. A substrate measuring apparatus, wherein ejection is performed.
請求項5に記載の基板測定装置であって、
前記基板が前記一方の主面に絶縁膜が形成された半導体基板であり、
前記測定部が、
前記基板の前記対象領域に光を入射させる光源部と、
前記光源部からの光の前記対象領域からの反射光を受光する受光部と、
前記受光部からの出力に基づいて前記対象領域における前記絶縁膜の厚さを求める膜厚演算部と、
を備えることを特徴とする基板測定装置。
It is a board | substrate measuring apparatus of Claim 5, Comprising:
The substrate is a semiconductor substrate having an insulating film formed on the one main surface;
The measurement unit is
A light source unit that makes light incident on the target area of the substrate;
A light receiving unit that receives reflected light from the target region of light from the light source unit;
A film thickness calculation unit for determining the thickness of the insulating film in the target region based on an output from the light receiving unit;
A substrate measuring apparatus comprising:
請求項3または4に記載の基板測定装置であって、
前記第1流体および前記第2流体が気体であり、
前記基板が前記他方の主面に絶縁膜が形成された半導体基板であり、
前記基板測定装置が、
前記測定部の前記対象領域に対向する測定電極に電位を付与する電位付与部と、
前記第2流体噴出部に取り付けられた補助電極と、
前記補助電極を前記基板の前記他方の主面に向かう方向に前記第2流体噴出部に対して相対的に移動する補助電極移動機構と、
前記測定電極を前記対象領域に向かう振動方向に振動させる振動部と、
前記測定電極を振動させた際の前記測定電極の電極電位と前記測定電極または前記補助電極からの変位電流とに基づいて前記対象領域の表面電位を求める演算部と、
をさらに備え、
前記表面電位が求められる際に、前記補助電極移動機構により前記補助電極が移動して前記補助電極の先端が前記基板の前記他方の主面において前記基板の基板本体に接触することにより前記基板本体に電気的に接続され、
前記対象領域変更機構により前記第2流体噴出部が前記第1流体噴出部と共に前記基板に対して相対的に移動する際に、前記補助電極移動機構により前記補助電極が前記他方の主面から離間されることを特徴とする基板測定装置。
The substrate measuring apparatus according to claim 3 or 4, wherein
The first fluid and the second fluid are gases;
The substrate is a semiconductor substrate having an insulating film formed on the other main surface;
The substrate measuring apparatus is
A potential applying unit that applies a potential to the measurement electrode facing the target region of the measurement unit;
An auxiliary electrode attached to the second fluid ejection part;
An auxiliary electrode moving mechanism that moves the auxiliary electrode relative to the second fluid ejection portion in a direction toward the other main surface of the substrate;
A vibrating section that vibrates the measurement electrode in a vibration direction toward the target region;
A calculation unit for obtaining a surface potential of the target region based on an electrode potential of the measurement electrode when the measurement electrode is vibrated and a displacement current from the measurement electrode or the auxiliary electrode;
Further comprising
When the surface potential is obtained, the auxiliary electrode is moved by the auxiliary electrode moving mechanism, and the tip of the auxiliary electrode comes into contact with the substrate main body of the substrate on the other main surface of the substrate. Electrically connected to the
When the second fluid ejection part moves relative to the substrate together with the first fluid ejection part by the target area changing mechanism, the auxiliary electrode is separated from the other main surface by the auxiliary electrode moving mechanism. The board | substrate measuring apparatus characterized by the above-mentioned.
請求項3または4に記載の基板測定装置であって、
前記第1流体および前記第2流体が気体であり、
前記基板が半導体基板であり、
前記第2多孔質部材が導電性または半導電性を有する材料により形成されており、
前記基板測定装置が、
前記測定部の前記対象領域に対向する測定電極に電位を付与する電位付与部と、
前記測定電極を前記対象領域に向かう振動方向に振動させる振動部と、
前記測定電極を振動させた際の前記測定電極の電極電位と前記測定電極または前記第2多孔質部材からの変位電流とに基づいて前記対象領域の表面電位を求める演算部と、
前記第2流体噴出部の前記第2多孔質部材に対する前記第2流体の供給、および、前記第2多孔質部材を介する流体の吸引を切り替える切替機構と、
をさらに備え、
前記表面電位が求められる際に、前記切替機構により前記第2多孔質部材を介する吸引が行われることにより前記基板の前記他方の主面が前記第2多孔質部材に吸着されて電気的に接続され、
前記対象領域変更機構により前記第2流体噴出部が前記第1流体噴出部と共に前記基板に対して相対的に移動する際に、前記切替機構により前記第2多孔質部材からの前記第2流体の噴出が行われることを特徴とする基板測定装置。
The substrate measuring apparatus according to claim 3 or 4, wherein
The first fluid and the second fluid are gases;
The substrate is a semiconductor substrate;
The second porous member is formed of a conductive or semiconductive material;
The substrate measuring apparatus is
A potential applying unit that applies a potential to the measurement electrode facing the target region of the measurement unit;
A vibrating section that vibrates the measurement electrode in a vibration direction toward the target region;
A calculation unit for obtaining a surface potential of the target region based on an electrode potential of the measurement electrode when the measurement electrode is vibrated and a displacement current from the measurement electrode or the second porous member;
A switching mechanism for switching supply of the second fluid to the second porous member of the second fluid ejection portion and suction of the fluid through the second porous member;
Further comprising
When the surface potential is determined, suction is performed through the second porous member by the switching mechanism, so that the other main surface of the substrate is adsorbed to and electrically connected to the second porous member. And
When the second fluid ejecting portion moves relative to the substrate together with the first fluid ejecting portion by the target region changing mechanism, the second fluid from the second porous member is moved by the switching mechanism. A substrate measuring apparatus, wherein ejection is performed.
請求項1ないし4のいずれかに記載の基板測定装置であって、
前記測定部からの出力を演算処理する演算部をさらに備え、
前記第1流体および前記第2流体が気体であり、
前記基板が半導体基板であり、
前記測定部からの出力に基づいて前記演算部により前記対象領域における前記基板の電気特性が取得されることを特徴とする基板測定装置。
The substrate measuring apparatus according to any one of claims 1 to 4,
A calculation unit for calculating the output from the measurement unit;
The first fluid and the second fluid are gases;
The substrate is a semiconductor substrate;
The substrate measurement apparatus characterized in that an electric characteristic of the substrate in the target region is acquired by the arithmetic unit based on an output from the measurement unit.
請求項1ないし9のいずれかに記載の基板測定装置であって、
前記第1多孔質部材が、前記対象領域の周囲を囲む環状であることを特徴とする基板測定装置。
It is a board | substrate measuring apparatus in any one of Claim 1 thru | or 9, Comprising:
The substrate measuring apparatus, wherein the first porous member has an annular shape surrounding the target region.
請求項10に記載の基板測定装置であって、
前記第1多孔質部材が、円環状であることを特徴とする基板測定装置。
It is a board | substrate measuring apparatus of Claim 10, Comprising:
The substrate measuring apparatus, wherein the first porous member is annular.
請求項10または11に記載の基板測定装置であって、
前記第1流体噴出部が、前記第1多孔質部材の前記基板とは反対側において前記第1多孔質部材の内側の空間を閉塞する閉塞部を備えることを特徴とする基板測定装置。
It is a board | substrate measuring device of Claim 10 or 11,
The substrate measuring apparatus, wherein the first fluid ejection portion includes a closing portion that closes a space inside the first porous member on a side opposite to the substrate of the first porous member.
請求項10ないし12のいずれかに記載の基板測定装置であって、
前記測定部と前記対象領域との間の空間が、不活性ガス雰囲気または減圧雰囲気とされることを特徴とする基板測定装置。
A substrate measuring apparatus according to any one of claims 10 to 12,
The substrate measuring apparatus, wherein a space between the measurement unit and the target region is an inert gas atmosphere or a reduced pressure atmosphere.
請求項1ないし13のいずれかに記載の基板測定装置であって、
前記基板の前記外縁部近傍において前記基板を補助的に支持する補助支持部をさらに備えることを特徴とする基板測定装置。
The substrate measuring apparatus according to any one of claims 1 to 13,
The board | substrate measuring apparatus further provided with the auxiliary | assistant support part which supports the said board | substrate in the vicinity of the said outer edge part of the said board | substrate.
請求項1ないし14のいずれかに記載の基板測定装置であって、
前記測定部移動機構が、前記第1流体噴出部に固定された案内部と前記測定部に設けられた移動部との間の間隙に向けて支持用流体を噴出することにより、前記案内部と前記移動部とを非接触状態としつつ前記測定部を案内する直動案内機構を備えることを特徴とする基板測定装置。
The substrate measuring apparatus according to any one of claims 1 to 14,
The measuring unit moving mechanism ejects a supporting fluid toward a gap between a guiding unit fixed to the first fluid ejecting unit and a moving unit provided in the measuring unit; A substrate measuring apparatus comprising a linear motion guide mechanism for guiding the measuring unit while keeping the moving unit in a non-contact state.
請求項1ないし15のいずれかに記載の基板測定装置であって、
前記測定部移動機構が、前記測定部の移動方向に伸縮することにより前記測定部を移動する圧電素子を備えることを特徴とする基板測定装置。
The substrate measuring apparatus according to any one of claims 1 to 15,
The substrate measuring apparatus, wherein the measuring unit moving mechanism includes a piezoelectric element that moves the measuring unit by expanding and contracting in the moving direction of the measuring unit.
JP2008176701A 2008-07-07 2008-07-07 Substrate measuring device Pending JP2010016279A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008176701A JP2010016279A (en) 2008-07-07 2008-07-07 Substrate measuring device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008176701A JP2010016279A (en) 2008-07-07 2008-07-07 Substrate measuring device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010016279A true JP2010016279A (en) 2010-01-21

Family

ID=41702083

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008176701A Pending JP2010016279A (en) 2008-07-07 2008-07-07 Substrate measuring device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010016279A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011117925A (en) * 2009-12-02 2011-06-16 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd Apparatus and method for inspecting defects in circuit pattern
WO2017192411A1 (en) * 2016-05-02 2017-11-09 Kla-Tencor Corporation Porosity measurement of semiconductor structures
US10145674B2 (en) 2016-05-02 2018-12-04 Kla-Tencor Corporation Measurement of semiconductor structures with capillary condensation
JP2019002918A (en) * 2017-06-19 2019-01-10 ユニパルス株式会社 Thickness measuring device
US10281263B2 (en) 2016-05-02 2019-05-07 Kla-Tencor Corporation Critical dimension measurements with gaseous adsorption

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011117925A (en) * 2009-12-02 2011-06-16 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd Apparatus and method for inspecting defects in circuit pattern
WO2017192411A1 (en) * 2016-05-02 2017-11-09 Kla-Tencor Corporation Porosity measurement of semiconductor structures
US10041873B2 (en) 2016-05-02 2018-08-07 Kla-Tencor Corporation Porosity measurement of semiconductor structures
US10145674B2 (en) 2016-05-02 2018-12-04 Kla-Tencor Corporation Measurement of semiconductor structures with capillary condensation
CN109155265A (en) * 2016-05-02 2019-01-04 科磊股份有限公司 The porosity measurement of semiconductor structure
US10281263B2 (en) 2016-05-02 2019-05-07 Kla-Tencor Corporation Critical dimension measurements with gaseous adsorption
CN109155265B (en) * 2016-05-02 2020-03-27 科磊股份有限公司 Porosity measurement of semiconductor structures
JP2019002918A (en) * 2017-06-19 2019-01-10 ユニパルス株式会社 Thickness measuring device
JP7094513B2 (en) 2017-06-19 2022-07-04 ユニパルス株式会社 Thickness measuring device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6337108B2 (en) Apparatus and method for semiconductor wafer leveling, force balancing, and touch sensing
JP2010016279A (en) Substrate measuring device
JP2009521129A (en) Polishing method of semiconductor structure on insulator
KR101618849B1 (en) Apparatus for inspecting semiconductor with correction of flatness of stage
JP6334695B2 (en) Apparatus and method for aligning and centering a wafer
JP2007152261A (en) Paste application apparatus, paste application method, and manufacturing method of display panel using it
CN103624673A (en) Chemical mechanical polishing device and chemical mechanical polishing method
US20040019442A1 (en) Film thickness measuring method, relative dielectric constant measuring method, film thickness measuring apparatus, and relative dielectric constant measuring apparatus
US7034563B1 (en) Apparatus for measuring of thin dielectric layer properties on semiconductor wafers with contact self aligning electrodes
WO2011043224A1 (en) Pressure sensor element and sheet-like pressure sensor
KR20210013205A (en) Double-sided polishing device and double-sided polishing method of work
WO2021106527A1 (en) Substrate bonding device and method
JP2010207978A (en) Method of positioning cutting wire and workpiece, and wire saw with positioning angle detection device using the method
JP2008122349A (en) Measuring instrument
JP2995134B2 (en) Probe device
JP4731500B2 (en) Substrate support device, surface potential measurement device, film thickness measurement device, and substrate inspection device
CN102914391A (en) Device for supplying additional in-situ stress to film and measuring method for stress value thereof
JPH10270515A (en) Electrical-characteristic evaluating device
CN104858769B (en) Relative ranging device and method
JPH0945642A (en) Method and device for grinding semiconductor substrate
KR101664110B1 (en) Apparatus of treating bared wafer
JP2003322520A (en) Flatness and shape measuring device for surface plate for surface grinding/polishing device
JP7492921B2 (en) Sensor Probe Assembly
JP5076171B2 (en) Shape measuring method and shape measuring apparatus
KR102503655B1 (en) Apparatus of polishing bared wafer