DE4239439A1

DE4239439A1 -

Info

Publication number: DE4239439A1
Application number: DE4239439A
Authority: DE
Inventors: Masanori Obata; Jyunichi Arima; Yoshihiro Hirata
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1991-11-28
Filing date: 1992-11-24
Publication date: 1993-06-03
Anticipated expiration: 2012-11-25
Also published as: KR960012745B1; DE4239439C2; JP2647585B2; US5321634A; KR930010535A; JPH05149741A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein automatisches Dünnfilm-Meßgerät, und insbesondere auf ein solches automa tisches Dünnfilm-Meßgerät, welches die Differenz im Gewicht eines Halbleitersubstrats vor und nach der Ausbildung eines Dünnfilms auf demselben mißt und welches die Dicke des Dünn films ermittelt.

Üblicherweise wird die Dicke eines auf einem Halblei tersubstrat ausgebildeten Dünnfilms unter Zugrundelegung des Gewichts des Dünnfilms ermittelt. Bei diesem Verfahren wird unter der Annahme, daß der Dünnfilm auf dem Halbleitersub strat gleichförmig ausgebildet ist, das jeweilige Gewicht des Halbleitersubstrats vor und nach der Ausbildung des Dünnfilms gemessen, wobei das Gewicht des Dünnfilms unter Zugrundelegung der Differenz zwischen den ermittelten Ge wichten bestimmt wird. Daraufhin wird die Dicke des Dünn films durch Division des Gewichts des Dünnfilms durch den Oberflächenbereich der Halbleiterfläche (derjenige Bereich, an dem der Dünnfilm ausgebildet ist) und das spezifische Ge wicht des Dünnfilms ermittelt.

Ein herkömmliches Dünnfilm-Meßgerät, das ein derartiges Ver fahren verwendet, ist in Fig. 9 dargestellt. Bei diesem be kannten Dünnfilm-Meßgerät wird die Dicke eines Dünnfilms an hand eines in Fig. 10 näher gezeigten Meßverfahrens gemes sen.

Gemäß Fig. 9 wird ein Halbleitersubstrat 6 auf einen Teller bzw. eine Meß-Auflagebühne 3 gelegt, die sich in einer manuellen Präzisionswaage 11 befindet, mittels der das Ge wicht des Halbleitersubstrats 6 gemessen wird. In der Präzi sionswaage 11 wird die Gewichtsmessung auf die Betätigung eines Messungs-Startschalters 12 hin begonnen und der je weils gemessene Wert wird an einer Anzeigeeinheit 13 ange zeigt und zu einer Datenverarbeitungseinheit 7 übertragen.

Das herkömmliche Dünnfilm-Meßgerät weist den oben erläuter ten Aufbau auf, wobei seine Meßvorgänge wie folgt durchge führt werden. Zunächst wird das Halbleitersubstrat 6, auf dem noch kein Dünnfilm ausgebildet worden ist, auf die Meß- Auflagebühne 3 der Präzisionswaage 11 mit einer Pinzette oder dergleichen aufgelegt und eine nicht dargestellte Tür wird von der Bedienungsperson geschlossen. Daraufhin wird der Messungs-Startschalter 12 betätigt, sobald sich der ge messene Gewichtswert stabilisiert hat, und die Gewichtsmes sung wird durchgeführt (Schritt S38). Der gemessene Ge wichtswert wird zur Datenverarbeitungseinheit 7 übertragen und als Datenwert gespeichert, der sich auf eine Vorausbil dungs-Messung bezieht (Gewichtsmessung, bevor ein Dünnfilm ausgebildet worden ist) (Schritt S39). Daraufhin wird das Halbleitersubstrat 6 mit einer Pinzette oder dergleichen aus der Präzisionswaage 11 herausgenommen.

Im Anschluß daran wird das Halbleitersubstrat 6, auf dem nunmehr ein Dünnfilm ausgebildet worden ist, auf die Meß- Auflagebühne 3 der Präzisionswaage 11 mit einer Pinzette oder dergleichen aufgelegt und die Tür wird geschlossen. An diesem Halbleitersubstrat 6 ist bereits eine Vorausbildungs- Messung vorgenommen worden. Wenn sich der gemessene Ge wichtswert stabilisiert hat, wird der Messungs-Startschalter 12 betätigt, wodurch die Gewichtsmessung eingeleitet wird (Schritt S40). Der gemessene Gewichtswert wird zu der Daten verarbeitungseinheit 7 übertragen und als ein sich auf eine Nachausbildungs-Messung (Gewichtsmessung nach der Ausbildung des Dünnfilms) beziehender Datenwert gespeichert (Schritt S41). Das Halbleitersubstrat 6 wird daraufhin aus der Präzi sionswaage 11 mit einer Pinzette oder dergleichen herausge nommen. Das Gewicht des Dünnfilms wird in der Datenverarbei tungseinheit 7 durch Subtraktion des in der Vorausbildungs- Messung ermittelten Gewichtswerts von dem in der Nachausbil dungs-Messung ermittelten Gewichtswert bestimmt (Schritt S42) und die Dicke des auf dem Halbleitersubstrat 6 ausge bildeten Dünnfilms wird durch Division dieses Gewichts durch den Oberflächenbereich des Halbleitersubstrats 6 und das spezifische Gewicht des Dünnfilms erhalten (Schritt S43).

Bei dem vorstehend beschriebenen Dünnfilmmeßgerät erfordert die Gewichtsmessung des Halbleitersubstrats 6 die Verwendung menschlicher Hände, so daß sich der angezeigte Wert (der beispielsweise anhand einer Digitalzahl in Siebensegmentan zeige dargestellt wird) der Präzisionswaage 11 aufgrund von Vibrationen oder dergleichen, denen die Präzisionswaage 11 beim Auflegen des Halbleitersubstrats 6 auf die Meß-Auflage bühne 3 oder beim Schließen der Türe unterzogen wird, ändern kann; darüberhinaus besteht die Möglichkeit, daß der Mes sungs-Startschalter 12 betätigt und der angezeigte Wert ge lesen wird, bevor sich der angezeigte Wert stabilisiert hat. Demgemäß schwankt der gemessene Wert in Abhängigkeit vom Zeitpunkt der Betätigung des Messungs-Startschalters 12 durch die Bedienungsperson. So liegt beispielsweise die Schwankungsrate bzw. der Ungenauigkeitsbereich der Messung bei Verwendung einer herkömmlichen Präzisionswaage 11 bei ungefähr +/-5%, wenn bei dem oben erläuterten Dünnfilm-Meß gerät ein Halbleitersubstrat mit einem ungefähren Gewicht von 25 g (6-Inch-Substrat) verwendet wird.

Wenn die Gewichtsmessung in einem Zustand durchgeführt wird, bei dem das Halbleitersubstrat 6 beispielsweise bei einer ungefähren Temperatur von 60°C nicht auf die Raumtemperatur herabgekühlt wird, tritt in der Präzisionswaage 11 eine Kon vektion auf und verringert die Meßgenauigkeit. Darüberhinaus wird die Meßgenauigkeit durch niederfrequente Störungen ver ringert, die auf das Gebäude und andere Geräte zurückzufüh ren sind. Da das herkömmliche Dünnfilm-Meßgerät nicht in ein Fabrikautomatisierungssystem (FA-System) eingegliedert wer den kann, ist es darüberhinaus unmöglich, die Messung zu au tomatisieren.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein automa tisches Dünnfilm-Meßgerät zu schaffen, das in der Lage ist, ohne die Verwendung menschlicher Hände das Gewicht eines Halbleitersubstrats zu messen und die Dicke eines Dünnfilms zu berechnen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Anspruch 1 bzw. 2 bzw. 3 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist demzufolge ein automa tisches Dünnfilm-Meßgerät vorgesehen, das eine eine Vielzahl von Halbleitersubstraten enthaltende Kassette, eine Präzisi onswaage zum Messen des Gewichts der Halbleitersubstrate vor und nach einer Oberflächenbehandlung, einen Transport- bzw. Greifroboter zum Herausnehmen eines vorbestimmten Halblei tersubstrats aus der Kassette und zum Laden oder Entladen des Halbleitersubstrats auf eine Meß-Auflagebühne der Präzi sionswaage, sowie eine Datenverarbeitungseinheit aufweist, welche die Gewichtsmessung und die Betriebsabläufe des Greifroboters betreffende Anweisungen ausgibt, die Dicke ei nes oberflächenbehandelten Bereichs des Halbleitersubstrats unter Zugrundelegung der Differenz im Gewicht des Halblei tersubstrats vor und nach der Oberflächenbehandlung berech net, den Ursprungs- bzw. Bezugspunkt der Präzisionswaage ge mäß den Anweisungen aus der Datenverarbeitungseinheit korri giert, den Änderungszyklus eines Bezugspunktwerts ermittelt, wenn der Bezugspunkt korrigiert wird, und die das Gewicht des Halbleitersubstrats bei einem ganzzahligen Vielfachen des Änderungszyklus mißt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung nä her erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 anhand einer schematischen Prinzipdarstellung ein automatisches Dünnfilm-Meßgerät gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 anhand eines Flußdiagramms schematisch den Ab lauf von Meßvorgängen bei dem automatischen Dünnfilm-Meßge rät;

Fig. 3 anhand eines Flußdiagramms sämtliche Details der Meßvorgänge des automatischen Dünnfilm-Meßgeräts;

Fig. 4 anhand eines Flußdiagramms Steuerungsabläufe zur Kalibrierung und Bezugspunkt-Korrektur einer Präzisionswaage gemäß diesem Ausführungsbeispiel;

Fig. 5 anhand einer Kennlinie den Vibrationszyklus ei nes Platzes, an dem das automatische Dünnfilm-Meßgerät aufgestellt ist;

Fig. 6 anhand einer schematischen Ansicht den Aufbau einer Präzisionswaage mit einem Strahlungsthermometer;

Fig. 7 anhand einer schematischen Ansicht eine Präzisi onswaage mit einem eingebauten Gewicht;

Fig. 8 anhand einer schematischen Ansicht eine Präzisi onswaage mit einem Reflektometer;

Fig. 9 schematisch den prinzipiellen Aufbau eines her kömmlichen Dünnfilm-Meßgeräts; und

Fig. 10 anhand eines Flußdiagramms den prinzipiellen Ablauf von Meßvorgängen bei dem herkömmlichen Dünnfilm- Meßgerät.

Nachfolgend wird der prinzipielle Aufbau eines Ausführungs beispiels des erfindungsgemaßen automatischen Dünnfilm-Meß geräts näher erläutert, wobei darauf hinzuweisen ist, daß in den Figuren für gleiche oder entsprechende Teile jeweils die gleichen Bezugszeichen verwendet sind.

Gemäß Fig. 1 weist eine zur Messung des Gewichts eines Halb leitersubstrats 6 dienende Präzisionswaage 2 einen Teller bzw. eine Meß-Auflagebühne 3 auf, auf die das Halbleitersub strat 6 aufgelegt wird. Das Halbleitersubstrat 6 wird von einem (Halbleiterscheiben-)Transport- bzw. Greifroboter 4 zwischen einem (nicht gezeigten) Ladeabschnitt, an dem eine das Halbleitersubstrat 6 enthaltende Kassette einzubringen bzw. einzusetzen ist, und der Meß-Auflagebühne 3 hin- und herbefördert. Weiterhin ist eine Datenverarbeitungseinheit 7 vorgesehen, die zur Verarbeitung von sich auf die gemessenen Gewichtswerte beziehenden Daten dient. Die Präzisionswaage 2, der Greifroboter 4 und die Datenverarbeitungseinheit 7 bilden den Körper bzw. die Basiseinheit des automatischen Dünnfilm-Meßgeräts 1.

Bei diesem, den vorgenannten Aufbau aufweisenden System ei nes automatischen Dünnfilm-Meßgeräts wird das in der am La deabschnitt plazierten Kassette 5 befindliche Halbleitersub strat 6 mittels des Greifroboters 4 auf die Meß-Auflagebühne 3 der Präzisionswaage 2 aufgelegt, um das Gewicht des Halb leitersubstrats 6 zu messen. Wenn die Messung abgeschlossen ist, wird das Halbleitersubstrat 6 vom Greifroboter 4 in die Kassette 5 im Ladeabschnitt zurückgefördert. Die Datenverar beitungseinheit 7 steuert das System und führt eine Daten verarbeitung durch.

Fig. 2 zeigt anhand eines Flußdiagramms das bei diesem auto matischen Dünnfilm-Meßgerät angewandte Meßverfahren. Zunächst wird in einem Schritt S1 die Kassette 5 in den La deabschnitt eingesetzt, die das Halbleitersubstrat 6 ent hält, bevor ein Dünnfilm auf diesem ausgebildet worden ist. Daraufhin nimmt der Greifroboter 4 in einem Schritt S2 das bezeichnete Halbleitersubstrat 6 nach Maßgabe von entspre chenden Anweisungen der Datenverarbeitungseinheit 7 und legt dieses Halbleitersubstrat 6 auf die Meß-Auflagebühne 3 der Präzisionswaage 2 auf. Um zu verhindern, daß eine von außen eindringende Luftbewegung den jeweiligen Meßwert ändert, ist die Tür der Präzisionswaage 2 nur dann geöffnet, wenn das Halbleitersubstrat 6 gefördert wird, wohingegen sie während eines Meßvorgangs geschlossen bleibt. Dies ist insbesondere in einem Reinraum von Vorteil, da in einem solchen Luft von der Decke zum Boden zirkuliert.

Das Gewicht des auf die Meß-Auflagebühne 3 der Präzisions waage 2 aufgelegten Halbleitersubstrats 6 wird nach Maßgabe von entsprechenden Anweisungen aus der Datenverarbeitungs einheit 7 gemessen und in der Datenverarbeitungseinheit 7 als ein vor der Bildung (des Dünnfilms) gemessener Gewichts datenwert gespeichert (Schritt S3). Daraufhin bringt der Greifroboter 4 das auf der Meß-Auflagebühne 3 der Präzisi onswaage 2 befindliche Halbleitersubstrat 6 zurück zu seiner anfänglichen Position in der Kassette 5. Diese Gewichtsmes sung vor der Ausbildung (des Dünnfilms) wird sequentiell an dem von der Datenverarbeitungseinheit 7 jeweils bezeichneten Halbleitersubstrat 6 durchgeführt.

Daraufhin wird in einem Schritt S4 die Kassette 5 in den La deabschnitt eingesetzt, wobei diese nunmehr das Halbleiter substrat 6 enthält, auf dem ein Dünnfilm ausgebildet worden ist. Der Greifroboter 4 nimmt nach Maßgabe entsprechender Anweisungen aus der Datenverarbeitungseinheit 7 das bezeich nete (bereits gemessene) Halbleitersubstrat 6 und plaziert das Halbleitersubstrat 6 auf der Meß-Auflagebühne 3 der Prä zisionswaage 2. Das Gewicht des auf der Meß-Auflagebühne 3 der Präzisionswaage 2 befindlichen Halbleitersubstrat 6 wird nach Maßgabe entsprechender Anweisungen aus der Datenverar beitungseinheit 7 in einem Schritt S5 gemessen und in einem Schritt S6 als ein nach der Ausbildung (des Dünnfilms) ge messener Gewichtsdatenwert in der Datenverarbeitungseinheit 7 gespeichert. Das Gewicht des Dünnfilms wird unter Zugrun delegung der Differenz zwischen dem vor der Ausbildung (des Dünnfilms) gemessenen Gewicht und dem nach der Ausbildung (des Dünnfilms) gemessenen Gewicht ermittelt, während die Dicke des Dünnfilms durch Division des Gewichts durch das im voraus erhaltene spezifische Gewicht des Dünnfilms und die Größe der Oberfläche des Halbleitersubstrats 6 berechnet wird (Schritt S7). Daraufhin bringt der Greifroboter 4 das auf der Meß-Auflagebühne 3 befindliche Halbleitersubstrat 6 zurück zu seiner anfänglichen Position in die Kassette 5. Die nach der Ausbildung (des Dünnfilms) durchgeführte Ge wichtsmessung wird sequentiell an dem von der Datenverarbei tungseinheit 7 jeweils bezeichneten Halbleitersubstrat 6 durchgeführt, wodurch die Dicke des Dünnfilms berechnet wird.

Fig. 3 zeigt anhand eines Flußdiagramms die wesentlichen De tails des bei dem automatischen Dünnfilm-Meßgerät angewand ten Meßverfahrens. Vor Beginn der Messung wird eine sich auf das zu messende Halbleitersubstrat 6 beziehende Meßinforma tion (Daten) zur Datenverarbeitungseinheit 7 übertragen. Diese Daten enthalten Kassettenpositionsdaten, die angeben, welches Halbleitersubstrat 6 in der Kassette 5 zu messen ist, sich darauf beziehende Daten, ob die Messung vor oder nach der Ausbildung eines Dünnfilms durchgeführt wird, sowie Daten, die zur Wahl eines Ausdrucks (Umrechnungsformel) zur Umwandlung des Gewichts eines Dünnfilms in die Dicke des Dünnfilms dienen, falls die Messung nach der Ausbildung des Dünnfilms durchgeführt wird. Die Messung wird unter Zugrun delegung dieser Daten ausgeführt.

Zunächst wird in einem Schritt S8 in Übereinstimmung mit diesen Daten bestimmt, ob die Messung vor oder nach der Aus bildung eines Dünnfilms durchzuführen ist. Im Falle einer vor der Ausbildung eines Dünnfilms durchzuführenden Messung wird die Kassette 5 in einem Schritt S9 in den Ladeabschnitt eingesetzt und die Gewichte der bezeichneten Halbleitersub strate 6 in der Kassette 5 werden aufeinanderfolgend unter Zugrundelegung der Daten gemessen (Schritte S10 bis S16).

Die jeweils gemessenen Daten werden in einem Schritt S14 zu sammen mit den Positionsdaten der Kassette 5 zur Datenverar beitungseinheit 7 übertragen. Wenn die Messung der bezeich neten Halbleitersubstrate 6 beendet ist, wird die Kassette 5 in einem Schritt S17 aus dem Ladeabschnitt herausgenommen, worauf die vor der Ausbildung des Dünnfilms durchgeführte Messung beendet ist.

Im Falle der nach der Ausbildung eines Dünnfilms durchge führten Messung werden die Gewichte der jeweils bezeichne ten, d. h. der vor der Ausbildung des Dünnfilms gemessenen Halbleitersubstrate 6 in der Kassette 5 unter Zugrundelegung der vor der Ausbildung des Dünnfilms erhaltenen Meßdaten aufeinanderfolgend gemessen (Schritte S19 bis S25). Die ge messenen Daten werden in einem Schritt S23 zur Datenverar beitungseinheit 7 übertragen. Das Gewicht des ausgebildeten Dünnfilms wird von der Datenverarbeitungseinheit 7 aus der Differenz zwischen dem vor und nach der Ausbildung des Dünn films gemessenen Gewicht erhalten, wobei die Dicke des Dünn films in einem Schritt S26 gemäß einem jeweiligen Ausdruck zum Umsetzen des Filmgewichts in die Filmdicke berechnet wird. Wenn die Messung des bezeichneten Halbleitersubstrats 6 beendet ist, wird die Kassette 5 aus dem Ladeabschnitt herausgenommen, womit die nach der Ausbildung des Dünnfilms durchgeführte Messung beendet ist (Schritt S27).

Fig. 4 zeigt anhand eines Flußdiagramms die wesentlichen Einzelheiten des Gewichtmessungsvorgangs des Halbleitersub strats bei dem erfindungsgemäßen automatischen Dünnfilm-Meß gerät. Entsprechend diesem Flußdiagramm werden eine Kali brierung (Feineinstellung) und eine Bezugspunkt- bzw. Null punktkorrektur der Präzisionswaage 2 durchgeführt.

In einem Anfangs schritt S28 wird zunächst geprüft, ob das Halbleitersubstrat 6 auf die Meß-Auflagebühne 3 aufgelegt ist oder nicht. Falls das Halbleitersubstrat 6 aufliegt, wird es in einem Schritt S29 entfernt. In einem Schritt S30 wird die Kalibrierung der Präzisionswaage 2 demgemäß in ei nem Zustand vorgenommen, bei dem kein Halbleitersubstrat 6 vorhanden ist.

Daraufhin wird in einem Schritt S32 ein Bezugs- bzw. Refe renz-Halbleitersubstrat, dessen Gewicht bekannt ist, gemes sen und das bekannte Gewicht und das gemessene Gewicht wer den verglichen, um die entsprechende Differenz eines gemes senen Gewichtswerts der Präzisionswaage 2 zu prüfen. Zu die sem Zeitpunkt wird der Bezugspunkt bzw. Nullpunkt der Präzi sionswaage 2 vor und nach der Messung des Referenz-Halblei tersubstrats korrigiert, wodurch die Meßgenauigkeit verbes sert wird (Schritte S31 und S33).

Nachdem geprüft worden ist, daß die Differenz zwischen den Gewichten innerhalb des Standardbereichs liegt, wird in ei nem Schritt S35 das Gewicht des zu messenden Halbleitersub strats 6 gemessen. Zu diesem Zeitpunkt wird der Nullpunkt der Präzisionswaage 2 vor oder nach der Messung des Halblei tersubstrats 6 korrigiert, um einen Versatz des Nullpunkts zu verhindern (Schritts S34 und S36). Daraufhin wird der ge messene Gewichtswert in einem Schritt S37 zur Datenverarbei tungseinheit 7 übertragen.

Da die Kalibrierung und Nullpunkt-Korrektur der Präzisions waage 2 gemäß vorstehender Beschreibung für jede Gewichts messung des Halbleitersubstrats 6 durchgeführt werden, ist es möglich, das Gewicht mit extrem hoher Genauigkeit zu mes sen. Darüberhinaus kann das Gewicht des Halbleitersubstrats 6 durch den Greifroboter 4 automatisch gemessen werden. Es ist unnötig, die Präzisionswaage 2 bei jeder Gewichtsmessung des Halbleitersubstrats 6 zu kalibrieren, vielmehr ist es möglich, einen einzigen Kalibrierungsvorgang für jede Charge der Halbleitersubstrate 6 durchzuführen. Wenn beispielsweise zwei von 25 Halbleitersubstraten 6 in einer Charge gemessen werden, kann die Kalibrierung bei lediglich einem der zwei Halbleitersubstrate 6 durchgeführt werden.

Die Änderung des Nullpunkts der Präzisionswaage 2 bezüglich der Meßzeit wird ebenfalls berücksichtigt, um die Präzision der Gewichtsmessung der Präzisionswaage 2 weiter zu verbes sern. Mit anderen Worten, wenn der Nullpunkt der Präzisions waage 2 korrigiert worden ist, ändert sich ein gemessener Nullpunktswert im Verlaufe der Zeit gemäß der Darstellung in Fig. 5. Diese Erscheinung ist auf eine niederfrequente Vi bration bzw. Schwingung eines Gebäudes zurückzuführen, die einen Zyklus bzw. eine Periodendauer von beispielsweise un gefähr mehreren zehn Sekunden aufweist, usw. Daher wird die Änderung des gemessenen Nullpunktswerts beobachtet, um den Vibrationszyklus bzw. die Periodendauer der Vibration des Bodens, auf dem das Meßgerät installiert ist, zu erhalten, wobei die Gewichtsmessung des Halbleitersubstrats 6 in einer Gewichtsmessungs-Abtastzeit durchgeführt wird, die einem ganzzahligen Vielfachen der Vibrations-Periodendauer ent spricht.

Durch Anwendung eines derartigen Verfahrens ist es möglich, den Einfluß der Vibration und dergleichen auf die Änderung des gemessenen Werts durch Nivellierung der auf die Vibra tion und dergleichen zurückzuführenden Änderung des gemesse nen Werts zu eliminieren, wodurch die Meßgenauigkeit weiter verbessert wird. Durch Korrektur des Nullpunkts gemäß der Darstellung in Fig. 4 und durch Messung des Gewichts zu der jenigen Zeit, die einem ganzzahligen Vielfachen der in Fig. 5 dargestellten Periodendauer der Vibration entspricht, kann eine Messungs-Änderungsrate bzw. Meßgenauigkeit von +/-1% erhalten werden.

Um die Genauigkeit der Gewichtsmessung weiter zu verbessern, wird die Oberflächentemperatur des auf der Meß-Auflagebühne 3 befindlichen Halbleitersubstrats 6 überwacht, wobei die Gewichtsmessung vorzugsweise dann begonnen wird, wenn die Temperatur des Halbleitersubstrats 6 die Normaltemperatur erreicht. Mit anderen Worten, wenn das Gewicht des Halblei tersubstrats 6 in der Präzisionswaage 2 unmittelbar nach der Ausbildung eines Dünnfilms auf diesem gemessen wird und falls die Temperatur des Halbleitersubstrats 6 über der Nor maltemperatur liegt, wird innerhalb eines (nicht gezeigten) Meßraums, innerhalb dem sich die Meß-Auflagebühne 3 der Prä zisionswaage 2 befindet, eine Luftkonvektion bzw. -Strömung hervorgerufen, die zu einer Verfälschung der gemessenen Werte führt.

Demzufolge wird gemäß der Darstellung in Fig. 6 in der Prä zisionswaage 2 ein Thermometer zur Überwachung der Tempera tur der Oberfläche des auf der Meß-Auflagebühne 3 befindli chen Halbleitersubstrats 6 angeordnet, bei dem es sich bei spielsweise um ein Strahlungsthermometer 9 handeln kann. Die Oberflächentemperatur des Halbleitersubstrats 6 wird mittels des Strahlungsthermometers 9 überwacht und die Gewichtsmes sung wird automatisch dann gestartet, wenn die Temperatur einen vorbestimmten Wert, wie beispielsweise die Normaltem peratur, erreicht. Wenn die Gewichtsmessung dann begonnen wird, wenn die Temperatur des Halbleitersubstrats 6 die Nor maltemperatur erreicht hat, ermöglicht es dieses Verfahren, jegliche Meßfehler zu eliminieren, die auf eine Luftkonvek tion zurückzuführen sind.

Anstelle der bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel ver wendeten Präzisionswaage 2 kann zur Verbesserung der Meß genauigkeit der Waage selbst die in Fig. 7 schematisch ge zeigte Präzisionswaage 2A verwendet werden, die ein einge bautes Gewicht 8 aufweist. Falls eine Präzisionswaage ohne ein derartiges eingebautes Gewicht 8 an einem Platz aufge stellt wird, an dem eine Vibration auftritt, wird eine Mes sung durchgeführt, während die Präzisionswaage 2 nicht bela stet ist. Mit anderen Worten, der Nullpunktswert ist auf grund der Vibration in der Aufstellungsumgebung am Nullpunkt fehlerhaft.

Das eingebaute Gewicht 8 ermöglicht es, eine Messung selbst am Nullpunkt in dem Falle durchzuführen, bei dem die Präzi sionswaage 2 in gewisser Weise belastet wird. Daher ist es möglich, eine auf die Vibration zurückzuführende Änderung des Nullpunkts zu verhindern und die Meßgenauigkeit entspre chend zu verbessern. Darüberhinaus ist es möglich, das Ge wicht des eingebauten Gewichts 8 der Präzisionswaage 2A in Abhängigkeit von der Stabilität des Nullpunktswerts zu än dern, um auf diese Weise eine den jeweiligen Vibrationsbe dingungen angepaßte Einstellung zu erreichen.

Wenn das Gewicht des Halbleitersubstrats 6 in der Präzisi onswaage 2 gemessen wird, kann die jeweilige Art bzw. der Typ des Dünnfilms auf der Oberfläche des Halbleitersubstrats 6 durch Messung des Reflexionsvermögens des Halbleitersub strats 6 beispielsweise mittels eines in Fig. 8 gezeigten Reflektometers 10 erkannt werden. Als Folge davon ist es un nötig, zur Datenverarbeitungseinheit 7 diejenigen Daten, die angeben, ob die vorliegende Messung vor oder nach der Aus bildung des Dünnfilms durchgeführt wird, sowie diejenigen Daten zu übertragen, die einen Ausdruck bzw. eine Formel zur Umsetzung des Gewichts des Dünnfilms in die Dicke des Dünn films im Verlaufe der nach der Ausbildung des Dünnfilms durchgeführten Messung auswählen, wodurch es möglich ist, den Automatisierungsgrad weiter zu verbessern.

Obgleich bei den obigen Ausführungsbeispielen jeweils ein Halbleitersubstrat angegeben wurde, können selbstverständ lich auch bei Verwendung eines metallischen Substrats, eines Plastiksubstrats sowie weiterer Substrate die gleichen Vor teile erzielt werden.

Obgleich bei den obigen Ausführungsbeispielen die Dicke des Dünnfilms unter Zugrundelegung der Zunahme im Gewicht des Halbleitersubstrats aufgrund der Ausbildung des Dünnfilms ermittelt wurde, ist es gleichfalls möglich, die Dicke einer geätzten Schicht unter Zugrundelegung der Abnahme im Gewicht des Halbleitersubstrats aufgrund der Ätzung zu bestimmen. Dies führt zu den gleichen Ergebnissen wie oben.

Gemäß vorstehender Beschreibung ermöglicht es die vorlie gende Erfindung demnach, die Präzision der Gewichtsmessung sowie die Reproduzierbarkeit zu verbessern, die Prozeßzeit zu verkürzen, den Einfluß von niederfrequenten Schwingungen zu eliminieren und die Herstellungsautomatisierung zu för dern. Darüberhinaus ist es möglich, Meßfehler, die auf eine Konvektion in der Präzisionswaage zurückzuführen sind, die hervorgerufen wird, wenn die Temperatur des Halbleitersub strats höher als die Normaltemperatur ist, dadurch zu elimi nieren, daß die Gewichtsmessung dann durchgeführt wird, nachdem die Temperatur des Halbleitersubstrats die Normal temperatur erreicht hat; darüberhinaus kann die Meßzeit ver kürzt werden.

Bezüglich weiterer, nicht näher erläuterter Merkmale, Vor teile und Wirkungen der Erfindung wird ausdrücklich auf die Zeichnung, insbesondere deren Flußdiagramme, Bezug genommen.

Claims

1. Automatisches Dünnfilm-Meßgerät, mit:
einer eine Vielzahl von Halbleitersubstraten (6) enthalten den Kassette (5),
einer Präzisionswaage (2; 2A) zur Messung des Gewichts der Halbleitersubstrate (6) vor und nach einer Oberflächenbe handlung,
einem Greifroboter (4) zum Entnehmen eines vorbestimmten Halbleitersubstrats (6) aus der Kassette (5) heraus und zum Laden oder Entladen des Halbleitersubstrats (6) auf einer Meß-Auflagebühne (3) der Präzisionswaage (2; 2A), und
einer Datenverarbeitungseinheit (7), die sich auf die Ge wichtsmessung und die Betriebsabläufe des Greifroboters (4) beziehende Anweisungen ausgibt und die Dicke der oberflä chenbehandelten Schicht des Halbleitersubstrats (6) unter Zugrundelegung der Differenz im Gewicht des Halbleitersub strats (6) vor und nach der Oberflächenbehandlung berechnet, wobei der Nullpunkt der Präzisionswaage (2; 2A) in Abhängig keit von entsprechenden Anweisungen aus der Datenverarbeitungseinheit (7) korrigiert, ein Änderungszyklus eines Nullpunktwerts bei der Korrektur des Nullpunkts ermittelt und das Gewicht des Halbleitersubstrats (6) bei einem ganzzahligen Vielfachen des Änderungszyklus gemessen wird.

2. Automatisches Dünnfilm-Meßgerät, mit:
einer eine Vielzahl von Halbleitersubstraten (6) enthalten den Kassette (5),
einer Präzisionswaage (2; 2A) zur Messung des Gewichts der Halbleitersubstrate (6) vor und nach einer Oberflächenbe handlung,
einem Greifroboter (4) zum Entnehmen eines vorbestimmten Halbleitersubstrats (6) aus der Kassette (5) und zum Laden oder Entladen des Halbleitersubstrats (6) auf eine Meß-Auf lagebühne (3) der Präzisionswaage (2; 2A), und
einer Datenverarbeitungseinheit (7), die sich auf die Ge wichtsmessung und die Betriebsabläufe des Greifroboters (4) beziehende Anweisungen ausgibt und die Dicke einer oberflä chenbehandelten Schicht des Halbleitersubstrats (6) unter Zugrundelegung der Differenz im Gewicht des Halbleitersub strats (6) vor und nach der Oberflächenbehandlung berechnet, wobei der Nullpunkt der Präzisionswaage (2; 2A) gemäß den Anweisungen aus der Datenverarbeitungseinheit (7) korrigiert wird, die Oberflächentemperatur des auf die Meß-Auflagebühne (3) der Präzisionswaage (2; 2A) aufgelegten Halbleitersub strats (6) gemessen wird, der Änderungszyklus eines Null punktwerts ermittelt wird, wenn die Oberflächentemperatur einen vorbestimmten Wert erreicht und wenn der Nullpunkt korrigiert ist, und wobei das Gewicht des Halbleitersub strats (6) bei einem ganzzahligen Vielfachen des Änderungs zyklus gemessen wird.

3. Automatisches Dünnfilm-Meßgerät, mit:
einer eine Vielzahl von Halbleitersubstraten (6) enthalten den Kassette (5),
einer Präzisionswaage (2; 2A) zum Messen des Gewichts der Halbleitersubstrate (6) vor und nach einer Oberflächenbe handlung,
einem Greifroboter (4) zum Entnehmen eines vorbestimmten Halbleitersubstrats (6) aus der Kassette (5) und zum Laden oder Entladen des Halbleitersubstrats (6) auf einer Meß-Auf lagebühne (3) der Präzisionswaage (2; 2A), und
einer Datenverarbeitungseinheit (7), welche sich auf die Ge wichtsmessung und die Betriebsabläufe des Greifroboters (4) beziehende Anweisungen ausgibt und die Dicke einer oberflä chenbehandelten Schicht des Halbleitersubstrats (6) unter Zugrundelegung der Differenz im Gewicht des Halbleitersub strats vor und nach der Oberflächenbehandlung berechnet, wobei der Nullpunkt der Präzisionswaage (2; 2A) gemäß den Anweisungen aus der Datenverarbeitungseinheit (7) korrigiert wird, die Oberflächentemperatur des auf der Meß-Auflagebühne (3) der Präzisionswaage (2; 2A) aufgelegten Halbleitersub strats (6) gemessen wird, der Änderungszyklus eines Null punktwerts ermittelt wird und wobei das Gewicht des Halblei tersubstrats (6) gemessen wird, wenn die Oberflächentempera tur einen vorbestimmten Wert erreicht.

4. Automatisches Dünnfilm-Meßgerät nach einem der Ansprü che 1 bis 3, bei dem der Nullpunkt der Präzisionswaage (2; 2A) vor und nach der Messung des Gewichts des Halbleitersub strats (6) korrigiert wird.

5. Automatisches Dünnfilm-Meßgerät nach einem der Ansprü che 1 bis 4, bei dem die Präzisionswaage (2; 2A) kalibriert wird, bevor das Gewicht des Halbleitersubstrats (6) gemessen wird.

6. Automatisches Dünnfilm-Meßgerät nach einem der Ansprü che 1 bis 5, bei dem die Präzisionswaage eine Präzisions waage (2A) mit einem eingebauten Gewicht (8) ist.

7. Automatisches Dünnfilm-Meßgerät nach einem der Ansprü che 1 bis 6, bei dem die an dem Halbleitersubstrat (6) durchgeführte Oberflächenbehandlung die Ausbildung eines Dünnfilms ist.

8. Automatisches Dünnfilm-Meßgerät nach einem der Ansprü che 1 bis 6, bei dem die an dem Halbleitersubstrat (6) durchgeführte Oberflächenbehandlung ein Ätzvorgang ist.