JP2002174502A

JP2002174502A - 軸出し装置、膜厚測定装置、成膜装置、軸出し方法及び膜厚測定方法

Info

Publication number: JP2002174502A
Application number: JP2000372456A
Authority: JP
Inventors: Yoshi Chin; 凱陳; Fumihiko Omura; 文彦大村; Akihito Nantsu; 顕仁南津; Shizuo Nakamura; 静雄中村
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2000-12-07
Filing date: 2000-12-07
Publication date: 2002-06-21
Anticipated expiration: 2020-12-07
Also published as: JP4514942B2; US6753964B2; KR20020045567A; KR100781930B1; US20020071129A1; TW523445B

Abstract

(57)【要約】【課題】導電性薄膜が表面に成膜された薄膜の膜厚分布
を容易に求めることができる技術に関する。【解決手段】本発明の膜厚測定装置１１は、リフタ１４
と、支持台１３と、発光装置１５₁と受光装置１５₂とを
有している。リフタ１４は、ウエハ５０の中心が支持台
１３の中心と一致した状態でウエハ５０を支持台１３表
面に載せ、ウエハの中心を求める。ウエハの中心でウエ
ハ５０を回転させながら発光装置１５ ₁がウエハ５０の
周縁にレーザ光を照射し、レーザ光がノッチ５３を通る
か否かでノッチ５３の位置を検出することができる。こ
うしてノッチ５３の位置とウエハ５０の中心の位置を検
出してウエハ５０表面の中心軸線を求め、この中心軸線
とウエハ５０の中心とでウエハ５０表面での任意の位置
の座標を定めることができ、所定位置におけるウエハ５
０表面の薄膜の膜厚を求めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軸出し装置、膜厚
測定装置、成膜装置、軸出し方法及び膜厚測定方法に関
し、特に、円形のウエハの表面に成膜された導電性薄膜
の膜厚を複数箇所測定して、膜厚分布を求める技術の改
善に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造においては、略円形状
のウエハが用いられている。図３２(ａ)、(ｂ)の符号１
５０に、表面に薄膜が成膜されたウエハを示す。図３２
(ｂ)は同図(ａ)のＸ−Ｘ線断面図である。このウエハ１
５０は、シリコンからなり、円形状に形成され、周縁部
の一部に三角形状の切り欠き(以下ノッチと称する。)１
５３が形成された基板１５１の表面に、導電性薄膜から
なる薄膜１５２が成膜されてなる。

【０００３】かかる薄膜１５２が、基板１５１表面にお
いて一定膜厚で成膜されているかを知るためには、ウエ
ハ１５０表面の複数箇所で薄膜１５２の膜厚を測定して
膜厚分布を求め、各箇所で測定した膜厚の間にどの程度
の差があるかを知る必要がある。

【０００４】図３３(ａ)、(ｂ)を参照しながら、従来の
膜厚分布を求める一方法である段差法について説明す
る。図３３(ｂ)は同図(ａ)のＹ−Ｙ線断面図である。段
差法では、ウエハ１５０表面に薄膜１５２を成膜した後
に、成膜装置からウエハ１５０を取り出し、ウエハ１５
０表面の所定位置(ここではウエハ１５０の中心点と、
ウエハ表面における中心軸線上の両端)の薄膜１５２を
エッチングして、図３３(ａ)に示すように複数の開口１
５６₁〜１５６₅を形成して基板１５１表面を露出させ
る。その後、検針１７１を各開口１５６₁〜１５６₅付近
で移動させ、開口１５６₁〜１５６₅上とそれ以外の箇所
の導電性薄膜との間の段差を測定することにより各開口
１５６₁〜１５６₅付近の薄膜の膜厚を求め、膜厚分布を
求めていた。

【０００５】かかる段差法では、一度ウエハ１５０を成
膜装置から取り出し、上述した所定位置をエッチングし
て開口を形成し、その後、開口付近で検針を移動させな
ければならないので、作業が非常に煩雑になってしまう
という問題が生じていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
の不都合を解決するために創作されたものであり、その
目的は、円形の基板の中心軸を短時間で正確に求め、基
板表面に成膜された薄膜の膜厚分布を精度良く求めるこ
とができる技術を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、円形の基板の表面における
中心軸線を求めるように構成された軸出し装置であっ
て、前記基板を表面に載置して支持できるように構成さ
れた支持台と、前記支持台を、前記支持台の表面を含む
面内で回転できるように構成された駆動機構と、前記支
持台の周縁部近傍に配置された発光装置と、前記発光装
置と対向して前記支持台の周縁部近傍に配置された受光
装置とを有し、前記発光装置は、前記受光装置に向けて
光を発することができるように構成されている。請求項
２記載の発明は、請求項１記載の軸出し装置であって、
前記受光装置は、前記発光装置及び前記受光装置の間
に、前記基板の周縁部に設けられた切り欠きが位置した
ときに、前記切り欠きを通して前記発光装置が発光した
光を受光できる位置に配置されている。請求項３記載の
発明は、円形の基板の表面における中心軸線を求めるよ
うに構成された軸出し装置であって、前記基板を表面に
載置して支持できるように構成された支持台と、略直方
体状に形成され、前記支持台の中心を中心とする一つの
円周上に配置された支持部材と、前記支持部材の下方
に、前記中心方向に突出して設けられた突出部材とを備
え、前記基板の周縁部が前記突出部材上に乗った状態で
前記基板を支持できるように構成されたリフタと、前記
リフタを前記支持台の近傍で昇降させられるように構成
された昇降機構とを有し、前記支持部材には、前記突出
部材の突出方向に傾いた傾斜面が設けられ、前記リフタ
は、前記基板を支持した状態で前記支持台より下方に降
下すると、前記基板を、前記支持台の表面に載せ替えら
れるように構成されたことを特徴とする。請求項４記載
の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の
軸出し装置であって、前記支持台は、前記基板を吸着さ
せられるように構成されている。請求項５記載の発明
は、膜厚測定装置であって、請求項１乃至請求項４のい
ずれか１項記載の軸出し装置と、基板の表面に形成され
た導電性薄膜の膜厚を測定できるように構成された測定
装置とを有し、前記測定装置は、前記軸出し装置によっ
て求められた前記中心軸線に基づいて、基板表面におけ
る測定位置を求め、該測定位置で前記導電性薄膜の膜厚
を測定できるように構成されている。請求項６記載の発
明は、請求項５記載の膜厚測定装置であって、前記測定
装置は、膜厚センサと、電源と、測定器とを有し、前記
膜厚センサは、測定コイルを備え、前記電源は、前記基
板が前記測定コイルと近接したときに前記測定コイルに
交流電圧を印加し、前記基板表面の導電性薄膜に渦電流
を生成させるように構成され、前記測定器は、前記渦電
流の影響により前記測定コイルに生じる信号を測定する
ように構成されている。請求項７記載の発明は、請求項
６記載の膜厚測定装置であって、前記膜厚センサは、基
準コイルと、二個の基準抵抗とを有し、前記基準コイル
は、前記測定コイルに直列接続され、前記測定コイルと
前記基板とが対向したときに、前記基板に対して、前記
測定コイルよりも遠く位置するように配置され、前記二
個の基準抵抗は、互いに直列接続され、前記二個の基準
抵抗の直列接続回路と、前記測定コイル及び前記基準コ
イルの直列接続回路とは、互いに並列に接続され、前記
測定器は、前記測定コイル及び前記基準コイルの直列接
続回路の両端に交流電圧が印加されたときに、前記測定
コイル及び基準コイルが接続された部分と、前記二個の
基準抵抗が互いに接続された部分との間の電位差を、前
記測定コイルに生じる信号として測定するように構成さ
れている。請求項８記載の発明は、成膜装置であって、
円形の基板の表面に薄膜を成膜することができるように
構成された成膜手段と、請求項５乃至請求項７のいずれ
か１項記載の膜厚測定装置とを備えている。請求項９記
載の発明は、周縁部の一部に切り欠きを有する円形の基
板の表面における中心軸線を求める軸出し方法であっ
て、前記基板の表面における中心を求め、前記基板の周
縁部を挟むように発光装置と受光装置を対向配置させ、
前記基板の表面における中心を中心として、前記表面を
含む面内で前記基板を回転させながら、前記発光装置か
ら前記基板の周縁部に光を照射し、前記光が前記切り欠
きを通して前記受光装置に受光されるか否かにより前記
切り欠きの位置を検出し、前記切り欠きの位置と前記表
面における中心とから、前記基板の表面における中心軸
線を求めることを特徴とする。請求項１０記載の発明
は、膜厚測定方法であって、請求項９記載の軸出し方法
により、周縁部の一部に切り欠きが設けられ、表面に薄
膜が形成された円形の基板の表面における中心軸線を求
め、前記中心軸線に基づいて、前記基板の表面における
測定位置を求め、該測定位置における前記導電性薄膜の
膜厚を測定することを特徴とする。請求項１１記載の発
明は、請求項１０記載の膜厚測定方法であって、前記基
板と近接する位置に測定コイルを配置し、前記測定コイ
ルに交流電圧を印加して、前記基板表面の導電性薄膜に
渦電流を生成させ、前記渦電流の影響により前記測定コ
イルに生じる信号を検出し、前記信号に基づいて、前記
導電性薄膜の膜厚を求めることを特徴とする。請求項１
２記載の発明は、請求項１１記載の膜厚測定方法であっ
て、前記基板に対して前記測定コイルよりも遠い位置
に、前記測定コイルと直列接続された基準コイルを配置
し、二個の基準抵抗を直列接続し、前記二個の基準抵抗
の直列接続回路と、前記測定コイル及び前記基準コイル
の直列接続回路とを並列に接続してマクスウェルのイン
ダクタンスブリッジを構成しておき、前記マクスウェル
のインダクタンスブリッジを用いて、前記測定コイルの
インダクタンス成分の変化を求めることで、前記測定コ
イルに生じる信号を検出することを特徴とする。

【０００８】本発明の軸出し装置は、支持台と、支持台
を回転できるように構成された駆動機構と、支持台の周
縁部近傍に配置された発光装置と、支持台の表面を含む
面を挟んで発光装置と対向配置された受光装置とを有し
ており、周縁部に切り欠きを有する円形基板が支持台に
支持された状態で、発光装置及び受光装置の間に、前記
円形基板の切り欠きが位置すると、受光装置は、発光装
置から発光された光を受光できるように構成されてい
る。

【０００９】このように構成することにより、支持台を
回転させて基板を回転させると、周縁部の切り欠きが発
光装置と受光装置との間に位置したときにのみ発光装置
から発光された光を受光装置が受光するので、発光装置
及び受光装置によって、切り欠きの位置を検出すること
ができる。切り欠きは基板の周縁部に設けられているの
で、予め基板の中心の位置を求めておき、この基板の中
心の位置と、検出された切り欠きの位置とを結ぶことに
より、基板表面における中心軸線を求めることができ
る。

【００１０】なお、本発明の軸出し装置において、支持
部材と、支持部材に設けられた突出部材とを備え、支持
部材には突出部材に向けてなだらかな傾斜面が設けら
れ、突出部材には基板の周縁部分が乗るように構成され
たリフタを有し、かつリフタから基板を支持台上に載せ
替える際に、リフタの仮想的な中心が、支持台の中心と
重なるように構成してもよい。

【００１１】このように構成することにより、リフタ上
に基板を載せると、なだらかな傾斜面によって基板は突
出部材上に落とし込まれ、基板の周縁部が突出部材上に
乗った状態でリフタの所定位置に位置し、基板の中心が
リフタの仮想的な中心と一致した状態で、基板がリフタ
に支持される。

【００１２】この場合、リフタから基板を支持台上に載
せ替えるときに、支持台の中心にリフタの仮想的な中心
が重なるようにすることで、基板の中心が、支持台の中
心と一致することになる。従って、かかるリフタにより
基板の中心の位置を知ることができる。

【００１３】本発明の膜厚測定装置によれば、本発明の
軸出し装置と、円形基板の表面に形成された導電性薄膜
の膜厚を測定できるように構成された測定装置とを有
し、測定装置は、軸出し装置によって求めた中心軸線に
基づいて、基板表面上で移動できるように構成されてい
る。

【００１４】このように構成することにより、軸出し装
置で基板表面の中心軸線を求めれば、その中心軸線を座
標軸として、基板表面における座標を設定することがで
き、基板表面における所定の測定位置を知ることができ
る。これにより、複数の測定位置における薄膜の膜厚を
求めることにより、薄膜の膜厚分布を求めることができ
る。

【００１５】なお、本発明の膜厚測定装置において、測
定装置は、膜厚センサと、電源と、測定器とを有し、膜
厚センサは、測定コイルを備え、電源は、基板が測定コ
イルと近接したときに測定コイルに交流電圧を印加し、
基板表面の導電性薄膜に渦電流を生成させるように構成
され、測定器は、前記渦電流の影響により前記測定コイ
ルに生じる信号を測定するように構成してもよい。

【００１６】このように構成し、膜厚センサ内に設けら
れた測定コイルを基板と近接するように配置し、その状
態で測定コイルに交流電圧を印加して基板に渦電流を生
じさせ、基板に生じた渦電流の影響を受けた測定コイル
に生じる信号、例えばインダクタンス成分の変化量を求
めることで、基板表面に成膜された薄膜の膜厚を求める
ことができる。

【００１７】かかる測定コイルのインダクタンス成分の
変化量は、インダクタンスブリッジを用いた高感度測定
回路により求めている。図５は、本発明におけるインダ
クタンス成分の測定原理を説明するためのブロック図で
あり、符号３０は、マクスウェルのインダクタンスブリ
ッジを示している。

【００１８】このインダクタンスブリッジ３０は、直列
接続された２個の基準抵抗３４、３５と、直列接続され
た基準コイル３２及び測定コイル３１が、並列接続され
て構成されている。

【００１９】インダクタンスブリッジ３０のバランスが
取れている場合、インダクタンスブリッジ３０の入力端
子４１、４２の間に交流電圧源３６を接続し、インダク
タンスブリッジ３０に交流電圧Ｖ_Dを印加しても、イン
ダクタンスブリッジ３０の出力端子４３、４４の間に電
圧は現れない。

【００２０】インダクタンスブリッジ３０のバランスが
取れた状態で、測定コイル３１に基板５０を近づける
と、基板５０に渦電流が生じ、その影響によって測定コ
イル３１のインダクタンス値が変化し、バランスがくず
れて出力端子４３、４４間に電圧Ｖ_Sが現れる。

【００２１】インダクタンスブリッジ３０に印加する交
流電圧Ｖ_Dを、Ｖ_D ＝Ｖ_D0・ｅｘｐ(ｉωｔ) で表した場合、出力端子４３、４４間に現れる電圧Ｖ_S
は、

【００２２】Ｖ_S ＝Ｖ_S0・ｅｘｐ(ｉωｔ＋φ) ＝Ｖ_S0
・ｅｘｐ(ｉωｔ)・ｃｏｓ(φ) ＋ｉ・Ｖ_S0・ｅｘｐ(ｉ
ωｔ)・ｓｉｎ(φ) となる。

【００２３】この電圧Ｖ_Sの、入力電圧Ｖ_Dに同期した位
相の電圧と、９０°ずれた位相の電圧とを測定し、その
比から、測定コイル３１のインダクタンス成分の大きさ
の変化分が求められる。

【００２４】インダクタンス成分の変化量は、基板５０
中の渦電流損失を表しており、交流電圧Ｖ_Dの周波数は
既知であるから、基板５０や基板５０表面の金属薄膜の
比抵抗が既知であれば、その金属薄膜の膜厚が求められ
る。

【００２５】図８のグラフは、インダクタンス成分の変
化量と、基板表面の銅薄膜の膜厚の関係の一例を示すグ
ラフである。印加した交流信号の周波数は２ＭＨｚであ
り、交流電圧Ｖ_Dの大きさは数Ｖ程度である。

【００２６】このグラフから分かるように、測定コイル
３１のインダクタンス成分の変化量は、基板表面の銅薄
膜の膜厚に応じて変化するため、予め、インダクタンス
成分の変化量と膜厚との関係を測定しておき、基板のな
い状態か、または薄膜が成膜される前の基板に測定コイ
ルを近づけてインダクタンス成分の変化量を測定してお
き、基板表面に銅薄膜を成膜し、成膜後の基板を測定コ
イルに近づけ、測定コイルのインダクタンス成分の変化
量を求めると、求められたインダクタンス成分の変化量
から、成膜された薄膜の膜厚を求めることができる。

【００２７】このように本発明の膜厚測定方法では、測
定コイルを基板に近接させ、基板表面の導電性薄膜中に
渦電流を生じさせ、この渦電流による測定コイルのイン
ダクタンス成分の変化量に応じて、導電性薄膜の膜厚を
求めているので、正確に実際の膜厚を求めることがで
き、また、インダクタンス成分の変化量を求めることで
薄膜の膜厚を求めているので、ごく短時間で所定位置の
膜厚を求めることができる。

【００２８】また、本発明の成膜装置によれば、成膜手
段と、本発明の膜厚測定装置を有しているので、一個の
成膜室内で、基板を装置外へと取り出すことなく成膜さ
れた薄膜の膜厚を測定し、膜厚分布を求めることができ
る。

【００２９】本発明の軸出し方法においては、まず基板
の中心を検出した後、基板の周縁部に設けられた切り欠
きの位置を検出しているので、切り欠きの位置と基板の
中心の位置とを結ぶことにより、基板の表面における中
心軸線を求めることができる。

【００３０】また、本発明の膜厚測定方法によれば、膜
厚測定に先だって、中心軸線を求めている。このように
構成することにより、基板の中心軸線に基づいて基板表
面の所定の位置を知ることができ、その中心軸線に基づ
いて、例えば基板表面の両端部や、中心位置等のような
基板表面の所定の箇所を求めることができるので、所定
の箇所における薄膜の膜厚を求めることができる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下で図面を参照し、本発明の実
施形態について説明する。図１の符号１に、本発明の一
実施形態に係るめっき成膜装置を示す。この装置は、処
理室２を有しており、処理室２の内部に、ローダ３、ア
ンローダ４、搬送ロボット９、第１の成膜チャンバ５、
第２の成膜チャンバ６、洗浄槽７、スピン乾燥装置８及
び膜厚測定装置１１が配置されることで構成されてい
る。

【００３２】第１、第２の成膜チャンバ５、６は、それ
ぞれの内部に薬液と電極とが配置されためっき槽であっ
て、表面に種となる膜が成膜されたウエハを電極に接続
し、薬液中に漬けて電極に電圧を印加すると、めっき法
で、種となる膜の表面に金属薄膜を成長させられるよう
に構成されている。

【００３３】洗浄槽７は、その内部に洗浄液とかくはん
機構が配置されており、内部で成膜後のウエハを洗浄液
に漬けてかくはんすることにより、ウエハを洗浄するこ
とができるように構成されている。また、スピン乾燥装
置８は、図示しないスピンテーブルを有しており、洗浄
後のウエハをスピンテーブル上に支持させて回転させる
ことにより、ウエハ表面に付着した洗浄液などを飛ばし
てウエハを乾燥させることができるように構成されてい
る。

【００３４】搬送ロボット９は、図示しないロボットハ
ンドを有しており、このロボットハンド上にウエハを保
持した状態で、ローダ３、アンローダ４、第１の成膜チ
ャンバ５、第２の成膜チャンバ６、洗浄槽７、スピン乾
燥装置８及び膜厚測定装置１１の間でロボットハンドを
移動させることにより、各装置間に基板を搬送させられ
るように構成されている。

【００３５】膜厚測定装置１１の構成を図２、図３に示
す。図２は図３のＡ−Ａ側からみた概念図である。この
膜厚測定装置１１は、軸出し部９３と、膜厚測定部９５
とを有している。

【００３６】軸出し部９３は、支持台１３と、回転軸６
０と、回転機構２１と、真空ポンプ２４と、昇降機構２
３と、リフタ１４と、リング板１４ｂと、昇降軸２６
と、発光装置１５₁と受光装置１５₂とを有している。

【００３７】処理室２の内部底面には、二種類の孔が間
隔をおいて設けられており、各孔には、回転軸６０及び
昇降軸２６がそれぞれ鉛直に挿通されている。処理室２
の外部には、それぞれ回転機構２１と昇降機構２３とが
配置されており、それぞれが回転軸６０の下端及び昇降
軸２６の下端と接続されている。

【００３８】回転軸６０の上端部には、円板状の支持台
１３が水平に取り付けられている。支持台１３は、その
中心が上述した回転軸６０の中心軸線と一致するように
配置されており、回転機構２１を駆動すると、回転軸６
０が回転して、支持台１３の中心を中心として、水平面
内で支持台１３を回転させられるように構成されてい
る。

【００３９】上述した昇降軸２６の上端部には、リング
板１４ｂが取り付けられている。リング板１４ｂは、図
９(ａ)にその平面図を示すように、その中心が支持台１
３の中心９０と一致するように昇降軸２６上に配置され
ている。かつリング板１４ｂの内周１４ｄの径は、支持
台１３の直径よりも大きくなっているので支持台１３の
縁１３ａとリング板１４ｂの内周１４ｄとの間には隙間
１３ｂが空き、昇降機構２３を動作させると、リング板
１４ｂは、支持台１３近傍の外側で、支持台１３と衝突
することなく鉛直方向に上下動できるように構成されて
いる。かかるリング板１４ｂの上端部にはリフタ１４₁
〜１４₄が位置している。

【００４０】リフタ１４₁〜１４₄の構成の詳細を、図９
(ａ)、(ｂ)に示す。図９(ｂ)は図９(ａ)のＣ−Ｃ線断面
図である。なお、図９(ａ)、(ｂ)には簡単のため昇降軸
２６は図示していない。

【００４１】各リフタ１４₁〜１４₄は、それぞれが支持
部材２９₁〜２９₄と、突出部材２８ ₁〜２８₄とを有して
いる。各支持部材２９₁〜２９₄は、略直方体状に形成さ
れており、それぞれの一面が、支持台１３の中心９０を
中心とする一つの円８８の円周上に位置するように配置
されている。この一面を以下で直立面と称し、それぞれ
符号６９₁〜６９₄に示す。

【００４２】各直立面６９₁〜６９₄の下方には、支持台
１３の中心９０に向けて突出するように突出部材２８₁
〜２８₄が設けられている。各突出部材２８₁〜２８₄の
上面は水平にされ、底面は支持部材２９₁〜２９₄の底面
とともにリング板１４ｂ表面に固定されている。支持部
材２９₁〜２９₄及び突出部材２８₁〜２８₄はともにリン
グ板１４ｂの内周側にははみ出さないように配置されて
おり、昇降機構２３が動作してリング板１４ｂが昇降す
ると、各リフタ１４₁〜１４₄はリング板１４ｂとともに
支持台１３の周縁部近傍で、支持台１３と衝突すること
なく昇降できるように構成されている。

【００４３】上述した支持台１３は、表面が平坦に形成
されており、その表面にウエハを載置できるように構成
されている。この表面には図示しない多数の孔が形成さ
れている。これらの孔は処理室２外部に配置された真空
ポンプ２４に通じており、ウエハを表面に載置した状態
で真空ポンプ２４を起動すると、ウエハを支持台１３表
面に真空吸着することができるように構成されている。

【００４４】また、膜厚測定部９５は、測定センサ部１
６と、アーム１７と、回転軸１８と、駆動機構２２と、
測定装置２５とを有している。処理室２の内部底面に
は、孔が設けられ、この孔には、回転軸１８が鉛直に挿
通されている。この回転軸１８の下端部は、処理室２の
外部に配置された駆動機構２２に接続され、回転軸１８
の上端部には、水平配置されたアーム１７の末端部が接
続されており、駆動機構２２を駆動すると、回転軸１８
を回転させてアーム１７を水平方向に回転させられるよ
うに構成されている。

【００４５】アーム１７の先端部には、測定センサ部１
６が設けられている。このアーム１７は、駆動機構２２
によってその延伸方向に伸縮できるように構成されてお
り、駆動機構２２を駆動すると、アーム１７の延伸方向
に沿って測定センサ部１６を伸縮させることにより、ア
ーム１７の先端部を水平面内で移動させられるように構
成されている。このアーム１７は、伸びた状態でその先
端が支持台１３の上方に位置し、縮んだ状態では、先端
部が支持台１３の上方から退避できるように構成されて
いる。

【００４６】測定センサ部１６の構成を図５〜図７に示
す。測定センサ部１６は、筐体４０ａと、距離センサ３
８とを有している。筐体４０ａは、円筒状に形成され、
アーム１７の先端部に取り付けられている。

【００４７】この筐体４０ａ内には膜厚センサ４０が設
けられており、この膜厚センサ４０は、図５に示すよう
に、測定コイル３１及び基準コイル３２と、直列接続さ
れた二個の基準抵抗３４、３５を有している。測定コイ
ル３１と基準コイル３２とは、図７に示すように、測定
コイル３１が、基準コイル３２より下方に位置するよう
筐体４０ａの鉛直方向の中心軸線を中心軸線として円筒
状の筐体４０ａ内部に上下に配置されている。筐体４０
ａには、鉛直方向の中心軸線を中心とする中空４０ｂが
設けられており、結果として、測定コイル３１及び基準
コイル３２は、中空４０ｂを中心として巻き回されるよ
うになっている。

【００４８】測定コイル３１及び基準コイル３２は直列
接続されており、その直列接続回路が、やはり直列接続
された基準抵抗３４、３５の直列接続回路と並列に接続
され、マクスウェルのインダクタンスブリッジ３０を構
成している。

【００４９】かかるインダクタンスブリッジ３０は、直
列接続された基準抵抗３４、３５の両端が入力端子とな
っている。図５の符号４１、４２にその入力端子を示
す。また、測定コイル３１と基準コイル３２とが接続さ
れた部分と、二つの基準抵抗３４、３５が互いに接続さ
れた部分とが、それぞれインダクタンスブリッジ３０の
出力端子となっている。図５の符号４３、４４に、その
出力端子を示す。このインダクタンスブリッジ３０は、
後述する測定装置２５に接続されている。

【００５０】他方、距離センサ３８は、図示しないレー
ザ射出部と受光部とを有している。この距離センサ３８
は、図７に示すように膜厚センサ４０の上部に位置する
ようにアーム１７の先端に取り付けられており、上述し
た筐体４０ａの中空４０ｂの上に、レーザ射出部と受光
部とが位置するように配置されている。レーザ射出部か
ら、レーザ光Ｐを放出すると、そのレーザ光Ｐは図７に
示すように、中空４０ｂを通ってその下方に位置する測
定対象に照射され、測定対象から反射される反射光Ｌが
中空４０ｂを通って受光部で受光されることにより、放
出されたレーザ光Ｐと反射光Ｌとの位相差を求めて測定
装置２５に出力することができるように構成されてい
る。

【００５１】測定装置２５は、交流電圧源３６と、膜厚
測定器３７と、距離測定器８４とを有している。交流電
圧源３６は、上述した膜厚センサ４０内のインダクタン
スブリッジ３０の入力端子４１、４２に接続されてお
り、交流電圧源３６を起動すると、測定コイル３１に交
流電流を供給することができるように構成されている。

【００５２】膜厚測定器３７は、インダクタンスブリッ
ジ３０の出力端子４３、４４に接続されており、出力端
子４３、４４間に現れる電圧を測定することで、後述す
る測定コイル３１のインダクタンス成分の変化量を求め
ることができるように構成されている。

【００５３】距離測定器８４は、距離センサ３８から出
力された位相差に基づいて、後述するウエハ表面と測定
センサ部１６との間の距離を求めることができるように
構成されている。こうして距離測定器８４で求められた
距離は、駆動機構２２に出力される。駆動機構２２は、
アーム１７を上下動させて、距離測定器８４で求められ
た測定センサ部１６と測定対象との距離を一定に保った
状態にし、アーム１７を水平方向に移動させられるよう
に構成されている。

【００５４】上述しためっき成膜装置１で、第１の成膜
チャンバ５のみを用いて単層の金属薄膜を成膜するに
は、まず、図４(ａ)に示すように円板状に形成され、そ
の周縁部に三角形状のノッチ５３が設けられたウエハ５
０を、ローダ３内に入れる。すると、搬送ロボット９が
起動して、ハンド５５上にウエハ５０が載せられる。そ
の後ハンド５５が支持台１３上へと移動する。ハンド５
５が、支持台１３上に位置したら、ハンド５５は静止す
る。その状態を図１１に示す。予め、リフタ１４ ₁〜１
４₄は、処理室２の内部底面に位置しており、ハンド５
５とは衝突しないようになっている。また、測定センサ
部１６は支持台１３上からは退避しており、ハンド５５
と干渉しないようになっている。

【００５５】次に、リフタ１４₁〜１４₄が上昇して、ウ
エハ５０がリフタ１４₁〜１４₄に接近する。上述したリ
フタ１４₁〜１４₄の各支持部材２９₁〜２９₄には、図９
(ａ)、(ｂ)に示すように、突出部材２８₁〜２８₄に向け
てなだらかに傾斜した傾斜面３９₁〜３９₄がそれぞれ設
けられており、各傾斜面３９₁〜３９₄は支持台１３の中
心に向いている。

【００５６】各傾斜面３９₁〜３９₄の上端は、支持台１
３の中心９０を中心とする円(以下で上側円と称し、図
９(ａ)の符号８８ａに示す。)上に位置し、下端は直立
面６９₁〜６９₄に達し、支持台１３の中心９０を中心と
し、上側円８８ａよりも小さい円(以下で下側円と称
し、図９(ａ)の符号８８ｂに示す。)上に位置してい
る。このうち上側円８８ａの直径はウエハ５０の直径よ
り大きくなっている。

【００５７】このため、リフタ１４₁〜１４₄が上昇する
と、図１０(ａ)に示すように、ウエハ５０の中心９１が
支持台１３の中心９０とずれているときには、リフタ１
４₁〜１４₄の各傾斜面３９₁〜３９₄がまずウエハ５０の
下端部に当接する。

【００５８】その後リフタ１４₁〜１４₄が上昇すると、
ウエハ５０の下端部は各傾斜面３９ ₁〜３９₄を滑り、ウ
エハ５０の下端部がハンド５５から完全に離れた状態で
は、図１０(ｂ)に示すように、ウエハ５０は、突出部材
２８₁〜２８₄上に落とし込まれる。上述した下側円８８
ｂの直径はウエハ５０の直径と等しいか又はわずかに小
さくなっており、このため、各傾斜面３９₁〜３９₄の下
方に位置する直立面６９₁〜６９₄と、ウエハ５０の側面
とが当接した状態で突出部材２８₁〜２８₄へと落とし込
まれる。

【００５９】上述した突出部材２８₁〜２８₄の内周は、
支持台１３の中心９０を中心とする円(以下で突出円と
称し、図９(ａ)の符号８８ｃに示す。)上に位置してい
る。この突出円８８ｃの直径は、ウエハ５０の直径より
も小さくなっている。このため、ウエハ５０が突出部材
２８₁〜２８₄上へと落とし込まれると、ウエハ５０の周
縁部は、リフタ１４₁〜１４₄から落ちることなく安定し
て保持されることになる。こうして安定した状態を図１
２に示す。

【００６０】こうして落とし込まれることにより、図１
０(ｂ)、(ｃ)に示すようにウエハ５０は、その側面が、
直立面６９₁〜６９₄と接触した状態になる。直立面６９
₁〜６９₄の上端は、図９(ａ)で説明した下端円８８ｂ上
に乗っており、下端円８８ｂは支持台１３の中心９０と
一致しているので、ウエハ５０の中心９１は、支持台１
３の中心９０と一致することになる。なお図１０(ｂ)は
図１０(ｃ)のＤ−Ｄ線断面図である。

【００６１】さらにリフタ１４₁〜１４₄が上昇して、ハ
ンド５５からウエハ５０の裏面が完全に離れたら、ハン
ド５５が支持台１３上から退避し、ウエハ５０がリフタ
１４ ₁〜１４₄上に載せ替えられる。その状態を図１３に
示す。

【００６２】こうしてウエハ５０がリフタ１４₁〜１４₄
上に完全に移し替えられたら、リフタ１４₁〜１４₄は鉛
直下方に下降し、ウエハ５０の裏面は支持台１３表面に
当接する。さらにリフタ１４₁〜１４₄が下降すると、ウ
エハ５０はリフタ１４₁〜１４₄から離れ、支持台１３表
面に載せ替えられる。この状態で、ウエハ５０の中心は
支持台１３の中心と一致した状態を維持している。その
後リフタ１４₁〜１４₄はさらに下降し、処理室２の内部
底面にまで達する。この状態を図１４に示す。

【００６３】ウエハ５０が支持台１３表面に乗ったら、
真空ポンプ２４を駆動してウエハ５０を真空吸着する。
ウエハ５０は、その径が支持台１３の径よりも大きく、
その周縁部は支持台１３の周縁部から所定距離だけはみ
出ている。こうしてはみ出したウエハ５０の周縁部の上
方には、発光装置１５₁が配置されており、鉛直下方に
レーザ光を放出できるようになっている。発光装置１５
₁の鉛直下方には受光装置１５₂が配置されており、レー
ザ光を受光できるようになっている。発光装置１５
₁が、鉛直下方に向けてレーザ光を放出すると、レーザ
光はウエハ５０の周縁部に照射される。

【００６４】支持台１３の中心９０はウエハ５０の中心
と一致しており、支持台１３の中心９０を中心としてウ
エハ５０を回転させると、ウエハ５０はその中心で回転
する。発光装置１５₁からレーザ光を照射した状態で、
ウエハ５０を回転させると、ウエハ５０の外周部に設け
られたノッチ５３は、レーザ光の光路を横切るようにな
っている。

【００６５】ノッチ５３がレーザ光の光路を横切らない
状態では、レーザ光はウエハ５０の周縁部で遮られ、レ
ーザ光は受光装置１５₂には到達せず、受光装置１５₂は
受光できない。その状態を図１５に示す。なお図１５は
図２５のＥ−Ｅ線断面図である。

【００６６】ウエハ５０が回転し、図２６に示すように
ノッチ５３が発光装置１５₁の鉛直下方に位置して、レ
ーザ光の光路を横切ると、レーザ光はノッチ５３を介し
てウエハ５０の下方にある受光装置１５₂に到達し、受
光装置１５₂がレーザ光を受光する。その状態を図１６
に示す。図１６は、図２６のＦ−Ｆ線断面図である。

【００６７】受光装置１５₂がレーザ光を受光したら、
回転機構２１は支持台の回転を停止させる。この状態
で、ウエハ５０は、そのノッチ５３が発光装置１５₁と
受光装置１５₂との間に位置した状態で静止する。

【００６８】支持台１３上にウエハ５０が載置された状
態で、ウエハ５０の中心は支持台１３の回転中心と一致
し、かつ、円形のウエハ５０の周縁部の一部に設けられ
たノッチ５３が検出されると、ノッチ５３とウエハ５０
の中心とを結ぶ直線が、ウエハ５０の表面における中心
軸線として求められる。これにより、ウエハ５０表面の
任意の位置の座標は、ウエハ５０の中心と、ウエハ５０
の中心軸線とから定めることができる。

【００６９】アーム１７の先端部は、ウエハ５０上方
で、その中心軸線と平行に直線移動するが、その直線移
動と支持台１３の回転運動とを組み合わせると、アーム
１７の先端部をウエハ５０表面の任意の位置に移動させ
ることができる。アーム１７の先端部には、測定センサ
部１６が取り付けられているので、測定センサ部１６は
ウエハ５０表面の任意の座標位置に移動できる。後述す
る導電性薄膜の膜厚を測定すべき所定位置(以下で測定
位置と称する。)は、予め設定されていて、その位置
は、中心と中心軸線とから定まる座標に換算することが
できるので、測定センサ部１６は、その測定位置に移動
することができる。

【００７０】次いで、駆動機構２２がアーム１７を回転
させ、その先端に取り付けられた測定センサ部１６を、
図１７に示すように、測定位置の一つである、ウエハ５
０のノッチ５３付近の端部の上方位置にまず位置させ
る。その後、距離測定器８４で測定センサ部１６とウエ
ハ５０表面との距離を測定し、アーム１７を上下動さ
せ、測定センサ部１６とウエハ５０表面との距離が所定
距離になったら測定センサ１６を静止させる。次いで、
交流電圧源３６から測定コイル３１に交流電圧を印加
し、全ての測定位置における測定コイル３１のインダク
タンス成分の変化量の初期値を測定する。

【００７１】以上のように、距離を一定にした状態で、
各測定位置におけるインダクタンス成分の変化量の初期
値を測定する。図１８は、測定センサ部１６をウエハ５
０の中心付近で静止させた状態を示しており、図１９
は、中心軸線についてノッチ５３と反対側の端部で測定
センサ部１６を静止させた状態を示している。図２７、
図２８、図２９は、図１７、図１８、図１９の状態にあ
るアーム１７及びウエハ５０を上方からみた図である。
以上により、全ての測定位置におけるインダクタンス成
分の変化量の初期値を順次求め、ウエハ５０の位置と対
応づけて記憶しておく。

【００７２】次に、搬送ロボット９によってウエハ５０
を第１の成膜チャンバ５に移し、ウエハ５０の表面にめ
っき法で金属薄膜を成膜する。こうして金属薄膜が成膜
された状態のウエハ５０を図４(ａ)、(ｂ)に示す。図４
(ｂ)は図４(ａ)のＢ−Ｂ線断面図である。このウエハ５
０は、円形形状のシリコン基板５１の表面に、金属薄膜
５２が成膜されている。

【００７３】こうして成膜処理が終了したら、搬送ロボ
ット９がウエハ５０を洗浄槽７に移す。ウエハ５０は、
洗浄槽７内部で洗浄される。次いで、搬送ロボット９
は、洗浄後のウエハ５０をスピン乾燥装置８に移動させ
る。スピン乾燥装置８は、洗浄後のウエハ５０を乾燥さ
せる。ウエハ５０が乾燥されたら、搬送ロボット９のハ
ンドに、ウエハ５０が水平状態で載せられる。

【００７４】その後、搬送ロボット９は、ウエハ５０を
再び膜厚測定装置１１に移動させ、上述した動作で再び
ウエハ５０表面の中心と中心軸線を求めた後に、インダ
クタンス成分の変化量の初期値を測定した測定位置に、
順次測定センサ部１６を移動させ、ウエハ５０と測定セ
ンサ部１６との距離を一定にし、それぞれの測定位置に
おける測定コイル３１のインダクタンス成分の変化量を
測定する。

【００７５】ウエハ５０表面に成膜された金属薄膜５２
の膜厚に応じて、測定コイル３１のインダクタンス成分
の変化量は変化する。測定器３７には、上述した各測定
位置における、インダクタンス成分の変化量と金属膜厚
との対応関係が記憶されており、金属薄膜５２が成膜さ
れた状態でのインダクタンス成分の変化量と、基板がな
い状態か、または金属薄膜５２が成膜されていない状態
でのインダクタンス成分の変化量の初期値との差分をと
り、この差分を、上述した対応関係と照合することで、
ウエハ５０表面の各測定位置における薄膜の膜厚を、ウ
エハ５０と非接触の状態で求めることができる。

【００７６】以上説明したように、本発明によれば、煩
雑な手作業を要することなく、ウエハ５０表面における
中心軸線を求め、その中心軸線からウエハ５０表面にお
ける所定の測定位置を求め、各測定位置で膜厚を測定し
て、膜厚分布を容易に求めることができる。このため、
ウエハ表面の薄膜の所定位置をエッチングした後、検針
を移動させていた従来に比して、膜厚分布を求める作業
が非常に容易になる。また、従来と異なり、成膜装置か
ら取り出すことなく膜厚分布を測定することができる。

【００７７】こうして、各測定位置における薄膜の膜厚
が測定されたら、アーム１７は再び回転して退避し、真
空ポンプ２４が停止して、ウエハ５０の真空吸着状態を
解除する。その状態を図２０に示す。

【００７８】次いで、リフタ１４₁〜１４₄が上昇する。
するとウエハ５０の周縁部がリフタ１４₁〜１４₄に当接
する。その状態を図２１に示す。さらにリフタ１４₁〜
１４₄を上昇させると、ウエハ５０は支持台１３の表面
から離れ、リフタ１４₁〜１４₄上に載せ替えられる。リ
フタ１４₁〜１４₄はその後所定位置で静止する。静止し
た状態を図２２に示す。

【００７９】次いで、搬送ロボット９のハンド５５が、
リフタ１４₁〜１４₄の下方に位置する。その状態を図２
３に示す。次いで、リフタ１４₁〜１４₄が下降すると、
ウエハ５０はリフタ１４₁〜１４₄から離れ、ハンド５５
上に載せ替えられる。その状態を図２４に示す。

【００８０】その後、搬送ロボット９はウエハ５０を再
び第１の成膜チャンバ５に移動させ、二回目の成膜処理
をするが、このとき、一回目の成膜処理終了後に求めら
れた膜厚及び膜厚分布に応じて、第１の成膜チャンバ５
における二回目の成膜処理の条件を設定する。

【００８１】このとき、膜厚及び膜厚分布に応じて、そ
れらのばらつきを補償する方向に電圧、かくはん条件等
を設定し、ウエハ５０表面における膜厚が均一になるよ
うにする。

【００８２】こうして、第１の成膜チャンバ５における
二回目の成膜処理をし、終了したら、搬送ロボット９に
よりウエハ５０を、洗浄槽７、スピン乾燥装置８へと順
次搬送し、それぞれで洗浄して乾燥した後に、膜厚測定
装置１１に移動させ、上述した動作と同様に、基板表面
の複数箇所において薄膜の膜厚を求め、膜厚分布を求め
る。その結果、膜厚及び膜厚分布が適正な値になってい
たら、アンローダ４にウエハ５０を搬送し、アンローダ
４からウエハ５０を取り出す。

【００８３】以上２回に分けて成膜する場合を述べた
が、１回で所定の膜厚まで成膜を行い、膜厚分布を測定
し、次の成膜時に前回の膜厚分布を補償する条件に成膜
パラメータを再設定し、常に膜厚分布を制御するように
成膜することも可能である。

【００８４】以上では、本発明の膜厚測定装置はめっき
成膜装置１に設けられ、大気雰囲気中で膜厚を測定する
ものとしたが、本発明の膜厚測定装置はこれに限られる
ものではなく、例えば真空処理装置等にも適用可能であ
る。

【００８５】図３０の符号８２に、本発明の一実施形態
の真空マルチチャンバーを示す。このマルチチャンバー
８２は、平面が六角形状の搬送室６９を有している。搬
送室６９には、第１〜第４の処理室７１〜７４と、搬出
入室７５とが、それぞれ真空バルブ７８₁〜７８₅を介し
て接続されている。これらの各室には図示しない真空排
気系が接続されており、それぞれの内部を真空排気する
ことができるように構成されている。各真空バルブ７８
₁〜７８₅を閉じると、第１〜第４の処理室７１〜７４と
搬出入室７５の内部は、搬送室６９から分離されるよう
になっている。

【００８６】搬送室６９内には、搬送ロボット６５が配
置されている。この搬送ロボット６５は、図示しない駆
動機構により動作し、搬送室６９の中心で上下方向に伸
縮可能でかつ水平方向に回転可能な支持体６４に取り付
けられ、伸縮可能に構成されたアーム６１、６２と、ア
ーム６１、６２の先端に取り付けられ、絶縁体からなる
ハンド６３とを有しており、支持体６４を回転させてア
ーム６１、６２を伸縮させることにより、その先端のハ
ンド６３を各室間で移動させることができる。またハン
ド６３はその上面にウエハを載置できるように構成され
ており、ウエハをハンド６３に乗せた状態で、そのウエ
ハを各室７１〜７５の間で搬送できるように構成されて
いる。

【００８７】このマルチチャンバー８２では、搬送室６
９の一部が側方に膨出されており、この膨出部分が測定
室７７になっている。この測定室７７は搬送室６９と一
体であり、測定室７７と搬送室６９の間には真空バルブ
は配置されていない。

【００８８】この測定室７７内には、図２の膜厚測定装
置１１とほぼ同様の構成の膜厚測定装置１１′が設けら
れている。この断面図を図３１に示す。図３１は図３０
のＫ−Ｋ線断面図である。かかるマルチチャンバー８２
では、第１〜第４の処理室７１〜７４及び搬出入室７５
の間でウエハ５０を搬送する際に、測定室７７にウエハ
５０を挿入し、測定室７７内の軸出し部９３でウエハ５
０表面の中心軸線を求め、その中心軸線に基づいて、膜
厚測定部９５がウエハ５０表面の金属薄膜の膜厚を測定
することができるようになっている。

【００８９】この膜厚測定装置１１′の構成は、図２で
説明した膜厚測定装置１１の構成とほぼ同様であるが、
真空ポンプ２４が設けられていない点と、支持台１３の
内部に吸着電極８５₁、８５₂が配置され、これらの吸着
電極８５₁、８５₂が電源８６に接続されている点で膜厚
測定装置１１と異なる。かかる膜厚測定装置１１′で
は、図２で説明した膜厚測定装置１１と異なり、ウエハ
５０を支持台１３の表面に載置した状態で、電源８６を
起動して吸着電極８５₁、８５₂間に直流電圧を印加する
ことにより、ウエハ５０を支持台１３表面に静電吸着す
ることができる。

【００９０】一例として、ウエハ５０の表面に二層金属
膜を成膜する際には、まず予め全ての真空バルブ７８₁
〜７８₅を閉じ、第１〜第４の処理室７１〜７４の内部
を真空排気した状態で、搬出入室７５内にウエハ５０を
搬入する。

【００９１】次に、搬出入室７５内部を真空排気して、
所定真空度になったら、搬出入室７５と搬送室６９との
間の真空バルブ７８₅を開き、搬送ロボット６５のハン
ド６３を搬出入室７５内に入れ、ハンド６３上にウエハ
５０を載せ、ウエハ５０を搬出入室７５から測定室７７
へと搬送する。

【００９２】ウエハ５０はハンド６３からリフタ１４₁
〜１４₄に載せ替えられた後に支持台１３表面に移し替
えられ、支持台１３表面に載置される。この状態で、図
２の膜厚測定装置１１と同様に、ウエハ５０表面の中心
と中心軸線とを求めてウエハ５０表面での任意の位置の
座標を定め、予め設定された測定位置に測定センサ部１
６を順次位置させ、交流電圧源３６を起動して測定コイ
ル３１に交流電圧を印加してウエハ５０内に渦電流を生
成させ、薄膜が表面に成膜されていないウエハ５０を測
定コイル３１に近接させた場合の、測定コイル３１のイ
ンダクタンス成分の変化量の初期値を求めておく。

【００９３】次いで、第１の処理室７１と搬送室６９と
の間の真空バルブ７８₁とを開き、ウエハ５０を搬出入
室７５から第１の処理室７１内に搬送する。次いで、第
１の処理室７１と搬送室６９との間の真空バルブ７８₁
とを閉じ、第１の処理室７１内で所定の成膜処理をす
る。

【００９４】所定の成膜処理が終了したら、第１の処理
室７１と搬送室６９との間の真空バルブ７８₁とを開
き、ハンド６３を第１の処理室７１内に入れ、ウエハ５
０をハンド６３上に移し替えた後、ウエハ５０を第１の
処理室７１から測定室７７へと搬送する。

【００９５】次いで、図２の膜厚測定装置１１と同様
に、ウエハ５０をリフタ１４₁〜１４₄上に移し替えた後
に支持台１３上に載せ替えてウエハ５０の中心を支持台
１３の中心と一致させる。その後、ウエハ５０を支持台
１３上に静電吸着させる。

【００９６】次いで、ウエハ５０表面の、インダクタン
ス成分の変化量の初期値を求めた各測定位置に測定セン
サ部１６を順次移動させ、各測定位置でインダクタンス
成分の変化量を求めることにより、ウエハ表面に成膜さ
れた一層目の金属薄膜の膜厚を求め、一層目の金属薄膜
の膜厚分布を求める。

【００９７】次に、ウエハ５０をハンド６３に載せ替
え、第２の処理室７２と搬送室６９との間の真空バルブ
７８₂を開き、ウエハ５０を第２の処理室７２内に搬送
し、第２の処理室７２と搬送室６９との間の真空バルブ
７８₂を閉じる。

【００９８】次いで、第２の処理室７２内で、ウエハ５
０表面に二層目の金属薄膜を成膜する。このとき、一層
目の金属薄膜の膜厚分布に基づいて二層目の金属薄膜の
成膜条件を決定し、その成膜条件により二層目の金属薄
膜を成膜する。

【００９９】こうして二層目の金属薄膜の成膜処理が終
了したら、第２の処理室７２と搬送室６９との間の真空
バルブ７８₂を開くととともに、搬出入室７５と搬送室
６９との間の真空バルブ７８₅を開く。次いでハンド６
３を第２の処理室７２内に入れてウエハ５０をハンド６
３上に移し替え、第２の処理室７２から搬出入室７５へ
とウエハ５０を搬送する。その後、搬出入室７５と搬送
室６９との間の真空バルブ内の７８₅を閉じ、搬出入室
７５内を大気雰囲気にした後に、ウエハ５０を搬出入室
７５から取り出す。このように、本発明によれば、真空
マルチチャンバー８２の外へウエハ５０を搬出すること
なく、簡単に薄膜の膜厚を求め、膜厚分布を知ることが
できる。

【０１００】なお、上述した各実施形態では、測定コイ
ル３１のインダクタンス成分の変化量を、マクスウェル
のインダクタンスブリッジを用いて測定しているが、本
発明はこれに限らず、測定コイル３１のインダクタンス
成分の変化量を測定できる高精度の測定装置であれば、
いかなる装置でもよい。

【０１０１】また、上述した各実施形態では、図５の回
路図に示したように、インダクタンスブリッジ３０の２
個の出力端子４３、４４を膜厚測定器３７の二つの入力
に接続し、出力端子４３、４４間の電圧を測定してイン
ダクタンス成分の変化を測定したが、本発明はこれに限
らず、例えば図３４に示すように、一方の出力端子４４
と、膜厚測定器３７の一方の入力とをともに接地し、他
方の出力端子４３と、膜厚測定器３７の他方の入力とを
接続して、この出力端子４３に現れる電圧を測定するよ
うに構成してもよい。

【０１０２】さらに、本実施形態においては、基板が回
転し、膜厚センサ部１６が伸縮する構成としたが、基板
が例えばＸ方向にスキャンし、膜厚センサ部１６がＹ方
向にスキャンするようにし、基板全面を測定してもよ
い。ノッチ検出機構は、なるべく膜厚測定機構の近くに
設けることにより、よりコンパクトな膜厚測定装置を実
現できる。

【０１０３】

【発明の効果】煩雑な作業を要せずに、簡単にかつ迅速
に基板表面の薄膜の膜厚分布を求めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る成膜装置

【図２】本発明の一実施形態に係る膜厚測定装置の構成
を説明する断面図

【図３】本発明の一実施形態に係る膜厚測定装置の構成
を説明する平面図

【図４】(ａ)：本実施形態で用いられるウエハを説明す
る平面図 (ｂ)：本実施形態で用いられるウエハを説明する断面図

【図５】本発明の一実施形態に係る膜厚測定部を説明す
る図

【図６】本発明の一実施形態に係る測定コイルと基準コ
イルとの位置関係を説明する図

【図７】本発明の一実施形態に係る膜厚センサとレーザ
センサとの位置関係を説明する断面図

【図８】膜厚とインダクタンス成分の変化量との関係の
一例を示すグラフ

【図９】(ａ)：本発明の一実施形態に係るリフタの構成
を説明する平面図 (ｂ)：本発明の一実施形態に係るリフタの構成を説明す
る断面図

【図１０】(ａ)：本発明の一実施形態に係るリフタにウ
エハを載せる際の状態を説明する第１の図 (ｂ)：本発明の一実施形態に係るリフタにウエハを載せ
る際の状態を説明する第２の図 (ｃ)：本発明の一実施形態に係るリフタにウエハを載せ
た状態を説明する平面図

【図１１】本発明の一実施形態に係る膜厚測定装置の動
作を説明する第１の図

【図１２】本発明の一実施形態に係る膜厚測定装置の動
作を説明する第２の図

【図１３】本発明の一実施形態に係る膜厚測定装置の動
作を説明する第３の図

【図１４】本発明の一実施形態に係る膜厚測定装置の動
作を説明する第４の図

【図１５】本発明の一実施形態に係る膜厚測定装置の動
作を説明する第５の図

【図１６】本発明の一実施形態に係る膜厚測定装置の動
作を説明する第６の図

【図１７】本発明の一実施形態に係る膜厚測定装置の動
作を説明する第７の図

【図１８】本発明の一実施形態に係る膜厚測定装置の動
作を説明する第８の図

【図１９】本発明の一実施形態に係る膜厚測定装置の動
作を説明する第９の図

【図２０】本発明の一実施形態に係る膜厚測定装置の動
作を説明する第１０の図

【図２１】本発明の一実施形態に係る膜厚測定装置の動
作を説明する第１１の図

【図２２】本発明の一実施形態に係る膜厚測定装置の動
作を説明する第１２の図

【図２３】本発明の一実施形態に係る膜厚測定装置の動
作を説明する第１３の図

【図２４】本発明の一実施形態に係る膜厚測定装置の動
作を説明する第１４の図

【図２５】本発明の一実施形態に係る膜厚測定装置の動
作を説明する第１の平面図

【図２６】本発明の一実施形態に係る膜厚測定装置の動
作を説明する第２の平面図

【図２７】本発明の一実施形態に係る膜厚測定装置の動
作を説明する第３の平面図

【図２８】本発明の一実施形態に係る膜厚測定装置の動
作を説明する第４の平面図

【図２９】本発明の一実施形態に係る膜厚測定装置の動
作を説明する第５の平面図

【図３０】本発明の他の実施形態に係る真空マルチチャ
ンバを説明する平面図

【図３１】本発明の他の実施形態に係る膜厚測定装置を
説明する断面図

【図３２】(ａ)：従来用いられるウエハを説明する平面
図 (ｂ)：従来用いられるウエハを説明する断面図

【図３３】(ａ)：従来の膜厚測定方法を説明する平面図 (ｂ)：従来の膜厚測定方法を説明する断面図

【図３４】本発明のその他の実施形態の膜厚測定装置を
説明する図

【符号の説明】

１……めっき成膜装置(成膜装置) １３……支持台１４₁〜１４₄……リフタ１５₁……発光装置１５₂……受光装置２５……測定装置３１……測定コイル３２……基準コイル３６……交流電圧源(電源) ５０……ウエハ(基板) ５３……ノッチ(切り欠き) ８２……真空マルチチャンバ(成膜装置)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者南津顕仁神奈川県茅ヶ崎市萩園2500番地日本真空技術株式会社内 (72)発明者中村静雄神奈川県茅ヶ崎市萩園2500番地日本真空技術株式会社内Ｆターム(参考） 2F063 AA16 BB02 BB07 BC09 GA08 GA29 GA79 JA04 LA27 4M106 AA01 AA11 BA05 BA14 CA48 DG05 DH03 DH16 DH32 DJ05 DJ07 5F031 CA02 FA01 FA07 FA12 GA02 GA38 GA44 GA47 GA49 HA13 HA16 HA32 HA53 JA01 JA02 JA05 JA06 JA13 JA15 JA17 JA32 JA35 KA02 KA03 KA06 KA08 KA11 KA14 MA04 MA25 MA33 NA05 NA07 5F045 GB09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円形の基板の表面における中心軸線を求め
るように構成された軸出し装置であって、前記基板を表面に載置して支持できるように構成された
支持台と、前記支持台を、前記支持台の表面を含む面内で回転でき
るように構成された駆動機構と、前記支持台の周縁部近傍に配置された発光装置と、前記発光装置と対向して前記支持台の周縁部近傍に配置
された受光装置とを有し、前記発光装置は、前記受光装置に向けて光を発すること
ができるように構成された軸出し装置。
【請求項２】前記受光装置は、前記発光装置及び前記受
光装置の間に、前記基板の周縁部に設けられた切り欠き
が位置したときに、前記切り欠きを通して前記発光装置
が発光した光を受光できる位置に配置された請求項１記
載の軸出し装置。
【請求項３】円形の基板の表面における中心軸線を求め
るように構成された軸出し装置であって、前記基板を表面に載置して支持できるように構成された
支持台と、略直方体状に形成され、前記支持台の中心を中心とする
一つの円周上に配置された支持部材と、前記支持部材の
下方に、前記中心方向に突出して設けられた突出部材と
を備え、前記基板の周縁部が前記突出部材上に乗った状
態で前記基板を支持できるように構成されたリフタと、前記リフタを前記支持台の近傍で昇降させられるように
構成された昇降機構とを有し、前記支持部材には、前記突出部材の突出方向に傾いた傾
斜面が設けられ、前記リフタは、前記基板を支持した状態で前記支持台よ
り下方に降下すると、前記基板を、前記支持台の表面に載せ替えられるように
構成されたことを特徴とする軸出し装置。
【請求項４】前記支持台は、前記基板を吸着させられる
ように構成された請求項１乃至請求項３のいずれか１項
記載の軸出し装置。
【請求項５】請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載
の軸出し装置と、基板の表面に形成された導電性薄膜の膜厚を測定できる
ように構成された測定装置とを有し、前記測定装置は、前記軸出し装置によって求められた前
記中心軸線に基づいて、基板表面における測定位置を求
め、該測定位置で前記導電性薄膜の膜厚を測定できるよ
うに構成された膜厚測定装置。
【請求項６】前記測定装置は、膜厚センサと、電源と、
測定器とを有し、前記膜厚センサは、測定コイルを備え、前記電源は、前記基板が前記測定コイルと近接したとき
に前記測定コイルに交流電圧を印加し、前記基板表面の
導電性薄膜に渦電流を生成させるように構成され、前記測定器は、前記渦電流の影響により前記測定コイル
に生じる信号を測定するように構成された請求項５記載
の膜厚測定装置。
【請求項７】前記膜厚センサは、基準コイルと、二個の
基準抵抗とを有し、前記基準コイルは、前記測定コイルに直列接続され、前
記測定コイルと前記基板とが対向したときに、前記基板
に対して、前記測定コイルよりも遠く位置するように配
置され、前記二個の基準抵抗は、互いに直列接続され、前記二個の基準抵抗の直列接続回路と、前記測定コイル
及び前記基準コイルの直列接続回路とは、互いに並列に
接続され、前記測定器は、前記測定コイル及び前記基準コイルの直
列接続回路の両端に交流電圧が印加されたときに、前記
測定コイル及び基準コイルが接続された部分と、前記二
個の基準抵抗が互いに接続された部分との間の電位差
を、前記測定コイルに生じる信号として測定するように
構成された請求項６記載の膜厚測定装置。
【請求項８】円形の基板の表面に薄膜を成膜することが
できるように構成された成膜手段と、請求項５乃至請求項７のいずれか１項記載の膜厚測定装
置とを備えた成膜装置。
【請求項９】周縁部の一部に切り欠きを有する円形の基
板の表面における中心軸線を求める軸出し方法であっ
て、前記基板の表面における中心を求め、前記基板の周縁部を挟むように発光装置と受光装置を対
向配置させ、前記基板の表面における中心を中心とし
て、前記表面を含む面内で前記基板を回転させながら、
前記発光装置から前記基板の周縁部に光を照射し、前記
光が前記切り欠きを通して前記受光装置に受光されるか
否かにより前記切り欠きの位置を検出し、前記切り欠きの位置と前記表面における中心とから、前
記基板の表面における中心軸線を求めることを特徴とす
る軸出し方法。
【請求項１０】請求項９記載の軸出し方法により、周縁
部の一部に切り欠きが設けられ、表面に薄膜が形成され
た円形の基板の表面における中心軸線を求め、前記中心軸線に基づいて、前記基板の表面における測定
位置を求め、該測定位置における前記導電性薄膜の膜厚
を測定することを特徴とする膜厚測定方法。
【請求項１１】前記基板と近接する位置に測定コイルを
配置し、前記測定コイルに交流電圧を印加して、前記基板表面の
導電性薄膜に渦電流を生成させ、前記渦電流の影響により前記測定コイルに生じる信号を
検出し、前記信号に基づいて、前記導電性薄膜の膜厚を
求めることを特徴とする請求項１０記載の膜厚測定方
法。
【請求項１２】前記基板に対して前記測定コイルよりも
遠い位置に、前記測定コイルと直列接続された基準コイ
ルを配置し、二個の基準抵抗を直列接続し、前記二個の
基準抵抗の直列接続回路と、前記測定コイル及び前記基
準コイルの直列接続回路とを並列に接続してマクスウェ
ルのインダクタンスブリッジを構成しておき、前記マクスウェルのインダクタンスブリッジを用いて、
前記測定コイルのインダクタンス成分の変化を求めるこ
とで、前記測定コイルに生じる信号を検出することを特
徴とする請求項１１記載の膜厚測定方法。