JP2004258035A - 薄層測定装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 ただ1つの装置において巨視的測定(検査)も微視的測定(検査)も実行することが可能な半導体基板の薄層測定装置及び方法。
【解決手段】 半導体基板のための少なくとも1つのカセット要素及びミクロ薄層測定用の第1測定ユニットから構成されるとともに、該半導体基板用カセット要素と該ミクロ薄層測定用第1測定ユニットとの間に移送機構を有する半導体基板の薄層測定用装置において、前記移送機構(7)の領域であって、前記カセット要素(3)の後方かつ前記ミクロ薄層測定用第1測定ユニット(5)の前方に、マクロ薄層測定用の測定ユニット(9)を有する。
【選択図】 図1
【解決手段】 半導体基板のための少なくとも1つのカセット要素及びミクロ薄層測定用の第1測定ユニットから構成されるとともに、該半導体基板用カセット要素と該ミクロ薄層測定用第1測定ユニットとの間に移送機構を有する半導体基板の薄層測定用装置において、前記移送機構(7)の領域であって、前記カセット要素(3)の後方かつ前記ミクロ薄層測定用第1測定ユニット(5)の前方に、マクロ薄層測定用の測定ユニット(9)を有する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、薄層測定装置に関し、とりわけ半導体基板のための少なくとも1つのカセット要素及びミクロ薄層測定用の第1測定ユニットから構成されるとともに、該半導体基板用カセット要素と該ミクロ薄層測定用第1測定ユニットとの間に移送機構を有する半導体基板の薄層測定用装置に関する。
更に、本発明は、半導体基板の薄層測定方法に関する。
更に、本発明は、半導体基板の薄層測定方法に関する。
処理ステーションのための基板供給モジュールについて開示する文献は存在する(特許文献1参照)。半導体基板は、このような基板供給モジュールから、更なる検査のために処理ステーションへ移送される。処理ステーションでは、例えば、1つの半導体基板に対する微視的(顕微鏡的)検査が実行される。基板供給モジュール及び処理ステーションからなるシステムでは、基板供給モジュールは処理ステーションの任意の側面に接するように配設することができるので、非常にフレキシブルに構成できる。
しかしながら、上記特許文献1に記載された装置には、処理ステーションでは、例えばマクロ的(巨視的)検査又はミクロ的(微視的)検査のような特定の1つの処理工程しか実行することができないという深刻な欠点がある。2以上の検査を処理ステーションによって実行すべき場合は、(外付けの)追加の装置が必要となり、半導体製造エリアに占める当該装置全体の底面ないし設置面積はより大きくならざるをえない。
半導体ウェハを製造する場合、所定の製造工程間において、種々のカセット中の基板(複数)が、複数の処理ステーションに向かって移送され、そこで各処理ステーションへ装填されなければならない。この移送は、手動的又は自動的に実行することができる。
個々の処理ステーションは、例えば、基板の検査、測定又は(加工)処理のような基板の処理に関しそれぞれ異なる目的のために利用される。基板の検査は、巨視的検査と微視的検査とに区別することができる。微視的検査では、とりわけ基板上の不所望のパーティクル又は基板の構造中又は表面の欠陥に関する検査が実行される。この検査は、利用者自身によって又は電子的カメラを用いて自動的に実行することができる。例えば、不所望のパーティクル又は構造の欠陥は、自動的に認識・分類可能である(欠陥分析)。更に、構造の幅の広い間隔又は厚さも測定可能である(CD分析、層厚分析)。基板上の被検対象は小さいので、このような検査及び測定を行うために、上記の処理ステーションでは、大抵、顕微鏡が使用される。他方、巨視的検査は、(微視的検査とは)別の処理ステーションで実行される。巨視的検査では、例えば傷(スクラッチ)、樹脂等残滓(Lackfehler)、汚染粒子、又は半導体基板に形成される薄い層ないし膜の厚さの変動のようなその他の巨視的不均一性のような巨視的欠陥を迅速に認識することができる。その後、これらの欠陥は、より精密な検査をするために、微視的検査へ引き渡される。
それゆえ、本発明の課題は、1つの装置において巨視的測定(検査)も微視的測定(検査)も実行することができる薄層測定装置を提供することである(装置の課題)。
更に、本発明の課題は、装置全体の設置面積を大きくすることなく、半導体基板の効率的かつ確実な処理を可能とする薄層測定方法を提供することである(方法の課題)。
上記の装置の課題を解決するために、本発明の一視点により、半導体基板のための少なくとも1つのカセット要素及びミクロ(微視的)薄層測定用の第1測定ユニットから構成されるとともに、該半導体基板用カセット要素(ケース部材)と該ミクロ薄層測定用第1測定ユニットとの間に移送機構を有する半導体基板の薄層測定用装置を提供する。この装置は、前記移送機構の移送領域内において、前記カセット要素の後方かつ前記ミクロ薄層測定用第1測定ユニットの前方に、マクロ(巨視的)薄層測定用の(第2)測定ユニットを有することを特徴とする(形態1・基本構成1)。
上記の方法の課題を解決するために、本発明の更なる視点により、薄層を測定するための方法を提供する。この方法は、以下のステップ:・半導体基板を、該半導体基板がマクロ薄層測定用(第2)測定ユニットに沿って案内されるように、少なくとも1つのカセット要素からミクロ薄層測定用(第1)測定ユニットへ移送すること、・マクロ薄層測定用(第2)測定ユニットにおいて、より精密に検査されるべき欠陥を示す半導体基板(複数)の測定部位を検出すること、・求められた前記測定部位の情報(ないしデータ)をコンピュータへ伝送すること、及び・求められた前記測定部位をミクロ薄層測定用(第1)測定ユニットにおいて位置決めし、精密測定を実行すること、を含むことを特徴とする(形態4・基本構成2)。
本発明の独立請求項1及び4により、所定の課題として掲げた効果が上述の通りそれぞれ達成される。即ち、本発明の装置は、1つの装置において巨視的測定(検査)も微視的測定(検査)も実行することが可能である(基本構成1)。また、本発明の方法は、装置全体の設置面積を大きくすることなく、半導体基板の効率的かつ確実な処理を可能とする(基本構成2)。さらに各従属請求項の構成によって、また、後述のとおりの付加的効果が達成される。
(2) 上記の装置において、筐体によって規定される底面が、ミクロ薄層測定用測定ユニットのみを含む薄層測定装置の底面より大きくならないよう、前記ミクロ薄層測定用第1測定ユニット及び前記マクロ薄層測定用(第2)測定ユニットが該筐体内に配設されることが好ましい(形態2)。
(3) 上記の装置において、前記ミクロ薄層測定用第1測定ユニットは、マイクロフォトメータ及び/又はマイクロ偏光解析装置(Mikro-Ellipsometer)を有し、及び前記マクロ薄層測定用(第2)測定ユニットは、マクロフォトメータを有することが好ましい(形態3)。
(4) 上記の装置において、前記移送機構は、半導体基板を前記カセット要素からミクロ薄層測定用測定ユニットへ移送する送り装置(フィーダ)を有することが好ましい(形態4)。
(5) 上記の装置において、半導体基板は、該装置内で、前記カセット要素からミクロ薄層測定用測定ユニットへ供給するための前記送り装置によって移動(牽引)可能に構成されると共に、半導体基板は、前記マクロ薄層測定用測定ユニットの下方に沿って案内可能に構成されること、及びその際自動的に測定値が記録(検出)可能に構成されることが好ましい(形態5)。
(6) 上記の装置において、前記半導体基板は、ウェハであることが好ましい(形態6)。
(7) 上記の方法において、前記検出の際に求められた前記測定部位が前記ミクロ薄層測定用(第1)測定ユニットによって測定されるべき半導体基板の予選択要素として用いられ、前記ミクロ薄層測定用(第1)測定ユニットのために測定部位のデータが自動的に伝送(伝達)されることが好ましい(形態7)。
(8) 上記の方法において、1つの半導体基板がミクロ薄層測定用(第1)測定ユニットにおいて微視的に検査される間に、更なる半導体基板(複数)がマクロ薄層測定用(第2)測定ユニットへ供給されることが好ましい(形態8)。
(9) 上記の方法において、前記マクロ薄層測定用(第2)測定ユニットによる半導体基板(複数)の測定部位の前記検出は、定義された制御ユニット(Kontrollschranken)の評価によって、前記ミクロ薄層測定用(第1)測定ユニットによる測定がされるべきか否か及び前記半導体基板のどの微視的位置において前記ミクロ薄層測定用(第1)測定ユニットによる測定がされるべきかを決定するために使用される測定値を供給することが好ましい(形態9)。
(10) 上記の方法において、前記ミクロ薄層測定用(第1)測定ユニットは、マイクロフォトメータ及び/又はマイクロ偏光解析装置を有し、前記マクロ薄層測定用(第2)測定ユニットは、マクロフォトメータを有することが好ましい(形態10)。
(11) 上記の方法において、前記マクロ薄層測定用(第2)測定ユニットにおいて検出される測定部位及び前記ミクロ薄層測定用(第1)測定ユニットの対応する測定部位は、座標変換によって関連付けられることが好ましい(形態11)。
(12) 上記の方法において、少なくとも1つのカセット要素からミクロ薄層測定用(第1)測定ユニットへの半導体基板の前記移送は、送り装置(フィーダ)を有する移送機構によって実行されることが好ましい(形態12)。
(3) 上記の装置において、前記ミクロ薄層測定用第1測定ユニットは、マイクロフォトメータ及び/又はマイクロ偏光解析装置(Mikro-Ellipsometer)を有し、及び前記マクロ薄層測定用(第2)測定ユニットは、マクロフォトメータを有することが好ましい(形態3)。
(4) 上記の装置において、前記移送機構は、半導体基板を前記カセット要素からミクロ薄層測定用測定ユニットへ移送する送り装置(フィーダ)を有することが好ましい(形態4)。
(5) 上記の装置において、半導体基板は、該装置内で、前記カセット要素からミクロ薄層測定用測定ユニットへ供給するための前記送り装置によって移動(牽引)可能に構成されると共に、半導体基板は、前記マクロ薄層測定用測定ユニットの下方に沿って案内可能に構成されること、及びその際自動的に測定値が記録(検出)可能に構成されることが好ましい(形態5)。
(6) 上記の装置において、前記半導体基板は、ウェハであることが好ましい(形態6)。
(7) 上記の方法において、前記検出の際に求められた前記測定部位が前記ミクロ薄層測定用(第1)測定ユニットによって測定されるべき半導体基板の予選択要素として用いられ、前記ミクロ薄層測定用(第1)測定ユニットのために測定部位のデータが自動的に伝送(伝達)されることが好ましい(形態7)。
(8) 上記の方法において、1つの半導体基板がミクロ薄層測定用(第1)測定ユニットにおいて微視的に検査される間に、更なる半導体基板(複数)がマクロ薄層測定用(第2)測定ユニットへ供給されることが好ましい(形態8)。
(9) 上記の方法において、前記マクロ薄層測定用(第2)測定ユニットによる半導体基板(複数)の測定部位の前記検出は、定義された制御ユニット(Kontrollschranken)の評価によって、前記ミクロ薄層測定用(第1)測定ユニットによる測定がされるべきか否か及び前記半導体基板のどの微視的位置において前記ミクロ薄層測定用(第1)測定ユニットによる測定がされるべきかを決定するために使用される測定値を供給することが好ましい(形態9)。
(10) 上記の方法において、前記ミクロ薄層測定用(第1)測定ユニットは、マイクロフォトメータ及び/又はマイクロ偏光解析装置を有し、前記マクロ薄層測定用(第2)測定ユニットは、マクロフォトメータを有することが好ましい(形態10)。
(11) 上記の方法において、前記マクロ薄層測定用(第2)測定ユニットにおいて検出される測定部位及び前記ミクロ薄層測定用(第1)測定ユニットの対応する測定部位は、座標変換によって関連付けられることが好ましい(形態11)。
(12) 上記の方法において、少なくとも1つのカセット要素からミクロ薄層測定用(第1)測定ユニットへの半導体基板の前記移送は、送り装置(フィーダ)を有する移送機構によって実行されることが好ましい(形態12)。
薄層ないし薄膜は、現在、とりわけ、光学に基礎を有する方法によって測定される。そのような方法としては、とりわけ、分光測光法(反射率測定法)、分光偏光解析法、及び一又は多波長偏光解析法、又はこれら方法の任意の組合せが利用される。これらの方法では、薄層の性質は、試料(被検対象)で反射した光ビームの性質から求められる。
使用されるシステムの多くのものでは、光ビームは、収束的に結像するようにウェハ表面へ向けて照射される。この場合、ウェハ表面で結像した測定スポットは、数マイクロメートルのオーダーの大きさ(例えば10μm)を有する。構造が形成されたウェハ表面の小さな構造中の均質な材料からなる部分の表面を測定できるようにするために、測定ビームは、微視的領域へ向かって収束(合焦)される。
このような微視的局所的測定システムの利点は、小さな構造において、局所的に規定された均質な材料表面は測定信号(の精度)に寄与し(関係づけられ)、そのため測定(信号)は局所的に規定された構造の性質を明確に(一義的に)再現するという点にある。
他方、測定時間の観点から、1つのウェハの少数の表面のみ又は1つのウェハカセット若しくは1つの基板供給モジュールの少数のウェハのみしか測定することができないという欠点もある。そのため、無作為抽出検査に割り当てられた測定表面又はウェハ以外の測定表面又はウェハの薄層の基準から外れた性質は求めることはできない。しかしながら、とりわけ現在の高度な技術水準のプロセス制御(先進プロセス制御:Advanced Process Control、APC)のためには、可能な限りすべてのウェハ及びウェハの表面全体の測定による複数のプロセス工程の完全な監視が望まれる。更に、ウェハの予中心合せ及び回転的予位置調節並びに次いで行われる自動画像認識・座標変換による精密位置調節のように、(顕微鏡)微視的に(極めて)小さい測定領域を収束ビーム(光ビーム)に対し正確に位置決めしなければならないので、微視的(測定)システムは、極めて大掛かりな自動化を必要とする。
測定システムの他の一態様では、光ビームは、小さい領域へは収束されず、より大きい巨視的領域に亘って割り当てられる測定信号を生成する。そのようなシステムは、ウェハイメージングシステムないしウェハスキャナとも称される。このようなシステムの利点は、本質的に(非常に)より大きいウェハ領域から本質的に(非常に)より短い時間で測定信号を得ることができるという点にある。他方、測定精度がより低いこと、及び異なる材料表面に亘り測定された性質(複数)が場合により報告されてしまうこと、という欠点もある。
本発明の半導体基板の薄層測定装置が、複数の半導体基板のための少なくとも1つのカセット要素(ケース部材)と、ミクロ(微視的)薄層測定用第1測定ユニットとから構成されると、とりわけ有利である。半導体基板のためのカセット要素とミクロ薄層測定用第1測定ユニットとの間に、移送機構が配される。これに加えて、移送機構の(移送)領域であって、カセット要素の後方(下流域)かつミクロ薄層測定用第1測定ユニットの前方(上流域)に、マクロ(巨視的)薄層測定用(第2)測定ユニットが配設される。なお、「前方」(上流域)及び「後方」(下流域)とは、カセット要素からミクロ薄層測定用第1測定ユニットへ至る半導体基板の流れに関し、それぞれ、上流域及び下流域に位置することを意味するものとする。
本発明の半導体基板の薄層測定装置全体は、1つの筐体に包囲される(取り囲まれる)。この筐体は、底面を規定する。
ミクロ薄層測定用第1測定ユニット及びマクロ薄層測定用(第2)測定ユニットは、筐体の底面がミクロ薄層測定用測定ユニットのみを含む薄層測定装置の底面より大きくならないように、該筐体内に配されると、とりわけ(設置面積を小さく保つ上で)有利である。
ミクロ薄層測定用第1測定ユニットは、マイクロフォトメータ及び/又はマイクロ偏光解析装置(Mikro-Ellipsometer)を有すると有利である。
マクロ薄層測定用(第2)測定ユニットは、マクロフォトメータを有すると有利である。
本発明の薄層測定装置では、半導体基板は、供給用の供給(送り)装置(フィーダ)によって薄層測定用測定ユニットへ移送可能に構成される。カセット要素からミクロ薄層測定用第1測定ユニットへ至る経路では、半導体基板は、有利には、マクロ薄層測定用(第2)測定ユニットの下側(下方)に沿って案内される。その際(第2測定ユニットの下方を通過する際)、相応の測定値が得られる。
本発明の方法により、同様に多くの利点が得られる。まず、半導体基板(複数)は、少なくとも1つのカセット要素からミクロ薄層測定用(第1)測定ユニットへ移送される。その際、半導体基板(複数)は、マクロ薄層測定用(第2)測定ユニットの際(きわ)ないし下側に沿って案内される。半導体基板(複数)がマクロ薄層測定用(第2)測定ユニットの下側に沿って案内される際、欠陥を提示しかつより詳細に(精密に)検査されなければならない半導体基板の測定部位が検出される。求められた測定部位の位置(の情報ないしデータ)は、コンピュータへ伝送される。ミクロ薄層測定用(第1)測定ユニットに相応の半導体基板が存在する場合、マクロ薄層測定用(第2)測定ユニットによって求められた測定部位(複数)が(所定位置に)供給(移動)され(即ち当該測定部位がミクロ薄層測定用測定ユニットの検出ビーム路に位置決めされる)、相応の測定部位がより精密に検査可能にされる。より精密な検査は、顕微鏡を用いて利用者により手動的に実行されるか、或いは、これら測定部位は、自動的微視的検査が実行可能となるように、自動的に(所定位置へ)移動する(位置決めが行われる)。
以下に、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例は、発明の理解の容易化のためのものであって、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲において当業者により実施可能な付加・置換等を排除することは意図しない。また、特許請求の範囲に付した図面参照符号も発明の理解の容易化のためのものであり、本発明を図示の態様に限定することを意図しない。なお、これらの点に関しては補正・訂正後においても同様である。
図1に、微視的検査方法の特別な利点と巨視的検査方法の特別な利点とがただ1つの測定装置内で組み合わされて実現されるように構成された本発明の薄層(ないし薄膜)測定装置1の一例の模式的斜視図を示した。そのため、利用者は、質的により価値の高い測定結果を入手することができる。図は、200mmウェハ測定法に対して典型的にみられるような装置における本発明の原理的構造が現れている。しかしながら、本発明の装置は、図示の構造に限定されるべきではなく、その他の構造(ないし寸法)の装置ないし変形配置、とりわけ300mmウェハ測定に使用されるような装置等も含まれる。それらに対しては、後述の装置の対応する部材ないし要素の説明が当て嵌まる。装置1は、底面12を規定する筐体11を有する。装置1の筐体11は、少なくとも1つのカセット要素3が配される。カセット要素3によって、半導体基板は、装置1内へ装填(搬入)され、相応の測定ないし検査が実行される。装置1の筐体11は、ディスプレイ13を有し、利用者は、このディスプレイ13を介して各測定工程に関する情報及びデータを入手することが可能となる。更に、筐体11は、入力手段14を有し、利用者は、この入力手段14によって、測定方法の経過及び各プロセス工程に関する相応の入力を実行することが可能となる。装置1は、その内部に、コンピュータ(ユニット)15、ミクロ(微視的)薄層測定用(第1)測定ユニット5、及び少なくとも1つのマクロ(巨視的)薄層測定用(第2)測定ユニット9を有する。ミクロ薄層測定用測定ユニット5は、(図示の例では、)実質的にディスプレイ13と入力手段(キーボード)14の(背部)領域に位置する。少なくとも1つのマクロ薄層測定用測定ユニット9は、実質的にカセット要素3とミクロ薄層測定用測定ユニット5の間の領域に配される。(1つの)カセット要素3内の半導体基板(複数)に対する巨視的測定が実行可能であると共に、その間に、該カセットの1又は複数の他のウェハが既に微視的に測定されているように、マクロ薄層測定用測定ユニット9とミクロ薄層測定用測定ユニット5とが装置1内に組み込まれる。本質的に(極めて)より迅速かつ場所的により広範囲にわたる巨視的測定(の結果)は、後に行われるべきミクロ薄層測定用測定ユニット5における微視的測定を受けなければならない半導体基板の予選択要素として利用可能である。(薄層の)場所的不均一性は、大抵の薄層形成(堆積)プロセスに関して、微視的にのみ生じるのではなく、常にセンチメートルのオーダーでも起りうるので、このような予選択を行うことができるのである。
図2に、本発明の装置1の一例の平面図を示した。この図には、装置1の筐体11内部の本質的構造要素ないし部材を模式的に示した。図1に関して既に説明したように、装置1は、底面12を規定する筐体11を有する。筐体11には、少なくとも1つのカセット要素3が配される。装置1の内部には、半導体基板を少なくとも1つのカセット要素3からミクロ薄層測定用測定ユニット5へ移送ないし供給する移送機構7が配される。マクロ薄層測定用測定ユニット9は、移送されるべき半導体基板(複数)が、該マクロ薄層測定用測定ユニット9の際(きわ)ないし下側を通り過ぎるように移送されるような位置に配置される。マクロ薄層測定用測定ユニット9は、例えば、半導体基板の表面に光列(走査ビーム)を照射し、反射光を相応の方法で評価するスキャナとして構成することも可能である。この場合、半導体基板のスキャン(走査)画像は、当該半導体基板の表面全体に関する反射率データを含む。そして、このデータを用いて、ミクロ薄層測定用測定ユニット5によってより精密に検査されなければならない測定部位を示す相応の情報を得ることが可能となる。マクロ薄層測定用測定ユニット9によって得られたデータは、装置1内に配されたコンピュータへ伝送(供給)され、このコンピュータは、当該データを使用して、検出された測定部位をミクロ薄層測定用測定ユニット5において自動制御する。そのため、本発明の装置により、1つの装置内において微視的検査も巨視的検査も実行することが可能となり、(従来法の場合のように)半導体基板を1つの装置から(当該装置の)外部にある別の装置へ移送する必要はない。
図3に、カセット17に配置された半導体基板16の一例の模式図を示した。カセット17は、半導体基板(ウェハ)16の薄層測定装置1での処理又は移送に利用される。半導体基板16のためのカセット17(複数)は、カセット要素(ないしカセット保持装置)3内において、互いに独立的な態様で積層構造を形成し、薄層測定装置1内に設けられた移送機構7によって一つ一つ(カセット要素3から)取り出すことができる。半導体基板16上には、相応のダイ(チップ)が形成される。薄層測定装置1で主として実行されるのは、半導体基板16に形成されたチップ及び半導体基板16に形成ないし堆積された薄層ないし薄膜に対するそれらの質に関する検査である。この場合、とりわけ重要なことは、半導体基板16から迅速に大略的(巨視的)情報を入手し、検出された(求められた)測定すべき点を精密に検査できるようにすることである。その場合、上記検出された測定すべき点の精密検査は、次段でミクロ薄層測定を実行するだけでよい。
図4に、マクロ薄層測定用測定ユニット9で測定が行われた、カセット17に載置された半導体基板16の画像を示した。マクロ薄層測定用測定ユニット9では、半導体基板16に形成ないし堆積された半透明ないし透光性の膜ないし層の厚さが測定される。測定された厚さは、種々のグレースケール又は種々のカラーで装置1のディスプレイ13に表示される。図4には、半導体基板16に形成された薄層(複数)の種々の厚さが種々のグレースケール19で描かれている。薄層測定装置1は、後述のように、グレースケールないし色付け(配色)に関して設定された所定の閾値を超過する半導体基板16の測定部位の座標をコンピュータ15へ供給(伝送)するよう構成することができる。このような測定部位は、次いで、ミクロ薄層測定用測定ユニット5において(所定位置へ)移動させられ(位置決めさせられ)、存在しうる欠陥に関しより精密に検査される。
図5に、ミクロ薄層測定に対してのみ適合化された装置と、ただ1つの装置内においてミクロ薄層測定もマクロ薄層測定も実行可能なように組み合されて構成されている薄層測定装置1との(測定結果の)比較例を示した。比較は、個々の半導体基板(ウェハ)16のそれぞれ5つの点20の検査について行われている。この5つの点20は、5つの異なるダイに1つずつ存在する。図5に示したミクロ薄層測定用測定ユニット5とマクロ薄層測定用測定ユニット9の組合せ(の結果)から分かることは、ミクロ薄層測定用測定ユニット5における測定中、それと(同時)並行的に、マクロ薄層測定用測定ユニット9において半導体基板16を測定することができるということである。このことがとりわけ有利なのは、ミクロ薄層測定用測定ユニット5における測定は、ものの数分で完了することができるため、本発明の装置1により大幅な時間の節約を実現することができるからである。例えば、図5に示したように、位置決めないしアクセスされるべき5つの測定点20をそれぞれ有する3つの半導体基板16がミクロ薄層測定用測定ユニット5で測定される場合、本発明の装置では、それと並行的に、マクロ薄層測定用測定ユニット9において、9つの半導体基板16を測定することができる。従って、同じスループットで、ミクロ薄層測定用測定ユニット5内の半導体基板16から、遥かに多くのデータが得られる。というのは、それと並行してマクロ薄層測定用測定ユニットにおいてデータが得られるからである。
表1に、ミクロ薄層測定用測定ユニット5における半導体基板の測定と並行して実行可能な、マクロ薄層測定用測定ユニット9において付加的に測定されるべき半導体基板の数を示した。表1に示した例では、カセット要素内に25個(枚)の半導体基板が装填されている。微視的(ミクロ)測定が行われるべき半導体基板の数が0個の場合、巨視的(マクロ)測定のみが行われ、所要時間は4.5分である。時間の遅れは、微視的測定を実行することにより生じる。例えば、微視的測定が実行される半導体基板の数が1個で、当該半導体基板の測定されるべき点(測定点)が2個の場合、微視的測定の所要時間は、2個の半導体基板の巨視的測定が実行可能な時間に相当する。この場合、測定されるべき残りの半導体基板の測定には、4.3分かかる。
図6に、マクロ薄層測定用測定ユニット9において検出された(マクロ)測定部位22の、ミクロ薄層測定用測定ユニット5における対応する(ミクロ)測定部位24への関連付けの一例を示した。マクロ薄層測定用測定ユニット9において、半導体基板16に関し、半導体基板16に形成された薄層の層厚の変動幅に関して設定された所定の閾値を超過した測定部位22が検出される。測定部位(測定点)22の対応するx座標及びy座標が求められ、コンピュータ15へ伝送される。当業者には自明のことではあるが、測定点22は、同じくコンピュータ15へ伝送されるある程度の面状の広がりを有しうる。マクロ薄層測定用測定ユニット9において検出された測定点22の相応のデータは、コンピュータ15から、ミクロ薄層測定用測定ユニット5へ伝送される。半導体基板16は、マクロ薄層測定用測定ユニット9において検出された測定部位22を再び見出すことができるように、ミクロ薄層測定用測定ユニット5内において相応に位置調節(位置決め)される。この位置調節は、他方、半導体基板16がマクロ薄層測定用測定ユニット9及びミクロ薄層測定用測定ユニット5において同じ位置調節状態を有するよう実行することができる。ミクロ薄層測定用測定ユニット5における半導体基板16の位置調節状態が、マクロ薄層測定用測定ユニット9における半導体基板16の位置調節状態と相違している場合は、ミクロ薄層測定用測定ユニット5における(ミクロ)測定部位24は、適切な座標変換によって検出することができる。ミクロ薄層測定用測定ユニット5では、マイクロフォトメータ及び/又はマイクロ偏光解析装置によって高精度かつ正確な測定が実行される。
Claims (9)
- 半導体基板のための少なくとも1つのカセット要素及びミクロ薄層測定用の第1測定ユニットから構成されるとともに、該半導体基板用カセット要素と該ミクロ薄層測定用第1測定ユニットとの間に移送機構を有する半導体基板の薄層測定用装置において、
前記移送機構(7)の移送領域内において、前記カセット要素(3)の後方かつ前記ミクロ薄層測定用第1測定ユニット(5)の前方に、マクロ薄層測定用の測定ユニット(9)を有すること
を特徴とする装置。 - 筐体(11)によって規定される底面が、ミクロ薄層測定用測定ユニットのみを含む薄層測定装置の底面より大きくならないよう、前記ミクロ薄層測定用第1測定ユニット及び前記マクロ薄層測定用測定ユニットが該筐体(11)内に配設されること
を特徴とする請求項1に記載の装置。 - 前記ミクロ薄層測定用第1測定ユニット(5)は、マイクロフォトメータ及び/又はマイクロ偏光解析装置を有し、及び前記マクロ薄層測定用測定ユニット(9)は、マクロフォトメータを有すること
を特徴とする請求項1又は2に記載の装置。 - 薄層を測定するための方法であって、以下のステップ:
・ 半導体基板を、該半導体基板がマクロ薄層測定用測定ユニットに沿って案内されるように、少なくとも1つのカセット要素(3)からミクロ薄層測定用測定ユニット(5)へ移送すること、
・ マクロ薄層測定用測定ユニット(9)において、より精密に検査されるべき欠陥を示す半導体基板(複数)の測定部位を検出すること、
・ 求められた前記測定部位のデータをコンピュータ(15)へ伝送すること、及び
・ 求められた前記測定部位をミクロ薄層測定用測定ユニット(5)において位置決めし、精密測定を実行すること
を含むこと
を特徴とする方法。 - 前記検出の際に求められた前記測定部位が前記ミクロ薄層測定用測定ユニット(5)によって測定されるべき半導体基板の予選択要素として用いられ、前記ミクロ薄層測定用測定ユニット(5)のために測定部位のデータが自動的に伝送されること
を特徴とする請求項4に記載の方法。 - 1つの半導体基板がミクロ薄層測定用測定ユニット(5)において微視的に検査される間に、更なる半導体基板(複数)がマクロ薄層測定用測定ユニット(9)へ供給されること
を特徴とする請求項4に記載の方法。 - 前記マクロ薄層測定用測定ユニット(9)による半導体基板(複数)の測定部位の前記検出は、定義された制御ユニットの評価によって、前記ミクロ薄層測定用測定ユニット(5)による測定がされるべきか否か及び前記半導体基板のどの微視的位置において前記ミクロ薄層測定用測定ユニット(5)による測定がされるべきかを決定するために使用される測定値を供給すること
を特徴とする請求項4に記載の方法。 - 前記ミクロ薄層測定用測定ユニット(5)は、マイクロフォトメータ及び/又はマイクロ偏光解析装置を有し、前記マクロ薄層測定用測定ユニット(9)は、マクロフォトメータを有すること
を特徴とする請求項4に記載の方法。 - 前記マクロ薄層測定用測定ユニット(9)において検出される測定部位(22)及び前記ミクロ薄層測定用測定ユニット(5)の対応する微視測定部位(24)は、座標変換によって関連付けられること
を特徴とする請求項4〜8の何れか一項に記載の方法。
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