JP2913962B2 - 板状試料測定用天びん - Google Patents

板状試料測定用天びん

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JP2913962B2 JP31217891A JP31217891A JP2913962B2 JP 2913962 B2 JP2913962 B2 JP 2913962B2 JP 31217891 A JP31217891 A JP 31217891A JP 31217891 A JP31217891 A JP 31217891A JP 2913962 B2 JP2913962 B2 JP 2913962B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】 本発明は例えばシリコンウエハ
等の板状の試料を精密に質量測定するための天びんに関
する。
【0002】
【従来の技術】 シリコンウエハ等の板状試料の質量を
測定するため、板状の試料を水平に支える上下の支持具
を有する枠体を、天びんの計量フックないしは計量皿に
係合させ、一方側の支持具に基準用ないしは参照用の試
料を、他方には測定を必要とする試料を載せるように
し、両者の質量を個々に計量してその差から、被測定試
料の質量情報を求めるようにした天びんがある。
【0003】すなわち、例えばシリコンウエハへの製膜
やエッチング工程の前後に、そのウエハの質量の変化を
求めることにより、平均膜厚や平均エッチング深さ等を
知ることができるが、このような用途における質量の変
化は極めて微小であり、ウエハが大気から受ける浮力の
影響、つまり大気圧や温度による浮力の変化の影響が無
視できない程度となる。例えば8インチウエハ全面のシ
リコンの膜厚については、膜厚の13オングストローム
の変化によりウエハの質量が0.1mgだけ変化する
が、大気圧が10ミリバール変化することによって、天
びん側に全く誤差がない状態でもその計量値には0.3
mgの変化が生じる。製膜等の処理前後にこのような大
気圧や温度の変化があれば、処理前後における質量変化
から求められる膜厚等のデータには大きな誤差が生じる
ことになる。
【0004】そこで、前記したように上下の支持具の一
方に参照用のウエハを載せてその質量を測定してこれを
下ろした後、他方の支持具に測定すべきウエハを載せて
その質量を測定して、両者の差を算出すれば、参照用お
よび被測定用のウエハはその時点における大気圧および
温度等の測定環境の影響を等しく受けているので、求め
られた差にはその環境に基づく影響がキャンセルされる
ことになる。従って、処理前後に同じ参照用ウエハを用
いて両者の差を算出すれば、処理前後に大気圧変化等が
生じていても、処理前後における参照用ウエハとの差の
差から、当該処理によるウエハの質量変化を正確に知る
ことが可能となり、これから求められた膜厚等のデータ
は正確なものとなるわけである。
【0005】このような天びんは、例えばウエハの処理
工程にインラインで設置されることが多く、上記のよう
な処理前後における質量差の測定を1サイクルの動作で
自動的に行うようにしたものがすでに実用化されてい
る。
【0006】このような目的のため、前記したように参
照用および被測定用のウエハを載せるための上下の支持
具を有する枠体を、荷重感応部、つまり天びんの計量フ
ックまたは計量皿に係合させ、一方を参照用ウエハ載置
用に、他方を被測定ウエハ載置用とするとともに、その
枠体の上下の支持具に対してウエハをそれぞれ載せ降ろ
しするために、各支持具に対して別途天びんの荷重感応
部やこの枠体に対して非接触の支持具をそれぞれ配置
し、その載せ降ろし用の支持具を互いに上下逆向きに動
作させるような機構に装着することにより、枠体の上下
の支持具のうちいずれか一方にのみウエハが載せられ、
その状態で他のウエハは載せ降ろし用の支持具で支え、
その後、載せ降ろし用の支持具を動かすことによって、
枠体に負荷されるウエハを交代させるようにして測定す
る方式が実用化できる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】 ところで、以上のよ
うなウエハの膜厚測定等に供する天びんは、当然ながら
その読取限度が極めて小さく、例えば0.1mgないし
は0.01mg程度である。このような天びんに対し、
以上のように枠体に上下2個の支持具を設けるととも
に、これらに対応して試料の載せ降ろしおよび入れ換え
機構を設けることにより、試料の載せ換え時において人
の接近による温度変化等の測定条件を乱すことが防止さ
れ、高感度の測定が可能となる。
【0008】しかし、ウエハ等の板状の試料において
は、室内の対流等の僅かな気流にも影響を及ぼされ、計
量値が安定するまでに時間を要したり、あるいは計量値
が安定しない等の問題が生じ、測定誤差の原因ともな
る。
【0009】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
ので、気流等による影響を受けず、ウエハ等の板状試料
の質量を常に正確に測定することのできる板状試料測定
用天びんの提供を目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】 上記の目的を達成する
ため、本発明の板状試料測定用天びんでは、天びんの荷
重感応部に係合する枠体に、前記したような上下2個の
支持具(第1と第2の支持具)を設けるとともに、この
各支持具に対してそれぞれ試料載せ降ろし用の支持具
(第3と第4の支持具)を非接触に配置して、この載せ
降ろし用の支持具を上下運動機構により互いに逆向きに
上下動させることにより、上下2枚の被測定物のうちい
ずれか一方が枠体に負荷され、他方を載せ降ろし用の支
持具側で支え、かつ、枠体に負荷する側の被測定物を上
下で交代させるようにした天びんにおいて、上記第1お
よび第2の支持具それぞれの上下に、上記枠体および第
1と第2の支持具とは非接触に遮蔽板を設けたことによ
って特徴付けられる。
【0011】
【作用】 ウエハ等の板状の被測定物を計量すべく支え
る第1および第2の支持具それぞれの上下に遮蔽板を設
けることによって、被測定物の載せ換え時に生じる対流
や、あるいは外界からの気流が被測定物に作用せず、測
定結果に影響を及ぼすことがない。
【0012】
【実施例】 図1は本発明実施例の要部構成図で、図2
はそのA−A矢視図である。天びんの計量フック1に吊
るされた枠体2には、上下2箇所に第1と第2の試料支
持具3と4が形成されている。この第1と第2の試料支
持具3と4は、それぞれ所定の円周上に3箇所以上、例
えば4箇所に等配された突起eを有し、その頂部におい
てウエハ等の板状の試料W0 ないしはW1 を水平に支え
得るようになっている。
【0013】この第1と第2の試料支持具3と4にそれ
ぞれ近接して、第3と第4の試料支持具5と6が配置さ
れている。この第3と第4の試料支持具5と6は、第1
と第2の試料支持具3と4に対する試料の載せ降ろし用
の支持具であって、同様に円周上に4等配された突起e
の頂部によって板状の試料を水平に支承し得るようにな
っているとともに、それぞれ腕木7と8を介して上下運
動機構9に接続されている。この第3と第4の試料支持
具5と6、および腕木7と8は、それぞれ枠体2および
第1と第2の試料支持具3と4のいずれとも非接触の状
態で運動するようになっている。
【0014】上下運動機構9は、各腕木7と8に固着さ
れたスライダ9aと9b、この各スライダ9a,9bの
運動方向を上下方向のみに規制するガイド9c、各スラ
イダ9aおよび9bにそれぞれ一端がピン接合され、か
つ、他端がそれぞれ円板9dにピン接合されたロッド9
eおよび9f、および円板9dを回転させるモータ9g
等によって構成された、いわゆるスライダ−クランク機
構であって、ロッド9eと9fは円板9dに対してその
回転中心を挟んで反対側に接合されている。この構成に
より、モータ9gの駆動によって第3と第4の試料支持
具5と6は互いに逆向きに同期して上下に変位すること
になる。
【0015】第1の試料支持具3の上方には、ある程度
の間隙を開けて水平方向に伸びる第1遮蔽板11が配設
されており、この第1の試料支持具3の下方には、第3
の試料支持具5の上下動を妨げない位置に同じく水平方
向に伸びる第2の遮蔽板12が配設されている。
【0016】また、同様にして第2の試料支持具4の上
方には、同じく間隙を開けて水平方向の第3の遮蔽板1
3が配設されており、更に第2の試料支持具4の下方に
は、第4の試料支持具の上下動を妨げない位置に水平方
向の第4の遮蔽板14が配設されている。
【0017】以上の各遮蔽板のうち、第1〜第3の遮蔽
板11〜13には、枠体2が貫通するための孔h・・hが
形成されており、最下方の第4の遮蔽板14も含めてい
ずれも枠体2および第1と第2の試料支持具3と4のい
ずれにも接触しないようになっている。
【0018】ここで、以上の枠体2および第1〜第4の
試料支持具3〜6、腕木7,8、および第1〜第4の遮
蔽板11〜14の全体は、開閉扉を持つひょう量室内に
収容され、上下運動機構9はそのひょう量室後方のケー
ス内に収容される。
【0019】さて、以上の構造を持つ本発明実施例は、
マイクロコンピュータによって制御されるが、図3はそ
の動作を示すフローチャートである。測定を開始する前
に、第1と第4の試料支持具3と6の上にそれぞれ板状
の試料を載せるが、この例では第1の試料支持具3の上
に参照用のウエハW0 を載せ、実際に測定するウエハW
1 は第4の試料支持具6の上に載せる。なお、第1ない
しは第4の試料支持具3ないしは6へのウエハの載せ降
ろしは、外部からウエハハンドリング装置によって行わ
れるが、これは人手によって行うようにしてもよい。
【0020】各試料を載せた状態で例えば当初に第3の
試料支持具5が下降し、同時に第4の試料支持具6が上
昇する。この状態では図1に示すように上側のウエハW
0 が第1の試料支持具3の上に乗り、下側のウエハW1
は第4の試料支持具6上に乗って枠体1とは非接触の状
態となっている。
【0021】モータ9gはこの状態で一時停止し、その
状態で天びんの計量データD0 が読み込まれる。その
後、モータ9gは逆方向に回転する。これにより、第3
の試料支持具5が上昇してウエハW0 を持ち上げて第1
の試料支持具3ないしは枠体1と非接触の状態とすると
同時に、第4の試料支持具6が下降してウエハW1 が第
2の試料支持具4上に乗った状態となる。モータ9gは
この状態でも一時停止し、その状態での天びんの計量デ
ータD1 が読み込まれる。
【0022】以上の一連の動作において、ウエハW0
よびW1はそれぞれ第1と第2の遮蔽板11と12、お
よび第3と第4の遮蔽板13と14によってそれぞれ上
下が遮蔽されているから、対流等に起因する空気流が作
用せず、従って各計量データD0 およびD1 は正確なも
のとなる。
【0023】さて、コンピュータでは、以上のようにし
て読み取られたウエハW0 とW1 の計量データの差(D
0 −D1 )を算出し、その値δ0 をメモリに格納する。
この場合、W0 の計量データD0 を測定したとき、この
0 の値をゼロ表示とし、W1 の計量データD1 を直接
表示するとその値D1 は(D0 −D1 )を表すことにな
るから、このような方法を採用することもできる。
【0024】そして、ウエハW0 はそのまま第3の試料
支持具5上に残し、ウエハW1 は取り去られて製膜等の
処理工程に掛けられる。この処理が完了した後、再びウ
エハW1 が第4の試料支持具6の上に載せられ、上記と
同様にして参照用ウエハW0 とともにその質量が測定さ
れる。そして、コンピュータでは同様にして両計量デー
タの差δ1 を算出するとともに、更に処理前後における
差の差δ0 −δ1 を算出し、表示器に表示する。この表
示値δ0 −δ1 は、ウエハW1 の処理前後における質量
の変化量を表すことになり、例えば処理が製膜処理であ
るならばこの表示値と膜面積および膜材料の密度とから
その膜の厚さを知ることができる。
【0025】ここで、ウエハW1 の処理前後において例
えば大気圧や温度等の変化があっても、ウエハW1 はそ
の絶対質量の変化を算出するのではなく、同一の参照用
ウエハW0 との計量値の差を、処理前後で比較するか
ら、いわば零位法的な測定となり、上記のような測定環
境の変化による影響を受けることがないとともに、前記
したように第1〜第4の遮蔽板11〜14の存在により
対流等の影響を受けずに測定されるから、得られた値は
極めて正確なものとなる。
【0026】なお、上下運動機構9におけるモータ9g
に換えて、手動のハンドルにより円板9dを回動させる
ようにしてもよく、また、その機構については上記した
実施例のものに限定されることなく、同様な機能を達成
できるものであれば任意の機構を採用することができ
る。
【0027】また、各試料支持具3〜6の突起eの数は
4に限らず、板状の試料を水平に支えることができれば
3個以上の任意数の突起を設けてもよいことは勿論であ
る。
【0028】
【発明の効果】 以上説明したように、本発明によれ
ば、ウエハ等の板状試料を、参照用および被測定用の2
枚を上下2箇所に設けた支持具によって個別に測定し、
両者の差から被測定用試料の質量を高感度で測定する天
びんにおいて、上下の試料支持具それぞれの上下を遮蔽
板によって遮蔽するよう構成しているので、ひょう量室
内での対流や外界からの空気の流入等に起因する空気流
が板状試料に作用せず、測定値が空気流により影響され
ることなく、常に正確な測定を行うことが可能となっ
た。特に、ウエハの各種処理前後の質量変化から、その
処理により形成された膜の厚さやエッチング量等を計算
する等の用途においては、処理による質量変化が極めて
微小であり、僅かな対流等による計量値の変化も計算結
果に大きな影響を及ぼすが、このような用途に対して本
発明の適用による効果は大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明実施例の要部構成図
【図2】 そのA−A矢視図
【図3】 本発明実施例の動作を示すフローチャート
【符号の説明】
1・・・・計量フック 2・・・・枠体 3〜6・・・・第1〜第4の試料支持具 7,8・・・・腕木 9・・・・上下運動機構 11〜14・・・・遮蔽板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01G 21/22 G01G 17/00 G01G 21/30

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 それぞれが板状の被測定物を水平に支え
    る第1と第2の支持具を上下に有した枠体が、計量フッ
    クに吊り下げられ、もしくは計量皿に載置されるととも
    に、上記第1と第2の支持具に対応して当該第1と第2
    の支持具および枠体にそれぞれ非接触状態で配設され、
    かつ、被測定物を水平に支える第3と第4の支持具を有
    し、この第3と第4の支持具は、上下運動機構により互
    いに逆向きに同期して上下動することにより、上下2枚
    の被測定物のうち一方が上記第1と第2の支持具のうち
    対応するものに支持され、他方が当該第3と第4の支持
    具のうち対応するものに支持されるよう動作して、上記
    枠体には上下いずれかの被測定物が1枚だけ負荷され、
    かつ、これらが交代で負荷されるように構成された天び
    んにおいて、上記第1および第2の支持具それぞれの上
    下に、上記枠体および第1と第2の支持具とは非接触に
    遮蔽板が設けられていることを特徴とする板状試料測定
    用天びん。
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GB201315715D0 (en) * 2013-09-04 2013-10-16 Metryx Ltd Method and device for determining information relating to the mass of a semiconductor wafer
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