JPH05149741A - 自動薄膜計測装置 - Google Patents
自動薄膜計測装置Info
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- JPH05149741A JPH05149741A JP3314851A JP31485191A JPH05149741A JP H05149741 A JPH05149741 A JP H05149741A JP 3314851 A JP3314851 A JP 3314851A JP 31485191 A JP31485191 A JP 31485191A JP H05149741 A JPH05149741 A JP H05149741A
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01G—WEIGHING
- G01G1/00—Weighing apparatus involving the use of a counterweight or other counterbalancing mass
- G01G1/18—Balances involving the use of a pivoted beam, i.e. beam balances
- G01G1/24—Platform-type scales, i.e. having the pans carried above the beam
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01G—WEIGHING
- G01G9/00—Methods of, or apparatus for, the determination of weight, not provided for in groups G01G1/00 - G01G7/00
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- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 この発明は、重量測定の精度、再現性が高く
測定時間が短く、さらに、低周波振動の影響を受けず、
ＦＡにも対応することができる自動薄膜計測装置及び自
動薄膜計測方法を得ることを目的とする。 【構成】 半導体基板６は、ハンドリングロボット４に
よって、半導体基板６がセットされたカセット５を設置
するローダ部と精密天秤２の天秤上皿３との間で搬送さ
れる。重量測定値のデータ処理は、データ処理部７で行
われる。薄膜形成前後の半導体基板６の重量測定から、
薄膜の膜厚が求められる。精密天秤２の測定精度を向上
させるために、半導体基板６の重量測定毎に精密天秤２
のキャリブレーション、原点補正を行う。また、装置設
置場所の振動周期を求め、その整数倍の時間で重量測定
を行う。さらに、半導体基板６の表面温度を測定し、常
温になった時点で重量測定を行う。
測定時間が短く、さらに、低周波振動の影響を受けず、
ＦＡにも対応することができる自動薄膜計測装置及び自
動薄膜計測方法を得ることを目的とする。 【構成】 半導体基板６は、ハンドリングロボット４に
よって、半導体基板６がセットされたカセット５を設置
するローダ部と精密天秤２の天秤上皿３との間で搬送さ
れる。重量測定値のデータ処理は、データ処理部７で行
われる。薄膜形成前後の半導体基板６の重量測定から、
薄膜の膜厚が求められる。精密天秤２の測定精度を向上
させるために、半導体基板６の重量測定毎に精密天秤２
のキャリブレーション、原点補正を行う。また、装置設
置場所の振動周期を求め、その整数倍の時間で重量測定
を行う。さらに、半導体基板６の表面温度を測定し、常
温になった時点で重量測定を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、自動薄膜計測装置、
特に、薄膜形成前後の半導体基板の重量差を測定し、薄
膜の膜厚を求める自動薄膜計測装置に関するものであ
る。
特に、薄膜形成前後の半導体基板の重量差を測定し、薄
膜の膜厚を求める自動薄膜計測装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】半導体基板の形成された薄膜の膜厚を求
める方法の一つとして、薄膜の膜厚を薄膜の重量から求
める方法がある。この方法は、薄膜が半導体基板上に均
一に形成されるものとみなして、薄膜形成前後で半導体
基板の重量を測定し、その重量差から薄膜の重量を求め
る。次に、この薄膜の重量を半導体基板の表面積（薄膜
が形成されている面積）と膜比重で割ることにより膜厚
を求める。
める方法の一つとして、薄膜の膜厚を薄膜の重量から求
める方法がある。この方法は、薄膜が半導体基板上に均
一に形成されるものとみなして、薄膜形成前後で半導体
基板の重量を測定し、その重量差から薄膜の重量を求め
る。次に、この薄膜の重量を半導体基板の表面積（薄膜
が形成されている面積）と膜比重で割ることにより膜厚
を求める。
【０００３】従来、このような方法による薄膜計測装置
として、図９に示すものがある。この薄膜計測装置は、
図１０に示す計測方法により薄膜の測定が行われる。図
９において、マニュアル式の精密天秤１１の天秤上皿３
上には、半導体基板６が搭載され、その重量が測定され
る。また、精密天秤１１は、測定開始スイッチ１２によ
り重量測定が開始され、測定値は表示部１３に表示され
る。この測定値は、データ処理部７に送られる。
として、図９に示すものがある。この薄膜計測装置は、
図１０に示す計測方法により薄膜の測定が行われる。図
９において、マニュアル式の精密天秤１１の天秤上皿３
上には、半導体基板６が搭載され、その重量が測定され
る。また、精密天秤１１は、測定開始スイッチ１２によ
り重量測定が開始され、測定値は表示部１３に表示され
る。この測定値は、データ処理部７に送られる。
【０００４】従来の薄膜計測装置は上述したように構成
され、その計測方法は次のようにして行う。まず、薄膜
形成前の半導体基板６を人がピンセット等により精密天
秤１１の天秤上皿３上に乗せて図示しない扉を閉める。
そして、重量測定値が安定した時点で測定開始スイッチ
１２を押し、重量測定を行う（工程Ｓ３８）。測定した
重量値をデータ処理部７に転送し、前測定（成膜前の重
量測定）のデータとして記憶する（工程Ｓ３９）。次い
で、ピンセット等により半導体基板６を精密天秤１１か
ら取り除く。
され、その計測方法は次のようにして行う。まず、薄膜
形成前の半導体基板６を人がピンセット等により精密天
秤１１の天秤上皿３上に乗せて図示しない扉を閉める。
そして、重量測定値が安定した時点で測定開始スイッチ
１２を押し、重量測定を行う（工程Ｓ３８）。測定した
重量値をデータ処理部７に転送し、前測定（成膜前の重
量測定）のデータとして記憶する（工程Ｓ３９）。次い
で、ピンセット等により半導体基板６を精密天秤１１か
ら取り除く。
【０００５】次に、薄膜形成後の半導体基板６をピンセ
ット等により精密天秤１１の天秤上皿３に乗せて扉を閉
める。なお、この半導体基板６は、上述のようにして前
測定を行っておいたものである。そして、重量測定値が
安定した時点で測定開始スイッチ１２を押し、重量測定
を行う（工程Ｓ４０）。測定した重量値をデータ処理部
７に転送し、後測定（成膜後の重量測定）のデータとし
て記憶する（工程Ｓ４１）。次いで、ピンセット等によ
り半導体基板６を精密天秤１１から取り除く。データ処
理部７では、後測定の重量測定値から前測定の重量測定
値を引いて薄膜の重量を求め（工程Ｓ４２）、この値を
半導体基板６の表面積と膜比重で割ることにより半導体
基板６に形成された膜厚を求める（工程Ｓ４３）。
ット等により精密天秤１１の天秤上皿３に乗せて扉を閉
める。なお、この半導体基板６は、上述のようにして前
測定を行っておいたものである。そして、重量測定値が
安定した時点で測定開始スイッチ１２を押し、重量測定
を行う（工程Ｓ４０）。測定した重量値をデータ処理部
７に転送し、後測定（成膜後の重量測定）のデータとし
て記憶する（工程Ｓ４１）。次いで、ピンセット等によ
り半導体基板６を精密天秤１１から取り除く。データ処
理部７では、後測定の重量測定値から前測定の重量測定
値を引いて薄膜の重量を求め（工程Ｓ４２）、この値を
半導体基板６の表面積と膜比重で割ることにより半導体
基板６に形成された膜厚を求める（工程Ｓ４３）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述したような薄膜計
測装置では、人手を介して半導体基板６の重量測定を行
わなければならず、半導体基板６を天秤上皿３に搭載す
る際に置く時や、扉を閉める際に加わる精密天秤１１へ
の振動等により、精密天秤１１の指示値（例えば７桁の
デジタル数字で示される）が変動し、指示値が落ち着か
ないうちに測定開始スイッチ１２が投入されて読み取る
とか、投入タイミングの個人差等により測定値にバラツ
キが生じるという問題点があった。例えば、従来の精密
天秤１１を使用した場合の測定変動率は、同一薄膜形成
装置により約２５グラム（６インチ基板）の半導体基板
を使用した場合、±５％程度であった。
測装置では、人手を介して半導体基板６の重量測定を行
わなければならず、半導体基板６を天秤上皿３に搭載す
る際に置く時や、扉を閉める際に加わる精密天秤１１へ
の振動等により、精密天秤１１の指示値（例えば７桁の
デジタル数字で示される）が変動し、指示値が落ち着か
ないうちに測定開始スイッチ１２が投入されて読み取る
とか、投入タイミングの個人差等により測定値にバラツ
キが生じるという問題点があった。例えば、従来の精密
天秤１１を使用した場合の測定変動率は、同一薄膜形成
装置により約２５グラム（６インチ基板）の半導体基板
を使用した場合、±５％程度であった。
【０００７】また、半導体基板６が室温まで冷却してい
ない状態例えば６０℃位で重量測定を行うと、精密天秤
１１内で対流が生じ測定精度が悪化するという問題点も
あった。さらに、建物や他の機器等による低周波の外乱
により、測定精度が悪化するという問題点もあった。ま
た、従来の薄膜計測装置では、ＦＡ（ファクトリーオー
トメーション）システムに組み込むことができず、計測
の自動化が図れないという問題点もあった。
ない状態例えば６０℃位で重量測定を行うと、精密天秤
１１内で対流が生じ測定精度が悪化するという問題点も
あった。さらに、建物や他の機器等による低周波の外乱
により、測定精度が悪化するという問題点もあった。ま
た、従来の薄膜計測装置では、ＦＡ（ファクトリーオー
トメーション）システムに組み込むことができず、計測
の自動化が図れないという問題点もあった。
【０００８】この発明は、このような問題点を解決する
ためになされたもので、半導体基板の重量測定から膜厚
計算まで人手を介さずに行うことができる自動薄膜計測
装置を得ることを目的とする。
ためになされたもので、半導体基板の重量測定から膜厚
計算まで人手を介さずに行うことができる自動薄膜計測
装置を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項第１項
に係る自動薄膜計測装置は、データ処理部の指示によ
り、半導体基板の重量測定前後に精密天秤の原点補正を
行い、さらに、原点補正時に原点値の変動周期を求め、
この変動周期の整数倍の時点で半導体基板の重量測定を
行うものである。
に係る自動薄膜計測装置は、データ処理部の指示によ
り、半導体基板の重量測定前後に精密天秤の原点補正を
行い、さらに、原点補正時に原点値の変動周期を求め、
この変動周期の整数倍の時点で半導体基板の重量測定を
行うものである。
【００１０】この発明の請求項第２項に係る自動薄膜計
測装置は、データ処理部の指示により、半導体基板の重
量測定前後に精密天秤の原点補正を行い、精密天秤の天
秤上皿に搭載された半導体基板の表面温度を測定しこの
表面温度が所定値となった時に半導体基板の重量測定を
行い、さらに、原点補正時に原点値の変動周期を求め、
この変動周期の整数倍の時点で半導体基板の重量測定を
行うものである。
測装置は、データ処理部の指示により、半導体基板の重
量測定前後に精密天秤の原点補正を行い、精密天秤の天
秤上皿に搭載された半導体基板の表面温度を測定しこの
表面温度が所定値となった時に半導体基板の重量測定を
行い、さらに、原点補正時に原点値の変動周期を求め、
この変動周期の整数倍の時点で半導体基板の重量測定を
行うものである。
【００１１】この発明の請求項第３項に係る自動薄膜計
測装置は、データ処理部の指示により、半導体基板の重
量測定の前後に上記精密天秤の原点補正を行い、さら
に、上記精密天秤の天秤上皿上に搭載された半導体基板
の表面温度を測定し、この表面温度が所定値となった時
に半導体基板の重量測定を行うものである。
測装置は、データ処理部の指示により、半導体基板の重
量測定の前後に上記精密天秤の原点補正を行い、さら
に、上記精密天秤の天秤上皿上に搭載された半導体基板
の表面温度を測定し、この表面温度が所定値となった時
に半導体基板の重量測定を行うものである。
【００１２】
【作用】この発明の請求項第１項においては、半導体基
板の重量測定前後に原点補正を行い、さらに原点値の変
動周期の整数倍の時点で半導体基板の重量測定を行い、
精密天秤の測定精度を向上させると共に、周囲の振動の
影響を防いで半導体基板の重量測定ができる。
板の重量測定前後に原点補正を行い、さらに原点値の変
動周期の整数倍の時点で半導体基板の重量測定を行い、
精密天秤の測定精度を向上させると共に、周囲の振動の
影響を防いで半導体基板の重量測定ができる。
【００１３】この発明の請求項第２項においては、半導
体基板の重量測定前後に原点補正を行い、半導体基板の
表面温度が所定値となった時に半導体基板の重量測定を
行い、さらに、原点値の変動周期の整数倍の時点で半導
体基板の重量測定を行い、精密天秤の測定精度の向上さ
せると共に、周囲の振動の影響を防ぐと共に、精密天秤
内の対流のない状態で半導体基板の重量測定を行い、測
定精度を極めて向上させる。
体基板の重量測定前後に原点補正を行い、半導体基板の
表面温度が所定値となった時に半導体基板の重量測定を
行い、さらに、原点値の変動周期の整数倍の時点で半導
体基板の重量測定を行い、精密天秤の測定精度の向上さ
せると共に、周囲の振動の影響を防ぐと共に、精密天秤
内の対流のない状態で半導体基板の重量測定を行い、測
定精度を極めて向上させる。
【００１４】この発明の請求項第３項においては、半導
体基板の重量測定前後に原点補正を行い、さらに半導体
基板の表面温度が所定値となった時に重量測定を行い、
精密天秤の測定精度の向上させると共に、精密天秤内の
対流のない状態で半導体基板の重量測定を行い、測定精
度を向上させる。
体基板の重量測定前後に原点補正を行い、さらに半導体
基板の表面温度が所定値となった時に重量測定を行い、
精密天秤の測定精度の向上させると共に、精密天秤内の
対流のない状態で半導体基板の重量測定を行い、測定精
度を向上させる。
【００１５】
【実施例】図１は、この発明の一実施例による自動薄膜
計測装置を示す概略構成図である。なお、各図中、同一
符号は同一又は相当部分を示している。図において、半
導体基板６の重量を測定する精密天秤２は、半導体基板
６を搭載する天秤上皿３を備えている。この半導体基板
６は、（ウエハ）ハンドリングロボット４によって、半
導体基板６がセットされたカセット５を設置する場所で
あるローダ部（図示しない）及び天秤上皿３の間で搬送
される。さらに、重量測定値のデータ処理を行うデータ
処理部７が設けられている。以上の精密天秤２、ハンド
リングロボット４及びデータ処理部７により自動薄膜計
測装置本体１が構成されている。
計測装置を示す概略構成図である。なお、各図中、同一
符号は同一又は相当部分を示している。図において、半
導体基板６の重量を測定する精密天秤２は、半導体基板
６を搭載する天秤上皿３を備えている。この半導体基板
６は、（ウエハ）ハンドリングロボット４によって、半
導体基板６がセットされたカセット５を設置する場所で
あるローダ部（図示しない）及び天秤上皿３の間で搬送
される。さらに、重量測定値のデータ処理を行うデータ
処理部７が設けられている。以上の精密天秤２、ハンド
リングロボット４及びデータ処理部７により自動薄膜計
測装置本体１が構成されている。
【００１６】上述したように構成された自動薄膜計測装
置においては、ローダ部に置かれたカセット５内の半導
体基板６をハンドリングロボット４で精密天秤２の天秤
上皿３に乗せて重量を測定する。測定が完了したら、ハ
ンドリングロボット４にて半導体基板６をローダ部に置
かれたカセット５内に戻すというシステムとする。そし
て、データ処理部７によりこのシステムの制御とデータ
処理を行うものである。
置においては、ローダ部に置かれたカセット５内の半導
体基板６をハンドリングロボット４で精密天秤２の天秤
上皿３に乗せて重量を測定する。測定が完了したら、ハ
ンドリングロボット４にて半導体基板６をローダ部に置
かれたカセット５内に戻すというシステムとする。そし
て、データ処理部７によりこのシステムの制御とデータ
処理を行うものである。
【００１７】図２は、この発明による自動薄膜計測装置
の計測方法を示すフローチャートである。この計測方法
では、まず、薄膜形成前の半導体基板６の入ったカセッ
ト５をローダ部にセットする（工程Ｓ１）。そして、デ
ータ処理部７の指示によりハンドリングロボット４が指
定された半導体基板６を取りに行き、取った半導体基板
６を精密天秤２の天秤上皿３に置く（工程Ｓ２）。ここ
で、精密天秤２は、半導体基板６の出し入れの時だけ扉
が開き測定中は閉じておくので、外から風によって測定
値がばらつくのを防止している。特に、クリーンルーム
内では、天井から床に向けて空気が循環しているので、
有効である。
の計測方法を示すフローチャートである。この計測方法
では、まず、薄膜形成前の半導体基板６の入ったカセッ
ト５をローダ部にセットする（工程Ｓ１）。そして、デ
ータ処理部７の指示によりハンドリングロボット４が指
定された半導体基板６を取りに行き、取った半導体基板
６を精密天秤２の天秤上皿３に置く（工程Ｓ２）。ここ
で、精密天秤２は、半導体基板６の出し入れの時だけ扉
が開き測定中は閉じておくので、外から風によって測定
値がばらつくのを防止している。特に、クリーンルーム
内では、天井から床に向けて空気が循環しているので、
有効である。
【００１８】さらに、データ処理部７の指示により精密
天秤２の天秤上皿３に乗っている半導体基板６の重量を
測定し、成膜前測定重量データをデータ処理部７に記憶
させる（工程Ｓ３）。次いで、ハンドリングロボット４
が精密天秤２の天秤上皿３にある半導体基板６をカセッ
ト５の元あった場所に戻す。順次、データ処理部７で指
定された半導体基板６の成膜前重量測定を行っていく。
天秤２の天秤上皿３に乗っている半導体基板６の重量を
測定し、成膜前測定重量データをデータ処理部７に記憶
させる（工程Ｓ３）。次いで、ハンドリングロボット４
が精密天秤２の天秤上皿３にある半導体基板６をカセッ
ト５の元あった場所に戻す。順次、データ処理部７で指
定された半導体基板６の成膜前重量測定を行っていく。
【００１９】次に、薄膜形成後の半導体基板６の入った
カセット５をローダ部にセットする（工程Ｓ４）。そし
て、データ処理部７の指示によりハンドリングロボット
４が指定された（成膜前重量測定を行った）半導体基板
６を取りに行き、取った半導体基板６を精密天秤２の天
秤上皿３に置く。データ処理部７の指示により精密天秤
２の天秤上皿３に乗っている半導体基板６の重量を測定
し（工程Ｓ５）、成膜後測定重量データをデータ処理部
７に記憶させる（工程Ｓ６）。そして、成膜前後の重量
差から薄膜の重量を求め、予め求めておいた膜比重と半
導体基板６の表面積とで割ることにより薄膜の膜厚を算
出する（工程Ｓ７）。ハンドリングロボット４は、天秤
上皿３上にある半導体基板６をカセット５の元あった場
所に戻す。順次、データ処理部７で指定された半導体基
板６の成膜後重量測定を行い、薄膜の膜厚を算出してい
く。
カセット５をローダ部にセットする（工程Ｓ４）。そし
て、データ処理部７の指示によりハンドリングロボット
４が指定された（成膜前重量測定を行った）半導体基板
６を取りに行き、取った半導体基板６を精密天秤２の天
秤上皿３に置く。データ処理部７の指示により精密天秤
２の天秤上皿３に乗っている半導体基板６の重量を測定
し（工程Ｓ５）、成膜後測定重量データをデータ処理部
７に記憶させる（工程Ｓ６）。そして、成膜前後の重量
差から薄膜の重量を求め、予め求めておいた膜比重と半
導体基板６の表面積とで割ることにより薄膜の膜厚を算
出する（工程Ｓ７）。ハンドリングロボット４は、天秤
上皿３上にある半導体基板６をカセット５の元あった場
所に戻す。順次、データ処理部７で指定された半導体基
板６の成膜後重量測定を行い、薄膜の膜厚を算出してい
く。
【００２０】図３は、この発明による自動薄膜計測装置
の計測方法をより詳細に示すフローチャートである。ま
ず、測定を行う前に、測定を行う半導体基板６の測定情
報（データ）をデータ処理部７へ送信する。このデータ
の内容は、カセット５内のどの半導体基板６を測定する
かというカセット位置データ、成膜前測定か成膜後測定
であるかというデータ、成膜後測定の場合の薄膜重量か
ら膜厚へ変換する式を選択するデータである。これらの
データ内容に基づいて測定を行って行く。
の計測方法をより詳細に示すフローチャートである。ま
ず、測定を行う前に、測定を行う半導体基板６の測定情
報（データ）をデータ処理部７へ送信する。このデータ
の内容は、カセット５内のどの半導体基板６を測定する
かというカセット位置データ、成膜前測定か成膜後測定
であるかというデータ、成膜後測定の場合の薄膜重量か
ら膜厚へ変換する式を選択するデータである。これらの
データ内容に基づいて測定を行って行く。
【００２１】まず、データ内容により、工程Ｓ８におい
て、成膜前測定か成膜後測定かを決める。成膜前測定の
場合、カセット５をローダ部にセット（工程Ｓ９）し、
データ内容に基づいてカセット５内の指定された半導体
基板６の重量を順次測定して行く（工程Ｓ１０〜Ｓ１
６）。そして、測定されたデータは、カセット５の位置
データと共にデータ処理部７へ計上される（工程Ｓ１
４）。次いで、指定された半導体基板６の測定が完了し
たら、カセット５をローダ部から取り（工程Ｓ１７）、
成膜前測定が完了する。
て、成膜前測定か成膜後測定かを決める。成膜前測定の
場合、カセット５をローダ部にセット（工程Ｓ９）し、
データ内容に基づいてカセット５内の指定された半導体
基板６の重量を順次測定して行く（工程Ｓ１０〜Ｓ１
６）。そして、測定されたデータは、カセット５の位置
データと共にデータ処理部７へ計上される（工程Ｓ１
４）。次いで、指定された半導体基板６の測定が完了し
たら、カセット５をローダ部から取り（工程Ｓ１７）、
成膜前測定が完了する。
【００２２】次に、成膜後測定の場合、成膜前測定のデ
ータ内容に基づいてカセット５内の指定された、すなわ
ち成膜前測定を行った半導体基板６の重量を順次測定し
て行く（工程Ｓ１９〜Ｓ２５）。測定されたデータは、
データ処理部７へ計上される（工程Ｓ２３）。そして、
データ処理部７で成膜前測定重量と成膜後測定重量の差
より成膜された薄膜の重量を求め、指定された薄膜重量
から膜厚へ変換する式により薄膜の膜厚を算出する（工
程Ｓ２６）。次いで、指定された半導体基板６の測定が
完了したら、カセット５をローダ部から取り、成膜後測
定が完了する（工程Ｓ２７）。
ータ内容に基づいてカセット５内の指定された、すなわ
ち成膜前測定を行った半導体基板６の重量を順次測定し
て行く（工程Ｓ１９〜Ｓ２５）。測定されたデータは、
データ処理部７へ計上される（工程Ｓ２３）。そして、
データ処理部７で成膜前測定重量と成膜後測定重量の差
より成膜された薄膜の重量を求め、指定された薄膜重量
から膜厚へ変換する式により薄膜の膜厚を算出する（工
程Ｓ２６）。次いで、指定された半導体基板６の測定が
完了したら、カセット５をローダ部から取り、成膜後測
定が完了する（工程Ｓ２７）。
【００２３】図４は、この発明による自動薄膜計測装置
における半導体基板の重量測定操作を示すフローチャー
トである。このフローチャートでは、精密天秤２のキャ
リブレーション（補正）及び原点補正を行う。まず、天
秤上皿３に半導体基板６がないことを確認し（工程Ｓ２
８）、半導体基板６が搭載されている場合には、これを
取り除く（工程Ｓ２９）。精密天秤２のキャリブレーシ
ョンは、半導体基板６がない状態で行う（工程Ｓ３
０）。
における半導体基板の重量測定操作を示すフローチャー
トである。このフローチャートでは、精密天秤２のキャ
リブレーション（補正）及び原点補正を行う。まず、天
秤上皿３に半導体基板６がないことを確認し（工程Ｓ２
８）、半導体基板６が搭載されている場合には、これを
取り除く（工程Ｓ２９）。精密天秤２のキャリブレーシ
ョンは、半導体基板６がない状態で行う（工程Ｓ３
０）。
【００２４】次に、精密天秤２の重量測定値がずれてい
ないかを確認するために、重量が既知である基準半導体
基板の測定を行って、既知の重量と測定重量とを比較す
る（工程Ｓ３２）。この時、基準半導体基板の重量測定
の前後に、精密天秤２の原点補正を行って、測定精度を
向上させる（工程Ｓ３１、Ｓ３３）。そして、ずれが規
格内であることを確認したあと、測定対象となる半導体
基板６の重量を測定する（工程Ｓ３５）。この時、半導
体基板６の測定前後にも、精密天秤２の原点補正を行っ
て、原点のずれを補正するようにする（工程Ｓ３４、Ｓ
３６）。次いで、重量測定値をデータ処理部７へ転送す
る（工程Ｓ３７）。
ないかを確認するために、重量が既知である基準半導体
基板の測定を行って、既知の重量と測定重量とを比較す
る（工程Ｓ３２）。この時、基準半導体基板の重量測定
の前後に、精密天秤２の原点補正を行って、測定精度を
向上させる（工程Ｓ３１、Ｓ３３）。そして、ずれが規
格内であることを確認したあと、測定対象となる半導体
基板６の重量を測定する（工程Ｓ３５）。この時、半導
体基板６の測定前後にも、精密天秤２の原点補正を行っ
て、原点のずれを補正するようにする（工程Ｓ３４、Ｓ
３６）。次いで、重量測定値をデータ処理部７へ転送す
る（工程Ｓ３７）。
【００２５】このように、半導体基板６の重量測定毎に
精密天秤２のキャリブレーション及び原点補正を行うの
で、極めて高い精度で重量測定を行うことができる。さ
らに、ハンドリングロボット４により自動的に半導体基
板６の重量測定を行うことができる。なお、精密天秤２
のキャリブレーションは、毎回半導体基板６の測定毎に
行わなくても、半導体基板６の１ロットに一回行うだけ
でもよい。例えば、１ロット２５枚の半導体基板６に対
して２枚の測定を行う場合、２枚の内１枚についてだけ
キャリブレーションを行ってもよい。
精密天秤２のキャリブレーション及び原点補正を行うの
で、極めて高い精度で重量測定を行うことができる。さ
らに、ハンドリングロボット４により自動的に半導体基
板６の重量測定を行うことができる。なお、精密天秤２
のキャリブレーションは、毎回半導体基板６の測定毎に
行わなくても、半導体基板６の１ロットに一回行うだけ
でもよい。例えば、１ロット２５枚の半導体基板６に対
して２枚の測定を行う場合、２枚の内１枚についてだけ
キャリブレーションを行ってもよい。
【００２６】次に、精密天秤２の重量測定精度をさらに
向上させるため、精密天秤２の原点測定時に測定時間に
対する原点値の変動を加味する方法を採用する。すなわ
ち、精密天秤２の原点補正を行う際、図５に示すよう
に、時間と共に原点の測定値が変動する。これは、例え
ば周期が数十秒程度の建物等の低周波振動等に起因する
ものである。そこで、原点測定値の変動をモニタリング
して、装置設置場所の床の振動周期を求め、半導体基板
６の重量測定サンプリング時間を振動周期の整数倍の時
間として重量測定を行う。このような方法により、振動
等による測定値の変動を平均化することによって振動等
による測定値の変動への影響をなくし、測定精度をさら
に向上させることができる。図４に示した原点補正を行
い、上述の図５に示した振動周期の整数倍の時間で重量
測定を行うことによって、測定変動率は±１％の値が得
られた。
向上させるため、精密天秤２の原点測定時に測定時間に
対する原点値の変動を加味する方法を採用する。すなわ
ち、精密天秤２の原点補正を行う際、図５に示すよう
に、時間と共に原点の測定値が変動する。これは、例え
ば周期が数十秒程度の建物等の低周波振動等に起因する
ものである。そこで、原点測定値の変動をモニタリング
して、装置設置場所の床の振動周期を求め、半導体基板
６の重量測定サンプリング時間を振動周期の整数倍の時
間として重量測定を行う。このような方法により、振動
等による測定値の変動を平均化することによって振動等
による測定値の変動への影響をなくし、測定精度をさら
に向上させることができる。図４に示した原点補正を行
い、上述の図５に示した振動周期の整数倍の時間で重量
測定を行うことによって、測定変動率は±１％の値が得
られた。
【００２７】さらに精密天秤２の重量測定精度を上げる
ため、天秤上皿３上の半導体基板６の表面温度をモニタ
リングして、半導体基板６が常温になった時点で重量測
定を開始することができる。すなわち、成膜直後の半導
体基板６を精密天秤２で重量測定を行う際、半導体基板
６の温度が常温より高いと、精密天秤２の天秤上皿３が
配置された測定室（図示しない）内部で大気の対流が発
生し、重量測定値に誤差を生じるという問題が発生す
る。
ため、天秤上皿３上の半導体基板６の表面温度をモニタ
リングして、半導体基板６が常温になった時点で重量測
定を開始することができる。すなわち、成膜直後の半導
体基板６を精密天秤２で重量測定を行う際、半導体基板
６の温度が常温より高いと、精密天秤２の天秤上皿３が
配置された測定室（図示しない）内部で大気の対流が発
生し、重量測定値に誤差を生じるという問題が発生す
る。
【００２８】そこで、図６に示すように、精密天秤２内
に天秤上皿３上の半導体基板６表面の温度をモニタする
温度計例えば放射温度計９を設ける。この放射温度計９
により半導体基板６の表面温度をモニタし、温度が所定
値例えば常温になった時点で自動的に重量測定を開始す
る。このような方法によって、大気の対流による測定誤
差を排除できると共に、半導体基板６が常温になった時
点で直ちに重量測定が行えるので、測定時間の短縮化を
図ることができる。
に天秤上皿３上の半導体基板６表面の温度をモニタする
温度計例えば放射温度計９を設ける。この放射温度計９
により半導体基板６の表面温度をモニタし、温度が所定
値例えば常温になった時点で自動的に重量測定を開始す
る。このような方法によって、大気の対流による測定誤
差を排除できると共に、半導体基板６が常温になった時
点で直ちに重量測定が行えるので、測定時間の短縮化を
図ることができる。
【００２９】なお、上述した実施例では、精密天秤２を
使用したが、天秤自体の測定精度を上げるために、図７
にその要部を示すように、内蔵分銅付き精密天秤２Ａを
使用してもよい。精密天秤を振動がある場所に設置した
場合、内蔵分銅８がないと精密天秤２に負荷がかかって
いない状態で測定が行われる。すなわち、原点の状態で
は設置環境の振動の影響により原点値がふらつくことに
なる。そこで、内蔵分銅８によって原点においても負荷
が加えられた状態で測定を行うものできる。従って、振
動による原点値のふらつきを防止でき、測定精度を向上
させることができる。また、内蔵分銅付き精密天秤２Ａ
は、原点値の安定度に合わせて内蔵分銅重量を変えるこ
とができ、振動条件に合わせた調整を行うことができ
る。
使用したが、天秤自体の測定精度を上げるために、図７
にその要部を示すように、内蔵分銅付き精密天秤２Ａを
使用してもよい。精密天秤を振動がある場所に設置した
場合、内蔵分銅８がないと精密天秤２に負荷がかかって
いない状態で測定が行われる。すなわち、原点の状態で
は設置環境の振動の影響により原点値がふらつくことに
なる。そこで、内蔵分銅８によって原点においても負荷
が加えられた状態で測定を行うものできる。従って、振
動による原点値のふらつきを防止でき、測定精度を向上
させることができる。また、内蔵分銅付き精密天秤２Ａ
は、原点値の安定度に合わせて内蔵分銅重量を変えるこ
とができ、振動条件に合わせた調整を行うことができ
る。
【００３０】また、半導体基板６の重量を精密天秤２で
測定する際、図８に示すように、半導体基板６の表面の
反射率を例えば反射率測定器１０を用いて測定すること
により、半導体基板６表面の薄膜の種類を判別すること
ができる。これにより、成膜前測定か成膜後測定である
かというデータ及び成膜後測定の場合の薄膜重量から膜
厚へ変換する式を選択するデータをデータ処理部７へ送
らなくてもよく、自動化の効率を向上させることができ
る。
測定する際、図８に示すように、半導体基板６の表面の
反射率を例えば反射率測定器１０を用いて測定すること
により、半導体基板６表面の薄膜の種類を判別すること
ができる。これにより、成膜前測定か成膜後測定である
かというデータ及び成膜後測定の場合の薄膜重量から膜
厚へ変換する式を選択するデータをデータ処理部７へ送
らなくてもよく、自動化の効率を向上させることができ
る。
【００３１】さらに、上述した実施例では、半導体基板
の場合について説明したが、金属基板、プラスチック基
板や他の基板であってもよく、上述と同様の効果を奏す
る。また、上述した実施例では、薄膜形成による半導体
基板の重量増加量により薄膜の膜厚を求める場合につい
て説明したが、エッチングによる半導体基板の重量減少
量によりエッチング膜厚を求めてもよく、上述と同様の
効果を奏する。
の場合について説明したが、金属基板、プラスチック基
板や他の基板であってもよく、上述と同様の効果を奏す
る。また、上述した実施例では、薄膜形成による半導体
基板の重量増加量により薄膜の膜厚を求める場合につい
て説明したが、エッチングによる半導体基板の重量減少
量によりエッチング膜厚を求めてもよく、上述と同様の
効果を奏する。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したとおり、この発明の請求項
第１項に係る自動薄膜計測装置は、複数の半導体基板が
収容されたカセットと、上記半導体基板の表面処理前後
の重量を測定する精密天秤と、上記カセットから所定の
半導体基板を取り出して上記精密天秤の天秤上皿にロー
ド又はアンロードするハンドリングロボットと、上記重
量測定操作及びハンドリングロボットの動作指示を出す
と共に、上記表面処理前後の半導体基板の重量差から半
導体基板の表面処理した膜厚を求めるデータ処理部とを
備えた自動薄膜計測装置であって、上記データ処理部の
指示により、上記精密天秤の原点補正を行い、さらに、
原点補正時に原点値の変動周期を求め、この変動周期の
整数倍の時点で上記半導体基板の重量測定を行うので、
重量測定の精度、再現性が向上すると共に、処理時間を
短縮することができ、低周波振動にも影響を受けず、Ｆ
Ａにも対応することができる装置が得られるという効果
を奏する。
第１項に係る自動薄膜計測装置は、複数の半導体基板が
収容されたカセットと、上記半導体基板の表面処理前後
の重量を測定する精密天秤と、上記カセットから所定の
半導体基板を取り出して上記精密天秤の天秤上皿にロー
ド又はアンロードするハンドリングロボットと、上記重
量測定操作及びハンドリングロボットの動作指示を出す
と共に、上記表面処理前後の半導体基板の重量差から半
導体基板の表面処理した膜厚を求めるデータ処理部とを
備えた自動薄膜計測装置であって、上記データ処理部の
指示により、上記精密天秤の原点補正を行い、さらに、
原点補正時に原点値の変動周期を求め、この変動周期の
整数倍の時点で上記半導体基板の重量測定を行うので、
重量測定の精度、再現性が向上すると共に、処理時間を
短縮することができ、低周波振動にも影響を受けず、Ｆ
Ａにも対応することができる装置が得られるという効果
を奏する。
【００３３】この発明の請求項第２項に係る自動薄膜計
測装置は、複数の半導体基板が収容されたカセットと、
上記半導体基板の表面処理前後の重量を測定する精密天
秤と、上記カセットから所定の半導体基板を取り出して
上記精密天秤の天秤上皿にロード又はアンロードするハ
ンドリングロボットと、上記重量測定操作及びハンドリ
ングロボットの動作指示を出すと共に、上記表面処理前
後の半導体基板の重量差から半導体基板の表面処理した
膜厚を求めるデータ処理部とを備えた自動薄膜計測装置
であって、上記データ処理部の指示により上記精密天秤
の原点補正を行い、上記精密天秤の天秤上皿に搭載され
た半導体基板の表面温度を測定し、この表面温度が所定
値となった時に、さらに、原点補正時に原点値の変動周
期を求め、この変動周期の整数倍の時点で上記半導体基
板の重量測定を行うので、上述の請求項第１項の発明の
効果に加え、半導体基板の温度が常温より高い時に生ず
る精密天秤内での対流による測定誤差を排除できると共
に、半導体基板が常温になった時点で直ちに重量測定を
行うことができ、測定時間の短縮化を図ることができる
装置が得られるという効果を奏する。
測装置は、複数の半導体基板が収容されたカセットと、
上記半導体基板の表面処理前後の重量を測定する精密天
秤と、上記カセットから所定の半導体基板を取り出して
上記精密天秤の天秤上皿にロード又はアンロードするハ
ンドリングロボットと、上記重量測定操作及びハンドリ
ングロボットの動作指示を出すと共に、上記表面処理前
後の半導体基板の重量差から半導体基板の表面処理した
膜厚を求めるデータ処理部とを備えた自動薄膜計測装置
であって、上記データ処理部の指示により上記精密天秤
の原点補正を行い、上記精密天秤の天秤上皿に搭載され
た半導体基板の表面温度を測定し、この表面温度が所定
値となった時に、さらに、原点補正時に原点値の変動周
期を求め、この変動周期の整数倍の時点で上記半導体基
板の重量測定を行うので、上述の請求項第１項の発明の
効果に加え、半導体基板の温度が常温より高い時に生ず
る精密天秤内での対流による測定誤差を排除できると共
に、半導体基板が常温になった時点で直ちに重量測定を
行うことができ、測定時間の短縮化を図ることができる
装置が得られるという効果を奏する。
【００３４】この発明の請求項第３項に係る自動薄膜計
測装置は、複数の半導体基板が収容されたカセットと、
上記半導体基板の表面処理前後の重量を測定する精密天
秤と、上記カセットから所定の半導体基板を取り出して
上記精密天秤の天秤上皿にロード又はアンロードするハ
ンドリングロボットと、上記重量測定操作及びハンドリ
ングロボットの動作指示を出すと共に、上記表面処理前
後の半導体基板の重量差から半導体基板の表面処理した
膜厚を求めるデータ処理部とを備えた自動薄膜計測装置
であって、上記データ処理部の指示により上記精密天秤
の原点補正を行い、さらに、上記精密天秤の天秤上皿上
に搭載された半導体基板の表面温度を測定し、この表面
温度が所定値となった時に上記半導体基板の重量測定を
行うので、半導体基板の温度が常温より高い時に生ずる
精密天秤内での対流による測定誤差を排除できると共
に、半導体基板が常温になった時点で直ちに重量測定を
行うことができ、測定時間の短縮化を図ることができる
装置が得られるという効果を奏する。
測装置は、複数の半導体基板が収容されたカセットと、
上記半導体基板の表面処理前後の重量を測定する精密天
秤と、上記カセットから所定の半導体基板を取り出して
上記精密天秤の天秤上皿にロード又はアンロードするハ
ンドリングロボットと、上記重量測定操作及びハンドリ
ングロボットの動作指示を出すと共に、上記表面処理前
後の半導体基板の重量差から半導体基板の表面処理した
膜厚を求めるデータ処理部とを備えた自動薄膜計測装置
であって、上記データ処理部の指示により上記精密天秤
の原点補正を行い、さらに、上記精密天秤の天秤上皿上
に搭載された半導体基板の表面温度を測定し、この表面
温度が所定値となった時に上記半導体基板の重量測定を
行うので、半導体基板の温度が常温より高い時に生ずる
精密天秤内での対流による測定誤差を排除できると共
に、半導体基板が常温になった時点で直ちに重量測定を
行うことができ、測定時間の短縮化を図ることができる
装置が得られるという効果を奏する。
【図１】この発明の一実施例による自動薄膜計測装置を
示す概略構成図である。
示す概略構成図である。
【図２】この発明の一実施例による自動薄膜計測装置に
おける計測操作の概略を示すフローチャートである。
おける計測操作の概略を示すフローチャートである。
【図３】この発明の一実施例による自動薄膜計測装置に
おける計測操作の詳細を示すフローチャートである。
おける計測操作の詳細を示すフローチャートである。
【図４】この発明の一実施例による精密天秤のキャリブ
レーション及び原点補正の操作を示すフローチャートで
ある。
レーション及び原点補正の操作を示すフローチャートで
ある。
【図５】この発明の一実施例による自動薄膜計測装置の
設置場所の振動周期を示す線図である。
設置場所の振動周期を示す線図である。
【図６】この発明の一実施例により放射温度計を設けた
精密天秤を示す概略図である。
精密天秤を示す概略図である。
【図７】この発明の一実施例に使用する内蔵分銅付き精
密天秤を示す概略図である。
密天秤を示す概略図である。
【図８】この発明の一実施例により反射率測定器を設け
た精密天秤を示す概略図である。
た精密天秤を示す概略図である。
【図９】従来の薄膜計測装置を示す概略構成図である。
【図１０】従来の薄膜計測装置における計測操作の概略
を示すフローチャートである。
を示すフローチャートである。
１ 自動薄膜計測装置本体 ２ 精密天秤 ２Ａ 内蔵分銅付き精密天秤 ３ 天秤上皿 ４ ハンドリングロボット ５ カセット ６ 半導体基板 ７ データ処理部 ８ 内蔵分銅 ９ 放射温度計 １０ 反射率測定器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/66 Ｑ 8406−4Ｍ
Claims (3)
- 【請求項１】 複数の半導体基板が収容されたカセット
と、上記半導体基板の表面処理前後の重量を測定する精
密天秤と、上記カセットから所定の半導体基板を取り出
して上記精密天秤の天秤上皿にロード又はアンロードす
るハンドリングロボットと、上記重量測定操作及びハン
ドリングロボットの動作指示を出すと共に、上記表面処
理前後の半導体基板の重量差から半導体基板の表面処理
した膜厚を求めるデータ処理部とを備えた自動薄膜計測
装置であって、 上記データ処理部の指示により、上記精密天秤の原点補
正を行い、さらに、原点補正時に原点値の変動周期を求
め、この変動周期の整数倍の時点で上記半導体基板の重
量測定を行うことを特徴とする自動薄膜計測装置。 - 【請求項２】 複数の半導体基板が収容されたカセット
と、上記半導体基板の表面処理前後の重量を測定する精
密天秤と、上記カセットから所定の半導体基板を取り出
して上記精密天秤の天秤上皿にロード又はアンロードす
るハンドリングロボットと、上記重量測定操作及びハン
ドリングロボットの動作指示を出すと共に、上記表面処
理前後の半導体基板の重量差から半導体基板の表面処理
した膜厚を求めるデータ処理部とを備えた自動薄膜計測
装置であって、 上記データ処理部の指示により上記精密天秤の原点補正
を行い、上記精密天秤の天秤上皿に搭載された半導体基
板の表面温度を測定し、この表面温度が所定値となった
時に、さらに、原点補正時に原点値の変動周期を求め、
この変動周期の整数倍の時点で上記半導体基板の重量測
定を行うことを特徴とする自動薄膜計測装置。 - 【請求項３】 複数の半導体基板が収容されたカセット
と、上記半導体基板の表面処理前後の重量を測定する精
密天秤と、上記カセットから所定の半導体基板を取り出
して上記精密天秤の天秤上皿にロード又はアンロードす
るハンドリングロボットと、上記重量測定操作及びハン
ドリングロボットの動作指示を出すと共に、上記表面処
理前後の半導体基板の重量差から半導体基板の表面処理
した膜厚を求めるデータ処理部とを備えた自動薄膜計測
装置であって、 上記データ処理部の指示により上記精密天秤の原点補正
を行い、さらに、上記精密天秤の天秤上皿上に搭載され
た半導体基板の表面温度を測定し、この表面温度が所定
値となった時に上記半導体基板の重量測定を行うことを
特徴とする自動薄膜計測装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3314851A JP2647585B2 (ja) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | 自動薄膜計測装置 |
| US07/850,026 US5321634A (en) | 1991-11-28 | 1992-03-12 | Automatic thin-film measuring apparatus |
| KR1019920021993A KR960012745B1 (ko) | 1991-11-28 | 1992-11-21 | 자동박막계측장치 |
| DE4239439A DE4239439C2 (de) | 1991-11-28 | 1992-11-24 | Automatisches Dünnfilm-Meßgerät |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3314851A JP2647585B2 (ja) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | 自動薄膜計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05149741A true JPH05149741A (ja) | 1993-06-15 |
| JP2647585B2 JP2647585B2 (ja) | 1997-08-27 |
Family
ID=18058378
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3314851A Expired - Fee Related JP2647585B2 (ja) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | 自動薄膜計測装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5321634A (ja) |
| JP (1) | JP2647585B2 (ja) |
| KR (1) | KR960012745B1 (ja) |
| DE (1) | DE4239439C2 (ja) |
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| US20140150519A1 (en) * | 2012-12-05 | 2014-06-05 | Shimadzu Corporation | Electronic balance |
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