JPH10107105A

JPH10107105A - 圧力安定化装置及びこの装置を備えた基板の電気特性測定装置

Info

Publication number: JPH10107105A
Application number: JP25925596A
Authority: JP
Inventors: Fumiyoshi Nakatani; 郁祥中谷
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1996-09-30
Filing date: 1996-09-30
Publication date: 1998-04-24

Abstract

(57)【要約】【課題】工場内等に設置されている圧力変動の大きな
真空源の利用を可能とする。【解決手段】圧力変動の大きな真空源４２の負圧力を
タンク３６１及び配管３６２，３６３から構成された圧
力安定化装置３６により圧力変動の小さな負圧力にして
ステージ３０に供給し、ステージ３０上に載置されたシ
リコンウエハ１０を真空吸着する。この状態で、センサ
本体３８２をシリコンウエハ１０に近接させると共に、
シリコンウエハ１０の表裏間にバイアス電圧を印加して
センサ本体３８２に形成されている電気特性測定用電極
とシリコンウエハ１０裏面との間の静電容量を測定し、
シリコンウエハ１０のＣ−Ｖ特性を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空源の負圧力を
その真空源よりも圧力値の安定した状態で被供給部に供
給する圧力安定化装置及びこの装置を備えた基板の電気
特性測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造工程においては、シリコンウ
エハ表面の酸化膜であるＳｉＯ₂膜に侵入した可動イオ
ン（主に可動Ｎａイオン）によりトランジスタの特性が
大きく影響を受けることから、シリコンウエハのＣ−Ｖ
特性を用いてＳｉＯ₂膜中の可動イオンの個数を推定す
る酸化膜評価が行われている。この場合、シリコンウエ
ハに接触しないでＣ−Ｖ特性の測定を行う非接触型の電
気特性測定装置では、ステージ上に真空吸着させたシリ
コンウエハにセンサを近接させ、このシリコンウエハ表
面の酸化膜とセンサ間の静電容量の測定が行われる。

【０００３】上記シリコンウエハ表面の酸化膜とセンサ
との間隔は、例えば、０．３μｍ乃至０．６μｍの範囲
内に設定されるため、上記間隔が僅かに変動してもシリ
コンウエハの正確な電気特性の測定が困難になる。その
ため、シリコンウエハをステージに真空吸着するための
負圧力源として、工場内等に設置されている圧力変動の
大きなユーティリティ（以下、真空源という。）を利用
せずに圧力変動の小さな真空ポンプを利用することによ
り、ステージ上におけるシリコンウエハの吸着状態を安
定化させてシリコンウエハ表面の酸化膜とセンサとの間
隔の変動が小さくなるようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の非
接触型の電気特性測定装置では、シリコンウエハをステ
ージ上に真空吸着させるのに真空ポンプが利用されてい
るが、真空ポンプは電気特性測定装置を構成している他
の構成部材に比べてメンテナンスが煩雑になると共に、
機械的な振動が大きいために防振対策が必要になるとい
う問題があった。

【０００５】一方、工場内等に設置されている真空源で
は真空ポンプのような問題が生じないので上記電気特性
測定装置等に利用できると都合がよいが、上記したよう
に圧力変動が大きいという問題がある。

【０００６】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、工場内等に設置されている圧力変動の大きな真
空源の利用を可能とする圧力安定化装置、及びこの装置
を備えた基板の電気特性測定装置を提供するものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、真空源の負圧
力を配管を介して上記真空源よりも圧力値の安定した状
態で被供給部に供給する圧力安定化装置であって、上記
配管の途中に配設されたタンクと、このタンク内部の圧
力変動を抑制する圧力制御手段とを備えたものである
（請求項１）。

【０００８】上記構成によれば、配管の途中に配設され
たタンクと、このタンク内部の圧力変動を抑制する圧力
制御手段とを備えたことにより、真空源の負圧力がより
安定した状態で被供給部に供給される。

【０００９】また、本発明は、上記圧力安定化装置にお
いて、上記圧力制御手段が、上記タンク内部を電磁バル
ブを介して上記タンク外部に連通する連通手段と、上記
タンク内部の圧力を測定する測定手段と、この測定手段
からの出力信号に応じて上記電磁バルブを開閉するバル
ブ開閉手段とを有するものである（請求項２）。

【００１０】上記構成によれば、測定手段により測定さ
れたタンク内部の圧力が所定値よりも低いときには、バ
ルブ開閉手段により電磁バルブが開かれてタンク内部が
連通手段を通してタンク外部に連通されることによりタ
ンク内部の圧力が高くなり、タンク内部の圧力が所定値
よりも高いときには、電磁バルブが閉じられてタンク内
部がタンク外部と遮断されることによりタンク内部の圧
力が低くなる。

【００１１】また、本発明は、上記圧力安定化装置にお
いて、上記圧力制御手段が、上記タンクの真空源側の配
管に接続された電磁バルブと、上記タンク内部の圧力を
測定する測定手段と、この測定手段からの出力信号に応
じて上記電磁バルブを開閉するバルブ開閉手段とを有す
るものである（請求項３）。

【００１２】上記構成によれば、測定手段により測定さ
れたタンク内部の圧力が所定値よりも低いときには、電
磁バルブが閉じられてタンク内部が真空源と遮断される
ことによりタンク内部の圧力が高くなり、タンク内部の
圧力が所定値よりも高いときには、電磁バルブが開かれ
てタンク内部が真空源に接続されることによりタンク内
部の圧力が低くなる。

【００１３】また、本発明は、上記圧力安定化装置にお
いて、上記圧力制御手段が、上記タンク内部をチェック
バルブを介して上記タンク外部に連通する連通手段を有
するものである（請求項４）。

【００１４】上記構成によれば、タンク内部の圧力が所
定値よりも低いときには、チェックバルブが開かれてタ
ンク内部がタンク外部に連通されることによりタンク内
部の圧力が高くなり、タンク内部の圧力が所定値よりも
高いときには、チェックバルブが閉じられてタンク内部
がタンク外部と遮断されることによりタンク内部の圧力
が低くなる。

【００１５】また、本発明は、上記圧力安定化装置にお
いて、上記圧力制御手段が、上記タンクの真空源側の配
管に接続された電磁バルブと、この電磁バルブを上記被
供給部側の動作と関連して一定時間だけ閉じるバルブ開
閉手段とを有するものである（請求項５）。

【００１６】上記構成によれば、バルブ開閉手段により
電磁バルブが被供給部側の動作と関連して一定時間だけ
閉じられることにより、その時間内は被供給部側が真空
源側の圧力変動の影響を受けないようになる。

【００１７】また、本発明は、上記圧力安定化装置にお
いて、上記圧力制御手段が、上記タンクの真空源側の配
管に接続されたチェックバルブを有するものである（請
求項６）。

【００１８】上記構成によれば、タンク内部と真空源と
が所定の圧力差を維持しているときには、チェックバル
ブが開かれてタンク内部が真空源に接続されて所定の圧
力値を維持する一方、真空源の圧力が変動して圧力値が
高くなったときには、チェックバルブが閉じられてタン
ク内部が真空源から遮断されることによりタンク内部の
圧力は真空源の圧力変動の影響を受けないようになる。

【００１９】また、本発明は、真空源によりステージ上
に基板を真空吸着した状態で基板の電気特性を測定する
電気特性測定装置において、上記真空源の負圧力を配管
を介して上記真空源よりも圧力値の安定した状態で上記
ステージに供給するものであって、上記配管の途中に配
設されたタンクと、このタンク内部の圧力変動を抑制す
る圧力制御手段とを有する圧力安定化装置を備えたもの
である（請求項７）。

【００２０】上記構成によれば、配管の途中に配設され
たタンクと、このタンク内部の圧力変動を抑制する圧力
制御手段とを備えたことにより、真空源の負圧力がより
安定した状態でステージに供給され、基板がステージ上
に安定した状態で真空吸着される。

【００２１】また、本発明は、上記基板の電気特性測定
装置において、上記圧力制御手段が、上記タンク内部を
電磁バルブを介して上記タンク外部に連通する連通手段
と、上記タンク内部の圧力を測定する測定手段と、この
測定手段からの出力信号に応じて上記電磁バルブを開閉
するバルブ開閉手段とを有するものである（請求項
８）。

【００２２】上記構成によれば、測定手段により測定さ
れたタンク内部の圧力が所定値よりも低いときには、バ
ルブ開閉手段により電磁バルブが開かれてタンク内部が
連通手段を通してタンク外部に連通されることによりタ
ンク内部の圧力が高くなる一方、タンク内部の圧力が所
定値よりも高いときには、電磁バルブが閉じられてタン
ク内部がタンク外部と遮断されることによりタンク内部
の圧力が低くなり、真空源の負圧力が安定した状態でス
テージに供給される。

【００２３】また、本発明は、上記基板の電気特性測定
装置において、上記圧力制御手段が、上記タンクの真空
源側の配管に接続された電磁バルブと、上記タンク内の
圧力を測定する測定手段と、この測定手段からの出力信
号に応じて上記電磁バルブを開閉するバルブ開閉手段と
を有するものである（請求項９）。

【００２４】上記構成によれば、測定手段により測定さ
れたタンク内部の圧力が所定値よりも低いときには、電
磁バルブが閉じられてタンク内部が真空源と遮断される
ことによりタンク内部の圧力が高くなる一方、タンク内
部の圧力が所定値よりも高いときには、電磁バルブが開
かれてタンク内部が真空源に接続されることによりタン
ク内部の圧力が低くなり、真空源の負圧力が安定した状
態でステージに供給される。

【００２５】また、本発明は、上記基板の電気特性測定
装置において、上記圧力制御手段が、上記タンク内部を
チェックバルブを介して上記タンク外部に連通する連通
手段を有するものである（請求項１０）。

【００２６】上記構成によれば、タンク内部の圧力が所
定値よりも低いときには、チェックバルブが開かれてタ
ンク内部がタンク外部に連通されることによりタンク内
部の圧力が高くなる一方、タンク内部の圧力が所定値よ
りも高いときには、チェックバルブが閉じられてタンク
内部がタンク外部と遮断されることによりタンク内部の
圧力が低くなり、真空源の負圧力が安定した状態でステ
ージに供給される。

【００２７】また、本発明は、上記基板の電気特性測定
装置において、上記圧力制御手段が、上記タンクの真空
源側の配管に接続された電磁バルブと、この電磁バルブ
を上記電気特性の測定動作と関連して一定時間だけ閉じ
るバルブ開閉手段とを有するものである（請求項１
１）。

【００２８】上記構成によれば、バルブ開閉手段により
電磁バルブが電気特性の測定動作と関連して一定時間だ
け閉じられることにより、電気特性の測定中は真空源側
の圧力変動の影響を受けないようになる。

【００２９】また、本発明は、上記基板の電気特性測定
装置において、上記圧力制御手段が、上記タンクの真空
源側の配管に接続されたチェックバルブを有するもので
ある（請求項１２）。

【００３０】上記構成によれば、タンク内部と真空源と
が所定の圧力差を維持しているときには、チェックバル
ブが開かれてタンク内部は所定の圧力値を維持する一
方、真空源の圧力が変動して圧力値が高くなったときに
は、チェックバルブが閉じられてタンク内部が真空源か
ら遮断されることによりタンク内部の圧力は真空源の圧
力変動の影響を受けないようになり、真空源の負圧力が
安定した状態でステージに供給される。

【００３１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る圧力安定化
装置を備えた基板の電気特性測定装置の概略構成を示す
図である。この図１に示す基板の電気特性測定装置は、
酸化膜の形成されたシリコンウエハのＣ−Ｖ特性等の電
気特性を非接触状態で測定するもので、シリコンウエハ
１０を収納する測定部２０と、光量測定器２２と、イン
ピーダンスメータ２４と、位置制御装置２６と、全体の
動作を制御するホストコントローラ２８とを備えてい
る。

【００３２】測定部２０は、シリコンウエハ１０を真空
吸着するステージ３０と、このステージ３０を回転可能
に支持する支持台３２と、この支持台３２を移動する支
持台駆動装置３４と、ステージ３０に圧力変動の大きな
真空源４２の負圧力を安定化した状態で供給する圧力安
定化装置３６と、シリコンウエハ１０と対向する位置に
配設されたセンサヘッド３８と、センサヘッド３８を固
定する支持筒４０と、支持筒４０を上下方向に移動させ
てセンサヘッド３８をシリコンウエハ１０に近接させる
センサ位置調節手段４３とを備えている。

【００３３】ステージ３０は、シリコンウエハ１０を載
置するサンプルステージ３０１と、このサンプルステー
ジ３０１を支持するベースステージ３０２とから構成さ
れている。このサンプルステージ３０１はシリコンウエ
ハ１０と同材質のシリコンで構成され、ベースステージ
３０２は金属材料で構成されている。そして、共に内部
に空洞部が形成され、圧力安定化装置３６から供給され
る負圧力によりシリコンウエハ１０がサンプルステージ
３０１上に真空吸着されるようになっている。

【００３４】支持台駆動装置３４は、ボールねじ３４１
と、このボールねじ３４１を回転駆動する駆動モータ３
４２とから構成されると共に、上記支持台３２がボール
ねじ３４１に連結されており、ボールねじ３４１の回転
により支持台３２を移動させるようになっている。

【００３５】圧力安定化装置３６は、上記したように工
場内等に設置されている真空源４２の負圧力をその圧力
変動を小さくしてステージ３０に供給するもので、タン
ク３６１と、このタンク３６１を真空源４２に接続する
真空源側配管３６２と、タンク３６１をステージ３０の
接続口３０３に接続するステージ側配管３６３とから構
成されている。このステージ側配管３６３は、支持台３
２と一緒に移動できるように少なくともステージ３０の
接続口３０３側がフレキシブルな構成とされている。こ
の実施形態では、タンク３６１の容積は１８リットルに
設定され、真空源側配管３６２の太さは内径２ｍｍ、長
さは４００ｃｍの値に設定され、ステージ側配管３６３
の太さは内径４ｍｍ、長さは１００ｃｍの値に設定され
ている。

【００３６】すなわち、タンク３６１を真空源側配管３
６２を介して真空源４２に接続する一方、タンク３６１
をステージ側配管３６３を介してステージ３０に接続し
た場合、図２に示すように、タンク３６１内部の圧力変
動は真空源４２の圧力変動に比べて一定のタイムラグを
有し、かつ、その変動幅が真空源４２の変動幅に比べて
小さくなる。このタイムラグと変動幅は、タンク３６１
の容積と、真空源側配管３６２の内径及び長さと、ステ
ージ側配管３６３の内径及び長さとを変更することによ
って変化するので、それらを所定の関係に設定すること
によってタンク３６１から出力される負圧力の圧力変動
を小さくすることが可能となり、安定した負圧力をステ
ージ３０に供給することが可能となる。なお、本発明に
おいては、ステージ３０上にシリコンウエハ１０を真空
吸着するために供給されるステージ３０側よりも低い圧
力を負圧力と称している。

【００３７】センサヘッド３８は、レーザ光導入用の直
角プリズム３８１と、この直角プリズム３８１の底面に
接着されると共に、光学ガラスで形成された底面３８２
ａと斜面３８２ｂとを有するセンサ本体３８２とから構
成されている。このセンサ本体３８２は、図３に示すよ
うに、その底面３８２ａに、リング状の電気特性測定用
電極３８３と、この電気特性測定用電極３８３の外周に
配設された３個の平行度調整用電極３８４，３８５，３
８６と、電気特性測定用電極３８３と平行度調整用電極
３８４，３８５，３８６との間に配設されたリング状の
ガード電極３８７とが形成されると共に、その斜面３８
２ｂに、電気特性測定用電極３８３に接続された配線電
極３８３ａと、平行度調整用電極３８４，３８５，３８
６に接続された配線電極３８４ａ，３８５ａ，３８６ａ
と、ガード電極３８７に接続された配線電極３８７ａと
が形成されて構成されたものである。

【００３８】支持筒４０は、その下部にセンサヘッド３
８を支持すると共に、その周面にレーザ発信器４４と、
受光センサ４６とを備えている。この構成において、レ
ーザ発信器４４から発射されたレーザ光は直角プリズム
３８１を通ってセンサ本体３８２に導入され、センサ本
体３８２の底面で反射された後に受光センサ４６で受光
されるようになっている。この受光センサ４６で受光さ
れたレーザ光は、光量測定器２２によりその光量が測定
され、この光量に基づいてセンサ本体３８２とシリコン
ウエハ１０表面の酸化膜との間隔（以下、ギャップ寸法
と呼ぶ。）が測定されるようになっている。

【００３９】センサ位置調節手段４３は、フランジ４８
の上部に配設されたステッピングモータ５０と、フラン
ジ４８と支持筒４０との間に配設された３個の圧電アク
チュエータ５２，５４，５６とから構成され、位置制御
装置２６によりその駆動が制御されるようになってい
る。すなわち、センサヘッド３８は、センサ本体３８２
の底面で反射されたレーザ光の光量を光量測定器２２に
より測定しつつステッピングモータ５０が駆動されてシ
リコンウエハ１０表面の酸化膜とのギャップ寸法が所定
値（例えば、１．５μｍ程度）となる位置に移動され
る。

【００４０】また、センサヘッド３８は、ステッピング
モータ５０による位置調節が終了した後に、上記のよう
にレーザ光の光量を光量測定器２２により測定しつつ圧
電アクチュエータ５２，５４，５６が駆動されて上記ギ
ャップ寸法が所定値（例えば、０．３μｍ乃至０．６μ
ｍ）となるように微調整される。そして、センサ本体３
８２の平行度調整用電極３８４，３８５，３８６とシリ
コンウエハ１０裏面（ステージ３０側）との間の各静電
容量がインピーダンスメータ２４によって測定され、各
静電容量が略同一の値になるように各圧電アクチュエー
タ５２，５４，５６が駆動されてシリコンウエハ１０に
対する傾きが微調整されるようになっている。

【００４１】上記のように構成された基板の電気特性測
定装置では、例えば、シリコンウエハ１０の表裏間にバ
イアス電圧をかけた状態でセンサ本体３８２の電気特性
測定用電極３８３とシリコンウエハ１０裏面との間の静
電容量をインピーダンスメータ２４により測定すること
により、シリコンウエハ１０のＣ−Ｖ特性を求めること
ができる。

【００４２】すなわち、上記のインピーダンスメータ２
４により測定された静電容量は、電気特性測定用電極３
８３とシリコンウエハ１０表面の酸化膜とのギャップの
静電容量Ｃｇと、酸化膜の静電容量Ｃｉと、シリコンウ
エハ１０の静電容量Ｃｓとの直列合成容量Ｃｔである。
一方、シリコンウエハ１０のＣ−Ｖ特性は、酸化膜の静
電容量Ｃｉと、シリコンウエハ１０の静電容量Ｃｓとの
直列合成容量Ｃｔａの電圧依存性を表すものである。

【００４３】従って、上記のようにシリコンウエハ１０
にバイアス電圧をかけた状態で上記合成容量Ｃｔを測定
し、その値から電気特性測定用電極３８３とシリコンウ
エハ１０の酸化膜とのギャップの静電容量Ｃｇを減算し
て合成容量Ｃｔａを得、それによりシリコンウエハ１０
のＣ−Ｖ特性を得ることができる。なお、静電容量Ｃｇ
は次のようにして得られる。すなわち、電気特性測定用
電極３８３とシリコンウエハ１０の酸化膜とのギャップ
寸法がレーザ発信器４４から発射されたレーザ光のセン
サ本体３８２底面で反射された光量を測定することによ
り得られるので、このギャップ寸法、電気特性測定用電
極３８３の面積及び空気の誘電率から静電容量Ｃｇを計
算により得ることができる。

【００４４】図４は、センサ本体３８２の電気特性測定
用電極３８３とシリコンウエハ１０裏面との間の静電容
量の変動を示す図であり、実線は上記のように構成され
た本発明に係る基板の電気特性測定装置に係るもの、点
線は上記実施形態における真空源側配管３６２及びステ
ージ側配管３６３を取り除いてタンク３６１を直接、真
空源４２とステージ３０とに接続した構成に係るもの、
鎖線は従来の真空ポンプを用いた構成に係るものであ
る。なお、この静電容量の変動は、ステージ３０に供給
される負圧力の変動と対応するものである。

【００４５】この図から明らかなように、本発明に係る
基板の電気特性測定装置は、静電容量が真空ポンプの場
合と略同程度の安定度を有しており、真空源４２の圧力
変動が小さくなっていることが理解できる。また、タン
ク３６１のみでは真空源４２の圧力変動を小さくするこ
とができず、タンク３６１の容積と共に、真空源側配管
３６２とステージ側配管３６３の内径及び長さを所定の
関係に設定することによって上記のような効果が得られ
ることが理解できる。

【００４６】なお、上記実施形態では、タンク３６１を
１個のみ使用しているが、図５に示すように、複数個
（図示では３個）のタンク３６１を並列接続して使用す
るようにしたり、図６に示すように、複数個（図示では
２個）のタンク３６１を直列接続して使用するようにし
たりすることもできる。このように複数個のタンク３６
１を使用すると、各タンク３６１の小型化が可能とな
り、装置内におけるタンク３６１の配置の自由度が高め
られることになる。

【００４７】また、上記実施形態では、タンク３６１の
容積、真空源側配管３６２の内径と長さ及びステージ側
配管３６３の内径と長さを所定の関係に設定することに
より圧力安定化装置３６を構成しているが、以下に述べ
るような種々の圧力制御手段を備えるようにすると、タ
ンク３６１内部の圧力変動を抑制でき、特にタンク３６
１の容積等を所定の関係に設定しなくても真空源４２の
負圧力をその圧力変動をより小さくしてステージ３０に
供給することが可能となる。

【００４８】すなわち、図７に示す構成は、タンク３６
１内部の圧力を測定する半導体圧力センサ等からなる真
空計６１１と、タンク３６１内部を電磁バルブ６１２を
介してタンク３６１外部である大気中に連通する配管６
１３と、真空計６１１からの出力信号に応じて電磁バル
ブ６１２を開閉する制御回路６１４とから構成された圧
力制御手段６１を備えたものである。この圧力制御手段
６１は、タンク３６１内部の圧力が、真空源４２の圧力
よりも大きな所定の圧力値Ｐとなるように制御するもの
である。

【００４９】従って、真空計６１１で測定されたタンク
３６１内部の圧力が圧力値Ｐ以下のときには、電磁バル
ブ６１２が開放されてタンク３６１内部が大気中に連通
されることによりタンク３６１内部の圧力が高められ
る。また、真空計６１１で測定されたタンク３６１内部
の圧力が圧力値Ｐを越えたときには、電磁バルブ６１２
が閉じられてタンク３６１内部が大気と遮断されること
により減圧される。このような制御により、図８の実測
値に示すように、タンク３６１内部の圧力変動を真空源
４２の圧力変動よりも小さくすることができる。

【００５０】また、図９に示す構成は、タンク３６１内
部の圧力を測定する半導体圧力センサ等からなる真空計
６２１と、真空源４２に接続される真空源側配管３６２
の途中に配設された電磁バルブ６２２と、真空計６２１
からの出力信号に応じて電磁バルブ６２２を開閉する制
御回路６２３とから構成された圧力制御手段６２を備え
たものである。この圧力制御手段６２は、図７に示す圧
力制御手段６１と同様に、タンク３６１内部の圧力が、
真空源４２の圧力よりも大きな所定の圧力値Ｐとなるよ
うに制御するものである。

【００５１】従って、真空計６２１で測定されたタンク
３６１内部の圧力が圧力値Ｐ以下のときには、電磁バル
ブ６２２が閉じられてタンク３６１が真空源４２と遮断
されることによりタンク３６１内部の圧力が高められ
る。また、真空計６２１で測定されたタンク３６１内部
の圧力が圧力値Ｐを越えたときには、電磁バルブ６１２
が開放されてタンク３６１内部が真空源４２に接続され
ることにより減圧される。このような制御により、図１
０の実測値に示すように、タンク３６１内部の圧力変動
を真空源４２の圧力変動よりも小さくすることができ
る。

【００５２】また、図１１に示す構成は、タンク３６１
内部をチェックバルブ（逆止め弁）６３１を介してを大
気中に連通する配管６３２から構成された圧力制御手段
６３を備えたものである。この圧力制御手段６３は、図
７及び図９に示す圧力制御手段６１，６２と同様に、タ
ンク３６１内部の圧力が、真空源４２の圧力よりも大き
な所定の圧力値Ｐとなるように制御するものである。な
お、上記チェックバルブ６３１は、上流側と下流側の圧
力差が所定値を越えたときに気体が一方向にのみ流れ得
るように構成されたもので、この実施形態では大気中か
らタンク３６１内部の方向に気体が流れるように配設さ
れている。

【００５３】従って、タンク３６１内部の圧力が圧力値
Ｐ以下のときには、タンク３６１内部と大気中との圧力
差が大きくなるため、チェックバルブ６３１が開かれて
タンク３６１内部が大気中に連通されることによりタン
ク３６１内部の圧力が高められる。また、タンク３６１
内部の圧力が圧力値Ｐを越えたときには、タンク３６１
内部と大気中との圧力差が小さくなるため、チェックバ
ルブ６３１が閉じられてタンク３６１内部が減圧され
る。このような制御により、図１２の実測値に示すよう
に、タンク３６１内部の圧力変動を真空源４２の圧力変
動よりも小さくすることができる。

【００５４】また、図１３に示す構成は、真空源４２に
接続される真空源側配管３６２の途中にチェックバルブ
（逆止め弁）６４１が配設されて構成された圧力制御手
段６４を備えたものである。この圧力制御手段６４は、
タンク３６１内部の圧力が、真空源４２の圧力の変動幅
における最も低い圧力値よりも大きな所定の圧力値Ｐと
なるように制御するものである。なお、このチェックバ
ルブ６４１は、図１１の場合と同様に上流側と下流側の
圧力差が所定値を越えたときに気体が一方向にのみ流れ
得るように構成されたもので、この実施形態ではタンク
３６１から真空源４２の方向に気体が流れるように配設
されている。

【００５５】従って、タンク３６１内部と真空源４２と
が所定の圧力差を維持しているときには、チェックバル
ブ６４１が開かれてタンク３６１内部は所定の圧力値Ｐ
を維持する一方、真空源４２の圧力が変動して圧力値が
大きくなったときには、タンク３６１内部と真空源４２
との圧力差が小さくなるため、チェックバルブ６４１が
閉じられてタンク３６１内部が真空源４２から遮断され
ることによりタンク３６１内部の圧力は真空源４２の圧
力変動の影響を受けずに圧力値Ｐを維持することにな
る。このような制御により、図１４の実測値に示すよう
に、タンク３６１内部の圧力変動を真空源４２の圧力変
動よりも小さくすることができる。なお、真空源４２の
圧力が変動して圧力値が小さくなったときには、タンク
３６１内部の圧力はその影響を受けることになるが、圧
力値が小さくなる場合にはシリコンウエハ１０の吸着状
態に大きな影響を与えることはない。

【００５６】また、図１５に示す構成は、真空源４２に
接続される真空源側配管３６２の途中に配設された電磁
バルブ６５１と、この電磁バルブ６５１を開閉する制御
回路６５２とから構成された圧力制御手段６５を備えた
ものである。この圧力制御手段６５は、シリコンウエハ
１０のＣ−Ｖ特性等の電気特性の測定時にのみ電磁バル
ブ６５１が閉じられてタンク３６１内部の圧力が真空源
４２の圧力変動の影響をうけないようにし、電気特性の
非測定時には電磁バルブ６５１が開けられてタンク３６
１内部の圧力が真空源４２の圧力に近似した値となるよ
うに制御するものである。このような制御により、図１
６の実測値に示すように、電気特性の測定時におけるタ
ンク３６１内部の圧力変動を小さくすることができる。

【００５７】なお、図７に示す構成の制御回路６１４、
図９に示す構成の制御回路６２３、及び図１５に示す構
成の制御回路６５２は、ホストコントローラ２８（図
１）により制御される。

【００５８】また、上記実施形態では、基板の電気特性
測定装置として、シリコンウエハ等の基板の電気特性を
センサを接触させないで測定するようにした非接触型の
ものについて説明したが、本発明の基板の電気特性測定
装置はシリコンウエハ等の基板の電気特性をセンサ等を
接触させて測定する構成のものにも適用することができ
る。

【００５９】さらに、上記実施形態では、圧力安定化装
置として、基板の電気特性測定装置に適用したものにつ
いて説明したが、本発明の圧力安定化装置は基板の電気
特性測定装置以外の装置にも適用することができる。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の圧力安定
化装置によれば、真空源の負圧力を被供給部に供給する
配管の途中に配設されたタンクと、このタンク内部の圧
力変動を抑制する圧力制御手段とを備えているので、被
供給部に圧力変動の小さな負圧力を供給する必要がある
場合でも、工場内等に設置されている圧力変動の大きな
真空源を利用することが可能となる。

【００６１】また、本発明の圧力安定化装置によれば、
測定手段により測定されたタンク内部の圧力が所定値よ
りも低いときには、バルブ開閉手段により電磁バルブを
開いてタンク内部をタンク外部に連通させてタンク内部
の圧力を高くし、所定値よりも高いときには、電磁バル
ブを閉じてタンク内部の圧力を低くしているので、圧力
変動の大きな真空源であっても安定した負圧力を被供給
部に供給することができる。

【００６２】また、本発明の圧力安定化装置によれば、
測定手段により測定されたタンク内部の圧力が所定値よ
りも低いときには、バルブ開閉手段により電磁バルブを
閉じて真空源と遮断することによりタンク内部の圧力を
高くし、所定値よりも高いときには、電磁バルブを開い
て真空源に接続することによりタンク内部の圧力を低く
しているので、少ない構成部材で安定した負圧力を被供
給部に供給することができる。

【００６３】また、本発明の圧力安定化装置によれば、
タンク内部の圧力が所定値よりも低いときには、チェッ
クバルブを開いてタンク内部をタンク外部に連通させる
ことによりタンク内部の圧力を高くし、所定値よりも高
いときには、チェックバルブを閉じてタンク内部をタン
ク外部と遮断することによりタンク内部の圧力を低くし
ているので、簡単な構成で安定した負圧力を被供給部に
供給することができる。

【００６４】また、本発明の圧力安定化装置によれば、
バルブ開閉手段により電磁バルブを被供給部側の動作と
関連して一定時間だけ閉じているので、電磁バルブの閉
じられている時間内に安定した負圧力を被供給部に供給
することができる。

【００６５】また、本発明の圧力安定化装置によれば、
タンク内部と真空源とが所定の圧力差を維持していると
きには、チェックバルブが開かれてタンク内部が真空源
に接続されることにより所定の圧力を維持し、真空源の
圧力値が高くなったときには、チェックバルブが閉じら
れてタンク内部が真空源から遮断されるようにしている
ので、タンク内部の圧力は真空源の圧力変動の影響を受
けず、簡単な構成で安定した負圧力を被供給部に供給す
ることができる。

【００６６】また、本発明の基板の電気特性測定装置に
よれば、真空源の負圧力をステージに供給する配管の途
中に配設したタンクと、このタンク内部の圧力変動を抑
制する圧力制御手段とを有する圧力安定化装置を備えて
いるので、圧力変動の大きな真空源であってもステージ
に安定した負圧力を供給することができ、ステージ上に
基板を安定した状態で真空吸着することが可能となる。

【００６７】また、本発明の基板の電気特性測定装置に
よれば、測定手段により測定されたタンク内部の圧力が
所定値よりも低いときには、バルブ開閉手段により電磁
バルブを開いてタンク内部をタンク外部に連通させてタ
ンク内部の圧力を高くし、所定値よりも高いときには、
電磁バルブを閉じてタンク内部の圧力を低くしているの
で、圧力変動の大きな真空源であってもステージに安定
した負圧力を供給することができる。

【００６８】また、本発明の基板の電気特性測定装置に
よれば、測定手段により測定されたタンク内部の圧力が
所定値よりも低いときには、バルブ開閉手段により電磁
バルブを閉じて真空源と遮断することによりタンク内部
の圧力を高くし、所定値よりも高いときには、電磁バル
ブを開いて真空源に接続することによりタンク内部の圧
力を低くしているので、少ない構成部材で安定した負圧
力をステージに供給することができる。

【００６９】また、本発明の基板の電気特性測定装置に
よれば、タンク内部の圧力が所定値よりも低いときに
は、チェックバルブを開いてタンク内部をタンク外部に
連通させることによりタンク内部の圧力を高くし、所定
値よりも高いときには、チェックバルブを閉じてタンク
内部をタンク外部と遮断することによりタンク内部の圧
力を低くしているので、簡単な構成で安定した負圧力を
ステージに供給することができる。

【００７０】また、本発明の基板の電気特性測定装置に
よれば、バルブ開閉手段により電磁バルブを電気特性の
測定動作と関連して一定時間だけ閉じているので、電気
特性の測定時に安定した負圧力をステージに供給するこ
とができる。

【００７１】また、本発明の基板の電気特性測定装置に
よれば、タンク内部と真空源とが所定の圧力差を維持し
ているときには、チェックバルブが開かれてタンク内部
が真空源に接続されることにより所定の圧力を維持し、
真空源の圧力値が高くなったときには、チェックバルブ
が閉じられてタンク内部が真空源から遮断されるように
しているので、タンク内部の圧力は真空源の圧力変動の
影響を受けず、簡単な構成で安定した負圧力をステージ
に供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る圧力安定化装置を備えた基板の電
気特性測定装置の概略構成を示す図である。

【図２】タンクと配管とから構成された圧力安定化装置
の圧力変動を示す図である。

【図３】図１に示す基板の電気特性測定装置におけるセ
ンサの電極構成を説明するための図である。

【図４】図１に示す基板の電気特性測定装置のステージ
上におけるシリコンウエハの吸着状態を説明するための
図である。

【図５】図１に示す基板の電気特性測定装置の別の実施
形態の要部を示す図である。

【図６】図１に示す基板の電気特性測定装置の別の実施
形態の要部を示す図である。

【図７】図１に示す基板の電気特性測定装置の別の実施
形態の要部を示す図である。

【図８】図７に示す基板の電気特性測定装置における圧
力安定化装置の圧力変動を説明する図である。

【図９】図１に示す基板の電気特性測定装置の別の実施
形態の要部を示す図である。

【図１０】図９に示す基板の電気特性測定装置における
圧力安定化装置の圧力変動を説明する図である。

【図１１】図１に示す基板の電気特性測定装置の別の実
施形態の要部を示す図である。

【図１２】図１１に示す基板の電気特性測定装置におけ
る圧力安定化装置の圧力変動を説明する図である。

【図１３】図１に示す基板の電気特性測定装置の別の実
施形態の要部を示す図である。

【図１４】図１３に示す基板の電気特性測定装置におけ
る圧力安定化装置の圧力変動を説明する図である。

【図１５】図１に示す基板の電気特性測定装置の別の実
施形態の要部を示す図である。

【図１６】図１５に示す基板の電気特性測定装置におけ
る圧力安定化装置の圧力変動を説明する図である。

【符号の説明】

１０シリコンウエハ（基板）２０測定部２２光量測定器２４インピーダンスメータ２６位置制御装置２８ホストコントローラ３０ステージ（被供給部）３４支持台駆動装置３６圧力安定化装置３８センサヘッド４２真空源６１，６２，６３，６４，６５圧力制御手段３６１タンク３６２真空源側配管３６３ステージ側配管６１１，６２１真空計（測定手段）６１２，６２２，６５１電磁バルブ６１３，６３２配管（連通手段）６１４，６２３，６５２制御回路（バルブ開閉手段）６３１，６４１チェックバルブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ０１Ｒ 31/302 Ｈ０１Ｌ 21/68 ＰＨ０１Ｌ 21/68 Ｇ０１Ｒ 31/28 Ｌ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真空源の負圧力を配管を介して上記真空
源よりも圧力値の安定した状態で被供給部に供給する圧
力安定化装置であって、上記配管の途中に配設されたタ
ンクと、このタンク内部の圧力変動を抑制する圧力制御
手段とを備えたことを特徴とする圧力安定化装置。
【請求項２】上記圧力制御手段は、上記タンク内部を
電磁バルブを介して上記タンク外部に連通する連通手段
と、上記タンク内部の圧力を測定する測定手段と、この
測定手段からの出力信号に応じて上記電磁バルブを開閉
するバルブ開閉手段とを有することを特徴とする請求項
１記載の圧力安定化装置。
【請求項３】上記圧力制御手段は、上記タンクの真空
源側の配管に接続された電磁バルブと、上記タンク内部
の圧力を測定する測定手段と、この測定手段からの出力
信号に応じて上記電磁バルブを開閉するバルブ開閉手段
とを有することを特徴とする請求項１記載の圧力安定化
装置。
【請求項４】上記圧力制御手段は、上記タンク内部を
チェックバルブを介して上記タンク外部に連通する連通
手段を有することを特徴とする請求項１記載の圧力安定
化装置。
【請求項５】上記圧力制御手段は、上記タンクの真空
源側の配管に接続された電磁バルブと、この電磁バルブ
を上記被供給部側の動作と関連して一定時間だけ閉じる
バルブ開閉手段とを有することを特徴とする請求項１記
載の圧力安定化装置。
【請求項６】上記圧力制御手段は、上記タンクの真空
源側の配管に接続されたチェックバルブを有することを
特徴とする請求項１記載の圧力安定化装置。
【請求項７】真空源によりステージ上に基板を真空吸
着した状態で基板の電気特性を測定する電気特性測定装
置において、上記真空源の負圧力を配管を介して上記真
空源よりも圧力値の安定した状態で上記ステージに供給
するものであって、上記配管の途中に配設されたタンク
と、このタンク内部の圧力変動を抑制する圧力制御手段
とを有する圧力安定化装置を備えたことを特徴とする基
板の電気特性測定装置。
【請求項８】上記圧力制御手段は、上記タンク内部を
電磁バルブを介して上記タンク外部に連通する連通手段
と、上記タンク内部の圧力を測定する測定手段と、この
測定手段からの出力信号に応じて上記電磁バルブを開閉
するバルブ開閉手段とを有することを特徴とする請求項
７記載の基板の電気特性測定装置。
【請求項９】上記圧力制御手段は、上記タンクの真空
源側の配管に接続された電磁バルブと、上記タンク内部
の圧力を測定する測定手段と、この測定手段からの出力
信号に応じて上記電磁バルブを開閉するバルブ開閉手段
とを有することを特徴とする請求項７記載の基板の電気
特性測定装置。
【請求項１０】上記圧力制御手段は、上記タンク内部
をチェックバルブを介して上記タンク外部に連通する連
通手段を有することを特徴とする請求項７記載の基板の
電気特性測定装置。
【請求項１１】上記圧力制御手段は、上記タンクの真
空源側の配管に接続された電磁バルブと、この電磁バル
ブを上記電気特性の測定動作と関連して一定時間だけ閉
じるバルブ開閉手段とを有することを特徴とする請求項
７記載の基板の電気特性測定装置。
【請求項１２】上記圧力制御手段は、上記タンクの真
空源側の配管に接続されたチェックバルブを有すること
を特徴とする請求項７記載の基板の電気特性測定装置。