JPH11281536A - 薄膜分析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 薄膜分析装置において、標準試料の変質を防
ぎ、また、標準試料を用いた校正を短時間で行う。 【解決手段】 内部を所定の雰囲気に保持した状態で試
料を保持可能とする保管手段と、保管手段に対する試料
の導入及び導出を行う搬送手段とを薄膜分析装置内部に
備える構成とし、これによって、校正に用いる標準試料
を周囲雰囲気の影響を受けない状態で保管することによ
って標準試料の変質を防ぎ、また、標準試料の保管を薄
膜分析装置内とすることによって標準試料を用いた校正
の時間を短縮する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜分析装置に関
し、特に、半導体プロセス等において、半導体ウェハ上
に生成される薄膜の検査装置に適用することができるも
のである。

【０００２】

【従来の技術】半導体プロセスにおいて、プロセス中の
半導体ウェハを各種検査装置によって検査し、これによ
って半導体ウェハの歩留まりの向上を図っている。この
半導体ウェハの検査の一つとして、半導体ウェハ上に成
膜される薄膜が目的の組成であるかを検査するものがあ
る。

【０００３】このような半導体分析装置では、分析初期
時に行う校正や分析途中で行う再校正、また、分析装置
自体の分析精度の確認を行うために、成膜の組成が既知
の標準試料を測定することが行われている。通常、この
標準試料は、校正，再校正，検査を行う際に検査装置の
外部から導入している。特に、半導体ウェハ上に成膜さ
れた薄膜を測定対象とする場合には、製造する半導体ウ
ェハ自体や半導体プロセスの工程段階に応じて成膜の組
成が異なる場合があり、このような種々の成膜組成に対
応するために、標準試料についても通常の試料と同様の
導出入手段を用いて分析装置への導入及び導出を行って
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の薄膜分析装置
は、標準試料を通常の試料と同様の導出入手段によって
分析装置への導入及び導出を行うため、標準試料は周囲
雰囲気の影響を受けて組成が変化する場合がある。たと
えば、標準試料が外気雰囲気内に置かれる場合には、酸
化によって組成が変質する場合がある。このような組成
が変化した標準試料を用いて校正，再校正，検査を行う
場合には、検査精度に問題が生じることになり、また、
標準試料の組成変質は半導体ウェハの製造歩留まりにも
影響を与えかねないことになる。

【０００５】また、この分析装置を半導体プロセスの工
程内で組み込み、製造中の半導体ウェハの検査を行う場
合には、再校正毎に標準試料を薄膜分析装置に導入する
必要があり、校正のための時間が長引くという問題もあ
る。

【０００６】そこで、本発明は前記した従来の問題点を
解決し、薄膜分析装置において、標準試料の変質を防ぐ
ことを目的とし、また、標準試料を用いた校正の時間を
短縮することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の薄膜分析装置
は、校正に用いる標準試料を周囲雰囲気の影響を受けな
い状態で保管することによって標準試料の変質を防ぐも
のであり、また、標準試料の保管を薄膜分析装置内とす
ることによって標準試料を用いた校正の時間を短縮する
ものである。

【０００８】そこで、本発明の薄膜分析装置は、上記し
た薄膜分析装置内において標準試料を周囲雰囲気の影響
を受けない状態で保管する構成として、内部を所定の雰
囲気に保持した状態で試料を保持可能とする保管手段
と、保管手段に対する試料の導入及び導出を行う搬送手
段とを薄膜分析装置内部に備えるものとする。

【０００９】保管手段の一態様は、少なくとも標準試料
を内部に密閉状態で保管する密閉容器を、薄膜分析装置
内に備えた構成とするものである。該密閉容器は開閉可
能とし、標準試料によって校正を行う場合には、搬送手
段によって標準試料を密閉容器から取り出して測定部に
搬送する。また、校正終了後には、搬送手段によって測
定部から標準試料を取り出して密閉容器内に搬送し保管
を行う。

【００１０】また、保管手段にガス交換手段を設けた態
様とすることができる。該ガス交換手段は、保管手段内
の気体を排出するガス排出機構や、保管手段内に置換用
の非反応性気体を導入するガス導入機構を備えた構成と
することができる。

【００１１】ガス排出機構は、標準試料の薄膜を変質さ
せる可能性のある気体を密閉容器から排出することによ
って標準試料の変質を防止するものであり、密閉容器の
排出口に接続した排気ポンプにより構成することができ
る。また、ガス導入機構は、密閉容器内に標準試料の薄
膜との反応性が少ない置換用気体を導入することによっ
て標準試料の変質を防止するものであり、密閉容器の導
入口に接続した置換用気体源により構成することができ
る。なお、前記排出口と導入口とを共通とし、切換バル
ブによって密閉容器内の排気と置換用気体の導入を切り
換えて行うことができる。

【００１２】したがって、本発明の構成によれば、標準
試料を周囲雰囲気の影響を受けない状態で密閉容器内に
保管することによって標準試料の変質を防ぐことがで
き、また、密閉容器を薄膜分析装置内に配置することに
よって標準試料の搬送するための時間を短縮し、校正を
短時間で行うことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の薄膜分析
装置を説明するための概略ブロック図である。なお、図
１に示す構成では、半導体ウェハ上に成膜された薄膜を
分析する場合の構成を例として説明する。図１におい
て、薄膜分析装置１は、半導体ウェハ１０の薄膜を分析
する測定部２と、標準試料３０を保管する保管手段３
と、該測定部２に対する半導体ウェハ１０や標準試料３
０の導出入を行う搬送手段４とを備える。

【００１４】測定部２は試料の組成を分析する部分であ
り、例えば、グロー放電発光分析装置を用いた構成とす
ることができる。測定部２は第２のゲート１２を介し
て、測定部２の外部に対して密閉状態とすることがで
き、搬送手段４はこの第２のゲート１２を通して半導体
ウェハ１０の導出入を行う。

【００１５】半導体ウェハ１０は、ウェハキャリア５に
保持された状態で、第１のゲート１１を通して薄膜分析
装置１の内部に対して導入及び導出が行われる。なお、
ウェハキャリア５は、複数枚の半導体ウェハ１０を搬出
入可能な状態で保持することができる。搬送手段４は、
薄膜分析装置１の内部に導入されたウェハキャリア５か
ら所定の半導体ウェハ１を取り出し、前記の第２のゲー
ト１２を通して測定部２内に導入する。また、測定が終
了した半導体ウェハ１０は、再び第２のゲート１２を通
して測定部２から導出されてウェハキャリア５に戻され
る。同様にして、搬送手段４によって、ウェハキャリア
５に保持される他の半導体ウェハ１０を測定部２内に導
入し、測定後再びウェハキャリア５に戻される。

【００１６】また、測定が終了したウェハキャリア５
は、第１のゲート１１を通して導出され、次の測定対象
である半導体ウェハ１を収納したウェハキャリア５の導
入を行うことができる。

【００１７】保管手段３は薄膜分析装置１の内部に設け
られ、内部に標準試料３０を密閉状態で保持する密閉容
器３１を備える。密閉容器３１は、開閉可能な蓋３２を
備え、該蓋３２を開放することによって標準試料３０の
導出入を行うことができ、少なくともその内壁部分はガ
ス成分の排出が少ない素材、あるいはガス成分の排出を
抑える表面処理を施しておくことによって、標準試料３
０を変質させる気体の発生を減少させることができる。
保管手段３において、標準試料３０の導出は、自動ある
いは手動によって蓋３２を開き、搬送手段４によって取
り出すことによって行うことができる。なお、密閉容器
３１内に複数枚の標準試料３０が収納されている場合に
は、校正に必要な標準試料３０を選択して取り出すこと
ができる。

【００１８】搬送手段４は、保管手段３から取り出した
標準試料３０を、前記した半導体ウェハ１０と同様に、
また、第２のゲート１１を通して測定部２内に導入し、
測定が終了した後には、標準試料３０を再び第２のゲー
ト１１を通して測定部２から導出し、密閉容器３１内に
戻す。保管手段３は、標準試料３０が戻された後、蓋３
２を閉じて内部を密閉状態に保持する。

【００１９】また、保管手段３はガス交換手段６を備
え、これによって、密閉容器３１内を標準試料３０を安
定に保管する環境を形成することができる。このガス交
換手段６は、密閉容器３１内の排気あるいは気体置換に
よって行う構成とすることができる。

【００２０】保管手段３は、密閉容器３１に排出口６１
を備え、該排出口６１に排出管６３を介して排気ポンプ
６５を接続し、これによって密閉容器３１内の気体を排
出することができる。また、保管手段３は、密閉容器３
１に導入口６２を備え、該導入口６２に導入管６４を介
して置換気体源６６を接続し、これによって密閉容器３
１内に置換用の気体を導入することができる。なお、ガ
ス交換手段６において、前記排気手段と気体置換手段の
いずれか一方あるいは両方を備えた構成とすることがで
きる。また、排気手段と気体置換手段とを備える場合
に、一つの開口部によって排出口６１と導入口６２とを
兼用し、図示しない切り換えバルブで切り換える構成と
することができる。

【００２１】なお、保管手段３に保管する標準試料３０
は、必要に応じて交換可能であり、該標準試料３０の交
換は、第１のゲート１１を通して搬送手段４によって行
うことも、あるいは、薄膜分析装置に図示しない第３の
ゲートを設け、該ゲートを通して行う構成とすることも
できる。

【００２２】図２，３，４は保管手段３を説明するため
の概略斜視図であり、図２は蓋３２を閉じた外観を示
し、図２，３は蓋３２を開いた状態を閉じた状態を示し
ている。

【００２３】図２において、保管手段３の密閉容器３１
にはヒンジ３３等の開閉手段によって蓋３２が取り付け
られ、該蓋３２を閉じることによって密閉容器３１内を
外部の雰囲気から遮蔽することができる。なお、開閉手
段はヒンジ３３に限らず任意の機構を適用することがで
き、自動あるいは手動で開閉することができる。

【００２４】また、密閉容器３１には、バルブ６７，６
８を介して排出管６３及び導入管６４を接続し、図示し
ない排気ポンプ６５及び置換気体源６６に接続し、密閉
容器３１内の排気ないし置換気体の導入を行うことがで
きる。

【００２５】図３は保管手段３の一構成例であり、密閉
容器３１の内壁に標準試料３０を保持する支持レール３
５を備えるものである。密閉容器３１内に導入された標
準試料３０は、この支持レール３５上に支持され、搬送
手段４によって導入及び導出を行うことができる。ま
た、図４は保管手段３の他の構成例であり、密閉容器３
１の内壁に標準試料３０を保持するための溝３６を形成
するものである。密閉容器３１内に導入された標準試料
３０は、この溝３６に支持され、搬送手段４によって導
入及び導出を行うことができる。

【００２６】また、密閉容器３１の開口端の周囲で、蓋
３２を閉じた際に接触する部分、または、蓋３２の内側
で、蓋３２を閉じた際に密閉容器３１の開口端と接触す
る部分にはパッキング３４を設け、密閉容器３１内の密
閉性を高める。なお、パッキング３４は、標準試料３０
を変質させるガス成分を放出しない素材を用いる。

【００２７】蓋３２の固定は、図示しない固定手段や、
蓋３２を密閉容器３１側に付勢する付勢手段を設けるこ
とができる。また、密閉容器３１内の排気や置換気体と
のガス交換によって、密閉容器３１内の圧力を外部より
も低く保持し、この圧力差で蓋３２を密閉容器３１側に
付勢する構成とすることもできる。

【００２８】したがって、本発明によれば、標準試料を
保管手段で安定した状態で保管することができため、標
準試料の変質を防止することができる。また、保管手段
を半薄膜分析装置内に設けることによって、校正のため
の標準試料の導入及び導出を短時間で行うことができ
る。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の薄膜分析
装置によれば、標準試料の変質を防ぐことができ、ま
た、標準試料を用いた校正を短時間で行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の薄膜分析装置を説明するための概略ブ
ロック図である。

【図２】本発明の薄膜分析装置の保管手段を説明するた
めの、蓋を閉じた外観を示す概略斜視図である。

【図３】本発明の薄膜分析装置の保管手段の一構成例を
説明するための、蓋を開いた外観を示す概略斜視図であ
る。

【図４】本発明の薄膜分析装置の保管手段の他の構成例
を説明するための、蓋を開いた外観を示す概略斜視図で
ある。

【符号の説明】

１…薄膜分析装置、２…測定部、３…保管手段、４…搬
送手段、５…ウェハキャリア、６…ガス交換手段、１０
…半導体ウェハ、１１，１２…ゲート、３０…標準試
料、３１…密閉容器、３２…蓋、３３…ヒンジ、３４…
パッキング、３５…支持レール、３６…溝、６１…排出
口、６２…導入口、６３…排出管、６４…導入管、６５
…排出ポンプ、６６…置換気体源、６７，６８…バル
ブ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試料上の薄膜の組成を測定する薄膜分析
   装置において、内部を所定の雰囲気に保持した状態で試
   料を保持可能とする保管手段と、前記保管手段に対する
   試料の導入及び導出を行う搬送手段とを装置内部に備え
   る、薄膜分析装置。