KR100389277B1 - 시트저항 측정기 - Google Patents

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KR100389277B1
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Abstract

시트저항측정기는, 자계를 발생하는 센서 헤드; 상기 센서 헤드에 대한 측정대상물인 반도체웨이퍼가 소정의 거리로 배치되었을 때, 상기 센서 헤드(1)에 의해 발생한 자계의 변화량을, 상기 반도체 웨이퍼상에 형성된 박막의 시트저항으로서 검출하는 증폭기를 포함하고, 상기 센서 헤드는, 반도체 웨이퍼의 한쪽의 면에만 대향하도록 제공되어 있다. 따라서, 기존의 제조라인에 간단히 조합될 수 있어서, 인라인에서 박막의 시트저항을 측정할 수 있는 동시에, 박막의 막질 관리를 적절하게 행할 수 있는 시트저항 측정기를 제공한다.

Description

시트저항 측정기 {SHEET RESISTANCE METER}
본 발명은, 스퍼터링법이나 증착법 등에 의해 반도체 웨이퍼 등의 기판상에 형성된 금속이나 합금의 박막의 시트저항치를 측정하는 시트저항 측정기에 관한 것이다.
종래, 유리기판상에 스퍼터링법이나 증착법에 의해 형성된 금속이나 합금의 박막(이하, 간단히 "금속박막"이라 칭한다)의 두께, 재질, 크기 등의 막질을, 상기 금속박막의 시트저항을 측정함에 의해 평가하고 있다. 즉, 측정한 시트저항이 소정 범위내에 있는 지 또는 기준치를 초과했는 지를 판정함으로써, 유리기판상에 형성된 금속박막의 막질을 평가하고 있다.
상기 금속박막의 막질평가방법으로는, 금속박막에 센서부분을 직접 접촉시켜 시트저항을 측정하는 방법(접촉식 시트저항 측정법)이 있다. 이 접촉식 시트저항 측정법으로서, 예컨대 4탐침법이 있다.
상기 4탐침법에 의한 금속박막의 막질평가방법에 대해 도28을 참조하여 이하에 설명한다. 이 4탐침법에서는 시트저항을 직접 구하는 것이 아니고, 금속박막의 저항율을 구하고 그 저항율에 따라 시트저항을 구함으로써 상기 금속박막의 막질을 평가한다.
우선, 기판(201)상에 형성된 금속박막(202)에 대해, 4개의 탐침(203)을 직선상에 배치하고, 외측의 탐침(203)에 전류 I를 흘렸을 때, 내측의 2개의 탐침(203)사이에 발생하는 전위차 V를 측정하여, 저항(R= V/I)을 구한다.
다음, 상기와 같이 구해진 저항 R과 금속박막(202)의 두께 t 및, 금속박막(202)의 형상·치수, 탐침(203)의 위치로부터 결정되는 무차원의 수치인 보정계수 F를 곱해서 상기 금속박막(202)의 저항율 ρ를 산출하고, 이 저항율 ρ에 따라 시트저항을 구한다.
그러나, 상기 4탐침법에서, 탐침(203)을 금속박막(202)에 접촉시켜 저항율 ρ을 측정할 때, 금속박막(202)이 스크래치되거나, 분진이 발생되거나, 탐침(203)이 마모되므로 정기적인 교환작업을 요한다.
또한, 측정시에 피측정물인 기판(201)상의 금속박막(202)이 진동하는 상태에서는 측정이 불가능하므로, 기판(201)을 고정하기 위한 전용 흡착 스테이지를 제공할 필요가 있다. 이 경우에는, 금속박막(202)의 저항율 ρ을 측정하는 데 필요한 스페이스에 제한이 따르고, 예컨대 기판(201)에 금속박막(202)을 형성하는 공정, 즉 기존 공정의 전용 흡착 스테이지 등의 저항율 ρ을 측정하기 위한 장치의 설치 및 상기 장치의 인라인화가 곤란한 문제가 있다.
또한, 금속박막의 다른 막질평가방법으로서, 금속박막의 시트저항의 측정을, 금속바늘 등을 상기 금속박막에 접촉시키지 않고 비접촉으로 하는 방법(비접촉식 시트저항 측정법)이 제안되어 있다.
상기 비접촉식 시트저항 측정법에서는, 고주파전력에 의한 유도결합에 의해 금속박막내에 와전류를 발생시키고, 이 와전류가 주울(Joule)열로서 손실되는 것을 이용하여 상기 금속박막의 시트저항을 측정한다.
즉, 비접촉식 시트저항 측정법은, 고주파전력의 금속박막내에서의 흡수와 도전율 간에 정의 상관관계를 갖는 것을 이용하여, 비접촉으로 반도체 웨이퍼상의 금속박막의 도전율(저항율의 역수)을 구하는 방법이다. 또한, 상기 비접촉식 시트저항 측정법에서는, 금속박막의 시트저항을 직접 구하는 것이 아니고, 금속박막의 도전율을 구하여, 이 도전율에 따라 시트저항을 구하고, 금속박막의 막질을 평가한다.
구체적으로는, 도29에 도시한 바와 같이, 고주파발진회로(304)에 접속된 코일(303)이 감겨 있는 페라이트 코어(302)의 갭(gap)부(측정거리1∼2 mm)에 금속박막이 형성된 반도체 웨이퍼(301)를 배치하고, 유도결합에 의해 반도체 웨이퍼(301)상의 금속박막내에 와전류를 발생시킨다. 발생한 와전류는 주울열로 되어 손실되기 때문에 고주파전력의 반도체 웨이퍼(301)상의 금속박막내에서의 흡수가 일어난다.
상기한 바와 같이, 반도체 웨이퍼(301)상의 금속박막내에서 흡수된 고주파전력은 와전류 손실로서 검출된다. 상기 와전류 손실은, 출력전압의 차로서, 코일(303)로부터 고주파발진회로(304)를 통해 검파회로(305)로부터 출력된다. 또한, 제어회로(도시 안됨)는, 검파회로(305)로부터의 출력전압에 따라, 반도체 웨이퍼(301)상의 금속박막의 도전율을 구한다. 다음, 이 도전율로부터 시트저항을 구한다.
이와 같이, 상기 비접촉식 시트저항 측정법에서는, 피측정물인 금속박막에 센서부가 접촉하지 않기 때문에, 접촉식 시트저항 측정법과 같이, 금속박막이 스크래치되거나, 분진이 발생되거나, 또는 탐침의 마모에 의한 정기적인 교환작업을 요하는 등의 문제가 발생하지 않는다.
그러나, 금속박막이 형성된 유리기판, 예컨대 반도체 웨이퍼의 품질을 관리하는 위해서는, 제조되는 반도체 웨이퍼 모두에 대해 시트저항의 측정을 하는 것이 바람직하다. 이를 실현하기 위해, 반도체 웨이퍼의 제조라인상, 즉 인라인에서 반도체 웨이퍼의 시트저항을 측정하면, 제조라인상의 반도체 웨이퍼 모두의 시트저항을 측정하는 것이 가능해진다.
그러나, 상기한 비접촉식 시트저항 측정법에서는, 도29에 도시한 바와 같이, 반도체 웨이퍼(301)상의 금속박막내에 와전류를 발생시키기 때문에, 페라이트 코어(302)는 상기 반도체 웨이퍼(301)를 양면측에서 끼운 것과 같은 형상으로 된다. 따라서, 도29에 도시한 페라이트 코어(302)의 구조상, 기존의 제조라인에서 시트저항을 측정하는 것이 곤란하고, 반도체 웨이퍼상의 금속박막의 시트저항을 측정하는 경우에는, 반도체 웨이퍼를 제조라인으로부터 제거하고, 별도의 장소에서 시트저항을 측정해야 한다.
따라서, 모든 반도체 웨이퍼에 대한 시트저항을 측정하기 위해서는 시간이 걸리고, 작업효율이 저하하는 문제가 발생한다. 따라서, 실제로는, 소정의 개수마다 한 개의 비율로 반도체 웨이퍼의 시트저항을 측정하여, 모든 반도체 웨이퍼의 시트저항을 측정한 것으로 한다. 이는, 전술한 4탐침법에 있어서도 동일하다.
이와 같이, 제조라인으로부터 제거된 반도체 웨이퍼에 대한 시트저항을 측정하는 경우, 예컨대 측정한 시트저항치가 비정상이라고 판정되었을 때, 이 반도체 웨이퍼로부터 시트저항의 측정을 위해 전회에 제거된 반도체 웨이퍼까지의 모든 반도체 웨이퍼에 대해 시트저항의 이상의 유무를 확인해야 한다.
또한, 시트저항의 이상을 피하고, 정상인 시트저항으로 되돌리기 위해, 제조라인을 정지시키고, CIM 공정관리 시스템이나 박막형성장치에 대한 이상을 알릴 필요가 있다.
따라서, 전술의 4탐침법이나 비접촉식 시트저항 측정법에서는, 제조라인상의 반도체 웨이퍼의 시트저항에 이상이 있는 경우, 신속히 대응할 수 없고, 그 결과, 반도체 웨이퍼의 금속박막의 막질관리를 적절히 할 수 없는 문제가 발생된다.
또한, 반도체 웨이퍼가 큰 유리기판으로 구성된 것이라면, 상기 반도체 웨이퍼를 제조라인으로부터 제거하고, 시트저항을 측정하는 장소까지 반송하는 경우, 반송작업이 커져 작업의 효율을 저하시키고, 반도체 웨이퍼 자체를 파손시키는 등의 문제가 발생한다.
따라서, 반도체 웨이퍼를 제조라인으로부터 제거하지 않고 금속박막의 시트저항을 측정하는 것이 고려되지만, 상기한 비접촉 와전류식 시트저항 측정법에 적용되는 시트저항 측정기는, 그 자체로는 기존의 제조라인에 적용될 수 없다. 또한, 이들 시트저항 측정기의 인라인화를 실현하기 위해서는, 제조라인을 새롭게 설계하여 고칠 필요가 있다. 이 경우에는, 기존의 제조라인을 사용할 수 없기 때문에 비용이 높아진다는 문제가 발생한다.
본 발명의 목적은, 기존의 제조라인에 간단히 조합될 수 있고, 인라인에서 박막의 시트저항치를 측정할 수 있으며, 고저항인 ITO 등의 막을 포함하는 박막의막질관리를 적절히 할 수 있는 시트저항 측정기를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 시트저항 측정기는 기판상에 형성된 박막의 시트저항을 측정하는 시트저항 측정기로서, 상기 목적을 달성하기 위해,
자계를 발생하는 센서 헤드; 및
상기 센서 헤드로부터 상기 기판이 소정의 거리에 배치되었을 때, 상기 센서 헤드에 의해 발생한 자계의 변화량을, 상기 기판상에 형성된 박막의 시트저항으로서 검출하는 시트저항 검출수단을 포함하고,
상기 센서 헤드는, 기판의 2개의 면중 한쪽의 면에만 대향하도록 제공되는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 센서 헤드가, 기판의 한쪽의 면에만 대향하도록 제공되므로, 예컨대 측정대상이 되는 기판이 제조라인상에 배치된 상태로, 상측 또는 하측 중 한쪽에서 상기 기판상에 형성된 박막의 시트저항을 측정할 수 있다.
따라서, 제조라인상에서 기판상의 박막의 시트저항을 측정할 수 있기 때문에, 종래와 같이, 시트저항을 측정하기 위해 제조라인으로부터 기판을 제거할 필요가 없다. 따라서, 센서 헤드를 기존의 제조공정이나 제조장치에 조합시킬 수 있게 되어, 용이하게 인라인화를 실현할 수 있다.
또한, 센서 헤드와 기판이, 기판상의 박막의 시트저항을 측정할 때에는, 각각 소정의 거리를 두고 배치된 상태이기 때문에, 센서 헤드는 기판상의 박막에 접촉하지 않고 상기 박막의 시트저항을 측정할 수 있다.
따라서, 센서 헤드가 기판 또는 기판상의 박막을 스크래치하지 않고, 박막의시트저항을 측정할 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적, 특징, 및 장점은, 이하에서 설명하는 내용에 의해 충분히 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 장점은, 첨부도면을 참조한 다음의 설명에서 명백하게 될 것이다.
도1은 본 발명의 실시예 1에 따른 시트저항 측정기를 구비한 시트저항 측정시스템의 개략적인 구성도,
도2는 도1에 도시한 시트저항 측정시스템에 구비된 시트저항 측정기의 개략구성을 도시한 설명도,
도3은 도2에 도시한 시트저항 측정기에 의해 측정된 TaN/Ta의 적층박막 및 TaN/Ta/TaN의 적층박막에 대한 측정 높이와 검출한 출력전압의 관계를 나타낸 그래프,
도4는 도2에 도시한 시트저항 측정기가 박막으로부터 2 mm의 거리에 있을 때에 사용되는 시트저항치 교정 직선을 나타낸 그래프,
도5는 도2에 도시한 시트저항 측정기에 구비된 센서 헤드의 사시도,
도6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 시트저항 측정기에 구비된 박형 센서 헤드의 사시도,
도7은 도6에 도시한 센서 헤드를 로봇 핸드에 탑재한 상태를 나타낸 설명도,
도8은 도6에 도시한 센서 헤드의 커버 마개를 제거한 상태를 나타낸 설명도,
도9는 도6에 도시한 센서 헤드의 A-A선 단면도,
도10은 도6에 도시한 시트저항 측정기를 구비한 시트저항 측정시스템의 개략적인 구성도,
도11은 도6에 도시한 시트저항 측정기와 박막의 측정거리가 2 mm일 때 사용되는 시트저항치 교정 직선을 나타낸 그래프,
도12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 시트저항 측정기에서의 시트저항 측정원리를 나타낸 설명도,
도13a는 도12에 도시한 센서 헤드의 코일부분을 도시한 사시도,
도13b는 도13a에 나타낸 코일부분의 단면을 도시한 사시도,
도14a는 도13b에 도시한 코일부분의 주요부(B)에서 동선의 단선으로 구성된 도선을 나타낸 주요부 확대도,
도14b는 도13b에 도시한 코일부분의 주요부(B)에서 트위스트 동선으로 이루어진 리츠선(Litzendraft wire)으로 구성된 도선을 나타낸 주요부 확대도,
도15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 시트저항 측정기를 직렬공진회로로 도시한 등가회로도,
도16은 도15에 도시한 직렬공진회로의 코일의 시트저항치가 다른 두 종류의 박막을 근접시켰을 때와 근접시키지 않았을 때의 공진특성의 관계를 나타낸 그래프,
도17은 도15에 도시한 직렬공진회로의 코일의 커패시터 용량과 공진주파수의 관계를 나타낸 그래프,
도18은 도15에 도시한 직렬공진회로의 코일이 단선 코일로 구성된 경우의 커패시터용량과 공진특성의 관계를 나타낸 그래프,
도19는 도15에 도시한 직렬공진회로의 코일에 리츠선을 사용한 경우의 커패시터용량과 공진특성의 관계를 나타낸 그래프,
도20은 도15에 도시한 직렬공진회로의 코일에 리츠선을 사용한 경우의 Ta 박막의 시트저항치의 검출특성을 나타낸 그래프,
도21은 도15에 도시한 직렬공진회로의 코일에 리츠선을 사용한 경우의 ITO 막의 시트저항치의 검출특성을 타나낸 그래프,
도22는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 시트저항 측정기를 반도체 웨이퍼의 제조라인상에 배치한 상태를 도시한 설명도,
도23은 도22에 도시한 센서 헤드와 부가된 증폭회로의 회로도,
도24는 도22에 도시한 시트저항 측정기를 제조라인상에 배치한 상태에서, 반도체 웨이퍼의 시트저항의 측정 과정을 나타낸 플로우 챠트,
도25는 도24에 도시한 반도체 웨이퍼의 시트저항 측정 처리를 행한 경우의 전압 드리프트와 코일온도의 상관관계를 나타낸 그래프,
도26은 도24에 도시한 반도체 웨이퍼의 시트저항 측정의 처리를 행하지 않고, 초기 설정 상태에서 시트저항 측정을 행한 경우의 전압 드리프트와 코일온도의 상관관계를 나타낸 그래프,
도27은 코일과 페라이트 코어 사이에 발생하는 와전류를 도시한 설명도,
도28은 4탐침법에 의한 시트저항 측정의 원리를 나타낸 설명도, 및
도29는 양측(double-side)타입 와전류식 시트저항 측정법에 의한 시트저항 측정의 원리를 나타낸 설명도이다.
본 발명의 실시예 1에 대해 도1 내지 도5를 참조하여 설명하면, 다음과 같다.
본 실시예에 따른 시트저항 측정기는, 스퍼터링이나 진공증착 등에 의해 기판표면에 형성된 금속이나 합금 등의 박막(이하, 금속박막이라 칭한다)의 시트저항을 측정하는 장치이다. 여기서는, 반도체 웨이퍼상에 형성되는 금속박막의 시트저항을 로드 록(road lock) 실외부에서 측정하는 경우에 대해 설명한다.
본 시트저항 측정기는, 도1에 도시된 바와 같이, 표면에 금속박막이 형성된 반도체 웨이퍼(101)의 상기 금속박막의 형성면에 대향하게 배치된 센서 헤드(1) 및 상기 센서 헤드(1)에 고주파전력을 공급하는 동시에 상기 센서 헤드(1)로부터의 검출신호를 증폭하여 출력하는 증폭기(시트저항 검출수단)(2)를 포함하고 있다.
상기 센서 헤드(1)는, 자계(도면에서 화살표)를 반도체 웨이퍼(10l)로 향하게 발생시키고, 이 자계에 의해 상기 반도체 웨이퍼(101)의 금속박막내에 와전류를 발생시킨다. 그리고, 자계변화량이 증폭기(2)에 입력된다. 센서 헤드(1)의 구조는 상세하게 후술된다.
시트저항 측정기는, 반도체 웨이퍼(101)가, 자계를 발생시키는 센서 헤드(1)로부터 소정의 거리로 배치되었을 때, 상기 센서 헤드(1)에 의해 발생한 자계의 변화량을 와전류 손실로서 증폭기(2)에 의해 검출하도록 구성된다. 한편, 상기 센서 헤드(1)는, 반도체 웨이퍼(101)의 한쪽면에만 대향하도록 제공된다.
이와 같이, 센서 헤드(1)가, 반도체 웨이퍼(101)의 한쪽면에만 대향하도록 제공됨으로써, 본 실시예에 관한 시트저항 측정기는, 상기 반도체 웨이퍼(101)가 제조라인상에 배치된 상태로, 상측 또는 하측의 어느 일측에서 상기 기판상에 형성된 박막의 시트저항을 측정할 수 있다.
즉, 제조라인상(인라인)에서 반도체 웨이퍼(101)상의 박막의 시트저항을 측정할 수 있기 때문에, 종래와 같이, 시트저항을 측정하기 위해 제조라인으로부터 기판을 제거할 필요가 없다.
따라서, 센서 헤드(1)를 기존의 제조공정이나 제조장치에 조합할 수 있으므로, 용이하게 인라인화를 실현할 수 있다.
또한, 센서 헤드(1)와 반도체 웨이퍼(101)는, 반도체 웨이퍼(101)상의 박막의 시트저항을 측정할 때에는, 각각 소정의 거리를 두어 배치된 상태로 되기 때문에, 센서 헤드(1)는 반도체 웨이퍼(101)상의 박막에 접촉하지 않고 상기 박막의 시트저항을 측정할 수 있다.
따라서, 센서 헤드(1)가 반도체 웨이퍼(101) 또는 반도체 웨이퍼(101)상의 박막을 스크래치하지 않고, 상기 반도체 웨이퍼(101)상의 박막의 시트저항을 측정할 수 있다.
본 실시예에 따른 시트저항 측정기의 구성에 대해, 도1을 참조하여 이하에상세히 설명한다.
시트저항 측정기를 구성하는 상기 증폭기(2)는, 센서 헤드(1)로부터의 검출신호를 연산 증폭기에 의해 1대1의 증폭신호로 하고, 이 증폭신호를 직류전압 실효치로 환산하여, 이 환산된 직류전압치를 A/D 변환기(3)로 출력한다.
상기 A/D 변환기(3)는, 증폭기(2)로부터의 전압치(아날로그신호)를 디지탈신호로 변환하고, 이 디지털신호(A/D 변환치)를 제어장치(4)에 출력한다.
상기 제어장치(4)는, A/D 변환기(3)로부터의 디지탈신호에 따라 반도체 웨이퍼(101) 표면에 형성되는 금속박막의 시트저항치를 산출하는 동시에, 이 시트저항치를 저장한다.
상기 제어장치(4)는, 산출한 시트저항치가 미리 설정한 범위내에 없으면, 현재 검사중인 반도체 웨이퍼(101) 표면의 금속박막의 시트저항치가 비정상인 것으로 판단하고, 이 시트저항치의 비정상 신호를 CIM 공정관리시스템(5)에 출력하는 동시에, 반도체 웨이퍼(101) 표면에 금속박막을 형성하는 박막형성장치(6)로 출력한다.
상기 CIM 공정관리시스템(5)은, 반도체 웨이퍼(101)의 제조공정 뿐만 아니라 반도체장치의 모든 제조관리를 행하는 시스템이다. 따라서, 반도체 웨이퍼(101)의 금속박막의 시트저항이 비정상인 경우에는, 시트저항이 비정상인 반도체 웨이퍼(101)를 될 수 있는 한 제조하지 않도록, 필요에 따라 반도체장치의 필요한 부위의 제조라인을 정지시키는 등의 처리를 행한다.
또한, 박막형성장치(6)는, 반도체 웨이퍼(101)를 구성하는 기재로서의 유리기판상에 스퍼터링법이나 증착법 등에 의해 금속박막을 형성하는 장치이다. 따라서, 반도체 웨이퍼(101)의 금속박막의 시트저항이 비정상일 경우에는, 즉시 금속박막의 형성동작을 정지시킨다.
이와 같이, 제어장치(4)는 반도체 웨이퍼(101)의 금속박막의 시트저항치에 이상이 있는 경우에는, 상기한 바와 같이 CIM 공정관리시스템(5) 및 박막형성장치(6)에 대해 신속히 경고신호를 송신하기 때문에, 금속박막이 불량인 반도체 웨이퍼(101)의 제조수를 최소한으로 할 수 있다.
또한, 컨트롤러(4)에는, 반도체 웨이퍼(101) 표면에 형성된 금속박막의 시트 저항치를 표시하기 위한 모니터(4a)가 제공된다. 이로써, 제어장치(4)의 모니터(4a)를 모니터하는 것만으로, 감시자는 반도체 웨이퍼(101)의 금속박막의 시트저항의 비정상을 발견할 수 있다.
따라서, 감시자는, 제어장치(4)의 모니터(4a)에 의해 시트저항의 비정상을 발견한 경우에는, 반도체 웨이퍼(101)의 금속박막의 시트저항이 정상으로 되도록, 신속히 ClM 공정관리 시스템(5) 및 박막형성장치(6)를 조작함으로써, 금속박막이 불량인 반도체 웨이퍼(101)의 제조수를 최소로 할 수 있다.
또한, 제어장치(4)에 제공된 모니터(4a)에는, 후술하는 코일온도의 변화나 다른 금속박막에 관한 각종 정보가 표시된다. 이에 의해, 감시자는, 제어장치(4)의 모니터(4a)를 보면서 각종 설정을 행함으로써, 반도체 웨이퍼(101)의 금속박막의 막질을 관리할 수 있다.
이제, 상기 시트저항 측정기에 의한 시트저항치의 검출원리에 대해 도2를 참조하여 설명한다.
센서 헤드(1)는, 도2에 도시한 바와 같이, 원주상의 페라이트 코어(11)와, 이 페라이트 코어(11)의 주위에 감긴 코일(12)로 구성된다.
또한, 증폭기(2)는, 상기 코일(12)에 접속된 고주파발진회로(13)와, 상기 고주파발진회로(13)로부터의 변조파로부터 필요한 신호파(전압치)를 분리하는 검파회로(14)로 구성된다.
상기 코일(12)은, 고주파발진회로(13)로부터 고주파전력이 공급되면, 반도체 웨이퍼(101) 표면의 금속박막(15)쪽으로 자력선(16)을 발생시키고, 상기 금속박막(15)내에 와전류(17)를 발생시킨다. 이 때, 금속박막(15)내에 발생한 와전류(17)가 주울열로 되어 소실되고, 코일(12)을 통해 고주파발진회로(13)에 입력되는 고주파전력이 발생한다.
즉, 고주파발진회로(13)에서는, 코일(12)에 출력한 고주파전력과 상기 코일(12)로부터 되돌아간 고주파전력이 금속박막(15)상에서 발생한 와전류(17)에 의해 변화한다. 이 와전류(17)의 크기는, 시트저항치의 측정 대상으로 되는 금속박막(15)과 센서 헤드(1)간의 거리, 상기 센서 헤드(1)의 크기, 금속박막(15)의 재질에 의해 결정된다. 또한, 이 와전류(17)의 크기에 따라 고주파전력이 변화한다.
상기 고주파전력의 변화는, 고주파발진회로(13)로부터 변조파로서 검파회로(14)에 입력되고, 상기 검파회로(14)에서 상기 변조파로부터 신호파를 분리한다. 이 신호파는 전압치로 변환되어, 도1에 도시한 바와 같이, A/D 변환기(3)에 입력된다.
상기 구성의 시트저항 측정기는, 도1 및 도2에 도시한 바와 같이, 센서 헤드(1)를, 반도체 웨이퍼(101) 표면에 형성된 금속박막(15)에 대해 소정의 거리를 두고, 일측(도면에서는 금속박막(15)의 형성면측)에 배치하고, 이 상태, 즉 센서 헤드(1)가 금속박막(15)에 접촉하지 않은 비접촉상태에서 상기 금속박막(15)의 시트저항치를 측정한다.
따라서, 센서 헤드(1)를 반도체 웨이퍼(101)의 반송스테이지에 고정하고, 인라인에서 반도체 웨이퍼(101)상의 금속박막(15)의 시트저항치를 측정할 수 있다.
이로써, 반도체 웨이퍼(101)상의 금속박막의 시트저항을 측정하는 경우, 반도체 웨이퍼(10l)를 제조라인으로부터 제거하여, 별도의 장소에서 시트저항을 측정할 필요가 없게 된다.
따라서, 모든 반도체 웨이퍼(101)에 대해 시트저항을 측정하기 위한 시간을 단축할 수 있음으로써, 작업효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 제조라인을 따라 이동하는 모든 반도체 웨이퍼(101)에 대해 금속박막의 시트저항을 측정하기 때문에, 종래와 같이, 작업효율의 향상을 위해, 소정의 개수 중에서 한 개의 비율로 반도체 웨이퍼(101)의 시트저항을 측정하는 경우에 비해, 검사필된 반도체 웨이퍼(101)의 수율을 향상시킬 수 있다.
이와 같이, 인라인으로 반도체 웨이퍼(101)의 금속박막의 시트저항을 측정할 수 있기 때문에, 측정한 시트저항치가 비정상이라고 판정되었을 때, 신속히, CIM 공정관리시스템(5) 및 박막형성장치(6)에 비정상을 알릴 수 있고, 그 결과, 반도체 웨이퍼(101)의 금속박막의 막질관리를 신속하고 적절히 행할 수 있다.
또한, 반도체 웨이퍼(101)가 큰 유리기판으로 구성된 것이라도, 인라인으로 금속박막의 시트저항을 측정할 수 있기 때문에, 반도체 웨이퍼(101)를 제거하여 반송하는 경우에 발생하는 파손이나 작업효율의 저하를 방지할 수 있다.
또한, 기존의 제조라인을 사용하여 반도체 웨이퍼(101)를 제조할 수 있기 때문에, 시트저항을 측정하기 위해 새로운 제조라인을 설계할 필요가 없다.
이상과 같이, 본 실시예에 따른 시트저항 측정기는, 반도체 웨이퍼(101)상의 금속박막에 와전류를 생성시켜, 상기 금속박막의 시트저항을 측정하는 것이기 때문에, 이하에서는, 시트저항 측정기를 와전류식 시트저항 측정기라 칭하여 설명한다.
본 실시예에서는, 상기 와전류식 시트저항 측정기로서, 박막과 센서부 사이의 거리를 측정하는 거리센서를 사용한다. 이 거리센서를 어떠한 조건으로 와전류식 시트저항 측정기에 적용하는 지에 대해 도3 및 도4를 참조하여 이하에 설명한다.
상기 거리센서는, 센서 헤드와 박막 사이의 거리를 변화시켰을 때에 얻어지는 전압치에 따라 상기 거리를 측정한다. 또, 거리센서를 와전류식 시트저항 측정기로서 사용하는 경우, 검출감도 등의 관계로부터 검사대상이 되는 박막은 A1, Ta 등의 저저항 금속박막으로 한정된다.
도3에 도시한 그래프는, 박막으로서의 TaN/Ta의 적층박막 및 TaN/Ta/TaN의 적층박막에 대한 측정 높이(mm)와 전압(V)과의 관계를 나타낸 그래프이다.
상기 그래프에 있어서, 시료 A1과 A2는, TaN/Ta의 적층박막을 나타내고, 시료 B1∼B3는, TaN/Ta/TaN의 적층박막을 나타낸다. 상기 시료 A1과 A2는, 막 두께는동일하고, 각각의 시트저항치가 다르다. 또한, 상기 시료 B1∼B3도, 막 두께는 동일하고, 각각의 시트저항치가 다르다. 상기 그래프를 작성할 때 사용된 각 시료 Al, A2, B1∼B3의 시트저항치 및 막 두께에 대해, 다음 표1에 나타낸다.
[표1]
시료 막의 종류 시트저항치(Ω/) 막 두께(Å)
A 1 TaN/Ta 1.163 2900 (300/2600)
A 2 TaN/Ta 1.148 2900 (300/2600)
B 1 TaN/Ta/TaN 0.8379 5100(700/2600/1800)
B 2 TaN/Ta/TaN 0.8009 5100 (700/2600/1800)
B 3 TaN/Ta/TaN 0.9290 5100 (700/2600/1800)
또한, 도3에 나타낸 그래프에 있어서, 상기 측정 높이는, 예컨대 도2에 도시한 바와 같은 센서 헤드(1)와 금속박막(15) 사이의 갭을 나타낸다. 또한, 전압은, 각 측정 높이에 있어서의 센서 헤드(1)로 검출한 전압을 나타낸다. 즉, 센서 헤드(1)에 의해 검출된 신호로부터 얻어지는 전압치에 의해, 측정 높이, 즉 센서 헤드(1)로부터 금속박막(15)까지의 거리를 알 수 있도록 되어 있다.
도3에 나타낸 그래프에서는, 측정 높이가 2 mm 이내일 때의 전압치에 대해 거의 리니어리티가 얻어지는 것을 알 수 있다. 즉, 측정 높이를 2 mm 이내로 유지한 상태에서, 측정대상으로 되는 금속박막(15)에 대해 와전류를 발생시키면, 이 때 검출되는 전압치가 시트저항치에 대해 상관관계를 갖는 비례관계를 얻을 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 와전류식 시트저항 측정기에서는, 상기한 거리센서를 사용한 경우, 센서 헤드(1)와 금속박막(15) 사이의 갭을 1.5 mm로 하여, 반도체 웨이퍼(101) 표면에 형성된 TaN/Ta/TaN의 적층박막의 시트저항치를 측정한다. 이 때, 센서 헤드(1)에 의해 검출된 전압치는, 도4에 나타낸 그래프의 시트저항치교정 직선에 삽입되어 금속박막(15)의 시트저항치를 산출한다.
도4에 나타낸 그래프의 시트저항치 교정 직선은, 표1에 도시한 5종류의 시료Al, A2, B1∼B3의 금속박막을 4탐침 시트저항 측정법으로 측정하여 얻어진 시트저항치(4탐침 시트저항치(Ω/)) 및 동일한 5종류의 금속박막을 센서 헤드(1)에 의해 측정하여 얻어진 출력(V)에 따라 생성된 것이다.
상기 그래프에 있어서, 얻어진 시트저항치 교정 직선은, Y= 0.4835X + 6. 948로 표시된다. 여기서, X는 시트저항치, Y는 센서 헤드(1)에 의해 측정된 출력전압을 나타낸다. 또, 도4에 나타낸 그래프의 검출정밀도는 ±1.19%로 한다.
따라서, 상기 구성의 와전류식 시트저항 측정기에 의해 얻어진 전압을 Y로 하고, 도4에 도시한 그래프의 시트저항치 교정 직선을 나타낸 식에 대입함으로써, 피측정물로서의 금속박막(15)의 시트저항치 X를 구할 수 있다.
이 때, 금속박막(15)의 시트저항치가 소정의 범위내에 포함되도록 하기 위해서는, 미리 센서 헤드(1)에 의해 얻어지는 전압에 상한치 또는 하한치를 설정하고, 이 전압이 설정치를 초과하는 경우, 즉 시트저항치가 소정의 범위를 넘은 경우에 에러신호(경고신호)를 생성한다. 이 처리는, 도1에 도시한 제어장치(4), CIM 공정관리시스템(5) 및 박막형성장치(6)에서 행하여진다.
이제, 반도체 웨이퍼(101)상의 금속박막(15)의 시트저항치가 비정상인 경우의 처리에 대해 간단히 설명한다.
우선, 콘트롤러(4)는, 시트저항치가 소정의 범위를 넘은 경우에, CIM 공정관리시스템(5) 및 박막형성장치(6)에 경고신호를 출력한다.
다음, 경고신호가 입력된 ClM 공정관리시스템(5) 및 박막형성장치(6)는, 반도체 웨이퍼(101)상에 형성되는 금속박막(15)의 시트저항치가 정상인 값, 즉 원하는 값이 되도록, 금속박막(15)의 막 두께 등의 제어를 행한다.
이상으로부터, 센서 헤드(1)를 반도체 웨이퍼(101)의 반송스테이지(도시 안됨)의 하방에 매립하여 인라인화를 행한 경우, 상기 반송스테이지에서 반송된 반도체 웨이퍼(101)를 취출하지 않고 금속박막(15)의 시트저항치의 측정이 가능해진다.
이 경우, 반도체 웨이퍼(101)상에 형성된 금속박막(15)의 시트저항치에 이상, 즉 소정의 범위를 넘었을 때에는, 콘트롤러(4)가 경고신호를 CIM 공정관리시스템(5) 및 박막형성장치(6)에 즉시 송신할 수 있기 때문에, 트러블에 대한 대응 및 성막조건의 변경을 신속히 행할 수 있음으로써, 반도체 웨이퍼(101)의 수율을 향상시킬 수 있다.
또한, 반도체 웨이퍼(101)의 제조라인에 있어서, 예컨대 금속박막(15)의 시트저항치가 소정의 범위를 넘은 경우에는, 상기 금속박막(15)이 형성된 반도체 웨이퍼(101)를 제거할 필요가 있다. 이 경우에는, 통상, 로봇 핸드 등을 사용하여 제조라인으로부터 해당하는 반도체 웨이퍼(101)를 제거하고 있다.
그러나, 시트저항치가 불규칙한 것으로 판정된 반도체 웨이퍼(101)를 제조라인으로부터 신속히 제거하기 위해서는, 해당하는 반도체 웨이퍼(101)와 로봇 핸드 사이의 거리를 될 수 있는 한 가까이 할 필요가 있다. 따라서, 로봇 핸드에 센서 헤드(1)를 장착시켜 시트저항 검출을 행하는 것이 고려되고 있다.
이와 같이, 센서 헤드(1)를 로봇 핸드에 장착시키는 경우, 로봇핸드가 반도체 웨이퍼(101)의 이동을 방해하지 않도록, 센서 헤드(1)를 상기 로봇 핸드에 매립할 필요가 있다. 즉, 센서 헤드(1)의 두께를 로봇 핸드의 두께보다 얇게 해야 한다. 예컨대, 로봇핸드의 두께가 8 mm이면, 센서 헤드(1)의 두께를 8 mm 이내로 해야 한다.
그러나, 본 실시예에 따른 와전류식 시트저항 측정기는, 상기한 바와 같이, 기존의 거리센서를 사용한다. 이 센서 헤드(1)는, 도5에 도시한 바와 같이, 대략 원주형이고 두께가 약 35 mm이며, 기존의 제조라인에 배치된 로봇핸드에 부착되기에는 너무 두껍다.
따라서, 하기 실시예 2에서는, 로봇 핸드에 매립 가능한 얇은 센서 헤드에 대해 설명한다.
〔실시예 2〕
본 발명에 따른 다른 실시예에 대해, 도6 내지 도11 및 도27을 참조하여 설명하면, 다음과 같다. 본 실시예에 따른 와전류식 시트저항 측정기는, 도6에 도시한 바와 같이, 박형화를 위한 센서 헤드(21)를 갖고 있다. 또, 본 실시예에서는, 설명의 편의상, 상기 실시예 1에서 설명한 부재와 동일한 기능을 갖는 부재는, 동일한 참조 부호를 나타내고, 그에 대한 설명을 생략한다.
상기 센서 헤드(21)는, 도7에 도시한 바와 같이, 로봇핸드(31)의 반도체 웨이퍼(101)를 보유하기 위한 핸드부(31a)에 삽입되어 사용된다.
상기 핸드부(31a)는, 거의 U자형이고, 표면에 반도체 웨이퍼(101)를 흡착유지하기 위한 흡착패드(32)가 4개 제공되고 또, 흡착패드(32)의 개수는 특히 한정되지 않는다.
상기 센서 헤드(21)는, 반도체 웨이퍼(101)에 대해 비접촉으로 시트저항치를 측정하기 때문에, 그 두께는 적어도, 핸드부(31a)의 두께와 흡착패드(32)의 두께를 더한 것보다 얇게 해야 한다.
또한, 반도체 웨이퍼(101)가 핸드부(31a)에 의해 흡착유지될 때, 상기 흡착패드(32)근방에서는, 반도체 웨이퍼(101)와 핸드부(31a) 사이의 거리가 상기 반도체 웨이퍼(101)의 휨등의 변형에 의해 영향받지 않는다. 따라서, 센서 헤드(21)는, 핸드부(31a) 상의 흡착패드(32)에 근접하게 제공되는 것이 바람직하다.
이하, 상기 센서 헤드(21)의 상세한 구조에 대해 다음에 설명한다.
상기 센서 헤드(21)는, 도6에 나타낸 바와 같이, 각 센서부분을 덮기 위한 박형의 원주형인 센서 커버(22)를 갖고 있다.
도8에 도시한 바와 같이, 상기 센서 커버(22)의 외주 테두리부 근방에, 나사 등의 체결부재를 관통시키는 복수의 관통구멍(22a)이 형성된다. 이로써, 센서 헤드(21)는, 로봇핸드(31)에 삽입되었을 때, 센서 커버(22)에 형성된 관통구멍(22a)을 통해 나사 등에 의해 상기 로봇 핸드(31)에 고정된다. 센서 헤드(21)의 로봇 핸드(31)상으로 설치에 대해서는 상세히 후술한다.
또한, 상기 센서 커버(22)의 중앙부에는, 거의 원통형의 센서수용부(22b)가 형성된다. 이 센서수용부(22b) 내부에는 도8에 도시한 바와 같이, 센서부분으로서의 페라이트 코어(24)와 코일(25)이 수용되고, 센서수용부(22b) 상부에는, 페라이트 코어(24) 및 코일(25)을 덮기 위한 커버뚜껑(23)이 착탈 가능하게 배치된다.
상기 코일(25)은, 도선이 페라이트 코어(24)의 주위에 감겨있는 것으로, 센서부분을 구성하고 있다. 코일에 있어서의 도선의 감김회, 도선의 단면 반경, 코일의 외형 등은, 측정하는 금속박막(15)의 종류 등에 따라 적절히 설정된다.
본 실시예에서는, 제조라인에서 사용되는 로봇 핸드의 두께를 약 8 mm로 하에, 이 로봇 핸드(31)에 삽입 가능한 센서 헤드(21)가 설계된다.
즉, 상기 코일(25)의 코일 외형사이즈를 외경 30 mm × 내경 26 mm × 두께 5 mm, 인덕턴스 0.9 mH로 하고, 페라이트 코어(24)의 외형사이즈를 외경 24 mm × 두께 5 mm로 한다. 이로써, 본 실시예의 센서 헤드(21)는, 센서 커버(22)의 두께 등을 고려하여 두께 약 7 mm로 설계된다.
따라서, 상기한 바와 같이 형성된 센서 헤드(21)는, 두께 8 mm의 로봇 핸드(31)에 삽입 가능하다. 또한, 이 센서 헤드(21)의 두께는, 상기 실시예 1에서 설명한 도5에 도시한 센서 헤드(1)의 두께의 약 1/5이다.
상기 센서 헤드(21)는, 도9에 도시한 바와 같이, 자력선(16)이 센서 커버(22)의 센서수용부(22b) 상부에 배치된 커버뚜껑(23)을 향하게 형성된다.
따라서, 상기 센서 헤드(21)는, 도10에 도시한 바와 같이, 반도체 웨이퍼(101)의 배면측, 즉 반도체 웨이퍼(101)의 금속박막(15) 형성면과 반대측에서 상기 금속박막(15)의 시트저항치를 측정한다. 또, 센서 헤드(21)에 의해 검출된 신호는, 상기 실시예 1과 같이, 증폭기(2), A/D 변환기(3), 제어장치(4)에 입력되고, 제어장치(4)에 의해 반도체 웨이퍼(101)상의 금속박막(15)의 시트저항치가 비정상이라고 판단된 경우에는, 상기 제어장치(4)로부터 CIM 공정관리시스템(5) 및박막형성장치(6)에 비정상임을 나타낸는 경고신호가 출력된다.
상기 구성의 센서 헤드(21)에 있어서의 시트저항치의 검출특성은, 도11에 나타낸 바와 같은 그래프와 같이 된다.
도11에 나타낸 그래프는, 9종류의 시료인 금속박막을 4탐침 시트저항 측정법으로 측정하여 얻어진 시트저항치 및 동일한 9종류의 금속박막을 센서 헤드(21)에 의해 측정하여 얻어진 출력전압에 따라 작성된 시트저항치 교정 직선이다. 여기서, 출력전압을 Y, 시트저항치를 X로 하면, 상기 시트저항치 교정 직선은 Y=l.2126X + 4.0103으로 표시된다.
따라서, 센서 헤드(21)를 포함하는 본 실시예에 따른 와전류식 시트저항 측정기에 의해 얻어진 출력전압 Y를 상기 시트저항치 교정 직선에 입력하면, 시트저항치 X를 구할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 와전류식 시트저항 측정기에서는, 도11에 도시한 시트저항치 교정 직선의 경사로부터, 상기 실시예 1에 따른 와전류식 시트저항 측정기의 약 3배의 검출감도로 되는 것을 알 수 있다. 즉, 도4에 도시한 시트저항치 교정 직선의 기울기가 0.4835인 반면, 도11에 도시한 시트저항치 교정 직선의 기울기는 1.2126이다.
따라서, 본 실시예에 따른 센서 헤드(21)를 사용하면, Al, Ta 등의 저저항 금속박막보다도 저항이 높은 박막에 대해 그 시트저항치를 검출하는 것이 가능해진다.
이상으로부터, 상기 센서 헤드(21)는, 실시예 1의 센서 헤드(1)와 비교하여,검출감도를 저하시키지 않고 박형화가 실현되고, 그 결과, 센서 헤드(21)를 로봇 핸드(31)에 삽입하여 사용하는 것이 가능해진다.
따라서, 제조라인을 따라 반송되는 반도체 웨이퍼(101)에 대해 형성된 금속박막(15)의 시트저항치가 비정상인지의 판정을 로봇 핸드(31)상에서 하게 되므로, 시트저항치가 비정상이라고 판정된 반도체 웨이퍼(101)를 로봇 핸드(31)에 의해 신속히 제거할 수 있다.
따라서, 제조라인의 반도체 웨이퍼(101)가 최종적으로 도달하는 영역인 최종단에 시트저항치가 비정상인 반도체 웨이퍼(101)를 반송하지 않게 되고, 정상인 시트저항치의 반도체 웨이퍼(101)만을 반송할 수 있게 됨으로써, 반도체 웨이퍼(101)의 양부의 판별을 시트저항치의 검출장소 이외에서 행할 필요가 없게 되므로, 작업효율을 향상시킬 수 있다.
그러나, 일반적으로 페라이트 코어 없이 코일만 포함하는 것보다 중심에 페라이트 코어를 삽입한 구성의 센서 헤드쪽이 페라이트 코어가 삽입되어 있지 않은 센서 헤드에 비해 감도가 높다. 이는, 페라이트 코어를 코일 중심에로 삽입함으로써, 자속을 코일 중심의 동축상에 효율적으로 집중시킬 수 있기 때문이다.
따라서, 본 실시예에서는, 자속을 동축상에 효율적으로 집중시킴으로써 센스 헤드(21)의 감도를 향상시키기 위해, 코일(25)에 페라이트 코어(24)를 삽입한 구성으로 한다. 그러나, 이하의 문제가 발생할 수 있다.
예컨대, 센서 헤드(21)의 감도를 향상시키기 위해, 코일(25)에 공급하는 전력을 고주파측으로 할 필요가 있다. 그러나, 이와 같이 코일(25)에 공급하는 전력을 고주파측으로 하면, 상기 코일(25)의 온도가 상승하고, 출력전압이 드리프트(drift)하게 된다.
즉, 인라인에서 센서 헤드(21)를 가동시키면 페라이트 코어(24)와 코일(25)에서 온도변화가 발생하고, 검출된 출력전압이 드리프트하게 되어, 그 결과, 시트저항치가 불안정한 값으로 된다. 이 때문에, 온도변화에 따라 시트저항치의 교정작업이 필요하기 때문에, 시트저항치의 검출에 관한 작업효율의 저하를 초래하는 등의 문제가 생긴다.
또한, 도전성을 갖는 코어재료에 감겨있는 코일에 교류전류를 흘리면, 도27에 도시한 바와 같이, 코일의 다른 코어에도 와전류가 흐른다. 이 와전류가 코어의 전기저항 때문에 발열하여, 손실이 생긴다. 따라서, 손실이 적고, 도전성이 낮고, 투과율이 높은 코어재료를 선정해야 한다.
따라서, 코어재료와 코일을 직접 접촉하지 않도록 구성함으로써, 어느 정도의 전류 손실을 감소시킬 수 있다. 구체적으로는, 코어를 얇은 절연판으로 절연하거나, 더스트 코아를 사용하는 등의 방법이 있다.
본 실시예에서는, 자성체인 코어재료를, 코일에 접촉하지 않게 배치하도록 한다.
이와 같이, 자성체와 코일을 접촉하지 않도록 함으로써, 자계를 발생시킬 때에 코일에 교류전류를 흘린 경우에도, 자성체에 흐르는 와전류를 대폭 감소시킬 수 있다. 이로써, 코일에서의 와전류 손실은, 자성체에 의한 와전류 손실의 영향을 받는 비율이 작게 되기 때문에, 센서 헤드에서의 와전류 손실로부터 시트저항을 정확히 검출할 수 있다.
또한, 출력전압의 드리프트를 방지하고, 시트저항치를 안정한 값으로 하기 위해, 페라이트 코어를 잃은 코어리스방식의 센서 헤드로 하면 좋다. 즉, 동선에 감긴 코일만을 사용한 센서 헤드로 하면 좋다.
다음의 실시예 3에서는, 코어리스방식의 센서 헤드에 대해 설명한다.
[실시예 3〕
본 발명에 따른 또 다른 실시예에 대해, 도12 내지 도21에 따라 설명하면 다음과 같다. 본 실시예에 따른 와전류식 시트저항 측정기는, 도12에 도시한 바와 같이, 코어리스방식의 센서 헤드(41)를 갖고 있다. 또, 본 실시예에서는, 설명의 편의상, 상기 실시예 1 및 2의 부재와 동일한 기능을 갖는 부재에는 동일한 참조 부호로 나타내고, 그에 따른 설명은 생략한다.
상기 센서 헤드(41)는, 상기 실시예 1에서 설명한 증폭기(2)내의 고주파발진회로(13)에 접속된 코일(42)만으로 이루어진다. 따라서, 센서 헤드(41)에 의해 반도체 웨이퍼(101)상의 금속박막(15)에 와전류(17)가 발생하는 메카니즘은, 상기 실시예 1과 동일하기 때문에, 그에 따른 설명은 생략한다.
상기 코일(42)은, 도13a 및 도13b에 도시한 바와 같이, 동선 등의 도선(43)을 감아서 구성한다.
그러나, 상기 구성의 센서 헤드(41)는, 코어리스방식으로 되기 때문에, 코어가 코일에 삽입되는 상기 실시예 2에서의 센서 헤드(21)와 비교하여 감도가 저하된다. 따라서, 상기 코일(42)에는, 보다 고주파측의 고주파전력을 공급함으로써, 센서 헤드(41)의 감도를 향상시키고 있다.
이에 의해, 코어리스방식의 센서 헤드(41)에 있어서도, 상기 실시예 2의 센서 헤드(21)와 동일한 검출감도를 갖게 된다.
또한, 센서 헤드(41)가 코어를 포함하지 않기 때문에, 출력전압의 온도특성이 개선되어, 출력전압의 드리프트가 없고, 시트저항치를 안정적으로 검출할 수 있다. 따라서, 온도변화에 따른 시트저항치의 교정작업이 필요하지 않기 때문에, 시트저항치의 검출에 관한 작업효율의 저하를 방지할 수 있다.
또한, 상기와 같이, 센서 헤드(41)를 코어리스방식으로 함으로써, 페라이트 코어의 두께 등의 영향을 받기 어렵게 되어, 보다 얇은 센서 헤드(41)를 설계하는 것이 가능해진다.
또한, 코일(42)을 감는 것만으로 센서 헤드(41)를 구성할 수 있기 때문에, 기존의 제조라인의 형상 등에 따라 자유롭게 설계할 수 있다. 또한, 페라이트 코어를 사용하지 않기 때문에, 센서 헤드(41)에 대한 제조비용을 대폭 절감할 수 있다.
그러나, 상기 코일(42)은, 도14a에 도시한 바와 같이, 단선의 도선(43)을 감은 구조로 되어있기 때문에, 인가하는 고주파전력이 고주파역으로 될수록 코일(42)의 교류저항이 증가하고, 도선(43)의 주위에만 전류가 흐르는 현상, 소위 표피효과가 발생한다. 이 때문에, 단선의 도선(43)을 감은 코일(42)을 사용한 센서 헤드(41)에서는, 감도의 향상에 한계가 있다.
따라서, 단선의 도선(43) 대신, 도14b에 도시한 바와 같이, 가느다란 동선(44)을 복수회 꼬아 합친 선(이하, 리츠선이라 한다)(45)을 사용할 수도 있다.이 경우, 고주파역에서는, 각각의 동선(44)에서 표피효과가 발생하지만, 각 동선(44)이 꼬여지기 때문에, 리츠선(45)에서의 전류는 효율적으로 흐른다. 즉, 리츠선(45)을 사용한 코일(42)에서는, 고주파역에 있어서의 교류저항을 감소시키고, 고주파역에 있어서의 표피효과를 감소시킴으로써, 코일(42)의 감도를 향상시킬 수 있다.
또, 도14a 및 도14b는, 도13b에 도시한 코일(42)의 주요부(B)의 확대도이다.
상기 구성에 있어서, 코어리스방식의 센서 헤드(41)로서, 리츠선(45)이 감겨있는 코일(42)로 한 경우, 고주파역에서 안정하게 시트저항을 측정할 수 있기 때문에, 시트저항치의 검출감도를 향상시킬 수 있다. 이로써, ITO(Indium Tin 0 xide)등과 같은 고저항의 박막의 시트저항을 측정하는 것이 가능해진다.
이상 설명한 3개의 실시예 중, 실시예 1 및 2에서 사용되는 증폭기(2)는, 모두 기존의 거리센서에서 사용되는 것을 사용했다. 따라서, 와전류식 시트저항 측정기에서의 감도 향상에는 한계가 있다.
따라서, 와전류식 시트저항 측정기의 감도를 향상시킬 수 있는 증폭기 및 코일을 발견하는 방법(증폭기검출방법 및 코일평가방법)에 대해 이하에 설명한다.
우선, 와전류식 시트저항 측정기에 구비된 센서 헤드의 코일의 평가방법 및 상기 코일에 접속된 증폭기의 검출방법에 대해 설명하고, 이어서, 상기 코일의 평가방법 및 증폭기의 검출방법에 사용한 회로를 와전류식 시트저항 측정기에 적용한 경우에 대해 설명한다.
우선, 센서 헤드의 코일평가 및 코일에 접속된 증폭기의 검출방법에 대해 설명한다. 이 설명에서는, 상기 와전류식 시트저항 측정기의 등가회로로서, 도15에 도시한 공진회로를 사용한다.
상기 공진회로는, 도15에 도시한 바와 같이, 코일(51), 커패시터(C), 저항(R1), 및 전원(E)이 직렬로 접속된 구성의 직렬공진회로이다.
상기 커패시터(C)는, 그 용량을 바꿀 수 있는 가변 커패시터를 사용한다. 또, 실제로, 증폭기로서 사용되는 경우에는, 측정하는 대상물의 시트저항치가 설정되기 때문에, 커패시터(C)의 용량은 고정한다.
또한, 상기 공진회로에서는, 저항(R1)에 흐르는 전류의 변화량을 전압으로서 검출하기 위한 전압계(52)가 제공된다.
상기 전압계(52)는, 저항(R1)의 양단(점X1, 점X2)에서의 전위차를 측정한다. 또, 실제 와전류 손실분의 고주파 교류전류를 직접 측정하는 것이 바람직하지만, 거의 불가능하여, 실제로는, 상기와 같이, 저항(R1)을 설치하고, V = R ×I의식으로부터 산출한다.
상기 구성의 공진회로에서는, X1점과 X2점 간에 흐르는 전류가 작더라도, 이 X1점과 X2점 간에 저항(R1)을 접속함으로써, 상기 X1점과 X2점 간에 비교적 큰 전위차를 발생시킬 수 있다. 이에 의해, 와전류 손실에 해당하는 미소 전류라도 전압으로 변환하여 검출하는 것이 가능해진다.
또한, X1점과 X2점 간에 흐르는 전류를 검출하기 위해 전류계를 사용하는 경우에는, 미소 전류도 검출가능한 전류계를 사용할 필요가 있다. 이러한 전류계는 대단히 비싸고, 시트저항 측정기의 제조에 관한 비용을 대폭 증대시킨다.
그렇지만, 상기한 바와 같이, X1점과 X2점 간에 흐르는 전류를 전압으로 변환한 경우, 미소 전류이더라도 그 전압치는 큰 값을 나타내어, 비교적 감도가 낮은 전압계를 사용하더라도 검출이 가능해진다.
따라서, 본 실시예에서와 같이, 공진회로에서 전압계(52)를 사용하는 경우는, 전류계를 사용하는 경우보다도 시트저항 측정기의 제조에 관한 비용을 대폭 절감할 수 있다.
또한, 미소 전류가, 저항(R1)에 의해 전압으로 바뀔 때, 큰 전압치로 되기 때문에, 전압계는 민감하게 반응한다.
따라서, ITO 등의 고저항의 박막의 시트저항을 측정하는 경우에도, 고정밀도로 측정할 수 있다.
또한, 전압측정에 측정계로서 신뢰할 수 있는 오실로스코프를 사용하더라도, 오실로스코프 자체의 용량, 프로브의 용량이 부가되므로, 이들 용량의 영향이 발생한다. 따라서, 본 발명에서는, 얻어진 교류전압치를 바로 증폭기 내에서 고주파역(2MHz)에 대응하는 직류전압 실효치로 환산하는 IC를 사용하기 때문에, 통상의 염가의 전압계에 있어서도 측정계 자신의 부유용량 등의 영향을 받지 않는 전압을 검출할 수 있게 된다.
상기 공진회로에서는, 금속박막(15)이 코일(51)에 근접하게 됨에 의해 상호전자 유도현상이 발생하고, 공진회로 전체의 Q가 감소하여, 상기 공진회로의 전력의 손실이 생긴다. 이 때, 금속박막(15)과 코일(51) 간의 거리는 일정하게 한다.
상기 코일(51)의 저항은 내부저항(r)만이라고 생각되기 때문에, 상기코일(51)에 금속박막(15)이 근접한 경우, 상기 금속박막(15)의 금속막 저항(R)과 내부저항(r)은 병렬상태이다. 이러한 상태에서는, 코일(51)의 공진특성이 전체적으로 저하된다.
이와 같이, 와전류식 시트저항 측정기에 상기한 공진회로의 원리를 이용하면, 금속박막(15)이 코일(51)에 근접하게 됨에 의해 공진회로에 발생하는 전력의 손실중, 수%의 와전류 손실의 변화량을 독출하여, 교정용 샘플 기준치로서 작용하는 시트저항치와 상기 독출치 사이의 상호 관계에 따라 교정 직선을 구하고, 이 교정 직선으로부터 측정전압 변화량을 시트저항치로 환산함으로써 박막의 막질의 최소량의 변화도 검출할 수 있다.
예컨대, 시트저항치가 상이한 박막(A)과 박막(B)이 코일(51)로부터 소정의 거리 내로 이동했을 때의 구동 주파수(kHz)와 전압(V0)간의 관계 및 그렇지 않을 때의 관계를 조사한 경우, 도16에 도시한 바와 같은 그래프가 된다.
도16에 도시한 그래프로부터, 박막(A)과 박막(B)이 코일(51)에 이동했을 때 전압치가 감소함을 즉 주파수 특성이 변화함을 알 수 있다.
따라서, 코일(51)에 시트저항이 다른 박막(A)과 박막(B)이 가까이 이동했을 때의 전압(Vo)(도면에서 점선으로 표시)과, 코일(51)에 아무것도 가까이 가지 않은 상태일 때의 전압 Vp간의 차, 즉 ΔV= Vp- Vo는, 각각 전압치의 피크에 해당하는 공진주파수보다도 수% 어긋난 위치에서 최대가 된다. 이 때의 최대 ΔV를 그 코일(51)에 있어서의 구동주파수로서 설정한다. 상기 ΔV는 센서감도를 나타낸 것이다. 즉, ΔV가 클수록 센서감도가 높은 것을 나타낸다.
상기한 바와 같이, ΔV는, 공진주파수로부터 수% 어긋난 위치에서 최대가 되고, 이 때의 공진주파수를 코일(51)의 구동주파수로서 설정하는 것이 바람직하지만, 이에 한정하지 않고, 시트저항을 적절히 검출할 수 있는 값이면 된다.
이 경우, 코일(51)의 구동주파수를 박막의 종류에 따라 설정할 수 있다. 여기서, 특정 종류의 막에 대한 시트저항치와 알맞은 구동주파수 간의 관계를 다음의 표2에 나타낸다.
[표 2]
막 시트 저항(Ω/) 구동 주파수(kHz)
Ta 0.7 280 ~ 310
5 540 ~ 560
ITO 20 800 ~ 820
표2에 나타낸 바와 같이, 박막의 종류마다 코일(51)의 구동주파수를 알맞게 설정할 수 있다.
이로써, 구동주파수가 설정된 코일(51)을 사용한 와전류식 시트저항 측정기를 사용하면, 충분한 감도를 가진 박막의 시트저항치를 검출할 수 있기 때문에, ITO 등의 고저항의 박막의 시트저항치를 검출하는 것이 가능해진다.
일반적으로, 공진회로에서는, 커패시터(C)의 용량이 변화함에 따라, 코일(51)의 공진특성을 나타내는 공진주파수가 변화한다. 예컨대, 도15에 도시한 공진회로에서의 공진주파수와 커패시터(C)의 용량 사이의 관계는, 도17에 나타낸 그래프와 동일하다.
도17에 나타낸 그래프로부터, 커패시터(C)의 용량이 작을수록 공진주파수가높은 것을 볼 수 있다.
따라서, 시트저항 측정기에 공진회로를 사용한 경우, 코일(51)은, 커패시터(C)의 용량을 변경하여, 상기 코일(51)의 시트저항 검출감도가 최대가 되도록 코일(51)의 구동주파수를 조정할 수 있다. 이 때, 코일(51)의 구동주파수는, 박막의 종류에 따라 알맞은 구동주파수(예컨대 표2)가 되도록, 커패시터(C)의 용량을 변경함으로써 조정될 수 있다.
여기서, 두 가지의 코일에 있어서의 커패시터(C)의 용량을 가변으로 한 경우에 저항(R1)에 인가되는 구동주파수와 전압 간의 관계를 나타낸 공진특성 그래프를 도18 및 도19에 나타낸다. 또, 각 그래프에 나타낸 ΔV는, 각각의 커패시터(C)의 용량에 있어서의 최대치를 나타낸다.
도l8에 나타낸 그래프는, 0.07 mm의 동선을 감고 있는 코어리스의 단선 코일을 사용한 경우의 결과를 나타낸다.
도19에 나타낸 그래프는, 0.07 mm의 동선을 40개 꼬아 합친 리츠선을 감고 있는 코어리스의 리츠선을 사용한 경우의 결과를 도시한다.
도18 및 도19에 나타낸 그래프로부터, 단선 코일 및 리츠선 코일의 어떤 경우도, 커패시터(C)의 용량이 작을수록 전압치의 피크에 해당하는 공진주파수가 높게 되고, 또한 ΔV가 커지는 것을 알 수 있다. 따라서, 공진주파수가 고주파가 됨에 따라 시트저항치의 검출감도가 향상됨을 알 수 있다.
그러나, 커패시터(C)의 용량이 동일한 경우, 리츠선 코일이 단선 코일보다 ΔV가 커지는 것을 알 수 있다. 예컨대, 공진주파수가 800 kHz 부근에서, 단선 코일에서는, ΔV가 0.129인 반면, 리츠선 코일에서는, ΔV가 0.537로 되어, 리츠선 코일의 시트저항치의 검출감도는 단선 코일의 시트저항치의 검출감도의 약 4배가 되는 것을 알 수 있다.
즉, 리츠선 코일은, 단선 코일에 비해, 고주파전력의 손실이 적고, 교류저항도 작기 때문에, 상기 리츠선 코일을 사용한 공진회로에서는 동일 공진주파수에서의 ΔV가 커진다. 따라서, 리츠선 코일에 의하여, 단선 코일로 구성되는 와전류식 시트저항 측정기보다 고감도인 와전류식 시트저항 측정기를 구성하는 것이 가능해진다.
일반적으로, 공진회로에서, 공진주파수가 800kHz 이상의 고주파역의 경우, 회로내의 온도상승율 때문에 코일의 온도 드리프트가 생겨, 공진회로에서의 부담, 즉 전원(E) 등을 구성하는 증폭기의 부담이 상승되고, 안정성에 문제가 생긴다. 또한, 고주파역의 부담을 감소시키기 위해, 보다 고성능인 증폭기를 사용해야 하므로, 증폭기의 비용이 증대한다.
따라서, 공진주파수가 고주파역인 경우, 시트저항의 검출에 있어서 다양한 조건 중 마진과 박막의 특성을 고려하여, 와전류식 시트저항 측정기는 박막, 즉 측정 목적에 가장 적합한 검출 감도를 생성하도록 설정될 필요가 있다.
한편, 공진회로에서 공진주파수가 800 kHz보다 작은 저주파역의 경우, 코일의 온도 드리프트가 작게 되기 때문에, 증폭기 및 코일도 안정하다.
다음, 상기한 바와 같이, 센서 헤드의 코일의 평가방법 및 상기 코일에 접속된 증폭기의 검출방법에 의해 설정된 직렬공진회로를 와전류식 시트저항 측정기에적용한 경우에 대해 설명한다.
여기서는, 리츠선 코일을 센서 헤드로 한 와전류식 시트저항 측정기에 대해 설명한다. 상기 와전류식 시트저항 측정기에 있어서의 시트저항치의 검출특성은, 도20 및 도21에 나타낸 바와 같은 그래프로 된다. 도20 및 도21에서는, 출력전압으로서 감도를 나타낸 ΔV를 사용한다.
도20에 나타낸 그래프는, Ta 박막의 시트저항치를 측정한 경우의 그래프이고, 구체적으로는, 공진주파수가 380 kHz 부근의 영역에서 직렬공진 하도록 조건을 설정한 감도(ΔV)에서, 반도체기판으로서 액정기판상에 형성된 Ta 박막의 성막의 시트저항기준이 0.8 Ω/의 ±5% 이내일 때 검출가능하다는 것을 나타낸다.
즉, 도20에 나타낸 그래프에서는, 시트저항치가 다른 몇개의 Ta 박막을 4탐침 시트저항 측정법으로 측정하여 얻어진 시트저항치와, 동일한 Ta 박막을 상기 와전류식 시트저항 측정기로 측정하여 얻어진 출력전압의 감도(ΔV)에 따라 작성된 시트저항치 교정 직선이다. 여기서, ΔV를 Y, 시트저항치를 X로 하면, 상기 시트저항치 교정 직선은 Y = -0.2559X + 0.9235로 표시된다.
또한, 도21에 도시한 그래프는, ITO 막의 시트저항치를 측정한 경우의 그래프이고, 구체적으로는, 공진주파수가 820 kHz 부근의 영역에서 직렬공진 하도록 조건을 설정한 감도(ΔV)에서, 액정기판의 칼라필터측에 형성된 ITO 막의 성막의 시트저항기준 15∼20Ω/의 ± 9.5% 이내의 것을 검출가능함을 나타낸다.
즉, 도21에 나타낸 그래프에서는, 시트저항치가 다른 몇개의 ITO 막을 탐침 시트저항 측정법으로 측정하여 얻어진 시트저항치와, 동일한 ITO 막을 상기 와전류식 시트저항 측정기로 측정하여 얻어진 출력전압의 감도(ΔV)에 따라 작성된 시트저항치 교정 직선이다. 여기서, ΔV를 Y, 시트저항치를 X로 하면, 상기 시트저항치 교정 직선은 Y = -0.0054X + 0.8312로 표시된다.
상기한 바와 같이 평가된 코일과 증폭기를 사용한 경우, 통상 측정되는 Ta 박막 등의 저저항의 금속박막은 원래부터 ITO 등의 고저항의 금속박막의 시트저항을 고감도로 검출할 수 있다.
또한, 코일의 종류에 의해, 공진주파수가 변화하는 경우, 그 때의 최대 ΔV가 다르다. 이것을 다음의 표3에 나타낸다. 표3에서는, 도18 및 도19에 나타낸 바와 같이, 각 코일에 있어서 코일특성(공진특성)을 커패시터 용량을 변화시켜 구하고, 각 공진특성에 있어서의 ΔV를 구한다. 실제 사용되는 구동주파수에서의 최대 ΔV를 나타내는 코일을 사용하는 것이 바람직하다.
[표 3]
커패시터 15pF 33pF 220pF
ΔV(v) f(kHz) ΔV(v) f(kHz) ΔV(v) f(kHz)
코일 A 0.134 920 0.129 780 0.018 410
코일 B 0.182 900 0.166 690 0.012 380
코일 C 0.363 850 0.142 580 0.009 330
코일 D 0.537 810 0.116 530 0.008 270
본 실시예에서는, 코일의 평가 등에 사용되는 공진회로로서 직렬공진회로에 대해 설명하였지만, 이에 한정하지 않고, 커패시터(C)가 코일에 평행하게 접속된 병렬공진회로를 사용할 수 있다.
상기 실시예 1 및 3에서, 센서 헤드와 증폭기는 동선 등으로 이루어지는 케이블로 전기적으로 접속된다. 또한, 센서 헤드와 증폭기를 접속하는 케이블의 부유용량이 항상 공진상태의 커패시터 용량에 부가된다.
따라서, 센서 헤드와 증폭기 사이의 거리가 긴 경우, 센서 헤드와 증폭기를 접속하는 케이블도 길게 되고, 상기 케이블의 부유용량도 증가한다. 그 결과, 상시 공진상태에 있어서의 커패시터용량도 커져, 시트저항치의 검출감도가 저하하는 문제가 생긴다.
또한, 센서 헤드를 조건 설정한 커패시터의 값으로 설계하더라도, 케이블의 부유용량의 영향을 받게 됨으로써, 케이블의 길이에 의해 감도가 변하게 되어 동일한 감도의 센서 헤드를 되풀이하여 제조할 수 없다는 문제가 발생한다.
따라서, 이하의 실시예 4에서는, 케이블의 부유용량의 영향을 감소시키고, 시트저항치의 검출감도가 저하하지 않는 센서 헤드를 저렴하게 반복적으로 제조할 수 있는 시트저항 측정기에 대해 설명한다.
[실시예 4〕
본 발명에 따른 또 다른 실시예에 대해 도22 또는 도26을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 본 실시예에서는, 실시예 3에서 사용한 공진회로를 와전류식 시트저항 측정기에 적용한 경우에 대해 설명한다. 또한, 상기 각 실시예에서 설명한 부재와 동일한 기능을 갖는 부재에 대해서는, 동일한 참조 부호로 나타내며, 그에 대한 설명을 생략한다. 또한, 사용되는 센서 헤드는, 실시예 2에서 사용한 센서 헤드(21)를 사용한다.
본 실시예에 따른 와전류식 시트저항 측정기는, 도22에 도시한 바와 같이, 센서 헤드(21)에 근접하고, 증폭회로(61)가 제공된 구성이다.
상기 센서 헤드(21)는, 반도체 웨이퍼(101)에 대해 소정의 거리(1)를 두고 배치되며, 상기 반도체 웨이퍼(101)의 대향면과 반대측상의 지지대(71)에 부착된다.
상기 지지대(71)에는, 센서 헤드(21)를 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 핸들(72), 센서 헤드(21)를 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 핸들(73), 및 센서 헤드(21)를 X축 방향으로 이동시키는 X축 핸들(도시 안됨)로 구성된다.
상기 지지대(71)에서 각 핸들을 조작함으로써, 센서 헤드(21)의 끝면(21a)과 반도체 웨이퍼(101) 사이의 거리(1)를 소정의 값으로 설정하고, 시트저항의 검출위치를 소정의 위치로 설정한다.
상기 증폭회로(61)는, 도23에 도시한 바와 같이, 센서 헤드(21)의 신호의 입력측에 접속된 증폭부(61a) 및 상기 센서 헤드(21)의 신호의 출력측에 접속된 증폭부(61b)로 이루어진다.
상기 증폭부(61a)는, 고주파전원 등을 포함하는 증폭기(65)에 케이블(66)에 의해 전기적으로 접속되고, 상기 케이블(66)을 통해 공급되는 고주파전력을 연산 증폭기에서 증폭시키고, 센서 헤드(21)의 코일에 증폭된 전원을 공급한다.
한편, 상기 증폭부(61b)는, 출력측에 증폭기(64)가 접속되고, 센서 헤드(21)로부터의 출력전압을 연산 증폭기에 의해 증폭하여 상기 증폭기(64)에 공급한다. 이 증폭기(64)의 출력측에는, A/D 변환기(도시 안됨)가 제공되고, 아날로그의 출력전압이 디지탈의 출력전압으로 변환된다.
상기 증폭회로(61)는 센서 헤드(21)에 대해, 필요한 최소한의 길이의 케이블로 전기적으로 접속된다.
이와 같이, 센서 헤드(21)에 근접하여 증폭회로(61)가 제공됨으로써, 케이블(66)의 부유용량의 영향을 받지 않고, 상기 센서 헤드(21)로 박막의 시트저항치를 안정하게 검출할 수 있다.
또한, 센서 헤드(21)는, 케이블(66)의 부유용량에 의해 영향을 받지 않기 때문에, 상기 케이블(66)의 길이의 제한을 없앨 수 있다. 이로써, 센서 헤드(21)와 상기 센서 헤드(21)에 고주파전력을 인가하기 위한 증폭기(65) 사이의 거리를 자유롭게 설정할 수 있기 때문에, 시트저항 측정기의 자유도, 모니터의 설치장소의 자유도가 증가하여, 기존의 제조라인에 대해 용이하게 시트저항 측정기를 설치하는 인라인화가 가능해진다.
상기한 바와 같이, 센서 헤드(21)를 지지대(71)에 고정한 경우, 증폭회로(61)는 센서 헤드(21)의 하면측 등에 부착될 수 있다.
또한, 상기 실시예 2에서 설명한 바와 같이, 센서 헤드(21)를 로봇 핸드(31)(도7)에 조합시킨 경우, 증폭회로(61)를 로봇 핸드(31)의 핸드부(31a)상에 배치하는 것이 바람직하다. 그러나, 이 경우에서도, 로봇 핸드(31)의 핸드부(31a)의 이면에 증폭회로(61)를 제공하더라도, 그 설치위치에 대해서는 특별히 한정되지 않는다.
그러나, 통상, 반도체 웨이퍼의 제조공정에 시트저항 측정기를 사용한 경우, 시간의 경과에 따라 코일온도가 변동하고, 전압 드리프트가 생겨, 상기 센서 헤드로부터의 출력전압이 변화하고, 결국 시트저항치의 부정확한 검출을 발생시킬 수있다. 예컨대, 도26에 도시한 바와 같이, 시트저항 측정기를 작동시킨 직후의 출력전압과, 약 65시간 후의 출력전압의 차(AV)는 0.079V이다.
따라서, 소정 시간마다 출력전압을 구함으로써, 상기 출력전압이 일정하도록 조정하는 것이 고려된다. 구체적으로는, 제조라인에서 처리되는 박막이 형성되는 반도체기판 중에서, 소정의 개수를 1 로트 단위로 하여, 출력전압을 새롭게 구한다.
상기한 처리에 대해, 도24에 도시한 플로우 챠트를 참조하여 이하에 설명한다. 이 처리에서 사용되는 공진회로를 구성하는 커패시터와 저항은 온도특성이 초정밀한 것을 사용한다. 또, 초정밀한 커패시터는, 온도특성이 0∼70 ppm/℃ 인 마이카 커패시터이고, 초정밀한 저항은, -55℃ ∼ +125℃ 의 범위 내에서 저항온도특성이 0 ±2.5 ppm/℃ 인 금속박 정밀저항이다.
우선, 제조라인에 있는 측정대상물인 반도체 웨이퍼가 없을 때의 출력전압 V0를 측정한다(S1).
다음, 제조라인에 있는 대상물이 있을 때의 출력전압 V1을 측정한다(S2). 여기서는, 제조라인상의 반도체 웨이퍼에 대해 1개씩 시트저항치를 측정한다. 즉, 1 로트마다 초기화가 행하여진다.
계속해서, V0와 V1간의 차(ΔV)를 구한다(S3).
이어서, ΔV에 따라 시트저항을 환산한다(S4).
그리고, S4에서 얻어진 시트저항을 모니터한다(S5).
다음에, 소정 로트수의 반도체 웨이퍼의 시트저항 환산이 행하여지는가 아닌가를 판단한다(S6). 여기서는, 1 로트를 20개의 반도체 웨이퍼로 한다.
S6에 있어서, 소정 로트수의 시트저항 환산이 행해지지 않는다고 판단되면, S2로 이동하여, 나머지의 반도체 웨이퍼의 시트저항을 구한다.
한편, S6에 있어서, 소정 로트수의 시트저항 환산이 행해진다고 판단되면, 제조라인상의 반도체 웨이퍼의 시트저항 검출을 종료하는지 아닌지가 판단된다(S7).
S7에 있어서, 시트저항 검출을 종료하지 않는다고 판단되면, S1으로 이동하여, 새로운 로트의 반도체 웨이퍼의 시트저항을 측정한다.
한편, S7에 있어서, 시트저항 검출을 종료했다고 판단되면, 처리를 종료한다.
이상의 처리에 의하면, 예컨대 도25에 도시한 바와 같이, 측정직후의 출력전압과 약 24시간 후의 출력전압과의 차(ΔV)는 0.027V이고, 변동율은 0.89%이다. 따라서 시간경과에 따른 전압 드리프트에 의한 영향을 받지 않고 거의 일정한 출력전압이 된다.
즉, 상기한 바와 같이, 공진회로에 포함되는 커패시터와 저항을, 온도특성이 초정밀한 소재로 구성함으로써, 상기 공진회로에서의 전압 드리프트를 감소시킬 수 있음이 분명하다.
또한, 상기 처리에서는, 1 로트마다 초기화하는 방법을 채용하고 있지만, 이에 한정되지 않고, 예컨대 소정 시간마다 초기화하는 방법도 유용하다. 이 경우,소정 시간 경과하여, 초기화할 때 대상물이 존재하면, 초기화를 하지 않고, 다음 소정 시간 경과 후에 초기화한다.
이상과 같이, 실시예 1 또는 4에 의하면, 본 발명의 시트저항 측정기를 사용함으로써, 반도체 웨이퍼(101)의 제조에 관한 작업효율을 대폭 향상시킬 수 있다. 또한, 반도체 웨이퍼(101)가 불량, 즉 반도체 웨이퍼(101)상에 형성된 금속박막(15)이 불량이라고 판정된 경우에는, 신속한 궤도수정이 가능해진다.
따라서, 반도체 웨이퍼(101)의 수율 향상, 및 스루풋의 향상을 꾀할 수 있다. 또한, 박막형성의 돌발적인 이상, 시간에 따른 변화를 제어장치(4)의 모니터(4a)에 의해 감시자는 모니터 할 수 있기 때문에, 제조라인에 있어서의 반도체 웨이퍼(101)의 상태를 용이하게 파악할 수 있다.
따라서, 반도체 웨이퍼(101)상에 형성된 금속박막(15)에 대해 스크래칭 및 파손 없이 시트저항을 측정하는 것이 가능해져, Ta 등의 저저항막으로부터 ITO 등의 고저항막의 막질관리를 용이하게 인라인으로 할 수 있고, 그 결과, 일부의 반도체 웨이퍼(101)를 선택하여 검사하는 임의검사 뿐 아니라 전수검사가 가능해진다.
이에 의하여, 반도체 웨이퍼(101)에서 고정밀도의 인라인 검사시스템을 확립할 수 있고, 제조라인상에서 발생하는 반도체 웨이퍼(101)의 불량에 대해 신속한 대응이 가능하게 된다. 그 결과, 특성이 안정한 막질의 금속박막을 반도체 웨이퍼에 형성할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 제1 시트저항 측정기는, 기판상에 형성된 박막의 시트저항을 측정하는 시트저항 측정기에 있어서, 자계를 발생하는 센서 헤드와, 상기 센서 헤드에 대해 상기 기판이 소정의 거리로 배치되었을 때, 상기 센서 헤드에 의해 발생한 자계의 변화량을, 상기 기판상에 형성된 박막의 시트저항으로서 검출하는 시트저항 검출수단을 구비하고, 상기 센서 헤드는, 기판의 한쪽의 면에만 대향하도록 제공되는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 센서 헤드가, 기판의 한쪽의 면에만 대향하도록 제공됨으로써, 예컨대 측정대상이 되는 기판이 제조라인상에 배치된 상태로, 상측 또는 하측의 일측에서 상기 기판상에 형성된 박막의 시트저항을 측정할 수 있다.
이로써, 제조라인상에서 기판상의 박막의 시트저항을 측정할 수 있기 때문에, 종래와 같이, 시트저항을 측정하기 위해 제조라인으로부터 기판을 제거할 필요가 없다. 따라서, 센서 헤드를 기존의 제조공정이나 제조장치에 조합시킬 수 있으므로, 용이하게 인라인화를 실현할 수 있다.
또한, 센서 헤드와 기판은, 기판상의 박막의 시트저항을 측정할 때에는, 각각 소정의 거리를 두고 배치된 상태이기 때문에, 센서 헤드는 기판상의 박막에 접촉하지 않고 상기 박막의 시트저항을 측정할 수 있다.
따라서, 센서 헤드가 기판 또는 기판상의 박막을 스크래치하지 않고, 박막의 시트저항을 측정할 수 있다.
본 발명의 제2 시트저항 측정기는, 상기 제1 시트저항 측정기의 구성의 모든 특징을 포함하고, 센서 헤드는, 도선이 페라이트 등의 자성체에 감긴 코일로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 제1의 시트저항 측정기와 동일한 장점을 갖는다. 또한, 센서 헤드가 페라이트 등의 자성체에 코일을 감은 구조이기 때문에, 센서 헤드의 자속을 동축상으로 고효율로 집중시킬 수 있고, 그 결과, 시트저항 검출의 감도를 향상시킬 수 있다.
더구나, 페라이트와 코일을 적절히 설계함으로써, 센서의 감도를 저하시키지 않고 센서 헤드의 박형화를 꾀할 수 있다.
따라서, 상기한 바와 같이 센서를 박형으로 한 경우, 기판의 제조공정이나 제조장치의 설계의 자유도가 증가한다. 예컨대 제조라인상에서 불량기판을 제거하기 위한 장치인 로봇 핸드에 매립할 수 있다. 이와 같이, 로봇핸드에 센서 헤드를 매립한 경우, 제조라인의 하면에 상기 로봇 핸드를 배치함으로써, 그 위로 반송되는 기판에 대해 시트저항을 측정할 수 있다. 이 때, 시트저항이 불량이라고 판단된 경우에는, 신속히 기판을 제거할 수 있다.
본 발명의 제3 시트저항 측정기는, 상기 제2 시트저항 측정기의 구성에 부가하여, 자성체가 코일에 접촉하지 않도록 배치되는 것을 특징으로 한다.
일반적으로, 자성체에 코일이 접촉하고 있는 경우, 자계를 발생시킬 때에 코일에 교류전류를 흘리면, 코일 뿐만 아니라 자성체에 있어서도 와전류가 흐른다. 이 자성체에 흐르는 와전류에 의해 주울열이 발생하고, 와전류 손실이 발생하여, 코일에서의 와전류 손실에 영향을 주게 되는 문제가 생긴다. 즉, 센서 헤드에서의 와전류 손실은, 코일의 와전류 손실에 자성체의 와전류 손실을 더한 것으로 되어, 박막의 시트저항을 정확히 측정할 수 없는 문제가 생긴다.
따라서, 상기 구성과 같이, 자성체와 코일을 접촉하지 않도록 함으로써, 자계를 발생시킬 때에 코일에 교류전류를 흘린 경우에도, 자성체에 흐르는 와전류를 대폭 감소시킬 수 있다. 이로써, 코일에서의 와전류 손실은, 자성체에 의한 와전류 손실의 영향을 받는 비율이 작게 되기 때문에, 센서 헤드에서의 와전류 손실로부터 시트저항을 정확히 검출할 수 있다.
본 발명의 제4 시트저항 측정기는, 상기 제1 시트저항 측정기의 구성에 부가하여, 센서 헤드는, 도선이 감겨 있는 코일만으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 제1 시트저항 측정기의 작용에 부가하여, 센서 헤드가 코일만의 구조이므로, 페라이트 코어를 코일에 삽입한 경우보다도 온도에 의한 영향을 받기 어려워, 자계의 변화량을 안정적으로 검출할 수 있다.
본 발명의 제5의 시트저항 측정기는, 센서 헤드의 감도 개선을 위해, 상기 제2 또는 제4의 어느 시트저항기의 구성에 부가하여, 도선이 리츠선인 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 본 발명의 제2 또는 제4의 시트저항 측정기 중 어느 하나의 작용에 부가하여, 코일을 구성하는 도선이 리츠선이기 때문에, 코일의 고주파역에서의 교류저항을 감소시켜, 고주파역에서의 표피효과를 감소시킴으로써 상기 코일의 감도를 양호하게 할 수 있다.
본 발명의 제6의 시트저항 측정기는, 제1 또는 제5 중 어느 하나의 구성에 부가하여, 시트저항 검출수단이, 센서 헤드를 구성하는 코일 및 커패시터로 구성된 공진회로를 포함하고, 상기 코일에 교류전압이 공급됨에 의해, 상기 공진회로를 상시 공진상태로 하고, 상기 코일에 소정의 거리까지 박막이 근접하였을 때, 이 코일이 발생하는 자계에 의해 상기 박막에 발생하는 상기 코일의 코일특성 변화중에 포함되는 와전류 손실을 검출하고, 이 와전류 손실을 자계의 변화량으로서 검출하는 것을 특징으로 하고 있다.
상기 구성에 의하면, 제1 또는 제5의 시트저항 측정기의 작용에 부가하여, 시트저항 검출수단은, 자계에 의해 발생하는 박막에서 발생하는 코일의 코일특성 변화중에 포함되는 와전류 손실을 검출하고, 이 와전류 손실을 자계의 변화량으로서 검출하기 때문에, 자계를 직접 검출하는 경우에 비해, 간단히 시트저항을 검출할 수 있다.
이에 의해, 공진회로에서, 전류의 변화를 측정하는 것만으로 충분하기 때문에, 직접 시트저항을 측정하는 것보다 간단하고 용이하게 박막의 시트저항을 검출할 수 있다.
또한, 상기 와전류 손실은, 약간의 자계 변화에 의해서도 발생하기 때문에, 시트저항의 검출 감도를 향상시킬 수 있다.
따라서, ITO 등의 고저항의 박막의 시트저항을 측정하는 경우라도, 고정밀도로 측정할 수 있다.
본 발명의 제7 시트저항 측정기는, 제6 시트저항 측정기의 구성에 부가하여, 시트저항 검출수단은, 상기 코일과 커패시터가 직렬로 접속된 직렬공진회로로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제8 시트저항 측정기는, 제7 시트저항 측정기의 구성에 부가하여,커패시터의 용량을 가변으로 한 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 직렬 공진회로에서의 커패시터의 용량을 가변으로 함으로써, 코일에 인가되는 교류전압에 의한 전압차의 크기를 변화시킬 수 있다. 즉, 커패시터의 용량을 변화시킴으로써, 시트저항 측정기에서의 시트저항 검출감도를 조정할 수 있다.
이와 같이, 커패시터의 용량을 가변으로 함으로써, 시트저항 측정기에서의 시트저항 검출감도를 원하는 목적에 따라 용이하게 조정할 수 있다.
따라서, 시트저항 측정기에서 코일이 교체되더라도, 코일의 특성에 따라, 항상 최대의 시트저항 검출감도로 시트저항을 검출하는 것이 가능해진다.
본 발명의 제9 시트저항 측정기는, 제7 또는 제8 시트저항 측정기의 구성에 부가하여, 시트저항 검출수단은, 코일에 직렬접속된 저항의 양단에 인가되는 교류전압의 변화량을 와전류에 의한 전류손실량으로서 검출하는 것을 특징으로 하고 있다.
상기 구성에 의하면, 제7 또는 제8 시트저항 측정기의 작용에 부가하여, 시트저항 검출수단은 코일에 직렬접속된 저항의 양단에 인가되는 교류전압의 변화량을 와전류에 의한 전류손실량으로서 검출하고, 와전류에 의한 전류손실량을 교류전압변화량으로 변환함으로써, 약간의 와전류의 변화이더라도 교류전압으로 변환한 경우에는 큰 변화량으로 나타낼 수 있다. 이로써, 고저항의 박막과 같이 전류의 변화가 작은 경우라도, 고감도의 시트저항을 검출할 수 있다.
그 결과, 상기 저항의 크기를 변경함으로써, 상기 저항의 양단에 인가되는교류전압의 변화량을 용이하게 조정할 수 있다.
따라서, 약간의 와전류 손실이더라도 상기 저항의 양단에 인가되는 교류전압의 변화량을 크게 할 수 있기 때문에, 와전류 손실이 작은 고저항 박막의 시트저항의 검출도 정밀하게 행할 수 있다.
또한, 고주파 교류전류계는 고가이고, 시중에서 구입하기 어렵기 때문에, 상기한 바와 같이, 회로에 흐르는 전류변화량을 직렬접속한 저항 R=(1kΩ)의 양단에 인가되는 전압(V= R ×I)의 변화량으로 판독함으로써, 구입하기 어렵고 고가인 고주파 교류전류계를 사용할 필요가 없고, 대신 비교적 저렴한 전압계를 사용할 수 있다.
본 발명의 제10 시트저항 측정기는, 제9 시트저항 측정기의 구성에 부가하여, 시트저항 검출수단은, 검출한 교류전압 변화량을 다시 직류전압 변화량으로 환산하는 것을 특징으로 하고 있다.
상기 구성에 의하면, 제9 시트저항 측정기의 작용에 부가하여, 시트저항 검출수단은, 검출한 교류전압 변화량을 다시 직류전압 변화량으로 환산함으로써, 비교적 저렵하고 구입하기 쉬운 디지털 전압계를 이용하여 판독할 수 있기 때문에, 시트저항 측정기를 저렴하게 제조할 수 있다.
본 발명의 제11 시트저항 측정기는, 제9 또는 제10 시트저항 측정기의 구성에 부가하여, 시트저항 검출수단은, 코일의 공진주파수 근방의 주파수역에서의 교류전압 변화량 또는 직류전압 변화량에 따라 시트저항을 검출하는 것을 특징으로 하고 있다.
상기 구성에 의하면, 제9 또는 제10 시트저항 측정기의 시트저항 측정기의 작용에 부가하여, 코일의 공진주파수 근방의 주파수역에서의 교류전압 변화량 또는 직류전압 변화량(이하, 간단히 "전압변화량"이라 칭한다)에 따라 시트저항을 검출함으로써, 이 전압변화량에 따라 미리 작성한 시트저항치 교정 직선을 이용하여 용이하게 시트저항을 측정할 수 있다.
또한, 전압 변화량이 커지면, 이 전압 변화량에 포함되는 시트저항에 대응하는 전압 변화량의 비율도 커져, 고정밀도의 시트저항을 검출할 수 있다.
본 발명의 제12 시트저항 측정기는, 상기 제11 시트저항 측정기의 구성에 부가하여, 시트저항 검출수단은, 상기 교류전압 변화량 또는 직류전압 변화량이 최대일 때의 주파수를 코일의 구동주파수로 설정하는 것을 특징으로 하고 있다.
상기 구성에 의하면, 제11 시트저항 측정기의 작용에 부가하여, 시트저항 검출수단은, 상기 교류전압 변화량 또는 직류전압 변화량이 최대일 때의 주파수를 코일의 구동주파수로 설정함으로써, 시트저항의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 전압변화량은, 공진주파수로부터 수% 벗어난 위치에서 최대로 되고, 이 때의 주파수를 코일의 구동주파수로 설정하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 구동주파수가 설정된 코일을 사용한 시트저항 측정기를 사용하면, 박막의 시트저항을 고감도로 검출할 수 있기 때문에, ITO 등의 고저항의 박막의 시트저항을 검출하는 것이 가능해진다.
본 발명의 제13 시트저항 측정기는, 제6 또는 제12의 시트저항 측정기의 구성에 부가하여, 시트저항 검출수단은, 상기 코일에 대해 박막이 시트저항 측정위치에 없을 때의 교류전압치 또는 직류전압치와, 상기 코일에 대해 박막이 시트저항 측정위치에 있을 때의 교류전압치 또는 직류전압치의 차를 산출하고, 이 교류전압치 또는 직류전압치의 차에 따라, 박막에 의한 와전류 손실을 검출하는 것을 특징으로 하고 있다.
상기 구성에 의하면, 제6 또는 제12 중 어느 하나의 시트저항 측정기의 작용에 부가하여, 코일에 대해 박막이 시트저항 측정위치에 없을 때의 교류전압치 또는 직류전압치와, 상기 코일에 대해 박막이 시트저항 측정위치에 있을 때의 교류전압치 또는 직류전압치의 차를 산출하고, 이 교류전압치 또는 직류전압치의 차에 따라, 박막에 의한 와전류 손실을 검출함으로써, 코일에 대해 박막이 시트저항 측정위치에 없을 때 발생하는 전압 드리프트의 영향을 받지 않게 된다.
예컨대, 상기 교류전압치 또는 직류전압치의 차의 산출을, 이하의 제14 또는 제15 시트저항 측정기와 같은 타이밍으로 함으로써, 장기간에 걸쳐 안정적인 시트저항의 측정을 가능하게 한다.
본 발명의 제14 시트저항 측정기는, 상기 제13 시트저항 측정기의 구성에 부가하여, 시트저항 검출수단은, 박막이 시트저항 소정 위치에 없을 때의 교류전압치 또는 직류전압치의 측정을 소정시간마다 행하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 제15 시트저항 측정기는, 제13 시트저항 측정기의 구성에 부가하여, 시트저항 검출수단은, 박막이 시트저항 측정위치에 없을 때의 교류전압치 또는 직류전압치의 측정을, 소정 개수의 박막의 시트저항 측정종료시 행하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 제16 시트저항 측정기는, 상기 제6 또는 제15 중 어느 하나의 시트저항 측정기의 구성에 부가하여, 코일은, 커패시터의 용량을 변경하여, 상기 코일의 시트저항 검출감도가 최대로 되도록 한 코일의 구동주파수로 조정되는 것을 특징으로 하고 있다.
상기 구성에 의하면, 제6 또는 제15 중 어느 하나의 시트저항 측정기의 작용에 부가하여, 코일을 최적의 구동주파수로 구동시킬 수 있기 때문에, 예컨대, 코일의 특성에 변동이 있더라도, 커패시터의 용량을 변화시킴으로써, 코일의 시트저항 검출감도가 최대로 되도록 조정할 수 있어, 그 결과, 박막의 시트저항을 항상 고감도로 측정할 수 있다.
본 발명의 제17 시트저항 측정기는, 제6 또는 제16 시트저항 측정기 중 어느 하나의 구성에 부가하여, 상기 공진회로에 포함되는 커패시터와 저항은, 온도특성이 초정밀한 소재로 구성되는 것을 특징으로 하고 있다.
상기 구성에 의하면, 제6 또는 제16 중 어느 하나의 시트저항 측정기의 작용에 부가하여, 공진회로에 포함되는 커패시터와 저항은, 온도특성이 초정밀한 소재로 구성됨으로써, 공진회로에서의 전압 드리프트를 저감할 수 있다.
본 발명의 제18 시트저항 측정기는, 제1 또는 제17 중 어느 하나의 시트저항 측정기의 구성에 부가하여, 센서 헤드에 입력되는 신호를 증폭하는 증폭회로가 상기 센서 헤드에 근접하여 제공되는 것을 특징으로 하고 있다.
상기 구성에 의하면, 본 발명의 제1 또는 제17의 어느 시트저항 측정기의 작용에 부가하여, 센서 헤드에 근접하여 증폭회로가 제공됨으로써, 센서 헤드와 시트저항 검출수단을 접속하는 케이블의 부유용량에 영향을 받지 않고, 상기 센서 헤드에 의해 박막의 시트저항치를 안정적으로 검출할 수 있다.
또한, 센서 헤드는, 케이블의 부유용량에 영향을 받지 않기 때문에, 상기 케이블의 길이의 제한을 없앨 수 있다. 이로써, 센서 헤드와 상기 센서 헤드에 고주파전력을 인가하기 위한 시트저항 검출수단을 구성하는 증폭기의 거리를 자유롭게 설정할 수 있기 때문에, 시트저항 측정기의 자유도가 증가하여, 기존의 제조라인에 대해 용이하게 시트저항 측정기를 설치할 수 있게 된다.
본 발명의 제19 시트저항 측정기는, 상기 제1 또는 제18 중 어느 하나의 시트저항 측정기의 구성에 부가하여, 센서 헤드로부터 출력되는 신호를 증폭하는 증폭회로가 상기 센서 헤드에 근접하여 제공되는 것을 특징으로 하고 있다.
상기 구성에 의하면, 상기 제1 또는 제18 중 어느 하나의 시트저항 측정기의 작용에 부가하여, 센서 헤드로부터 출력되는 신호를 증폭하는 증폭회로가 상기 센서 헤드에 근접하여 제공됨으로써, 센서 헤드에서 검출한 신호에 노이즈가 혼입되기 전에 검출신호를 증폭할 수 있다. 이로써, 센서 헤드가 검출한 신호는, 잡음의 영향을 받지 않고 시트저항 검출수단 등의 수신부로 출력할 수 있다.
이 경우에 있어서도, 제18 시트저항 측정기의 작용과 동일하게, 센서 헤드는, 케이블의 부유용량에 영향받지 않기 때문에, 상기 케이블의 길이의 제한을 없앨 수 있다. 따라서, 센서 헤드와 상기 센서 헤드에 고주파전력을 인가하기 위한 시트저항 검출수단을 구성하는 증폭기와의 거리를 자유롭게 설정할 수 있기 때문에, 시트저항 측정기의 자유도가 증가하여, 기존의 제조라인에 대해 용이하게 시트저항 측정기를 설치할 수 있게 된다.
발명의 상세한 설명에 있어서의 구체적인 실시예는, 어디까지나 본 발명의 기술내용을 밝히는 것으로, 그와 같은 구체예로만 한정하여 협의로 해석할 것이 아니라, 본 발명의 정신과 다음에 기재하는 특허청구범위내에서, 여러가지로 변경하여 실시할 수 있는 것이다.

Claims (23)

  1. 기판상에 형성된 박막의 시트저항을 측정하는 시트저항 측정기로서,
    고주파발생회로;
    상기 고주파발생회로에 일단이 접속되고, 상기 고주파발생회로로부터 공급되는 고주파전류에 의해 자계를 발생하는 코일을 포함하는 센서 헤드; 및
    상기 코일의 타단에 접속되고, 상기 센서 헤드에 대하여 상기 기판이 소정의 거리로 배치되었을 때, 상기 코일로부터의 자계에 의해 상기 박막에 발생하고 이 박막에서 소실되는 와전류손을 검출하는 와전류손 검출수단을 포함하여, 상기 와전류손에 기초하여 상기 기판상에 형성된 박막의 시트저항을 검출하는 시트저항 검출수단을 구비하고,
    상기 센서 헤드는 기판의 2개의 면 중 한쪽의 면에만 대향하도록 제공되어 있는 시트저항 측정기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 코일은, 도선이 자성체에 감겨 이루어지는 시트저항 측정기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 자성체가 페라이트인 시트저항 측정기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 와전류손 검출수단은, 상기 코일의 타단으로부터의 변조파로부터 필요한 신호파를 분리하여 상기 와전류손을 구하는 검파회로를 포함하는 시트저항 측정기.
  5. 제2항에 있어서, 상기 자성체는 코일에 접촉하지 않도록 배치되어 있는 시트저항 측정기.
  6. 제1항에 있어서, 상기 코일은, 감겨진 도선만으로 이루어지는 시트저항 측정기.
  7. 제2항 또는 제6항에 있어서, 상기 도선은 리츠선인 시트저항 측정기.
  8. 제1항에 있어서, 상기 와전류손 검출수단은, 상기 센서 헤드의 코일과 공진회로를 이루는 커패시터를 갖고,
    상기 코일에 공급되는 고주파전류에 의해, 상기 공진회로를 상시 공진상태로 하고,
    상기 코일에 소정의 거리까지 박막이 근접하였을 때, 상기 코일이 발생하는 자계에 의해 상기 박막에 발생하는 상기 코일의 특성변화 중에 포함되는 상기 와전류손을 검출하는 시트저항 측정기.
  9. 제8항에 있어서, 상기 공진회로는, 상기 코일과 커패시터가 직렬로 접속된 직렬 공진회로로 이루어지는 것을 특징으로 하는 시트저항 측정기.
  10. 제9항에 있어서, 상기 커패시터의 용량은 가변인 시트저항 측정기.
  11. 제9항에 있어서, 상기 공진회로는, 상기 커패시터에 직렬 접속된 저항을 더 포함하고, 상기 저항의 양단에 인가되는 교류전압의 변화량을, 상기 와전류손으로서 검출하는 시트저항 측정기.
  12. 제11항에 있어서, 상기 시트저항 검출수단은 검출한 교류전압 변화량을 동등한 직류전압 변화량으로 환산하는 시트저항 측정기.
  13. 제11항에 있어서, 상기 시트저항 검출수단은 상기 코일의 공진주파수 근방의 주파수역에서의 교류전압 변화량 또는 직류전압 변화량에 기초하여 시트저항을 검출하는 시트저항 측정기.
  14. 제13항에 있어서, 상기 시트저항 검출수단은 상기 교류전압 변화량 또는 직류전압 변화량이 최대일 때의 주파수를 코일의 구동주파수로서 설정하는 시트저항 측정기.
  15. 제8항에 있어서, 상기 시트저항 검출수단은, 상기 코일에 대해 박막이 시트저항 측정위치에 없을 때의 교류전압치 또는 직류전압치와, 상기 코일에 대하여 박막이 시트저항 측정위치에 있을 때의 교류전압치 또는 직류전압치 사이의 차를 산출하여, 상기 교류전압치들 또는 직류전압치들 사이의 차에 따라, 박막에 의한 와전류 손을 검출하는 시트저항 측정기.
  16. 제15항에 있어서, 상기 시트저항 검출수단은, 박막이 시트저항 측정위치에 없을 때의 교류전압치 또는 직류전압치의 측정을, 소정시간 마다 행하는 시트저항 측정기.
  17. 제15항에 있어서, 상기 시트저항 검출수단은 박막이 시트저항 측정위치에 없을 때의 교류전압치 또는 직류전압치의 측정을, 소정개수의 박막에서 시트저항 측정이 실행될 때마다 행하는 시트저항 측정기.
  18. 제8항에 있어서, 상기 코일은 커패시터의 용량을 변경하여, 상기 코일의 시트저항 검출감도가 최대로 되도록 한 코일의 구동주파수로 조정되어 있는 시트저항 측정기.
  19. 제8항에 있어서, 상기 공진회로는 저항을 더 포함하고, 상기 공진 회로에 포함된 커패시터와 상기 저항은 온도특성이 초정밀한 소재로 제조되는 시트저항 측정기.
  20. 제19항에 있어서, 상기 커패시터는, 온도특성이 0∼70 ppm/℃의 마이카 커패시터인 시트저항 측정기.
  21. 제19항에 있어서, 상기 저항은, -55 ~ +125℃의 범위내에서 저항온도특성이 0 ±2.5 ppm/℃의 금속박 정밀저항인 시트저항 측정기.
  22. 제1항에 있어서, 상기 센서 헤드에 입력되는 신호를 증폭하는 증폭회로가 상기 센서 헤드에 근접하여 제공되는 시트저항 측정기.
  23. 제1항에 있어서, 상기 센서 헤드로부터 출력되는 신호를 증폭하는 증폭회로가 상기 센서 헤드에 근접하여 제공되는 시트저항 측정기.
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