JPH0650803A - ウエハ自動秤量システム - Google Patents
ウエハ自動秤量システムInfo
- Publication number
- JPH0650803A JPH0650803A JP20522592A JP20522592A JPH0650803A JP H0650803 A JPH0650803 A JP H0650803A JP 20522592 A JP20522592 A JP 20522592A JP 20522592 A JP20522592 A JP 20522592A JP H0650803 A JPH0650803 A JP H0650803A
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- Japan
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- mass
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 浮力差の影響を受けることなく、ウエハの質
量を正確に、かつ、自動的に測定することができ、生産
ライン上等において成膜前後の質量差に基づきその膜厚
を高精度の測定することのできるシステムを提供する。 【構成】 電子天びん機構と、その秤量皿上にウエハを
１枚ずつ載せ降ろしするハンドリング機構と、質量既知
の基準ウエハを載置する載置部と、その基準ウエハの質
量を記憶し、各部を制御する制御部を設け、所定枚数の
被測定ウエハの秤量ごとに基準ウエハを秤量し、その秤
量結果と既知質量を用いて被測定ウエハの秤量結果を補
正するように構成する。
量を正確に、かつ、自動的に測定することができ、生産
ライン上等において成膜前後の質量差に基づきその膜厚
を高精度の測定することのできるシステムを提供する。 【構成】 電子天びん機構と、その秤量皿上にウエハを
１枚ずつ載せ降ろしするハンドリング機構と、質量既知
の基準ウエハを載置する載置部と、その基準ウエハの質
量を記憶し、各部を制御する制御部を設け、所定枚数の
被測定ウエハの秤量ごとに基準ウエハを秤量し、その秤
量結果と既知質量を用いて被測定ウエハの秤量結果を補
正するように構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はウエハの自動秤量システ
ムに関し、特に、生産ラインにおいて成膜前後のウエハ
の秤量結果に基づいてその膜厚を測定するような精密測
定に適した自動秤量システムに関する。
ムに関し、特に、生産ラインにおいて成膜前後のウエハ
の秤量結果に基づいてその膜厚を測定するような精密測
定に適した自動秤量システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】ウエハ表面に成膜された薄膜の厚さを測
定する方法として、従来、光学的方法によるもの、渦電
流を利用する方法、あるいは精密天びんを用いて成膜前
後にウエハの質量を測定して、その差から膜厚を算出す
る方法が知られている。
定する方法として、従来、光学的方法によるもの、渦電
流を利用する方法、あるいは精密天びんを用いて成膜前
後にウエハの質量を測定して、その差から膜厚を算出す
る方法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】以上の各方法のうち、
光学的方法は、膜の材質が透過光を利用できるものに限
定され、渦電流を用いる方法は高精度の測定ができない
という欠点がある。また、この両者の方法では、いずれ
も、局部的な膜厚を測定することから、凹凸のある膜の
平均膜厚を求める必要のある生産ラインには適していな
い。
光学的方法は、膜の材質が透過光を利用できるものに限
定され、渦電流を用いる方法は高精度の測定ができない
という欠点がある。また、この両者の方法では、いずれ
も、局部的な膜厚を測定することから、凹凸のある膜の
平均膜厚を求める必要のある生産ラインには適していな
い。
【０００４】また、精密天びんを用いて成膜前後の質量
を測定する方法は、平均膜厚を求めるには適している
が、生産ライン上で用いる場合には測定の自動化が不可
欠であるとともに、極めて正確にウエハ質量を測定する
必要がある。
を測定する方法は、平均膜厚を求めるには適している
が、生産ライン上で用いる場合には測定の自動化が不可
欠であるとともに、極めて正確にウエハ質量を測定する
必要がある。
【０００５】ところで、高精度の天びんを用いて正確に
ウエハ質量を測定するためには、ある程度頻繁に感度校
正を行う必要がある。一方、測定の自動化の要求を満た
すためにはウエハの天びんへの載せ降ろし機構を設ける
必要があるばかりでなく、上記の感度校正のためには分
銅の加除機構を設ける必要があって、装置が大がかりな
ものとなるとともに、以下に示すような問題が生じる。
ウエハ質量を測定するためには、ある程度頻繁に感度校
正を行う必要がある。一方、測定の自動化の要求を満た
すためにはウエハの天びんへの載せ降ろし機構を設ける
必要があるばかりでなく、上記の感度校正のためには分
銅の加除機構を設ける必要があって、装置が大がかりな
ものとなるとともに、以下に示すような問題が生じる。
【０００６】すなわち、通常の基準分銅の材料としてに
用いられるステンレスないしは真鍮の比重約８．０とウ
エハの比重約２．７との差が大きく、気圧や気温の変化
によって両者に浮力差が生じることになる。例えば質量
約２５ｇの６インチのウエハと、比重８．０の同質量の
分銅とは、空気中における浮力差は約８ｍｇあり、気温
が１０°Ｃ変化すると、この浮力差は約０．３ｍｇ変化
する。このため、分銅による校正では、成膜前後の質量
差を求めるような正確な測定ができない、という問題が
ある。
用いられるステンレスないしは真鍮の比重約８．０とウ
エハの比重約２．７との差が大きく、気圧や気温の変化
によって両者に浮力差が生じることになる。例えば質量
約２５ｇの６インチのウエハと、比重８．０の同質量の
分銅とは、空気中における浮力差は約８ｍｇあり、気温
が１０°Ｃ変化すると、この浮力差は約０．３ｍｇ変化
する。このため、分銅による校正では、成膜前後の質量
差を求めるような正確な測定ができない、という問題が
ある。
【０００７】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
ので、生産ライン上において、ウエハの質量を正確に、
しかも自動的に測定することができ、成膜前後の質量差
からその膜厚を高精度に測定することのできるウエハ自
動秤量システムの提供を目的としている。
ので、生産ライン上において、ウエハの質量を正確に、
しかも自動的に測定することができ、成膜前後の質量差
からその膜厚を高精度に測定することのできるウエハ自
動秤量システムの提供を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のウエハ自動秤量システムは、電子天びん機
構と、この電子天びん機構の秤量皿上にウエハを１枚ず
つ載せ降ろしするハンドリング機構と、質量既知の基準
ウエハを載置するための基準ウエハ載置部と、その基準
ウエハの質量値を記憶し、かつ、電子天びん機構および
ハンドリング機構を制御する制御部を有し、制御部から
の指令に基づくハンドリング機構の動作により、電子天
びん機構であらかじめ設定された枚数の被測定ウエハを
秤量するごとに、基準ウエハを秤量するよう構成されて
いるとともに、基準ウエハを秤量後、次回に基準ウエハ
を秤量するまでの間、その秤量結果とその質量値を用い
て被測定ウエハの秤量結果を補正するよう構成されてい
ることによって特徴づけられる。
め、本発明のウエハ自動秤量システムは、電子天びん機
構と、この電子天びん機構の秤量皿上にウエハを１枚ず
つ載せ降ろしするハンドリング機構と、質量既知の基準
ウエハを載置するための基準ウエハ載置部と、その基準
ウエハの質量値を記憶し、かつ、電子天びん機構および
ハンドリング機構を制御する制御部を有し、制御部から
の指令に基づくハンドリング機構の動作により、電子天
びん機構であらかじめ設定された枚数の被測定ウエハを
秤量するごとに、基準ウエハを秤量するよう構成されて
いるとともに、基準ウエハを秤量後、次回に基準ウエハ
を秤量するまでの間、その秤量結果とその質量値を用い
て被測定ウエハの秤量結果を補正するよう構成されてい
ることによって特徴づけられる。
【０００９】
【作用】電子天びん機構の校正を、分銅を用いずに、被
測定ウエハと同等の質量既知のウエハを用いることによ
り、電子天びん機構に対してウエハを載せ降ろしするハ
ンドリング機構を、校正質量の加除機構に兼用させるこ
とができる。
測定ウエハと同等の質量既知のウエハを用いることによ
り、電子天びん機構に対してウエハを載せ降ろしするハ
ンドリング機構を、校正質量の加除機構に兼用させるこ
とができる。
【００１０】また、基準ウエハの秤量結果およびその既
知質量から被測定ウエハの秤量結果を補正することで、
浮力の差を考慮する必要がなくなり、所期の目的を達成
できる。
知質量から被測定ウエハの秤量結果を補正することで、
浮力の差を考慮する必要がなくなり、所期の目的を達成
できる。
【００１１】
【実施例】図１は本発明実施例の平面図で、図２はその
Ａ−Ａ矢視図である。架台１上に電子天びん２と、この
電子天びん２の全体を収容し、かつ、扉３ａを備えた秤
量室３、ウエハハンドリング装置４、カセット載置台
５、およびパーソナルコンピュータ６が載せられてい
る。そして、秤量室３の天井面に基準ウエハ載置部７が
設けられている。
Ａ−Ａ矢視図である。架台１上に電子天びん２と、この
電子天びん２の全体を収容し、かつ、扉３ａを備えた秤
量室３、ウエハハンドリング装置４、カセット載置台
５、およびパーソナルコンピュータ６が載せられてい
る。そして、秤量室３の天井面に基準ウエハ載置部７が
設けられている。
【００１２】ウエハハンドリング装置４は水平方向およ
び鉛直方向に変位することができる公知のハドリングロ
ボットで、カセット載置台５上に置かれたカセット内の
被測定ウエハと、基準ウエハ載置部７上の基準ウエハＲ
のいずれかを、１枚ずつ把持して電子天びん２の秤量皿
２ａに対して載せ降ろしすることができる。
び鉛直方向に変位することができる公知のハドリングロ
ボットで、カセット載置台５上に置かれたカセット内の
被測定ウエハと、基準ウエハ載置部７上の基準ウエハＲ
のいずれかを、１枚ずつ把持して電子天びん２の秤量皿
２ａに対して載せ降ろしすることができる。
【００１３】秤量室３の扉３ａはシリンダ３ｂの駆動に
よって開閉され、このシリンダ３ｂとウエハハンドリン
グ装置４、および電子天びん２は、パーソナルコンピュ
ータ６からの指令によってシーケンシャルに制御される
ように構成されている。
よって開閉され、このシリンダ３ｂとウエハハンドリン
グ装置４、および電子天びん２は、パーソナルコンピュ
ータ６からの指令によってシーケンシャルに制御される
ように構成されている。
【００１４】パーソナルコンピュータ６は、あらかじめ
基準ウエハＲの質量値ＷR を記憶しているとともに、電
子天びん２による被測定ウエハの秤量結果は順次このパ
ーソナルコンピュータ６内に記憶されていくが、この秤
量結果は以下に示すように基準ウエハＲの質量値とその
秤量結果によって補正される。
基準ウエハＲの質量値ＷR を記憶しているとともに、電
子天びん２による被測定ウエハの秤量結果は順次このパ
ーソナルコンピュータ６内に記憶されていくが、この秤
量結果は以下に示すように基準ウエハＲの質量値とその
秤量結果によって補正される。
【００１５】図３はパーソナルコンピュータ６のプログ
ラムに基づく各部の動作手順を示すフローチャートで、
以下、この図を参照しつつ本発明実施例の作用を述べ
る。スタート指令を与えると、秤量室３の扉３ａが開か
れた後、ハンドリング機構４によって基準ウエハＲが取
り出されて電子天びん２の秤量皿２ａ上に載せられる。
その状態で扉３ａが閉じられて基準ウエハＲの質量が測
定され、その測定結果Ｗ1 がパーソナルコンピュータ６
に記憶される。その後、扉３ａが開かれ、ハンドリング
装置４によって基準ウエハＲが基準ウエハ載置部７上に
戻される。
ラムに基づく各部の動作手順を示すフローチャートで、
以下、この図を参照しつつ本発明実施例の作用を述べ
る。スタート指令を与えると、秤量室３の扉３ａが開か
れた後、ハンドリング機構４によって基準ウエハＲが取
り出されて電子天びん２の秤量皿２ａ上に載せられる。
その状態で扉３ａが閉じられて基準ウエハＲの質量が測
定され、その測定結果Ｗ1 がパーソナルコンピュータ６
に記憶される。その後、扉３ａが開かれ、ハンドリング
装置４によって基準ウエハＲが基準ウエハ載置部７上に
戻される。
【００１６】次に、カセット載置台５上に置かれたカセ
ット内のウエハがハンドリング装置４によって１枚ずつ
取り出され、電子天びん２の秤量皿２ａ上に載せられ
る。その状態で扉３ａが閉じられてそのウエハの質量が
測定され、その測定結果Ｗ2 がパーソナルコンピュータ
６に転送される。パーソナルコンピュータ６では、その
測定結果Ｗ2 を、基準ウエハＲの測定結果Ｗ1 およびそ
の質量値ＷR を用いて、 Ｗ＝Ｗ2 ×ＷR ／Ｗ1 によって補正し、その補正後の値Ｗをそのウエハの質量
として記憶する。
ット内のウエハがハンドリング装置４によって１枚ずつ
取り出され、電子天びん２の秤量皿２ａ上に載せられ
る。その状態で扉３ａが閉じられてそのウエハの質量が
測定され、その測定結果Ｗ2 がパーソナルコンピュータ
６に転送される。パーソナルコンピュータ６では、その
測定結果Ｗ2 を、基準ウエハＲの測定結果Ｗ1 およびそ
の質量値ＷR を用いて、 Ｗ＝Ｗ2 ×ＷR ／Ｗ1 によって補正し、その補正後の値Ｗをそのウエハの質量
として記憶する。
【００１７】このようにしてカセット内のウエハをあら
かじめ設定された枚数だけ秤量すると、前記と同様にし
て基準ウエハＲの質量が測定され、基準ウエハＲの測定
結果Ｗ1 が更新され、以下、同様にして被測定ウエハの
測定と、その測定結果の補正演算およびその補正後の値
の記憶が実行されていく。
かじめ設定された枚数だけ秤量すると、前記と同様にし
て基準ウエハＲの質量が測定され、基準ウエハＲの測定
結果Ｗ1 が更新され、以下、同様にして被測定ウエハの
測定と、その測定結果の補正演算およびその補正後の値
の記憶が実行されていく。
【００１８】以上の動作により、電子天びん２の感度が
多少ずれても、基準ウエハＲの質量測定結果およびその
真の質量に基づく補正演算により、各ウエハの質量測定
結果には電子天びん２の感度変化の影響が及ばない。ま
た、基準ウエハＲの質量測定による補正により、分銅を
用いた感度構成や補正を行う場合に比して浮力差の影響
が及ばず、従ってパーソナルコンピュータ６には常に正
確なウエハ質量が格納されていくことになる。
多少ずれても、基準ウエハＲの質量測定結果およびその
真の質量に基づく補正演算により、各ウエハの質量測定
結果には電子天びん２の感度変化の影響が及ばない。ま
た、基準ウエハＲの質量測定による補正により、分銅を
用いた感度構成や補正を行う場合に比して浮力差の影響
が及ばず、従ってパーソナルコンピュータ６には常に正
確なウエハ質量が格納されていくことになる。
【００１９】以上のような測定動作を、ウエハに対する
成膜の前後において実行し、両者の差を算出することに
より、成膜による質量増加量、ひいてはウエハ上の平均
膜厚が高精度に求められる。
成膜の前後において実行し、両者の差を算出することに
より、成膜による質量増加量、ひいてはウエハ上の平均
膜厚が高精度に求められる。
【００２０】なお、以上の実施例では、何枚かの被測定
ウエハの秤量ごとに基準ウエハＲを秤量するようにして
いるが、一枚ごとに基準ウエハＲの秤量を行うようにし
てもよい。
ウエハの秤量ごとに基準ウエハＲを秤量するようにして
いるが、一枚ごとに基準ウエハＲの秤量を行うようにし
てもよい。
【００２１】また、以上の実施例では、基準ウエハＲの
既知質量値と各回の質量測定結果を用いてパーソナルコ
ンピュータ６において被測定ウエハの質量測定結果を補
正したが、基準ウエハＲの既知質量と質量測定結果を用
いて、電子天びん２の感度校正を行うようにしてもよ
い。この場合、上記した補正演算は実質的に電子天びん
２内で行われることになり、パーソナルコンピュータ６
における補正演算は不要となる。
既知質量値と各回の質量測定結果を用いてパーソナルコ
ンピュータ６において被測定ウエハの質量測定結果を補
正したが、基準ウエハＲの既知質量と質量測定結果を用
いて、電子天びん２の感度校正を行うようにしてもよ
い。この場合、上記した補正演算は実質的に電子天びん
２内で行われることになり、パーソナルコンピュータ６
における補正演算は不要となる。
【００２２】更に、基準ウエハＲの質量測定結果が、そ
の既知質量値に対してある限度を越えて相違している場
合には、システムの異常として警報等を発するように構
成してもよい。
の既知質量値に対してある限度を越えて相違している場
合には、システムの異常として警報等を発するように構
成してもよい。
【００２３】すなわち、この場合、基準ウエハＲを秤量
するごとに、その秤量結果と既知質量との相違が、あら
かじめ設定された許容範囲内にあるか否かを判別し、許
容範囲内である場合には、前述した実施例と同様に、被
測定ウエハの秤量を行ってその秤量結果を同様にして補
正するとともに、許容範囲を越えている場合には、以下
の被測定ウエハの秤量並びにその補正を行わずに、警報
出力を発するように構成する。これにより、基準ウエハ
Ｒの秤量時における動作の異常や、電子天びん自体の異
常等があっても、誤った測定結果が蓄積されることがな
くなり、システムの信頼性が向上する。
するごとに、その秤量結果と既知質量との相違が、あら
かじめ設定された許容範囲内にあるか否かを判別し、許
容範囲内である場合には、前述した実施例と同様に、被
測定ウエハの秤量を行ってその秤量結果を同様にして補
正するとともに、許容範囲を越えている場合には、以下
の被測定ウエハの秤量並びにその補正を行わずに、警報
出力を発するように構成する。これにより、基準ウエハ
Ｒの秤量時における動作の異常や、電子天びん自体の異
常等があっても、誤った測定結果が蓄積されることがな
くなり、システムの信頼性が向上する。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
測定すべきウエハと同等の基準ウエハを基準質量として
用い、この基準ウエハを被測定ウエハ群の測定の間に逐
次秤量して、各被測定ウエハの秤量結果を補正するの
で、電子天びんに対して被測定ウエハを載せ降ろしする
ハンドリング機構をそのまま用いて基準質量の載せ降ろ
しを行うことができ、装置を大型化することなく自動的
にウエハの質量測定を行うことができ、特に生産ライン
で用いるのに適したウエハ秤量システムとなる。
測定すべきウエハと同等の基準ウエハを基準質量として
用い、この基準ウエハを被測定ウエハ群の測定の間に逐
次秤量して、各被測定ウエハの秤量結果を補正するの
で、電子天びんに対して被測定ウエハを載せ降ろしする
ハンドリング機構をそのまま用いて基準質量の載せ降ろ
しを行うことができ、装置を大型化することなく自動的
にウエハの質量測定を行うことができ、特に生産ライン
で用いるのに適したウエハ秤量システムとなる。
【００２５】また、基準分銅に代えて基準ウエハを用い
た補正を行うことから、基準質量体と被測定物との浮力
差が実質的に０となり、温度変化に応じて変化する空気
に対する浮力差による誤差の極めて少ない高精度の質量
測定を行うことができ、成膜前後のウエハの平均膜厚を
正確に求めることが可能となった。
た補正を行うことから、基準質量体と被測定物との浮力
差が実質的に０となり、温度変化に応じて変化する空気
に対する浮力差による誤差の極めて少ない高精度の質量
測定を行うことができ、成膜前後のウエハの平均膜厚を
正確に求めることが可能となった。
【図１】本発明実施例の平面図
【図２】そのＡ−Ａ矢視図
【図３】本発明実施例のパーソナルコンピュータ６のプ
ログラムに基づく各部の動作手順を示すフローチャート
ログラムに基づく各部の動作手順を示すフローチャート
【符号の説明】 １ 架台 ２ 電子天びん ２ａ 秤量皿 ３ 秤量室 ３ａ 扉 ４ ウエハハンドリング装置 ５ カセット載置台 ６ パーソナルコンピュータ ７ 基準ウエハ載置部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河本 晟 京都府京都市中京区西ノ京桑原町１番地 株式会社島津製作所三条工場内
Claims (1)
- 【請求項１】 電子天びん機構と、この電子天びん機構
の秤量皿上にウエハを１枚ずつ載せ降ろしするハンドリ
ング機構と、質量既知の基準ウエハを載置するための基
準ウエハ載置部と、その基準ウエハの質量値を記憶し、
かつ、上記電子天びん機構およびハンドリング機構を制
御する制御部を有し、上記制御部からの指令に基づく上
記ハンドリング機構の動作により、上記電子天びん機構
であらかじめ設定された枚数の被測定ウエハを秤量する
ごとに、上記基準ウエハを秤量するよう構成されている
とともに、上記基準ウエハを秤量後、次回に基準ウエハ
を秤量するまでの間、その秤量結果とその質量値を用い
て被測定ウエハの秤量結果を補正するよう構成されてい
ることを特徴とするウエハ自動秤量システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4205225A JP2576338B2 (ja) | 1992-07-31 | 1992-07-31 | ウエハ自動秤量システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4205225A JP2576338B2 (ja) | 1992-07-31 | 1992-07-31 | ウエハ自動秤量システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0650803A true JPH0650803A (ja) | 1994-02-25 |
| JP2576338B2 JP2576338B2 (ja) | 1997-01-29 |
Family
ID=16503486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4205225A Expired - Fee Related JP2576338B2 (ja) | 1992-07-31 | 1992-07-31 | ウエハ自動秤量システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2576338B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0859406A3 (en) * | 1997-02-14 | 1999-06-02 | Applied Materials, Inc. | Permanently mounted reference sample for a substrate measurement tool |
| JP2010540951A (ja) * | 2007-10-04 | 2010-12-24 | メトリックス・リミテッド | 半導体ウェハ計測装置および方法 |
| JP2011514006A (ja) * | 2008-03-11 | 2011-04-28 | メトリックス・リミテッド | 半導体ウェハモニタリング装置および方法 |
| JP2016537641A (ja) * | 2013-09-04 | 2016-12-01 | メトリックス・リミテッドＭｅｔｒｙｘ Ｌｉｍｉｔｅｄ | 半導体ウェハの質量に関する情報を判定するための方法および装置 |
| CN111879384A (zh) * | 2020-08-20 | 2020-11-03 | 大连运明自动化技术有限公司 | 一种自动气体称重系统及称重方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05149741A (ja) * | 1991-11-28 | 1993-06-15 | Mitsubishi Electric Corp | 自動薄膜計測装置 |
-
1992
- 1992-07-31 JP JP4205225A patent/JP2576338B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH05149741A (ja) * | 1991-11-28 | 1993-06-15 | Mitsubishi Electric Corp | 自動薄膜計測装置 |
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| US9228886B2 (en) | 2007-10-04 | 2016-01-05 | Metryx Limited | Semiconductor wafer weight metrology apparatus |
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| US9349624B2 (en) | 2008-03-11 | 2016-05-24 | Metryx Limited | Semiconductor wafer monitoring apparatus and method |
| JP2016537641A (ja) * | 2013-09-04 | 2016-12-01 | メトリックス・リミテッドＭｅｔｒｙｘ Ｌｉｍｉｔｅｄ | 半導体ウェハの質量に関する情報を判定するための方法および装置 |
| CN111879384A (zh) * | 2020-08-20 | 2020-11-03 | 大连运明自动化技术有限公司 | 一种自动气体称重系统及称重方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2576338B2 (ja) | 1997-01-29 |
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