JP3422799B2

JP3422799B2 - 膜厚測定装置、基板処理方法並びに基板処理装置

Info

Publication number: JP3422799B2
Application number: JP55519199A
Authority: JP
Inventors: 吉典丸茂; 輝幸林
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1998-05-01
Filing date: 1999-04-28
Publication date: 2003-06-30
Anticipated expiration: 2019-04-28
Also published as: US6331890B1; KR20010014319A; TW382651B; WO1999057509A1

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は、半導体ウエハ等の基板の表面に形成された
薄膜の厚さを測定する膜厚測定装置並びに膜厚測定機能
を備えた基板処理方法並びに基板処理装置に関する。

背景技術一般に、集積回路等の半導体デバイスを製造するため
には、半導体ウエハに対して成膜処理やエッチング処理
等を繰り返しながら所望の回路素子を微細加工で形成し
て行く。近年の技術発達に伴って、半導体デバイスにお
いても、記憶容量の大容量化及びマイクロプロセッサ等
における処理速度の高速化が益々要求されており、この
ため、デバイスの更なる高集積化、高微細化が求められ
ている。

このような状況下において、各種の成膜の膜厚コント
ロールにも高い精度が要求されるようになってきてい
る。例えば、マイクロプロセッサに使用されるトランジ
スタのゲート酸化膜に例をとれば、従来においてはゲー
ト酸化膜を形成する熱酸化膜の厚みを例えば20nmとすれ
ば、その厚みの許容範囲は±0.5nm程度でも特性上問題
は生じなかった。しかし、次世代デバイスにおいては3n
m以下の極めて薄い膜厚が要求され、このように極めて
薄い膜厚の場合には、許容される膜厚の偏差は±0.05nm
を下回り、極めて精度の高い膜厚のコントロールが要求
されている。

薄膜化することによって生じる問題の１つとして膜厚
の測定技術が存在する。例えば、半導体ウエハに所定の
膜厚の薄膜を形成した後に、これを同じ膜厚測定装置で
測定すると、時間が経過するに従って、膜厚の測定値が
次第に大きくなってしまって、実際の膜厚がわからなく
なるという問題が生ずる。例えば、半導体ウエハ上に10
nmの熱酸化膜を形成し、成膜後のウエハをクリーンルー
ム中に放置してこの放置時間を長くしていった時の膜厚
を適宜測定すると、図17に示すような結果が得られた。
図17は、横軸に成膜から膜厚測定までの放置時間（分）
をとり、縦軸に測定膜厚（nm）をとって、放置時間の測
定膜厚に及ぼす影響につき調べた結果を示す特性グラフ
である。図中にて白四角プロットは楕円偏光法膜厚測定
装置（FEIII）の結果を示す。この半導体ウエハ表面上
の薄膜の膜厚測定値の時間依存性を示す。図17から明ら
かなように、成膜後、３分経過した時の測定値は略10nm
で良好な値を示しているが、成膜後、30分経過した時の
測定値は略10.1nmに増加し、更に300分後には略10.3nm
に増加している。

このように、±0.05nm程度の膜厚測定変動しか許され
ない次世代デバイスを適性に評価することができない。

このような膜厚測定値の変動要因の一つとして、膜厚
測定空間の雰囲気中の有機物が時間の経過とともに、膜
の表面に吸着することが考えられている。この吸着を防
ぐために、膜厚測定空間を外気と遮断するエリア内に設
け、この空間を窒素ガス等の不活性ガスを満たすこと
が、例えば、特開平10−82631号により知られている。

この技術では、測定空間の雰囲気を不活性ガスで置換
する必要があるために、測定する半導体ウエハを搬入出
するたびに大量のガスを消費してしまい不経済で・。ま
た、使用するガスの種類によっては、安全面についての
取扱いが面倒である。

このために、不活性ガスを使用しない技術として、測
定空間を減圧状態に真空ポンプで排気する技術が知られ
ている。しかし、この技術では、測定空間内に配置され
る各種の駆動機構、例えば、搬送手段の駆動部分に特殊
な潤滑油、例えば、真空グリースを用いなければなら
ず、設備コストの増大となる。

従って、本発明の第１の目的は、測定空間内への不活
性ガスの導入や真空排気の必要がなく、基板に形成され
た膜の厚さを高精度に測定することがでる膜厚測定装置
を提供することである。

また、本発明の他の目的は、基板に形成された膜の厚
さを高精度に測定できると共に、この測定された膜厚の
実質的な変動がなく、基板への次の処理が可能な基板の
処理装置を提供することである。

発明の開示本発明者らは、膜厚測定値の変動要因を鋭意研究した
結果、雰囲気ガス中の不純物、特に水分やハイドロカー
ボン等が基板、例えば、半導体ウエハに形成された膜の
表面に付着することにより、この膜の厚さの測定値が変
動する、という知見を得ることにより本発明に至ったも
のである。

本発明の第１の態様に係わる膜厚測定装置は、内部を
外気から実質的に遮断するハウジングと、薄膜が形成さ
れた複数の基板を収納したカセットが載置される導入ス
テージと、前記ハウジング内に配置され、前記薄膜の膜
厚を測定するために基板が載置される測定ステージと、
前記ハウジング内に配置され、前記カセット中と前記測
定ステージ上との間で前記基板を搬送する搬送機構と、
前記ハウジング内に配置され、前記測定ステージ上の基
板の薄膜に向けて測定波を射出し、薄膜からの反射波お
よび放射波のうちの少なくとも一方を検出し、この検出
情報に基づき薄膜の厚さを非接触に測定する膜厚測定機
構と、前記ハウジングに設けられ、少なくとも前記測定
ステージへ、外気からガス状有機物を捕捉除去して外気
を供給するフィルタ機構とを具備している。

上記装置においては、測定ステージ上では基板の周囲
雰囲気に清浄ガスを供給しているので、成膜後に長時間
経過した薄膜の膜厚を測定する場合においても、膜厚測
定値の経時変化を低減することができる。また、基板
は、導入ステージから測定ステージに至るまで外気から
遮断された状態で搬送されることが好ましい。上記膜厚
測定手段は、測定波を射出する光源と、反射波を検出す
る検出器と、を具備し、さらに、前記光源及び検出器を
それぞれ取り囲み、前記光源及び検出器から発生するガ
スを排気する第２の排気ダクトを具備することが好まし
い。このようにすれば、第２の排気ダクトにより光源及
び検出器から発生するガスをそれぞれ排気するので、測
定ステージ上の基板の周囲雰囲気はさらに清浄化され、
膜厚測定値の経時変化がさらに低減できる。

代わって、上記膜厚測定手段は、光源と、この光源か
ら射出された光を直線偏光する偏光子と、この直線偏光
を楕円偏光として薄膜に向けて斜めに入射させる1/4波
長板と、薄膜の表面から反射される第１楕円偏光と薄膜
の基底面から反射される第２楕円偏光とを検出する検出
部と、この検出部で検出した第１及び第２の楕円偏光の
位相差角と振幅比角とを読み取る機構と、読み取った位
相差角と振幅比角とに基づき膜厚を求める機構とを具備
する楕円偏光解析装置により構成されることが好まし
い。このような装置においては、楕円偏光解析装置（エ
リプソメータ）を用いるため、上記第２の排気ダクトを
設けるのが好ましい。

上記膜厚測定手段は、被測定膜にＸ線を照射するＸ線
源と、被測定膜から放出される光電子の数を各エネルギ
レベルごとにカウントする機構と、得られた光電子の数
に基づき膜厚を求める機構とを有する光電子分光装置に
より構成されることが好ましい。

上記フィルタ機構は、クリーンルームからのエアを吸
入するファンと、ガス状有機物を捕捉するケミカルフィ
ルタと、ULPAフィルタとをこの順序で積層してなるユニ
ットにより構成されることが好ましい。好ましくは、同
様のユニットが、導入ステージと測定ステージとの間の
エアの清浄化のために設けられている。好ましい実施の
形態においては、搬送空間内及び測定空間内は、清浄ガ
ス導入部より導入した不純物が極めて少ない清浄ガスに
より満たされているので、被検査体の表面に付着する不
純物、例えば水分やハイドロカーボン等の量が極めて少
なくなり、成膜後の時間に関係なく膜厚の測定値が変動
することを抑制することが可能となる。

この清浄ガスとしては、例えば露点が−100℃以下の
乾燥ガスを用いることが好ましい。また、ガスが乾燥し
ていることから清浄ガス導入部にイオナイザを設け、導
入ガスに静電気が帯びないようにするのがよい。

また、搬送空間や測定空間は外部に対して僅かに圧力
が高い陽圧状態にして外部のクリーンルーム内のガスが
内部に侵入しないようにしておくのがよい。このように
内部を陽圧状態に維持するのであれば、内部空間は、外
部に対して完全密閉されていなくてもよく、高いシール
性を必要としない。

このような清浄ガスとしては窒素などの不活性ガス
や、オペレータへ安全を考慮する場合には不活性ガスと
所定量の酸素との混合ガスを用いることができる。更に
は、導入ステージに昇降台を設け、成膜後の被検査体を
キャリアに収容し、これを密閉キャリアボックス内に収
納した状態で導入ステージに載置するようにして、上記
昇降台によりキャリアを内部に取り込むようにすれば、
成膜後の被検査体をこの膜厚測定装置まで搬送するまで
の間に被検査体表面に不純物が付着することも防止する
ことが可能となる。

この発明の第２の態様に係わる処理装置は、基板が外
部から導入される導入ステージと、処理データに基づい
て基板に膜を形成する処理部と、導入ステージから処理
部に基板を搬送する搬送機構と、制御された雰囲気中に
位置された基板の膜の厚さを測定する測定部と、この測
定された膜厚のデータに基づいて前記処理データを制御
する制御部とを具備する。

この態様の装置に係われば、例えば、ダミーウエハ
（ダミー基板）に形成された膜の厚さを測定し、この測
定結果に基づいて実際のウエハへの成膜条件を制御する
ことにより、ウエハへの所望の膜厚の膜の形成が確実に
なる。

この第２の態様に、基板のバッチ処理のために、第一
導入ステージに導入された基板を制御された雰囲気中に
保管する保管部をさらに具備することが好ましい。

この発明の第３の態様に係われば、複数の基板を順次
導入ステージに位置させる工程と、基板に膜を形成する
工程と、フイルタ機構によりガス状有機物を除去した外
気が供給された雰囲気中に位置された基板の膜の厚さを
測定する工程とを具備する基板処理方法を提供する。

また、この第３の態様において、制御された雰囲気中
に位置された基板の膜の厚さを測定する工程と、この測
定された膜厚のデータに基づいて次工程の条件を制御す
る工程と、この制御された条件に基づいて膜が形成され
た基板に処理を施す工程とをさらに具備することが好ま
しい。

上記方法において、処理される基板は、事前に洗浄さ
れていることが好ましい。また、基板の処理形式は、バ
ッチ形式でも枚葉形式でも良く、成膜処理以外にも、熱
処理、拡散処理、アッング処理等、この分野で知られて
いる種々の処理が可能である。さらに、上記測定された
膜厚のデータが、基準値を越えているときには、操作者
が認識できるようなエラー情報を発生さわるようにして
も良い。

図面の簡単な説明図１は、本発明の一実施の形態に係る膜厚測定装置の
全体を概略的に示す図である。

図２は、測定室内の雰囲気制御を説明するための、図
１の一部を拡大して示す図である。

図３は、導入ステージ上のキャリアボックスと昇降ア
ームとを図１の一部を拡大して示す図である。

図４は、カセットを移載するためのスイングアームの
一部を示す斜視図である。

図５は、導入ステージの変形例を示す斜視図である。

図６は、図５の導入ステージを示す斜視図である。

図７は、図１に示す装置を使用して膜厚測定をすると
きの動作を示すフローチャートである。

図８は、図１に示す装置の膜厚測定機構を示し、楕円
偏光法を用いた膜厚測定機構（エリプソメータ）を概略
的に示す図である。

図９は、図８に示す膜厚測定機構の膜厚測定手順を示
すフローチャートである。

図10は、図８に示す膜厚測定機構の膜厚測定で使用さ
れる検出偏光の特性から膜厚値を求める図である。

図11は、膜厚測定機構のさらなる変形例を示しＸ線光
電子分光法を用いた膜厚測定機構を概略的に示す図であ
る。

図12は、測定膜厚と膜形成後の時間経過との関係を示
す特性グラフである。

図13は、測定膜厚の増加分と膜形成後の時間経過との
関係を示す特性グラフである。

図14は、本発明の異なる実施の形態に係わる基板処理
装置を概略的に示す図である。

図15は、図14に示す装置の概略的な上面図である。

図16は、図14に示す処理装置を使用して成膜をする方
法の一例を説明するためのフローチャートである。

図17は、従来の装置を用いて膜厚を測定したときの測
定膜厚の時間依存性を示す特性線図である。

発明を実施するための最良の形態以下、添付の図面を参照しながら本発明の好ましい実
施の形態について説明する。

図１に示すように、膜厚測定装置２は、全体、もしく
は一部がクリーンルーム内に収容されるように、クリー
ンルームに対して配置されている。この装置２は、全体
が、例えば、ステンレススチール板等の金属板により形
成された外装ケースル38,52と、これら外装ケースに装
着された水平に延びた基台プレート４とにより構成さ
れ、外気から実質的にシールされたハウジングを有して
いる。一方の外装ケース38は、上端が開口した矩形状も
しくは円形状をなし、上端が基台プレート４の下面に接
続されている。また、他方の外装ケース52は、上端と下
端とが開口した矩形状もしくは円形状をなし、下端が基
台プレート４の上面に接続されている。このハウジング
内は、後述するダクト96を支持する隔壁96aを境とし
て、図中の右側が被検査基板としての半導体ウェハＷを
外部に対して搬出入するための搬出入エリア６が、ま
た、図中の左側が薄膜の膜厚を測定するための測定エリ
ア８が夫々規定されている。前記上方の外装ケース52
は、前記隔壁96aにより、ウエハ搬送空間48とウエハ測
定空間50とに区分されている。下方の外装ケース38は、
中にカセット搬送空間36を規定している。

前記上方の外装ケース52の上端開口中には、ウエハ測
定空間とウエハ搬送空間との上方に夫々位置し、開口部
を閉塞するようにして、フィルタ手段としてのファンフ
ィルタユニット90が設けられている。一方の外装ケース
52の測定空間側の一側壁と、他方の外装ケース38の互い
に対向する１対の側壁とには、夫々ガス供給ノズル75を
備え、清浄ガス供給手段としての清浄ガス導入部64A,64
B,64Cが設けられており、各々の清浄ガス導入部から導
入されるガスにより、後述する排気手段と共同して、ウ
エハ測定空間50と、カセット搬送空間36と、また、この
搬送空間36を介してのウエハ搬送空間48との雰囲気が制
御され得る。例えば、純粋N₂ガスと純粋O₂ガスとの混合
ガスが、清浄ガスとして、夫々の空間36,48,50中に、所
定の調整され得る流量で供給され得る。このために、こ
れらガス導入部の供給ノズル75は、マスフローコントロ
ーラ68並びに開閉弁70が夫々も受けられたガス導入管66
を介して、清浄ガス供給源としてのN₂ガスボンベ72並び
にO₂ガスボンベ74に接続されている（これらマスフロー
コントローラ68と、開閉弁70と、N₂ガスボンベ72と、O₂
ガスボンベ74とは、どの導入管66に対しても同じなの
で、図１では、１つのガス導入管64Aに対応するものの
みを示し、他のガス導入管64B,64Cに対しては省略され
ている）。一方のガスボンベ72には、工業的に純粋なN₂
ガスが、また、他方のガスボンベ74には、工業的に純粋
なO₂ガスが収容されている。これら純粋なN₂ガスと純粋
なO₂ガスとは、供給管66内で、所定の混合比で混合され
てから、夫々のガス導入部64A,64B,64Cを介して、夫々
の空間に供給される。このような清浄ガスとしては、上
述したガスに限定されるものではなく、他の単独のガ
ス、もしくは混合ガスが使用され得、例えば、窒素ガス
などの不活性ガスや、オペレータへの安全性を考慮する
場合には不活性ガスと所定量の酸素との混合ガスが使用
され得る。前記外装ケース38,52には、夫々カセット搬
送空間36並びにウエハ搬送空間48の雰囲気を、夫々独立
して、もしくは共同して排出するように排気口78が設け
られている。これらの排気口78は、図示しない工場排気
系に接続される排気通路80（簡単にするのために、カセ
ット搬送空間に設けられた排気口78に接続されているも
ののみを図示しているが、他の排気口にも同様に設けら
れていることは理解できよう）に連結されている。この
工場排気系の圧力変動に備えて、この排気通路80には自
動圧力調整弁82が介設されている。好ましくは、排気口
78はウェハ搬送空間48内の測定空間50から最も遠く離れ
たところに設けられ、この排気口78を介してウェハ搬送
空間48内で生じたパーティクル等を排除している。この
ウェハ搬送空間48内では、後述する上方から下方に向か
う清浄エアの下降流の他に、測定空間50のほうからウェ
ハ搬送空間48の排気口78に向かう気流も生じさせている
ので、ウェハ搬送空間48からパーティクル等の異物が測
定空間50に侵入しないようになっている。これら排気口
78からの排気には、工場排気系に設けられた真空ポンプ
か、排気通路80に設けられ得る真空ポンプが使用され得
る。

上記清浄ガスの流量と、排気口78からの排気量とは、
夫々の空間36,48,50の圧力がハウジング外の圧力よりも
僅かに高くなる陽圧状態にして、外部のクリーンルーム
内のガスが内部に侵入しないように、設定されることが
好ましい。このようにハウジングの内部を陽圧状態に維
持する場合には、ハウジングは、外部に対して完全に密
封されていなくても良く、このために、ハウジングは高
いシール性を必要とされない。前記ウエハ搬送空間48内
に位置するようにして、基台プレート４の上には、基板
搬送機構としてのウエハ搬送機構62が設けられている。
この好ましい実施の形態では、ウエハ搬送機構は、後述
するカセット内から半導体ウエハを受取って、測定空間
50内に搬送し、また、測定されたウエハを測定空間から
カセット内に戻すように、基台プレート４上で直線的に
移動可能な支持部材と、この支持部材に回転かつ、伸縮
可能に設けられ、ウエハを支持するアーム部とにより構
成されている。本発明において、“基板搬送機構”とい
う用語は、このように、カセットに対してウエハを移動
させるものに限られず、カセット自体を搬送する機能を
有するものも含まれる。即ち、基板搬送機構は、後述す
るカセット搬送アーム機構40や昇降機構46も含まれ得
る。

前記基台プレート４の右端部、即ち、外装ケース38の
上方に位置する部分は、ウエハＷを導入するための導入
ステージ10として構成されている。この導入ステージ10
の上にオペレータや自動搬送装置（図示せず）等が密閉
キャリアボックス12を載置するようになっている。この
密閉キャリアボックス12は、図３に詳しく示すように、
中に多数の半導体ウエハＷが各々が水平に、かつ夫々上
下に等ピッチで並んで配設された１つのカセットＣを収
容している。

この密閉キャリアボックス12は、下端が開口した容器
本体14と、この開口を密閉して閉塞可能な容器底部16と
により主に構成されている。この容器本体14は、１個の
カセットＣ全体を外部とは気密を保って収容し得るだけ
の形状と容積とを有する。この容器本体の下端に形成さ
れた前記開口は、これを介してカセットＣが出入れされ
るようなディメンションを有する。前記底部16は、本体
14の開口よりも僅かに小さいディメンションを有する平
坦な矩形もしくは円形の板により構成されており、後述
するロック機構により、容器本体の下端部に着脱可能
に、即ち、開口を開閉可能に、係合され得る。

前記密閉キャリアボックス12は、内部にカセットＣを
収容した状態で大気圧に対して陽圧となるように、高い
クリーン度の清浄ガスが充填され得る。このため、この
容器本体14には、図示しない清浄ガスのボンベに接続さ
れたガス供給管に着脱可能で、清浄ガスを内部に導入す
るバルブ付きのガス導入／排気部18が設けられている。
容器本体14の上部には、これを把持する把手24が設けら
れている。

前記容器底部16は、容器本体14の前記開口を中に規定
している下部のフランジ部14AにＯリング等のシール部
材（図示せず）を介して気密に密閉可能に取り付けられ
る。この容器底部16の周縁部の敵宜箇所には、外側へ出
没可能なロックピン20が夫々設けられている。これらロ
ックピン20は、図示しないばねにより、ロックピン20の
先端が容器底部の外周面から突出しないように付勢され
ている。容器底部16の中央部中には、底部に対して垂直
軸を中心として回転可能に回転リンク機構22が設けられ
ている。この機構22の外周面は、カム面となっており、
ここにロックピンの基端が当接されている。この結果、
リンク機構が回転されると、ロックピンは前記ばねの付
勢力に抗して、容器底部の外周面から先端が突出し、前
記フランジ部14Aの内周面に形成された孔中に挿入され
る。この結果、容器底部16は、前述したように、容器本
体14にロックされる。このようなロック機構は、一例で
あり、他の種々のロック機構が採用され得ることは理解
できよう。

前記容器本体14と、容器底部16とは、例えばポリプロ
ン樹脂等により形成されており、例えば特開平１−2224
29号公報に開示されたカバーボックス状のSMIF−POD
（商標）を用いることができるが、これに限定されない
のは勿論である。また、上記カセットＣ内には、複数
枚、例えば25枚のウエハＷを一度に収容できるようにな
っている。

前記導入ステージ10には、前記容器本体14の下端の開
口と対向するようにして、カセット挿通孔26が形成され
ている。この挿通孔26は、上方に向かうのに従って小径
となるようにテーパが形成された周壁により限定されて
おり、その上部の径は、ボックス12のフランジ部14Aの
内径よりも大きく、かつその外径よりも小さく、１個の
カセットＣが挿通可能なディメンショを有する。この挿
通孔26には、外周面が挿通孔の周壁のテーパと実質的に
同じ角度のテーパとなった昇降台28が挿脱可能に、即
ち、開閉可能に挿入され得る。この昇降台28の中央部に
は、上記容器底部16の回転リンク機構22に系合可能な回
転ピン30が設けられている。これら回転ピンは、昇降台
28が、最上位置に、即ち、挿通孔を閉塞する位置に上昇
されたときに、前記回転リンク機構22と係合し、昇降台
28の回転と共に回転して、リンク機構を回転させて、前
記ロック機構のロック機能と解除機能とを選択的に果た
させる。この昇降台28の回転は、この昇降台を支持する
垂直移動アーム34に、昇降台を回転させるように接続さ
れた電気モータを設け、昇降台に、これが容器底部16と
接触したときに閉じる電気接点を設け、これらモータと
接点とを電源に接続するようにして、接点が閉じられた
ときに、モータが回転されるような電気的な手段を利用
しても、また、昇降台28の上面と容器底部16の下面との
間に接触したときに、昇降台の上昇力で昇降台が回転で
きるようなカム手段を利用しても良い。

前記導入ステージ10の上で、カセット挿通孔26の周囲
には、互いに周方向に所定間隔を有して配置された複数
のロックアーム29が設けられている。各アーム29は、基
端がステージ10に枢支された垂直アーム部と、この垂直
アーム部の先端からほぼ直角に延びた水平アーム部とか
なるＬ字形をしており、矢印で示すように、垂直面に沿
って回動可能となっている。これらロックアーム29は、
手動により、垂直アーム部が垂直になるように回動され
たときに、水平アーム部の下面と前記フランジ部14Aの
上面とが当接して、フランジ部、即ち、容器本体14をス
テージ10上に固定ロックする。

固定するようになっている。

前記垂直移動アーム34は、これの自由端部上に前記昇
降台28を支持し、図１に示すように基端部に形成された
ねじ孔がボールネジ32に螺合されている。このボールね
じ32は、垂直に延び、導入ステージ10と、外装ケース38
の底壁とにより回転可能に支持されている。また、この
ねじ32の下端部は、前記底壁より延出しており、図示し
ない可逆電気モータに接続されている。また、図示して
いない、案内棒が、ねじ32と平行にケース32に固定され
ており、この案内棒は、前記移動アーム34に形成された
図示しない垂直孔を貫通している。この結果、モータに
よりボールねじ32が回転されると、移動アーム34、かく
して昇降台28は、ねじ32に沿って水平に移動される。こ
のような動作により、昇降台28は、この上にカセットＣ
が載置された容器底部16を上に支持しながら上下方向に
移動され得、カセットＣのキャリアボックス12と搬送空
間36との間に移動が果たされる。

前記カセット搬送空間36内には、水平軸まわりに揺動
可能となるように基端が外装ケース38の底部に枢支され
たカセット搬送アーム40が設けられている。かくして、
このアーム40は、図４に実線で示すようにほぼ垂直にな
る垂直位置と、２点破線で示すように傾斜した傾斜位置
との間で、図示しないモータにより回動可能となってい
る。この搬送アーム40の先端にはこのアームの位置には
係り無く、常に水平状態になるように遊嵌状態で首振り
可能になされたアーム補助部材40Aが設けられ手いる。
この部材40Aの両端には図示しない公知の駆動手段によ
り開閉可能になされた１対の爪部42が設けられている。
このアーム40が前記垂直位置と傾斜位置とにあるとき
に、この爪部42を開閉作動させることに上記カセットＣ
の上部側壁を把持してカセットＣを補助部材40Aに保持
可能となっている。

前記外装ケース38の上壁、即ち、基台プレート４の一
部には、カセット搬送空間36とウエハ搬送空間48との間
を連通するようにして挿通孔46が図１に示すように形成
されている。この挿通孔と対応するようにして、上端に
エレベータ台44Aを備えたセットエレベータ44が外装ケ
ース38の底壁に装着されている。このエレベータ44は、
図示しない駆動機構により上下方向に移動可能であり、
エレベータ台44Aは、この上にカセットＣが載置される
下限位置と上に載置されたカセットＣが上記挿通孔46を
通ってウエハ搬送空間48中に位置する上限位置（この上
限位置ではは、搬送アーム機構62により、カセット内の
ウエハを順次取り出し、また、膜が測定されたウエハを
順次カセットに挿入可能なようにエレベータ台は上下方
向に微移動され得る）との間で選択的に移動かつ停止可
能となっている。

前記搬送アーム44は、これが垂直位置にあるときに
は、これの補助部材40Aが下降位置にある昇降台28に接
近し、また、傾斜位置にあるときには、下限位置にある
エレベータ台44Aと接近するように、上記各種機構は、
そのディメンション、配置等が設定されている。かくし
て、膜厚測定に際しては、下降位置にある昇降台28上の
カセットＣを、アーム補助部材40Aの爪42により挟持し
て、カセットＣを下限位置にあるエレベータ台46上に運
び、この上に放すことが、搬送アーム機構は可能であ
る。膜厚が測定されたウエハを収容したカセットは、上
記とは逆の手順で、上限位置のエレベータ台44Aから、
アーム補助部材40Aを介して昇降台28上に搬送されて放
されることは容易に理解できよう。

次に、特に、図２を参照して測定空間50について説明
する。

測定空間50中の下部には、工場排気系ライン80に連通
し、第２の排気手段とし機能するダクト94の入口大径部
が設けられている。このダクト94の出口部は、基台プレ
ート４を貫通してハウジング外に導出され工場排気系ラ
イン80に接続されている。このダクトの前記入口大径部
は、上方に向かうのに従って径が大きくなる漏斗形状を
しており、この中には測定ステージ54が設けられてい
る。即ち、測定ステージは、ダクトの上部のテーパ周壁
により側方が囲まれている。この測定ステージ54は、ウ
エハＷを吸着保持するための真空吸着機構（図示せず）
と、ウエハＷの被測定面の高さ位置を調整するように、
ステージを矢印で示すように上下方向に駆動させるため
の昇降機構（図示せず）とを備えている。この排気ダク
ト94の上部の周壁にはは２つの開口94a,94bが互いに対
向するようにして形成されている。これら開口は、中心
が測定ステージ54の上面とほぼ同じ高さになるように、
好ましくは位置されている。一方の開口94aは、ガス供
給ノズル75の吹出口と向き合い、開口94aを介して測定
ステージ54上のウエハＷに側方に、ノズル75から供給さ
れた清浄ガスがほぼ直接的に噴射可能となっている。他
方の開口94bは、図１に示すようにウエハ搬送空間48に
連通し、ウエハＷが基板搬送手段としての搬送アーム機
構62によりダクト94に搬入出されるようなデイメンショ
ンに設定されている。かくして、この開口94bは、清浄
ガスを排出するとともに、ウエハ搬送空間と測定空間と
の間のウエハの搬送を可能としている。この開口94bが
形成されたダクトの壁は、好ましくは、前記隔壁96bと
一体もしくは接続されている。

図２に示すように、膜厚測定手段としての楕円偏光膜
厚測定装置（エリプソメータ）のレーザ光線56は、測定
ステージ54の一側側の斜め上方に設けられ、ウエハＷの
非測定面に対してレーザ光を入射角αで入射させる。一
方、測定ステージ54の反対側の斜め上方には検出器58が
設けられ、薄膜から反射される反射光を検出する。図８
に示すように、光源56から被測定基板Ｗまでの間には偏
光子56a及び1/4波長板56bが設けられ、検出器58から被
測定基板Ｗまでの間には検光子58aが設けられている。

前記光源56と、偏光子56aと、1/4波長板56bとの３者
は、工場排気系ライン80に連通されたダクト95の一端部
内に設けられ、このダクトの周壁により周囲を取り囲ま
れている。この第１の排気手段としての排気ダクト95の
一端は、小孔95a（図２）が形成された蓋体により閉塞
されている。この、小孔95aを通ってダクト側から射出
されたレザー光が測定ステージ54上のウエハＷに入射さ
れる。また一方、検出器58及び検光子58aは工場排気系
ライン80に連通するダクト96の一端部内に設けられ、こ
のダクトの周壁により周囲を取り囲まれている。また、
第１の排気手段を前記ダクト95と共に構成するこの排気
ダクト96の開口端も、小孔96aが形成された蓋体により
閉塞され、小孔96aを通って反射レザー光が検光子58aに
入射する。各小孔95a,96aは、透明ガラス板が嵌め込ま
れ得る。小孔95a,96bが形成されている場合には、必ず
しも必要ではないが、ダクト95,96の先端部には、１も
しくは複数の排気口が形成されている。これら排気口
は、可能な限り測定ステージ54近くに設けられることが
好ましく、例えば蓋体に形成され得る。これら排気口並
びに／もしくは小孔を介して測定空間50内のガスは、ダ
クト95,96中に入って排気される。

次に、膜厚測定エリア８の上方に設けられるファンフ
ィルタユニット90につき説明し、さらに測定空間50内の
気流について説明する。

フィルタ手段としてのファンフィルタユニット90は膜
厚測定エリア８の上方に設けられ、測定空間50の上方か
ら下方にむけて清浄エアを供給する。具体的には、外装
ケース52の左側の上部分と、隔壁96aの上部分とで囲ま
れた空間を閉塞するようにして、ユニット90が設けられ
ている。このようなファンフィルタユニット90は、図２
に示すように、上部ファン91と、ケミカルフィルタ92
と、ULPAフィルタ93とをこの順序で積層して１つにユニ
ット化したものであり、ハウジングの上部に着脱可能に
取り付けられている。上部ファン91は、既知のように、
電源に接続されており、電気的に回転される。このファ
ンの回転により、この膜厚測定装置が収容されているク
リーンルーム内の高純度のエアがフィルタ内に吸引さ
れ、この吸引されたエアはケミカルフィルタ92で有機物
が除去され、さらにULPAフィルタ93でパーティクルが捕
捉除去されて、さらに下方、即ち、測定エリア50内に流
れるようになっている。このようにして形成される清浄
エアの下降流は、実質的に乱流を生じることなくファン
フィルタユニット90から測定空間50の中を矢印で示すよ
うに下方に静かに流れ、下部に配置されたダクト94,95,
96を介して排気又は再生循環されるようになっている。
フィルタ手段としてのファンフィルタユニット90は少な
くとも測定エリア８に設けられていればよいが、図１に
示すように、搬出入エリア６にもファンフィルタユニッ
ト90を設けることが好ましい。搬出入エリア６にはパー
ティクルを発生しやすい基板搬送手段としての搬送アー
ム機構40,46,62が存在するからである。

ここでファンフィルタユニット90に取り付けられるケ
ミカルフィルタ92は、主として基板に形成されまた膜の
表面にいったん吸着してしまうと脱離しにくい難揮発性
有機物、例えばリン酸エステル、フタル酸エステル、シ
ロキサン、脂肪酸エステル、BHT等を効率よく捕捉しう
る特殊フィルタエレメントを備えている。ULPAフィルタ
93は、主として微細なパーティクルを捕捉するための特
殊フィルタエレメントを備えている。

ケミカルフィルタ92のフィルタエレメントには、繊維
状、粒状の活性炭からなるハニカム構造のものを用い
る。粒状は、比較的大きい球状でも微小球状でも、また
他の形状でも良い。活性炭は、どのような方法で製造さ
れたものでも良い。中でも、繊維状および微小球状の活
性炭は、除去効率が良好であり、圧力損失が小さいが、
比較的寿命が短い。このため、低濃度（100〜1ppb）の
有機成分の除去に用いることが望ましい。一方、比較的
大径の粒状の活性炭は、寿命は長いが、除去効率が低
く、圧力損失が大きい。このため、高濃度（100ppb）の
有機成分の除去に用いることが望ましい。

表１に繊維状フィルタエレメントを有する４種のケミ
カルフィルタの一例を示す。この表にて、各サンプルＡ
−7,A−10,A−15,A−20のフィルタエレメントの繊維直
径はそれぞれ18μg,17μg,15μg,13μｇであり、比表面
積はそれぞれ700m²/g,1000m²/g,1500m²/g,2000m²/gであ
る。

この表より、繊維直径が細くなるほど、また比表面積
が大きくなるほどトルエン吸着量は増大し、除去効率が
向上することが理解できるであろう。

このように本実施の形態の膜厚測定装置では、カセッ
ト搬送空間36、ウエハ搬送空間48及び測定空間50が外装
ケース38,52により周囲を取り囲まれて外気に対して区
画された状態となっており、さらに膜厚測定エリア８内
では覆い部材としての排気ダクト94,95,96を設けて、測
定中のウエハＷの近傍を排気しつづけるとともに、上方
のファンフィルタユニット90を介して清浄エアを取り込
むので、これらの空間36,48,50内は不純物が極めて少な
い清浄な雰囲気となる。さらに、ダクト94の近く及び外
装ケース38,52の適所にはノズル状の清浄ガス導入部64
A,64B,64Cが設けられている。具体的には、各清浄ガス
導入部64A,64B,64Cは、測定ステージ54の側方の壁面
と、カセット搬送空間36の対向する一対の側壁とにそれ
ぞれ設けられている。これらのガス導入部64A,64B,64C
から清浄ガスを各空間36,48,50内にそれぞれ供給するよ
うにしているので、各空間36,48,50内はさらに不純物が
極めて少ない高度に清浄な雰囲気となる。なお、清浄ガ
ス導入部の数量及び取り付け位置はこれらに限定されな
い。

ここで使用される清浄ガスに関して、パーティクルに
対するクリーン度は、通常のクリーンルームと同様に勿
論高く維持されているが、その他に、膜厚測定値の変動
原因となる水分や有機化合物の含有量が非常に小さくな
るように調整されている。例えば、水分に関しては両ガ
スの露点は、例えば−100℃以下に設定するのが好まし
い。また、清浄ガスにおける窒素ガスと酸素ガスとの混
合比は、人間に対する安全性を考慮して4:1として、通
常の大気の混合比と略同じとなる様に設定するのがよ
い。

そして、各清浄ガス導入部64A,64B,64Cからは、含有
水分の極めて少ないドライガスを放出することからこれ
が静電気を帯びている恐れもあり、そのため、この静電
気を中和する目的で各清浄ガス導入部64A,64B,64Cの先
端近傍には、イオナイザ75が取り付けられている。

次に、図５及び図６を参照しながら他の実施の形態の
導入ステージ220について説明する。

この実施形態の導入ステージ220は、上記のようなキ
ャリアボックスを受け入れるのではなく、ウエハカセッ
トＣを直接受け入れて、これらウェハＷをシステム内に
直接取り入れるようになっている。ウエハカセットＣの
側方開口には蓋239が被せられ、内部に収納されたウエ
ハＷは外気から遮断されている。導入ステージ220は上
下二段の支持台225,237を備えている。これら２つの支
持台225,237は４隅間に接続された４本のステー236によ
り所定の上下間隔をもつように連結されている。各支持
台225,237の上にはカセット載置台226,238がそれぞれ水
平方向にスライド可能に設けられている。各載置台226,
238上にはカセットＣがそれぞれ載置される。載置され
た状態でカセットＣの蓋230,239はそれぞれ垂直にな
る。

支持台225,237は、シリンダ242と、このシリンダに対
して上下方向（図６で矢印で示す）に相対的に移動可能
なロッド241とシリンダ242とにより構成された昇降シリ
ンダ機構により昇降可能に支持されている。シリンダ24
2の上端が支持台225に支持され、また、ロッド241の下
端が仕切壁228の下端から後方に突設された支持部に支
持されている。この結果、例えば、シリンダ中の圧力媒
体を制御してロッド241をシリンダ242内に退入させる
と、シリンダが下降し、これに伴って導入ステージ220
が下降して上側のカセットＣの蓋239が仕切壁228の開口
227のところに位置し、一方、ロッド241をシリンダ242
から突出させると、導入ステージ220が上昇して下側の
カセットＣの蓋230が仕切壁228の開口227のところに位
置する。

開口227より下方の仕切壁228の前面に蓋取り機構224
が取り付けられている。蓋取り機構224は、アーム229
と、アーム229の上部に取り付けられたホルダ部223と、
アーム229を昇降させる機構（図示せず）と、アーム229
を前後に揺動させる機構（図示せず）と、ホルダ部223
に設けられた蓋ロック解除機構（図示せず）と、ホルダ
部223に設けられた蓋保持機構（図示せず）とを備えて
いる。

載置台226を、図5,6に矢印で示すように、水平に前方
にスライド移動させて蓋230を開口227に嵌め込み、アー
ム229を揺動させてホルダ部223を蓋230に押しつけ、蓋2
30のロックを解除してカセットＣから蓋230を取外し、
これらを保持した状態で下降させる。これによりカセッ
トＣからウエハＷを取り出し、搬出入エリア６に搬入
し、さらに測定エリア８に搬送することが可能となる。

次に、図７を参照しながらCVD炉や熱酸化炉で半導体
ウエハ上に形成された薄膜の膜厚を上記装置を用いて測
定する場合について説明する。

例えばシリコンウエハＷにCVD装置（図示せず）でポ
リシリコン膜を成膜し、例えば25枚のウエハＷをカセッ
トＣに収容し、さらにカセットＣごとキャリアボックス
12内に収納する（工程S1）。そして、蓋を閉じてキャリ
アボックス12を気密状態としてからガス導入／排気部18
を介して排気し、さらにこのガス導入／排気部18を介し
て清浄ガスをキャリアボックス12内に導入し、内部を清
浄ガスで満たし（清浄ガスのバージ）、ガス導入／排気
部18のバルブを閉じてボックス中をシールする（工程S
2）。この清浄ガスは、膜厚測定装置２の内部雰囲気ガ
スと実質的に同じガス組成であり、パーティクルが少な
いのは勿論のこと水分やハイドロカーボンなどの不純物
成分も極めて少ない。

搬送ロボット又はオペレータが密閉キャリアボックス
12を導入ステージ10上の所定の位置に載置すると、図３
に示すように容器本体14のフランジ部14Aをロックアー
ム29でステージ10側へ固定（ロードする）する（工程S
3）。ウエハＷは例えば成膜後少なくとも20〜30分間以
内にCVD装置から膜厚測定装置２に搬送されることが好
ましい。

フランジ部14Aをステージ側へ固定すると、カセット
搬送空間36内に位置する垂直移載アーム34を上昇させ
て、昇降台28の回転ピン30を容器底部16の回転リング機
構22に係合させ、これを回転してロックピン20を内側へ
引き込む。これにより容器底部16とフランジ部14Aとの
係合が解除され、底部16、かくして、この上に載置され
たカセットＣは、キャリアボックス12から分離可能とな
る（工程S4）。この状態で垂直移載アーム34により昇降
台25を下降位置まで降下させることにより、容器底部16
とともにカセットＣを下降させ、カセットＣがカセット
搬送空間36内に取り込まれる。なお、このときカセット
挿通孔26は容器本体14により外部に対して閉塞されてお
り、かくしてカセット搬送空間36は外気と遮断されてい
る。

次に、図４に示すように、カセット搬送アーム40を垂
直位置に回動させてこの爪部42でカセットＣの上部を把
持し、アーム40を傾斜位置へと回動させ、図１に示すカ
セットＣを隣の下限位置にあるエレベータ台44A上に移
載する。そして、このカセットエレベータ44を上昇さ
せ、エレベータ台44Aを上限位置へと移動させる。これ
によりカセットＣはカセット挿通孔46を介してウエハ搬
送空間48内に搬入される（工程S5）。次いで、搬送アー
ム機構62はカセットＣから１枚のウエハＷを取り出し
（工程S6）、さらにウエハＷを測定ステージ54上に移載
（ロード）する（工程S7）。これらの工程の前に、予め
上部ファン91が駆動されて清浄エアがハウジング内に供
給されると共に、清浄ガスが導入部64Aを介してハウジ
ング内に導入され、また、排気口78、ダクト94,95,96,
を介してハウジング内の雰囲気が適当に排気されること
により、ハウジング内は、清浄なガスが陽圧状態で満た
されている。従って、測定ステージ54を取り囲む膜厚測
定空間50にも、フィルタ部90から常に新鮮な清浄エアが
供給され、適当に排気されている。

ダクト（覆い部材）94,95,96を介して排気されるガス
の純度を検出器（図示せず）で検出し、その検出値が所
定の要求レベルを満たしているか否かを判定する（工程
S8）。この工程S8の判定結果がNOのときは、測定空間50
への清浄ガスの供給量をさらに増大させるとともに（工
程S9）、測定空間50からのガス排気量をさらに増大させ
る（工程S10）。

工程S8の判定結果がYESになると、膜厚測定器の電源
に給電されて光源56が点灯し、またディテクター58が測
定可能状態となり、膜厚の測定が開始される（工程S1
1）。図８に示すように光源56からは単波長（623.8nm）
のヘリウムネオンレザー光が射出され、図９に示すよう
に射出光は偏光子56aで直線偏光され（工程S111）、さ
らに1/4波長板56bで楕円偏光となる（工程S112）。この
楕円偏光がウエハＷの表面に所定の入射角αで入射する
と（工程S113）、薄膜の表面と、薄膜の底面（半導体ウ
エハの上面）とからそれぞれ反射される。これら両反射
光を検光子58aを介してディテクター58により検出し、
これら検出データをモニタ画面等に表示する。オペレー
タ又はコンピュータシステムのCPUは、検出データから
両反射偏光の位相差角Δαと振幅比角φとをそれぞれ読
み取り（工程S114）、これらの読み取りデータと図10に
示すダイアグラムから膜厚を求める（工程S115）。

上記光源56及びディテクター58をそれぞれ駆動させる
と、これらから微量のガスが発生するので、専用の排気
ダクト95,96を介して周囲雰囲気を排気している。とこ
ろで、膜厚測定中に何等かに起因して測定空間50の清浄
度が低下すると、アラームシステム（図示せず）が作動
する（工程S12）。アラームシステムから警報が発され
る（工程S12の判定結果がYESになる）と、工程S8にもど
る。一方、工程S12の判定結果がNOのときは、膜厚測定
の完了を知らせる信号が各電源回路に送られ、膜厚測定
が終了する（工程S13）。

膜厚の測定が完了したウエハＷは、搬送アーム機構62
により測定ステージ54からアンロードされ（工程S1
4）、さらにエレベータ台44A上のカセットＣ内に戻され
る（工程S15）。

次いで、オペレータ又はコンピュータシステムのCPU
は、カセットＣ内に未測定のウエハＷが残っているか否
かを判定する（工程S16）。工程S16の判定結果がYESの
場合は、カセットＣを少し昇降させ、未測定のウエハＷ
を搬送アーム機構62によりカセットＣから取り出しうる
高さに位置調整する。そして、上記工程S6から工程S15
までの動作を繰り返すことにより、次のウエハＷに形成
された薄膜の膜厚を測定する。

工程S16の判定結果がNOの場合、すなわちカセットＣ
内の全てのウエハＷの膜厚測定が完了したときは、カセ
ットＣを空間48から空間36へ搬送し（工程S17）、さら
に、容器底部16の上にカセットＣを載置する。そして、
容器底部16とともにカセットＣを上昇させ、容器底部16
をキャリアボックス12に係合させる（工程S18）。さら
に、キャリアボックス12をステージ10からアンロードし
（工程S19）、次工程へキャリアボックス12ごとカセッ
トＣを搬送する（工程S20）。

上記装置によれば、膜厚測定中の装置内部は、ガス状
有機物を捕捉除去するケミカルフィルタを通った清浄エ
アで満たされているので、ウエハ表面にパーティクルは
勿論のこと膜厚変動要因となる水分やハイドロカーボン
等の異物が付着することはなく、膜厚を精度よく評価す
ることができる。すなわち、ダクト94,95,96の内部をそ
れぞれ排気する一方で、ガス導入部64A,64B,64Cの各々
から高純度のN₂ガスとO₂ガスをダクト94の内部および各
空間36,48,50にそれぞれ導入しているので、ウエハ表面
に水分等がほとんど付着することがない。このため、膜
厚測定装置２の内部においてウエハＷの膜厚測定までの
待機時間が長くなっても膜厚測定値の変動が有効に防止
される。

この場合、各空間36,48,50の内圧は、外気に対して例
えば数Torr程度の陽圧状態にしておき、シール性の劣る
部分からクリーンルーム内の比較的多くの水分等を含む
清浄空気が各空間内に侵入してくるのを防止するのがよ
い。これにより、ウエハ表面に水分等が付着することを
一層抑制することができる。

更に、この場合、排気通路80が接続されている工場排
気系に何らかの要因で圧力変動が生じたとしても、この
排気通路80に介設した自動圧力調整弁82の作用により、
各空間36,48,50の内圧を常に陽圧状態に維持することが
可能となり、外気が内部に侵入することを略確実に防止
することができる。

この時の各ガス導入部64A,64B,64Cからのガス流量
は、１つの導入部当たり、装置各部の空間の容量及びガ
ス導入部の数にもよるが、例えば最大50リットル／分程
度である。

また、このように高度に乾燥した清浄ガスを内部に導
入すると、ガスが流路を通ってくる時に静電気が発生
し、これがために膜圧測定計に種々の悪影響を及ぼすこ
とが考えられるが、各ガス導入部64A,64B,64Cには、イ
オナイザ75を設けて導入されるガスの静電気を中和する
ようになっているので、測定系等に悪影響を及ぼすこと
を未然に防止することができる。

また、密閉キャリアボックス12には、ガス導入部18が
設けてあるので、このガス導入部18からも上記清浄ガス
を導入するようにすれば、水分等がウエハに付着するこ
とを一層防止することが可能となる。

なお、ここでは各空間36,48,50を外装ケース38,52で
覆うに際して、かなり高いシール性を持たせているが、
前述のように内部を陽圧状態にしておけば、シール性が
それ程高くなくても外気の侵入を防止できるので、水分
等の付着を防止するという当初の目的を達成することが
できる。

また、ここでは置換ガスとして水分などの不純物が極
めて少ない工業的に純粋なN₂ガスとO₂ガスとからなる混
合ガスを用いたが、これに代えてN₂ガス単独で用いても
よいし、さらには他の不活性ガス、例えばArガス、Heガ
ス等を単独で、あるいは２種以上のガスを混合して用い
るようにしてもよい。

次に、図11を参照しながら他の実施形態としてＸ線光
電子分光装置を用いた膜厚測定手段について説明する。

Ｘ線光電子分光装置100は、Ｘ線原111と、エネルギア
ナライザ112と、検出器113と、パルス増幅器114と、コ
ンピュータ116と、記録計118とを備えている。このＸ線
光電子分光装置100の測定室110は試料処理室101に隣接
しており、試料処理室101から処理済み試料Ｗが搬送装
置（図示せず）により測定室110内に、外部雰囲気に晒
すことがなく搬入されるようになっている。

試料処理室101には種々の処理装置が設けられてい
る。例えば、プロセスガスを試料Ｗの表面に反応させて
成膜するCVD装置102、酸化雰囲気下で加熱して試料Ｗの
表面に熱酸化膜を形成する熱酸化装置103、試料Ｗの表
面をエッチングするエッチング装置104、金属蒸気等を
試料Ｗの表面に作用させて蒸着膜を形成する蒸着装置10
5などが試料処理室101内に配置されている。

本手法では、試料Ｗは、試料処理室101で、少なくと
も成膜処理されで処理されてから測定室110内に搬入さ
れ、載置台上に載置され、Ｘ線源111から所定波長のＸ
線の照射を受ける。Ｘ線が薄膜に入射すると、薄膜から
元素ごとの結合状態を反映した種々のエネルギレベルの
光電子が多数放出される。これら多数の光電子をエネル
ギアナライザ112により捕捉し、検出器113で各エネルギ
レベルごとに光電子の数をカウントする。各カウント信
号はパルス増幅器114でそれぞれ増幅され、コンピュー
タ116に送られる。

オペレータはコンピュータ116を用いて目的のエネル
ギ速度を算出し、算出結果を記録計118よりデータ出力
する。この出力したデータ及び所定のダイアグラムに基
づき演算によりオペレータは膜厚を求める。

図12は、横軸に成膜から膜厚測定までの放置時間
（分）をとり、縦軸に測定膜厚（nm）をとって、各測定
法ごとに放置時間の測定膜厚に及ぼす影響につき調べた
結果を示す特性グラフである。図中にて黒菱形プロット
はＸ線光電子分光法膜厚測定装置（XPS）の結果を、黒
四角プロットは従来の楕円偏光法膜厚測定装置（FEII
I）の結果をそれぞれ示す。

図13は、横軸に成膜から膜厚測定までの放置時間
（分）をとり、縦軸に測定膜厚の増加分（nm）をとっ
て、各測定装置ごとに放置時間の測定膜厚の増加分に及
ぼす影響につき調べた結果を示す特性グラフである。図
中にて黒菱形プロットはＸ線光電子分光装置（XPS）の
結果を、黒四角プロットは従来の楕円偏光法膜厚測定装
置（FEIII）の結果を、白丸プロットは本発明の楕円偏
光法膜厚測定装置（FEIII）の結果をそれぞれ示す。図
から明らかなように従来装置を用いて測定した膜厚値は
大きくばらつくが、本発明の装置を用いて測定した膜厚
値はばらつきが小さく安定している。

以上説明したように、上記構成の膜厚測定装置によれ
ば、次のように優れた作用効果を発揮することができ
る。

基板は導入ステージから測定ステージに至るまで外気
から遮断された状態で雰囲気が制御された空間を通過す
るようにしたので、測定ステージにおける膜厚測定値の
変動が抑制される。すなわち、搬送空間内及び測定空間
内は、上方のフィルタ手段（フィルタユニット）から導
入されるガス状有機物等を除去した清浄エアで満たされ
るので、基板の表面に有機物が吸着しなくなり、成膜後
の経過時間に関係なく膜厚測定値の変動が抑制され、膜
厚を高精度に測定することができる。尚、フィルタ手段
は、必ずしも測定空間の上方に設ける必要はなく、例え
ば、側方でも良く、この場合には、測定ステージは、周
囲をダクトにより囲まれないように、ダクトの外に設け
ることが好ましい。

さらに、第１の排気手段により膜厚測定手段の周囲雰
囲気を局所的に排気することのより、有機物の吸着防止
効果が向上している。また、第２の排気手段により測定
ステージの周囲雰囲気を局所的に排気することにより、
有機物の吸着防止効果がさらに向上している。また、楕
円偏光解析装置（エリプソメータ）を用いる場合は、第
１の排気手段により光源及び検出器から発生するガスを
それぞれ局所的に排気するので、測定ステージ上の基板
の周囲雰囲気はさらに清浄化され、膜厚測定値の経時変
化をさらに低減することができる。

さらに、測定ステージ上では基板の周囲雰囲気に清浄
ガス供給手段から清浄ガスを供給しながら排気するの
で、成膜後に長時間経過した薄膜の膜厚を測定する場合
においても、膜厚測定値の経時変化を低減することがで
きる。

このようにこの装置によれば、測定前の待機時間に依
存して膜厚測定値が変動することがなく、膜厚の正しい
評価を行なうことができる。また、成膜後の基板の時間
管理を行なう必要もなくすことができる。

次に本発明の他の実施の形態に係わる処理装置を図14
並びに図15を参照して説明する。

処理装置は、被処理体であるウエハＷに対して所定の
処理を施す処理室としてのプロセスチューブ301と、多
数枚例えば100枚のウエハＷを収納可能な保持体として
のウエハボート307をプロセスチューブ301に対して挿脱
する昇降機構311と後述する搬送機構315とを備えた密閉
構造の搬送室310と、ウエハキャリアＣに収容されたウ
エハＷを搬送室310に向けて移送するウエハ移送室330
と、搬送室310とウエハ移送室330との間にこれらの室31
0,30と隣接して配置され、ウエハボート307のみを収容
可能な最小限の容積を有するロードロック室を構成する
ウエハボート収容室（保持体収容室）320とによってそ
の主要部が構成されている。

ウエハボート収容室320とウエハ移送室330との間及び
ウエハボート収容室320と搬送室310との間にはそれぞ
れ、フロントオートドア321とリアオートドア322とが開
閉可能に配設されており、フロントオートドア321とリ
アオートドア322とが閉塞されると、ウエハボート収容
室320内が密閉状態に維持されるようになっている。ウ
エハボート収容室320には、真空ポンプ352に開閉弁354
を介して接続される真空配管323と、N₂ガス供給部344に
開閉弁346を介して接続されるN₂ガス導入管324と、吸引
ポンプ358に開閉弁356を介して接続されるN₂ガス排出管
325とがそれぞれ連結されている。したがって、これら
の管路323,324,325を通じてウエハボート収容室320内を
所定の真空雰囲気またはN₂ガス等の不活性ガス雰囲気に
置換することができる。ポンプ52,58とN₂ガス供給部344
の駆動および開閉弁46,354,356の開閉動作は全て図示し
ない駆動制御部によって制御される。

前記ウエハボート収容室320には、この中にウエハボ
ート307がセットされたことを検知するための図示しな
い手段が設けられている。

前記プロセスチューブ301は石英によって形成されて
おり、その外形は断面が逆Ｕ字状の縦型円筒状容器とし
て構成されている。プロセスチューブ301の外側にはプ
ロセスチューブ301を囲むようにしてヒータ305が配設さ
れている。プロセスチューブ301とヒータ305は冷却パイ
プや断熱材等を組み込んだ保護カバー306によって被覆
されている。プロセスチューブ301の下部開口端にはマ
ニホールド302が連結されている。このマニホールド302
はその上部と下部とにフランジ部を有する円筒形状に形
成されている。マニホールド302の周壁部には、プロセ
スチューブ301内に所定の処理用ガスを導入するための
ガス導入管304と、処理後のガスをプロセスチューブ301
から排気するための排気管303とがそれぞれ接続されて
いる。ガス導入管304は、図示しないガス切換弁を介し
てN₂ガス供給部と処理ガス供給部とに接続されており、
これによって処理ガスとN₂ガスとを選択してプロセスチ
ューブ301内に導入できるようになっている。ガス切換
弁よりも下流側に位置するガス導入管304の部位にはマ
スフローコントローラ66が設けられており、このマスフ
ローコントローラによってプロセスチューブ301内に供
給される処理ガスもしくはN₂ガスの供給量を任意に制御
できる。排気管303は、開閉弁350を介して真空ポンプ34
9に接続されている。

前記搬送室310は、例えばステンレス鋼製パネルを、
全周にわたって溶接するか或いはＯリングシールによっ
てシールしてなる、密閉構造となっている。搬送室310
の上部と下部のそれぞれの適宜位置には、N₂ガス供給部
344に開閉弁48を介して接続されたN₂ガス導入管312と、
吸引ポンプに開閉弁を介して接続されたN₂ガス排出管31
3とが連結されている。これによって、パージガスとし
て清浄な不活性ガス（N₂ガス）をガス導入管312を介し
て搬送室310内に常時導入する一方で、搬送室310内の不
活性ガスを不純物と一緒に排気管313を介して絶えず外
部に排出して、搬送室310内の不活性ガス雰囲気を陽圧
に且つ高純度に維持している。

搬送室310内に配置された前記昇降機構311は、ウエハ
ボート307を載置し、保温してて保持する保温筒351を備
えたボートエレベータ311aと、ボートエレベータ311aを
昇降移動するボールねじ装置311bとによって構成されて
いる。

搬送室310内のウエハボート収容室側には、昇降機構3
11のボートエレベータ311aとウエハボート収容室320と
の間でウエハボート307を搬送する搬送機構315が配置さ
れている。この搬送機構315は、搬送室310の外部に設置
された水平回転（旋回）及び昇降用の駆動部315aと、搬
送室310内に位置し、駆動部315aの伝達軸に連結され、
ウエハボート307を保持する多関節アーム315bとによっ
て構成されている。搬送室310の上部に位置するプロセ
スチューブ301の開口部には、この開口部を開閉するオ
ートシャッタ308が設けられている。このオートシャッ
タ308を閉じることによって、プロセスチューブ301から
搬送室310へ向かう輻射熱を防止することができる。

ウエハ移送室330側は、クリーンルーム（図示せず）
内に設置されている。ウエハ移送室330内には、複数枚
例えば25枚のウエハＷを収納するウエハキャリアＣを搭
載可能なI/Oポート331が設けられている。このI/Oポー
ト331には姿勢変換機構340が左右に２台配置されてい
る。姿勢変換機構340は、姿勢変換機構340の上面に載置
された上向き状態（ウエハＷが立って保持された状態；
図14において実線で示された状態）のウエハキャリアＣ
を90度転換して横向きの状態（図14において１点鎖線で
示された状態）にしたり、逆に横向き状態から上向き状
態にする姿勢変換動作を行なう。

ウエハ移送室330内には、I/Oポート331の直ぐ後ろ側
にキャリアトランスファ332がエレベータ333を介して昇
降可能に設置されている。キャリアトランスファ332の
後側にはトランスファステージ334が設置され、トラン
スファステージ334の上方にはキャリアストックステー
ジ335が設けられている。キャリアトランスファ332は、
エレベータ333の昇降装置342の昇降動作に伴って矢印で
示すように上下に移動することができ、姿勢変換機構34
0によって横向き状態にされたウエハキャリアＣを多関
節アームによって受けとってキャリアストックステージ
335に搬送することができる。キャリアストックステー
ジ335は、キャリアトランスファ332により搬送されてく
るウエハキャリアＣをそれぞれ横向きのまま２列４段に
保管できる複数の棚として形成されている。また、この
キャリアトランスファ332の後ろは開口されており、後
述するファンフィルタユニット90からの洗浄されたエア
が、キャリアトランスファ中に送風され、カセットＣの
後ろ側よりカセット中に入るようになっている。ウエハ
移送室330のウエハボート収容室側にはウエハトランス
ファ336が移載用エレベータ337によって昇降可能に支持
されている。ウエハトランスファ336は、昇降しなが
ら、トランスファステージ334上のウエハキャリアＣ内
のウエハＷを１枚ずつ取り出して、ウエハボート収容室
320内に収容されたウエハボート307に収納保持させた
り、その逆に、ウエハボート307からウエハＷをトラン
スファステージ334上のウエハキャリアＣ内に戻す動作
を行なうことができる。なお、以上説明した各搬送装置
311,315,331,333,336,340等は図示しない駆動部によっ
て駆動制御される。これらの動作並びに詳細な構成は、
参照として示す米国特許No.5,462,397に開示されてい
る。

上記装置は、さらに、図15に示すように、ハウジング
の上壁で、ウエハ移送室330に対応する箇所、並びに、
キャリアストックステージ335の後方にフィルタ手段と
してのファンフィルタユニット90が設けられている。こ
れらユニットは、前記実施例のものと同様に、ファン
と、ケミカルフィルタと、ULPAフィルタとを積層して一
体化したものであり、ウエハ移送室330中に、ケミカル
フィルタで有機物を除去し、さらにULPAフィルタでパー
ティクルを捕捉除去したエアを供給し、カセット中のウ
エハの汚染並びに、ウエハに薄膜が形成されている場合
には、有機物が薄膜に吸着するのを防止している。

この処理装置においては、図16に示すように、膜厚測
定機構390を収容した測定ボックス389が、ウエハ移送室
330と併設して設けられている。このベックス389と、ウ
エハ移送室との間は、常時連通されていても、また、開
閉可能なゲートを介して接続されていても良い。測定ボ
ックス中には、ウエハ搬送機構391が設けられており、
膜厚測定機構390と、ウエハ移送室との間のウエハを移
送を可能にしている。このようなウエハ搬送機構は、図
１の実施の形態で示すものと実質的に同一で良いので詳
しい説明は省略する。膜厚測定機構390としては、図８
に示す楕円偏光法を用いた膜厚測定機構や図11に示すＸ
線光電子分光法を用いた膜厚測定機構が使用され得る。
この測定機構で、膜厚測定のためにウエハが載置される
ステージは、下限位置にあるウエハトランスファ336と
ほぼ同一平面にあることが、ステージとウエハトランス
ファとの間のウエハの搬送上、好ましい。

前記測定ボックス389には、ファンフィルタユニット9
0が、ボックス中に向けて、特に、ステージ上のウエハ
に向けて、上述したような清浄にされたエアを供給する
ために、設けられている。この実施の形態では、ユニッ
ト90は、ボックス389の横に設けられているように図示
されているが、図１の実施の形態と同様に上でも良いこ
とは理解できよう。ボックス389には、真空ポンプ392に
接続された排気管393が設けられており、ボックス389中
が、好ましくは陽圧状態となるように制御される。この
ユニット90は、前記実施の形態と同様にクリーンボック
ス内に配置されていることが望ましい。

図15中、符号398は、膜厚測定機構で測定された膜厚
が所望の（所望の範囲の）値になっているか、そうでな
いかを判別する判別器を示す。この判別器398の出力側
には、警報器401並びに制御部400が夫々接続されてい
る。警報器401は、この処理装置に設けられ、音並びに
／もしくはディスプレイにより作業者に、測定結果が所
定膜厚になっていないことを警報する。制御部400は、
プロセスチューブ301中でのウエハの処理のための処理
データを制御したり、他の処理装置401、例えば、次工
程の処理装置の処理データを制御したりする。前者の場
合には、例えばダミーウエハにプロセスチューブ301で
薄膜を形成し、このウエハの薄膜を測定機構で測定し、
その測定値が所望のものであれば、次の薄膜形成プロセ
スでも処理条件を変更せず、厚すぎる場合には、処理時
間を短くしたり、温度を下げたりし、薄すぎる場合には
これの逆の設定となるように、することが可能である。
このような処理をすることにより、所望の厚さの膜が形
成され得る。このようなダミーウエハの使用は、カセッ
ト毎に行っても良いし、複数のカセット毎に行っても良
いことは理解できよう。後者の場合には、測定しまた膜
厚のデータにより、次工程の装置、例えば、加熱装置の
処理データを制御することにより、膜厚に合った次工程
のプロセスが可能となる。

次に、上記構成の装置を薄膜形成装置として使用して
半導体ウエハに薄膜を形成する方法につき図16を参照し
て説明する。

工程S200に示すように、測定ボックス389も含めた装
置全体の雰囲気を、フィルタユニット90並びに他の不活
性ガスの吸入／排気機構を使用して、清浄化、してお
く。この状態で、外部（クリーンルーム）より搬送さ
れ、中にウエハが収容されたカセットＣが、装置内のI/
Oポート331に載置される。そして、このカセットＣは向
きが調節されてキャリアトランスファ332に送られ、こ
のトランスファによりキャリアストックステージ335へ
と運ばれる。このような動作を繰り返すことにより、キ
ャリアストックステージ335には、バッチ処理に必要な
数のカセットＣが一時的に蓄積される（工程S201）。こ
の必要な数のカセットＣの搬送の最中もしくは搬送後
に、ストックステージ335中のカセットＣは、トランス
ファーステージ334に運ばれる（工程S202）。そして、
フロントオートドア321が開かれて、ボート収容室320内
のウエハボート307に、ウエハトランスファ336によっ
て、トランスファステージ334上のキャリアＣ内のウエ
ハＷが順次搬送される（工程S203）。所定枚数のウエハ
Ｗがウエハボート307に収納された後、フロントオート
ドア321が閉じられてウエハボート収容室320内が密閉状
態に保持される。この状態で、搬送室310内の雰囲気が
調節されてから、リアオートドア322が開かれる。その
後、搬送機構315が駆動され、この搬送機構315によって
ウエハボート収容室320内のウエハボート307がボートエ
レベータ311aに設置された保温筒351上に移載されて保
持される（工程S204）。次に、ウエハボート307がボー
トエレベータ311a上にセットされると、ボートエレベー
タ311aが上昇して、ウエハボート307がプロセスチュー
ブ301内に搬入される（工程S205）。この時、ウエハボ
ート307の下部に設けられたフランジ部がマニホールド3
02の下部に設けられたフランジ部に当接してプロセスチ
ューブ301内が密閉される。この状態で、排気管３を通
じてプロセスチューブ301内のN₂ガスが排出され、プロ
セスチューブ301内が所定の真空状態に設定される。次
にガス導入管304を通じて処理ガスがプロセスチューブ3
01内に導入され、ウエハＷに対して所望の成膜処理が行
なわれる（工程S206）。

そして、プロセスチューブ301内のN₂ガス圧力が搬送
室310のN₂ガス圧力と同一となるように調整された後
に、ウエハボート307が昇降機構311を介して下降され
て、プロセスチューブ301内からウエハボート307が搬送
室310へと、さらに搬送室からボート収容室320へと搬送
される（工程S207）。そして、ウエハボート307から、
ウエハトランスファ336によって、ウエハはボート収容
室の外へと取出される。取出されたウエハのうち、ベア
ウエハ（ダミーウエハ）は、さらに搬送機構391によ
り、膜厚測定機構390に運ばれ（工程S208）、他のウエ
ハは、搬送ウエハトランスファ336によって搬送され
て、最下位置にあるキャリアトランスファ332上のカセ
ットＣ内に順次挿入される（工程S209）。そして、所定
枚数のウエハがカセット内に収容されると、キャリアト
ランスファ332は駆動されて上方位置に移動される。こ
の上方位置で、カセットＣは、キャリアトランスファ33
2上からキャリアストックステージ335中へと多関節アー
ムにより搬送されて、ここで保持される（工程S210）こ
のような動作が繰り換えされて、キャリアストックステ
ージ335中へは、所定個数のカセットＣが待機される。

一方、前記膜厚測定機構390に搬送されたダミーウエ
ハは、膜厚が測定機構により測定される（工程S211）。
測定されたダミヘウエハの膜厚が、所定の（所定範囲
の）厚さであるか、否かが判別器398で判断される（工
程S212）。そして、所定の厚さでない場合には、警報器
399により、アラーム警報されて、作業者に、ウエハに
形成された膜が所望の厚さになっていないことを知らせ
る。この結果、作業者は、キャリアストックステージ33
5中で待機されたカセットＣ内のウエハが次工程に適し
ていないことを認識し、ウエハを正規の工程から外し
て、例えば、ウエハの再利用のために形成した膜の洗い
落し等の二次処理をするために、この処理装置からのカ
セットを取り出す。尚、これら不良膜のウエハの取出し
プロセスは、作業者によらず、ダミーウエハの膜厚が不
適格であった場合には自動的に二次処理へと搬送するよ
うにしても良い。

他方、前記膜厚測定機構390により測定されたダミー
ウエハの膜厚が、所定の（所定範囲の）値である場合に
は、膜厚データは、記憶されると共に、制御部400に送
られる（工程S214）。この制御部で、成膜処理（工程S2
06）の処理条件や他の処理装置401の処理条件を、もし
必要であるならば、変更する。同時に、前記工程と同様
に、カセットをキャリアストックステージ335から処理
装置外の、次工程の処理装置へと搬送する。尚、この処
理装置と次の工程の処理装置とは、カセットを大気に晒
さないで搬送できるように接続されていることが好まし
い。

代わって、次の工程の処理装置は、膜厚測定ボックス
389と連接されて、膜厚測定後に、カセットに収容する
ことがなく直接に処理することも可能である。

上記説明では、図14に示す処理装置を成膜装置として
使用した場合につき説明したが、膜厚を測定してから、
この膜厚測定の結果に基づいてパラメータが調節、制御
される、他の処理、例えば、熱処理、さらなる成膜処
理、拡散処理にも適用できる。この場合には、カセット
Ｃから取出されたウエハＣをボートに直接搬送されるの
ではなく、膜厚測定機構に送って膜厚を測定してからボ
ートに順次搬入される。

このような処理装置並びに処理方法においても、前記
実施の形態の装置と同等の効果を有することは理解でき
よう。

上記実施形態では、熱酸化膜の膜厚測定を例にとって
説明したが、CVD成膜の測定に用いてもよく、また、被
測定基板として半導体ウエハに限らず、ガラス基板、LC
D基板等にも適用できるのは勿論である。また、成膜等
の処理される基板としては、基板の上に薄膜等が形成さ
れていないような，即ち，未処理の基板でも、また、既
に薄膜等が形成された，いわゆる，処理された基板でも
良い。

産業上の利用可能性この発明に係われば、基板に形成された膜を精度良く
測定できると共に、必要に応じて、この測定結果に基づ
いて測定の前後の基板の処理条件を制御することができ
るので、半導体装置、液晶装置等、種々の装置に適用可
能である。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01B 11/06 101 G01B 21/08 101 H01L 21/66 C23C 16/44

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】内部を外気から実質的に遮断するハウジン
グと、薄膜が形成された複数の基板を収納したカセットが載置
される導入ステージと、前記ハウジング内に配置され、前記薄膜の膜厚を測定す
るために基板が載置される測定ステージと、前記ハウジング内に配置され、前記カセット中と前記測
定ステージ上との間で前記基板を搬送する搬送機構と、前記ハウジング内に配置され、前記測定ステージ上の基
板の薄膜に向けて測定波を射出し、薄膜からの反射波お
よび放射波のうちの少なくとも一方を検出し、この検出
情報に基づき薄膜の厚さを非接触に測定する膜厚測定機
構と、前記ハウジングに設けられ、少なくとも前記測定ステー
ジへ、外気からガス状有機物を捕捉除去して外気を供給
するフィルタ機構と、を具備する膜厚測定装置。
【請求項２】さらに、上記膜厚測定機構の周囲の雰囲気
を排気する第１の排気機構を具備する請求項１の膜厚測
定装置。
【請求項３】上記膜厚測定機構は、測定波を基板の薄膜
に向けて射出する光源と、薄膜からの反射波を検出する
検出器と、を具備し、上記第１の排気機構は、前記光源及び検出器をそれぞれ
取り囲む部材を有し、前記光源及び検出器から発生する
ガスをそれぞれ排気する請求項２の膜厚測定装置。
【請求項４】さらに、上記測定ステージの周囲の雰囲気
を排気する第２の排気機構を具備する請求項１の膜厚測
定装置。
【請求項５】さらに、上記測定ステージ上の基板上に清
浄ガスを供給する清浄ガス供給機構を具備する請求項１
の膜厚測定装置。
【請求項６】上記膜厚測定機構は、光源と、この光源か
ら射出された光を直線偏光とする偏光子と、この直線偏
光を楕円偏光として薄膜に向けて斜めに入射させる1/4
波長板と、薄膜の表面から反射される第１楕円偏光と薄
膜の基底面から反射される第２楕円偏光とを検出する検
出部と、この検出部で検出した第１及び第２の楕円偏光
の位相差角と振幅比角とを読み取る機構と、読み取った
位相差角と振幅比角とに基づき膜厚を求める機構と、を
有する楕円偏光解析装置を具備する請求項１の膜厚測定
装置。
【請求項７】上記膜厚測定機構は、被測定膜にＸ線を照
射するＸ線源と、被測定膜から放出される光電子の数を
各エネルギレベルごとにカウントする機構と、得られた
光電子の数に基づき膜厚を求める機構と、を有する光電
子分光装置を具備する請求項１の膜厚測定装置。
【請求項８】前記フィルタ機構は、クリーンルームから
のエアを吸入するファンと、ガス状有機物を捕捉するケ
ミカルフィルタと、ULPAフィルタとをこの順序で積層し
てなるユニットを有する請求項１の膜厚測定装置。
【請求項９】基板が外部から導入される導入ステージ
と、基板に膜を形成する処理部と、導入ステージから処理部に基板を搬送する搬送機構と、制御された雰囲気中に位置された基板の膜の厚さを測定する測定部とを具備する処理装
置。
【請求項１０】前記導入ステージに導入された基板を制
御された雰囲気中に保管する保管部をさらに具備する請
求項９の処理装置。
【請求項１１】前記制御される雰囲気は、外気からガス
状有機物を捕捉除去して供給されたエアを含む請求項９
の処理装置。
【請求項１２】複数の基板を順次導入ステージに位置さ
せる工程と、基板に膜を形成する工程と、フイルタ機構によりガス状有機物を除去した外気が供給
された雰囲気中に位置された基板の膜の厚さを測定する
工程とを具備する基板処理方法。
【請求項１３】前記測定された膜厚のデータに基づいて
基板に膜を形成する処理データを制御する工程と、この
制御された処理データに基づいて他の基板に膜を形成す
る工程とをさらに具備する請求項12の基板処理方法。
【請求項１４】前記測定された膜厚のデータに基づい
て、膜が形成された基板を処理する処理データを制御す
る工程と、この制御された処理データに基づいて、膜が
形成された基板に処理をする工程とをさらに具備する請
求項12の基板処理方法。