經濟部智慧財產局員工消費合阼社印製 A7 B7_；__ 五、發明說明（1 ) (技術領域） 本發明係關於一種測定形成在半導體晶圓等之基板表 面之薄膜厚度的膜厚測定裝置及具備膜厚測定功能的基板 處理方法，以及基基板處理裝置。 (背景技術） 一般，爲了製造積體電路等之半導體裝置，對於半導 體晶圓一面重複成膜處理或鈾刻處理等一面以微細加工形 成所期望之電路元件。隨著近幾年之技術發達，對於半導 體裝置，也逐漸被要求記憶容量之大容量化及微處理器等 之處理速度之高速化，所以，被要求裝置之更高積體化及 高微細化。 .在此種狀態下，對於各種成膜之膜厚控制也逐漸被要 求高精度。例如以使用在微處理器之電晶體之閘氧化膜作 爲例子，以往係將形成閘氧化膜之熱氧化膜例如作爲2 0 n m，則其厚度之容許範圍係約± 0 . 5 n m，在特性上 也不會發生問題。但是在下一代裝置被要求3 nm以下乏 極薄膜厚，在如此極薄膜厚時，被容許之膜厚的偏差下降 至± 0 . 0 5 η，被要求極高精度之膜厚控制。 作爲藉由薄膜化所產生之一問題爲膜厚之測定技術。 例如在半導體晶圓形成所定膜厚之薄膜後，以相同膜厚測 定裝置測定該薄膜時，隨著經過時間，膜厚之測定値逐漸 變大，因而產生不知道實際膜厚之問題。例如，在半導體 晶圓上形成1 0 n m之熱氧化膜，將成膜後之晶圓置放在 I - n n I I I n n n n n n JA //!: (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· _ •線_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐） -4- A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（2 ) 淸潔室中，並適當地測定該置放時間經久時之膜厚時，則 得到如第1 7圖所示之結果。第1 7圖係表示在橫軸取從 成膜一直到膜厚測定.的置放時間（分鐘.），在縱軸取測定 膜厚（n m )，調查置放時間對於測定膜厚之影響之結果 的特性圖表。在圖中，自四方標示係表示橢圓偏光法曝厚 測定裝置（F E I I I )之結果。表示該半導體晶圓表商 上之薄膜的膜厚測定値之時間依存性。由第1 7圖可明瞭 ’成膜後，經過三分鐘時之測定値係大約1 0 n m而表示 良好數値，惟成膜後，經過3 0分鐘時之測定値係增加至 大約1 0 · 1 n m，又，經過3 0 0分鐘後則增加至大約 10 . 3 n m ° 如此，無法適當地評價只能容許大約± 0 . 0 5 n m 之膜厚測定變動之下一代裝置。 作爲此種膜厚測定値之一種變動要因，可能爲膜厚測 定空間之環境氣氛中的有機物隨著時間之經過，吸附在膜 之表面。爲了防止該吸附，膜厚測定空間設在與外氣遮斷 之區域，並以氮氣等惰性氣體充滿該空間的情形.已有柄 如日本特開平1 〇 - 8 2 6 3 1號被眾知。 在該技術，爲了必須以惰性氣體置換測定空間之環境 空間，在每一次運入運出所測定之半導體晶圓時會消耗大 量氣體而不經濟。又，藉由所使用之氣體種類，在安全上 有處理繁雜之情形。 爲此，作爲不使用惰性氣體之技術，眾知有將測定空 間以真空泵排氣成減壓狀態之技術。但是，在該技術必須 -I I — — — — — — — —--- I I ijl .. <請先閱讀背面之注意事項再填，寫本頁) 45 -線· # 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐） Λ7 __ B7_ 五、發明說明（3 ) 使用配置於測定空間內之各種驅動機構，例如在運送機構 之驅動部分使用如真空滑脂特殊潤滑油，故設備成分會 增大。 因此’本發明之第1項目的係在於提供一種不需要對 測定空間內之惰性氣體之導入或真空排氣，即可高精度地 測定形成於基板之膜厚的膜厚測定裝置。 又，本發明之其他目的，係在於提供一種可高精度地 測定形成在基板之膜厚，同時，在沒有該測定之膜厚之實 質上變動下，對基板可實行下一處理的基板之處理裝置。 (.發明槪要） 本案發明人等，經銳意硏究膜厚測定値之變動要因之 結果，得到藉環境氣氛氣體中之特別呈水分或碳氫化合物 等雜質附著於例如形成在半導體晶圓之膜表面之基板，使 該膜厚之測定値產生變動的知識，因而發現本發明。
本發明之第一態樣的膜厚測定裝置，其特徵爲具備： 從外氣實質上遮斷內部的外殼，及 I 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 載置一收容薄膜所形成之複數基板之卡匣的導入台， 及 配置於上述外殼內，且爲了測定上述薄膜之膜厚載置 有基板的測定台，及 配置於上述外殻內且將上述基板運送在上述卡匣中 與上述測定台上之間的運送機構’及 配置於上述外殻內’且朝上述測定台上之基板之薄膜 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X四7公釐） Λ7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（4 ) 射出測定波，檢測來自薄膜之反射波與放射波中之至少一 方，並依據該檢測資訊非接觸地測定薄膜厚度的膜厚測定 機構，以及 設於上述外殼，至少對上述測定台，從外氣捕捉除去 氣體狀有機物並供應外氣的過濾機構。 在上述裝置中，由於在測定台上，將淸淨氣體供應於 基板之周圍環境氣氛，因此，即使在成膜後經過較久時間 ’測定薄膜之膜厚時，也可減低膜厚測定値之時效變化。 又，基板係在被外氣遮斷之狀態從導人台一'直運送至測定 台較理想。上述膜厚測定機構係具備射出測定波之光源， 及檢測反射波的檢測器，又具備分別圍著上述光源及檢測 器，並將上述光源及檢測器所產生之氣體予以排出的第二 排氣導管較理想。構成如此，由於藉第二排氣導管分別排 出從光源及.檢測器所產生之氣體，因此，測定台上之基板 之周圍環境氣氛係.被更淸淨化，可更減低膜厚測定値之時 效變化。 替代之，上述膜厚測定機構係由具備：光源，及將# 該光源所射出之光施以直線偏振的偏振鏡，及將該直線偏 振作爲橢圓偏振並朝薄膜斜向地入射的1 / 4波長板，及 檢測從薄膜之表面所反射之第一橢圓偏振與從薄膜之基底 面所反射之第2橢圓偏振的檢測器，及讀取在該檢測器所 檢測之第一及第二橢圓偏振之相位差角與振幅比角的讀取 機構，及依據讀取之相位差角與振幅比角求出膜厚之機構 的橢圓偏振解析裝置所構成較理想。在此種裝置中。由於 1 n n n n n n n I n n n I I Λ \M ../\. (請先閱讀背面之注意事項再^"本頁) -線· ,φ, 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 B7____ 五、發明說明（5 ) 使用橢圓偏振解析裝置（EUipsometer) ’因此設置上述第 二排氣導管較理想。 上述膜厚測定機構係具備：向被測定膜照射X線的X 線源，及每一各能位準地計數從被測定膜所放出之光電子 數的計數機構，及依據所得到之光電子數求出膜厚的機構 所構成的光電子光譜裝置所構成較理想。 上述過濾機構係由依順序積層吸入來自淸潔室之空氣 的風扇，及捕捉氣體狀有機物之化學過滬器，及U L P A 過濾器所成的單元所構成較理想。在較理想之實施形態， 由於運送空間內及測定空間內，係由清淨氣體導入部所導 入的雜質極少之淸淨氣體所充滿，因此附著於被檢查體之 表面的例如水分或碳氫化合物等雜質之量極少，與成膜後 之時間無關係可抑制膜厚測定値之變動。 作爲該淸潔氣體，使用例如露點一 1 0 0 °c以下之乾 燥氣體較理想。又，因氣體乾燥而在淸潔氣體導入部設置 電離器，使導入氣體不帶靜電較理想。 又，運送空間或測定空間係對於外部形成壓力稍高乏 陽壓狀態，使外部之淸潔室內之氣體不含侵入至內部較理 想。如此’若將內部維持在陽壓狀態，則內部空間係對於 外部形成未完全密閉也可以，不需要高封閉性。 作爲此種淸淨氣體’可使用氮氣等情性氣體，或考慮 對操作人員之安全時使用惰性氣體與所定量之氧氣的混合 氣體。又’在導入台設置昇降台，將成膜後之被檢查體收 容於載體’在將此收容於密閉戰體箱內之狀態下戰於導 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A:1規格（210 x297公f j fTT" ~~~~ - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) —袭 訂. -線' 經濟部智慧財產局員X.消費合阼f£印製 Λ7 _B7_ 五、發明說明（6 ) 入台，藉上述昇降台將載體取進內部，即可防止成膜後之 被檢查體一直到被運送至該膜厚測定裝置之期間雜質附著 於被檢查體表面之情形。 本發明之第2態樣的處理裝置，其特徵爲具備： 基板從外部所導入的導入台，及 在基板形成膜的處理部，及 將基板從導入台運送至處理部的運送機構，及 測定位於被控制之環境氣氛中之基板之膜厚的測定部 ，及 依據該測定之膜厚之資料來控制上述處理資料的控制 部。 該態樣之裝置，例如測定形成於虛擬晶圓（虛擬基板 之膜厚，藉依據該測定結果來控制對於實際之晶圓之成膜 條件，使對晶圓之所期望之膜厚的膜之形成成爲確實。 在該第2態樣，爲了基板之分批處理，又具備保管於 將導入於上述導入口之基板加以控制之環境氣氛中的保管 部較理想。 _ 該發明之第3態樣，提供一種基板處理方法，其特徵 爲具備：將複數基板依次位於導入台的過程，及測定位於 被控制之環境氣氛中的基板之膜厚的過程，及依據處理資 料，在基板形成膜的過程，及依據該測定之膜厚之資料來 控制上述處理資料的過程，及依據該被控制之處理資料， 在其他之基板形成膜的過程。 又，本發明之第4態樣，提供一種基板處理方法，其 • n I n n n n n n I m n n I .1 ^· n n , i -(請先閱讀背面之注意事項再免寫本頁) 訂·- 線 _· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A.4規格（210 X 297公釐） -9- A7 B7 五、發明說明（7 ) 特徵爲具備：測定位於被控制之環境氣氛中之基板之膜厚 的過程，及依據該測定之膜厚之資料來控制下一過程之條 件的過程，及依據該被控制之條件在膜所形成的基板施以 處理的過程。 在上述兩方法中，被處理之基板係事先被洗淨較理想 。又，基板之處理形式係分批形式或一枚形式均可以’成 膜處理以外，可用熱處理，擴散處理，除去光阻劑（ ashing )處理等，及該領域眾知的各種處理，又，上述被 測定之膜厚資料起過規定値時，發生操作人員可認識之誤 差資訊也可以。 (用以實施發明之最佳形態） 以下，一面參照所附圖式一面說明本發明之較佳實施 形態。 如第1圖所示，膜厚測定裝置2係配置在淸潔室，成 爲整體或一部分被收容於淸潔室內。該裝置2係由：全體 爲例如不銹鋼板等金屬板所形成的外裝箱3 8，5.2 ’及 裝設於此等外裝箱且朝水平延伸的基台板4所構成’具有 從外氣實質上被封閉之外殼。其中一方之外裝箱3 8係上 端呈開口之矩形狀或圓形狀，上端連接於基台板4之下面 。又，另一方之外裝箱5 2係上端與下端呈開口之矩形狀 或圓形狀，下端連接於基台板4之上面。該外殻內，以支 撐下述之導管9 6之隔間壁9 6 a作爲境界，圖中之右側 .被規定爲運出運進區域6 ，該區域爲用以將作爲被檢查基 _______I__I I---^ · I I ,. IU I .. (請先閱讀背面之注意事項再^寫本頁) 訂- 線- 經濟部智慧財產局員1-消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A,1規格（210 X 297公S ) -10 . 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _B7_ 五、發明說明（8 ) 板之半導體晶圓以對外部運出運進；又，圖中之左側被規 定爲用以測定薄膜之膜厚的測定區域8。上述上方之外裝 箱5 2係利用上述隔間壁9 6 a。被區分成晶圓運送空間 4 8與晶圓測定空間5 0。下方之外裝箱3 8係在其中規 定卡匣運送空間3 6。 在上述上方之外裝箱5 2之上端開口中，設置一作爲 過濾機構之風扇過濾單元，該單元分別位於晶圓測定空間 與晶圓運送空間之上方，俾能封閉開口部。在其中一方之 外裝箱5 2之測定空間側之一側壁，及另一方之外裝箱 3 8之互相對向之一對側壁，分別具備氣體供應噴嘴7 5 ，並設置一作爲淸淨氣體供應機構之淸淨氣體導入部 6 4 A，6 4 B，6 4 C，利用從各該淸淨氣體導入部所 導入之氣體，與下述之排氣機構共同地可控制晶圓測定空 間5 0，及卡匣運送空間3 6 ，以及經由該運送空間3 6 之晶圓運送空間4 8之環境氣氛，例如，純粹N 2氣體與純 粹〇2氣體之混合氣體，作爲淸潔氣體，以可調整之所定流 量可供應於各該空間3 6 ，4 8，5 0中。所以，此等氣 體導入部之供應噴嘴7 5係經由分別設有流量控制器6 8 及開閉閥7 0之氣體導入管6 6，連接於作爲淸淨氣體供 應源之N2筒狀高壓氣體容器7 2及〇2筒狀高壓氣體容器 7 4 (由於此等流量控制器6 8，及開閉閥7 0，及N 2筒 狀高壓氣體容器7 2，及〇2筒狀高壓氣體容器7 4，對於 任何導入管6 6均相同，因此，在第1圖中，僅表示對應 於一個氣體導入管6 4 A者，而省略其他之氣體導入管 -n n n n n n n 1 n n n J ^ _ I i (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂： -線' 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A.l規格（2.1ϋ X 297公釐） -11 - 經濟部智慧財產局員X消費合作社印製 A7 D7 _ 五、發明說明（9 ) 6 4 B，6 4 C )。在其中一方之筒狀高壓氣體容器7 2 收容工業上純粹之N 2氣體，又在另一方之筒狀高壓氣體容 器7 4收容工業上純粹之〇 2氣體。此等純粹之N 2氣體與 純粹之0 2氣體係在供應管6 6內，以所定混合比混合之後 ，經由各該氣體導入部6 4 A，6 4 B，6 4 C ’供應於 各該空間。作爲此等淸淨氣體，並不被限定於上述之氣體 者，也可使用其他之單獨氣體或是混合氣體，例如可使用 氮氣體等情性氣體，或考慮對操作人員之安全性時可使用 惰性氣體與所定量之氧氣的混合氣體。.在上述外裝箱3 8 ，5 2，設置一排氣口 7 8，能各別獨立地或是共同地排 出各該卡匣運送空間3 6以及晶圓運送空間4 8之環境氣 氛。此等排氣口 7 8係連結於一連接在未予圖示的工廠排 氣系統之排氣通路8 0 (爲了簡化，僅圖示連接於設在卡 匣運送空間的排氣口 7 8，惟當然可瞭解在其他之排氣口 也同樣地設置）。具備該工廠排氣系統之壓力變動，在該 排氣通路8 0介設一自動壓力調整閥8 2。較理想是，排 氣口 7 8係設在距晶圓運送空間4 8內之測定空間5 0最 .遠之部位，經該排氣口 7 8排除晶圓運送空間4 8內所產 生之粒子等。在該晶圓運送空間4 8內，由於除了下述之 由上方朝下方之淸淨空氣之下降流外，還產生由測定空間 5 0朝晶圓運送空間4 8之排氣口 7 8之氣流，因此，形 成粒子等異物不會從晶圓運送空間4 8侵入測定空間5 0 。來自此等排氣口 7 8之排氣可使用設於工廠排氣系統之 真空泵，或是可設於排氣通路8 0的真空泵。 (請先閱讀背面之注意事項再聲、寫本頁)
A 訂._ 線· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -12- Λ7 B7 五、發明說明（10 ) 〈請先間讀背面之注意事頊再填寫本頁) 上述淸淨氣體之流量與來自排氣口 7 8之排氣量’係 設成各該空間3 6，4 8 ’ 5 0之壓力稍高於外殻外之壓 力的陽壓狀態，使外部之淸潔室內之氣體不會侵入內部。 如此，在將外殼之內部維持在陽壓狀態時。外殼係對外部 並未完全地密封也可以’所以’外殼係不需要高封閉性。 位於上述晶圓運送空間4 8內’作爲基板運送機構之晶圓 運送機構6 2設在基台板4上。較理想之實施形態中’晶 圓運送機構係由：能從下述之卡匣內交接半導體晶圓’運 送至測定空間5 0內，或將被測定之晶圓從測定空間運回 卡匣內，可直線地移動在基台板4上的支撐構件，及可旋 轉且可伸縮地設於該支撐構件，能支撐晶圓之機臂部所構 成。在本發明中，所謂「基板運送機構」，係如上所述’ 並不被限定對於卡匣移動晶圓者，也包含具有運送卡匣本 體之功能者。亦即，基板運送機構也可包含下述之卡匣運 送臂機構40或昇降機構46。 經濟部智慧財產局員二消費合作社印t 上述基台板4之右端部，亦即位於外裝箱3 8上方的 部分係構成作爲用以導入晶圓W之導入台1 〇。操作人負 或自動運送裝置（未予圖示）等將密閉載體箱1 2能載置 於該導入台1 0上。該密閉截體箱1 2係如第3圖所詳示 ，係在其中收容多數半導體晶圓W以分別水平地且上下分 別等間距排設的一個卡匣C。 該密閉載體箱1 2係主要由下端呈開口之容器本體 1 4，及密閉該開口且可加以封閉之容器底部1 6所構成 ，該容器本體1 4係只具有能將一個卡匣C整體與外部保 -13 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐） A7 B7 五、發明說明（11 ) (請先閲讀背面之注意事頊再填寫本1) 持氣密並收容之形狀與容積。形成於該容益本體Z下端的 上述開口，係具有經由該開口可進出卡匣c之尺寸。上述 底部1 6係由具有比本體1 4之開口稍小尺寸之平坦矩形 或圓形的板所構成’利用下述之鎖定機構’可裝卸地卡合 於容器本體之下端部，亦即’可開閉地卡合開口。 上述密閉載體箱1 2係可塡充高淸潔性之淸淨氣體’ 使在內部收容卡匣C之狀態下對於大氣壓成爲陽壓。所以 ，在該容器本體1 4，設置一可裝卸於被連接在未予圖示 之淸淨氣體之筒狀高壓氣體容器之氣體供應管’且將淸淨 氣體導入內部的具有閥之氣體導入/排氣部1 8。在容器 本體1 4之上部，設置一掌握此之把手2 4。 經濟部智慧財產局員1-消費合作社印製 上述容器本體1 6係經由〇形環等封閉構件（未予圖 示）氣密地可密閉安裝於將容器本體1 4之上述開口規定 於中間的下部凸緣部1 4內。在該容器底部1 6之周緣部 的適當部位，分別設置對於外側可出沒的鎖定銷2 0。此 等鎖定銷2 0係利用未予圖示之彈簧，彈壓成鎖定銷2 0 之前端不會從容器底部之外周面突出。在容器底部1 6乏 中央部中，設置對於底部以垂直軸作爲中心可旋轉的旋轉 連桿機構2 2。該機構2 2之外周面係成爲凸輪面，而在 該口卩位抵接鎖疋銷之基端。結果，連桿機構旋轉_時，則鎖 定銷係頂抗上述彈簧之彈壓力，前端從容器底部之外周面 突出’被插入在形成於上述凸緣部1 4 A之內周面的孔中 u結果’容器底部1 6係如上所述，被鎖定在容器本體 1 4。此種鎖定機構係一例，可瞭解採用其他各種鎖定機 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A·!規格（210 X 297公釐） A7 ^—--- B7 _ __ 五、發明說明（12 ) 構。 上述容器本體14與容器底部16係例如由聚丙烯樹 脂所形成，雖可使用例如揭示於日本特開平1 一 2 2 2 4 2 9號公報的蓋箱狀之S Μ I F - Ρ 0 D (高標），惟當 然並不被限定於此。又，在上述卡匣C內形成一次可收容 例如2 5枚之複數枚晶圓W。 在上述導入台1 0，形成一卡匣插通孔2 6，使與上 述容器本體1 4下端之開口相對向，該插通孔2 6係利用 愈向上方愈呈小徑之形成推拔之周壁被規定，其上部之徑 係比箱1 2之凸緣部1 4 Α的內徑大，且比其外徑小，具 有一個卡匣C可插通之尺寸。在該插通孔2 6 ，可插卸地 亦即可開閉地插入外周面與插通孔周壁之推拔實質上成爲 相同角度之推拔的昇降台2 8。在該昇降台2 8之中央部 ’設置一可扣合於上述容器底部1 6之旋轉連桿機構2 2 的旋轉銷3 0。此等旋轉銷係當昇降台2 8上昇至最上位 置’亦即，上昇至封閉插通孔之位置時，與上述旋轉連桿 機構2 2相扣合，與昇降台2 8之旋轉一起旋轉，並旋轉 連桿機構，能選擇地發揮上述鎖定功能與解除功能。該昇 降台2 8之旋轉係連接成能旋轉昇降台之電動機設於支撐 該昇降台之垂直移動臂3 4，於昇降台設置其與容器底部 1 6接觸時關閉之電氣接點。利用電源地連接此等馬達與 接點，當關閉接點時，馬達能旋轉的電氣式機構，或是， 利用接觸於昇降台2 8之上面與容器底部1 6之下面之間 時，以昇降台之上昇力可旋轉昇降台的凸輪機構也可以。 - — — — — lillllllf - I I - - ./{' (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂. 線· _ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -15- A7 _ B7__ 五、發明說明（13 ) 位在上述導入台1 0之上方，在卡匣插通孔2 6之周 圍，設置互相朝周方向具有所定間隔所配置的複數鎖定臂 2 9。各鎖定臂2 9係形成基端樞裝於導入台丨〇之垂直 臂部，及從該垂直臂部之前端朝大約直角方向延伸之水平 臂部所構成的L形’如箭號所示，沿著垂直面形成可轉動 之狀態。此等鎖定臂2 9係利用手動，當轉動成垂直臂部 成爲垂直時。頂接水平臂部之下面與上述凸緣部1 4 A之 上面’將凸緣部。亦即將容器本體1 4固定鎖住在導入台 1 0上。 上述垂直移動臂3 4係於該臂之自由端部上支撐上述 昇降台2 8 ，如第1圖所示地，形成於基端部之螺孔螺合 於滾珠螺旋3 2。該滾珠螺旋3 2係向垂直方向延伸，經 導入台1 0，及外裝殼3 8之底壁支撐成可旋轉之狀態。 又，該螺旋3 2之下端部係由上述底壁延出，並連接於未 予圖示之可逆電動機。又，未予圖示之導棒與螺旋3 2平 行地固定在外裝殻3 8，該導棒係貫穿形成於上述移動臂 3 4之未予圖示之垂直孔。結果，當藉馬達使滾珠螺旋' 3 2旋轉時，則移動臂3 4，以及昇降台2 8，係沿著螺 旋3 2朝水平方向移動。藉此種動作，昇降台2 8係一面 將在其上面載置卡匣C的容器底部16支撐在上面一面可 朝上下方向移動，可發揮卡匣C之載體箱1 2與運送空間 3 6之間的移動。 上述卡匣運送空間3 6內，設置基端樞裝於外裝殻 3 8之底部的卡匣運送臂4 0成辱可擺動在水平軸周圍。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) _ -|fi . — — — — — — — — — — — I — . I I ” I .(. (請先閱讀背面之注意事項再ι寫本頁) 線 丨#丨 經濟部智慧財產局員X消費合作杜印製 Λ7 B7 五、發明說明（14 ) .— I I — I ----I —--I±衣.I I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 如此，該運送臂4 0係經未予圖示之電動機成爲可轉動在 以實線表示於第4圖之大約形成垂直之垂直位置，及以兩 點虛線所示之大約形成傾斜之傾斜位置之間。在該運送臂 4 0之前端設置一以自由嵌裝狀態下可擺首之臂輔助構件 4 Ο A成爲與該臂之位置無關地經常形成水平狀態。在該 構件4 Ο A之兩端設置藉未予圖示之公知之驅動機構可實 施開閉之一對爪部4 2。當該臂4 0在上述垂直位置與傾 斜位置時，藉開閉動作該爪部4 2，成爲掌握上述卡匣C 之上部側壁並可將卡匣C保持在輔助構件4 Ο A。 •線- 經濟部智慧財產局員X消費合泎杜印製 在上述外裝殼3 8之上壁，亦即，在基台板4之一部 分，如第1圖所示地形成一插通孔4 6成爲連通卡匣運送 空間3 6與晶圓運送空間4 8之間。與該插通孔相對應， 在上端具備昇降台4 4 A之成組昇降機4 4裝設於外裝殼 3 8之底壁。該昇降機4 4係藉由未予圖示之驅動機構可 朝上下方向移動，而昇降台4 4 A係形成選擇性地可移動 且停止在卡匣C載置於其上面的下限位置與載置於上面之 卡匣C經上述插通孔4 6位於晶圓運送空間4 8中的上瞧 .位置（在該上限位置，藉運送臂機構6 2，依次取出卡匣 內之晶圓，或是將測定膜之晶圓依次可插入在卡匣，昇降 台係可朝上下方向稍移動）。 上述運送臂4 4係該臂位在垂直位置時，此等之輔助 構件4 Ο A接近於位在下降位置的昇降台2 8，又，位在 傾斜位置時，接近位在下限位置之昇降台4 4 A，上述各 種機構係設定其尺寸，配置等•如此，在膜厚測定時，藉 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A.l規恪（210 X 297公釐） -17- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 -----_ 五、發明說明（15 ) 胃_助橋件4 Ο A之介4 2夾持位在下降位置之昇降台 2 8上卡匣c，並將卡匣c蓮至位於下限位置之昇降台 4 6上且置放在其上面，爲運送臂機構可實行。收容經測 定膜厚之晶圓之卡匣，係與上述相反之順序，從上限位置 之昇降台4 4 A，經由臂輔助構件4 Ο A被運送至昇降台 2 8上並置放係可容易地瞭解。 以下’特別參照第2圖來說明測定空間5 0。 在測定空間5 0中之下部，設置連通於工廠排氣系統 線8 0 ’且功能作爲第2排氣機構之導管9 4之入口火烴 部。該導管9 4之出口部係貫穿基台板4被導出至外殻外 而被連接於工廠排氣系統線8 0。該導管之上述入口火徑 部’係形成愈朝上方徑愈大之漏斗形狀。在其中設有測定 台5 4。亦即，測定台係由導管之上部之推拔周壁圍繞側 方。該測定台5 4係具備用以吸附保持晶圓W之真空吸附 機構（未予圖示），及能調整晶圓W之被測定面之高度位 置’如箭號所示用以將台朝上下方向驅動的昇降機構（未 予圖示），在該排氣導管94上部之周壁形成兩個開口^ 9 4 a ，9 4 b成爲互相相對向之狀態。此等開口係其中 心較理想位於與台5 4之上面相同之高度。其中一方之開 口 9 4 a係與供氣噴嘴7 5之吹出口相'對向，經由開口 9 4 a ，從噴嘴7 5所供應之淸淨氣體形成直接地可噴射 在測定台5 4上之晶圓W側方。另一方之開口 9 4 b係如 第1圖所示地連通於晶圓運送空間4 8，晶圓W藉作爲基 板運送機構之運送臂機構6 2被設成能運入運出於導管 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公坌） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ，政 . -線· B7 五、發明說明（16 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 9 4之尺寸。如此，該開口，9 4 b係排出淸淨氣體，同時 可實施晶圓運送空間與測定空間之間的晶圓之運.送。該開 口 9 4 b所形成之導管的壁，係較理想與上述隔間壁 9 6 b形成一體或相連接。 如第2圖所示，作爲膜厚測定機構之橢圓偏振膜厚測 定裝置之雷射光源5 6，係設於測定台5 4之一側之斜上 方，將雷射光以入射角α入射於晶圓W之非測定面。另一 方面，檢測器5 8設在測定台5 4之相反側之斜上方，檢 測從薄膜反射的反射光。如第8圖所示，起偏鏡5 6 a及 1 / 4波長板5 6 b設在從光源5 6 —直到被測定基板W 之中間，而檢偏鏡5 8設在從檢測器5 8 —直到被測定基 板W之中間。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 上述光源^6，及偏振鏡56a，及1/4波長板 5 _ 6 b之三者，係設在連通於工廠排氣系統線8 0之導管 9 5的一端部內，藉該導管之周壁圍繞周圍。作爲該第1 排機構之排氣導管9 5之一端係藉形成小孔9 5 a (第2 圖）之蓋體被封閉。經該小孔9 5 a從導管側所射出之會 射光入射在測定台5 4上之晶圓W。又，另一方面，檢測 器5 8及檢偏鏡5 8 a係設在連通於工廠排氣系統線8 ◦ 之導管9 6之一端部內，藉該導管之周壁圍繞周圍。又， 與上述導管9 5 —起構成第1排氣機構的該排氣導管9 6 之開口端。也藉形成小孔9 6 a之蓋體加以封閉，反射雷 射光經小孔9 6. a入射於檢振鏡5 8 a。各小孔g 5 a ’ 9 6 a係可嵌入透明玻璃板。在形成小孔9 5 a ，9 5 b 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公f ) . -|q - A7 B7 五、發明說明（17 ) -^1 ϋ ϋ n n n n 1 I n I - - -iy (請先閱讀背面之注意事項再l寫本頁) 時’雖並不一定需要’惟在導管9 5，9 6之前端部，形 成一或複數之排氣口。此等排氣口係儘可能設在測定台5 4附近較理想’例如可形成在蓋體。測定空間5 0內之氣 體係經由此等排氣口及/或小孔，進入至導管9 5，9 6 中而被排出。 以下’說明設於膜厚測定區域8之上方的風扇過濾單 元9 0，又’說明測定空間5 0內之氣流。 ，線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 作爲過濾機構之風扇過濾單元9 0係設於膜厚測定區 域8之上方，從測定空間5 0之上方朝下方供應淸淨空氣 。具體上，封閉以外裝殼5 2之左側的上部分，及隔間壁 9 6 a之上部分所圍繞之空間，設置單元9 4。如第2圖 所不，此等風扇過據單元9 0係依上部風扇9 1，及化學 過濾器9 2，及U L P A過濾器9 3之順序被積層作爲一 個成爲單元化者，可裝卸地安裝於外殻上部，上部風扇 9 1係如既知，連接於電源，電氣式地旋轉。藉該風扇之 旋轉，該膜厚測定裝置所收容之淸潔室內的高純度空氣被 吸引至過濾器內，該被吸引之空氣係以化學過濾器,9 2除 去有機物，之後，以U L P A過濾器9 3捕捉除去粒子， 又形成朝下方，即流在測定區域5 0內之狀態。如此所形 成之淸淨空氣之下降流係實質上不會產生擾流地從風扇過 濾單元9 0如箭號所示地朝下方平靜地流在測定空間5 0 中，經配置於下部之導管9 4，9 5，9 6形成排氣或再 生循環。作爲過濾機構之風扇過濾單元9 0係至少設於測 定區域8就叫以，惟如第1圖所不，在運出運.進區域6也 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A'l規格（210x297公釐） -20- A7 --------B7_____ 五、發明說明（18 ) 設置風扇過濾單元9 0較理想。乃由於在運出運進區域6 設置作爲容易發生粒子之基板運送機構的運送臂機構4 〇 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ，4 6，6 2。 安裝於該風扇過濾單元9 0之化學過濾器9 2係具備 :可有效地捕捉主要爲形成在基板或一旦吸附有膜表面時 不容易脫離的難揮發性有機物，例如磷酸酯，苯二甲酸醅 ’矽氧烷，脂肪酸酯，及Β Η T等的過濾元件。U L.P A 過濾器9 3，係具備Β Η T等的特殊過濾元件。U L P A 過濾器9 3係具有用以捕捉主要爲微細粒子的特殊過濾元 件。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 化學過濾器9 2之過濾元件，使用纖維狀，粒狀之活 性碳所構成之活性碳所構成之蜂巢構造者。粒狀係較大之 球狀較大之球狀也形成微小球狀，或其他之基板也可以。 活性碳係以任何方法被製造者也可以。其中，纖維狀或微 小球狀之活性碳，係除去效率良好，壓力損失小，惟壽命 較短。如此，可使用在除去低濃度（1 0 0〜1 P p b ) 之有機成分較理想。另一方面，較大徑之粒狀活性碳係壽 命長，惟除去效率較低，壓損較大。所以，使用於除去高 濃度（1 0 0 P P b )之有機成分較理想。 在表1表示具有纖維狀過濾元件的四種之化學過濾器 之一例子。在該表中，各樣品A — 7 ，A — 1 0 ，A — 1 5，A - 2 0之過濾元件的纖維直徑分別爲1 8 μ g， 1 7 # g，1 5 " g，1 3 μ g，，而比表面積係分別爲 700m2/g，1 0 00m2/g，1 500m2/g， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐) .〇1 - " ~ A7B7 五、發明說明（19 ) 2 0 〇 〇 m 2 / g。 表1 項目 單位 -------— 化學過攄器之穂街 A-7 A-10 A-15 A-20 纖維'直徑 β g 18 17 15 13 比表面積 m 2 / g 700 1000 1500 2000 細孔直徑 n m 1.7 2.0 2.1 2.2 甲苯吸附量 % 22 33 62 84 PH — 7 7 7 7 發火點 °c 480 480 480 480 強度 Kg/cm2 20 20 15 10 伸度 % 1.0 2.0 2.0 2 0 彈性係數 Kg/cm2 1200 800 600 450 __________II___· I 1 - .. . (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -線' 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 由該表可瞭解纖維直徑愈細，或是比表面積愈大，甲 苯吸附量係增大，而提局除去效率。 如此，在本實施形態之膜厚測定裝置，卡匣運送空間 3 6，晶圓測定空間4 8及測定空間5 0係藉外裝殼3 8 '，5 2圍繞著周圍，成爲對於外氣被區劃之狀態，又，在 膜厚測定區域8內，設置作爲覆蓋構件之排氣_導管9 4， 9 5，9 6 ，由於繼續排氣測定中之晶圓W近旁，同時經 由上方之風扇過濾單元9 0吸進淸淨空氣，因此’此等空 間3 6，48 ，5 0內係成爲雜質極少之淸淨之環境氣氛 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公沒） -22- A7 _____B7__ 五、發明說明) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 。又’在導管9 4之附近及外裝殻3 8，5 2之適當部位 設置噴嘴狀之淸淨氣體導入部6 4 A，6 4 B，6 4 C。 具體而言，各淸淨氣體導入部64A，64B，64C係 .分別設於測定台5 4之側方壁面，及卡匣運送空間3 6之 相對向的一對側壁。由於將淸淨氣體從此等氣體導入部 6 4 A，6 4 B，6 4 C分別供應於各空間3 6 ，4 8_ '， 5 0內，因此，各空間3 6 ’ 4 8，5 0內係成爲雜質極 少的高度淸淨之環境氣氛。又，淸淨氣體導入部之數量及 安裝位置係並不被限定於此等。 關於在此所使用之淸淨氣體，對於粒子之淸潔度，係 與一般之淸潔室同樣地當然被維持在較高，惟其他，成爲 膜厚測定値之變動原因之水分或有機化合物之含有量被調 整成極小量。例如，關於水分，兩氣體之露點係例如設定 在- 1 0 0 °C以下較理想。又，淸淨氣體之氮氣與氧氣之 混合比，係考慮對於人之安全性而作爲4 : 1，設成與一 般之大氣之混合比大約相同較理想。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 又，自各淸淨氣體導入部64A，64B，64C —， 有放出含有水分極少的乾氣體，而該氣體也有帶靜電之虞 ，因此爲了中和該靜電之目的，電離器7 5安裝於各淸淨 氣體導入部64A，64B，64C之前端近旁。 以下，一面參照第5圖及第6圖一面說明其他實施形 態之導入台2 2 0。 該實施形態之導入台2 2 0，係並不是接受如上述之 載體箱，而是直接接受晶圓卡匣C，由此將晶圆W直接取 本紙張尺度適用中國囤家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) .〇3 -"" A7 B7 五、發明說明（21 ) 進系統內。在晶圓卡匣C之側方開口覆蓋一蓋2 3 9。被 收容在內部的晶圓W係從外氣被遮斷。導入台2 2 0係具 備上下兩段之支持台2 2 5，2 3 7。此等兩具支持台 2 2 5，2 3 7係藉連接於四角隅間之四條拉條2 3 6成 爲具有所定之上下間隔。在各支持台2 2 5，2 3 7之上 面分別設置卡匣載置台2 2 6，2 3 8成爲可朝水平方向 滑動之狀態。在各載置台2 2 6，2 3 8上面分別載置卡 匣C。在被載置之狀態下，卡匣C之蓋2 3 0，2 3 9係 分別成爲垂直。 支持台2 2 5，2 3 7係藉由汽缸2 4 2，及對於該 汽缸可朝上下方向（在第6圖以箭號表示）相對地移動之 桿2 4 1與汽缸2 4 2所構成的昇降汽缸機構被支持成可 昇降之狀態’。汽缸2 4 2之上端被支持於支持台2 2 5， 又，桿2 4 1之下端被支持在從隔間壁2 2 8之下端朝後 方突設的支持部。結果，例如，控制汽缸中之壓力媒體而 將桿2 4 1退入在汽缸2 4 2內時，則汽缸下降，隨著該 下降使導入台2 2 〇下降’上側之卡匣c的蓋2 3 9位於 隔間壁2 2 8之開口 2 2 7之部位，另一方面，從汽缸 2 4 2突出桿2 4 1時，則使導入台2 2 0上昇，下側之 卡匣C的蓋2 3 0位於隔間壁2 2 8之開口 2 2 7：之部位 0 取蓋機構2 2 4安裝於比開口 2 2 7更下方的隔間壁 2 2 8之前面。取蓋機構2 2 4係具備：臂部2 2 9，及 安裝於臂部2 2 9之上部的保持部2 2 3，及昇降臂部 本紙張用中國國家標準（CNS)A4规格（210 X 297公釐) .24 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂.- --線 經濟部智慧財產曷員I-消f合阼fi卬製 A7 B7 五、發明說明（22) (請先閱讀背面之注意事頊再旗寫本頁) 2 2 9的機構（未予圖示），及前後地搖動臂部2 2 9 @ 機構（未予圖示），及設於保持部2 2 3的解除鎖蓋機構 (未予圖示），及設於保持部2 2 3的蓋保持機構（未予 圖示）.。 如在第5，6圖以箭號所示，朝水平方向前方滑動載 置台226，將蓋230嵌入開口227’搖動臂部 2 2 9後將保持部2 2 3推向蓋2 3 0，解除蓋2 3 0之 鎖定而從卡匣C拆下蓋2 3 0，並，在保持此等之狀態下 使之下降。由此，從卡匣C取出晶圓W，之後運送至運出 運入區域6，成爲可再運送至測定區域8。 以下，一面參照第7圖一面在CVD炬或熱氧化膜使 用上述裝置來測定形成於半導體晶圚上的薄膜之膜厚之情 形。 經濟耶智慧財產局員1-省費合泎：ΐ!印製 例如在C V D裝置（未予圖示）將聚矽膜成膜在矽晶 圓W，之後例如將2 5枚之晶圓W收容於卡匣C，再將每 一卡匣C收容於載體箱1 2內（過程S 1 )。然後，關閉 蓋，將載體箱1 2成爲氣密狀態之後，經由氣體導入/# 氣部1 8使之排氣，又經由該氣體導入/排氣部1 8，將 淸淨氣體導入至載體箱1 2內，以淸淨氣體充滿內部（淸 淨氣體之淸洗），關閉氣體導入/排氣部18之閥俾封閉 箱中（過程S 2 )。該淸淨氣體係與膜厚測定裝置2之內 部環境氣氛氣體實質上相同之氣體組成，當然粒子很少， 且水分或碳氫化合物等之雜質成分也極少。 .運送機器人或操作人員將密閉載體箱1 2載置在導入 -25- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 ------— _B7 五、發明說明（23 ) 台1 0上之所定位置時。如第3圖所示地將容器本體1 4 之凸緣部1 4 Α以鎖定臂2 9固定（裝載）在台1 〇側（ 過程S 3 ) °晶圓W係例如在成膜後至少2 〇至3 0分鐘 以內從C V D裝置被運送至膜厚測定裝置2較理想。 將凸緣部Γ 4 A固定在台側時，則上昇位於卡匣運送 空間3 6內之垂直移載臂3 4，將昇降台2 8之旋轉銷. 3 〇扣合於容器底部1 6之旋轉環機構2 2，旋轉此使鎖 定銷2 0拉進內側。由此，解除容器底部][6與凸緣部 1 4A之扣合’底部1 6以及載置在其上面的卡匣C，係 成爲可從載體箱1 2分離之狀態（過程S 4 )。在該狀態 下’藉垂直移載臂3 4將昇降台2 5下降至下降位置，與 容器底部1 6 —起下降卡匣C，使卡匣C被收容在卡匣運 送空間3 6內。又，此時，卡匣插通孔2 6係藉容器本體 1 4對於外部被封閉，如此，卡匣運送空間3 6係與外氣 被遮斷。 之後，如第4圖所示，將卡匣運送臂4 0朝垂直位置 轉動並以該爪部4 2掌握卡匣C之上部，又將臂部4 0朝 傾斜位置轉動，俾將表示於第1圖之卡匣C移載至位於鄰 近位置之昇降台4 4A上。之後，上昇該卡匣昇降機4 4 ，俾將昇降台4 4 A移動至上限位置。由此，卡匣C係經 由卡匣插通孔4 6被運進晶圓運送空間4 8內（過程S 5 )。然後，運送臂機構6 2係從卡匣C取出一枚晶圓W ( 過程S 6 )，又將晶圓W移載（裝載）至測定台5 4上（ 過程S 了）。在此等過程之前，事先驅動上部風扇9 1俾 ----------I I I ___ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) I.
W 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公f ) -26- Λ7 _________;_____ 五、發明說明) 將淸淨空氣供應於外殼內，同時淸淨氣體經由導入部 6 4A被導進外殼內，又’經由排氣口 7 8 ’導管9 4 ’ 9 5，9 6，外殼內之環境氣氛被適當地排氣’外殻內係 以陽壓狀態充滿淸淨氣體。因此’圍繞測定台5 4之膜厚 測定空間5 0，也從過濾部9 0經常地供應淸淨空氣’並 適當地被排出。 + _ 以檢測器（未予圖示）檢測經由導管（覆蓋構件） 9 4，9 5，9 6被排出之氣體的純度，並判定該檢測値 是否滿足所定之要求位準（過程S 8 )。該過程S 8之判 定結果爲「否」時，則更增大對於測定空間5 0之淸淨氣 體的供應量（過程S 9 )，同時更增大來自測定空間5 0 之氣體排氣量（過程S10)。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 過程S 8之判定結果爲「是」時，則供電至膜厚測定 器之電源使光源5 6點亮，又，檢波器5 8成爲可測定狀 態，開始膜厚之測定（過程S 1 1 )。如第8圖所示，單 波長（6 2 3，8 n m )之氦氖雷射光從光源被射出，如 第9圖所示，射出光係以起偏鏡5 6 a被直線偏振（過程 Sill)，又，以1 / 4波長板5 6 b成爲橢圓偏振（ 過程S 1 1 2 )。該橢圓偏振以所定之入射角度α入射在 晶圓W之表面時.（過程S 1 1 3 )，則分別自薄膜表面與 薄膜底面（半導體晶圓之上面）反射。經由檢偏鏡5 8 a 藉檢波器5 8檢測此等兩反射光，將此等檢测資料顯示在 監測器畫面等。運算子或電腦系統之C P U，係從檢测資 料分別讀取兩反射偏振之相位差角△ ω與振幅比角（過程 -27- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 B7 五、發明說明) s 1 1 4 ) ’由此等之讀取資料與表示於第1 〇圖之圖表 來求出膜厚（過程S 115)。 分別驅動上述光源5 6及檢波器5 8時，由於從這些 發生微量之氣體，因此，經由專用之排氣導管9 5，9 6 排出周圍環境氣氛，若在測定膜厚中起因於某些而降低測 定空間5 0之淸淨度時，則警報系統（未予圖示）會動作 (過程S 1 2 )。由警報系統發生警報（過程S 1 2之判 定結果成爲「是」）時，則回到過程S 8。另一方面，過 程S 1 2之判定結果爲「否」時，則告知測定膜厚之結束 的信號被傳送至各電源電路，而結束測定膜厚（過程 S 1 3 )。 結束膜厚測定之晶圓W係藉運送臂機構6 2從測定台 54被卸載（過程S14)，又回到昇降台44A上之卡 匣C內（過程S15)。 然後，運算子或電腦系統之C P U，係判定是否未測 定之晶圓留在卡匣C內（過程S 1 6 )。過程s 1 6之判 定結果爲「是」時。則稍昇降卡匣C，將未測定之晶圓你 藉運送臂機構6 2調整位置在可從卡匣C取出之高度。如 此，藉重複上述過程S 6 —直到（過程S 1 5 )之動作’ 測定形成於下一晶圓W的薄膜之膜厚。 過程S 1 6之判定結果爲「否」時。亦即’完成卡® C內所有晶圓W之膜厚測定時，將卡匣C從空間4 8移送 至空間3 6 (過程S 17)，又將卡匣C載置在容器底部 1 6上。之後，與容器底部1 6 —起上昇卡匣C ’將容器 -------------A.—— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂： # 經濟部智慧財產局員1-消費合阼社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） -28 - A7 B7 經濟部智慧財產曷員工消費合作社印製 五、發明說明（26 ) 底部1 6扣合於載體箱1 2 (過程S 1 8 )。又，從台 1 0卸載載體箱1 2 (過程S 1 9 )，對下一過程連載體 箱12 —起運送卡匣C (過程S20)。 依照上述裝置，膜厚測定中之裝置內部係以經過捕捉 除去氣體狀有機物之化學過濾器的淸淨空氣充滿，因此， 當然粒子不會附著在晶圓表面，也不會附著成爲膜厚變動 要因之水分或碳氫化合物等之異物，可精度優異地評價膜 厚。亦即，由於分別排出導管9 4，9 5，9 6之內部， 另一方面由氣體導入部64A，64B，64C分別將高 純度之N 2氣體與0 2氣體分別導入在導管9 4之內部及各 空間3 6，4 8，5 0，因此，水分等幾乎不會附著於晶 圓表面。所以，在膜厚測定裝置2之內部，即使一直到晶 圓W之膜厚測定之等待時間較長，也可有效地防止膜厚測 定値之變.動。 此時，各空間3 6，4 8，5 0之內壓係對於外氣作 成例如數T 〇 r r左右之陽壓狀態，俾防止包含淸潔室內 之較多水分等之淸淨空氣從封閉較差之部分侵入至各空簡 內較理想。由此，可更抑制水分等附著於晶圓表面之情形 〇 又，此時，即使在排氣通路8 0所連接之工廠排氣系 統，以某些要因產生壓力變動，也藉介設於該排氣通路 8 0之自動壓力調整.閥8 2之作用，成爲可將各空間3 6 ，48，5 0之內壓經常地維持在陽壓狀態’可大致確實 地防止外氣侵入至內部。 . — — — — — — — III — — — I — -•1 ' (請先閲讀背面之注意事項再填本頁) • ULCrKFENit-··· 訂· -線_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -29- A7 B7 五、發明說明匕7 ) 此時之來自各氣體導入部6 4 A，6 4 B，6 4 C之 氣體流量’係每一導入部，依裝置各部之空間的容量及氣 體導入部之數量，例如最大約5 〇 e /分鐘。 又’將如此高度之乾燥之淸淨氣體導進內部時，在氣 體經流路時發生靜電，由此考量在膜壓測定計有各種不良 影響，惟在各氣體導入部6 4 A，6 4 B，6 4 C，由於 設置電離器7 5成爲能中和被導入氣體之靜電，因此，可 將不良影響及於測定系統等防範於未然。 又’由於在密閉載體箱1 2設置一氣體導入部1 8， 因此’若從該氣體導入部1 8也導入上述淸淨氣體，則更 能防止水分等附著於晶圓。 又’以外裝殼38，52覆蓋各空間36，48， 5 ◦時，具有較高之封閉性，惟如上述地將內部作成陽壓 狀態’由於雖封閉性不怎麼高也可防止外氣之侵入，因此 ’可達成防止水水分等附著之起初的目的。 又’作爲置換氣體使用水分等雜質極少之工業上純粹 之N 2氣體與〇 2氣體所構成的混合氣體，惟代替此，也甸 單獨使用N 2氣體，又，使用其他之惰性氣體，例如單獨使 A r氣體’ H e氣體，或是混合使用兩種以上之氣體。 以下’ 一面參照第1 1圖一面說明作爲其他實施形態 使用X線光電子光譜裝置的膜厚測定手段。 X線光電子光譜裝置1 〇 〇係具備：X線源1 1 1， 及能量電離器1 1 2，及檢測器1 1 3，及脈衝放大器 1 1 4 ’及電腦1 1 6，及記錄計1 1 8。該X線光電子 ______________液___ :'· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ·- .線- 經濟部智慧財產局員工消費合阼社印製 本紙張尺度適用中國國家槔準（CNS)A.l規格（210x297公S ) -30- A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 〇之測定室1 1 0係鄰接於試料處理室 理之試料W藉由運送裝置（未予圖示）從試 1，不曝露在外部環境氣氛運入至測定室 五、發明說明（28 光譜裝置1 〇 1 〇 1，經處 料處埋室1 0 1 1 0 內。 在試料處 氣體反應在試 在氧化環境氣 熱氧化裝置1 將金屬蒸汽等 置1 0 5等配 在本方法 膜處理被處理 上’從X線源 射在薄膜時·， 能量位準的多 數之光電子， 子之數。各計 之後被傳送至 運算子係 錄計1 1 8資 之圖表藉演算 理室1 1 0設置各 料w之表面使之成 氛下加熱而在試料 0 3蝕刻試料W之 作用於試料W之表 v 置在試料處理室1 ，試料W係在試料 之後被運進測定室 1 1 1接受所定波 從薄膜放出反映每 數光電子。藉能量 以檢測器1 1 3對 數信號係以脈衝放 電腦1 1 6。 使用電腦1 1 6算 料輸出算出結果。 ，運算子係求出膜 置。例如將處理 D裝置1 0 2 形成熱氧化膜的 刻裝置1 0 4 ; 蒸鍍膜的蒸鍍裝 0 1，至少經成 ，載置於載置台 照射。當X線入 結合狀態的各種 1 2捕捉此等多 量位準計數光電 4分別被放大； 能量速度，藉記 出之資料及所定 第1 2圖係在橫軸取自成膜一直到膜厚測定之置放時 間（分鐘），在縱軸取測定膜厚（nm)，表不在每一各 測定法調查匱放時間及於測定膜厚之影響之結果旳特性圖 \紙張尺度適用中關家標準（CNS)A4規格（21〇x297公楚） 種處理裝 膜的C V W之表面 表面的鈾 面俾形成 0 1內。 處理室1 1 1 0內 長的X線 —元素之 電離器1 每一各能 大器1 1 出目的之 依據該輸 厚。 I n I [ I 1 n n n I n ^ n I . 1 1 Ϊ ' / (請先閱讀背面之注意事項再^i寫本頁) 訂· 參 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（29 ) 表。在圖中，黑菱形標繪係表示X線光電子光譜法膜厚測 定裝置（X P S )之結果，而黑四方標繪係表示以往之_ 圓偏振法膜厚測定裝置（F E I I I )之結果。 第1 3圖係在橫軸取成膜一直到膜厚測定之置放時間 (分鐘），在縱軸取測定膜厚之增加分量（n m )，表示 調查每一各測定裝置置之不理時間及於測定膜厚之增加分 量之影響的結果之特性圖表。在圖中’，黑菱形標繪係表示 X線先電子光譜裝置（XP S )之結果，黑四方標繪係表 示以往之橢圓偏振法膜厚測定裝置（F E I I I )之結果 ;白圓標繪係表示本發明橢圓偏振法膜厚測定裝置（ F E I I I )之結果。由圖可知，使用以往裝置所測定之 膜厚値係偏差較大，惟使用本發明之裝置所測定之膜厚値 係偏差較小而安定。 如上所述，依照上述構成之膜厚測定裝置，可發揮如 下之優異作用效果。 由於基板係通過導入台一直到測定台在從外氣被遮斷 之狀態下控制環境氣氛之空間，因此，抑制測定台的膜厚 測定値之變動，運送空間內及測定空間內，係以除去從上 方之過濾機構（過濾單元）所導入之氣體狀有機物等的淸 淨空氣所充滿，因此，有機物不會吸附在基板之表面，與 成膜後之經過時間無關地抑制膜厚測値之變動，可高精度 地測定膜厚。又，過濾機構係並不一定須設在測定空間之 上方，例如在側方也可以，在此時，測定台係設於導管之 外，成爲不會由導管圍繞周圍之狀態較理想。 I n n I n n 1 u tf I 1· n f I w I ''·./i.... (請先閱讀背面之注意事項再填「寫本頁) 訂！ --線- 1KPI _ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 x 297公釐） _ 32 - A7 ___ B7_ 五、發明說明（30 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 又，由於利用第一排氣機構局部地排出膜厚測定機構 之周圍環境氣氛，故可提高有機物之吸附防止效果。又， 由於利用第二排氣機構局部地排出測定台之周圍環境氣氛 ，故可更提高有機物之吸附防止效果。又，使用橢圓偏振 解析裝置時，由於第一排氣機構分別局部地排出從光源及 檢測器所發生之氣體，因此，測定台上的基板之周圍環境 氣氛更被淸淨化，又可更減低膜厚測定値之時效變化。 又，由於在測定台上，一面從淸淨氣體供應機構供應 淸淨氣體至基板之周圍環境氣氛一面排出，因此，即使測 定成膜後經過較久時間的薄膜膜厚時，也可減低膜厚測定 値之時效變化。 如此依照該裝置，不會有依存於測定前之等待時間使 膜厚測定値有變動，可實行膜厚之正確評價。又，也不必 實行成膜後之基板的時間管理。 以下，參照第1 4圖及第1 5圖說明本發明之其他實 施形態的處理裝置。 ' 經濟部智慧財產局員工消費合作钍印製 處理裝置係藉由對於被處理體之晶圓W作爲施以所定 處理之處理室的處理管3 0 1 ’及具備將作爲可收容例如 1 〇 0枚之多數枚晶圓W之保持體的晶圓舟皿3 〇 7對於 處理管3 0 1可插脫的昇降機構3 1 1與下述之運送機構 3 1 5之密閉構造的運送室3 1 0，及將收容於晶圓載體 C之晶圓W朝運送室3 1 0移送的晶圚移送室3 3 0，及 在運送室3 1 〇與晶圓移送室3 3 0之間，鄰接地配置在 此寺室3 1 〇，3 3 0，構成具有僅可收容晶圆舟皿 -33- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公;?| ) A7 B7 五、發明說明（31 ) 3 0 7之最小限度容積之裝載鎖定室的晶圓舟皿收容室（ 保持體收容室）3 2 0構成其主要部分。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 前自動門3 2 1與後自動門3 2 2可開閉地配設於晶 圓舟皿收容室3 2 0與晶圓移送室3 3 0之間及晶圓舟皿 收容室.3 2 0與運送室3 1 0之間，前自動門3 2 1與後 自動門3 2 2關閉等，則成爲晶圓舟皿收容室3 2 0內維 持在密閉狀態。在晶圓舟皿收容室3 2 0，分別連結經由 開閉閥3 5 4連接於真空泵3 5 2的真空配管3 2 3，及 經由開閉閥3 4 6連接於N 2氣體供應部3 4 4的N 2氣體 導入管3 2 4，及經由開閉閥3 5 6連接於吸引泵3 5 8 的^2氣體排出管325。因此，經此等管路323 ’ 3 2 4，3 2 5可將晶圓舟皿收容室3 2 0內置換成所定 之真空環境氣氛或N2氣體等惰性氣體環境氣氛。泵3 5 2 ，3 5 8與N2氣體供應部3 4 4之驅動及開閉閥3 4 6， 3 5 4，3 5 6之開閉動作係藉由均未予圖示之驅動控制 部加以控制。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在上述晶圓舟皿收容室3 2 0，設置一用以檢知晶i 舟皿3 0 7設在其中之未予圖示的機構。 上述處理管3 0 1係藉由石英所形成’其外形係剖面 構成作爲倒.U形之縱型圓筒狀收容器。在處理管3 0 1之 外側圍繞著處理管3 〇 1配設一加熱器3 0 5。處理管 3 0 1與加熱器3 0 5係藉由組裝冷卸管或隔熱材料等的 保護蓋3 0 1之下部開口端連結一歧管3 0 2。該歧管 3 0 2係在其上部與下部形成具有凸緣部的圆筒形狀°在 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A.l規格（210 X 297公Μ ) -34- Α7 Β7 五、發明說明（32 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 歧管3 0 2之周壁部分別連接用以導入所定之處理用氣體 的氣體導入管3 0 4，及用以從處理管3 0 1排出處理後 之氣體的排氣管3 0 3。氣體導入管3 0 4係經由未予圖 示之氣體轉換閥連接於N 2氣體供應部與處理氣體供應部 ’由此選擇處理氣體與N 2氣體成爲可導進處理管3 ◦ 1 內。在位於比氣體轉換閥更下游側的氣體導入管3 0 4之 部位設置質量流控制器6 6，藉由該質量流控制器可任意 地控制供應於處理管3 0 1內之處理氣體或是N 2氣體之 供應量。排氣管3 0 3係經由開閉閥3 5 0連接於真空泵 3 4 9。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 上述運送室3 1 0係成爲全周全面地施以熔接或藉由 〇形環封閉施以封閉所成的密閉構造。在運送室3 1 0之 上部與下部之各該適當位置，連結經由開閉閥4 8連接於 N2氣體供應部344的N2氣體導入管312，及經由 開閉閥連接於吸引泵的N 2氣體排出管3 1 3，由此，作 爲淸除氣體將淸淨之惰性氣體（N 2氣體）經由氣體導入 管3 1 2經常導進運送室3 1 0內，另一·方面，將運送金 3 1 〇內之惰性氣體與雜質一起經由排氣管3 1 3不斷地 排出至外部，俾陽壓地且高純度地維持運送室3 1 0內之 惰性氣體環境氣氛。 配置於運送室3 1 0內之上述昇降機構3 1 1係藉由 載置晶圓舟皿3 0 7，具備能保溫又能保持之保溫筒 3 5 1的舟皿昇降機3 1 1 a ，及昇降移_舟皿昇降機 3 1 1 a的滾珠螺旋裝置3 1 1 b所構成》 本紙張尺度適用中^國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) Γβδ- " B7 五、發明說明（33 ) 〈請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 在運送室3 1 0內之晶圓舟皿收容室側’配置在昇降 機構3 1 1之舟皿昇降機3 1 1 a及晶圓舟皿收容室 3 2 〇之間運送晶圓舟皿3 〇 7的運送機構3 1 5。該運 送機構3 1 5係藉由設於運送室3 1 0之外部之水平旋轉 (迴旋）與昇降用的驅動部3 1 5 a，及位於運送室 3 1 〇內，連結於驅動部3 1 5 a之傳動軸，能保持晶圓 舟皿3 0 7的多關節臂3 1 5 b所構成。在位於運送室 3 1 0之上部的處理管3 0 1之開口部，設置—開閉該開 口部的自動擋門3 0 8，藉由關閉該自動擋門3 0 8 ’可 防止從處理管3 0 1朝運送室3 1 0之輻射熱。 經濟邨智慧財產笱員L肖費"阼达肀製 晶圓移送室3 3 0側係設在清潔室（未予圖示）。在 晶圓運送室3 3 0內，設置可搭載收容例如2 5枚之複數 枚之晶圓W的晶圓載體C的I / 0埠3 3 1。在該I / 〇 埠3 3 1配設兩台姿勢變換機構3 4 0於左右側。姿勢變 換機構3 4 0係將載置於姿勢變換機構3 4 0之上面之向 上方狀態（晶圓W站立被保持之狀態，在第1 4圖中以實 線所示之狀態）的晶圓載體C轉換9 0度成爲向橫方向狀 態（在第1 4圖中以一點鏈線所示之狀態）’或相反地實 行從向橫方向.之狀態成爲向上方狀態的姿勢變換動作。 在晶圓移送室3 3 0內，載體移送器3 2 2經由昇降 機3 3 3可昇降地設於I / 〇埠3 3 1之正後側。在載體 移送器3 2 2之後側設置一移送台3 3 4 ;而在移送台 3 3 4之上方設置一載體庫存台3 3 5。載體移送器 3 3 2係隨著昇降機3 3 3的昇降裝置3 4 2之昇降勋作 參紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚） -36 - A7 ______B7__ 五、發明說明（34 ) 以箭號所示地可朝上下方向移励’並將藉由姿勢變換機構 3 4 0成爲向橫方向狀態的晶圓C藉由多關節臂接受並可 運送至載體載存台3 3 5。載體載存台3 3 5係形成作爲 分別以橫方向狀兩列四階段地可保管經載體移送器3 2 2 所運送之晶圓載體C的複數棚架。又，該載體移送器3 3 2之後方係呈開口。來自下述之風扇過濾單元9 0之經洗 淨的空氣，被送風至載體移送器中’成爲從卡匣之後方側 進入卡匣中。在晶圓移送室3 3 0之晶圓舟皿收容室側藉 由移載用昇降機3 3 7可昇降地支持一晶圓傳送器3 3 6 。晶圓移送室3 3 6係一面昇降’一面一枚一枚地取出移 送台3 3 4上之晶圓載體C內的晶圓W，並收容保持在被 收容於晶圓舟皿收容室3 2 0內的晶圓舟皿3 0 7，或是 相反地，可實行將晶圓W從晶圓舟皿3 0 7回到移送台 3 3 4上之晶圓載體C內的動作。又，以上所說明之各運 送裝置311，315’331’333，336， 3 4 0等係藉由未予圖示的驅動部被驅動控制。此等動作 及詳細構成，係揭示在作爲參照所示的U S P No.' 5 4 6 2 3 9 7° 上述裝置係又如第1 5圖所示，在外殼之上壁，對應 於晶圓移送室3 3 0之部位’及載體庫存台3 3 5之後方 設置作爲過濾機構的風扇過濾單元9 0。此等單元係與上 述實施例者同樣地，疊層風扇’及化學過濾器，及 UL PA過濾器使之成爲一體化者’在晶圓移送室3 3 0 中’供應以化學過濾器除去有機物。又’以U L P A過濾 _ — I I I I — i I I — — I · I I . , ,c (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· _丨 經濟部智慧財產局員I-消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -37- A7 _,_B7_ 五、發明說明（35 ) 器捕捉除去粒子的空氣，而在卡匣中之晶圓之污染以及薄 膜形成在晶圓時，防止有機物吸附在薄膜。 在該處理裝置中，如第1 6圖所示，收容膜厚測定機 構3 9 0之測定箱3 8 9，係設置與晶圓移送室3 3 0倂 設。該測定箱3 8 9 ，及晶圓移送室之間係經常相連通， 或是經由可開閉之闡相連接也可以。在測定箱中，設置一 晶圓運送機構3 9 1，可移送膜厚測定機構3 9 0，及晶 圓移送室之間的晶圓。由於此種晶圓運送機構係與在第1 圖之實施形態所示者實質上相同就可以，故省略詳細說明 。作爲測膜厚定機構3 9 0，係使用表示於第8圖之橢圓 偏振法的測定膜厚機構或是使用X線光電子光譜法的測定 膜厚機構可被使用。在該測定機構，爲了測定膜厚而載置 晶圓的台，係與位於下限位置之晶圚移送器3 3 6大約相 同平面，使台與晶圓移送器之間的晶圓之運送上較理想。 經濟部智慧財產局員X消費合作社印製 在上述測定箱3 8 9設置一風扇過濾單元9 0，係朝 箱中，特別是朝台上之晶圓供應如上述之經淸淨之空氣。 在該實施形態中，單元9 0係如圖示設於箱3 8 9之橫_ ，惟可瞭解與第1圖之實施形態同樣地設於上方也可以。 在箱3 8 9設置一連接於真空泵3 9 2之排氣管3 9 3， 使箱3 8 9中較理想爲控制成陽壓狀態。該單元9 0係與 上述實施形態同樣地配置於淸潔箱內較理想。 第1 5圖，記號3 9 8係表示辨別器，用以辨別以膜 厚測定機構所測定之膜厚是否成爲所期望（所期望之範圍 )之數値。在該辨別器3 9 8之輸出側分別連接警報器 -38 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4规格（210 X 297公1 ) A7 ___B7__ 五、發明說明（36 ) 4 0 1及控制部4 0 0。警報器4 0 1係設於該處理裝置 ，利用聲音及/或顯示器將測定結果未達到所定膜厚以警 報告知作業人員。控制部4 0 0係控制用以處理處理管 3 0 1中之晶圓的處理資料，或是控制其他處理裝置 4 0 1，例如下一過程之處理裝置的處理資料。在前者時 ，例如將薄膜以處理管3 0 1形成於虛擬晶圓’並以測定 機構測定該晶圓之薄膜，若該測定値爲所期望者’則在下 一薄膜形成處理也不變更處理條件，而在過厚時，縮短處 理時間，或降低溫度，在過薄時，可成爲相反之設定。利 用此種處理，可形成所期望厚度之膜。此種虛擬晶圓之使 用，係可瞭解對於每一卡匣實行也可以，或是每一複數卡 •匣實行也可以。在後者時，經測定或利用膜厚之資料。控 制下一過程之裝置，例如加熱裝置之處理資料，可成爲符 合膜厚之下一過程的處理。 以下，參照第1 6圖說明將上述構成之裝置使用作爲 薄膜形成裝置而在半導體晶圓形成薄膜之方法。 如過程S 2 0 0所示，使用過濾單元9 0以及其他之 惰性氣體之吸入/排氣機構來淸淨也包含測定箱3 8 9之 整體裝置之環境氣氛。在該狀態下，由外部（淸潔室）運 送，且晶圚收容於其中的卡匣C被載置在裝置內之I/0 埠3 3 1。之後，該卡匣C係調整方向被運送至載體移送 器3 3 2，利用該移送器被運至載體庫存台3 3 5。利用 重複此種動作，分批處理所必需之數量的卡匣C暫時地被 儲存於載體庫存台335 (過程S201) u在該所必需 各紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) .39 - ~ (請先閱讀背面之注意事項再處寫本頁) 袭 訂_ 線. 經濟部智慧財產局員X.消費合作社印製 A7 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 _；_B7___ 五、發明說明（37 ) 之數量的卡匣C之運送當中或運送後，庫存台3 卡匣C係被運至移送台3 3 4 (過程S 2 0 2 ) 打開前自動門7 2 1 ，藉由晶質移送器3 3 6， 3 3 9上之載體C內之晶圓W依次運送至舟皿收 320內之晶圓舟皿307 (過程S203)。 之晶圚W收容於晶圓舟皿3 0 7之後，關閉前自 3 2 1俾使晶圚舟皿收容室3 2 0內保持在密閉 該狀態下，調節運送室3 1 0內之環境氣氛之後 自動門3 2 2。之後’運送機構3 1 5被驅動’ 送機構3 1 5，晶圓舟皿收容室3 2 0內之晶圓 3 0 7被移載並保持在設於舟皿昇降機3 1 1 a 351上（過程S204)。之後’晶圓舟皿3 在舟皿昇降機3 1 1 a上時，則上昇舟皿昇降機 ，使晶圓舟皿3 0 7運入處理管3 0 1內（過程 )。此時，設於晶圓舟皿3 0 7之下部的凸緣部 在歧管3 0 2之下部的凸緣部而能密閉處理管3 在該狀態下，經排氣管3排出處理管3 0 1內之 ，使處理管3 0 1內設定在所定之真空狀態。之 氣體經氣體導入管3 0 4被導入處理管3 0 1內 圓W實行所期望之成膜處理（過程S 20 6 )。 之後，處理管3 0 1內之N 2氣體壓力被調 送室3 1 〇之Ns氣體壓力相同之後，晶圓舟皿 昇降機構3 1 1被下降，晶圓舟皿3 0 7從處理 內被運送至運送室3 1 0 ’再.從運送至被連送至 私紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 40 3 5中之 。之後， 使移送台 容器室 所定枚數 動門 狀態。在 ，打開後 藉由該運 舟皿 的保溫筒 0 7設定 3 11a S 2 0 5 頂接於設 0 1內。 N 2氣龠 後，處理 ’對於晶 整成與運 3. Q 7經由 管3 0 1 舟皿收容 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 線_ Λ7 _____B7___ 五、發明說明（38 ) 室3 2 0 (過程S 2 0 7 )。之後，晶圖係從晶圓舟皿 3 0 7藉由晶圓移送器3 3 6被取出至舟皿收容室外。被 取出之晶圓中，裸晶圓（虛擬晶圓）係又利用運送機構 3 9 1，被運至膜厚測定機構3 9 0 (過程S 2 0 8 )， 其他之晶圓係藉由晶圓移送器3 3 6被運送，依次插入在 最下位置之載體移送器3 3 2上之卡匣C內（過程 S 2 0 9 )，之後，所定枚數之晶圚被收容於卡匣內時， 載體移送器3 3 2係被驅動而朝上方位置移動。在該上方 位置，卡匣C係利用多關節臂從載體移送器3 3 2上被運 送至載體庫存台3 3 5中，並被保持在該庫存台（過程 S 2 1 0 )。重複此種動作，所定個數之卡匣C等待於載 體庫存台335中。 另一方面，被運送至上述膜厚測定機構3 9 0之虛擬 晶圓，係利用測定機構來測定膜厚（過程S 2 1 1 )。經 測定之虛擬晶圓之膜厚以辨別器3 9 8判斷是否在所定（ 所定範圍）之厚度（過程S2 12))。若不是所定厚度 時，利用警報器3 9 9發出警報，將形成於晶圓之膜未達 到所期望厚度之情形告知作業人員。結果，作業人員係認 識等待在載體庫存台3 3 5中之卡匣C內之晶圓不適用於 下一過程，從正規過程拆下晶圓，從該處理裝置取出卡匣 ，俾作例如爲了晶圓之再利用所形成之膜之洗淨等的二次 處理。又.，此等不良膜之晶圓之取出處理係不依賴作業人 員，而在虛擬晶圓之膜厚爲不合格時自動地運送至二次處 理也可以。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) .41 - " ' -I--— — — — — — — — 1·、士衣.I I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -線. __丨 經濟部智慧財產局員I-消費合阼社印製 五、發明說明（39 ) 另一方面 擬晶圓之膜厚 係被記憶，同 。若需要，在 之處理條件或 與上述過程同 理裝置外之下 過程之處理裝 較理想 A7 B7 ，利用上述膜厚測定機構3 9 0所測定之虛 ’在所定（所定範圍）之數値時，膜厚資料 時被傳送至控制部4 0 0 (過程s 2 1 4 ) 該控制部，變更成膜處理（過程S 2 0 6 ) 其中之處理裝置4 0 1之處理條件。同時， 樣地’將卡匣從載體庫存台3 3 5運送至處 一過程的處理裝置。又，該處理裝置與下一 置，係連接成不會曝露於大氣下可運送卡匣 下一過程之裝置裝置’係與測定膜厚箱3 8 9相連接 厚之後’不必收容於卡匣即可直接地處理也
，而在測定膜 可以。 在上述說 用作爲成膜裝 之後，依照該 處理以及成膜 是將從卡匣C 膜厚測定機構 在此種處 形態之裝置同 在上述實 以說明，惟也 測定基板並不 基板，L C D 明，係對於將表示於第1 4 置之情形加以說明，惟也適 測定膜厚之結果參數被調整 處理，擴散處理等其他處理 所取出之晶圓C直接運至舟 經測定膜厚之後依次運入舟 理裝置及裝置方法，也可瞭 等之效果。 施形態係以熱氧化膜之膜厚 可以使用於C N D成膜之測 被限定於半導體晶圆。當然 基板等。又，作爲成膜等之 圖之處理裝置使 用於經測定膜厚 ，控制的例如熱 。在此時，並不 皿，而是運送茔 皿。 解具有上述實施 測定作爲例子加 定，又，作爲被 也可適用於玻璃 所處理之基板，， 請 先 閱 讀 背" 之 注 意 事 項 再 寫裝 本衣 頁 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A‘l規格（210 X 297公爱） A7 B7 五、發明說明（40 ) 係在基板上未形成薄膜等未處理之基板，或是已形成薄膜 等已處理之基板也可以。 (請先閲讀背面之注意事頊再填寫本頁) (產業上之利用可能性） 依照本發明，由於可高精度測定形成於基板之膜，同 時，視需要，依據該測定結果可控制測定前後之基板的處 理條件，故可適用於半導體裝置與液晶裝置等各種裝置。 (圖式之簡單說明） 第1圖係槪略地表示本發明之一實施形態之整體膜厚 測定裝置的圖式。 第2圖係表示用以說明控制測定室內之環境氣氛的放 大第1圖之一部分的圖式.。 第3圖係表示將導入台上之載體箱與昇降臂放大第1 圖之一部分的圖式。 第4圖係表_示用以移載卡匣之擺動臂之一部分的斜視 圖。 . 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第5圖係表示導入台之變形例的斜視圖。 第6圖係表示第5圖之導入台的斜視圖。 / 第7圖係表示使用圖示於第1圖之裝置來測定膜厚時 1/ 之動作的流程圖。 第8圖係槪略地表示圖示於第1圖之裝置的膜厚測定 機構，使用橢圓偏振法之膜厚測定機構的圖式。 第9圖係表示圖示於第8圖之膜厚测定機楢之膜厚測 -43- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A<1規格（210 X 297公釐） A7 B7 五、發明說明（41 ) 定方法的流程圖。 第1 0圖係表示從圖示於第8圖之膜厚測定機構之膜 .厚測 '定所使用之檢測偏振之特性求出膜厚値的圖式。 第1 1圖係槪略地表示膜厚測定機構之另一變形例的 f用X線光電子光譜法之膜厚測定機構的圖式。 第1 2圖係表示測定膜厚與膜形成後之時間經過之關 係的特性圖表。 第1 3圖係表示測定膜厚之增加分量與膜形成後之時 間經過之關係的特性圖表。 .第1 4圖係槪略地表示本發明之不同實施形態之基板 處理裝置的圖式。 第15圖係表示圖示於第14圖之裝置的槪略性上面 圖。. 第1 6圖係表示甩以說明使用圖示於第1 4圖之處理 裝置施以成膜之方法之一例子的流程圖。 第1 7圖係表示使用以往裝置來測定膜厚時之測定膜 厚之時間依存性的特性線圖。 ' (記號之說明） 2 膜厚測定裝置 4 . 基台板 6 運出運入區域 8 測定區域 1 0 導入台 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公楚） -44- ___________II 農· I I ·. 5 /^_+ \ {請先間讀背面之注意事頊再填寫本頁) . --線- _ 經濟部智慧財產局員1-消費合作社印製 A7 B7五、發明說明（42 ) 12 密閉載體箱 14 容器本體 16 容器底部 2 0 鎖定銷 22 旋轉連桿機構 2 6 卡匣插通孔 2 9 鎖定臂 32 滾珠螺旋 3 4 振動臂 3 6 卡匣運送空間 3 8 外裝設 4 0 運送臂 4 2 爪部 4 4 卡匣昇降機 4 6 插通孔 .48 晶圓運送空間 5 0 測定空間 5 2 外裝殼 5 4 測定台 5 6 光源 56a 起偏鏡 5 6b 1 / 4波長板 5 8 檢測器 58a 檢偏鏡 • n n n n n n n n n n I .. n n 一 3 /..-/-(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂- 藝丨 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -45- A7 _B7_ 五、發明說明（43 ) 6 4 A，6 4 B，6 4 C 氣體導入部 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 6 6 供 "匕、 管 7 0 開 閉 閥 7 5 氣 體 供 m 噴 嘴 7 8 排 氣 □ 8 0 排 氣 通 路 8 2 白 動 壓 力 調 整 閥 9 0 風 扇 過 濾 單 元 9 1 上 部 風 扇 9 2 化 學 過 濾 器 9 3 U L P A 過 濾 器 9 4，9 5，9 6 導管 1 0 0 X 線 光 電 子光譜裝置 1 0 1 試 料 處 理 室 1 0 2 C V D 裝 置 1 0 3 熱 氧 化 裝 置 1 0 4 蝕 刻 裝 置 1 0 5 蒸 鍍 裝 置 1 1 0 測 定 室 1 1 1 X 線 源 1 1 2 能 分 析 器 1 1 3 檢 測 am 益 1 1 4 脈 衝 放 大 器 116 電腦 • — — I1IIIIIII — I « I I (請^閱讀背面之注意事項再^^'本頁) . -線_ ·- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A<1規格（210 X 297公釐） -46 - A7 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 五、發明說明（44 ) 118 記錄計 220 導入台 223 保持部 225，237 支持台 2 2 6 ，2 3 8 卡匣載置台 2 3 0 ，2 3 9 蓋 4 1 桿 4 2 汽 缸 0 1 處 理 管 0 2 歧 管 0 4 氣 體 導 入 管 0 7 晶 圓 舟 血 1 0 運 送 室 1 1 昇 降 機 構 2 0 晶 圓 舟 皿 收 2 1 刖 白 動 門 2 2 後 白 動 門 3 0 昌 圓 移 送 室 3 1 I / 〇 埠 3 2 載 體 移 送 器 3 3 昇 降 機 3 4 移 送 台 3 5 載 體 庫 存 台 336 載體移送器 I I — —— — — 1IIIII · I I . ^ /ί, (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) . 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -47- A7 B7 五、發明說明（45 ) 3 3 7 移載用昇降機 3 4 0 姿勢變換機構 3 4 6 ，3 5 4，3 5 6 開閉閥 3 4 9 ，3 5 2，3 5 8 真空泵 3 8 9 測定箱 3 9 7 膜厚測定機構 3 9 1 晶圚運送機構 3 9 2 真空泵 3 9 3 排氣管 3 9 8 辨別器 3 9 9 警報器 4 0 0 控制器 4 0 1 處理裝置 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) —袭 . -線. .L-r-F.tfcJk.i.i.:: 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -48 -