(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェハ製造をモニタリングする方法であって、前記方法は、モニタされる対象の測定可能な特性を検出するステップを含み、前記モニタされる対象は、製造環境内の分離されたウェハ処理装置の間で半導体ウェハを輸送するために設けられた、１以上の半導体ウェハがロードされたウェハの輸送体を備え、
前記ウェハの輸送体は、複数のベイを含む自動材料搬送システムの一部であり、各前記ベイは複数の前記分離されたウェハ処理装置を備え、前記自動材料搬送システムは、一つのベイ内で分離されたウェハ処理装置間でウェハの輸送体を移動させるためのベイ内輸送機構と、前記複数のベイ間でウェハの輸送体を移動させるためのベイ間輸送機構とを備え、
前記方法は、前記検出するステップの前に、１以上の半導体ウェハを処理するステップと、前記１以上の処理された半導体ウェハを前記ウェハの輸送体へとロードするステップとを含み、
前記処理するステップは、前記測定可能な特性を変化させ、
前記検出するステップは、前記測定可能な特性における変化を検出し、
前記方法は、さらに前記１以上の半導体ウェハがロードされたウェハの輸送体を、前記自動材料搬送システムのベイ内における前記分離されたウェハ処理装置のうちの前記処理するステップが行われたウェハ処理装置と前記検出するステップが行われる測定装置の間で移動させるステップを含み、前記測定装置は前記ベイ間輸送機構に設けられるかまたは前記ベイ間輸送機構からアクセス可能である、方法。
【請求項２】
前記処理するステップの前に、１以上の半導体ウェハがロードされた前記ウェハの輸送体の前記測定可能な特性を検出するステップと、前記処理するステップへ向けて前記１以上の半導体ウェハをアンロードするステップとを含み、処理後に検出された前記測定可能な特性は、前記処理の工程をモニタするために、前記処理するステップの前に検出された前記測定可能な特性と比較される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記処理するステップは、ＣＶＤ、ＰＥＣＶＤ、およびＰＶＤの１つである材料を蒸着する技術、または、化学エッチングおよびＣＭＰの１つを含む材料を除去する技術、クリーニング、イオン注入、もしくはリソグラフィを含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記ウェハの輸送体は、正面開口式一体型ポッド（ＦＯＵＰ）または、標準マシンインターフェイス（ＳＭＩＦ）である、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記検出するステップは、１以上の半導体ウェハがロードされた前記ウェハの輸送体の質量を測定するステップを含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記検出するステップは、計量装置で、１以上の半導体ウェハがロードされた前記ウェハの輸送体の重力による重量を測定するステップを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記計量装置における大気によって前記１以上の半導体ウェハがロードされた前記ウェハの輸送体に作用する浮力を決定するステップを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記検出するステップは、前記１以上の半導体ウェハがロードされた前記ウェハの輸送体を振動させて、前記ウェハの輸送体の周波数応答を測定するステップを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
処理されるべき１以上の半導体ウェハがロードされたウェハの輸送体に対する第１の計量測定値を得るステップと、
前記分離されたウェハ処理装置のうちの第１のウェハ処理装置において、前記半導体ウェハを前記ウェハの輸送体からアンロードするステップと、
前記アンロードされた半導体ウェハに第１の処理を実行するステップと、
該処理された半導体ウェハを前記ウェハの輸送体に再ロードするステップと、
前記処理された半導体ウェハがロードされた前記ウェハの輸送体に対する第２の計量測定値を得るステップと、
前記ウェハの前記第１の処理をモニタするために、前記第１および第２の計量測定値を比較するステップと、
前記１以上の半導体ウェハがロードされた前記ウェハの輸送体を、前記第１のウェハ処理装置から離れた第２のウェハ処理装置へ移動させるステップと、
前記第２のウェハ処理装置において、前記半導体ウェハを前記ウェハの輸送体からアンロードするステップと、
前記アンロードされた半導体ウェハに第２の処理を実行するステップと、
前記第２の処理が実行された半導体ウェハを前記ウェハの輸送体に再ロードするステップと、
前記第２の処理の実行により処理された半導体ウェハがロードされた前記ウェハの輸送体に対する第３の計量測定値を得るステップと、
前記ウェハの前記第２の処理をモニタするために、前記第２および第３の計量測定値を比較するステップとを含む、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
この発明は、半導体ウェハ計測に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
マイクロ電子デバイスが、たとえば蒸着技術（ＣＶＤ、ＰＥＣＶＤ、ＰＶＤなど）および除去技術（たとえば化学エッチング、ＣＭＰなど）を含むさまざまな技術を用いて作製される。半導体、たとえばシリコンウェハは、たとえばクリーニング、イオン注入、リソグラフィ等によって、その質量を変化させるような方法でさらに処理され得る。
【０００３】
製造されるデバイスに依存するが、各ウェハは、デバイスの最終的な動作に必要な層および材料を、重ねる、および／または除去するために、何百もの異なる処理ステップを順次通されうる。実際、各ウェハは、製造ラインを進む。半導体製造の本質は、製造フロー中のある処理ステップ、またはステップのシーケンスが、同じような、あるいは同一の方式で繰返されることがあるということを意味する。たとえば、このことは、能動回路の異なる部分を相互接続するために、金属導体の同じような層を積重ねることであるかもしれない。
【０００４】
異なる工場で用いられる半導体設備の一貫性および相互運用性を確保するため、半導体製造業界の大多数では、基準が適用される。たとえば、国際半導体製造装置材料協会（ＳＥＭＩ）によって作り出された基準は、高度の市場への浸透力を有する。標準化の１つの例は、半導体（シリコン）ウェハのサイズおよび形状である。典型的には、大量生産において、ウェハは３００ｍｍの直径を有する円板である。
【０００５】
製造の間、ウェハは、典型的には、閉じた箱、たとえば標準マシンインターフェイス（ＳＭＩＦ；Standard Machine Interface）または正面開口式一体型ポッド（ＦＯＵＰ；Front Opening Universal Pod）の中で、製造ラインの間（すなわち、異なる処理の間）を輸送される。これらの箱は、ウェハに対する物理面および環境面の保護（特に、処理されるべき表面を汚染する可能性がある、大気中の粒子からの保護）を与えるとともに、自動化された材料の搬送を促進する。各ＦＯＵＰは、標準的な構成、たとえば最大で１３または（より一般的には）２５枚のウェハを保持する構成を有し得る。
【０００６】
完成されたシリコンウェハを製造するために要求される、処理ステップのコストおよび複雑さは、その動作が適切に評価され得る製造ラインの終わりに到達するのに要する時間をともなうが、製造ラインでの設備の動作と、製造の間処理されるウェハの品質とをモニタすることへの要望をもたらし、したがって、性能への信頼と最終ウェハの歩留まりとが確保され得る。
【０００７】
ウェハ処理技術は、典型的には、半導体ウェハの表面における質量の変化、あるいは、その表面上の質量の変化をもたらす。表面への変化の構造は、デバイスの機能にとって不可欠であることが多く、したがって、ウェハが正しい構成を有しているかどうかを判定するためにウェハを、製造の間評価することが、品質制御の目的において望ましい。
【０００８】
専用の計測ツールが、製造フロー内で使用されることができ、対象の関連した処理の後直ちに、および、大抵はそれに続く任意の処理の前、すなわち処理ステップの間にモニタリングが実行される。
【０００９】
しかしながら、ウェハ計測を実行することは、製造されるデバイスの量、あるいは必然的には品質を高めるものではないが、しばしば、（たとえば単純に更なる製造ステップを追加することによって）、製造ラインの動作にかなりのコストを追加する。たとえば、計測設備の購入資金および減価償却に関連する設備ランニングコスト、処理エリア（「クリーンルーム」）中の設備に求められるスペースのコスト、および設備によって消費される設備およびサービスコストがある。
【００１０】
さらに、ウェハの品質をモニタリングすることは、製造ラインの効率低下に関する稼働コストを負う可能性がある。もし、専用に製造されたテストウェハが用いられるならば、工場での自動搬送システムは、典型的には、専用のＦＯＵＰ（テストウェハを含む）を、処理のための正しい設備へと送り、そしてテストのための測定設備へと送らなければならない。テストウェハが処理される一方、処理設備では非生産的な時間が発生する。なぜならば、製造ウェハは、この期間の間は処理できないためである。代替的に、製造ウェハに測定が実行されるならば、モニタされなければならない各処理ステップごとに、ＦＯＵＰが製造ラインを進む間に生じる動きの数が二重になる（なぜならＦＯＵＰはモニタされるべき各処理ステップの間で計測装置を行ったり来たりする可能性があるためである）。このことは工場のサイクルタイム、製造中のウェハに必要な保管（ＷＩＰ保管）の量、および設備の各部分の前で要求される待ち行列を増加させ、そしてまた、自動ＦＯＵＰ搬送システムの能力のさらなる要望を生じさせる。
【００１１】
製造ウェハ計測を実行することのコストのため、デバイスの製造者は、しばしばウェハの中から選択したものだけが測定されるサンプリング方法を実行し、たとえば、ある数のＦＯＵＰのみの中の各ウェハ、あるいは各ＦＯＵＰまたは選択されたＦＯＵＰ内のあるウェハのみが測定される。これらの方法はともに、エラーが発見されないかもしれないというさらなるリスクをもたらす。測定のために選択されていない特定のＦＯＵＰ内のウェハの処理の間に設備エラーが生じる可能性がある。また、あるＦＯＵＰが間違ったレシピで処理される可能性があり、したがって、たとえば間違った層が蒸着されたり、あるいはＦＯＵＰが誤って計画された場合に処理ステップ全体が省略されたりする。ＦＯＵＰが測定のために選択されたとしても、そのＦＯＵＰ中のすべてのウェハがチェックされなければ個々のウェハにエラーが生じる潜在的可能性がなおも存在する。
【００１２】
処理ステップでのウェハのいずれかの側における質量の変化を測定することは、製造ウェハ計測を実行するための魅力的な方法である。それは比較的低コスト、高速であるとともに、異なるウェハ回路パターンを自動的に適用させることができる。加えて、しばしば代替的技術よりも、より高い正確性を有する結果をもたらすことができる。たとえば、多くの典型的な材料において、材料層の厚みは、原子のスケールまで低減され得る。問題となるウェハは、対象の処理ステップの前後で計測される。質量の変化は、製造設備の性能および／またはウェハの所望の特性と関係する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
質量計測設備の設備ランニングコストは、代替的方法よりも低下されるかもしれないが、この技術は、なおも、製造ラインの効率を低下させる効果に悩まされるかもしれない。実際、処理前後の測定への要求のために、製造ラインの効率は、代替的測定方法よりも否定的な影響を受けるかもしれない。したがって、ＦＯＵＰおよび／またはウェハサンプリング方法が質量計測が用いられる場合には、しばしば実施される。このことは、上記のように特定されたリスクをもたらす可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
発明の概要
本出願は、半導体ウェハ製造プロセスにおいて計測装置の効率およびスループットを高めることが可能な２つの技術を開示するものである。
【００１５】
ウェハ輸送体の計測
第１の局面において、本発明は、処理場所の間でウェハを輸送するために用いられる、ロードされたユニット（すなわち、たとえばＦＯＵＰまたはＳＭＩＦといったウェハ輸送体）に含まれる、１以上のウェハに対して行なわれる測定に係る、半導体ウェハ計測方法を提供する。この局面において、ウェハが計量測定（metrology measurements）を受けるために、ロードされたユニットからウェハを取出すステップが省略される。
【００１６】
この局面の１つの利点は、ウェハを取出すステップが省略されることによって、時間が節約されることである。他の利点は、輸送体が測定される対象であるので、製造システム（たとえばクリーンルーム）内、または自動材料搬送システムにおける、より幅広い範囲での測定場所が利用可能なことである。このことは、たとえば処理ステップの間における測定場所への移動時間を低減することによって、計量測定に要する時間をより一層低減することを可能にする。
【００１７】
さらに、発明者は、製造ウェハがＦＯＵＰ環境内にあるまま製造ウェハに測定を実行することによって、ウェハ計測と関連した数多くの現在の制限が改善され得ることを見出した。ロードされたユニットをモニタリングすることによって、効果的にＦＯＵＰ内のすべてのウェハ（たとえば１以上のウェハ）が、たとえば質量計測といった計測を用いて、一緒に測定されることができる。処理における問題は、そのような測定を用いることによって摘出されることができる。この発想は、以下で議論される第２の局面においてより詳細に検討される。
【００１８】
すなわち、本発明の第１の局面によれば、半導体ウェハ製造をモニタリングする方法を提供することができる。その方法は、モニタされる対象の測定可能な特性を検出することを含む。モニタされる対象は、ロードされたウェハの輸送体を含む。輸送体にロードされたウェハは、ロードされたウェハが処理されたならば測定可能な特性が変化することによって、測定可能な特性に影響を与える。
【００１９】
ウェハ輸送体は、測定可能な特性のための第１および／または第２の値が検出される測定ゾーンと、ウェハ処理が行なわれる処理ゾーンとの間で移動可能であってもよい。輸送体は、処理ゾーンにおいてアンロードおよび再ロード可能であってもよい。複数の処理ゾーンおよび／または複数の測定ゾーンがあってもよい。処理ゾーンは、製品半導体ウェハのための製造ラインを形成してもよい。測定ゾーンは、処理ステップと処理モニタリング（すなわち計測）ステップとの間の効率的なウェハの移動を促進するように、ラインに沿って適切に配置されてもよい。典型的には、処理ゾーンは、自動材料搬送システム（ＡＭＨＳ）のベイ（bay）内に位置してもよい。ウェハ輸送体は、イントラベイ（intra-bay）輸送機構（たとえば頭上のレール）によって、単一のベイ内に配置されたツールの間で移動してもよい。ウェハ輸送体は、インターベイ（inter-bay）輸送機構によって、ベイ間を移動してもよい。イントラベイ機構およびインターベイ機構の間に複数のインターチェンジポイントがあってもよい。測定ゾーンは、イントラベイ輸送機構にあってもよく、またはインターベイ輸送機構からアクセス可能であってもよい。測定ゾーンは、インターチェンジポイント、たとえばウェハ輸送体が頻繁に通る可能性がある位置に与えられてもよい。
【００２０】
ウェハ輸送体は、ロードされたウェハを大気中の粒子による汚染から防止するために、ロードされたウェハを中に閉じ込めてもよい。ウェハ輸送体は、正面開口式一体型ポッド（ＦＯＵＰ）であってもよく、たとえば１３または２５枚のウェハを保持することが可能なＦＯＵＰでもよい。ＦＯＵＰはＡＭＨＳの一部であってもよく、ＡＭＨＳは、異なる処理装置（たとえばベイ内のツール）の間でのＦＯＵＰの移動を管理するため、および現在処理されていないＦＯＵＰの保管および待ち行列を管理するために、製造ラインで実現されてもよい。計量測定を行なうための機構が、ＡＭＨＳに集約されてもよい。たとえば、ＡＭＨＳが頭上のトラックを利用して実現されるような場合には、計測システムは、トラックに集約化されてもよい。ＦＯＵＰはそのトラックに沿って移動するが、一時的に停止したときに測定される。代替的には、測定装置は、トラックに沿ったさまざまな場所、たとえばトラックの下の保管棚に置かれていてもよい。計測は、したがって処理ツール間の移動中に、効果的に実行されることができる。このことは、任意の計画された移動あるいは追加のＷＩＰ待ち行列の必要性をなくすことを可能にする。
【００２１】
代替的には、測定装置は、処理設備のロード／アンロード機構に集約されてもよい。たとえば、測定装置は、処理設備のロードポートにおける運動ピン（kinematic pins）に取付けられてもよい。測定は、したがってロードポートにＦＯＵＰを収納する前およびロードポートからＦＯＵＰを取出した後に実行されることができる。
【００２２】
１つの実施の形態において、処理前後の測定値を得るために同じ測定装置が用いられる。このことは測定装置間の違いによるエラー、たとえば振動が測定されるときの異なるばね定数によるエラーを、最小化あるいはなくすことを可能にする。そうでない場合、ばね定数は、測定装置間で一致させることができる。したがって、各処理ゾーンに近い測定ゾーンを有することが望ましいこともある。
【００２３】
ＦＯＵＰからＦＯＵＰへの比較結果のふるまいは、測定ステップの間で行なわれる処理の安定性の指標を与えるためにモニタされることができる。要求される特性における任意のわずかな変化または段階的変化は、ＦＯＵＰ測定の傾向において特定されることができる。
【００２４】
計量測定の間、ＦＯＵＰ内のウェハを孤立させた状態に保つことは、製造ラインにとっての大きな利点を有することができる。以前の配置においては、計量測定は個別のウェハで実行されていたが、ウェハはＦＯＵＰからアンロードされなければならなかった。そのことは、ＦＯＵＰのドアが開かれてウェハが測定のために取出されるたびに、各ウェハに欠陥あるいは粒子をもたらすリスクを生じさせていた。このリスクは、計量測定のためにＦＯＵＰのドアを開く必要がないことによって排除される。
【００２５】
さらに、ＦＯＵＰの外のウェハを測定するために必要とされる行為を行なうために必要とされる機構によって、測定設備の一部分の製造コストの大きな比率が占められるかもしれない。たとえば、アンロード機構は、ＦＯＵＰのドアを開くことを要求される可能性があり、環境調整ユニットは、ＦＯＵＰの外部にウェハがあるときにウェハの粒子汚染を最小化することを要求される可能性があり、専用のエンドアタッチメントを有するロボットアームは、ＦＯＵＰから測定の場所へと各ウェハを移動させることを要求される可能性がある。
【００２６】
本発明は、ウェハ処理ラインの作業速度（たとえばスループット）を大きく高めることを可能にする。典型的なウェハ計測システムは、もし２５枚のウェハが入ったＦＯＵＰの各ウェハが測定されるならば、１時間当たり３から５のＦＯＵＰの測定が可能になるだけかもしれない。この測定は、たとえば各ＦＯＵＰの３枚のウェハが測定されるようなサンプリング方法が用いられるならば、１時間当たり１０から１５のＦＯＵＰへと高められるかもしれない。本発明においては、ＦＯＵＰ内のすべてのウェハが同時に測定されるが、スループットは１時間当たり１２０のＦＯＵＰより多く、たとえば１時間当たり２００のＦＯＵＰまで可能である。
【００２７】
１つの実施の形態において、計測技術はロードされたウェハの輸送体（たとえばＦＯＵＰまたはＳＭＩＦ）の質量を決定することを含む。この実施の形態は、力センサを用いることによって重力が正確に測定される計量システムによって実現されることができる。正確さの中間レベルにおいて、この力は、ＦＯＵＰの質量のみによるものと考えることが可能である。しかしながら、より高いレベルでの正確性が必要であるならば、他の力を考慮に入れる必要がある。１つのそのような力は、大気の浮力によって生じる。もし測定が大気中（すなわち真空ではない）において行なわれるならば、ＦＯＵＰは押上げる力を生じさせる、この大気の体積を移すことになるだろう。この押上げる力は、大気（空気）の密度に依存し、その密度は、温度、気圧、相対的湿度および空気の組成を含む多数の要因に順に依存する。押上げる力は、力センサによって検出されるＦＯＵＰの見掛けの重量を減少させる。本発明は、大気の浮力を補償するように設けられたステップを含むことができる。
【００２８】
センサは、温度、圧力および相対湿度をモニタするために与えられてもよい。プロセッサは、これらのセンサからの測定値を受けて、空気の密度を算出するためにそれら測定値を使用してもよく、その空気の密度は、対応する重量の測定において浮力を補償するために用いられることができる。
【００２９】
ＦＯＵＰの周りの空気は、浮力（重力とは反対方向）をＦＯＵＰに及ぼす可能性があり、その浮力は、周囲温度および圧力の変動によって、処理の前後で測定可能なほど異なる可能性がある。浮力は、ＦＯＵＰの体積に依存し、その体積は計量測定の間で実質的な変化を生じさせない。実際、計量測定の間において唯一の無視できない変化は、ＦＯＵＰの中身の質量（すなわち、ＦＯＵＰ内の複数のウェハおよび空気の質量）の変化である可能性がある。
【００３０】
半導体ウェハを処理することは、それらを加熱する可能性があり、そのことは、ウェハがＦＯＵＰに戻った時に、ＦＯＵＰ内の温度が周りの環境とは同じではないかもしれないということを意味する。ＦＯＵＰ内の空気の密度、すなわち空気の質量は、したがって、測定の前後で変化する可能性がある。もし十分な待ち時間があるならば、温度が等しくなるまで待つことが可能であるかもしれない。代替的には、大気の浮力へのＦＯＵＰの内部の空気の影響をなくすために、ろ過された空気をＦＯＵＰ内へと吹付けるためのファンを設けることによって、温度を等しくすることが促進されてもよい。さらなる代替例として、ＦＯＵＰ内の空気の密度が測定可能なように、温度センサおよび湿度センサがＦＯＵＰ内の条件を測定するために配置されてもよい。
【００３１】
浮力補正測定は複雑であるかもしれないが、発明者は浮力補正を必要としない代替的測定技術を特定した。そのような代替的実施の形態において、測定されるパラメータは、振動周波数であってもよい。この実施の形態において、ロードされた輸送体（ＦＯＵＰおよびその中身）は、ばね要素に取付けられて、力によって最初に揺れ動かされ、そしてその質量およびばね定数と関連する固有周波数で共振する。ＦＯＵＰは、水平方向に振動してもよく、したがって、ウェハ自身からの結合された振動が、予期される応答を複雑にすることがなくなる。さらに、振動させる力は、システムにおける共振周波数を励起することを目的としてもよく、その共振周波数はウェハの共振を避けるためにウェハの固有周波数から離れていてもよい。振動させる力は、ロードされた輸送体の予期される固有共振周波数と近い周波数となるように選ばれてもよい。代替的には、振動させる力は、輸送体中にロードされたウェハの共振周波数を励起させることを目的としてもよい。そのような実施の形態において、輸送体の振動が無視できるものの、ウェハ振動が検出されることが可能になる。
【００３２】
本発明の第１の局面は、また、半導体ウェハ製造をモニタリングするための装置を提供することができる。装置は、１以上の半導体ウェハがロードされたウェハの輸送体の重量を測定するための計量装置と、その計量装置での大気によって、輸送体に及ぼす浮力を決定するために設けられたモニタリング手段とを有する。
【００３３】
装置は、ウェハ輸送体を、計量装置とウェハ処理設備との間で移動させるために設けられた移動機構を含んでもよい。
【００３４】
モニタリング手段は、ウェハ輸送体の内部および外部の条件を検出するために設けられてもよい。モニタリング手段は、計量装置の周囲および／または輸送体内部の温度、圧力および湿度を決定するために設けられた、温度モニタ、圧力モニタおよび湿度モニタを含んでいてもよい。
【００３５】
圧力モニタは、絶対気圧８００〜１２００ｍｂａｒの範囲にわたり０．４％よりも優れた正確性を有する圧力センサを含んでもよい。温度の感度は、０．０２％／℃未満であってもよい。応答時間は、２００ｍｓ未満でもよい。温度モニタは、０．２℃よりも優れた正確性と、１０秒未満の応答時間とを有する温度センサを有していてもよい。湿度モニタは、２％よりも優れた正確性と、１分未満の応答時間とを有する湿度センサを有していてもよい。
【００３６】
計量装置は、０〜８ｋｇまたは０〜１０ｋｇの範囲にわたり、０．２５ｍｇの分解能を有していてもよい。計測装置は、０．７５ｍｇよりも優れた再現性と、１／１０6／℃より小さい温度の感度の変動とを有していてもよい。
【００３７】
装置は、輸送体の内部を実質的に一定の温度に保つための温度等化装置を含んでいてもよい。温度等化装置は、気体（たとえばろ過された空気）を輸送体へと吹付けるためのファンを含んでいてもよい。
【００３８】
本発明の第１の局面は、また、半導体ウェハ製造をモニタリングするための装置を提供することができる。装置は、半導体ウェハがロードされたウェハの輸送体を支持するように設けられた支持構造体と、ウェハ輸送体を振動させるように設けられた振動励起装置と、ウェハ輸送体の周波数応答を測定するための測定装置とを含む。輸送体にロードされたウェハが処理される前後で検出された周波数応答における変化は、処理されたウェハの質量の変化を表わすものである可能性があり、上記で議論されているような処理をモニタするために用いられることが可能である。
【００３９】
ウェハがロードされたウェハの輸送体に、他の計測技術が適用可能であってもよい。たとえば、もし輸送体が赤外放射またはＸ線放射に対して透明ならば、ウェハがウェハ輸送体環境の内部に残っていたとしても、１以上のウェハに対する測定値を得るために、フーリエ変換赤外（ＦＴＩＲ）分光技術またはＸ線反射率測定（ＸＲＲ）技術が用いられることができる。
【００４０】
複数のウェハの計測
第２の局面において、本発明は、モニタされる要素が複数のウェハを含む半導体ウェハ計測技術、すなわち、ウェハのグループに対して単一の計量測定の結果が得られる計測技術を提供する。たとえば、モニタされる要素は、複数のウェハがロードされたあるいは複数のウェハが取出されたＦＯＵＰでありうる。
【００４１】
以前の計測技術は、個別のウェハから正確な測定値を得ることに焦点が当てられていた。本発明は、ユニットの測定を行なうことによって、複数のウェハをユニットとして考慮することを提案する。その測定の単一の結果は、個別のウェハの応答の組合せと考えることが可能であるが、この局面では、個別のウェハの応答は別々に検出されない。検出されるものは、効率的には、ウェハの個別の応答の組合せであり、個別の応答は、より大きな（絶対的に）測定可能な対象を与えるために、追加の方法において、組合せることができる。提案される技術は、エラーの高いレベルのチェックとして用いられることができる。ウェハの１以上のグループにおける製造エラーは、その検出結果への寄与を、予期される範囲から外し、そのことは、たとえば、個別の測定を通じて、どのウェハが不良であるかをさらに検査することを促進するといったような検出結果へと影響を及ぼす。さらに、ウェハの各グループに対して行なわれる測定は、たとえば、問題が実際に起こる前に取るべき予防行為を可能にするために、モニタされる処理ステップの安定性の指標を与えるために、互いに比較されてもよい。第２の局面の方法は、高いレベルのチェックに対する比較的高いスループットを提供することができ、このことは製造の全体の効率を改良することを可能にする。すなわち発明者は、エラーの存在を特定するためのグループ測定、そして、もし必要ならば、不良ウェハおよびエラーの本質を特定するための個別の測定を行なうことによって、各個別のウェハに対する測定値を得る従来の計測技術を改良可能であるということを見出した。
【００４２】
本発明は、計量測定、すなわち処理によって起こるウェハへの変化を特定可能な測定に関する。単一の処理ステップによって生じるウェハへの変化は、所定の基準値との比較によって検出されるには小さすぎるかもしれない。たとえば、各処理ステップは、処理された各ウェハの材料の０．５％未満の影響を及ぼしうる。計量測定は、この変化が許容できる範囲内にあるかどうかを判定するために、この変化を十分な正確性で検出できなければならない。本発明においては、複数のウェハの１以上のウェハ処理ステップによって生じる、複数のウェハの変化の総和を得られることができる場合に、グループでの計量測定が得られる。
【００４３】
１つの実施の形態において、モニタされる対象は、複数のウェハの質量であってもよい。１つの処理ステップによる単一のウェハの質量の変化は、その単一のウェハの質量の０．５％未満（たとえば１３０グラムの質量を有するウェハの場合には６５０ｍｇ以下の変化）であるかもしれない。
【００４４】
組合さった応答は、大きい測定可能な現象を生じさせるので、測定のためのより大きな相対的分解能を得ること、あるいは、より低い分解能を有する測定装置を使用することを可能にしうる。
【００４５】
すなわち、本発明の第２の局面によれば、半導体ウェハ製造をモニタリングするための方法を提供することができる。方法は、モニタされる対象の測定可能な特性を検出することを含む。モニタリングされる対象は、複数の半導体ウェハを含む。したがって、計測を実行した単一の結果は、複数の半導体ウェハに対して検出される。たとえば、検出されるものがウェハのグループに対する単一の結果であるように、複数のウェハの各々のウェハの、測定可能な特性を実質的に同時に検出するために単一の装置が設けられてもよい。測定可能な特性は、個別のウェハの特性の集合（たとえば総和）に対応していてもよい。個別のウェハの特性は、モニタされる対象の測定可能な特性の検出においては別々には検出されない。実際には、モニタされる対象の測定可能な特性は、測定装置の再現可能な検出範囲の中にあるかもしれず、その一方で、各個別のウェハの特性は、もし測定されるならば、その範囲の外にあるであろう。
【００４６】
サンプリング方法と同様に、本発明の第２の局面は、各ウェハの正確な特性が個別にチェックされることを可能にしない。しかしながら、サンプリング方法と異なり、本発明においては、輸送体の中の各ウェハは、計量測定（たとえば全体の質量）に寄与する。もし任意のウェハが誤って処理されたか、あるいは全く処理されていない場合、本発明の方法は、エラーが生じたことを特定することを可能にする。
【００４７】
測定可能な特性は、処理ステップによって生じる変化を評価するための比較を可能にするためのウェハ処理ステップの前後で、同じモニタされる対象に対して検出されてもよい。すなわち、方法は、処理されるべき複数の半導体ウェハに対する第１のグループ計量測定値を得ることと、半導体ウェハを処理することと、処理後に複数の半導体ウェハに対する第２のグループの計量測定値を得ることと、処理をモニタするために第１および第２のグループ計量測定値を比較することとを含むことができる。
【００４８】
第２の局面の方法は、ウェハ輸送体から取出された半導体ウェハのグループにおいて実行されてもよい。そのような実施の形態は、同じようなウェハ処理を並行して行なう一連のツールを含む処理設備において有用であるかもしれない。たとえば、いわゆるクラスタツールにおいて、複数の同一の処理チャンバがウェハ輸送体を受けるハブの周囲に位置する。輸送体中のウェハは、処理のための処理チャンバ間で分配され得る。並行する処理は、スループットを高めることができる。第２の局面の１つの実施の形態において、モニタされる対象は、クラスタツールの特定の処理チャンバにおいて各々処理されるウェハのグループであってもよい。すなわち、抽出装置は、ウェハ輸送体からそのようなグループを抽出するために設けられることができ、したがって計量測定が実行可能である。
【００４９】
抽出装置は、ウェハがどうやってクラスタツール中のチャンバ間で分配され得るかということに合わせるために、選択可能な（設定可能な）、たとえば規則的な方法、たとえば毎４番目のウェハを輸送体から取出すといった方法で、ウェハを輸送体から取出すように設けられてもよい。抽出装置は、ウェハのグループを同時に抽出するためのマルチフィンガツールを含んでいてもよい。
【００５０】
輸送体の中身の小集団に計測を行なうことによって、エラーが検出されたときに、問題源をより正確に特定できる。１つの小集団の測定においてのみ誤りが発生した場合には、その小集団に用いられた特定の処理チャンバに対する問題を追跡することができる。
【００５１】
測定可能な特性は、従来の計測において用いられるいかなる特性であってもよい。すなわち、検出するステップは、たとえば大気の浮力が補正された質量測定、フーリエ変換赤外（ＦＴＩＲ）分光あるいはＸ線反射率測定（ＸＲＲ）といった、既に知られた計測技術を用いて実現可能である。後者の２つの例では、入射線（incident radiation）の単一ビームが複数の別々のサブビームに分離されて、それらサブビームの各々は、複数のウェハのそれぞれへと向けられる。各ウェハからの応答信号は、検出される前に組合されることができる。しかしながら、本発明は、入射線の単一ビームを複数の半導体ウェハに順次通して、その結果を検出することによって、シリコンウェハが典型的には赤外放射を透過するという事実を利用することができる。
【００５２】
１つの実施の形態において、本発明の第１および第２の局面は組合されて、それによって、モニタされる対象は、ウェハ輸送体中に含まれる複数の半導体ウェハを含む。この場合、多数のウェハが同時に測定可能であるので、測定されるべき全体の質量は増加するであろう。しかしながら、全体の質量における変化は、各ウェハの質量が個別に変化することによるものであり、したがって、全体の質量の変化も同様に増加するであろう。本発明の第１および第２の局面の組合せは、半導体ウェハ製造をモニタする方法として表わすことができる。方法は、処理されるべき複数の半導体ウェハがロードされたウェハの輸送体に対して第１の計量測定値を得ることと、ウェハ輸送体から半導体ウェハをアンロードすることと、アンロードされた半導体ウェハに処理を行なうことと、処理された半導体ウェハをウェハ輸送体に再ロードすることと、処理された半導体ウェハがロードされたウェハ輸送体に対して第２の計量測定値を得ることと、ウェハの処理を評価するために、第１および第２の計量測定値を比較することとを含む。
【００５３】
この実施の形態の１つの実現において、計量測定ステップにおいて検出される測定可能な特性は、ウェハがロードされた輸送体の質量であってもよい。すなわち、ウェハ輸送体の質量が、検出された測定可能な特性に含まれていてもよい。
【００５４】
この実施の形態の代替的表現は、１以上の半導体処理ステップをモニタする方法として表わすことができる。方法は、処理ステップが実行される前に、処理されるべき１以上の半導体ウェハがロードされたウェハの輸送体の質量を表す測定されたパラメータに対する第１の値を得ることと、半導体ウェハに処理ステップを実行することと、処理ステップが実行された後に、処理された半導体ウェハがロードされたウェハの輸送体の質量を表わす測定されたパラメータに対する第２の値を得ることと、処理ステップをモニタするために第１および第２の値を比較することとを含む。測定されたパラメータは、重量を直接測定した値である必要はない。たとえば、パラメータは、振動インパルスが印加されることによって励起される、ロードされたウェハの輸送体の振動の固有周波数であってもよい。そのような測定されたパラメータは、測定されたパラメータの変化に輸送体の質量の変化が反映されるといった、ロードされたウェハの輸送体の質量を表わす（たとえば輸送体の質量に依存する）。測定されたパラメータの絶対値は、必須ではない。重要なファクターは、比較結果、たとえば、パラメータの時間での振舞い、あるいはどうやってパラメータが期待値と合うかといったことでもよい。
【００５５】
質量計測は、本発明の両方の局面に適用されるときに有利である。これは、質量計測が遠隔的に実行可能であるため、すなわち処理（すなわちウェハ処理）が行なわれるウェハの表面への直接的なアクセスを必要としないためである。輸送体自身に関連する質量は、処理測定の前後では十分に同じ状態のままであり、したがって第１および第２の測定値が比較されるときには、輸送体に関連する質量が実質的に相殺される。たとえば、対象の処理ステップに関連する質量の差異は、第１の質量測定値を第２の質量測定値から減算することによって算出することができる。そのような場合において、各質量測定は、ロードされた輸送体の重量を直接的に測定することを含んでもよい。質量測定の他の種類、すなわちロードされた輸送体の質量に関するパラメータあるいはその質量を表わすパラメータの測定も、また可能である。
【００５６】
モニタされる半導体製造プロセスは、ウェハの質量の変化をもたらす、いかなる種類のウェハ処理を含むことができ、たとえばＣＶＤ、ＰＥＣＶＤおよびＰＶＤといった蒸着技術、化学エッチングおよびＣＭＰといった除去技術、および／またはクリーニング、イオン注入、リソグラフィ等である。モニタされる処理は、単一の処理ステップであってもよくあるいは一連のステップであってもよい。
【００５７】
本発明の両方の局面の実施の形態が添付の図を参照して以下に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】ロードされたＦＯＵＰに対して、大気の浮力を補償する質量測定を実行するための装置を示す図である。
【図２】ロードされたＦＯＵＰの共振周波数を励起して検出するための装置を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態である、半導体ウェハ製造をモニタする方法を表わすフローチャートである。
【図４Ａ】ウェハ抽出装置を示す図である。
【図４Ｂ】ウェハ抽出装置を示す図である。
【図５Ａ】選択的ウェハ抽出装置を示す図である。
【図５Ｂ】選択的ウェハ抽出装置を示す図である。
【図５Ｃ】選択的ウェハ抽出装置を示す図である。
【図６】本発明が適用可能なウェハ輸送システムの概略的平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
詳細な説明；さらなるオプションおよび好ましい形態
図１は、半導体ウェハ処理工場の部分の概略図である。工場は、チャンバ（たとえば「クリーンルーム」）３４を備え、チャンバでは輸送ユニット（この実施の形態ではＦＯＵＰ）１６（典型的には複数のそのようなユニット）が、半導体ウェハ１８を処理設備（図示せず）と計測装置（後述）との間で運ぶ。この実施の形態において、輸送ユニット１６は、頭上レール２２にアタッチメントアーム２４を介して取付けられている。ＦＯＵＰ１６は、複数の棚１２を含むキャビティへと開口可能なフロントドア１４を有し、各棚１２は、半導体ウェハ１８を安全に保持するために配置される。フロントドア１４が閉じたときには、ＦＯＵＰ１６内のキャビティはチャンバ３４内の環境から保護される。
【００６０】
頭上レール２２は、自動材料搬送システム（ＡＭＨＳ）の一部であってもよく、ＡＭＨＳは、チャンバ３４内での輸送ユニットの動きを自動制御する。そのようなシステムは、半導体処理工場の中でＦＯＵＰを移動させる分野では既に知られている。
【００６１】
実施の形態において、ＦＯＵＰ１６が壁３５で規定される計測区域内の計量装置３０の皿２０に置かれることが可能なように、アタッチメントアーム２４が延びることができる。チャンバ３４内の空気の流れが重量測定に影響を与えるのを防ぐために、壁３５が設けられる。計量装置３０は、ダミーの重量を有する１０ｋｇ質量比較器（mass comparator）であってもよい。皿２０は、計測区域の上部に位置し、計量装置は下部に位置する。２つの部分は、ロッド３２のためのスルーホールで分割される。
【００６２】
計量装置３０は、重力によるＦＯＵＰ１６の重量を検出することによって、ＦＯＵＰ１６の質量の測定値を得ることができる。ＦＯＵＰ１６に含まれる半導体ウェハ１８の質量は、質量測定値に寄与するだろう。その結果、ＦＯＵＰ１６に含まれる半導体ウェハ１８が処理される前後に質量測定が行なわれるならば、その処理によって生じる半導体ウェハ１８の質量のいかなる変化も、ＦＯＵＰ質量測定での変化に反映されるであろう。計測装置は、質量測定における他の要因の効果を最小化するように構成されることができる。たとえば、ＦＯＵＰ１６およびそれに含まれる特定のウェハは、ウェハ処理の前後で実行される質量測定において同じである。
【００６３】
以下で説明されるように、大気の浮力の効果を補償することができる。チャンバ３４は、さらに温度センサ３６、湿度センサ３８および圧力センサ４０を含む。センサは、そのセンサの検出素子が、皿２０とともにチャンバ３４の上部に位置するように実装される。これらのセンサによって行なわれる測定は、ＦＯＵＰ１６における大気の浮力の効果を補償するために用いられることができる。圧力センサ４０は、ドラック（Druck）  ＰＭＰ４０１０ＡＢであってもよい。温度センサおよび湿度センサは、たとえばピコ（Pico）  ＲＨ０２のように組合さっていてもよい。これらのセンサによって得られる測定値は、処理ユニット４２（たとえば、外部のＰＣまたは内部のマイクロプロセッサ）へと与えられて、空気に密度を計算することを可能にする。たとえば以下の式が用いられる。
【００６４】
【数１】
0005646349.tif 000002
【００６５】
ρairは、空気の密度（単位ｇ／ｃｍ3）であり、Ｐは圧力（単位ｍＢａｒ）であり、Ｔは、温度（単位℃）であり、Ｈはパーセンテージとして表わされる相対湿度である。空気の密度は、以下の式によって、輸送ユニット１６における大気の浮力の効果を計算するために用いられることができる。
【００６６】
【数２】
0005646349.tif 000003
【００６７】
Ｂは、大気の浮力の効果（単位グラム（ｇ））であり、ρairは、計算された空気の密度（輸送体の外部、単位ｇ／ｃｍ3）であり、Ｖtは、輸送体によって占められる空間の体積（単位ｃｍ3）である。輸送体の質量は、したがって以下のように表わされることができる。
【００６８】
【数３】
0005646349.tif 000004
【００６９】
Ｍtは、大気の浮力が補償された輸送体の質量（単位グラム）であり、Ｗtは、輸送体の検出された重量（単位グラム）である（単純化のため、標準的重力定数は上記の分析からは省略されている）。
【００７０】
輸送体の内部および外部の間で温度が等しくされた実施の形態において、Ｖtは輸送体およびウェハのみによって物理的に占められる体積である（すなわち、輸送体の中の空気の体積は除かれている）。この場合において、ロードされたウェハの質量の変化Δｍwは、単純にＭtpost−Ｍtpreと表わすことができる。ここで上付きpreおよびpostは、ウェハ処理の前および後にそれぞれ行なわれる測定を表わす。
【００７１】
温度が異なる実施の形態において、Ｖtは、輸送体の境界内の全体の体積である（すなわち輸送体の中の空気の体積も含む）。この場合、輸送体の質量における変化は以下のように表わされることができる。
【００７２】
【数４】
0005646349.tif 000005
【００７３】
Δｍairは、輸送体の中の空気の質量の変化であり、すなわち以下の式で表わされる。
【００７４】
【数５】
0005646349.tif 000006
【００７５】
Ｖairは、輸送体の中の空気の体積であり、ρairpreとρairpostは、輸送体の中で検出された温度および湿度のために、上記の式に従って算出された、輸送体の内部の空気の密度である。
【００７６】
すなわち、ＦＯＵＰによって輸送されるウェハに行なわれる処理の効果をモニタするために、図１における装置は、ロードされたＦＯＵＰの重量の異なる比較を行なうために用いられることができる。ＦＯＵＰ中のすべてのウェハの処理の効果は、質量の測定に反映されるであろうことから、この装置は、計測区域のスループットを低下させることなく、既に知られた「サンプリング」技術によって見逃される可能性があるエラーを特定することができる。
【００７７】
図２は、本発明の別の実施の形態である計測装置を含む半導体処理工場の別の概略図である。この実施の形態において、計測装置は、その計測装置がチャンバ３４内の頭上レール２２に沿ってＦＯＵＰ１６とともに動くように、ＡＭＨＳに集約されている。このことは、チャンバ内の任意の場所において計測を実行することを可能にし、そのことは工場の全体の効率を高めることができる。
【００７８】
図１に示された実施の形態と同様に、ＦＯＵＰ１６（ウェハ輸送体として機能する）には半導体ウェハ１８がロードされ、半導体ウェハ１８はキャビティ内の棚１２によって保持され、キャビティは、開口可能なドア１４によってチャンバ３４内の空気から密閉されている。ＦＯＵＰ１６は、支持体４４を介して振動励起／検出装置４６に取付けられる。振動励起／検出装置４６は、ＦＯＵＰ１６とともにチャンバ３４を移動できるように、アタッチメントアーム２４によって頭上レール２２からぶら下がっている。代替的な配置において、振動励起／検出装置４６は、分離された区域内の皿の下に設けられていてもよく、その分離された区域は、図１を参照して上記のように議論された計測区域と同様である。
【００７９】
振動励起／検出装置４６（たとえばボイスコイルなど）は、支持体４４を介してＦＯＵＰ１６の振動を励起するために設けられる。その支持体は、ばねであってもよく、励起された振動は、システムの共振周波数を見出すために、ある周波数範囲にわたり変化してもよい。共振周波数は、ばねの自由端に取付けられた質量に依存し、したがってシステムの共振周波数を検出することは、ＦＯＵＰの質量を表わす、測定可能なパラメータの値を得る１つの方法である。もしＦＯＵＰの質量が変化する（すなわち、ロードされた半導体ウェハ１８の質量が処理によって変化する）ならば、システムの共振周波数は変化するであろう。振動励起／検出装置４６は、共振周波数を特定するために振動励起／検出装置４６からの信号を処理するよう設けられた処理ユニット４２に（配線によってあるいは配線なしで）接続される。
【００８０】
支持体４４は、実質的に摩擦がなく、ＦＯＵＰ１６の重量を支えるとともに、ＦＯＵＰが振動する間において、対象のＦＯＵＰの自由度を制限するために設けられる。これは、空気ベアリングテーブルまたは屈曲ベアリング機構のいずれかを用いて実現可能でもよい。
【００８１】
振動の周波数を検出するために、振動励起／検出装置４６は、周波数センサ（図示せず）を含んでもよい。周波数センサは、任意の知られている種類のもの、たとえば三角測量レーザ距離センサあるいは光学焦点センサであってもよく、そのセンサにおいては、照射（radiation）の入射ビーム（たとえば光またはレーザビーム）は、ＦＯＵＰに反射するが、ビームの移動距離が変化するのに伴ってセンサの特性を変化させる。実施の形態は、自由または強制された振動を検出するように設けられてもよい。
【００８２】
図３は、本発明の実施の形態である、半導体製造をモニタリングする方法を示すフローチャートである。その方法は、図１または図２のいずれかに示された装置を用いて実現可能である。この方法は、半導体処理工場の測定（計測）ゾーン内の半導体ウェハがロードされたウェハ輸送体（たとえばＦＯＵＰ）で開始される。ＦＯＵＰは、ＡＭＨＳを用いて測定ゾーンへと移動されることができる。方法における第１のステップは、ブロック１００において、ＦＯＵＰの質量を表わすパラメータの第１の測定値を得ることである。上記のように、これは、ＦＯＵＰの共振周波数、または大気の浮力が補償された重量測定値でもよい。
【００８３】
第１の測定値が得られた後、方法は、ブロック１０２に移動する。ブロック１０２では、輸送体が測定ゾーンから半導体処理工場内の処理ゾーンへと移動され、その処理ゾーンにおいて、半導体ウェハは、任意のさまざまな処理、たとえばエッチング、蒸着などの処理を受ける。
【００８４】
輸送体が処理ゾーンに到着したとき、方法はブロック１０４に移り、そこでは半導体ウェハが輸送体からアンロードされる。そしてブロック１０６において、アンロードされた半導体が処理される。ブロック１０８において、ウェハは、処理の後で輸送体に再ロードされる。ステップ１０４，１０６および１０８は、すべてのウェハが処理されて再ロードされるまで、輸送体の中の各ウェハに対して繰返される。代替的な実施の形態において、すべてのウェハがアンロードされてもよく、したがってそれらは同時に処理されることができる。
【００８５】
ウェハがすべて処理されて再ロードされた後に、方法はステップ１１２へと移る。ステップ１１２において、輸送体は、処理ゾーンから測定ゾーンへと移動される。測定ゾーンは、ステップ１００において用いられる測定ゾーンと同じであってもよいし異なっていてもよい。図２に示された実施の形態からわかるように、測定装置は、輸送体と結合していてもよく、この場合において測定ゾーンは、処理ゾーンの中であっても、処理工場の任意の場所とすることができる。
【００８６】
輸送体が測定ゾーン内にあるときに、方法はステップ１１４へと移る。ステップ１１４において、ＦＯＵＰの質量を表わすパラメータの第２の測定値が得られる。測定条件は、望ましく設けられ、それによって、測定値の間の主な違いが、処理によって生じるロードされたウェハの質量の変化によるものとなる。
【００８７】
第２の測定値が得られた後に、方法は、ブロック１１６に移る。ブロック１１６において第１および第２の測定値が比較されて、ウェハに対する処理の代表的な値として用いられることが可能な、相違の結果が得られる。この値は、半導体ウェハの処理の間に何らかのエラーが起こったかどうかを判定するために、標準値あるいはしきい値と比較されてもよい。たとえば、処理が、ウェハからの材料の除去を含むものならば、相違の結果は、質量の減少が十分ではないこと、すなわちウェハが適切に処理されていないことを示すことができる。
【００８８】
他の実施の形態において、計量測定は、ＦＯＵＰ環境から取出された複数のウェハに実行されてもよい。図４Ａおよび４Ｂは、輸送体から同時に取出され得るウェハのグループにおける抽出処理の例を示す。代替的な（図示せず）実施の形態において、従来のロボットアームが、１枚のウェハを順次アンロードして、それらを置いても（たとえば計測装置にそれらを積重ねても）よい。
【００８９】
図４Ａは、処理チャンバ３４内の頭上レール２２にぶら下がっている、図１に示されたウェハ輸送体１６を示す。輸送体１６は、棚１２上の６枚のウェハ１８を含む。図４Ａにおいて、輸送体１６のドアは、アパーチャ１５を介してウェハ１８をさらすために開かれている。ウェハ抽出機５０は、移動可能にレール２２に装着されて、輸送体１６から３枚のウェハを取出す。この実施の形態では、６枚のウェハを保持する輸送体から３枚のウェハを取出すことを示しているが、本発明は、取出すあるいは保持するウェハの数に何らの制限を課すものでもない。ウェハ抽出機５０は、レール２２に沿って移動可能な裏当て板５４に取付けられた複数の挿入可能なトレイ５２を含む。挿入可能なトレイ５２は、取出されるべきウェハと係合するために、アパーチャ１５を介して受取り可能である。図４Ｂは、取出されたウェハとともに輸送体１６を離れるウェハ抽出機５０を示す。取出されたウェハは、その取出されたウェハのグループに対する１回の計量測定値を得るために、測定装置（たとえば図１に示された配置と同様の計量装置）へと輸送される。
【００９０】
図５Ａ，５Ｂおよび５Ｃは、ウェハ抽出機６０の３つの異なる構成を示し、ウェハ抽出機は、ユーザが選択可能なウェハのグループを取出すために設けられる。ウェハ抽出機６０は、６つのトレイを支持する裏当て板６４を含む。トレイは、延長した位置６２または引込み位置６６の間で移動して、それらの位置を選択的に占有するために、支持体に対してヒンジで動く。
【００９１】
図５Ａは、１つ置きの３つのトレイが、延長した構成６２の状態にあり、３つのトレイが、引込まれた構成６６の状態にある構成を示す。図５Ｂは、すべてのトレイが延長した構成６２を占めている構成を表わす。図５Ｃは、図５Ａに示された構成とは逆の構成、すなわち図５Ａにおいて引込まれた３つのトレイが、今度は延長した構成６２の状態にあり、図５Ａにおいて延長した３つのトレイが、今度は引込まれた構成６６の状態にある構成を示す。
【００９２】
図６は、本発明が実現され得る自動材料搬送システム（ＡＭＨＳ）７０の概略的平面を示す。ＡＭＨＳ７０は、３つのベイ７１を備える。各ベイは、ツール７８の２つの反対側の列からなり、２つの列は内側および外側に向けられている。各ツールは、１以上のロードポート８０を有し、そのポートでは、ウェハがアンロードされてツールによって処理されるとすぐに、ウェハ輸送体（図示せず）が置かれることができる。ウェハ輸送体は、ベイ７１の中、たとえばベイ７１内のツール７８の間で、イントラベイの頭上レール７４に沿って移動する。ウェハ輸送体は、ベイ７１の間をインターベイレール７２に沿って移動する。レール輸送機構７６は、イントラベイレール７４とインターベイレール７２との間の各接続点に設けられて、ウェハ輸送体が効率的にそれらのレール種類の間で輸送されることを可能にする。ウェハ輸送体の輸送および転送は、中央コンピュータ（図示せず）によって自動的に制御されることができる。
【００９３】
システムを効率的に動かすために、処理を待っているウェハが、便利な場所、たとえばインターベイレール７２の下の保管棚８２において留め置かれていることが望ましいかもしれない。
【００９４】
本発明の実施の形態において、ウェハ輸送体に計量測定を実行するための設備を含む測定ゾーン８４は、保管棚８２上、すなわちインターベイ領域に位置してもよい。測定ゾーンは、また、ベイ７１の中に設けられてもよい。すなわち、ベイ内の１以上のツール７８は、ロードされたウェハ輸送体に対して、あるいはウェハ輸送体の中から抽出された中身に対して計量測定を実行するように適合された、計測ツールであってもよい。代替的に、あるいは付加的に、ツールのロードポート８０は、ロードポートにおいて集約された計測設備を有してもよい。
【図１】
0005646349.tif 000007
【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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