(57)【要約】  移動度及びシート電荷密度を非接触で測定するための装置（１０）であり、該装置は、マイクロ波源（１６）、マイクロ波パワーを、測定位置における半導体ウエハ又は平面パネルディスプレイ用パネルのようなサンプル（５９）に伝達する円形の導波管（５０）、前方へのマイクロ波パワーを検出する第１の検出器（１８）、サンプルから反射されたマイクロ波パワーを検出する第２の検出器（２３）及び、ホール効果パワーを検出する第３の検出器（９５）を有する。テスト装置（１０）内でウエハ（５９）を自動的に位置決めするための自動位置決めシステム（７００）も設けられる。位置決めシステム（７００）は、第１のエンドエフェクタ（７０６）及び回転／昇降器（７０４）を有しており。第１のエンドエフェクタは、シート素子（５９）をつかんで、テスト装置（１０）内の所望の位置に移動させる。一方、回転／昇降器（７０４）は、シート素子（５９）のシータ角のインクリメンタルな調整が出来、該シート素子の位置を手動で調整する必要なく、完全なシート素子の自動マッピングが可能となる。第２のエンドエフェクタ（７１６）を第１のエンドエフェクタ（７０６）の反対側に設け、装置（１０）の反対側の端部に位置するシート抵抗テストモジュール（７１８）内にシート素子（５９）を自動で位置決めするために使用することも出来る。
2008510141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性シート材料の移動度及びシート電荷密度を測定するための装置であり、該装置は、
マイクロ波源、
前記マイクロ波源からのマイクロ波パワーを受けるように位置決めされた第１の導波管、
前記第１の導波管から伝達されたマイクロ波パワーを受ける、複数の測定位置を持ったシート材料アイテムを調整自在に位置決めする調整可能台、
テスト位置で磁場を生成するたに位置決めされた磁石、
前記マイクロ波パワー源のパワーを検出する第１の検出器、
前記測定位置におけるシート材料アイテムから反射されたマイクロ波パワーのパワーを検出する第２の検出器、
ホール効果マイクロ波パワーを検出する第３の検出器、
を有することを特徴とする。
【請求項２】
請求項１の装置において、
前記装置は、更に、
前記第１の導波管内に位置決めされたプローブを有し、
該プローブは、前記第３の検出器に接続されており、
前記第１の導波管は、円形の導波管である、
ことを特徴として構成される。
【請求項３】
請求項２の装置において、
前記装置は、更に、
前記マイクロ波源からのマイクロ波パワーを受け取る位置に位置決めされた指向性を有するカプラを有し、
前記指向性を有するカプラは、側方分岐及び主分岐に接続され、
前記主分岐は前記第１の導波管に接続され、
前記側方分岐は、前記第３の検出器に接続されている、
ことを特徴として構成される。
【請求項４】
請求項３の装置において、
前記側方分岐は、可変アッテネータ及び可変フェイズシフタを介して、前記第３の検出器に接続されている、
ことを特徴として構成される。
【請求項５】
請求項１の装置において、
該装置は更に、
前記検出器からデータを受け取り、該データに基づいて移動度及びシート電荷密度を計算する計算手段を有する、
ことを特徴として構成される。
【請求項６】
請求項５の装置において、
該装置は更に、
前記検出器の内少なくとも一つからの信号を受け取り、前記計算手段に出力信号を供給する、パワーアンプを有する、
ことを特徴として構成される。
【請求項７】
請求項５の装置において、
該装置は更に、
前記検出器の内少なくとも一つからの信号を受け取り、前記計算手段に出力信号を供給する、スーパーヘテロダイン受信機を有する、
ことを特徴として構成される。
【請求項８】
請求項１の装置において、
該装置は更に、
前記マイクロ波源と第１の導波管の中間に設けられた第２の導波管を有し、
前記第１の導波管は前記第２の導波管に対して相対的に調整可能に位置決めされている、
ことを特徴として構成される。
【請求項９】
請求項８の装置において、
前記第２の検出器は、前記第２の導波管内の、反射されたマイクロ波のフィールド強度を検出するように位置決めされており、
前記装置は、更に、前記測定位置における磁場強さを検出する第４の検出器を有する、
ことを特徴として構成される。
【請求項１０】
請求項１の装置において、
前記装置は更に、
導電性材料からなるショートを有しており、
前記ショートは、前記測定位置が該ショートと前記第１の導波管の端部の中間に位置するように前記装置に関して調整自在に設けられている、
ことを特徴として構成される。
【請求項１１】
請求項１の装置において、
前記調整可能台は、更に、
第１の平らな表面を有する本体、
前記台に位置決めされた円盤を有し、
該円盤は、前記第１の平らな面に対して実質的に垂直な軸を中心に回転自在であり、該円盤は更に、回転の前記軸と同心でない穴を有し、
前記円盤は、前記シート材料アイテムを調整自在に位置決めして、前記複数の測定位置の内少なくとも一つが、前記第１の導波管に近接配置され、前記第１の導波管からのマイクロ波パワーを受けることが出来るように、前記シート材料アイテムと接触するように構成されている、
ことを特徴として構成される。
【請求項１２】
請求項１１の装置において、
前記調整可能台は、バキュームチャックを有している、
ことを特徴として構成される。
【請求項１３】
請求項１１の装置において、
前記装置は更に、
ベースを有し、
前記調整可能台は、該ベース上で回転位置決め自在に設けられている、
ことを特徴として構成される。
【請求項１４】
請求項１１の装置において、
前記調整可能台は前記ベースの調整可能部分に位置決めされ、これにより前記調整可能台と前記テスト装置の導波管の間の距離を調整することが出来る、
ことを特徴として構成される。
【請求項１５】
請求項１の装置において、
前記調整可能台は、更に、
前記第１の導波管から伝達されるマイクロ波パワーを受ける複数の測定位置に前記シート材料アイテムを位置決めすることの出来る第１のエンドエフェクタを有し、
該第１のエンドエフェクタは調整位置とテスト位置との間で移動自在に設けられており、
前記調整位置は、前記シート材料アイテムの回転位置を選択的に調整可能な位置であり、前記テスト位置は、前記第１の導波管を用いて前記シート材料アイテムに少なくとも一つのテストを行うことが出来る位置である、
ことを特徴として構成される。
【請求項１６】
請求項１５の装置において、
前記第１のエンドエフェクタは長手方向軸を有しており、
前記第１のエンドエフェクタは、該長手方向軸を中心に回転自在であり、
該エンドエフェクタは、前記長手方向軸に沿って前記装置に対して移動可能である、
ことを特徴として構成される。
【請求項１７】
請求項１６の装置において、
該装置は、更に、
第１及び第２のモータユニットを有し、
前記第１のモータユニットは、前記第１のエンドエフェクタを前記長手方向軸を中心に回転させるように該第１のエンドエフェクタと関連させられており、
前記第２のモータユニットは、前記エンドエフェクタを前記長手方向軸に沿って前記装置に対して移動させるように前記第２エンドエフェクタと関連付けられている、
ことを特徴として構成される。
【請求項１８】
請求項１５の装置において、
前記装置は、更に、
前記シート材料アイテムと係合する第２のエンドエフェクタ、
第１及び第２の、前記シート材料アイテムのシート抵抗特性を測定するために対向位置されたコイルを有する、シート抵抗ユニットを有し、
前記第２のエンドエフェクタは、前記ユニットが前記シート材料アイテム上の複数の位置で前記シート抵抗特性を測定することが出来るように、前記シート抵抗ユニットに関して可動調整自在に設けられている、
ことを特徴として構成される。
【請求項１９】
請求項１５の装置において、
前記装置は、更に、
前記シート材料アイテムと係合して、該シート材料アイテムを、前記エンドエフェクタの長手方向軸に実質的に垂直な第２の軸に沿って移動させることの出来る回転／昇降器を有し、
前記回転／昇降器は更に、前記第２の軸を中心に第３のモータユニットを用いて回転するように構成され、
前記第１エンドエフェクタ及び前記回転／昇降器は、それぞれ少なくとも一つの前記シート材料アイテムと係合するバキューム素子を有すること、
ことを特徴として構成される。
【請求項２０】
請求項１９の装置において、
前記装置は、更に、
第４のモータユニットを使用して前記装置に対して移動自在な調整可能ベースを有し、
前記エンドエフェクタは、前記回転／昇降器に対して移動するために、前記調整可能ベース上に配置されている、ことを特徴として構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連する出願］
本出願は、２００５年３月９日に出願された、米国仮特許出願番号  ６０／６５９，８４７の利益を請求する出願であり、また、２００４年８月１１日に出願された、係属中の米国特許出願番号  １０／９１５，８７７の部分係属出願である。それらの出願は共に、ここで言及することにより、全体が組み込まれる。
【０００２】
本発明は、材料の非破壊測定及びマッピングに関する発明であり、特に、シート電荷密度、平面ディスプレイ及び半導体ウエハの移動度及びシート抵抗の測定にマイクロ波を使用するものに関する。
【背景技術】
【０００３】
ＧａＡｓウエハのシート抵抗を測定する際にマイクロ波を使用する既存の計器は、３００オームの特性インピーダンスを有するＸバンドの導波管構造を有しており、これは、薄いキャップ層を有するウエハの正確な測定は出来ない。こうした計器は、ノーマン  バースロウ（Norman Braslau）への米国特許第４，６０５，８９３号で議論されている。これらの計器の不都合な点は、例えば、高い電子移動度を有するトランジスタ（ＨＥＭＴ）ウエハのような、２次元（２Ｄ）チャンネル層及びキャップ層を含んだ層を有する、ウエハの多重導電層の特性を、分離して測定することは出来ないことである。従って、既存の計器では、該キャップ層のコンダクタンスに対するチャンネル層の移動度を増加させるために、例えば７７度ケルビンなどの、３００度ケルビン以下の温度でシート抵抗及び移動度を測定する必要があった。これらの計器はまた、キャリブレーション動作を必要とするものであった。
【０００４】
シート抵抗及び移動度の測定に関する破壊技術もまた知られている。しかし、こうした技術は、ウエハ及び測定される材料に必然的にダメージを与える。
【発明の開示】
【０００５】
［発明の要約］
導電性シート材料の移動度及びシート電荷密度を非破壊測定するための装置であり、該装置は、マイクロ波源、前記マイクロ波源から受けたマイクロ波を、半導体ウエハ又は平面パネルディスプレイのような導電性シート材料に伝達するように構成された円形の導波管、前方へのマイクロ波パワーを受ける第１の検出器、前記材料から反射されたマイクロ波パワーを検出する第２の検出器及び、ホール効果パワーを検出する第３の検出器を有する。ＴＥ１１モードのみを伝達する円形の導波管は前記ウエハで終端しており、ウエハの後ろ１／４波長の距離には、ショートが配置されている。該ウエハの面に垂直（かつ前記導波管の軸に沿って）可変磁場が適用される。この構成で、与えられた入射ＴＥ１１波は二つの反射波を生成する。一つは、入射波と同じ極性の通常の反射波である。これは、シート抵抗を測定するために使用される。もう一方は、ホール効果により生じる反射波である。その極性は前述の波に対して垂直であり、これは、適宜に構成されたプローブで分離して検出することが出来る。
【０００６】
導電性シート材料の移動度及びシート電荷密度を測定するための装置であり、該装置は、マイクロ波源、前記マイクロ波源からのマイクロ波パワーを受けるように位置決めされた円形の導波管、前記円形の導波管から伝達されたマイクロ波パワーを受けるために、シート材料アイテムを測定位置に位置決めするための台、測定位置で磁場を生成するたに位置決めされた磁石、前記マイクロ波パワー源のパワーを検出するために位置決めされた第１の検出器、前記測定位置におけるシート材料アイテムから反射されたマイクロ波パワーのパワーを検出するために位置決めされた第２の検出器、及びホール効果マイクロ波パワーを検出するために位置決めされた第３の検出器、を有する。測定位置における磁場強さを検出する第４の検出器を設けても良い。台は、表面及び該台に位置決めされた円盤を有してもい。前記円盤は、前記台表面からへこんだ平坦な表面を有する。前記円盤は、該円盤表面の平面に対して実質的に垂直な軸を中心に回転自在であり、該円盤は穴をその中に有している。該穴は円盤の回転軸とは共軸ではない。
【０００７】
導電性シート材料の移動度及びシート電荷密度を測定するための方法であり、該方法は、マイクロ波パワーを生成し、シート材料サンプルに対して該生成されたマイクロ波パワーのＴＥ１１モードだけを連続的に伝達し、伝達ステップの間、選択された強度の磁場を供給し、前方位置でマイクロ波場の強さを検出し、導電性ショート及びサンプルそれぞれから反射されたマイクロ波場の強さを検出し、ホール効果マイクロ波場の強さを検出し、該検出されたマイクロ波場の強さに基づいて移動度及びシート電荷密度の値を計算することら構成される。
【０００８】
導電性シート材料の移動度及びシート電荷密度の測定についての自動ハンドリングシステムが開示されている。該システムは、マイクロ波源、前記マイクロ波源からのマイクロ波を受けるように位置決めされた導波管、円形の導波管から伝達されるマイクロ波パワーを受ける測定位置にシート材料アイテムを位置決めするエンドエフェクタを有する。エンドエフェクタは調整位置とテスト位置との間で移動自在に設けられており、調整位置は、前記シート材料アイテムの回転位置を選択的に調整可能な位置であり、テスト位置は、前記導波管を用いて前記シート材料アイテムに少なくとも一つのテストを行うことが出来る位置である。該システムは、更に、該テスト位置で磁場を生成すように位置決めされた磁石、マイクロ波パワー源のパワーを検出する第１の検出器、測定位置におけるシート材料アイテムから反射されたマイクロ波パワーを検出する第２の検出器及び、ホール効果マイクロ波パワーを検出する第３の検出器を持つことも出来る。
【０００９】
自動ハンドリングシステムは、更に、前記シート材料アイテムと係合するように構成された第２のエンドエフェクタ及び、シート材料アイテムのシート抵抗を測定するための対向配置された第１及び第２のコイルを有するシート抵抗ユニットを有し、第２のエンドエフェクタは、該ユニットによりシート材料アイテム上で複数の測定を行うことが出来るように、該シート抵抗ユニットに対して移動調整自在に設けられている。
【００１０】
シート材料のための台が開示されている。該台は、シート材料のアイテムと係合し、該アイテムを第１の軸に沿って移動させるエンドエフェクタを有し、該エンドエフェクタは、更に、第１のサーボモータを用いて第１の軸を中心に回転するように構成される。シート材料アイテムと係合し、第１の軸に対して実質的に垂直な第２の軸に沿って該アイテムを移動させる回転／昇降器も、含まれる。該回転／昇降器は、更に、第２のサーボモータを用いて、前記第２の軸を中心に回転するように構成される。ここで、エンドエフェクタと回転／昇降器は、それぞれシート材料アイテムと係合するための少なくとも一つのバキューム素子を有する。前記台は更に、第３のサーボモータを用いて移動自在な調整ベースを有することが出来、前記エンドエフェクタは、該調整ベース上に、回転／昇降器に対して移動しうるように設けられている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明による装置の模式的なブロック図。
【００１２】
図２は、本発明による装置の模式的なブロック図。
【００１３】
図３は、本発明による装置の部分図。
【００１４】
図４は、図３の装置の断面図。
【００１５】
図５は、本発明による装置の図。
【００１６】
図５Ａ、５Ｂ及び５Ｃは、本発明による装置の部品図。
【００１７】
図６は、本発明に基づいて使用されるソフトウエアのフローチャート。
【００１８】
図７は、図１−５Ｃの装置と共に使用する自動ウエハハンドリングシステムの斜視図。
【００１９】
図８は、図１−５Ｃの装置に取り付けられた、図７のシステムの斜視図。
【００２０】
図９は、多様なシステム部品を示す、図７のシステムの詳細を示す図。
【００２１】
図１０は、シート材料アイテムと係合した、図７のシステムのエンドエフェクタの詳細を示す図。
【００２２】
図１１は、回転位置にある、図１０のエンドエフェクタの詳細を示す図。
【００２３】
図１２は、テスト位置にある図１０のエンドエフェクタとシート材料アイテムの詳細を示す図。
【００２４】
図１３は、テスト後位置にある図１０のエンドエフェクタとシート材料アイテムの詳細を示す図。
【００２５】
図１４は、シート抵抗サブシステムを含んだ、図７の自動ウエハハンドリングシステムの斜視図。
【００２６】
図１５は、図１４のシート抵抗サブシステムの詳細を示す図。
【００２７】
図１６は、図１４のサブシステムのシート抵抗モジュールの詳細を示す図。
【００２８】
図１７は、テストすべきシート材料アイテムと係合した図１４のシート抵抗サブシステムのエンドエフェクタの詳細を示す図。
【００２９】
図１８は、シート抵抗モジュール内のテスト位置に配置された、図１７のシート材料アイテムとエンドエフェクタの詳細を示す図。
【００３０】
図１９は、テスト後位置にある図１４のシート材料アイテム及びエンドエフェクタの詳細を示す図。
【００３１】
［詳細な記述］
本発明は、半導体材料のシート抵抗及びシート電荷密度を測定する装置及び方法を含むものである。装置はマイクロ波源を有し、マイクロ波源は、少量の入力波を転送し、大部分の入力波を主分岐に沿って伝達する導波管に接続されたパワー器を有している。主分岐は円形の導波管に接続されている。円形の導波管は、マイクロ波パワーのＴＥ１１（transverse electric 1,1）モードのみを伝達する。円形の導波管はパワーをインターフェースから受け取り、ショート（short）のような導電性のテストアイテムや、ウエハや他のテストすべき導線性シートアイテムのようなものを支持するマウントを有するテスト領域に、パワーを出力する。該テスト領域に磁場を適用するために磁石が設けられている。本発明の方法及び装置においてシート抵抗及びシート電荷密度の演算で、少なくとも四つの値が検出される。検出器が、トータルマイクロ波パワーを検出するために設けられる。入射波と同じ極性を有する、従来の反射波の強さを検出するための第２の検出器が設けられる。入射波と反対の極性を有する第２の反射波を検出するための、第３の検出器が設けられる。この回転する反射波を検出するためにはホール効果プローブを設けることが望ましい。このプローブは指向性のカプラに電気的に接続されている。入力波の転送された部分は、可変アッテネータ及び可変フェイズシフタを通過させた後、破壊的な干渉によって前記検出器の不要な入力信号を消去するために、このホール指向性カプラにも接続されている。ホール指向性カプラは、そこで検出器に接続される。第４の検出器は、磁場の強さを検出する。
【００３２】
図１及び図２は、本発明に基づく装置１０の部品を模式的に示す。装置１０は、周波数が約１０ＧＨｚのマイクロ波を供給するマクロ波ソースモジュール１５を有しているが、他の周波数も使用可能である。例えば、試験すべきウエハ又は他のアイテム上のより小さな領域の測定を可能とするためにより高い周波数を用いることが出来る。ソースモジュールは、例えばガンダイオードを有することが出来るが、他のソースも使用可能である。ソースモジュール１５は、ガンダイオードなどのマイクロ波ソースを有しており、ソースには、出力されるパワーの小さな部分を、側方分岐又は、減衰及び相分岐に転送する手段が接続されている。出力されるパワーの小さな部分を、側方分岐に転送する手段は、カプラ２１である。カプラ２１は、例えはクロスガイドカプラとすることが出来、より詳細には、２０ｄＢクロスガイドカプラ又は指向性カプラを経由することが出来る。指向性カプラ２１は、以下に述べる測方分岐２２に接続されている。ソース１６からの出力の大部分はカプラ２１を介して第２の指向性カプラ２１０に接続されている。第２の指向性カプラ２１０はパワーの一部をフォワードパワー検出器１８に出力する。第２の指向性カプラ２１０は、１０ｄＢカプラとすることが出来る。第２の指向性カプラ２１０はパワーの大部分を導波管を介してアイソレータ１７に出力する。アイソレータ１７は、従来のものでも、装置１０内のどこかからの入力ソース１５からのパワーを阻止するように適宜設計された他の装置でもよい。第２のアイソレータを、アイソレータ１７に直列に接続して使用しても良い。
【００３３】
側方分岐２２へ転用されたパワーの一部は、適用磁場が無い状態でホール効果プローブをゼロに適切にバランスさせるために使用される。測方分岐２２は、単一コンピュータに制御される可変アッテネータ３５及びコンピュータ制御の可変フェイズシフタ４０を有しており、磁場のない状態で、ホール効果プローブをゼロイングする際に超微細な相関を生成するために使用することが出来る、適宜な位相の微小信号を生成することができる。可変アッテネータ３５及び可変フェイズシフタ４０は好適にコンピュータ制御されるので、調整は容易である。なお、原則的に可変アッテネータ及びフェイズシフタは手動で調整が可能である。
【００３４】
カプラ２１の主出力は主分岐２４となる。主分岐２４は、マイクロ波を変換器２５に転送するための導波管を有することが望ましい。主分岐２４は、従来の長方形の導波管２０を含んでも良い。図２に示すように、反射パワー検出器２３は、主分岐２４に示される。反射パワー検出器２３は変換器２５からソース１５に向けて伝達されるマイクロ波パワーを検出する。反射パワー検出器２３はテストアイテムから主分岐２４に向けて反射されるパワーを検出する。主分岐２４の、ソース１５及び変換器２５に接続された指向性カプラ２２０は、主分岐２４からの反射パワーを反射パワー検出器２３に導く。
【００３５】
上記したように、円形の導波管がソース１５からのマイクロ波を受ける位置に設けられている。特に円形の導波管がカプラ２１及び主分岐２４を介してソース１５に接続している。従来の長方形の導波管２０は整合変換器２５を介して円形の導波管５０へ接続されている。円形の導波管５０は、円形の断面を有する円筒状の導波管である。円筒状の導波管５０はパワーのうちＴＥ１１モードだけを伝達する。例えば図２に示すように、円形導波管インターフェース２５が円形の導波管５０に接続している。円形の導波管５０と従来の導波管２０との接続は、信号強度の損失及び反射を最小限にするために注意深くキャリブレーションされなければならない。キャリブレーションの手順は以下に述べる。円形の導波管５０は従来の導波管２０の長手方向軸ｊに対して垂直に、インターフェース２５上に装着される。キャリブレーションは、インターフェース２５に対して、円形の導波管５０をその長手方向軸ｊに沿って位置を調整することにより行われる。１実施例では、円形の導波管５０はインターフェース２５上に装着される。円形の導波管調整器５５が円形の導波管５０を回転させるハンドルの形で設けられ、円形の導波管５０の回転位置がこれにより調整される。
【００３６】
マウント６０が、円形の導波管５０からのマイクロ波を受ける測定位置に、シート材料のサンプルを保持するために設けられる。サンプルはウエハ又は他の半導体テスト材料５９である。円形の導波管５０の開口から、ウエハ又は他の材料の反対側の上に、可動ショート６５が設けられる。可動ショート６５はウエハ又は他の材料から１／４波長置かれている。可動ショート６５は研磨された金属プラグの形をしている。可動シートは真空チャックの形をしたマウント６０内に置かれる。マウント６０は、インターフェース２５の反対側の、円形の導波管５０の端部に、シート形状のウエハ又は他の材料を保持するために設けられている。可動ショート６５はマウント６０の内側に、正確に位置決めされることが出来る。マウント６０は円形の導波管５０に対して動くことが出来、導波管５０と可動ショート６５との間の間隙を調整することが出来る。
【００３７】
検出器、フォワードパワー検出器１８は、ソースモジュール１８内にフォワードパワーを検出するために配置される。上記したように、指向性カプラ２２０が主分岐２４内に配置され、反射されたマイクロ波パワーを検出器２３に導く。検出器２３により検出された反射パワーは、フォワードマイクロ波パワーと同じかたよりを有している。ホールプローブ７０は、円形の導波管５０内に挿入され、真空チャック内に位置決めされた材料から反射された、ホール効果反射マイクロ波パワーを検出するように位置決めされる。ホールプローブ７０は、円形の導波管５０内の多様な位置を取ることが出来る。以下に述べるように、キャリブレーション及びチューニング工程により、ホール効果パワーだけが、ホール検出器９５により検出される。
【００３８】
ホールプローブ７０は、同軸ケーブル７５を介して指向性カプラ８０の入力に接続される。指向性カプラは２０ｄＢ指向性カプラでもよい。アッテネータモジュール及び可変フェイズシフタを通過した後、分岐２２の出力は指向性カプラ８０の入力に接続される。指向性カプラ８０の出力は、ホール検出器９５に接続される。後述するキャリブレーション処理により、ホール検出器９５は、フォワードパワーの偏波（polarization）に対して直角な偏波を有するパワーだけを検出することが出来る。このホール検出器９５により検出されるパワーは、従って、サンプルから反射されたホール効果パワーである。
【００３９】
変換器、円形の導波管及びマウントからなる例示的な実施例の詳細を、以下に述べる。図３は、インターフェース２５の一部断面斜視図である。図４は、図３の４−４線に沿った断面図である。インターフェース２５は、一端が従来の導波管２０に接続された基本的に長方形のチャンバ１００を有している。長方形のチャンバ１００の上面には、円形の導波管５０が取り付けられたアパチャーが設けられている。インターフェース２５の内部で、従来の導波管２０の反対側には、開口を完全に塞ぐ形のビームストップ１１５が設けられており、ビームストップ１１５には、１２０において、好ましくは垂直面に対して３０度の角度でテーパ面が形成されている。インターフェース２５は、従来の導波管２０と円形の導波管５０との間のインターフェースにおいて、反射や損失が最小となるように設計される限り、どのような変形も当業者には可能である。図３及び４において、円形の導波管５０はその上端部にプローブフランジ１０７を有しており、それはプローブの為の開口１１０をそこに有している。ホールプローブを１１０に挿入することが出来る。
【００４０】
図５は、円形の導波管５０、ホルダ又はマウント６０及び関連する例示的なハードウエアを含んだ例示的な装置を示す側面図である。ホルダ又はマウント６０はシート材料アイテムを円形の導波管５０からのマイクロ波パワーを受けることが出来るように位置決めするために使用される。従来の導波管２０がインターフェース２５に接続されて示される。インターフェース２５は、円形の導波管５０に接続されて示される。プローブフランジ１０７は、円形の導波管５０のインターフェース２５の接続の反対側の端部に位置し、ホルダ６０と向かい合っており、バキュームチャックの形をしている。バキュームチャック６０は、チャックホルダ６２であるアームにより支持されている。チャックホルダ６２は調整ねじ１２１，１２２により支持されており、これによりバキュームチャック６０の位置を２軸で調整することが出来る。ねじ１２１，１２２はブリッジ１２４で支持され、ブリッジそれ自体は１２５，１２６で示すように、調整自在に装着されている。バネ１２３をねじ１２２に配置してブリッジ１２４の振動の伝達を減少させるようにすることも出来る。円形の導波管５０に対するホルダ６０の位置決めのために他の構成を使用することも可能である。
【００４１】
図５Ａに、ホルダの一例を示す。この実施例では、位置決め装置５００はベース５０２に回転自在に取り付けられている。装置５００は、中心からずれて配置された円筒状の貫通穴を有する回転自在な円盤５０４を有する。円盤５０４は装置５００内で偏心スラグとして説明することが出来る。より詳細には、装置５００は全体的に平坦な表面５０１及び、装着面５０１から立ち上がった平面としての表面５０５を有する円盤５０４を有する。装着面５０１及び円盤表面５０５は平行である。円盤５０４は装着面５０１に対して実質的に垂直な軸を中心に回転自在に設けられている。穴５０６は直円柱であり、円盤５０４の回転軸と共軸ではない。円盤５０４の回転によりベース５０２に対する穴５０６の位置を調整することが出来、穴５０６の垂直方向の調整を可能とする。穴５０６は、装置５００に固定され円形の導波管５０の出力に晒されたウエハ又は他の材料の部分を定義する。円盤５０４を回転させて垂直方向の調整を行い、以下に述べるようにねじ５２０を用いて水平方向の調整と組み合わせることで、導波管５０に対する整合を取ることが出来る。装置５００は、バキューム装置又はバキュームチャックであり、低圧の内部チャンバとその中に設けられた、材料を装置に固定するための小穴を有している。５０７のポートを介してポンプを接続することが出来る。ハンドル５０１で、装置５００をイン及びアウト位置に動かすことができる。
【００４２】
装置５００は、ベース５０２に固定された突出マウント５２２，５２４に形成された穴を貫通伸延する軸を押さえ付けるセットねじ５２０により、ベース５０２に対して回転自在に設けられている。マウント５２４のスラストベアリングと圧縮ばねが装置を所定位置に保持する。ねじ５２０がマウント５２２内のねじ穴と係合し、ねじ５２０を回転させると、これにより、軸が移動し、水平軸における位置決め装置の位置の微調整が可能となる。運転時には、装置の位置は、装置が適正な位置に位置決めされるまで、ねじ５２０と回転円盤５０４の両方を調整することで調整される。次いで、装置５００は、その位置でロックされる。ベース５０２に固着されたアーム５３０は、装置５００の回転が所定位置以上にならないようにしている。アーム５３０のフィンガ５３２に規定されたほぼ半円円筒形の窪みは、装置５００の端部の円筒ノブ５０７を受け入れることが出来る。図５Ｂに、反対側から閉鎖または運転位置にある装置５００を示す。
【００４３】
図５Ｃに示すように、ベース５０２は、静止部５４０と、装置５００が設けられる可動部５４２に別れている。可動部５４２は、静止部５４０に対してねじ５２０の軸に対して垂直な方向に移動自在であり、これにより、装置５００の位置を調整することが出来、装置５００（及びそこに取り付けられた何らかのサンプル）と円形の導波管５０の開口の間の間隙を調整することが出来る。この実施例では、溝５４３とレール５４４が係合し、係合ピン５４８と穴５４９が係合して、可動部５４２の単一方向の調整が可能となっている。ねじピン５５０は、可動部５４２の表面と係合するヘッド５５１を有しており、ピン５５０の本体５５２は、可動部５４２内の平滑穴５５４を横断し、静止部５４０のねじ穴５５６と係合している。可動部５４２を、ピン５５０の位置によって許容される最大分離位置に付勢する装置を設けることで、一定の分離状態が更に維持される。一例としては、可動部５４２と静止部５４０の表面の間に係合するコイルスプリング５５８が示される。
【００４４】
再度図５に戻り、図５には、必要な磁場を提供する磁石１３０の位置が概略的に示されている。磁場は、ウエハ又は他のサンプルの平面に対して垂直に、かつ円形の導波管５０の長手方向軸ｊに沿って供給される。所望の磁場強度を提供するための一つ以上の適切な磁石の設計は当業者の技術レベルである。下に述べるように、一例においては、ホルダに配置されたウエハ又は他のアイテムにおける磁場の強さは、１０ｋＧまでであることが望ましく、必要ならばそれ以上でも良い。
【００４５】
装置のキャリブレーション及び運転について、以下に述べる。全ての工程は室温で行われる。室温とは、人間が快適に仕事を行うことが出来る温度範囲を含むものである。室温とは、大気圧での液体窒素の沸点などの、低温を含まないものである。パワーメータをホール検出器ケーブル、入力又はフォワードパワー位置及び反射パワー位置に接続することが望ましい。ガウスメータを磁場の強さを測定するために設ける。ＲＳ２３２又はＩＥＥＥ４８８バス通信を持った市販のメータを使用することが望ましい。金メッキされた銅で被覆されたＰＣボードのような、ショート（a short）がバキュームチャック上に配置され、位置決めされる。コンピュータ制御された減衰調整装置３５は最大にされる。円形の導波管５０の位置は、ホール検出器９５が最小のパワーを得るように調整される。ホール検出器のパワーメータをモニタしながら、コンピュータ制御された減衰調整装置３５は、好ましくはコンピュータソフトウエアを使用して自動的に、検出されるパワーが最小となるように調整される。次いで、コンピュータ制御されたフェイズ調整装置４０が、好ましくはコンピュータソフトウエアを使用して自動的に、ホール検出器での検出パワーが最小となるように調整される。コンピュータソフトウアを用いて減衰調整装置及びフェイズ調整装置は自動的に調整され、ここでの最小値を得る。ホール検出器のパワー、フォワード検出器のパワー及び反射検出器のパワーは記録される。ショートが除去され、チェックすべきサンプルに取り替えられる。バキュームチャック位置のショートチューニング調整は最小の反射パワーを得るように調整される。円形の導波管の調整５５，減衰調整３５及びフェイズ調整４０は全てホール検出器が最小となるように調整される。三つのパワーは、０磁場として記録され、次いで、徐々に磁場を増加させる。磁場は、最小で０−９ｋＧからの範囲を取る。好ましくは、磁場は、磁力供給を制御するコンピュータソフトウエアを用いて自動的に変化させ、所望の磁場を得るようにすると良い。原則的に、更なる開発により本発明に基づいて、十分に低い磁場の強さが使用可能である。磁場の値の数や磁場の値の間の間隔は最適化され、分析の正確性を最大限にする。
【００４６】
データはそこで解釈され、移動度、シート電荷密度及びシート抵抗が読み取られる。図６にソフトウワウエアの概観を示す。ソフトウエアは、インテルペンティアム（登録商標）又はプロセッサとしての互換チップ及びＤＯＳ又はウインドウズオペレーティングシステムを使用してパーソナルコンピュータに対して書くことが出来る。上記したハードウエアシステムはブロック６００として概略的に示される。最初のモジュールである６０５は、信号入手及び制御モジュールである。このモジュールは上記した装置内の検出器からの信号を受け、磁石や可変フェイズシフタ及び減衰モジュールを制御する。受信される信号は；ホールパワー検出（Hall Power detection）；Ｃｕショート及びウエハのフォワードパワー検出（Forward Power detection of Cu Short and Wafer）；Ｃｕショート及びウエハの反射パワー検出（Reflected Power detection of Cu Short and Wafer）；及び磁場の強さ検出（Magnetic
Field Strength detection）である。これらの信号はパワーアンプ及び／又はスーパへテロダイン受信機を介して、アナログ／デジタルコンバータへ通過し、モジュール６０５は該デジタル出力から値を得る。一度これらの信号が得られると、対応する電圧入力値が、信号相関モジュール６１０に、更なる処理のために出力される。
【００４７】
信号相関モジュール６１０は信号入手モジュール６０５からの入力を生入力電圧として受け取る。これらの電圧はアルゴリズムに入力され、正しい技術的な単位を有する値が得られる。このステップは、簡単な相関である。
【００４８】
信号相関モジュール６１０の出力は、変換モジュール６１５により受け取られる。変換モジュールは出力をシグマ出力ファイル構造（Sigma Output file structure）に変換し、その後それは移動度スペクトル分析モジュール（Mobility Spectral Analysis Module）６３０により読み取られる。シグマ出力ファイルは一般的なテスト情報の１４行から構成され、典型的には、サンプル名称、日にち及び同様な情報を有する。更に、サンプル厚さの行、ホールデータが収集された際の各磁場に関する行などがある。これらデータ行のそれぞれは、磁場に関してタブで分離された入力、Sigma_XX、SD_XX, Sigma_XＹ、及びSD_XＹ、を含んでおり、ここで、SD_XX及びSD_XＹは、それぞれSigma_XX及びSigma_XＹ値の標準偏差である。全ての入力は、ＭＫＳＡ単位である。即ち、厚さは、メートル、磁場は、テスラ、伝導率は、ジーメンス／メートルである。このファイルは、移動度スペクトル分析モジュールの入力として使用され、最終的な移動度値及びシート電荷密度が得られる。このモジュールは、二つの分かれたプログラムダイナミックリンクライブラリから構成され、これらは磁場依存ホールデータを分析するために多様な数学的な計算を実行する。これらのモジュールは、シグマ出力ファイルから入力データを読み出し、そのピークが離散キャリアタイプ（discrete carrier types）の存在を示す移動度スペクトルを含む移動度スペクトル出力ファイル６３５及び、これらのキャリアタイプに関する最も可能性のある移動度及びシート電荷密度値を含むマルチ−キャリア−フィットファイル（a Multi-Carrier-Fit file）６４０を生成する。
【００４９】
移動度スペクトルピークよりもより正確に、又は定量的な解決法を見いだす唯一の方法は、試料中のキャリアについての仮定を作ることで、潜在的な解決法の範囲を制限することである。例えば、マルチ−キャリア−フィッティング技術（a Multi-Carrier-Fitting technique）では、それぞれが離散移動度をもった、固定数のキャリアが有るという明確な仮定を作っている。
【００５０】
演算は、以下の原則を含んだソフトウエアにより実行される。ウエハの後ろの、窪みの奥のマイクロ波ショートは適当な距離に調整される。振幅反射係数Γ．、ウエハのシート抵抗Ｒ及びＴＥ１１モードに対する円形の導波管のインピーダンスＺの間の関係は、以下のようになる。
【００５１】
Γ．＝（Ｒ−Ｚ）／（Ｒ＋Ｚ）
【００５２】
半径１．０４５ｃｍの円形の導波管の場合、インピーダンスは６９７．５オーム／スクエアであり、これは薄いキャップの正確な測定を可能とする。
【００５３】
ウエハにおけるマイクロ波電場が、決定されなければならない。多様な軸における電場の振幅、例えばＥｘは、Ｅｘ＝（１＋Γ．）（Ｐincident／Ａ）１／２として表され、そして、Ｅｙ＝（ＰＨａｌｌ／Ａ）１／２として表される。Ｘ方向においては、振幅は、入射波と反射波の振幅の合計、又は伝達された（定在）波の振幅である。ｙ方向においては、唯一の伝達されるマイクロ波信号はホール波であり、それはウエハで生成され、反射方向で検出される。値Ａは定数であり、導波管モードの環状断面に交差する積分により決定される。軸に依存する伝導性σｘｘ、σｘｙは、これらの値を用いて表すことが出来る。即ち、σｘｘ＝（１／Ｚ）（１−Γ．２−Ｆ２）／（（１＋Γ．）２＋Ｆ２）、σｘｙ＝（Ｆ／２Ｚ（１＋Γ））（（１＋Γ）（３−Γ．）−Ｆ２）／（（１＋Γ．）２＋Ｆ２）、ここで、Ｆ＝Ｅ−ｙ１／Ｅ＋ｘ１である。励起されたＴＥ１１モードに局所的に直角な流れは、直交するＴＥ１１モードに正確に結びつかないので、Ｆの理論値に掛けて使用される一定の係数もある。この定数は積分で得られ、０と１の間の値を取る。前の分析で、ウエハの近傍に生成される追加的なモードは無視できるものであると、想定している。しかし、いくつかの場合、それは正しくはない。そうした場合のため、マルチモード分析が開発され、Sigma_XX及びSigma_XＹを反射されたマイクロ波パワーから決定するために使用される。
【００５４】
移動度を得るためには、上の計算結果が、検出された磁場の強さＢと共に用いられる。単一の導電層の一つのキャリア種において、キャリア移動度は、μ＝（σｘｙ／Ｂ）／σｘｘにより与えられる。
【００５５】
マルチキャリアフィッティング適合手順は、以下のように働く。最初に、プログラムはシンプレックス法を用いてシングルキャリアに関する最適なフィットを決定し、フィットされたものと計測されたホールデータ（σｘｘ及びσｘｙ）間の最小二乗による偏差を最小とする。測定された各データにおける不確実性は、最小二乗法の総計における条件への重み付けに使用され、これにより最可能な解を得る。引き出された移動度及びキャリア密度における不確実性は、（解における）最小値のヘッシアン行列の成分から推定される。
【００５６】
次にプログラムは、二つのキャリアを用いて最適のフィットを決定する。シンプレックス処理の最初の値は、前に決定された単一キャリアを僅かに高い及び低い移動度に置き換えることで得られる。シンプレックス処理は、変化する二つの移動度が有る以外、単一のキャリアの場合の処理と同一である。引き出されたパラメータの不確実性は、単一キャリアに関する記述の場合と同様に、再度決定される。プログラムは統計的なＦテストも使用して、第２のキャリアの有意性を推定する。即ち、プログラムは、第２のキャリアが多分存在すると十分に結論することで、該第２のキャリアの追加がフィットを向上させるか否かを推定する。これは、ユーザが、サンプル中に存在する、統計的に重要なキャリアの数を推定することができることから、とても重要な特徴である。処理は、一度に一つのキャリアを追加しながら、その追加されたキャリアの重要性を推定しつつ、当該処理が終わるポイントである、キャリアの数が磁場の数の半分を超えるまで続けられる。
【００５７】
有害な技術を知るために、前述の技術の比較するテスト結果の概略、即ち、接触した単一磁場のＤＣホール技術は、以下のようなものである。
【表１】
2008510141.tif 000003
【００５８】
分析ソフトウエアは、最小限のトレーニングを経たオペレータによって使用され、全ての半導体ウエハ又は平面パネルディスプレイの非破壊、非接触測定に使用されるために提供される。簡単に利用できるテストパラメータを変化させて、深さ方向の研究も行なえる、経験豊かな研究者が提供される。そうしたパラメータには、磁場の強さや分岐に沿ったマイクロ波信号の減衰量を含むものである。ソフトウエアは、また伝導性を有する移動度スペクトル及び移動度機能としての濃度の図を含む図の表示を提供する。
【００５９】
磁場の関数としてのシート電荷密度及び移動度の図は、単一のキャリアの解を用いて各場のデータに対して表示される。単一のキャリアの解は分析の概略チェックとして使用され、単一のキャリアを有するサンプルは、磁場が存在したとしても同じシート電荷密度及び移動度を示すはずである。逆に、複数の検出可能なチャリアを持ったサンプルは、磁場の関数としての変化を示すはずである。
【００６０】
全ての結果は、ソフトウエアのテキストウインドウ内のシート濃度数として表示される。電気キャリアの容積濃度の計算は、ソフトウエアの結果スクリーンのウインドウをチェックすることから開始される。もしこの操作が選択されると、一つのキャリアの解が多数のキャリア技術により導き出され、別ウインドウに層厚さやキャリアタイプの入力領域と共に表示される。この情報は、上表面及びエピ基板インターフェースからの幅の減少を計算することに使用され、伝導層の本当の厚さを得ることが出来る。また、ユーザは厚さを入力してプログラムに、該入力された厚さに基づいた一つ又は多数のキャリアフィットに関する容積的な結果を表示させることも出来る。
【００６１】
単一の場の分析技術は、上記した多数キャリア分析に代わるものとして使用することが出来ることを注意すべきである。
【００６２】
層を横切る移動度及びシート電荷密度の変化は、サンプルについてのテストを行うことで得ることが出来る。即ち、マウント内のサンプルを円形の導波管５０の中心軸に垂直な平面内で移動させ、そしてそのテストを繰り返すのである。この工程は、移動度及びシート電荷密度のマップを得るために繰り返される。
自動マッピングサブシステム
【００６３】
図７は、図１−５Ｃに関連して述べられた装置を用いたシステムを示す図で、ウエハ又はフラットパネルの移動度マッピング工程を自動化するのに使用することが出来る。この自動移動度マッピングサブシステム（以下、“オートマッパ”と称する）７００は、システムキャビネット７０２の内部及び又は上部に配置することが出来る。図８は、図１−５Ｃの移動度マッピングシステムに位置決めされ取り付けられたオートマッパキャビネット７０２を示す。オートマッパ７００は、現在の移動度マッピングシステムに対するアップグレードとして、又は構築すべき新たなユニットに対する一体形のオプションとして設けることが出来る。
【００６４】
図９は、オートマッパ７００の主要な部品を示す図で、回転／昇降器７０４，エンドエフェクタ７０６，エンドエフェクタをその長手方向軸ｊの周りに回転させるサーボモータ７０８，Ｘ軸テーブル７１０及びＸ軸テーブルを調整するサーボモータ７１２を示す。回転／昇降器７０４を運転するサーボモータは図示しない。回転／昇降器７０４はテストすべきウエハ５９を持ち上げ、回転させる。エンドエフェクタ７０６はテスト中のウエハを保持し、エンドエフェクタ７０６に関連するサーボモータ７０８はエンドエフェクタ（及びウエハ）を所望の垂直位置に回転させ、該ウエアをテストエリア内に挿入することが出来る。
【００６５】
図１０は、１対のアライメントピン７１４を用いてエンドエフェクタ７０６上に配置されたウエハ５９の詳細を示す図である。オペレータは、テストすべきウエハ５９を、テストすべき特定の大きさのウエハを受け入れるように位置決めされたアライメントピン７１４を用いてエンドエフェクタ７０６上に載置する。異なるウエハの大きさに対応した複数の異なるピン位置を設け、ユーザにウエハをエンドエフェクタ上のテストに適切な位置に簡単に配置出来るようにすることが出来る。一旦ウエハ５９がエンドエフェクタ７０６上に位置決めされると、オペレータはコンピュータ制御の自動テストプログラムを開始させ、該プログラムは自動的にエンドエフェクタ７０６に配置された真空装置７０７（図１８）を起動し、ウエハ５９をテストの間、その位置に保持する。
【００６６】
図１１は、サーボモータ７０８が使用され、エンドエフェクタ７０６とウエハ５９を９０度回転させ、テストのための所望の垂直位置とする様を示す。この垂直位置が達成されると、Ｘ軸テーブル７１０に関連するサーボモータ７１２が駆動され、エンドエフェクタ７０６及びウエハ５９を、図１−５Ｃの移動度マッピングシステムのマグネット７１３の柱の間のテスト位置（図１２）にＸ軸に沿って移動させる。これは、テスト位置である。コンピュータ化されたプログラムは、図１−６に関連して以前述べた方法で、所望の移動度テストの実行及び移動度マップを完成させる為に必要なデータポイントの収集を制御する。
【００６７】
一連のデータポイントの収集が終了すると、ウエハはマグネット１３０から引き出され、図１３に示すように、エンドエフェクタ７０６に関連するサーボモータ７０８を用いて水平位置に回転する形で戻される。この時点で、回転／昇降器７０４組み立て体は上昇し、ウエハ５９と係合している。回転／昇降器７０４は一つ以上の真空素子（図示せず）を使用してウエハと係合し、該ウエハを回転させて、ウエハのシータ角（データスキャンが行われる特定のセット角度）を変え、すでに述べた方法で他の一連のテストデータポイントの収集のための準備を行う。こうして適当なシータ角が設定されると、回転／昇降器７０４はウエハ背面をエンドエフェクタ７０６上に降下させ、エンドエフェクタの真空素子が駆動され、エンドエフェクタとウエハは再度９０度回転される。エンドエフェクタとウエハは再度、磁石７１３の柱の間に移動され、新しいシータ角位置での一連の所望のデータポイントが収集される。このテスト工程は、テストされるウエハについて、所望の数のデータポインタが収集されるまで繰り返される。１実施例では、ウエハの完全な移動度マップを、この技術で得ることが出来る。
【００６８】
以前にも注記したように、上記したステップの全ては、適宜なコンピュータプログラムを用いて自動化され、制御することが出来る。
シート抵抗サブシステム
【００６９】
図１４に、ウエハのシート抵抗を自動的に測定する追加のサブシステム機能と組み合わされ、図１−５Ｃの移動度測定システムに取り付けられた、図７−１３のオートマッパサブシステムを示す。図１５に組み合わされたオートマッパとシート抵抗モジュールサブシステムの主要な部品を示す。それらは、１対のエンドエフェクタ７０６，７１６、両方のエンドエフェクタをその長手軸周りに回転制御するサーボモータ７０８，シート抵抗モジュール７１８を有する。スライドテーブル７１０が、移動度測定システム及びシート抵抗モジュール７１８に対して、エンドエフェクタをＸ軸平面に沿って移動させるために設けられている。エンドエフェクタ７０６、７１６及びサーボモータ７０８は、スライドテーブル７１０に搭載されており、シート抵抗モジュール７１８は静止状態である。回転／昇降器７０４を運転するサーボモータは図示していない。
【００７０】
シート抵抗モジュール７１８は、ウエハ５９またはそれらの間に配置された他の適当なシート材料（例えば、平面パネル）の抵抗を測定するために使用される一対の対向するコイル７２０，７２２（図１６）を有している。シート抵抗モジュール７１８の運転原理は、その設計の詳細と共に、レイトンエレクトロニクス（Lehighton Electronics）に譲渡された、２００４年３月３０日発行の米国特許第６，７１１，９４８Ｂ２及び２００２年９月３日発行の米国特許第６，４４３，００２Ｂ２に開示されている。その全内容は、ここで参照することで組み込まれる。
【００７１】
この実施例のオートマッパは、図７−１３に関連して上記したように、構成され、運転される。
【００７２】
図１６は、上部及び下部測定コイル７２０，７２２の位置を示す、シート抵抗モジュール７１８の詳細を示すものであり、コイルの間にウエハ又はシート５９が、エンドエフェクタ７１６及び関連する部品を用いてテストのために挿入される。
【００７３】
図１７に、テストをするためにモジュールに挿入される前の、シート抵抗モジュール７１８に関連したエンドエフェクタ７１６上に位置決めされた典型的なウエハ５９を示す。図１８は、テストのためにシート抵抗モジュール７１８内に位置決めされたウエハ５９を示す。この位置を決めるために、システムオペレータはウエハ５９をエンドエフェクタ７１６上に、エンドエフェクタ７０８で使用したものと同様な位置決めピン（図示せず）を用いて位置決めする。次いで、オペレータは、シート抵抗モジュール７１８に対してエンドエフェクタ７１６をｘ方向に沿って移動制御するように構成されたコンピュータプログラムを起動する。次いで、プログラムは自動的にエンドエフェクタ７１６の真空素子７２４（図１５）を起動し、ウエハ５９を所定位置に保持する。プログラムは、次いで、エンドエフェクタ７１６を（サーボモータ７１２の運転により）ｘ軸に沿ってスライドさせ、ウエハをシート抵抗モジュール７１８内に配置する。こうして、ウエハはコイル７２０，７２２間のｘ軸に沿った複数のテスト位置に移動され、所望する一連のシート抵抗測定が行われる。
【００７４】
図１９は、シート抵抗モジュール７１８から最初の一連の測定が終了して引き出されたウエハ５９を示す。回転／昇降器７０４は位置決めされ、ウエハと係合し、ウエハをエンドエフェクタから離れるように上昇させ、シータ角を変更するために回転させる。一旦所望の新たなシータ角が位置決めされると、回転／昇降器７０４はウエハをエンドエフェクタ７１６上に降下セットさせ、真空素子７２４は再度駆動され、ウエハ５９をエンドエフェクタにロックし、ｘテーブルサーボモータ７１２が使用され、ウエハ５９をシート抵抗モジュール７１８内に前述した方法で再挿入し、新しいシータ角に関連した別の一連のデータポイントの収集を行う。この処理はシート抵抗マッピングが完成するまで繰り返し実行される。これらの全てのステップは適当なプログラムを使用して自動的に制御することが出来ることを認識すべきである。
【００７５】
本発明が、特定の実施例に関して述べられたが、本発明の精神及び範囲内の変形及び置換は当業者にとって明らかなものである。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】図１は、本発明による装置の模式的なブロック図。
【図２】図２は、本発明による装置の模式的なブロック図。
【図３】図３は、本発明による装置の部分図。
【図４】図４は、図３の装置の断面図。
【図５】図５は、本発明による装置の図。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明による装置の部品図。
【図５Ｂ】図５Ｂは、本発明による装置の部品図。
【図５Ｃ】図５Ｃは、本発明による装置の部品図。
【図６】図６は、本発明に基づいて使用されるソフトウエアのフローチャート。
【図７】図７は、図１−５Ｃの装置と共に使用する自動ウエハハンドリングシステムの斜視図。
【図８】図８は、図１−５Ｃの装置に取り付けられた、図７のシステムの斜視図。
【図９】図９は、多様なシステム部品を示す、図７のシステムの詳細を示す図。
【図１０】図１０は、シート材料アイテムと係合した、図７のシステムのエンドエフェクタの詳細を示す図。
【図１１】図１１は、回転位置にある、図１０のエンドエフェクタの詳細を示す図。
【図１２】図１２は、テスト位置にある図１０のエンドエフェクタとシート材料アイテムの詳細を示す図。
【図１３】図１３は、テスト後位置にある図１０のエンドエフェクタとシート材料アイテムの詳細を示す図。
【図１４】図１４は、シート抵抗サブシステムを含んだ、図７の自動ウエハハンドリングシステムの斜視図。
【図１５】図１５は、図１４のシート抵抗サブシステムの詳細を示す図。
【図１６】図１６は、図１４のサブシステムのシート抵抗モジュールの詳細を示す図。
【図１７】図１７は、テストすべきシート材料アイテムと係合した図１４のシート抵抗サブシステムのエンドエフェクタの詳細を示す図。
【図１８】図１８は、シート抵抗モジュール内のテスト位置に配置された、図１７のシート材料アイテムとエンドエフェクタの詳細を示す図。
【図１９】図１９は、テスト後位置にある図１４のシート材料アイテム及びエンドエフェクタの詳細を示す図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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