JP2001524209A - 薄膜導体のための静電付着テスター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 薄膜導体のための静電付着テスター。一実施態様では、基板上に形成された薄膜導体の付着強度を測定するためのデバイスが提供される。デバイスは、主に伝導性部分で構成される付着テスターを含む。伝導性部分は、薄膜導体と物理的に接触しないでその間に小さい空間を残すように薄膜導体に適用される。伝導性部分と薄膜導体との間に電位差を与えるために、付着テスター、薄膜導体またはその両方に結合するための電源がさらに提供され得る。電位差は伝導性部分と薄膜導体との間に電界を作り、電界は薄膜導体内に応力を誘発する。付着強度の指標である、電界の電気パラメーターを測定するために、付着テスターおよび薄膜導体に結合するための測定デバイスも提供され得る。

Description

【発明の詳細な説明】 薄膜導体のための静電付着テスター 発明の背景 １．発明の分野 本発明は、付着テストの分野に関し、特に、薄膜導体と種々の基板との付着を テストするための非接触方法に関する。 ２．関連技術の説明 半導体製造の分野において、薄膜金属は、超大規模集積回路（VLSI）デバイス の製造における重要な部品である。これらの金属膜は通常、異なる物質から作ら れた基板上に蒸気相から沈着され、またはスパッタリングされる。典型的な用途 は、誘電層に薄膜金属を沈着させてCMOSデバイスにおける相互連絡レベルを作る ことであろう。 VLSI製造は、薄膜金属がいくつかの厳しい構造的、化学的および電気的要件を 満たさなければならないことを要求する。VLSIデバイスの製造における普遍的関 心は、薄膜物質中にサブミクロンの形をエッチングすることができることである 。このような微細エッチングを容易にするために、材料の製造は注意深く制御さ れなければならない。VLSIデバイスの製造における細いライン幅および高密度に 関する要求は、粒子血管および膜の欠陥（ピンホールなど）の密度が非常に低い ことに関する重大な要件を引き起こす。このようなサブミクロンのエッチングの 結果、下にある表面はしばしば、極めて粗くなる。従って、下にある 基板と上にある薄膜金属との間に良好な付着があることが必要である。 VLSI加工処理で使用される薄膜金属の付着は、沈着されている間およびその後 に続く間中、最高品質でなければならない。いずれかの時点で、金属膜が基板か ら盛り上がると、デバイスはほとんど間違いなく損なわれる。従って、デバイス の信頼性を確実にするためには優れた付着が必要である。付着強度は、マイクロ エレクトロニクス産業内では、特に物質系およびデバイスがより複雑になるにつ れて、急速に重大な測定基準になるであろう。 基板上の薄膜金属の付着強度を測定するための種々の方法および技術が従来技 術において使用されている。初期の付着測定方法は、一片の接着テープを膜の表 面に押しつけ、次いでそのテープをはがすことを含む。次いで、テープおよび基 板を調べて、膜のいくらかまたは全部が引き剥がされているかどうかを測定した 。この方法は、「テープテスト」と呼ばれ、このテストでの失敗は、膜がデバイ スの製造に適さないことを明らかに意味した。このテストの最も重要な欠点は、 薄膜の付着強度を測定する試みが定性的なものに過ぎず、結果の広い分布を生じ ることであった。 付着強度の測定で使用されている第二の方法は、「スクラッチ」または「へこ み」法である。この方法は、膜硬度および薄膜の付着の質の両方に依存する結果 をもたらす。この方法を始めるために、膜表面に垂直に、クロム鋼先端に圧力を かけ、次いでその先端を膜表面に沿って水平に移 動させる。先端上の圧力を、先端が膜を基板から完全に剥がすまで増加させる。 次いで、膜が剥がされた後の溝を顕微鏡で観察した。先端に加えられた最大圧力 が薄膜の付着強度の尺度と見なされる。テープテストと比較して改善されている にもかかわらず、へこみ法は非常に時間を要し、接着強度が他の測定の組み合わ せから決定されることを必要とする。 薄膜金属の付着強度を測定するために以前に使用された第三の方法は、膜の表 面にエポキシ樹脂接着される小さいピンを必要とした。次いで、ピンおよびエポ キシの周りから周囲の薄膜物質が取り除かれた。次いで、基板と薄膜との間の結 合が壊されるか、薄膜金属とピンとの間のエポキシ結合が壊れるまで、薄膜金属 の表面に垂直なピンに力が加えられた。この方法は、しばしば、矛盾する結果を もたらした。その方法はまた、時間のかかるサンプル製造を必要とし、エポキシ 結合が最初に壊れると、意味のあるデータを何らもたらさなかった。さらに、結 果をゆがめる可能性のある薄膜金属との反応を防ぐためには、適切なエポキシの 選択が重要であった。 薄膜金属の付着強度をテストする上記方法は、長いサンプル製造時間、および 強度が他の測定から決定されなければならないという定性的な結果のみを与える という欠点を有することが分かった。すなわち、薄膜金属の付着強度をテストす るための改善された方法を有することが望まれる。 発明の概要 上記で概説した問題が、薄膜導体のための静電付着テスターによってほぼ解決 される。一実施態様では、基板上に形成された薄膜導体の付着強度をテストする ためのデバイスが提供される。デバイスは、主に伝導性部分で構成される付着テ スターを含む。伝導性部分は、薄膜導体と物理的に接触しないでその間に小さい 空間を残すように薄膜導体に適用される。伝導性部分と薄膜導体との間に電位差 を与えるために、付着テスター、薄膜導体またはその両方に結合するための電源 がさらに提供され得る。電位差は伝導性部分と薄膜導体との間に電界を作り、電 界は薄膜導体に応力を誘発する。付着強度の指標である、電界の電気パラメータ ーを測定するために、付着テスターおよび薄膜導体に結合するための測定デバイ スも提供され得る。 付着テスターはさらに、伝導性部分を薄膜導体に極めて接近して正確に位置さ せるために伝導性部分に結合される１以上の支持体部分を含むように形成されて もよい。上記した電源は、伝導性部分と薄膜導体との間の電位差を増加させるた めに調整可能である。電位差の調整は、伝導性部分と薄膜導体との間の電界を制 御し、薄膜導体が基板から剥離しそして伝導性部分と接触する点まで電界を増加 させることを可能にする。薄膜導体が伝導性部分に接触する直前に電気パラメー ターを検出するために、測定デバイスを薄膜導体および導伝性部分に結合させて もよい。あるいは、測定デバイスを、電気パラメーターにおける有意な変化速度 の発生を検出するように形成してもよい。典型的に は、アーク発生を防ぐために、付着テスター、および薄膜導体を含む基板の両方 を真空室に置く。 さらに、本発明は、基板上に形成される薄膜導体の付着強度をテストする方法 を意図する。この方法は、付着テスターの伝導性部分を、薄膜導体に物理的に接 触することなく薄膜導体に極めて接近して置くことによりキャパシタを形成する 工程を含む。次いで、伝導性部分と薄膜導体との間に対応する電界を作るために 、伝導性部分と薄膜導体との間に電位差が与えられる。次いで、キャパシタの電 気パラメーターが測定される。ここで、電気パラメーターは薄膜導体の付着強度 の指標である。 本発明はさらに、基板上に形成される薄膜導体の付着強度をテストする系を意 図する。系は、付着テスター、電源、および測定デバイスを含む。付着テスター は、付着テスターが該薄膜導体に適用されたときに該薄膜導体に物理的に接触し ないように適合された伝導性部分を含む。電源は、付着テスターまたは薄膜導体 に結合するように適合され、該伝導性部分と該薄膜導体との間に電位差を作るこ とができる。電位差は伝導性部分と薄膜導体との間に電界を作る。電界は、薄膜 導体内に応力を誘発する。測定デバイスは、該電界の電気パラメーターを測定す るために、付着テスターまたは薄膜導体に結合するように適合される。電気パラ メーターは、上記付着強度の指標である。 同様に、本発明は、基板上に形成された薄膜導体の付着強度をテストするため の方法を意図し、該方法は、キャ パシタを形成する工程、キャパシタの伝導性部分と薄膜導体との間に電位差を与 える工程、および薄膜導体の付着強度の指標であるところの、キャパシタの電気 パラメーターを測定する工程を含む。キャパシタの形成は、付着テスターの伝導 性部分を該薄膜導体に極めて接近して置くことにより達成され、ここで、該伝導 性部分は該薄膜導体には物理的に接触していない。電位差は、該伝導性部分と該 薄膜導体との間に電界を作り、ここで該電界は薄膜導体内に応力を誘発する 図面の簡単な説明 本発明の他の目的および利点は、以下の詳細な説明を読み、添付する図面を参 照することにより明らかになるであろう。ここで、 図１は、平行な２枚の導体プレートの間の静電応力の図であり、 図２は、静電付着テスターの概略図であり、 図３は、付着強度をテストする方法の流れ図であり、 図４は、３つの金属被覆からの付着強度のワイブル分布のグラフであり、 図５は、テストされた膜の特徴的な強度およびワイブルモジュラスの表であり、 図６Ａは、微小なふくれによる付着欠陥を上から見た図であり、 図６Ｂは、３Ａにおける微小なふくれの１つの断面図である。 本発明は、種々の変更および変形が可能であるが、その特定の実施態様は、一 例として図面に示され、本明細書で詳細に説明される。しかし、理解されるよう に、図面およびその詳細な説明は本発明を開示された特定の形態に限定するため のものではなく、本発明は、添付された請求の範囲によって定義される本発明の 精神および範囲内にある全ての変更、等価物および変形をカバーするものである 。 発明の詳細な説明 図１を参照すると、本発明の一実施態様に従う平行な２枚の導体プレートの間 の静電応力の概略図が示されている。この技術の原理は、半導体基板から薄膜金 属被覆を剥離させるための、静電界によって生じた定量可能な垂直張力の使用で ある。図１は、基板104上に形成された薄膜金属102の付着強度をテストするため の系100を示す。薄膜金属102は、電源120によって付着テスター101の伝導性部分 110に結合される。電源120は、好ましくは調整可能であり、伝導性部分110上に 正の電荷を生じるように適合される。薄膜金属102は、負に帯電されていても、 アースされていてもよい。この系のモデルは、簡単な平行プレートキャパシタで ある。アースされている薄膜金属102に向かう均一な表面電荷密度ρを有する伝 導性部分110の場合、ガウスの法則に従って、介在媒体における電界160を、表面 電荷密度を真空誘電率と伝導性部分110と薄膜金属102を分離する物質の誘電率と の積で割ったものに等しいとして計算することができる。この特定の実施態様で は、伝導 性部分と薄膜金属を分離する誘電体が空気であり、空気は、1.00059の相対誘電 率を有する。電界160はさらに、正の単位電荷当りに得られる静電力として定義 することもできる。伝導性部分110および薄膜金属102の表面に生じる静電力130 は表面に垂直であり、従って、電界160は、スカラー関係Ｅ＝Ｆ／ｑで表すこと ができる。電荷密度ρ＝ｑ／Ａおよび機械的応力σ＝Ｆ／Ａを考慮すると、静電 界130はさらに、Ｅ＝σ／ρとして表すことができる。機械的応力σと電界Ｅと の関係は、σ＝κε₀Ｅ²と表すことができる。 平行プレート構造の特定のケースにおける電界160は、電位または印加電圧Ｖ をプレート間の距離ｄで割ったものとして簡単に表すことができる。一般的に、 付着テストの場合、媒体は真空であり、これはε₀＝8.85ｘ10^-12Ｃ²／Ｎｍ²の誘 電率を有する。従って、静電応力130は、σ（MPa）＝8.85［(V(kV))／(d(μm)］² として印加電圧および距離のみによって表すことができる。 なお、先の説明は、基板上に付着された金属膜のみだけでなく、他の薄い伝導 膜にも当てはまる。特に、誘電物質がそれに誘電破壊を受けるようにする電界に さらされる場合、誘電膜の付着強度も本発明を使用してテストすることができる 。この条件下では、誘電膜は伝導性になり、静電応力に関する上記式を使用して 誘電膜上の静電応力を決定することができる。 この方法の可能性は、Ｅおよび、従ってσの十分に高い 値を得ることに依存している。金属被覆において100MPaまでの応力を生じさせる ために、電界160は好ましくは、約10⁹V/mの桁であるべきである。測定デバイス1 40は、電界160の電気パラメーターの測定に使用される。記録するための最も簡 単な測定値は、伝導性部分110と薄膜金属102との間の電位差である。 最大出力約１０kVの電源を使用して100MPaもの応力を生じさせるために、伝導 性部分110と薄膜金属102との間の距離は好ましくは、ミクロンのオーダーである べきである。従って、典型的には、比較的小さい間隔よりもむしろ比較的大きい 電圧を調整することにより電界を制御するのがより実際的である。 図２は、静電付着テスト系100の一実施態様の概略図である。テスト系100は、 付着テスター101、電源120および測定デバイス140を含む。付着テスター101は、 伝導性部分110に結合した２個のセラミック支持体210を含む。伝導性部分110は 典型的には銅を含み、一実施態様では厚さが約0.65mmである。２個のセラミック 支持体210およびその間の銅伝導性部分110から成る付着テスター101は、セラミ ック支持体210が薄膜金属102と接触するように薄膜金属102に適用される。 本発明の好ましい実施態様では、セラミック支持体210の接触表面が、きれい にみがかれたμｍアルミナで構成される。セラミック支持体210は、伝導性部分1 10が薄膜金属102と接触するのを防ぐように伝導性部分110を保持し ている。伝導性部分110は、薄膜金属102に極めて接近して保持され、２つの間に 約２μｍの間隔を作っている。この間隔は、空気などの種々の誘電体で適切に満 たすことができる。セラミック支持体210および銅伝導性部分の適切な大きさは 、約７ｘ10ｘ８mmである。 伝導性部分110を薄膜金属102に適用する別の方法（図示していない）は、伝導 性部分110の表面を薄膜金属102の表面に平行に位置させる機械的アームに伝導性 部分110を結合することである。機械的アームはそれにより、図２に示したよう な支持体部分を必要とすることなく２つの表面の間に約２μｍの小さい間隔を残 すことができる。 アーク発生を防ぐために、デバイスを真空室150に置く。一実施態様では、機 械的ポンプによってバックアップされる拡散ポンプが、デバイスの適正な操作に 適切な10^-6トルの真空を与える。サンプルの油汚染を最少にするために、冷トラ ップを使用してもよい。また、さらにアーク発生を防ぐために、銅伝導性部分11 0の両端が緩やかに丸くなっていてもよい。 伝導性部分110と薄膜金属102との間の電位差は、電源120からの電圧の印加に よって与えることができる。好ましい実施態様では、電源120は抵抗器220と直列 につながった電圧源222を含む。電源の例は、Sorensen-5電圧源である。この最 大電圧は，50mAの電流で12kVである。測定デバイス140は、伝導性部分110と薄膜 金属102との間の電界の電気パラメーターを測定するものである。例え ば、測定デバイス140は、２つの表面の間のキャパシタンスまたは電位差を測定 することができる。記録するための最も簡単な測定値は、電位差または電圧であ る。電源１２０からの正確な印加電圧を測定するためのデバイスの例は、ＢＫ精 密マルチメーター（モデル：2835DMM）である。本発明で使用される抵抗器220は 、典型的には50Ω抵抗器である。試料のテストでは、電界は、短絡が認められる まで電圧を徐々に上げることにより高められる。これは、薄膜金属102が伝導性 部分110に接触する点である。破壊時の電圧を電圧計で読み取り、薄膜金属110の 剥離応力の決定に使用する。 実験の組ごとに、粒子の蓄積を防ぐために付着テスター101を洗浄し、みがく 。伝導性部分110と薄膜金属102との間の間隔の変化は、走査型電子顕微鏡により 測定され、必要な計算に組み込まれる。一般に、1.2〜４μｍの間隔が使用され る。 図３には、薄膜金属の付着強度をテストするための方法の一実施態様の流れ図 が開示されている。最初に、参照番号310によって示されるようにキャパシタが 形成される。キャパシタの形成は、伝導性部分を薄膜金属に接触させることなく 、付着テスターを薄膜金属に極めて接近しておくことにより行われる。今のとこ ろ好ましい実施態様では、伝導性部分と薄膜金属との間の間隔は適切には約１〜 ４μの範囲である。キャパシタが形成された後、図３の参照番号320に示される ように、キャパシタのプレート間の電位 差が作られる。キャパシタのプレート間の電位差は電界を作り、電界は、薄膜金 属内に応力を誘発する。電位差が与えられた後、キャパシタの電気パラメーター が測定される。測定のために選択される電気パラメーターは、薄膜金属の付着強 度の指標である。電気パラメーターの測定は、図３の参照番号330によって示さ れる。一実施態様では、薄膜金属に触れることなく伝導性部分を薄膜金属に極め て接近して置くことを容易にするために、付着テスターが、伝導性部分に結合し た１以上の支持体構造を含む。一実施態様では、方法がさらに、伝導性部分と薄 膜金属との間の電位差を、測定中に調整する工程（図３には示していない）を含 む。このようにして、伝導性部分と薄膜金属との間の電界を、該方法の測定中に 制御することができる。一実施態様では、調整が、薄膜金属が付着テスターの伝 導性部分と接触するまで電位差を増加させることを含む。この実施態様では、測 定が好ましくは、薄膜金属が伝導性部分と接触する直前の電気パラメーターの値 を決定する。この実施態様では、増加する電位差によって引き起こされる電界の 増加が、薄膜金属を下にある基板からはがすのに十分な応力を薄膜金属に最終的 に誘発し、そして結局、薄膜金属を付着テスターの伝導性部分と接触させること を意図する。一実施態様では、伝導性部分と薄膜金属との間の電位差が、第１期 間中に電気パラメーターの第１の変化速度を生じることが意図される。第２期間 中に、測定により、典型的には第１の変化速度よりも大きい第２の変化速度が検 出され る。この実施態様では、測定により、第１期間直後の電気パラメーターの値が決 定される。この実施態様では、薄膜金属の剥離前に、電位差、キャパシタンス、 キャパシタ電流または他の何らかの適切なパラメーターである測定された電気パ ラメーターにおける変化速度が、金属の剥離後、および特に薄膜金属が付着テス ターの伝導性部分と接触した後の特定のパラメーターの変化速度よりかなり異な ることが意図される。本発明の一実施態様は、電気パラメーターを直接測定しか つ報告するよりも、所望の電気パラメーターの変化速度を測定するように設計さ れ得ることが意図される。 一実施態様では、電位差の生起が、伝導性部分、薄膜金属または両方に電圧を 印加することにより行われる。電圧が伝導性部分と薄膜金属との間に電界を作り 、電界は薄膜金属内に応力を誘発する。電位差の生起は好ましくは、今のところ 好ましい実施態様では、薄膜金属および付着テスターの伝導性部分にわたって電 源を結合することにより行われる。好ましい実施態様では、アーク発生を防ぐた めに、付着テストを行う前に接着テスターおよび基板を真空室に置く。一実施態 様では、電位差が与えられた後、所定の時間間隔で電気パラメーターを測定する 。この実施態様では、特定の時間間隔で電気パラメーターを単に測定することに より合否試験を行うことができ、測定されたパラメーターが規格内であれば、薄 膜は基板に対して十分な付着を有すると表示される。別の実施態様では、電気パ ラメー ターが、伝導性部分と薄膜金属との間の電位差、または伝導性部分および薄膜金 属を含むキャパシタのキャパシタンスであり得る。今のところ好ましい実施態様 では、電位差が約１kV〜12kVの範囲である。 図４は、次の金属被覆、すなわち、アルミニウム−銅（２％）合金、合金でな い銅およびアルミニウムシリカ多層から得られた付着強度のワイブル分布のプロ ットである。３個の金属被覆は、１μｍ厚さであり、部分的に酸化された単結晶 ケイ素基板上にｄｃマグネトロンスバッタリングされた。静電付着テスト系は、 典型的には、かなりの散乱を示す付着強度を測定し、従って、ワイブル統計分析 に付されるべきである。 ワイブル分布関数（σ₀＝０）の自然対数を２倍すると、ln ln［1/(1-Pf(V)) ］＝m ln（σ／σ₀）となる。ここで、σＯは、集団の63％が破壊した応力とし て定義される固有応力である。上記式において、ｍは欠陥感度を示すワイブルモ ジュラスである。すなわち、ln（σ）に対する式の左側のプロットは直線である 。直線の傾きはｍであり、ｘ−切片はln（σ₀）である。図３におけるワイブル プロットは直線関係を示し、これは、ワイブル統計が付着強度分折に適用され得 ることを示す。 図５は、金属被覆の各々に関する固有強度σ₀およびワイブルモジュラスｍを 示す。この図から分かるように、Al−Cu（２％）合金金属被覆は、他の２つの金 属被覆より高い固有付着強度を有する。Al多層膜は、最も低い固有強 度を有する。同時に、Al−Cu（２％）金属被覆のワイブルモジュラスは、銅およ びAl−多層よりも大きい。すなわち、Al−Cu（２％）金属被覆における剥離応力 の散乱は他の２つの金属被覆におけるよりも小さい。 図６Ａおよび６Ｂは、ふくれの形成によって生じるような、薄膜金属102の剥 離を示す。ふくれ602は、電界放出走査電子顕微鏡（FE-SEM）の使用によって見 ることができる。ふくれ602の大きさは典型的には、直径約15μｍである。静電 力604がふくれ602の中央部分を破壊させ、こうして、付着テスター101の伝導性 部分110と接触する。また、図６Ｂは静電界下で成長するふくれ602を示す。 薄膜金属102の剥離および破壊は、静電界が徐々に増大する結果として生じる 。静電界におけるこの増大は、潜在的な剥離部位を与える界面の欠陥位置におい て膜102をその基板104から持ち上げる垂直応力を引き起こす。臨界剥離応力に達 すると、その欠陥における領域が離れてふくれ602を形成する。ふくれ602は臨界 剥離応力より大きい電界応力の必要なしに、自然に成長する。膜における子午線 引張応力も上昇する。これらの応力が膜102の破壊強度に達すると、膜102の一部 が剥離し、付着テスター101の伝導性部分110に触れ、こうして、短絡が生じる。 界面での剥離欠陥は、空所、界面汚染、結晶粒界または界面化学反応体であり 得る。２種類より多くの欠陥が破壊の開始において活性であるならば、測定デー タは、ワイブルプロットにおいては非直線関係になるだろう。異なる 傾斜を有するグラフの複数の直線部分の間に「屈曲部」が現れるだろう。しかし 、図４のプロットはすべて、明らかに直線関係を示している。 図６Ａおよび６Ｂに示したふくれ602の場合、応力がふくれの中央で最大に達 する。典型的なアルミニウム膜のふくれの場合、引張応力は約83MPaと計算され る。この応力は、同じ厚さの単独のAl（１％）Si膜のふくれテストから測定され る55MPaの破壊応力より高い。比較のために、塊状アルミニウム（1100）の最終 的な引張強度は89MPaである。薄膜金属102は、ふくれ602の中央の引張応力がそ の物質の破壊強度に達すると破壊される。破壊された膜は次いで、付着テスター 101の伝導性部分110に触れることにより短絡を生じる。 典型的なふくれ602の中央高さの下限は0.34μｍである。同様に、典型的なふ くれ602の中央高さの上限は１μｍである。付着テストでのふくれの成長は、膨 出試験よりかなり速いプロセスであるため、破壊ひずみは、膨出試験におけるよ り小さいと予想され、従って、ふくれの中央高さは、計算値より小さいであろう 。 上記したように、伝導性部分110と薄膜金属102との間の電位差を測定すること は、薄膜金属102の付着強度の好ましい測定法である。しかし、別の方法を使用 することもできる。別の方法の１つは、測定デバイス140を使用して伝導性部分1 10と薄膜金属102との間の電界が有意な変化速度を受ける時を測定することであ る。電界の変化速度 における増加は、薄膜金属102がふくれを形成し始める時から、膨張して伝導性 部分110に接触する時までの時間が極めて短く、μ秒のオーダーであるため、容 易に検出される。これは、短絡回路が認められる時点まで一定に増加される電力 供給から生じる、ゆっくりかつ予想され得る変化速度とはかなり異なる。従って 、２つの変化速度を区別することはかなり容易であり、それに応じて測定デバイ スを設計することができる。 薄膜金属102と基板104との間の付着強度を測定する別の代替法は、伝導性部分 110と薄膜金属102との間に所定の時間、所定の電位差を与え、次いで、サンプル を目視検査してふくれ形状の剥離が生じたかどうかを調べることである。言い換 えると、サンプルを電界からの所定のレベルの応力に付し、剥離が生じないなら ば、付着強度は十分であり、閾値テストを合格したと考えられる。 当業者であれば理解されるように、本発明および本明細書に記載された本発明 の好ましい実施態様は、薄膜金属の付着強度に関する定量的情報を得るのに有用 である。本発明の開示の利益を有する当業者であれば明らかであるように、記載 された方法および装置の各々の要素に対して種々の変形および変更を行うことが できる。以下の請求の範囲は、かかる変形および変更を全て包含するものであり 、従って、本明細書および図面は、限定するものではなく例示としてみなされる べきである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＣＡ，ＣＮ，ＪＰ，Ｋ Ｒ (72)発明者 カラハン，ダニエル，エル. アメリカ合衆国，テキサス州 75214，ダ ラス，パサデナ アヴェニュー 7007 (72)発明者 ヤング，ハイニング，エス. アメリカ合衆国，アイダホ州 83706，ボ イズ，エス．アップル イー202 2401

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．基板上に形成された薄膜導体の付着強度をテストするための方法において、 付着テスターの伝導性部分を該薄膜導体に極めて接近して置くことによりキャパ シタを形成する工程、ここで、該伝導性部分は該薄膜導体に物理的に接触してい ない、 該伝導性部分と該薄膜導体との間に電位差を与える工程、ここで、該電位差は該 伝導性部分と該薄膜導体との間に電界を作り、該電界は該薄膜導体内に応力を誘 発する、および 該キャパシタの電気パラメーターを測定する工程、ここで、該電気パラメーター は該付着強度の指標である、 を含むところの方法。 ２．該付着テスターが、該伝導性部分に結合した１以上の支持体部分をさらに含 み、該伝導性部分を上記のように置くことが、該１以上の支持体部分が該薄膜導 体に接触するように該付着テスターを該薄膜導体に適用することを含む、請求項 １に記載の方法。 ３．該伝導性部分と該薄膜導体との間の該電位差を該測定中に調整して該伝導性 部分と該薄膜導体との間に作られた該電界を制御することをさらに含む、請求項 １に記載の方法。 ４．該伝導性部分と該薄膜導体との間の該電位差を調整することが、該薄膜導体 が該伝導性部分に接触するまで該電位差を増加させることを含む、請求項３に記 載の方法。 ５．該測定が、該薄膜導体が該伝導性部分に接触する直前の該電気パラメーター の値を測定することである、請求項４に記載の方法。 ６．該伝導性部分と該薄膜導体との間の該電位差を調整することにより第１期間 中の該電気パラメーターの第１の変化速度が得られ、 さらに、該測定により第２期間中の第２の変化速度が検出され、ここで、該第２ の変化速度は該第１の変化速度より大きく、 さらに、該測定により第１期間直後の該電気パラメーターがさらに決定される 請求項３に記載の方法。 ７．電位差を与えることが、該伝導性部分および該薄膜導体の少なくとも一つに 電圧をかけることを含み、ここで、該電圧は該伝導性部分と該薄膜導体との間に 電界を作り、該電界は該薄膜導体内に応力を誘発する、請求項１に記載の方法。 ８．該伝導性部分と該薄膜導体との間に電位差を与えることが、該伝導性部分お よび該薄膜導体に電源を結合することを含む、請求項７に記載の方法。 ９．該基板を真空室に置くことをさらに含み、 ここで、付着テスターを置く工程、電位差を与える工程および該電気パラメータ ーを測定する工程が、アーク発生を防ぐために該真空室で行われる、請求項１に 記載の方法。 １０．該電界が薄膜導体の剥離を誘発し、ここで、電気パ ラメーターを測定することが、該電界が作られた後、所定の時間間隔で行われる 、請求項１に記載の方法。 １１．該電気パラメーターが、該伝導性部分と該薄膜導体との間の電位差である 、請求項１に記載の方法。 １２．該電気パラメーターが、該伝導性部分と該薄膜導体との間のキャパシタン スである、請求項１に記載の方法。 １３．該測定が、該電気パラメーターの変化速度を測定することを含む、請求項 １に記載の方法。 １４．該適用の後、該伝導性部分および該薄膜導体が誘電体によって分離される 、請求項１に記載の方法。 １５．該誘電体が空気である、請求項１４に記載の方法。 １６．該電位差が１kV〜12kVの範囲である、請求項１に記載の方法。 １７．該適用の後、該第一プレートおよび第二プレートが1.2〜４μｍの範囲の 距離で隔てられる、請求項１に記載の方法。 １８．基板上に形成された薄膜導体の付着強度をテストする方法において、 付着テスターの伝導性部分を該薄膜導体に極めて接近して置くことによりキャパ シタを形成する工程、ここで、該伝導性部分は該薄膜導体に物理的に接触してい ない、 該伝導性部分と該薄膜導体との間に電位差を与える工程、ここで、該電位差は該 伝導性部分と該薄膜導体との間に電界を作り、該電界は該薄膜導体内に応力を誘 発する、および 該電位差を与えた後、該薄膜導体の状態を測定する工程、ここで該薄膜導体の該 状態は該付着強度の指標である＜を含むところの方法。 １９．該電位差を与えることが、該電位差を所定の時間適用することを含む、請 求項１８に記載の方法 ２０．基板上に形成された薄膜導体の付着強度をテストする方法において、 付着テスターを該薄膜導体に適用する工程、ここで、該付着テスターは、１以上 の支持体部分に結合した伝導性部分を含み、該１以上の支持体部分は該薄膜導体 に接触し、該伝導性部分は該薄膜導体に物理的に接触していない、 該伝導性部分と該薄膜導体との間に電位差を与える工程、ここで、該電位差は、 該伝導性部分と該薄膜導体との間に電界を作り、該電界は該薄膜導体内に応力を 誘発する、および 該電界の電気パラメーターを測定する工程、ここで、電気パラメーターは該付着 強度の指標である、 を含むところの方法。 ２１．薄膜導体の付着強度を測定する系であって、該薄膜導体が基板上に形成さ れているところの系において、 伝導性部分を含む付着テスター、ここで、該伝導性部分は、該付着テスターが該 薄膜導体に適用されるとき、該薄膜導体に物理的に接触しないように適合されて いる、 該伝導性部分と該薄膜導体との間に電位差を与えるために該付着テスターおよび 該薄膜導体の少なくとも一つに結合 するように適合された電源、ここで、該電位差は、該伝導性部分と該薄膜導体と の間に電界を作り、該電界は該薄膜導体内に応力を誘発する、および 該電界の電気パラメーターを測定するために該付着テスターおよび該薄膜導体の 少なくとも一つに結合するように適合された測定デバイス、ここで、該電気パラ メーターは該付着強度の指標である、 を含むところの系。 ２２．該付着テスターが、該伝導性部分に結合した１以上の支持体部分をさらに 含み、ここで、該１以上の支持体部分は、該付着テスターが該薄膜導体に適用さ れるとき、該基板上に形成された該薄膜導体に接触する、請求項２１に記載の系 。 ２３．該電源が調整可能である、請求項２１に記載の系。 ２４．該電源が、該薄膜導体が該伝導性部分に接触するまで該伝導性部分と該薄 膜導体との間の該電位差を増加させるように操作可能であり、 該測定デバイスが、該薄膜導体が該伝導性部分に接触する直前の該電気パラメー ターを検出する、請求項２３に記載の系。 ２５．該電源が、該伝導性部分と該薄膜導体との間の該電位差を調整して第１期 間中に該電気パラメーターの第１の変化速度を生じるように操作可能であり、 さらに、該測定デバイスが、第２期間中の第２の変化速度を検出し、ここで該第 ２の変化速度は該第１の変化速度よ り大きく、 さらに、該測定デバイスが該２の変化速度の発生直前の該電気パラメーターを決 定するように形成される、 請求項２３に記載の系。 ２６．該伝導性部分がキャパシタの第一プレートとして作動し、該薄膜導体は該 キャパシタの第二プレートとして作動し、 該電源は、該キャパシタの第一プレートと第二プレートとの間に電位差を与える ように作動し、該電位差は該第一プレートと第二プレートとの間に電界を作り、 該測定は、該キャパシタの電気パラメーターを測定するように作動し、該電気パ ラメーターは該付着強度の指標である、 ところの請求項２１に記載の系。 ２７．該電源が該伝導性部分および該薄膜導体の少なくとも一つに電圧をかける ように操作可能であり、該電圧が該伝導性部分と該薄膜導体との間に電界を作り 、該電界が該薄膜導体内に応力を誘発する、請求項２１に記載の計。 ２８．該基板を受け入れるように形成された真空室をさらに含み、 ここで、該付着テスターは、該付着テスターが該薄膜導体に適用されるときに、 該真空室内に位置し、 該測定デバイスは、アーク発生を防ぐために該電界の該電気パラメーターを該真 空室で測定するように作動する、請求項２１に記載の系。 ２９．該電界が薄膜導体の剥離を誘発し、該測定デバイスは、該電位差が該電界 を作った後に該電気パラメーターを測定するように作動する、請求項２１に記載 の系。 ３０．該電気パラメーターが該伝導性部分と該薄膜導体との間の電位差である、 請求項２１に記載の系。 ３１．該電気パラメーターが該伝導性部分と該薄膜導体との間のキヤパシタンス である、請求項２１に記載の系。 ３２．該測定デバイスが該電気パラメーターの変化速度を測定する、請求項２１ に記載の系。 ３３．該伝導性部分と該薄膜導体との間に位置した誘電物質をさらに含む、請求 項２１に記載の系。 ３４．該誘電物質が空気である、請求項３３に記載の系。 ３５．該電位差が１kV〜12kVの範囲である、請求項２１に記載の系。 ３６．薄膜導体の付着強度をテストする系において、該薄膜導体が基板上に形成 され、該系は付着テスターを含み、該付着テスターは、 １以上の支持体部分、 １以上の支持体部分に結合した伝導性部分、ここで、該１以上の支持体部分は、 該付着テスターが該薄膜導体に適用されるとき、該薄膜導体に接触するように適 合され、該伝導性部分は、該付着テスターが該薄膜導体に適用されるとき、該薄 膜導体に物理的に接触しないように適合され、該付着テスターが該薄膜導体に適 用されるとき、該伝導性部分はキャパシタの第一プレートとして作動し、該薄膜 導体 は、該キャパシタの第二プレートとして作動する、 該キャパシタの第一プレートと第二プレートとの間に電位差を与えるために該付 着テスターおよび該薄膜導体に結合するように適合された電源、ここで、該電位 差は該第一プレートと第二プレートとの間に電界を作り、該電界は該薄膜導体内 に応力を誘発する、ならびに 該キャパシタの電気パラメーターを測定するために該付着テスターおよび該薄膜 導体の少なくとも一つに結合するように適合された測定デバイス、ここで、該電 気パラメーターは該付着強度の指標である、 を含むところの系。