JP2005197697A - 半導体ウェハの誘電層の誘電率を測定するための方法及びシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 (a)半導体ウェハ10の上面22に接触するための、導電性材料から形成される少なくとも部分球状の表面20を有する接触手段6を提供する工程と、(b)誘電層の下方に半導体材14を有する半導体ウェハ10上の誘電層12の厚みを測定する工程と、(c)半導体ウェハ10の上面22によって、接触手段6の少なくとも部分球状の表面を半導体材14から離間した状態に支持させてコンデンサを形成する工程と、(d)コンデンサが形成されたときに、接触手段6と半導体材14とに対して電気刺激を与える工程と、(e)与えられた電気刺激に対する反応から、コンデンサの静電容量を測定する工程と、(f)誘電層12の誘電率を、工程(e)において測定された静電容量と、工程(b)において測定された誘電層12の厚みとの関数として決定する工程とを含む。
【選択図】 図1
Description
図1及び図2を参照すると、半導体ウェハテストシステム2は、導電性チャック4と接触手段6とを有する。チャック4は、このチャック4と接触する半導体材14上に誘電層12を有する半導体ウェハ10の裏面8を支持するように構成されている。もしも十分な時間大気に晒されると、有機物(単数又は複数)16および/又は水18が誘電層12上に形成される。
CT=コンデンサCの静電容量
C1=コンデンサC1の静電容量=接触領域30とアライメントされる材料から生じる静電容量;
C2=コンデンサC2の静電容量=接触領域31とアライメントされる材料から生じる静電容量;
C3=コンデンサC3の静電容量=空隙32とアライメントされる材料から生じる静電容量。
R=表面20の曲率半径
θ2=半径Rの中心38に対して測定される、接触領域30の中心36と、接触領域31の周囲34との間の角度、そして
θ3=半径Rの中心38に対して測定される、接触領域30の中心36と、表面20がもはや半導体ウェハ10の上面22に対向しないところの表面20の周部40との間の角度。
R=表面20の曲率半径
θ1=半径Rの中心38に対して測定される、接触領域30の中心36と、接触領域30の周囲35との間の角度、そして
θ2=半径Rの中心38に対して測定される、中心36と、接触領域31の周部34との間の角度。
R=表面20の曲率半径
θ1=半径Rの中心38に対して測定される、接触領域30の中心36と、接触領域30の周囲35との間の角度、そして
θ2=半径Rの中心38に対して測定される、中心36と、表面20がもはや半導体ウェハ10の上面22に対向しないところでの表面20の周部40との間の角度。
10 半導体ウェハ
12 誘電層
14 半導体材
22 上面
Claims (18)
- 半導体ウェハの誘電層の誘電率を測定するための方法であって、
(a)半導体ウェハの上面に接触するための、導電性材料から形成される少なくとも部分球状の表面を有する接触手段を提供する工程と、
(b)誘電層の下方に半導体材を有する前記半導体ウェハ上の前記誘電層の厚みを測定する工程と、
(c)前記半導体ウェハの上面によって、前記接触手段の前記少なくとも部分球状の表面を前記半導体材から離間した状態に支持させ、これによってコンデンサを形成する工程と、
(d)前記コンデンサが形成されたときに、前記接触手段と前記半導体材とに対して電気刺激を与える工程と、
(e)与えられた前記電気刺激に対する反応から、前記コンデンサの静電容量を測定する工程と、
(f)前記誘電層の誘電率を、前記工程(e)において測定された前記静電容量と、前記工程(b)において測定された前記誘電層の厚みとの関数として決定する工程とを含む方法。 - 請求項1の方法であって、前記半導体ウェハの前記上面は、
前記半導体材が設けられているのとは反対側の前記誘電層の表面、及び、
前記半導体材が設けられているのとは反対側の前記誘電層の前記表面の上の単数又は複数の有機物の表面および/又は水の表面、
の少なくとも一方を含む。 - 請求項1の方法であって、更に、水と単数又は複数の有機物の少なくとも一方を前記誘電層の表面から脱離させる工程を含む。
- 請求項1の方法であって、前記少なくとも部分球状の表面は、酸化物層を形成しないか、又は、導電性酸化物を形成する導電性材料から形成されている。
- 請求項1の方法であって、前記工程(e)で測定される前記静電容量は、
前記半導体ウェハの前記上面が前記接触手段を前記半導体材から離間させた状態で支持するところでの静電容量、及び、
前記半導体ウェハの前記上面が前記接触手段を前記半導体材から離間させた状態で支持するところの近傍での、前記接触手段と前記半導体ウェハの前記上面との間の空隙の静電容量、
の和を含む。 - 半導体ウェハの誘電層の誘電率を測定するためのシステムであって、
半導体ウェハの上面に接触するための、導電性材料から形成される少なくとも部分球状の表面を有する接触手段と、
誘電層の下方に半導体材を有する前記半導体ウェハ上の前記誘電層の厚みを測定するための手段と、
前記半導体ウェハの前記上面と前記接触手段の前記少なくとも部分球状の表面とを接触状態に移動させ、これによって前記誘電層を用いてコンデンサを形成するための手段と、
前記コンデンサが形成されたとき、前記接触手段と前記半導体材とに対して電気刺激を与えるための手段と、
与えられた前記電気刺激に対する前記コンデンサの応答から、前記コンデンサの静電容量を測定し、前記誘電層の誘電率を、前記静電容量と前記誘電層の前記厚みとの関数として決定するための手段とを有するシステム。 - 請求項7のシステムであって、前記半導体ウェハの前記上面は、
前記半導体材が設けられているのとは反対側の誘電層の表面、及び、
前記半導体材が設けられているのとは反対側の前記誘電層の前記表面の上の単数又は複数の有機物の表面および/又は水の表面、
の少なくとも一方を含む。 - 請求項7のシステムであって、更に、水と単数又は複数の有機物の少なくとも一方を前記誘電層の表面から脱離させる手段を含む。
- 請求項7のシステムであって、前記少なくとも部分球状の表面は、酸化物層を形成しないか、又は、導電性酸化物を形成する導電性材料から形成されている。
- 請求項7のシステムであって、測定された前記静電容量は以下の和を含む、
前記半導体ウェハの前記上面が前記接触手段を前記半導体材から離間させた状態で支持するところでの静電容量、及び
前記半導体ウェハの前記上面が前記接触手段を前記半導体材から離間させた状態で支持するところの近傍での、前記接触手段と前記半導体ウェハの前記上面との間の空隙の静電容量。 - 半導体ウェハの誘電層の誘電率を測定するための方法であって、
(a)半導体ウェハの半導体材上の前記誘電層の厚みを測定する工程と、
(b)前記半導体ウェハの上面と、少なくとも部分球状である導電性表面の球状部分とを接触状態へと移動させる工程と、
(c)前記導電性表面と前記半導体材との間に電気刺激を与える工程と、
(d)与えられた前記電気刺激から、前記導電性表面と前記半導体材とから成るコンデンサの静電容量を測定する工程と、
(e)前記誘電層の誘電率を、工程(d)において測定された前記静電容量と工程(a)において測定された前記誘電層の前記厚みとの関数として決定する工程とを含む。 - 請求項13の方法であって、前記半導体ウェハの前記上面は、
前記半導体材が設けられているのとは反対側の前記誘電層の表面、及び、
前記半導体材が設けられているのとは反対側の前記誘電層の前記表面の上の単数又は複数の有機物の表面および/又は水の表面、
の少なくとも一方を含む。 - 請求項13の方法であって、更に、前記工程(b)の前に、水と単数又は複数の有機物の少なくとも一方を前記誘電層の表面から脱離させる工程を含む。
- 請求項13の方法であって、前記導電性表面は、酸化物層を形成しないか、又は、導電性酸化物を形成する材料から形成されている。
- 請求項13の方法であって、前記工程(d)で測定される静電容量は以下の和を含む、
前記半導体ウェハの前記上面が前記導電性表面を前記半導体材から離間させた状態で支持するところでの静電容量、及び、
前記半導体ウェハの前記上面が前記導電性表面を前記半導体材から離間させた状態で支持するところの近傍での、前記導電性表面と前記半導体ウェハの前記上面との間の空隙の静電容量。
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