JP4783801B2 - 非振動式接触電位差センサおよび制御された照射を利用した半導体検査システムおよび装置 - Google Patents
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Description
Claims (26)
- 半導体ウェーハの不均一性を検出する方法であって、
ウェーハ表面を有するウェーハを含む半導体を設けるステップと、
プローブ先端を有する非振動接触電位差センサを設けるステップと、
前記ウェーハ表面に照射エネルギを入力する照射エネルギ源を設けるステップと、
可変照射エネルギを提供する機構を設けるステップであって、変化する光強度を提供すること及び変化する光波長を提供することの少なくとも1つを含む、ステップであって、
前記光強度を変化させるステップは、少なくとも2つの強度レベルの光を変化させることを含み、それによって半導体ウェーハのバンドの曲がりレベルにおける変動を識別することが可能となることで、前記ウェーハのドーピング密度における変動の不均一性を検出し、
前記光波長を変化させるステップは、ギャップ状態を増減させるためにサブバンドギャップ照射の前記波長を変化させることを含み、それによって表面電位および仕事関数における変化を生じることで汚染の前記ウェーハ上の不均一性を検出すること、あるいは異なる汚染を分類すること、あるいは不均一ウェーハ表面状態を決定することを可能にする、可変照射エネルギを提供する機構を設けるステップと、
前記非振動接触電位差センサプローブ先端の近傍に位置するサンプリングエリアを含む前記ウェーハ表面のエリアで前記可変照射エネルギを指向するステップと、
前記半導体ウェーハの前記表面が照射される間に、前記非振動接触電位差センサに対して横方向にかつ平行に前記ウェーハ表面を連続的に走査するステップと、
前記センサプローブ先端が前記ウェーハ表面にわたって横方向に連続的に走査するとき、前記センサプローブ先端と前記ウェーハ表面との間で、前記非振動接触電位差における変化を表すセンサデータを生成するステップと、
前記不均一性を表すパターンを検出するために、前記非振動接触電位差センサデータを処理するステップと、
を含む方法。 - 前記照射エネルギの強度を変化させるステップは、前記半導体ウェーハのバンドギャップより大きいエネルギを有する光の波長を使用することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記照射エネルギの前記光波長を変化させるステップは、前記半導体のバンドギャップより小さいエネルギを有する光の波長を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記汚染は、前記半導体ウェーハにおける汚染を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記汚染は、前記半導体の前記ウェーハ表面における金属または有機汚染を含む、請求-項4に記載の方法。
- 前記汚染は、表面化学作用における変動を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記照射エネルギ源はレーザを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記非振動接触電位差センサの前記プローブ先端は、前記照射エネルギの波長に対して透過性である、請求項1に記載の方法。
- 前記非振動接触電位差センサの前記プローブ先端は、前記プローブ先端の下のエリアの照射を可能にするように成形される、請求項1に記載の方法。
- 前記半導体ウェーハは、前記照射エネルギの少なくとも一部の波長に対して透過性である膜を被覆するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記汚染は、前記透過性膜の上もしくは内部の電荷を含む、請求項10に記載の方法。
- 前記変化するスペクトルまたは前記照射エネルギの強度が走査間で変更される場合に、前記ウェーハ表面を少なくとも2回連続的に走査するステップと、前記複数の走査から前記非振動接触電位差センサデータを処理して、前記汚染を表すパターンを検出するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記非振動接触電位差センサデータの処理は、1回の走査の結果と、第2の走査の結果との間の差を計算することを含み、前記各走査は異なる照射状態でなされる、請求項12に記載の方法。
- 半導体ウェーハの汚染を検出するためのシステムであって、
ウェーハ表面を有する半導体ウェーハを収容するように適合される半導体取付表面と、
プローブ先端を有し、前記取り付けられた半導体ウェーハに隣接して位置決め可能であり、前記半導体ウェーハとの間での相対移動が可能である非振動接触電位差センサと、
前記半導体ウェーハの前記表面に可変照射エネルギを入力する可変照射エネルギ源であって、前記可変照射エネルギは、変化する光強度を提供すること及び変化する光波長を提供することの少なくとも1つを含む、可変照射エネルギ源であって、
前記可変照射エネルギ源は、少なくとも2つの強度レベルの変化する光強度を含み、それによって半導体ウェーハのバンドの曲がりレベルにおける変動を識別することが可能となることで、ドーピング密度における不均一性を検出し、
前記可変照射エネルギ源は、ギャップ状態を増減させるためにサブバンドギャップ照射の変化する波長を含む変化する光波長を含み、それによって表面電位および仕事関数における変化を生じることで汚染の不均一性を検出すること、異なる汚染を分類すること、あるいは不均一ウェーハ表面状態を決定することを可能にする、可変照射エネルギ源と、
前記非振動接触電位差センサプローブ先端の近傍に位置しているサンプリングエリアを含む前記ウェーハ表面のエリアが前記照射エネルギ源によって照射される間において、前記センサプローブ先端が前記半導体表面にわたって横方向にかつ平行に連続的に走査するときに、非振動接触電位差データを生成する前記センサと、
前記センサからの前記非接触電位差センサデータを受信して、不均一性を表すパターンを検出するように前記データを処理するプロセッサと、
を備えるシステム。 - 前記汚染は、化学的不均一性、物理的不均一性、および電気的不均一性からなる群から選択される、請求項14に記載のシステム。
- 前記照射エネルギは、前記半導体ウェーハのバンドギャップより大きいエネルギを有する光の波長を含む、請求項14に記載のシステム。
- 前記照射エネルギは、前記半導体ウェーハのバンドギャップより小さいエネルギを有する光の波長を含む、請求項14に記載のシステム。
- 前記汚染の前記不均一性は、半導体ドーピング密度の変動を含む、請求項14に記載のシステム。
- 前記汚染の前記不均一性は、前記半導体における汚染を含む、請求項14に記載のシステム。
- 前記汚染は、前記半導体ウェーハの表面における金属または有機汚染を含む、請求項19に記載のシステム。
- 前記汚染の前記不均一性は、表面化学作用における変動を含む、請求項14に記載のシステム。
- 前記照射エネルギ源はレーザを含む、請求項14に記載のシステム。
- 前記非振動接触電位差センサの前記プローブ先端は、前記照射エネルギの波長に対して透過性である、請求項14に記載の方法。
- 前記非振動接触電位差センサの前記プローブ先端は、前記プローブ先端の下のエリアの照射を可能にするように成形される、請求項14に記載のシステム。
- 前記半導体は、照射エネルギの少なくとも一部の波長に対して透過性である膜を被覆するステップを含む、請求項14に記載のシステム。
- 前記汚染の前記不均一性は、前記透過性膜の上もしくは内部の電荷を含む、請求項14に記載のシステム。
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