JPH11274258A

JPH11274258A - 電荷量測定方法およびその装置

Info

Publication number: JPH11274258A
Application number: JP9244398A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Matsubara; 英明松原
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1998-03-19
Filing date: 1998-03-19
Publication date: 1999-10-08

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体ウエハの絶縁膜表面に帯電した電荷を
測定することができる技術を提供する。【解決手段】本発明の電荷量測定方法では、まず、半
導体ウエハの絶縁膜表面と第１の測定用電極とを接触さ
せない状態でＣ−Ｖ特性測定を行い第１の電気的特性値
を求め、次に、半導体ウエハの絶縁膜表面と第２の測定
用電極とを接触させて絶縁膜表面の電荷を除去した状態
でＣ−Ｖ特性測定を行い第２の電気的特性値を求める。
したがって、第１および第２の電気的特性値を用いて所
定の計算をすることにより、絶縁膜表面に帯電していた
電荷量を求めることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体ウエハの
絶縁膜表面に帯電した電荷量を測定する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスが完成するまでには、様
々な処理工程を経る。処理工程によっては、半導体ウエ
ハの絶縁膜表面が帯電する場合がある。例えば、ＵＶ光
を照射して半導体ウエハに付着した有機物を洗浄するＵ
Ｖ洗浄工程においては、半導体ウエハにＵＶ光を照射す
ることによって絶縁膜表面に電荷が帯電することがあ
る。また、不純物イオンを注入するためのイオン注入工
程においても、絶縁膜表面に電荷が帯電することがあ
る。このように絶縁膜表面に帯電した電荷は、半導体デ
バイスの特性劣化を引き起こすため、帯電した電荷量を
評価したいという要望がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、絶縁膜表面に
帯電した電荷量は、測定が困難であるという問題があっ
た。

【０００４】この発明は、従来技術における上述の課題
を解決するためになされたものであり、半導体ウエハの
絶縁膜表面に帯電した電荷量を測定することができる技
術を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
述の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明の電
荷量測定方法は、測定用電極を用いて電荷量を測定する
ための電荷量測定方法であって、（ａ）半導体ウエハの
絶縁膜表面と第１の測定用電極とを接触させない状態で
Ｃ−Ｖ特性測定を行い、第１の電気的特性値を求める工
程と、（ｂ）前記半導体ウエハの前記絶縁膜表面と第２
の測定用電極とを接触させた状態でＣ−Ｖ特性測定を行
い、第２の電気的特性値を求める工程と、（ｃ）前記第
１と第２の電気的特性値から、前記絶縁膜表面に帯電し
ていた電荷量を求める工程と、を備えることを特徴とす
る。

【０００６】この電荷量測定方法は、工程（ａ）におい
て半導体ウエハの絶縁膜表面が帯電した状態でＣ−Ｖ特
性測定して第１の電気的特性値を求めた後、工程（ｂ）
において測定用電極と絶縁膜表面とを接触し、絶縁膜表
面の電荷を除去した状態でＣ−Ｖ特性測定して第２の電
気的特性値を求める。したがって、第１および第２の電
気的特性値を用いて所定の計算をすることにより、絶縁
膜表面に帯電していた電荷量を求めることが可能とな
る。

【０００７】上記の電荷量測定方法において前記第１お
よび第２の電気的特性値はフラットバンド電圧であるこ
とが好ましい。

【０００８】Ｃ−Ｖ特性測定により得られるフラットバ
ンド電圧は、絶縁膜表面の電荷量の影響を受けた値であ
るため、第１および第２の電気的特性値としてフラット
バンド電圧を用いれば、容易に絶縁膜表面に帯電した電
荷量を求めることができる。

【０００９】本発明の電荷量測定装置は、測定用電極を
用いて電荷量を測定するための電荷量測定装置であっ
て、半導体ウエハの絶縁膜表面と第１の測定用電極とを
接触させない状態でＣ−Ｖ特性測定を行う非接触測定部
と、前記半導体ウエハの前記絶縁膜表面と第２の測定用
電極とを接触させた状態でＣ−Ｖ特性測定を行う接触測
定部と、前記非接触測定部において測定されたＣ−Ｖ特
性から第１の電気的特性値と、前記接触測定部において
測定されたＣ−Ｖ特性から第２の電気的特性値とを求
め、前記第１と第２の電気的特性値から、前記絶縁膜表
面に帯電していた電荷量を求める電荷量算出部と、を備
えることを特徴とする。

【００１０】この電荷量測定装置は、半導体ウエハの絶
縁膜表面に電荷が帯電した状態でＣ−Ｖ特性を測定でき
る非接触測定部と、絶縁膜表面の電荷を除去してＣ−Ｖ
特性を測定できる接触測定部とを備えているので、絶縁
膜表面に電荷が帯電した状態での第１の電気的特性値
と、電荷を除去した状態での第２の電気的特性値を求め
ることができる。したがって、電荷量算出部において、
第１および第２の電気的特性値から絶縁膜表面に帯電し
た電荷を算出することができる。

【００１１】上記の電荷量測定装置において前記第１お
よび第２の電気的特性値はフラットバンド電圧であるこ
とが好ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】Ａ．装置の構成：図１は、本発明
による第１実施例としての電荷量測定装置ＭＤ１の構成
を示す説明図である。この測定装置ＭＤ１は、半導体ウ
エハのＣ−Ｖ特性を非接触および接触した状態で測定す
るための装置であり、図の左側に設けられている非接触
測定部１０と、右側に設けられている接触測定部２０
と、Ｚ位置制御装置３０と、容量測定器３２と、光量測
定器３４と、ホストコントローラ３６と、真空ポンプ３
８と、ウエハ搬送部４０とを備えている。

【００１３】ウエハ搬送部４０は、基台４２と、Ｘθス
テージ４４と、Ｘθ位置制御装置４６と、Ｙ位置制御装
置４８とを備えている。半導体ウエハ１００は、Ｘθス
テージ４４上に載置された状態で、真空ポンプ３８によ
って吸着されて固定される。Ｘθ位置制御装置４６は、
Ｘθステージ４４のＸ方向の移動と、ステージ中央を中
心とした回転とを制御する。また、Ｙ位置制御装置４８
は、Ｘθステージ４４のＹ方向の移動を制御する。Ｘθ
位置制御装置４６は、非接触測定部１０および接触測定
部２０のそれぞれにおいて、半導体ウエハ１００上の測
定点を位置決めする役割を有しており、一方、Ｙ位置制
御装置４８は、半導体ウエハ１００を非接触測定部１０
と接触測定部２０との間で搬送する役割を有している。
なお、真空ポンプ３８とＸθステージ４４との間はフレ
キシブルホース３９で接続されており、Ｘθステージ４
４が移動しても半導体ウエハ１００はステージ上に真空
吸着された状態に保たれる。

【００１４】非接触測定部１０は、ステッピングモータ
１１と、ステッピングモータ１１の下部に設置された圧
電アクチュエータ１２と、圧電アクチュエータ１２のさ
らに下部に設置された架台１３とを備えている。架台１
３の底面にはプリズム１４が設置されている。架台１３
の一方の斜面にはＧａＡｌＡｓレーザなどの発光素子１
５が固定され、他方の斜面には受光素子１６が固定され
ている。

【００１５】プリズム１４の底面１４ａは、半導体ウエ
ハ１００を載置するＸθステージ４４の表面（ＸＹ平面
と平行な平面）と平行に設置されている。プリズム１４
の底面１４ａには、リング状の非接触測定用電極２０１
が形成されている。また、プリズム１４の下方には、ギ
ャップｄairを介して半導体ウエハ１００が金属製のＸ
θステージ４４上に保持されており、半導体ウエハ１０
０の表面１００ａがプリズム１４の底面１４ａとほぼ平
行になるように設定されている。なお、非接触測定用電
極２０１が本発明における第１の測定用電極に相当す
る。

【００１６】この非接触測定部１０では、本出願人によ
り開示された特開平４−１３２２３６号公報に詳述され
ているように、プリズム１４の底面１４ａで全反射され
るレーザ光のトンネル効果を利用することによって、半
導体ウエハ１００と非接触測定用電極２０１との間のギ
ャップｄairの値を測定する。このギャップｄairは、非
接触測定用電極２０１と半導体ウエハ１００との間の静
電容量を決定するために用いられる。非接触測定部１０
は、図１に示すような非接触状態でＣ−Ｖ特性測定を実
行する。

【００１７】接触測定部２０は、液体金属ディスペンサ
２２と、接触プローブ２４とを備えている。液体金属デ
ィスペンサ２２は、その下方にウエハが搬送されるとウ
エハ表面１００ａに液体金属を滴下する。液体金属とし
ては、ＩｎＧａやＨｇなどの種々の物質を用いることが
できる。接触プローブ２４は、ウエハ表面１００ａ上に
滴下された液体金属と電気的に接触した状態で、Ｃ−Ｖ
特性を測定する。すなわち、この接触プローブ２４は接
触測定時に用いられる第２の測定用電極に相当する。

【００１８】ステッピングモータ１１および圧電アクチ
ュエータ１２には、Ｚ位置制御装置３０が接続されてい
る。ステッピングモータ１１と圧電アクチュエータ１２
は、Ｚ位置制御装置３０から入力される信号に応じて架
台１３をｚ方向（鉛直方向）に移動させ、これにより、
非接触測定用電極２０１とウエハ表面１００ａとのギャ
ップｄairを調整する。ステッピングモータ１１は比較
的大きな距離の移動（粗動）に用いられ、圧電アクチュ
エータ１２は、比較的小さな距離の移動（微動）に用い
られる。

【００１９】受光素子１６には光量測定器３４が接続さ
れており、また、非接触測定用電極２０１と金属製のＸ
θステージ４４には容量測定器３２がそれぞれ接続され
ている。容量測定器３２は、非接触測定用電極２０１と
Ｘθステージ４４との間の合成容量Ｃを測定するための
機器である。

【００２０】Ｚ位置制御装置３０、容量測定器３２、光
量測定器３４、Ｘθ位置制御装置４６、Ｙ位置制御装置
４８、液体金属ディスペンサ２２および接触プローブ２
４は、ホストコントローラ３６に接続されており、この
ホストコントローラ３６によって測定装置ＭＤ１全体の
制御や、得られたデータの処理が行なわれる。また、ホ
ストコントローラ３６の内部に備えられた電荷量算出部
５０は、半導体ウエハ１００の絶縁膜表面に帯電した電
荷量を算出する機能を有する。なお、ホストコントロー
ラ３６としては、例えばパーソナルコンピュータが用い
られる。

【００２１】Ｂ．半導体ウエハの表面近傍に存在する電
荷：図２は、半導体ウエハ１００の表面近傍に存在する
種々の電荷を示す説明図である。図２（ａ）は、非接触
測定用電極２０１を半導体ウエハ１００の上方に保持し
た状態において半導体ウエハ１００の表面近傍に存在す
る電荷を示している。図２（ｂ）は、液体金属を介し
て、接触プローブ２４と半導体ウエハ１００とを電気的
に接触させた状態において半導体ウエハ１００の表面近
傍に存在する電荷を示している。なお、半導体ウエハ１
００の半導体基板１０１の上には酸化膜１０２が形成さ
れている。

【００２２】図２（ａ）に示す非接触状態では、半導体
基板１０１と酸化膜１０２との界面には界面準位に起因
する界面電荷Ｑitが存在し、酸化膜１０２中には固定電
荷Ｑfが存在している。また、酸化膜１０２表面には、
酸化膜表面電荷Ｑsが存在している。この酸化膜表面電
荷Ｑsは、例えばＵＶ洗浄時のＵＶ光（波長１７２ｎ
ｍ）照射により発生したものである。

【００２３】図２（ｂ）に示す接触状態では、酸化膜１
０２表面に存在していた酸化膜表面電荷Ｑsは、液体金
属を介して接触プローブ２４により除去（放電）され
る。したがって、半導体ウエハ１００の表面近傍に存在
する電荷は、界面電荷Ｑitと、固定電荷Ｑfのみであ
る。

【００２４】本実施例では、以下に説明するように、こ
のような非接触状態と接触状態とにおいてＣ−Ｖ特性測
定をそれぞれ行い、これらの２つのＣ−Ｖ特性測定結果
から酸化膜表面電荷Ｑsを決定する。

【００２５】Ｃ．電荷測定方法：図３は、酸化膜表面電
荷Ｑsの測定手順を示すフローチャートである。ステッ
プＳ１においては、非接触測定部１０（図１）におい
て、半導体ウエハ１００の表面１００ａ上の所望の測定
点について非接触でＣ−Ｖ特性を測定する。このときの
Ｃ−Ｖ特性測定の測定結果は、図２（ａ）に示したよう
に、３種類の電荷Ｑit，Ｑf，Ｑsによる影響を含んだ測
定結果となる。なお、測定結果については後述する。

【００２６】次に、ステップＳ２（図３）においては、
半導体ウエハ１００を接触測定部２０の下方に移動させ
てステップＳ１で測定した測定点と同じ点について、接
触Ｃ−Ｖ特性を測定する。このときのＣ−Ｖ特性測定の
測定結果は、図２（ｂ）に示したように酸化膜表面電荷
Ｑsによる影響を含まない測定結果となる。

【００２７】ステップＳ３では、ステップＳ１で測定し
た非接触Ｃ−Ｖ特性測定結果、およびステップＳ２で測
定した接触Ｃ−Ｖ特性測定結果から酸化膜１０２表面に
帯電した電荷量Ｑsを求める。

【００２８】図４は、ｎ型半導体ウエハの非接触Ｃ−Ｖ
特性測定によって得られる非接触特性曲線ＣＶ１と、接
触Ｃ−Ｖ特性測定によって得られる接触特性曲線ＣＶ２
とを示すグラフである。図４から、接触特性曲線ＣＶ２
は、非接触特性曲線ＣＶ１から負電圧側にシフトしてい
ることが分かる。

【００２９】ところで、一般にＭＩＳ（Metal Insulato
r Semiconductor ）構造に関するＣ−Ｖ曲線の形状から
は、フラットバンド電圧Ｖfbと呼ばれる特定の電圧が決
定される。フラットバンド電圧Ｖfbは、良く知られてい
るように、Ｃ−Ｖ曲線上において、予め計算されたフラ
ットバンド容量Ｃfbに対応する電圧である。Ｃ−Ｖ曲線
が図４のようにシフトすると、フラットバンド電圧Ｖfb
もこれに応じてシフトする。

【００３０】図４に示す非接触特性曲線ＣＶ１から接触
特性曲線ＣＶ２へのシフトは、酸化膜表面電荷Ｑｓの差
に起因するものである。すなわち、非接触特性曲線ＣＶ
１のフラットバンド電圧Ｖfb1は、電荷Ｑit，Ｑf，Ｑs
のすべての電荷の影響を含んだ値であるのに対して、接
触特性曲線ＣＶ２のフラットバンド電圧Ｖfb2は、酸化
膜表面電荷Ｑsを除いた電荷Ｑit，Ｑfの影響を含んだ値
である。したがってこの２つの特性曲線ＣＶ１，ＣＶ２
のフラットバンド電圧Ｖfb1，Ｖfb2を用いて解析するこ
とにより、酸化膜表面電荷Ｑsを求めることができる。

【００３１】図５は、半導体ウエハ１００の表面付近の
電荷の分布を示す説明図である。図５（ａ−１）は、半
導体ウエハ１００と非接触測定用電極２０１との位置関
係を示しており、図５（ａ−２）は、このときの半導体
ウエハ１００の表面付近の電荷分布を示している。図５
（ｂ−１）は、半導体ウエハ１００と接触プローブ２４
との位置関係を示しており、図５（ｂ−２）は、このと
きの半導体ウエハ１００の表面付近の電荷分布を示して
いる。なお、図５（ａ−１），（ｂ−１）では、酸化膜
１０２の厚みをｄoxとし、半導体ウエハ１００の表面１
００ａと非接触測定用電極２０１との間隔をｄairとし
て示している。また、半導体基板１０１と酸化膜１０２
との界面を、Ｚ軸の原点としている。

【００３２】図５（ａ−２）に示す非接触状態では、酸
化膜１０２表面には酸化膜表面電荷Ｑsが局在し、半導
体基板１０１と酸化膜１０２との界面には界面電荷Ｑit
が局在する。また、酸化膜１０２中には破線の分布で表
される固定電荷Ｑfが存在すると仮定している。図５
（ｂ−２）に示す接触状態では、酸化膜１０２表面に局
在していた電荷Ｑsが除去されており、界面電荷Ｑit
と、固定電荷Ｑfについては図５（ａ−２）と同じであ
る。

【００３３】図５（ａ−２）において、ギャップｄair
はεox・ｄairの厚みの酸化膜とみなすことができるの
で、図５（ａ−１）の構造は（ｄox＋εox・ｄair）の
厚みの酸化膜（誘電率εo・εox）を有するキャパシタ
と考えることができる。したがって、半導体基板１０１
と酸化膜１０２との界面から非接触測定用電極２０１ま
でに存在するすべての電荷の空間電荷密度をρ1（Ｚ）
で表すと、この状態でのフラットバンド電圧Ｖfb1は、
次の式（１）で与えられる。

【００３４】

【数１】

【００３５】式（１）の右辺第１項のΦms1は、非接触
測定用電極２０１と半導体基板１０１との仕事関数の差
である。第２項は、半導体基板１０１と酸化膜１０２と
の界面から非接触測定用電極２０１までに存在する空間
電荷密度ρ1（Ｚ）によるフラットバンド電圧のΦms1か
らのシフト量を示している。なお、ε₀は真空誘電率、
εoxは酸化膜１０２の比誘電率を示している。

【００３６】また、図５（ｂ−２）の半導体基板１０１
と酸化膜１０２との界面から接触プローブ２４までに存
在するすべての電荷の電荷密度分布をρ2（Ｚ）で表す
と、この状態でのフラットバンド電圧Ｖfb2は、次の式
（２）で与えられる。

【００３７】

【数２】

【００３８】式（２）の右辺第１項のΦms2は、接触プ
ローブ２４と半導体基板１０１の仕事関数の差である。
また、第２項は、空間電荷密度ρ2（Ｚ）とによるフラ
ットバンド電圧のΦms2からのシフト量を示している。

【００３９】ここで、図５に示す酸化膜１０２中の固定
電荷Ｑfは、半導体基板１０１と酸化膜１０２との界面
付近に分布すると考えられる。したがって、図５（ａ−
２）の非接触状態では、ｚ＝０に固定電荷Ｑf、界面電
荷Ｑitが局在し、ｚ＝ｄoxに酸化膜表面電荷Ｑsが局在
するとみなすことができる。また、図５（ｂ−２）の接
触状態では、ｚ＝０にのみ固定電荷Ｑf、界面電荷Ｑit
が局在するとみなすことができる。このとき式（１），
式（２）は、それぞれ式（３），式（４）となる。

【００４０】

【数３】

【００４１】

【数４】

【００４２】電荷Ｑs，Ｑf，Ｑit以外の値は既知である
ため、式（３），式（４）の２式を解いて（Ｑf＋Ｑi
t）を消去すれば、酸化膜表面電荷Ｑsを求めることがで
きる。すなわち、酸化膜表面電荷Ｑsは式（５）のよう
に表される。

【００４３】

【数５】

【００４４】したがって、式（５）を用いれば、非接触
Ｃ−Ｖ測定によるフラットバンド電圧Ｖfb1と接触Ｃ−
Ｖ特性によるフラットバンド電圧Ｖfb2から酸化膜１０
２表面に帯電した電荷量を求めることができる。

【００４５】図６は、ステップＳ３（図３）で得られた
酸化膜表面電荷密度Ｎs（＝Ｑs／ｑ）とＵＶ照射時間と
の関係を示すグラフである。このグラフは、２つのフラ
ットバンド電圧から式（５）を用いた計算により得られ
たものである。なお、電荷量の計算は、ホストコントロ
ーラ３６の電荷量算出部５０（図１）によって行われ
る。

【００４６】図６（ａ）は、１００ｎｍの酸化膜を有す
るｎ型ＳｉウエハにＵＶ光（波長１７２ｎｍ）を照射し
たときの酸化膜表面電荷密度Ｎsを示している。図６
（ｂ）は、１００ｎｍの酸化膜を有するｐ型Ｓｉウエハ
にＵＶ光を照射したときの酸化膜表面電荷密度Ｎsを示
している。なお、図中、酸化膜表面電荷密度Ｎsは、単
位面積あたりの電荷数（個数）を示しており、縦軸の値
がプラスの場合は単位面積あたりの正電荷の個数、マイ
ナスの場合は単位面積あたりの負電荷の個数を示してい
る。したがって、図６（ａ），（ｂ）より、３０〜９０
秒のＵＶ光照射によって、ｎ型半導体ウエハでは負電荷
が酸化膜表面に帯電し、ｐ型半導体ウエハでは正電荷が
酸化膜表面に帯電していることが分かる。

【００４７】以上、説明したように、非接触Ｃ−Ｖ特性
を測定した後に、同じ測定点について接触Ｃ−Ｖ特性を
測定することにより、双方のフラットバンド電圧Ｖfb
1，Ｖfb2を求めることができる。したがって、この２つ
のフラットバンド電圧Ｖfb1，Ｖfb2を用いて所定の計算
をすれば、酸化膜表面に帯電した電荷量を求めることが
可能となる。

【００４８】なお、この発明は上記の実施例や実施形態
に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲に
おいて種々の態様において実施することが可能であり、
例えば次のような変形も可能である。

【００４９】（１）本実施例においては、接触Ｃ−Ｖ特
性測定時には、酸化膜表面に滴下された液体金属と接触
プローブ２４とを接触させることにより測定している
が、電極２０１を酸化膜表面に直接接触させてもよい。
こうしても、接触Ｃ−Ｖ特性を測定することができるの
で、酸化膜表面に帯電した電荷を求めることができる。
この場合には、電極２０１が本発明における第１および
第２の測定用電極に相当する。

【００５０】（２）本実施例においては、半導体ウエハ
の表面に帯電した電荷量を求めるためにフラットバンド
電圧を利用しているが、Ｃ−Ｖ特性曲線から得られる他
の電気特性値を利用してもよい。すなわち、Ｃ−Ｖ特性
曲線は、半導体ウエハの表面近傍に存在する電荷によっ
てその特性が変化するため他の電気特性値を用いても半
導体ウエハ表面に帯電した電荷量を求めることができ
る。他の電気特性値としては、例えば、半導体基板の表
面においてフェルミ準位と真性フェルミ準位とが一致す
るミッドギャップ電圧などを用いてもよい。

【００５１】（３）本実施例においては、半導体ウエハ
の絶縁膜が酸化膜の場合について述べたが、絶縁膜は窒
化膜などでもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による第１実施例としての電荷量測定装
置ＭＤ１の構成を示す説明図。

【図２】半導体ウエハ１００の表面近傍に存在する種々
の電荷を示す説明図。

【図３】酸化膜表面電荷Ｑsの測定手順を示すフローチ
ャート。

【図４】ｎ型半導体ウエハの非接触Ｃ−Ｖ特性測定によ
って得られる非接触特性曲線ＣＶ１と、接触Ｃ−Ｖ特性
測定によって得られる接触特性曲線ＣＶ２とを示すグラ
フ。

【図５】半導体ウエハ１００の表面付近の電荷の分布を
示す説明図。

【図６】ステップＳ３（図３）で得られた酸化膜表面電
荷密度ＮsとＵＶ照射時間との関係を示すグラフ。

【符号の説明】

１０…非接触測定部１１…ステッピングモータ１２…圧電アクチュエータ１３…架台１４…プリズム１４ａ…プリズム底面１５…発光素子１６…受光素子２０…接触測定部２２…液体金属ディスペンサ２４…接触プローブ３０…Ｚ位置制御装置３２…容量測定器３４…光量測定器３６…ホストコントローラ３８…真空ポンプ３９…フレキシブルホース４０…ウエハ搬送部４２…基台４４…Ｘθステージ４６…Ｘθ位置制御装置４８…Ｙ位置制御装置５０…電荷量算出部１００…半導体ウエハ１００ａ…半導体ウエハの表面１０１…半導体基板１０２…酸化膜２０１…非接触測定用電極ｄair…ギャップｄox…酸化膜の厚みＶfb1，Ｖfb2…フラットバンド電圧ＭＤ１…電荷量測定装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】測定用電極を用いて電荷量を測定するた
めの電荷量測定方法であって、（ａ）半導体ウエハの絶
縁膜表面と第１の測定用電極とを接触させない状態でＣ
−Ｖ特性測定を行い、第１の電気的特性値を求める工程
と、（ｂ）前記半導体ウエハの前記絶縁膜表面と第２の
測定用電極とを接触させた状態でＣ−Ｖ特性測定を行
い、第２の電気的特性値を求める工程と、（ｃ）前記第
１と第２の電気的特性値から、前記絶縁膜表面に帯電し
ていた電荷量を求める工程と、を備えることを特徴とす
る電荷量測定方法。
【請求項２】請求項１記載の電荷量測定方法であっ
て、前記第１および第２の電気的特性値はフラットバンド電
圧である、電荷量測定方法。
【請求項３】測定用電極を用いて電荷量を測定するた
めの電荷量測定装置であって、半導体ウエハの絶縁膜表面と第１の測定用電極とを接触
させない状態でＣ−Ｖ特性測定を行う非接触測定部と、前記半導体ウエハの前記絶縁膜表面と第２の測定用電極
とを接触させた状態でＣ−Ｖ特性測定を行う接触測定部
と、前記非接触測定部において測定されたＣ−Ｖ特性から第
１の電気的特性値と、前記接触測定部において測定され
たＣ−Ｖ特性から第２の電気的特性値とを求め、前記第
１と第２の電気的特性値から、前記絶縁膜表面に帯電し
ていた電荷量を求める電荷量算出部と、を備えることを
特徴とする電荷量測定装置。
【請求項４】請求項３記載の電荷量測定装置であっ
て、前記第１および第２の電気的特性値はフラットバンド電
圧である、電荷量測定方法。