TW519709B - Apparatus and method for investigating semiconductor wafers - Google Patents

Description

519709 五、發明說明（2 ) 重里可提供程序一致性之準則。 本發明具有數種可應用上述知識之型態。 第一型態中，量測此層的質量及重量以及層的厚度， 以後得代表此層密度的一數值，可由此密度測量值來決定 介電常數。 可由上述一或多種方法獲得此層的厚度，並可採用數 種方法來決定重量或質量，譬如可將形成此層之前與之後 的半導體晶圓重量以及具有與半導體晶圓相同密度的一校 準重碼進行比較。或者，可將具有所量測層之晶圓重量與 一參考半導體晶圓進行比較。或在_替代方式中，可利用 適當的秤在真空下對於此層秤重。 友然而，這些計重方法容易產生謬誤，已知若晶圓在空 乳中秤重，則需修正空氣施加至晶圓的浮力才能夠決定沉 積在層上之層質置的正確測量值。雖然可在本發明第一型 態中使用此種浮力修正，但使用浮力修正來決定半導體晶 圓上所沉積之-層的質量或重量係代表本發明的第二獨立 型態。 、，此型態中，本發明有關_種計重裝置以及_種用於計 重半導體晶圓表面上的薄層以補償此等環境條件變異之方 法，並特別有關將施加至半導體晶圓上的浮力併入此晶圓 上所沉積的一薄層質量計算之裝置及方法。 第U迎後可使用於一種藉由決定層質量並利用一 已知密度值計算出厚度以決定半導體晶圓上的一薄層厚度 之方法，或-種利用具有已知厚度的—層來決定沉積在一 5 519709 五、發明說明（；3) 曰曰圓上之一材料达度之方法。並且，可利用依此方式決定 的岔度來计异此層材料的介電常數。 因此，本發明的第二型態可提供一種用於將半導體晶 圓表面上所沉積的一薄層予以計重之裝置，此裝置包含·· --计重室’其包含一計重儀器以對於一半導體晶圓 進行計重，該計重儀器具有可收納一晶圓之裝置； ---溫度感測器、-壓力感測器及_濕度感測器，其 用以在計重室中進行調節；及 —處理器，其用於從溫度感測器、壓力感測器及濕 度感測器接收測量值，此處理器的配置可藉由這些測量值 計算出計重室内的空氣密度。 计重儀器較佳具有一内部校準重碼，其可用以歸零並 使後續讀數呈現線性，校準重碼較佳由8〇〇〇克/公撮的密 度之不銹鋼所製成。 可從經計算之空氣密度、晶圓重量及晶圓密度與用於 校準此秤的一校準晶圓密度來計算施加於晶圓的浮力。下 文描述一種可計算施加於晶圓之浮力之適當公式。 較佳，處理器可計算施加於晶圓的浮力，此情形中， 處理器可從秤接收一重量測量值並由使用者輸入密度測量 值。 隨後可將浮力值加入重量測量值以計算出晶圓的質 1 ’較佳’處理器的構造亦可從重量與浮力值計算出晶圓 質量。 計重室可包含： 6 519709

五、發明說明（4) —一殼體，其具有可供一晶圓進入之一開口； ―一計重儀器，其位於殼體中以量測晶圓的重量，計 重儀器具有一秤’此秤係連接至用於收納一晶圓之計重 盤，及 ―溫度、壓力及濕度感測器，其用於決定殼體内之溫 度、壓力及濕度。

計重室可與此裝置的其餘部份分開製造與銷售，故代 表本發明的一種分開（第三）的獨立型態。 设體較佳包含複數個（譬如四個）側壁以及上與下壁。 較佳有一個壁為可移除式而可移除進行清潔，最佳使上壁 成為可移除式的蓋’開口可設置於上壁與一個側壁之間。

位於!Hi體中可供臂移動通過之開口較佳係為殼體中唯 一的開口，較佳具有較小的開口，譬如具有可讓臂通過之 最小尺寸’以盡量降低外部條件對於計重室内部之影響。 可將一選擇性門定位在開口上方以遮蔽住開口（譬如環境 特別易發生抽氣時）。 依需要’可使用一選擇性DC加速度計來辨識可能妨礙 計重秤之外部振動或地板移動。 較佳’計重室具有一分隔器以將計重室分成上與下 至’上室容納有計重盤而下室容納有秤，分隔器具有一開 孔以讓計重盤與秤之間的連接部通過。此情形中，感測器 幸父佳位於上室中。室壁（包括分隔器）較佳由導電及/或導 熱材料製成。 分隔器與上室的上壁之間的距離較佳係夠小而足以避 7 519709 五、發明說明（5) 免空氣對流、並夠大而能盡量減少晶圓表面在晶圓上的施 力。計重盤與分隔器及上室的上壁較佳呈等距離狀，晶圓 與分隔器或上室的上壁之間的間隙較佳為5至丨5公厘。 計重室可包括一加熱器，計重室内部較佳保持在大致 固疋的溫度，譬如± 〇. 1 °C以内。若加熱，包圍件較佳保持 在環境溫度的5°C以内。 較佳’計重儀器在〇至80克範圍内可讀取至〇〇1毫克， 對於大於200公厘的晶圓，可依據晶圓的標稱重量而加大此 範圍，儀器較佳可讀取優於〇〇3毫克的讀數，且具有1〇6/ °C之一的溫度敏感度變動。 壓力感測器較佳在800至1200毫巴絕對值範圍中具有 優於0.04%的精確度。溫度敏感度則較佳小於〇 〇2%/t ,反 應時間較佳小於200毫秒。 溫度感測器較佳具有優於0_2°C的精確度以及小於J 〇 心的反應時間’濕度感測器較佳具有優於2〇/。的精確度以及 小於1分鐘的反應時間。 計重室亦可與一電腦所控制之一機械臂相聯結，此機 械臂係具有可釋放式承載一晶圓且可從此室外經過殼體中 的開口而移動至室内將晶圓放在計重盤上之裝置。 此裝置可進一步包括一熱傳板，其可在放置於計重盤 上之前收納一晶圓。熱傳板較佳位於計重室内，熱傳板較 佳由一種導電及/或導熱材料製成，所以可在量測之前消除 晶圓上的任何靜電，鋁為一種較佳材料。 此臂能夠將一晶圓從室外承載到熱傳板，並將晶圓放

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五、發明說明（6) 置在熱傳板上，然後將晶圓移至計重盤。 此裝置可進一步包括一防靜電的電離器（anti_statk ioniser)，其包含平衡的正與負離子量以消，除設備内及晶圓 表面上之靜電。 本發明的另一（第四）型態中，提供用於決定沉積在半 導體晶圓上的一薄層的厚度或用於決定沉積在半導體晶圓 上的一薄層的密度之一方法。此方法包含：決定薄層的質 量’在计重程序期間合併考量施加於晶圓的浮力之影響。 此方法亦可包含下列非順序性步驟： —將一晶圓放置在一室中之一計重儀器上； ―量測晶圓的重量； ―決定室中的空氣密度； —從空氣密度來決定施加於晶圓的浮力； —考量施加於晶圓的浮力以決定晶圓的質量； ―對於沉積有薄層的晶圓重覆上述步驟； —從沉積有薄層之晶圓質量減去未沉積有薄層之晶圓 質量，以計算出此層的質量； —從此層的所計算質量以及此層材料的一已知密度值 來決定層的厚度，或從所計算質量以一已知厚度值來決定 材料密度。 若主要關心沉積層的質量時（譬如品質管制分析），可 使用上述方法來計算此層的正確質量，而不需決定此層的 密度或厚度。因此可決定質量以取代厚度。 亦可使用此方法來決定從一晶圓移除之一層的厚度， 9 五、發明說明（7) 或是決定從一層移除之材料量（ 寸里（S如在一層中製造通道（洞 或溝槽時）。此情形中，如上述方 } 砍方式，一旦在移除此層之後， 即對於晶圓秤重並決定質量妙 田貝置然後精由扣減方式決定上述 ®測之晶圓質量以及所移除之層厚度。 亦可使用此方法來決定不穩定薄膜情形中之水或盆他 溶劑隨時間經過之重量損失或再吸收。 對於絕緣材料，可在本發明第二型態中使用密度值來 料層的介電常數。因此，可從沉積在半導體晶圓上的一 薄層狀的一種物質的質量來決宗 貝里木决疋此物質的介電常數，而構 成本發明的另一種型態。 根據本發明的方法可適用於多種材料且適用於統計程 序控制’其可提供-種以快速非破壞性方式達成正確結果 之方法。 、可使用下列公式，藉由量測室中的溫度、壓力及濕度 並仏些參數計算出空氣密度，以決定室中的空氣密度： P 空氣=[0·3485χρ-0·00132χ (〇 〇398χ丁2_〇1〇36χΤ+9 5366) xH] / [(273.14+Τ) χΙΟΟΟ] 其中Ps氣為以克/立方公分為單位之空氣密度，ρ為以 宅巴為單位的壓力’ Τ為以。c為單位的溫度，Η為以％為單 位的相對濕度。 或者，可利用具有已知質量及不同已知密度之兩個校 準重碼來計算出空氣密度，為了降低誤差，較佳具有實際 可月b m昼分開之兩個密度，此方法將產生包含所測量重量 與空氣密度且可藉以計算出空氣密度之兩個聯立等式。此 五、發明說明（8) 凊形中’此裝置可省略溫度、壓力與濕度感測器。較佳除 了上述等心外’可料❹此方法料_種額外的校準 值。 較佳使用下列公式，可從空氣密度及晶圓的已知密度 计异出施加於晶圓的浮力，譬如，身為校準秤及晶圓重量 之-校準重碼的密度之單晶㈣具有2 329克/立方公分的 密度： B-WwX{[(p u/p w)心空"P c)]/[K(““〜川 h其^為以克為單位之浮力效果，^為以克為單位之 晶圓重量’ pw為以克/立方公分為單位之晶圓密度，〜為 用於枚準#重秤之校準重碼以克/立方公分為單位的密度。 田可利用下列公式來決定包含或不含此層之晶圓的質

Mw=Ww+B 可利用下列公式從密度來決定材料之介電常數（相對 電容率）： τ 8 -(2 α ρ - a 〇)/( α ρ - e 〇) :、中ε為介電常數’ ε。為自由空間之電容率，ρ為膜 的密度’ α為所針對特定材料義之常數。 、，用於決疋層厚度或密度之其他方法係包括在真空下對 於半導體日日圓秤重，此技術對於需要併人真空處理設備中 之測量=可能為較佳方式。或者，可利用與半導體晶圓具 有相同密度之一校準曹民攻 、 早重馬末杈準計重秤。因為空氣浮力鱼 容積呈正比，校準程序 ^ $斤』目動進仃修正，而不需要獨立計 519709

五、發明說明（9) 异空氣密度，此方法的缺點在於無法獨立地檢驗空氣的密 度。 本發明亦提供一種電腦程式，此程式包含進行上述方 去的步驟之程式碼，此程式可儲存於記錄媒體（譬如電腦碟 片）。 本發明的另一（第五）型態係有關半導體晶圓製造之統 计程序控制，其中利用半導體晶圓上的沉積絲刻層應具 有一致性質之事實，因此這些性質的統計變異可提供正確 性或所進行程序之測量值。習知情形中，可使用厚度測量 值來提供統計分析，但是如上述，這些厚度測量值係取決 於層的材料種類。已瞭解可使用層的質量測量值本身來提 供統計分析，因此構成本發明的另一型態。 較佳如同第二至第四型態所描述，量測質量時需考量 浮力’但本發明的第五型態並不限於此。 圖式簡單說明 現在參照圖式描述本發明之一實施例，其中·· 第1圖顯示已移去蓋以顯示内部之設備的平面圖； 第2圖顯不沿第！圖所示設備沿線A_A所取之剖視圖； 第3圖顯示通過熱傳板之剖視圖； 第4圖顯示電子控制之方塊圖； 第5圖顯示摻碳之矽酸鹽玻璃膜的密度與介電常數之 間的典型關係； 第6圖為可使用本發明之一晶圓處理廠的圖示。 坪細描述 12 519709

五、發明說明（l〇) 首先參照第1圖，將數個+導體晶圓2固持在室4外之一 載體1内。機械臂3依序接取各晶圓，並如第2圖所示在室中 將晶圓移過室壁中的開孔1〇。臂3將一個晶圓2放在計重室4 内之熱傳板5上。晶圓2在與設備達成溫度平衡的同時留置 -段時間（譬如1G論秒），機械臂隨後從熱傳板5取出晶圓 並放在计重儀器（譬如薩多瑞司（Sartorius)BP2IID)的計重 盤7上，但亦可利用任何適當的正確秤具。 持續監測重量讀數直到讀數穩定為止，通常為15至45 秒之内。機械臂3隨後移除晶圓並放回到載體丨内。 此α備係安裝在一穩固平放無振動且不易移動（譬如 人員或設備移動時造成地板彎起）之表面上。可利用位於包 圍件基底各角落之調整腳將包圍件及秤予以平放。 晶圓載體1由可消除靜電材料製成，熱傳板由一種導電 材料製成，所以在測量之前可消除晶圓上的任何靜電。 計重室4内部保持大致固定的溫度，譬如± 〇」。〇内。 若具有更大的環境條件變化，則可利用電阻加熱器以電力 加熱包圍件並保持略高於環境的溫度。在加熱時，包圍件 應保持在環境溫度5°C以内以避免發生對流的危險。 現在參照第2圖，計重室4藉由分隔器8分成兩個分開的 隔室’第2圖中在室的頂上具有一個蓋9，下隔室ι6容納有 計重秤而上隔室14容納有計重盤7及位於盤上的晶圓2。 室的各壁、分隔器及蓋係由良好導電與導熱性材料製 成且彼此具有良好的熱性與電性接觸。室應可導電以免靜 電荷累積在計重儀器附近。 13 519709 五、發明說明（11) 以水平方向對於半導體晶圓丨秤重，計重期間位於晶圓 表面上或表面下之室表面（亦即蓋9及分隔器8)係足夠接近 以免發生空氣對流流動，且足夠遠離而不會將晶圓上任何 殘留的電荷吸引至室表面。並具有一個開口 1〇以近接機械 臂及晶圓。 壓力感測器17(譬如杜拉克（Druck)PMP4010AB)的安

裝方式可將感測埠定位於上秤包圍件内。 組合的溫度與濕度感測器！ 5(譬如皮克（pic〇)RH〇2)亦 t裝在上科包圍件内。 可使用具有適當正確性之適合的感測器。 第3圖顯不熱傳板的配置，利用機械臂3將各晶圓2依序 放置在板5上表面20上。板中的凹部n可使機械臂3降低讓 晶圓2接觸到板5的表面20。當晶圓降低時，位於板中之數 個槽12可使受困的空氣逸出並防止其流出位置外。

熱傳板5由鋁製成，但亦可使用任何具有良好傳導性的 材料。熱傳板可使晶圓溫度處於計重室溫度的± 5它以内， 如此可盡量降低在秤的包圍件内發生任何對流流動的可能 ('生，並避免秤產生可能妨礙校準之任何熱性變異。 第4圖顯不控制架構，秤與機械臂經由尺““資訊傳輸 線與-台中央PC相導通，組合的溫度與濕度感測器經由另 一資訊傳輸線相導通，在利用一IEEE1284資訊傳輸線傳送 之前先藉由一 12位元A/D轉換器將壓力感測器的類比輸出 予以轉換。 為了達成正確的計重結|，將環境條件所造成之空氣 14 519709 五、發明說明（12 搶度的變異進行修正，決定空氣密度並藉以計算出浮力對 於半導體晶圓的影響，以下列公式計算空氣密度： [〇.3485χΡ.〇.〇〇ΐ32χ (〇.〇398χΤ2.〇.ι〇36χΤ+9.5366) xH] / [(273.14+T)xl〇〇〇] 其中P空i為以克/立方公分為單位之空氣密度，p為以 亳巴為單位的壓力，T為以。c為單位的溫度，11為以％為單 位的相對濕度。 然後利用下列公式以空氣密度來計算施加於半導體晶 圓之浮力： B-Wwx{[(p p w).(p P S|l/p 其中B為以克為單位之浮力效果，為以克為單位之 曰曰圓重量，pw為以克/立方公分為單位之晶圓密度，Pc為 以克/立方公分為單位用於校準計重秤之校準重碼的密度。 由於基材之純度及晶體本質故具有清楚界定的晶圓密 度Pw，單晶矽的密度為2.329克/立方公分，由於表面上的 缚膜厚度而具有小誤差。 在725微米厚的晶圓上具有〇·5微米厚度及1克/立方公 分密度之一薄膜係對於密度產生〇16%的系統誤差，若瞭 解大約的目標密度則可進行修正以進一步降低誤差。 最後可利用下列公式藉由重量Ww與浮力Β計算出晶圓 的質量Mw :

Mw=Ww+B 幸乂佳採用一參考半導體晶圓作為校準重碼予以加強。 為了計算半導體晶圓所沉積或移除之一薄膜的密度， 15 519709 五、發明說明（l3) 分開作兩項計重測量。晶圓先進行預測量，隨後晶圓進行 沉積或移除薄膜所需要之一或多項程序，然後再度測量。 可由兩次質量讀數之間的差距獲得薄膜的質量。 利用半導體製造設備可取得的現有設備，譬如以橢率 測量術或頻譜反射等技術來量測絕緣介電物的厚度，所採 用的典型設備為熱波光探針（ThermawaVe 〇ptipr〇be)或魯 道夫（Rudolph)FEVII。 若知道薄膜的厚度及質量，則可決定密度。 或者，薄膜密度若具有清楚的特徵，則不需要其他設 備使用此技術即可決定薄膜厚度。特別是，此技術適合同 時用於很多種不同材料（包括金屬與絕緣體），使用在時常 於各項製程過後量測各晶圓之統計程序控制環境中亦很理 想。計重設備可用於半導體製造設備内的材料搬運設備中 (譬如晶圓分類與合併站、WIp與儲存站或群組工具運送平 台内），藉以當場提供程序控制。 亦可使用此技術來決定蝕刻或CMp程序期間或鑲嵌 溝槽（damascene trench)應用中之定時蝕刻應用所移除的材 料量。 對於-特定種類的材料，藉由下列等式使得薄膜密度 〃材料的介電#數（相對電容率）產生關聯（亦請見第5圖中 的相關性）： ε=(2« Ρ^Β,)!{α ρ.ε〇) 其中ε為介電吊'數’ ε〇為自由空間之電容率，卩為膜 的岔度，α為此種類材料之常數。

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可:用此式藉由密度測量值計算出薄膜的介電常數。 如刖文所描述，本發明可用於統計程序控制，其中以 重里測$值作為所實行程序的正確性之統計學準則。 第6圖述一部份的典型半導體製造設備之簡化圖，處 理設備24在島區23中成組排列，測量設備25容納於一中央 位置中。自動設備巾，利用_上置式執道系統22來運送半 ^體曰曰圓的匣21。或者可使用自動引導載具(AGV)。 未文處理時，將晶圓的匣保持在-WIP儲存段中之儲 _ 26内。典型的處理步驟係包括可對於特定㈣決定接 著:要何種程序之-台中央工廠電腦，此£在儲料器内排 隊等待直到可使用處理工具為止。艮將離開儲料器而藉由 置式轨道運送至處理工具，並進行處理然後回到儲料器。 通吊在統计程序控制環境中，需要量測剛在匣内的晶 圓上沉積或移除之層的厚度。 現有設備中，中央電腦必須決定適當的測量設備種 類，然後晶圓再度排隊等待直到可供使用為止。當可供使 用日寸，匣將離開儲料器而運送至測量設備，然後回到儲料 為等待下個處理步驟。 才木用本發明之另一種操作方法係將第1圖的正確計重 設備與WIP儲存段内的儲料器26予以合併。如上述，可利 用计重δ又備藉由連續計重操作之比較來決定各次處理步驟 之後在晶圓上所沉積或移除之材料量。因為計重方法適用 於很多種不同材料，故不再需要前往上個處理步驟所適用 之特定測量設備。將全部既有不同種類的測量設備併入儲

-17 - 五、發明說明（丨5) 料器26中係為實際可行的方式。 若採用測量值作為儲料器26的一部份，將可減少設備 中之測量設備的數量與種類。 如此亦可能將所需要的材料移動操作數降低達50%。 這可降低上置式執道的產能需求，並顯著改善設備的循環 時間。

18 519709 五、發明說明（l6) 元件標號對照表 1…晶圓載體 15…組合的溫度與濕度感 2…半導體晶圓 測器 3…機械臂 16…下隔室 4…計重室 17…壓力感測器 5…熱傳板 20…上表面 7…計重盤 21…£ 8…分隔器 22…上置式執道系統 9…蓋 23…島區 10…開孔 24…處理設備 Π…凹部 25···測量設備 12…槽 26…儲料器 14…上隔室 19

Claims (1)

1. 51970^

   A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 第90116349號專利申請案申請專利範圍修正本…年^月^日 1· 一種用於決定半導體晶圓上所沉積的一層的介電常數 之方法，該方法包含以下步驟：決定該層的密度，並利 用該層的介電常數與密度之間的一預定關係來求出該 層的介電常數。 2·如申請專利範圍第〗項之方法，其中以下列方式決定該 層的密度··量測該層的質量或重量；量測該層的厚度； 及隨後藉由該等厚度測量值及該等質量或重量測量值 來決定代表該層密度之數值。 3·如申凊專利範圍第2項之方法，其中該量測該層的重量 或質量之步驟係包含：在形成該層之前與之後將該半導 體晶圓以及與該半導體晶圓具有相同密度之一校準重 碼進行比較。 4·如申研專利範圍第2項之方法，其中該量測該層的重

   $硎該層的重量 晶圓以及含有該 層之該半導體晶圓的重量進行比較。

   浮力作出修正。

   或重量之方法，該方法包含以下步驟·· “檟的一層的質量 ••將含有該沉積層 519709

   六、申請專利範圍 ㈣予以秤重；利用含有可補償空氣施加 秤重的半導體晶圓上之浮力之計算，來決定該層 或重量。 8. ^申請專利範圍第7項之方法，其中藉由該層所計算質 量以及一已知密度值來決定該半導體晶圓上之該層的 厚度。 9·:申請專利範圍第7項之方法，其中藉由該所計算的質 量或重量以及一已知厚度值來決定該層的密度。 10·如申請專利範圍第9項之方法，其中利用如此決定的密 度並藉由該層的介電常數與密度導出之該層的介電常 數與密度之間的預定關係，來計算該層材料的介電常 數。 11·如申請專利範圍第1至6項中任一項之方法，其中利用下 列公式以密度來決定該材料的介電常數： ε=(2α ρ-ε〇)/(α ρ . ε 〇) 其中ε為介電常數，ε 〇為自由空間之電容率，ρ 為該層的密度，α為該層的常數。 12·如申請專利範圍第7至10項中任一項之方法，其中利用 下列公式以密度來決定該材料的介電常數： ε=(2α ρ-ε〇)/( α ρ - ε 〇) 其中ε為介電常數’ ε〇為自由空間之電容率，ρ 為該層的密度，α為該層的常數。 13·如申請專利範圍第7項之方法，其中藉由量測該室中的 溫度、壓力與濕度所決定之該室中的空氣密度以及藉由

   本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210Χ：297公楚） 21 519709

   申請專利範圍 這些參數計算出的空氣密度，來決定空氣施加於該半導 體晶圓之浮力。 14·如申請專利範圍第13項之方法，其中利用下列公式計算 出空氣密度： P 空 n =[0·3485χΡ_0·00132χ(；0·0398χΤ2-0·103(5χ丁+ 9.5366)xH]/[(273.14+T)xl〇〇〇] 其中Pa氣為以克/立方公分為單位之空氣密度，ρ 為以毫巴為單位的壓力，T為以。C為單位的溫度，Η為 以％為單位的相對濕度。 15·如申請專利範圍第13項之方法，其中利用可產生包含所 測量重量及空氣密度以計算空氣密度之兩聯立等式以 及具有已知質量與不同已知密度之兩校準重碼，來計算 出空氣密度。 16·如申請專利範圍第7項之方法，其中利用下列公式藉由 空氣密度、已知的晶圓密度、用於校準秤與晶圓重量之 一校準重碼的密度，來計算施加於半導體晶圓之浮力： B=Wwx{[(p w)-(p p c)]/[l-(p p w)]j 其中B為以克為單位之浮力效果，ww為以克為單位 之晶圓重量，pw為以克/立方公分為單位之晶圓密度， Pc為以克/立方公分為單位用於校準計重秤之校準重 碼的密度。 17· —種用於將半導體晶圓表面上所沉積的一層予以計重 之裝置，該裝置包含·· 一計重室’其包含一計重儀器以對於一半導體晶圓

   -22 - 519709 A BCD 申請專利範圍 鲁 進行計重，該計重儀器具有可收納一晶圓之裝置； 一溫度感測器、一壓力感測器及一濕度感測器，其 用於在該計重室中進行調節；及 一處理器，其用於從該等溫度感測器、壓力感測器 及濕度感測器接收測量值，該處理器的配置可藉由這些 測量值計算出該計重室内之空氣密度並從所算出的空 氣密度計算出施加於該晶圓之浮力。 18.如申請專利範圍第π項之裝置，其中該計重室包含： 一殼體，其具有可供一晶圓進入之一開口 ； 一計重儀器，其位於該殼體中以量測該晶圓的重 量，該計重儀器具有一秤，該秤連接至用於收納一晶圓 之計重盤；及 溫度、壓力及濕度感測器，其用於決定該殼體内之 溫度、壓力及濕度。 19· 一種用於作為將半導體晶圓表面上所沉積的一層予以 計重之計重室之裝置，其中該計重室包含： 一殼體，其具有可供一晶圓進入之一開口； 一什重儀器，其位於該殼體中以量測該晶圓的重 量’該計重儀器具有可收納一晶圓之一杆；及 溫度、壓力及濕度監測器，其用於決定該殼體内 溫度、壓力及濕度。 2〇·如申_專利範圍第18項之裝置，#中該等室壁由導電及 /或導熱性材料所製成。 21·如申請專利範圍第19項之裝置，其中該等室壁由導電及 之 裝 訂 線 23 六、申請專利範圍 /或導熱性材料所製成。 22‘：申請專利範圍第18項之裝置，其中該室包括一加熱 态，且該計重室的内部保持大致固定的溫度。 23.如申請專利範圍第19項之裝置，其中該室包括一加熱 器，且該計重室的内部保持大致固定的溫度。 M·如申請專利範圍第18項之裝置，其進一步包括一熱傳 板，該熱傳板放在該計重盤上之前先收納一晶圓。 25·如申請專利範圍第19項之裝置，其進一步包括一熱傳 板，該熱傳板放在該計重盤上之前先收納一晶圓。 %·如申請專利範圍第24項之裝置，其中該熱傳板由一種導 電及/或導熱材料所製成，故可在量測之前消除該晶圓 上的任何靜電。 27.如申請專利範圍第25項之裝置，其中該熱傳板由一種導 電及/或導熱材料所製成，故可在量測之前消除該晶圓 上的任何靜電。 28·如申請專利範圍第18項之裝置，其中該裝置進一步包括 一防靜電的電離器，該防靜電的電離器係包含用於消除 該設備内及該晶圓表面上的靜電之平衡的正與負離子 〇 29·申請專利範圍第19項之裝置，其中該裝置進一步包括一 防靜電的電離器，該防靜電的電離器係包含用於消除該 β 又備内及該晶圓表面上的靜電之平衡的正與負離子量。 30·—種用於決定半導體晶圓上所沉積的一層的厚度或密 度之方法，該方法包含以下步驟··決定該層的質量；在 519709 A8 B8 C8

   六、申請專利範圍 计重程序期間併入空氣施加於該晶圓的浮力之影響。 31 ·如申清專利範圍第3〇項之方法，其包含下列（非順序性) 步驟： 將一晶圓放置在一室中之一計重儀器上； 量測該晶圓的重量； 決定該室中的空氣密度； 從空氣也、度來決定施加於該晶圓之浮力； 考量施加於該晶圓的浮力以決定該晶圓的質量； 對於沉積有一薄層的晶圓重覆上述步驟； 從沉積有該薄層之晶圓質量減去未沉積有該薄層 之晶圓質量，以計算出該層的質量。 32· —種統計程序控制方法，其係根據一或多種製程用於監 測半導體晶圓上的沉積層的性質並提供所實行程序的 正確性之一統計分析之統計程序控制方法，其中利用該 等沉積層的質量測量值來提供該統計分析。 33·如申請專利範圍第32項之統計程序控制方法，其中藉由 單一的質量測量值來決定半導體晶圓上之一沉積層的 多種性質。 34·如申請專利範圍第33項之統計程序控制方法，其中量測 該沉積層的質量時一併考量空氣施加於晶圓的浮力之 影響。 35.如申請專利範圍第34項之統計程序控制方法，其中藉由 比較連續的計重操作，來決定由一或多項製程造成一曰 圓所沉積或移除之材料量。 ％

   519709 A8 B8 C8 ^__ D8 -~---- 六、申請專利範圍 36. 如申請專利範圍第35項之統計程序控制方法，其中由所 量測的質量來決定一層的密度，並由該層的介電常數與 密度所導出之該層的介電常數與密度之間的預定關 係，來決定該層的介電常數。 37. 如申請專利範圍第36項之統計程序控制方法，其中利用 下列公式以密度來決定該材料的介電常數： £ =(2 a p - ε 〇)/(α ρ - ε 〇) 其中ε為介電常數，ε 〇為自由空間之電容率，ρ 為該層的密度，α為該層的常數。 38·如申請專利範圍第37項之統計程序控制方法，其中該層 的多種性質係包括下列一或多項：從一晶圓沉積或移除 之材料量；該層的厚度；一晶圓上所沉積的一層的密 度；及一層的介電常數。 39·—種用於決定從半導體晶圓上沉積的一層所移除材料 量之方法，其中併入在計重程序期間空氣施加於該晶圓 的浮力之影響，該方法包含下列（非順序性）步驟： 將一晶圓放置在一室中之一計重儀器上； 量測該晶圓的重量； 決定該室中的空氣密度； 從空氣密度來決定施加於該晶圓之浮力； 考量施加於該晶圓的浮力以決定該晶圓的質量； 對於具有一移除層量之晶圓重覆上述步驟； 從具有該沉積層之晶圓質量減去該移除層量之晶 圓質量，以計算出該層移除之質量。 本紙張尺度剌+目國冢標準（CNS) Α4規格（21GX297公楚)'_ 26 519709 六、申請專利範圍 如申請專利範圍第39項之詩決定從半導體晶圓上沉 積之—層所移除材料量之方法，其中藉由經計算的所移 除層量來決定所移除該層之厚度。 41. 一種用於決定半導體晶圓上所沉積的-層隨著時間經 過的重ϊ變化之方法’其中併人在計重程序期間空氣施 加於該晶圓的浮力之影響，該方法包含下列步驟： 將具有一沉積層之一晶圓放置在一室中之一計重 儀器上； ^ 量測該晶圓的重量； 決定該室中的空氣密度； 從空氣密度來決定施加於該晶圓之浮力； 曰考量施加於該晶圓的浮力以決定該晶圓的第一質 隨後重覆上述步驟以決定該晶圓的後續第二質量； 從該晶圓的第一質量減去該晶圓的第二質量，以計 算出該層隨時間經過的重量變化。