发明名称 用于调查半导体晶圆之装置及方法
摘要 为了决定沉积在半导体晶圆(2)上之一层的介电常数,需获得此层的密度。为了获得密度,将不含此层之晶圆(2)在一计重室(4)中秤重,在此计重室(4)中利用一计重盘(7)将晶圆支撑在一计重秤上,合并考量空气在晶圆(2)上所施加的浮力以决定晶圆的重量。然后将此层沉积在晶圆(2)上,并重覆计重操作。或者可使用一参考晶圆,若已知道此层的材料,则可利用此层重量藉由厚度测量求出密度。或者若已知道密度,则可获得厚度。
申请公布号 TW519709 申请公布日期 2003.02.01
申请号 TW090116349 申请日期 2001.07.04
申请人 米翠克斯有限公司 发明人 罗伯特 J 威白
分类号 H01L21/66 主分类号 H01L21/66
代理机构 代理人 恽轶群 台北市松山区南京东路三段二四八号七楼;陈文郎 台北市松山区南京东路三段二四八号七楼
主权项 1.一种用于决定半导体晶圆上所沉积的一层的介电常数之方法,该方法包含以下步骤:决定该层的密度,并利用该层的介电常数与密度之间的一预定关系来求出该层的介电常数。2.如申请专利范围第1项之方法,其中以下列方式决定该层的密度:量测该层的质量或重量;量测该层的厚度;及随后藉由该等厚度测量値及该等质量或重量测量値来决定代表该层密度之数値。3.如申请专利范围第2项之方法,其中该量测该层的重量或质量之步骤系包含:在形成该层之前与之后将该半导体晶圆以及与该半导体晶圆具有相同密度之一校准重码进行比较。4.如申请专利范围第2项之方法,其中该量测该层的重量或质量之步骤系包含:将一参考半导体晶圆以及含有该层之该半导体晶圆的重量进行比较。5.如申请专利范围第2项之方法,其中该量测该层的重量或质量之步骤系包含:利用一秤在真空下对于该层秤重。6.如申请专利范围第2项之方法,其中在该层的质量或重量测量中对于空气施加在含有该层的该半导体晶圆之浮力作出修正。7.一种用于决定半导体晶圆表面上所沉积的一层的质量或重量之方法,该方法包含以下步骤:将含有该沉积层之半导体晶圆予以秤重;利用含有可补偿空气施加于所秤重的半导体晶圆上之浮力之计算,来决定该层的质量或重量。8.如申请专利范围第7项之方法,其中藉由该层所计算质量以及一已知密度値来决定该半导体晶圆上之该层的厚度。9.如申请专利范围第7项之方法,其中藉由该所计算的质量或重量以及一已知厚度値来决定该层的密度。10.如申请专利范围第9项之方法,其中利用如此决定的密度并藉由该层的介电常数与密度导出之该层的介电常数与密度之间的预定关系,来计算该层材料的介电常数。11.如申请专利范围第1至6项中任一项之方法,其中利用下列公式以密度来决定该材料的介电常数:=(2-0)/(-0)其中为介电常数,0为自由空间之电容率,为该层的密度,为该层的常数。12.如申请专利范围第7至10项中任一项之方法,其中利用下列公式以密度来决定该材料的介电常数:=(2-0)/(-0)其中为介电常数,0为自由空间之电容率,为该层的密度,为该层的常数。13.如申请专利范围第7项之方法,其中藉由量测该室中的温度、压力与湿度所决定之该室中的空气密度以及藉由这些参数计算出的空气密度,来决定空气施加于该半导体晶圆之浮力。14.如申请专利范围第13项之方法,其中利用下列公式计算出空气密度:空气=[0.3485P-0.00132(0.0398T2-0.1036T+9.5366)H]/[(273.14 +T)1000]其中空气为以克/立方公分为单位之空气密度,P为以毫巴为单位的压力,T为以℃为单位的温度,H为以%为单位的相对湿度。15.如申请专利范围第13项之方法,其中利用可产生包含所测量重量及空气密度以计算空气密度之两联立等式以及具有已知质量与不同已知密度之两校准重码,来计算出空气密度。16.如申请专利范围第7项之方法,其中利用下列公式藉由空气密度、已知的晶圆密度、用于校准秤与晶圆重量之一校准重码的密度,来计算施加于半导体晶圆之浮力:B=Wwx{[(空气/w)-(空气/c)]/[1-(空气/w)]}其中B为以克为单位之浮力效果,Ww为以克为单位之晶圆重量,w为以克/立方公分为单位之晶圆密度,c为以克/立方公分为单位用于校准计重秤之校准重码的密度。17.一种用于将半导体晶圆表面上所沉积的一层予以计重之装置,该装置包含:一计重室,其包含一计重仪器以对于一半导体晶圆进行计重,该计重仪器具有可收纳一晶圆之装置;一温度感测器、一压力感测器及一湿度感测器,其用于在该计重室中进行调节;及一处理器,其用于从该等温度感测器、压力感测器及湿度感测器接收测量値,该处理器的配置可藉由这些测量値计算出该计重室内之空气密度并从所算出的空气密度计算出施加于该晶圆之浮力。18.如申请专利范围第17项之装置,其中该计重室包含:一壳体,其具有可供一晶圆进入之一开口;一计重仪器,其位于该壳体中以量测该晶圆的重量,该计重仪器具有一秤,该秤连接至用于收纳一晶圆之计重盘;及温度、压力及湿度感测器,其用于决定该壳体内之温度、压力及湿度。19.一种用于作为将半导体晶圆表面上所沉积的一层予以计重之计重室之装置,其中该计重室包含:一壳体,其具有可供一晶圆进入之一开口;一计重仪器,其位于该壳体中以量测该晶圆的重量,该计重仪器具有可收纳一晶圆之一秤;及温度、压力及湿度监测器,其用于决定该壳体内之温度、压力及湿度。20.如申请专利范围第18项之装置,其中该等室壁由导电及/或导热性材料所制成。21.如申请专利范围第19项之装置,其中该等室壁由导电及/或导热性材料所制成。22.如申请专利范围第18项之装置,其中该室包括一加热器,且该计重室的内部保持大致固定的温度。23.如申请专利范围第19项之装置,其中该室包括一加热器,且该计重室的内部保持大致固定的温度。24.如申请专利范围第18项之装置,其进一步包括一热传板,该热传板放在该计重盘上之前先收纳一晶圆。25.如申请专利范围第19项之装置,其进一步包括一热传板,该热传板放在该计重盘上之前先收纳一晶圆。26.如申请专利范围第24项之装置,其中该热传板由一种导电及/或导热材料所制成,故可在量测之前消除该晶圆上的任何静电。27.如申请专利范围第25项之装置,其中该热传板由一种导电及/或导热材料所制成,故可在量测之前消除该晶圆上的任何静电。28.如申请专利范围第18项之装置,其中该装置进一步包括一防静电的电离器,该防静电的电离器系包含用于消除该设备内及该晶圆表面上的静电之平衡的正与负离子量。29.如申请专利范围第19项之装置,其中该装置进一步包括一防静电的电离器,该防静电的电离器系包含用于消除该设备内及该晶圆表面上的静电之平衡的正与负离子量。30.一种用于决定半导体晶圆上所沉积的一层的厚度或密度之方法,该方法包含以下步骤:决定该层的质量;在计重程序期间并入空气施加于该晶圆的浮力之影响。31.如申请专利范围第30项之方法,其包含下列(非顺序性)步骤:将一晶圆放置在一室中之一计重仪器上;量测该晶圆的重量;决定该室中的空气密度;从空气密度来决定施加于该晶圆之浮力;考量施加于该晶圆的浮力以决定该晶圆的质量;对于沉积有一薄层的晶圆重覆上述步骤;从沉积有该薄层之晶圆质量减去未沉积有该薄层之晶圆质量,以计算出该层的质量。32.一种统计程序控制方法,其系根据一或多种制程用于监测半导体晶圆上的沉积层的性质并提供所实行程序的正确性之一统计分析之统计程序控制方法,其中利用该等沉积层的质量测量値来提供该统计分析。33.如申请专利范围第32项之统计程序控制方法,其中藉由单一的质量测量値来决定半导体晶圆上之一沉积层的多种性质。34.如申请专利范围第33项之统计程序控制方法,其中量测该沉积层的质量时一并考量空气施加于晶圆的浮力之影响。35.如申请专利范围第34项之统计程序控制方法,其中藉由比较连续的计重操作,来决定由一或多项制程造成一晶圆所沉积或移除之材料量。36.如申请专利范围第35项之统计程序控制方法,其中由所量测的质量来决定一层的密度,并由该层的介电常数与密度所导出之该层的介电常数与密度之间的预定关系,来决定该层的介电常数。37.如申请专利范围第36项之统计程序控制方法,其中利用下列公式以密度来决定该材料的介电常数:=(2-0)/(-0)其中为介电常数,0为自由空间之电容率,为该层的密度,为该层的常数。38.如申请专利范围第37项之统计程序控制方法,其中该层的多种性质系包括下列一或多项:从一晶圆沉积或移除之材料量;该层的厚度;一晶圆上所沉积的一层的密度;及一层的介电常数。39.一种用于决定从半导体晶圆上沉积的一层所移除材料量之方法,其中并入在计画程序期间空气施加于该晶圆的浮力之影响,该方法包含下列(非顺序性)步骤:将一晶圆放置在一室中之一计重仪器上;量测该晶圆的重量;决定该室中的空气密度;从空气密度来决定施加于该晶圆之浮力;考量施加于该晶圆的浮力以决定该晶圆的质量;对于具有一移除层量之晶圆重覆上述步骤;从具有该沉积层之晶圆质量减去该移除层量之晶圆质量,以计算出该层移除之质量。40.如申请专利范围第39项之用于决定从半导体晶圆上沉积之一层所移除材料量之方法,其中藉由经计算的所移除层量来决定所移除该层之厚度。41.一种用于决定半导体晶圆上所沉积的一层随着时间经过的重量变化之方法,其中并入在计重程序期间空气施加于该晶圆的浮力之影响,该方法包含下列步骤:将具有一沉积层之一晶圆放置在一室中之一计重仪器上;量测该晶圆的重量;决定该室中的空气密度;从空气密度来决定施加于该晶圆之浮力;考量施加于该晶圆的浮力以决定该晶圆的第一质量;随后重覆上述步骤以决定该晶圆的后续第二质量;从该晶圆的第一质量减去该晶圆的第二质量,以计算出该层随时间经过的重量变化。图式简单说明:第1图显示已移去盖以显示内部之设备的平面图;第2图显示沿第1图所示设备沿线A-A所取之剖视图;第3图显示通过热传板之剖视图;第4图显示电子控制之方块图;第5图显示掺碳之矽酸盐玻璃膜的密度与介电常数之间的典型关系;第6图为可使用本发明之一晶圆处理厂的图示。
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