(57)【要約】  電気接触子（６）を、その表面から水蒸気及び／又は有機材料を脱離するのに十分な温度に加熱することにより、半導体ウエハ（１０）が検査される。半導体ウエハ（１０）も、その上面から水蒸気及び／又は有機材料を脱離するのに十分な温度に加熱される。電気接触子（６）の加熱された表面が半導体ウエハ（１０）の加熱された表面に接触させられる。電気接触子（６）の表面が半導体ウエハ（１０）の上面に接触している時、電気接触子（６）の加熱された表面と半導体ウエハ（１０）の加熱された表面との間に電気刺激（３０）が印加される。印加された電気刺激（３０）に対する半導体ウエハ（１０）の反応が測定され、測定された反応から導体ウエハ（１０）の少なくとも１つの電気的性質が決定される。
2008519435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）電気接触子を、その表面から水蒸気及び有機材料の少なくとも一方を脱離するのに十分な温度に加熱する工程と、
（ｂ）半導体ウエハを、その上面から水蒸気及び有機材料の少なくとも一方を脱離するのに十分な温度に加熱する工程と、
（ｃ）前記電気接触子の表面を前記半導体ウエハの上面に接触させる工程と、
（ｄ）前記電気接触子の表面が前記半導体ウエハの上面に接触している時に、前記電気接触子と前記半導体ウエハとの間に電気刺激を印加する工程と、
（ｅ）前記電気刺激に対する前記半導体ウエハの反応を測定する工程と、
（ｆ）前記反応から前記半導体ウエハの少なくとも１つの電気的性質を決定する工程と、からなる半導体ウエハの検査方法
【請求項２】
前記電気接触子の温度の関数として、前記電気接触子に加えられる熱を制御し、
前記半導体ウエハの温度及び前記半導体ウエハの温度と関連する温度の少なくとも一方の関数として、前記半導体ウエハに加えられる熱を制御する工程を備えている請求項１に記載の半導体ウエハの検査方法。
【請求項３】
前記工程（ｂ）が、前記半導体ウエハの裏面に配設されたウエハチャックの加熱により行われる請求項１に記載の半導体ウエハの検査方法。
【請求項４】
前記工程（ａ）が、前記電気接触子を加熱するよう作用する抵抗加熱エレメントへの電流供給を行う工程と、
前記工程（ｄ）及び前記工程（ｅ）の少なくとも一方の時に、前記抵抗加熱エレメントへの電流供給を終了する工程と、を備えている請求項１に記載の半導体ウエハの検査方法。
【請求項５】
前記工程（ｂ）が、前記半導体ウエハを加熱するよう作用する抵抗加熱エレメントへの電流供給を行う工程と、
前記工程（ｄ）及び前記工程（ｅ）の少なくとも一方の時に、前記抵抗加熱エレメントへの電流供給を終了する工程と、を備えている請求項１に記載の半導体ウエハの検査方法。
【請求項６】
前記工程（ｃ）の前と、前記工程（ｄ）及び前記工程（ｅ）の少なくとも一方の時とに、前記電気接触子の表面と前記半導体ウエハの上面とが同じ温度又は所定の温度差内にある請求項１に記載の半導体ウエハの検査方法。
【請求項７】
前記工程（ａ）及び前記工程（ｂ）の夫々における脱離するのに十分な温度が、摂氏１００度以上である請求項１に記載の半導体ウエハの検査方法。
【請求項８】
電気接触子を、その表面から水蒸気及び有機材料の少なくとも一方を脱離するのに十分な第１温度に加熱する第１ヒータと、
半導体ウエハの裏面がウエハチャックに支持されている時、前記半導体ウエハの上面を、そこから水蒸気及び有機材料の少なくとも一方を脱離するのに十分な第２温度に加熱する第２ヒータと、
前記電気接触子の表面を前記半導体ウエハの上面に接触させる手段と、
前記電気接触子の表面が前記半導体ウエハの上面に接触している時に、前記電気接触子と前記半導体ウエハとの間に電気刺激を印加する手段と、
前記印加された電気刺激に対する前記半導体ウエハの反応を測定する手段と、
前記反応から前記半導体ウエハの少なくとも１つの電気的性質を決定する手段と、を備える半導体ウエハの検査装置。
【請求項９】
前記第１温度を感知する第１温度センサーと、
前記第２温度及びそれに関連する温度の一方を感知する第２温度センサーと、
前記第１温度センサー及び前記第２温度センサーに感知された温度の関数として、前記第１ヒータ及び前記第２ヒータを制御する温度コントローラと、を備える請求項８に記載の半導体ウエハの検査装置。
【請求項１０】
前記電気接触子の表面が前記半導体ウエハの上面に接触する前及び、前記電気刺激を印加する手段による前記電気刺激の印加及び前記半導体ウエハの前記反応を測定する手段による前記電気刺激に対する前記半導体ウエハの前記反応の測定の少なくとも一方の時に、（ｉ）第１温度と、（ｉｉ）第２温度又はそれに関連する温度と、が同じ温度又は所定の温度差内の一方である請求項９に記載の半導体ウエハの検査装置。
【請求項１１】
前記第１ヒータは、伝導、対流及び放射の少なくとも１つによって前記電気接触子を加熱し、
前記第２ヒータは、伝導、対流及び放射の少なくとも１つによって前記半導体ウエハの上面を加熱する請求項８に記載の半導体ウエハの検査装置。
【請求項１２】
前記第１ヒータは、前記電気接触子のアパーチャに配置された抵抗加熱エレメント、前記電気接触子に巻かれた抵抗ワイヤ、前記電気接触子に加熱流体を供給する流体ヒータ及び前記電気接触子を加熱する加熱ランプのうちの１つであり、
前記第２ヒータは、前記ウエハチャックと熱伝達連結した抵抗フォイル、前記ウエハチャックに配設された抵抗ワイヤ、前記ウエハチャックに加熱流体を供給する流体ヒータ及び前記ウエハチャックを加熱する加熱ランプのうちの１つである請求項８に記載の半導体ウエハの検査装置。
【請求項１３】
前記加熱流体が、気体である請求項１２に記載の半導体ウエハの検査装置。
【請求項１４】
前記電気接触子と、前記抵抗加熱エレメント及び前記巻かれた抵抗ワイヤのうちの一方との間に配設された誘電体と、
前記ウエハチャックと、前記ウエハチャックに配設された前記抵抗フォイル及び前記抵抗ワイヤのうちの１つとの間に配設された誘電体と、の少なくとも一方を備えている請求項１２に記載の半導体ウエハの検査装置。
【請求項１５】
電気接触子を、その表面から水蒸気及び有機材料の少なくとも一方を脱離するのに十分な温度に加熱する手段と、
半導体ウエハを、その上面から水蒸気及び有機材料の少なくとも一方を脱離するのに十分な温度に加熱する手段と、
前記電気接触子の表面を前記半導体ウエハの上面に接触させる手段と、
前記電気接触子の表面が前記半導体ウエハの上面に接触している時に、前記電気接触子と前記半導体ウエハとの間に電気刺激を印加する手段と、
前記電気刺激に対する前記半導体ウエハの反応を測定する手段と、
前記反応から前記半導体ウエハの少なくとも１つの電気的性質を決定する手段と、を備える半導体ウエハの検査方法。
【請求項１６】
前記電気接触子の温度の関数として、前記電気接触子に加えられる熱を制御する手段と、
前記半導体ウエハの温度と、前記半導体ウエハの温度と関連する温度との少なくとも一方の関数として、前記半導体ウエハに加えられる熱を制御する手段と、を備える請求項１５に記載の半導体ウエハの検査方法。
【請求項１７】
前記半導体ウエハの裏面を支持する手段を備え、前記半導体ウエハを加熱する手段が、その支持手段を加熱し、前記熱を前記半導体ウエハの上面へ裏面を介して伝える請求項１５に記載の半導体ウエハの検査方法。
【請求項１８】
前記電気接触子を加熱する手段が、供給された電流に応答して前記電気接触子を加熱し、
前記電気刺激の印加及び前記電気刺激に対する前記半導体ウエハの前記反応の測定の少なくとも一方の時に、前記電気接触子を加熱する手段への電流供給を停止する請求項１５に記載の半導体ウエハの検査方法。
【請求項１９】
前記半導体ウエハを加熱する手段が、供給された電流に応答して前記半導体ウエハを加熱し、
前記電気刺激の印加及び前記電気刺激に対する前記半導体ウエハの前記反応の測定の少なくとも一方の時に、前記半導体ウエハを加熱する手段への電流供給を停止する請求項１５に記載の半導体ウエハの検査方法。
【請求項２０】
前記電気接触子の表面が、前記半導体ウエハの上面に接触する前と、前記電気刺激を印加する手段による前記電気刺激の印加及び前記半導体ウエハの前記反応を測定する手段による前記電気刺激に対する前記半導体ウエハの前記反応の測定時との少なくとも一方の時に、前記電気接触子の表面の温度と、前記半導体ウエハの上面の温度とが、同じ温度又は所定の温度差内である請求項１５に記載の半導体ウエハの検査方法。
【請求項２１】
前記電気接触子の表面と前記半導体ウエハの上面から水蒸気及び有機材料の少なくとも一方を脱離するのに十分な温度が、摂氏１００度以上である請求項１５に記載の半導体ウエハの検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハの検査、特に検査時において好ましくない表面汚染の影響を回避することができる半導体ウエハの検査に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、測定を行なう前に水蒸気、有機材料及び／又は無機材料が脱離された半導体ウエハの測定に、接触子又はプローブに基づいた容量電圧（ＣＶ）又は電流電圧（ＩＶ）測定ツールと光学的な偏光解析測定ツールとが用いられている。各半導体ウエハは、ウエハ又はその表面を加熱することにより脱離が行なわれる。しかし、冷却時に水蒸気や有機材料の再吸着が非常に早い速度で生じる場合があり、測定が行なわれるまでに、相当な量の水蒸気や有機材料が再吸着されることが多い。
【０００３】
したがって、各半導体ウエハの電気的性質の測定、特にＣＶ及び／又はＩＶ接触子或いはプローブに基づくツールを用いた測定の前と測定時に、この再吸着を回避することが望ましい。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は半導体ウエハを検査する方法である。その方法は（ａ）電気接触子を、その表面から水蒸気及び有機材料の少なくとも一方を脱離するのに十分な温度に加熱し、（ｂ）半導体ウエハを、その上面から水蒸気及び有機材料の少なくとも一方を脱離するのに十分な温度に加熱し、（ｃ）電気接触子の表面を半導体ウエハの上面に接触させ、（ｄ）電気接触子の表面が半導体ウエハの上面に接触している時に、電気接触子と半導体ウエハとの間に電気刺激を印加し、（ｅ）電気刺激に対する半導体ウエハの反応を測定し、そして（ｆ）この反応から半導体ウエハの少なくとも１つの電気的性質を決定すると好適である。
【０００５】
更に、その方法は、電気接触子の温度の関数として、電気接触子に加えられる熱を制御すると好適である。半導体ウエハに加えられる熱も、半導体ウエハの温度及び半導体ウエハの温度と関連する温度の少なくとも一方の関数として制御することができると好適である。
【０００６】
工程（ｂ）は半導体ウエハの裏面が、配設されたウエハチャックの加熱により行われると好適である。
【０００７】
工程（ａ）は電気接触子を加熱するよう作用する抵抗加熱エレメントへの電流供給であると好適である。その方法は、工程（ｄ）及び工程（ｅ）の少なくとも一方の時に、抵抗加熱エレメントへの電流供給を終了すると好適である。
【０００８】
工程（ｂ）は半導体ウエハを加熱するように作用する抵抗加熱エレメントへの電流供給であると好適である。その方法は、工程（ｄ）及び工程（ｅ）の少なくとも一方の時に、抵抗加熱エレメントへの電流供給を終了すると好適である。
【０００９】
工程（ｃ）の前、工程（ｄ）、工程（ｅ）の中の少なくとも何れか一つにおいて、電気接触子の表面と半導体ウエハの上面とが同じ温度、或いは所定の温度差内にあると好適である。工程（ａ）及び工程（ｂ）の夫々における脱離するのに十分な温度は、摂氏１００度（１００℃）以上であると好適である。
【００１０】
本発明は、電気接触子を、その表面から水蒸気及び有機材料の少なくとも一方を脱離するのに十分な第１温度に加熱する第１ヒータと、半導体ウエハの裏面がウエハチャックに支持されている時、半導体ウエハの上面を、そこから水蒸気及び有機材料の少なくとも一方を脱離するのに十分な第２温度に加熱する第２ヒータと、を含む半導体ウエハの検査装置でもある。その装置は、電気接触子の表面を半導体ウエハの上面に接触させる手段と、接触子の表面が半導体ウエハの上面に接触している時に、接触子と半導体ウエハとの間に電気刺激を印加する手段と、を備えると好適である。測定手段が印加された電気刺激に対する半導体ウエハの反応を測定し、当該反応から決定手段が半導体ウエハの少なくとも１つの電気的性質を決定すると好適である。
【００１１】
更に、その装置は、第１温度を感知する第１温度センサーと、第２温度及びそれに関連する温度の何れか一方を感知する第２温度センサーと、第１温度センサー及び第２温度センサーに感知された温度の関数として、第１ヒータ及び第２ヒータを制御する温度コントローラを備えると好適である。
【００１２】
電気接触子の表面が半導体ウエハの上面に接触する前及び電気刺激を印加する手段による電気刺激の印加時又は半導体ウエハの反応を測定する手段による電気刺激に対する半導体ウエハの反応の測定時に、（ｉ）第１温度と、（ｉｉ）第２温度又はそれに関連する温度と、が同じ温度又は所定の温度差内であると好適である。
【００１３】
第１ヒータは、伝導、対流及び放射の少なくとも１つによって電気接触子を加熱すると好適である。また、第２ヒータは、伝導、対流及び放射の少なくとも１つによって半導体ウエハの上面を加熱すると好適である。
【００１４】
第１ヒータは、電気接触子のアパーチャに配置された抵抗加熱エレメント、電気接触子に巻かれた抵抗ワイヤ、電気接触子に加熱流体を供給する流体ヒータ及び電気接触子を加熱する加熱ランプのうちの１つであると好適である。第２ヒータは、ウエハチャックと熱伝達連結した抵抗フォイル、ウエハチャックに配置された抵抗ワイヤ、ウエハチャックに加熱流体を供給する流体ヒータ及びウエハチャックを加熱する加熱ランプのうちの１つであり、当該加熱流体は気体であると好適である。
【００１５】
電気接触子と、抵抗加熱エレメント及び巻かれた抵抗ワイヤのうちの一方との間に誘電体を配設すると好適である。ウエハチャックと、ウエハチャックに配置された抵抗フォイル及び抵抗ワイヤのうちの１つとの間に誘電体を配設すると好適である。
【００１６】
最後に、本発明は、電気接触子を、その表面から水蒸気及び有機材料の少なくとも一方を脱離するのに十分な温度に加熱する手段と、半導体ウエハを、その上面から水蒸気及び有機材料の少なくとも一方を脱離するのに十分な温度に加熱する手段と、電気接触子の表面を半導体ウエハの上面に接触させる手段と、電気接触子の表面が半導体ウエハの上面に接触している時に、電気接触子と半導体ウエハとの間に電気刺激を印加する手段と、電気刺激に対する半導体ウエハの反応を測定する手段と、当該反応から半導体ウエハの少なくとも１つの電気的性質を決定する手段と、を備える半導体ウエハの検査装置である。
【００１７】
更に、その装置は、電気接触子の温度の関数として、電気接触子に加えられる熱を制御する手段と、半導体ウエハの温度又は半導体ウエハの温度と関連する温度の関数として、半導体ウエハに加えられる熱を制御する手段と、を備えると好適である。
【００１８】
更に、その装置は半導体ウエハの裏面を支持する手段を備えると好適であり、半導体ウエハを加熱する手段は半導体ウエハの裏面を支持する手段を加熱し、それが前記熱を半導体ウエハの上面へ裏面を介して伝えると好適である。
【００１９】
電気接触子を加熱する手段は、それに供給された電流に応答して電気接触子を加熱すると好適である。電気刺激の印加時又は電気刺激に対する半導体ウエハの反応の測定時に、電気接触子を加熱する手段への電流供給を停止すると好適である。
【００２０】
半導体ウエハを加熱する手段は、それに供給された電流に応答して半導体ウエハを加熱すると好適である。電気刺激の印加時又は電気刺激に対する半導体ウエハの反応の測定時に、半導体ウエハを加熱する手段への電流供給を停止すると好適である。
【００２１】
電気接触子の表面が半導体ウエハの上面に接触する前と、電気刺激の印加時又は印加された電気刺激に対する半導体ウエハの反応の測定時に、電気接触子の表面と、半導体ウエハの上面とが、同じ温度又は所定の温度差内であると好適である。
【００２２】
電気接触子の表面及び半導体ウエハの上面から、水蒸気及び有機材料の少なくとも一方を脱離するのに十分な温度は、摂氏１００度（１００℃）以上であると好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、同じ要素に対して同じ符号を付した図を参照して本発明を説明する。
【００２４】
図１において、半導体ウエハ検査システム２は、導電性のウエハチャック４と電気接触子６とを備えている。ここで、当該電気接触子６は長いプローブ形状をしているが、半導体ウエハ１０の検査に好適な他の形状を使用可能であることから、図１に記載の電気接触子６の例は本発明を限定するものではない。
【００２５】
チャック４は半導体ウエハ１０の裏側（つまり裏面）８を支持するように構成され、当該ウエハは吸引（図示せず）されることにより、チャック４に接触して保持される半導体材料で形成された基板１２を含んでいる。半導体ウエハ１０は基板１２の上側１６を覆う誘電体層１４を含んでいるが、これは必須というわけではない。
【００２６】
電気接触子６は、基板１２の上側（上面）１６、或いは誘電体層１４があればその上側（上面）２２と接触する少なくとも部分的に球状の導電面２０を有すると好適である。部分的に球状の導電面２０であれば好適であるが、半導体ウエハ１０の検査に適した他の形状の表面（図示せず）を利用することも可能である。したがって、部分的に球状の面２０である図１の例は本発明を限定するものではない。
【００２７】
周知の接触形成手段２６が、チャック４及び／又は電気接触子６の矢印２８で示された一方向又は両方向の上下動を制御し、電気接触子６と半導体ウエハ１０とを互いに近づける。そして、電気接触子６の表面２０が基板１２の上側１６、或いは誘電体層１４があればその上側２２を押圧する。
【００２８】
半導体ウエハ１０がチャック４上に配設され、電気接触子６の表面２０が基板１２の上側１６、或いは誘電体層１４があればその上側２２を押圧すると、電気刺激付与手段３０が表面２０及び半導体ウエハ１０に適切な電気刺激を付与可能なように電気的に接続される。
【００２９】
電気刺激付与手段３０によって付与された検査用刺激に対する半導体ウエハ１０の反応を測定することができるように測定手段３２が電気的に接続されている。チャック４は基準接地されていると好適である。しかし、これは本発明を限定するものではなく、チャック４は適当なＡＣ又はＤＣ基準バイアスに接続されていても良い。
【００３０】
抵抗加熱システム３４は、電気接触子６のアパーチャ３６内に配設された抵抗加熱エレメント３８を有している。アパーチャ３６の内面と抵抗加熱エレメント３８の外面とが両方とも導電性である場合、電気接触を回避するためにアパーチャ３６内の抵抗加熱エレメント３８とアパーチャ３６の内面との間に誘電スリーブ４０を設けることができる。しかし、アパーチャ３６の内面と抵抗加熱エレメント３８の外面との一方又は両方が誘電体である場合には、誘電スリーブ４０を省略することが可能である。温度センサー４２も電気接触子６の内部又はその表面に、特に電気接触子６の表面２０又はその付近に配設することができる。温度センサー４２及び電気接触子６の内部が電導性である場合、電気接触子６から電気的に分離するために温度センサー４２の周囲に誘電材料を配設することが可能である。しかし、温度センサー４２が誘電材料製の場合、温度センサー４２を囲む誘電材料を省略することができる。
【００３１】
抵抗フォイル加熱システム４８は、チャック４内又はその表面に配置された、エッチングされた抵抗フォイル５０を含んでいる。抵抗フォイル５０とチャック４との電気接触を回避するために、誘電体５２、例えば誘電体膜を抵抗フォイル５０とウエハチャック４との間に位置させる。チャック４を形成する２つ以上の導電層の間に抵抗フォイル５０が挟まれる実施例（図示せず）では、前記導電層から抵抗フォイル５０を電気的に分離するために抵抗フォイル５０の両面に誘電体（例えば誘電体膜）を配置することができる。チャック４の温度、そしてそれによって半導体ウエハ１０、特に基板１２の上側１６又は誘電体層１４があればその上側２２のおおよその温度を測定するために、チャック４内又はその表面に温度センサー５４が設けられる。或いは、温度を直接測定するために、温度センサー５４は、半導体ウエハ１０に接して、好ましくは基板１２の上側１６又は誘電体層１４があればその上側２２に設けることができる。
【００３２】
抵抗加熱エレメント３８、温度センサー４２、抵抗フォイル５０及び温度センサー５４は、温度センサー４２、５４によって感知された温度の関数として抵抗加熱エレメント３８及び抵抗フォイル５０によって生じた熱を夫々制御するように構成された温度コントローラ６０に接続されている。より具体的には、温度コントローラ６０は、温度センサー４２によって感知された電気接触子６の温度の関数として、抵抗加熱エレメント３８によって放散される電力、即ち熱を制御する。更に、温度コントローラ６０は、温度センサー５４によって感知されたチャック４又は半導体ウエハ１０の温度の関数として、抵抗フォイル５０によって放散される電力、即ち熱を制御する。
【００３３】
温度コントローラ６０、抵抗加熱エレメント３８及び温度センサー４２の組合せは、電気接触子６の温度、したがって表面２０の温度又はおおよその温度の関数として、電気接触子６の温度を制御する閉ループ加熱システムを形成する。同様に、温度コントローラ６０、抵抗フォイル５０及び温度センサー５４の組合せは、半導体ウエハ１０の温度又はチャック４の温度、したがって半導体ウエハ１０の温度又はおおよその温度の関数として、半導体ウエハ１０の温度を制御する閉ループ加熱システムを形成する。
【００３４】
好ましくは、温度コントローラ６０は抵抗加熱エレメント３８によって放散される熱を制御し、それによって電気接触子６は、電気接触子６の表面２０から水蒸気及び有機材料の少なくとも一方を脱離するのに十分な温度に加熱される。同様に、温度コントローラ６０は抵抗フォイル５０によって放散される熱を制御し、それによって基板１２の上側１６又は誘電体層１４があればその上側２２は、水蒸気及び有機材料の少なくとも一方を脱離するのに十分な温度に加熱される。電気接触子６の表面２０から、そして基板１２の上側１６又は誘電体層１４があればその上側２２から、水蒸気及び有機材料の少なくとも一方を脱離するための適温は、摂氏１００度（１００℃）以上の温度であると好適である。
【００３５】
より具体的には、温度コントローラ６０、抵抗加熱エレメント３８及び温度センサー４２の組合せは、表面２０から水蒸気及び有機材料の少なくとも一方を脱離するのに十分な温度に電気接触子６を加熱する。半導体ウエハ１０の裏側８がチャック４上に位置する場合、温度コントローラ６０、抵抗フォイル５０及び温度センサー５４は、基板１２の上側１６又は誘電体層１４があればその上側２２から水蒸気及び有機材料の少なくとも一方を脱離するのに十分な温度に、チャック４、したがって半導体ウエハ１０を加熱する。好ましくは、接触形成手段２６が半導体ウエハ１０の上側１６又は、あれば２２に接触させるべく表面２０を移動させる前と、電気刺激付与手段３０による電気刺激の印加時及び印加された電気刺激に対する半導体ウエハ１０の反応の測定手段３２による測定時とに、電気接触子６の表面２０の温度と、半導体ウエハ１０の上側１６又は上側２２があればその温度と、が同じか、互いに所定の温度内、例えば＃摂氏約５度以内である。
【００３６】
適切な時に、接触形成手段２６は電気接触子６の表面２０を基板１２の上側１６又は誘電体層１４があればその上側２２に押圧させて、電気接触を形成する。好ましくは、少なくとも表面２０は、基板１２の上側１６又は誘電体層１４があればその上側２２に押圧すると、その弾性限界内で変形する弾性変形可能な電気的導電材料で形成される。この電気接触が形成されると、電気刺激付与手段３０は、表面２０と半導体ウエハ１０との間に電気刺激を印加する。そして、測定手段３２は、印加された電気刺激に対する半導体ウエハの反応を測定し、それに基づいて半導体ウエハ１０の少なくとも１つの電気的性質を決定する。
【００３７】
測定手段３２が測定可能な電気刺激付与手段３０によって印加することができる適切な電気刺激の非限定的な例は、容量電圧（ＣＶ）型の刺激、コンダクタンス電圧（ＧＶ）型の刺激、電荷電圧（ＱＹ）型の刺激、電流電圧（ＩＶ）型の刺激及び／又は容量時間（Ｃｔ）型の刺激を含む。電気刺激から決定することができる電気的性質の非限定的な例は、フラットバンド電圧（ＶＦＢ）、閾値電圧（ＶＴ）及び漏れ電流（ＩＬＥＡＫ）を含む。これらの電気刺激の印加、及びこれらの電気刺激からの少なくとも１つの電気的性質の決定に関する詳細は周知であるから、そのような詳細は簡潔さのために本書に記載しない。
【００３８】
抵抗加熱エレメント３８及び／又は抵抗フォイル５０によって放散される電力が、半導体ウエハ１０への電気刺激の印加に悪影響を及ぼすこと、及び／又は印加される電気刺激に対する半導体ウエハ１０の反応の測定に悪影響を及ぼすことを防ぐために、温度コントローラ６０は、電気刺激の印加及び／又は印加される電気刺激に対する半導体ウエハ１０の反応の測定時に、抵抗加熱エレメント３８及び抵抗フォイル５０の一方又は両方による電力の放散を終了するか停止させるよう作用する。或いは、温度センサー６０が抵抗加熱エレメント３８及び／又は抵抗フォイル５０によってＤＣ電力を放散させる場合であって、そのようなＤＣ電力の放散が電気刺激の印加、及び印加される電気刺激に対する半導体ウエハ１０の反応の測定に影響しない場合、温度コントローラ６０は、電気刺激の印加及び／又は印加される電気刺激に対する半導体ウエハ１０の反応の測定時に、ＤＣ電力が供給され、したがって抵抗加熱エレメント３８及び／又は抵抗フォイル５０によって放散されるように作用することができる。
【００３９】
図２において図１を参照すると、抵抗加熱システム３４は、電気接触子６の外面に巻かれた抵抗ワイヤ６２を含む抵抗ワイヤ加熱システム６１に替えることができる。必要に応じて、抵抗ワイヤ６２を電気接触子６から電気的に分離する場合、抵抗ワイヤ６２と電気接触子６の外面との間に誘電体６４、例えば誘電スリーブ、を設けることができる。この実施例で、温度コントローラ６０は、温度センサー４２によって感知された電気接触子６の温度の関数として、抵抗ワイヤ６２によって放散される熱を制御する。
【００４０】
好ましくは、温度コントローラ６０は、温度センサー４２によって感知された温度の関数として、表面２０から水蒸気及び有機材料の少なくとも一方を脱離するのに十分な温度に電気接触子６を加熱するように抵抗ワイヤ加熱システム６１を制御する。
【００４１】
図１に示す抵抗フォイル加熱システム４８を管状の加熱システム７０に変更可能である。管状加熱システム７０は、所期のパターンでのチャック４内に配置された管７２を含んでいる。管７２内に抵抗ワイヤ７４が設けられ、誘電材料７６が管７２の内面から抵抗ワイヤ７４を分離する。
【００４２】
好ましくは、温度コントローラ６０は、温度センサー５４によって感知された温度の関数として、基板１２の上側１６又は誘電体層１４があればその上側２２から水蒸気及び有機材料の少なくとも一方を脱離するのに十分な温度に、チャック４、即ちチャック４上に配設された半導体ウエハ１０を加熱するよう管状加熱システム７０を制御する。
【００４３】
図３において図１及び図２参照すると、抵抗フォイル加熱システム４８及び／又は管状加熱システム７０を流体加熱システム８０に変更可能である。流体加熱システム８０は、外気又は不活性ガス等の流体８４を所期の温度に加熱するために温度コントローラ６０の制御下で作動する流体ヒータ８２を含んでいる。そして、加熱された流体８４は、所期のパターンでチャック４内に配設或いは形成された管又はアパーチャ８６を通される。流体加熱システム８０は、閉ループ加熱システムであっても良く、それによって流体ヒータ８２から出る加熱流体は管８６を通って流体ヒータ８２へ戻り、再利用される。或いは、流体加熱システム８０は開ループ加熱システムでも良く、それによって流体ヒータ８２から出る加熱流体８４は、管８６を通って外気に放出される。
【００４４】
好ましくは、温度コントローラ６０は、温度センサー５４によって感知された温度の関数として、基板１２の上側１６又は誘電体層１４があればその上側２２から水蒸気及び有機材料の少なくとも一方を脱離するのに十分な温度に、チャック４を、したがってチャック４上に配設された半導体ウエハ１０を加熱するよう流体加熱システム８０を制御する。
【００４５】
また、流体加熱システム８０は、加熱流体９０の流れを電気接触子６、特に電気接触子６の表面２０に供給して、水蒸気及び有機材料の少なくとも一方を脱離するのに十分な温度に表面２０を加熱するために、流体ヒータ８２と電気接触子６との間に接続した管８８（仮想線で示す）を含むことができる。流体ヒータ８２と電気接触子６との間に接続した管８８を含む流体加熱システム８０は、図１と図２とにそれぞれ示す抵抗加熱システム３４及び／又は抵抗ワイヤ加熱システム６１に変更可能である。
【００４６】
温度コントローラ６０は、温度センサー４２によって感知された温度の関数として、表面２０から水蒸気及び有機材料の少なくとも一方を脱離するのに十分な温度に電気接触子６を加熱するように流体加熱システム８０を制御する。
【００４７】
図４において、図１、図２及び図３を参照すると、抵抗加熱システム３４、抵抗ワイヤ加熱システム６１及び／又は流体加熱システム８０は、接触子６を放射エネルギーで加熱するよう位置づけられた加熱ランプ９２を含む放射加熱システム９０に変更可能である。好ましくは、温度コントローラ６０は、温度センサー４２によって感知された温度の関数として、表面２０から水蒸気及び有機材料の少なくとも一方を脱離するのに十分な温度に電気接触子６を加熱するように加熱ランプ９２を制御する。
【００４８】
チャック４を加熱する抵抗フォイル加熱システム４８、管状加熱システム７０及び／又は流体加熱システム８０は、半導体ウエハ１０を放射エネルギーで加熱する加熱ランプ９６を含む放射加熱システム９４に変更可能である。好ましくは、温度コントローラ６０は、温度センサー４２によって感知された温度の関数として、基板１２の上側１６又は誘電体層１４があればその上側２２から水蒸気及び有機材料の少なくとも一方を脱離するのに十分な温度に半導体ウエハ１０を加熱するように加熱ランプ９６を制御する。
【００４９】
チャック４を加熱する抵抗フォイル加熱システム４８、管状加熱システム７０、流体加熱システム８０及び放射加熱システム９４のいずれか１つを、電気接触子６を加熱する抵抗加熱システム３４、抵抗ワイヤ加熱システム６１、流体加熱システム８０及び／又は放射加熱システム９０の任意の１つと望み通り組み合わせて利用することができる。従って、電気接触子６の加熱用の１つの加熱システムを、チャック４及び／又は半導体ウエハ１０の加熱用の別の加熱システムと組み合わせた上記説明は、本発明を限定するものではない。
【００５０】
電気接触子６の加熱用の上記１つの加熱システムと、半導体ウエハ１０の加熱用の上記１つの加熱システムと、のいかなる組合せの使用においても、電気接触子６は、その表面２０から水蒸気及び有機材料の少なくとも一方を脱離するのに十分な温度に加熱される。半導体ウエハ１０の裏側８がチャック４上に配設された状態で、チャック４及び／又は半導体ウエハ１０は、基板１２の上側１６又は誘電体層１４があればその上側２２から水蒸気及び有機材料の少なくとも一方を脱離するのに十分な温度に加熱される。そして、電気接触子６の表面２０が半導体ウエハ１０の上面に接触させられる。電気接触子６の表面２０が半導体ウエハ１０の上面に接触している時、電気刺激付与手段３０が表面２０と半導体ウエハ１０との間に電気刺激を印加する。そして、測定手段３２が、印加された電気刺激に対する半導体ウエハ１０の反応を測定し、反応から半導体ウエハ１０の少なくとも１つの電気的性質を決定する。
【００５１】
好ましくは、電気接触子６に加えられる熱は、電気接触子６の温度の関数として制御される。半導体ウエハ１０に加えられる熱は、半導体ウエハ自体の温度又は半導体ウエハの温度と関連する温度の関数として制御される。例えば、チャック４の温度と半導体ウエハ１０の温度とは異なるが、半導体ウエハ１０がチャック４から伝わる熱によって加熱される場合、チャック４の温度は半導体ウエハ１０の温度と関連する。
【００５２】
電気刺激の印加時又は電気刺激に対する半導体ウエハ１０の反応の測定時に、温度コントローラ６０は、電力の供給が電気刺激の印加又は印加される電気刺激に対する半導体ウエハ１０の反応の測定に悪影響を及ぼすことを避けるために、電気接触子６又は半導体ウエハ１０の加熱用の抵抗加熱エレメントのいずれか１つ又はその組合せへの電力の供給を終了するか停止させることができる。
【００５３】
好ましくは、表面２０が半導体ウエハ１０の上側に接触する前と、電気刺激付与手段３０による電気刺激の印加時及び印加された電気刺激に対する半導体ウエハ１０の反応の測定手段３２による測定時の少なくともいずれかに、電気接触子６の表面２０と半導体ウエハ１０の上側とは同じ又は実質的に同じ温度である。
【００５４】
上記において、好適実施例を参照して発明を説明した。以上の詳細な説明を読み理解すれば、明白な改変及び変更に想到するであろう。付記された請求項或いはその均等物の範囲に含まれる限り、そのような改変及び変更を全て含むように発明が解釈されることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】半導体ウエハ検査システムの一例の横断面及びブロックを示す図
【図２】半導体ウエハ検査システムの一例の横断面及びブロックを示す図
【図３】半導体ウエハ検査システムの一例の横断面及びブロックを示す図
【図４】半導体ウエハ検査システムの一例の横断面及びブロックを示す図
【図１】
2008519435.tif 000003
【図２】
2008519435.tif 000004
【図３】
2008519435.tif 000005
【図４】
2008519435.tif 000006
【国際調査報告】
2008519435.tif 000007