【手続補正書】
【提出日】平成19年12月26日(2007.12.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェハの誘電層の誘電率を測定するための方法であって、
（ａ）半導体ウェハの上面に接触するための、導電性材料から形成される少なくとも部分球状の表面を有する接触手段を提供する工程と、
（ｂ）誘電層の下方に半導体材を有する前記半導体ウェハ上の前記誘電層の厚みを測定する工程と、
（ｃ）前記接触手段の前記少なくとも部分球状の表面を前記半導体ウェハの上面に接触させ、それによってコンデンサを形成する工程であって、ここで、前記コンデンサの静電容量は、前記半導体ウェハの前記上面と接触している前記接触手段の接触領域とアラインメントされる材料から生じる第１静電容量と、前記半導体ウェハの前記上面と、前記接触手段の、前記接触領域を包囲する前記上面と接触していない表面との間の空隙とアラインメントされる材料から生じる第２静電容量とから構成される、工程と、
（ｄ）前記コンデンサが形成されたときに、前記接触手段と前記半導体材とに対して電気刺激を与える工程と、
（ｅ）与えられた前記電気刺激に対する応答から、前記コンデンサの静電容量を測定する工程と、
（ｆ）前記誘電層の誘電率を、前記工程（ｅ）において測定された前記静電容量と、前記工程（ｂ）において測定された前記誘電層の前記厚みと、前記接触領域を包囲する前記空隙の厚み、との関数として決定する工程とを含む方法。
【請求項２】
請求項１の方法であって、前記半導体ウェハの前記上面は、
前記半導体材が設けられているのとは反対側の前記誘電層の表面、及び、
前記半導体材が設けられているのとは反対側の前記誘電層の前記表面の上の単数又は複数の有機物の表面および／又は水の表面、
の少なくとも一方を含む。
【請求項３】
請求項２の方法であって、前記誘電層の誘電率：εｏｘは、次の式を利用して決定される、
【数１】
2005197697.tif 000001
【請求項４】
請求項１の方法であって、更に、水と単数又は複数の有機物の少なくとも一方を前記誘電層の表面から脱離させる工程を含む。
【請求項５】
請求項１の方法であって、前記少なくとも部分球状の表面は、前記表面上に酸化物層を形成しないか、又は、導電性酸化物を形成する導電性材料から形成されている。
【請求項６】
半導体ウェハの誘電層の誘電率を測定するためのシステムであって、
半導体ウェハの上面に接触するための、導電性材料から形成される少なくとも部分球状の表面を有する接触手段と、
誘電層の下方に半導体材を有する前記半導体ウェハ上の前記誘電層の厚みを測定するための手段と、
前記半導体ウェハの上面と、前記接触手段の前記少なくとも部分球状の表面とを接触状態へと移動させ、それによって前記誘電層を用いてコンデンサを形成するための手段であって、ここで、前記コンデンサは、前記半導体ウェハの前記上面と接触している前記接触手段の接触領域とアラインメントされる材料から生じる第１静電容量と、前記半導体ウェハの前記上面と、前記接触手段の、前記接触領域を包囲する前記上面と接触していない表面との間の空隙とアラインメントされる材料から生じる第２静電容量とから構成される静電容量を有する、手段と、
前記コンデンサが形成されたとき、前記接触手段と前記半導体材とに対して電気刺激を与えるための手段と、
与えられた前記電気刺激に対する前記コンデンサの応答から該コンデンサの静電容量を測定するための手段と、
前記誘電層の誘電率を、前記静電容量と、前記誘電層の前記厚みと、前記接触領域を包囲する前記空隙の厚み、との関数として決定するための手段とを有するシステム。
【請求項７】
請求項６のシステムであって、前記半導体ウェハの前記上面は、
前記半導体材が設けられているのとは反対側の前記誘電層の表面、及び、
前記半導体材が設けられているのとは反対側の前記誘電層の前記表面の上の単数又は複数の有機物の表面および／又は水の表面、
の少なくとも一方を含む。
【請求項８】
請求項６のシステムであって、更に、水と単数又は複数の有機物の少なくとも一方を前記誘電層の表面から脱離させる手段を含む。
【請求項９】
請求項６のシステムであって、前記少なくとも部分球状の表面は、前記表面上に酸化物層を形成しないか、又は、導電性酸化物を形成する導電性材料から形成されている。
【請求項１０】
請求項６のシステムであって、前記誘電層の誘電率を決定するための手段は、次の式を利用する、
【数２】
2005197697.tif 000002
【請求項１１】
半導体ウェハの誘電層の誘電率を測定するための方法であって、
（ａ）半導体ウェハの半導体材上の前記誘電層の厚みを測定する工程と、
（ｂ）前記半導体ウェハの上面と、少なくとも部分球状である導電性表面の球状部分とを接触状態へと移動させる工程と、
（ｃ）前記導電性表面と前記半導体材との間に電気刺激を与える工程と、
（ｄ）与えられた前記電気刺激からコンデンサの静電容量を測定する工程であって、前記コンデンサの静電容量は、前記半導体ウェハの前記上面と接触している前記接触手段の接触領域とアラインメントされる材料から生じる第１静電容量と、前記半導体ウェハの前記上面と、前記接触領域を包囲する前記接触手段との間の空隙とアラインメントされる材料から生じる第２静電容量とから構成される、工程と、
（ｅ）前記誘電層の誘電率を、前記工程（ｄ）において測定された前記静電容量と、前記工程（ａ）において測定された前記誘電層の前記厚みと、前記接触領域を包囲する前記空隙の厚み、との関数として決定する工程とを含む方法。
【請求項１２】
請求項１１の方法であって、前記半導体ウェハの前記上面は、
前記半導体材が設けられているのとは反対側の前記誘電層の表面、及び、
前記半導体材が設けられているのとは反対側の前記誘電層の前記表面の上の単数又は複数の有機物の表面および／又は水の表面、
の少なくとも一方を含む。
【請求項１３】
請求項１１の方法であって、更に、前記工程（ｂ）の前に、水と単数又は複数の有機物の少なくとも一方を前記誘電層の表面から脱離させる工程を含む。
【請求項１４】
請求項１１の方法であって、前記導電性表面は、酸化物層を形成しないか、又は、導電性酸化物を形成する材料から形成されている。
【請求項１５】
請求項１１の方法であって、前記誘電層の誘電率：εｏｘは、次の式を利用して決定される、
【数３】
2005197697.tif 000003
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明は、半導体ウェハの誘電層の誘電率を測定するための方法である。この方法は、半導体ウェハの上面に接触するための接触手段を提供する工程を含む。前記接触手段は、導電性材料から形成される少なくとも部分球状の表面を有する。誘電層の下方に半導体材料を有する前記半導体上の前記誘電層の厚みが測定される。前記接触手段の前記少なくとも部分球状の表面を前記半導体ウェハの上面に接触させ、それによってコンデンサを形成し、ここで、前記コンデンサの静電容量は、前記半導体ウェハの前記上面と接触している前記接触手段の接触領域とアラインメントされる材料から生じる第１静電容量と、前記半導体ウェハの前記上面と、前記接触手段の、前記接触領域を包囲する前記上面と接触していない表面との間の空隙とアラインメントされる材料から生じる第２静電容量とから構成される。前記コンデンサが形成されたときに、前記接触手段と前記半導体材とに対して電気刺激を与える。この与えられた刺激に対する応答から、前記コンデンサの静電容量を測定する。次に、前記誘電層の誘電率を、このようにして測定された静電容量と、上述したように測定した誘電層の厚みと、接触領域を包囲する前記空隙の厚み、との関数として決定することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
前記誘電層の誘電率（εｏｘ）は、次の式を利用して決定することができる。
【数４】
2005197697.tif 000004
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、本発明は半導体ウェハの誘電層の誘電率を測定するための装置にも関する。前記装置は、半導体ウェハの上面に接触するための手段を含み、前記接触手段は導電性材料から形成される少なくとも部分球状の表面を有する。更に、前記装置は、誘電層の下方に半導体材を有する前記半導体ウェハ上の前記誘電層の厚みを測定するための手段と、前記半導体ウェハの上面と、前記接触手段の前記少なくとも部分球状の表面とを接触状態へと移動させ、それによって前記誘電層を用いてコンデンサを形成するための手段とを有する。ここで、前記コンデンサは、前記半導体ウェハの前記上面と接触している前記接触手段の接触領域とアラインメントされる材料から生じる第１静電容量と、前記半導体ウェハの前記上面と、前記接触手段の、前記接触領域を包囲する前記上面と接触していない表面との間の空隙とアラインメントされる材料から生じる第２静電容量とから構成される静電容量を有する。前記装置は、更に、前記コンデンサが形成されたとき、前記接触手段と前記半導体材とに対して適当な電気刺激、例えば、ＣＶ刺激、を与えるための手段と、前記与えられた電気刺激に対する前記コンデンサの応答から、前記コンデンサの静電容量を測定し、さらにそこから、前記誘電層の誘電率を、前記静電容量と、前記誘電層の前記厚みと、前記接触領域を包囲する前記空隙の厚み、との関数として決定するための手段とを有する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
最後に、本発明は、半導体ウェハの誘電層の誘電率を測定する方法であって、（ａ）半導体ウェハの半導体材上の誘電層の厚みを測定する工程と、（ｂ）前記半導体ウェハの上面と、少なくとも部分球状である導電性表面の球状部分とを接触状態へと移動させる工程と、（ｃ）前記導電性表面と前記半導体材との間に電気刺激を与える工程と、（ｄ）与えられた前記電気刺激からコンデンサの静電容量を測定する工程であって、前記コンデンサの静電容量は、前記半導体ウェハの前記上面と接触している前記接触手段の接触領域とアラインメントされる材料から生じる第１静電容量と、前記半導体ウェハの前記上面と、前記接触領域を包囲する前記接触手段との間の空隙とアラインメントされる材料から生じる第２静電容量とから構成される、工程と、（ｅ）前記誘電層の誘電率を、前記工程（ｄ）において測定された前記静電容量と、前記工程（ａ）において測定された前記誘電層の前記厚みと、前記接触領域を包囲する前記空隙の厚み、との関数として決定する工程、とを有する方法に関する。