專利名稱：在制程中測量低介電常數(shù)的薄膜性質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測量低介電常數(shù)薄膜的介電常數(shù)的方法及系統(tǒng)，特別是涉及決定介電常數(shù)的各組成的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體工業(yè)中，高效能的積體電路需要能降低內(nèi)連線的電阻電容延遲及金屬線間干擾(crosstalk)的材質(zhì)作為層間和內(nèi)金屬介電層。為了達(dá)到上述目的，已經(jīng)開發(fā)了多種低介電常數(shù)的材質(zhì)。層間和內(nèi)金屬介電層材質(zhì)的介電系數(shù)對積體電路裝置性能表現(xiàn)非常重要。因此，如何準(zhǔn)確測量低介電常數(shù)薄膜的介電常數(shù)成了一個很重要的課題，特別是測量制程中產(chǎn)品基板(亦即將繼續(xù)進(jìn)行后續(xù)制程的基板，以在其上形成積體電路或其他半導(dǎo)體裝置)上的介電層的介電常數(shù)。還有關(guān)于要如何測量介電常數(shù)而不需為了測量而在基板上形成特定的架構(gòu)以及如何測量介電常數(shù)而不破壞或改變薄膜的架構(gòu)性質(zhì)，亦為重要需求之一。
現(xiàn)今測量介電常數(shù)的方法包含使用水銀探針(probe)。此種測量需要形成特定的金氧半電晶體架構(gòu)。并且，水銀滴會直接接觸低介電常數(shù)薄膜而造成污染，進(jìn)而影響后續(xù)的制程。此外，表面接觸還會引發(fā)其他薄膜性質(zhì)維持的顧慮。另外一種測量介電常數(shù)的方法是利用金屬/絕緣層/半導(dǎo)體(metal-insulator-semiconductor，MIS)的架構(gòu)進(jìn)行測量。但其亦需要形成特定的金氧半電晶體架構(gòu)。其需要在基板上形成金屬電極。還有一種方法是叉合梳齒(interdigitated comb)，此種方法需要在基板上形成叉合梳齒的架構(gòu)。雖然，叉合梳齒可以提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，但卻不能即時進(jìn)行測量。在測量時，因?yàn)闇y量需要作切片和拉斐爾模型，基板需要從生產(chǎn)線中移出?？偠灾?，道統(tǒng)測量介電常數(shù)的缺點(diǎn)包含需要表面直接接觸才能進(jìn)行測量，需要特定架構(gòu)才能進(jìn)行測量，不能即時測量，及需要將測試的基板從生產(chǎn)線移出。
介電常數(shù)是一種具有頻率依存性的材質(zhì)內(nèi)部特性。介電常數(shù)包含電子的、離子的和偶極偏極化的三個組成。這三個組成受到半導(dǎo)體裝置制造時不同的現(xiàn)象和制程所影響。因此，測量或推導(dǎo)這三個組成和測量整體介電常數(shù)一樣重要。
由此可見，上述現(xiàn)有的測量介電常數(shù)的方法在方法與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決現(xiàn)有的測量介電常數(shù)的方法存在的問題，相關(guān)廠商莫不費(fèi)盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設(shè)計被發(fā)展完成，而一般方法又沒有適切的方法能夠解決上述問題，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。因此如何能創(chuàng)設(shè)一種非接觸的測量技術(shù)來測量低介電常數(shù)薄膜的整體介電常數(shù)和電子的、離子的和偶極偏極化的三個組成的方法，便成為急需解決的問題。
有鑒于上述現(xiàn)有的測量介電常數(shù)的方法存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計制造多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專業(yè)知識，并配合學(xué)理的運(yùn)用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新的在制程中測量低介電常數(shù)的方法，能夠改進(jìn)一般現(xiàn)有的測量介電常數(shù)的方法，使其更具有實(shí)用性。經(jīng)過不斷的研究、設(shè)計，并經(jīng)反復(fù)試作及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實(shí)用價值的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于，克服現(xiàn)有的測量介電常數(shù)的方法存在的缺陷，而提供一種決定薄膜介電常數(shù)的方法。此種決定薄膜介電常數(shù)的方法能測量制程中產(chǎn)品基板上的介電層的介電常數(shù)，而不需要將測試的基板從生產(chǎn)線移出。
本發(fā)明的另一目的在于，提供一種決定低介電常數(shù)薄膜的介電常數(shù)的方法。此種決定低介電常數(shù)薄膜的介電常數(shù)的方法不需直接接觸即可進(jìn)行測量，測量時亦不需特定架構(gòu)。
本發(fā)明的再一目的在于，提供一種決定位在反射層上低介電常數(shù)薄膜的介電常數(shù)的系統(tǒng)。此種決定位在反射層上低介電常數(shù)薄膜的介電常數(shù)的系統(tǒng)不需特定結(jié)構(gòu)即可測量，且測量時不會破壞或改變薄膜的架構(gòu)性質(zhì)。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種決定薄膜介電常數(shù)的方法，該方法包含提供一低介電常數(shù)薄膜于一基板的一反射層上；非接觸模式?jīng)Q定該低介電常數(shù)薄膜的介電常數(shù)，其中決定該介電常數(shù)的步驟包含測量該介電常數(shù)的一電子組成；測量該介電常數(shù)的一離子組成；以及測量一整體介電常數(shù)；以及從該電子組成、該離子組成和該整體介電常數(shù)推導(dǎo)出該介電常數(shù)的一偶極組成。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
前述的決定薄膜介電常數(shù)的方法，其中測量該介電常數(shù)的該電子組成所用的波長范圍為可見光區(qū)到紫外光區(qū)。
前述的決定薄膜介電常數(shù)的方法，其中測量該介電常數(shù)的該離子組成所用的波長范圍為紅外光區(qū)。
前述的決定薄膜介電常數(shù)的方法，其中測量該整體介電常數(shù)所用的波長范圍為微波光區(qū)。
前述的決定薄膜介電常數(shù)的方法，在測量該電子組成、測量該離子組成、測量該整體介電常數(shù)的該些步驟中，其中至少一個步驟包含測量一個范圍內(nèi)的波長。
前述的決定薄膜介電常數(shù)的方法，其中測量該介電常數(shù)的該電子組成的該步驟包含測量一反射率及轉(zhuǎn)換該反射率為該電子組成。
前述的決定薄膜介電常數(shù)的方法，其中測量該整體介電常數(shù)的步驟包含測量一阻抗及轉(zhuǎn)換該阻抗為該整體介電常數(shù)。
前述的決定薄膜介電常數(shù)的方法，其中，在決定該低介電常數(shù)的該步驟及推導(dǎo)出該偶極組成的該步驟后，更包含對該基板進(jìn)行一制程步驟，之后再決定該介電常數(shù)及再推導(dǎo)出該偶極組成；比較該決定推導(dǎo)結(jié)果和該再決定再推導(dǎo)結(jié)果；根據(jù)該比較步驟的結(jié)果調(diào)整該制程步驟。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種決定低介電常數(shù)薄膜的介電常數(shù)的方法，該方法包含提供一低介電常數(shù)薄膜于一基板的一反射層上；決定一整體介電常數(shù)以及該介電常數(shù)的一電子組成、一離子組成和一偶極組成，藉由用橢圓儀作第一次測量、用紅外光譜儀作第二次測量、用微波光譜儀作第三次測量；以及數(shù)學(xué)處理該第一次測量、該第二次測量和該第三次測量的結(jié)果。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題另外還采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種測量在一反射層上低介電常數(shù)薄膜的介電常數(shù)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含一橢圓儀用來測量該低介電常數(shù)薄膜的該介電常數(shù)的一電子組成和產(chǎn)生一測量電子組成；一紅外光譜儀用來測量該低介電常數(shù)薄膜的該介電常數(shù)的一離子組成和產(chǎn)生一測量離子組成；一微波光譜儀用來測量該低介電常數(shù)薄膜的一整體介電常數(shù)和產(chǎn)生一測量的整體介電常數(shù)；一裝置利用該測量的電子組成、該測量的離子組成和該測量的整體介電常數(shù)用來推導(dǎo)該介電常數(shù)的一偶極組成。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
前述的測量在一反射層上低介電常數(shù)薄膜的介電常數(shù)的系統(tǒng)，其中一第一光譜儀包含該紅外光譜儀和該微波光譜儀。
前述的測量在一反射層上低介電常數(shù)薄膜的介電常數(shù)的系統(tǒng)，其中所述的橢圓儀、該紅外光譜儀和該微波光譜儀為非接觸測量工具。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明的主要技術(shù)內(nèi)容如下為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種決定薄膜介電常數(shù)的方法。此方法中，先是提供低介電常數(shù)薄膜于基板的反射層上，再以非接觸模式測量低介電常數(shù)薄膜的介電常數(shù)的電子組成、離子組成以及整體介電常數(shù)。最后，從電子組成、離子組成和整體介電常數(shù)推導(dǎo)出介電常數(shù)的偶極組成。
另外，為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明另提供了一種決定低介電常數(shù)薄膜的介電常數(shù)的方法。在此方法中，先是于基板的反射層上形成低介電常數(shù)薄膜，再由橢圓儀作第一次測量，紅外光譜儀作第二次測量，微波光譜儀作第三次測量。之后，以數(shù)學(xué)處理第一次測量、第二次測量和第三次測量的結(jié)果，以此決定薄膜的整體介電常數(shù)和介電常數(shù)的電子組成、離子組成和偶極組成。
再者，為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明再提供了一種決定位在反射層上低介電常數(shù)薄膜的介電常數(shù)的系統(tǒng)，此系統(tǒng)包含用來測量低介電常數(shù)薄膜的介電常數(shù)的電子組成的橢圓儀，用來測量薄膜的介電常數(shù)的離子組成的紅外光譜儀，用來測量薄膜的整體介電常數(shù)的微波光譜儀，以及利用測量的電子組成、離子組成和整體介電常數(shù)推導(dǎo)偶極組成的裝置。
經(jīng)由上述可知，本發(fā)明涉及一種決定制造基板上低介電常數(shù)薄膜的介電系數(shù)的方法與系統(tǒng)。此方法包含用橢圓儀測量介電常數(shù)的電子組成，用紅外光譜儀測量介電常數(shù)的離子組成，用微波光譜儀測量整體介電常數(shù)，以及推導(dǎo)出介電常數(shù)的偶極組成。此測量方法為非接觸式，并且裝置在測量后還可以繼續(xù)后續(xù)的制程。
借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明在制程中測量低介電常數(shù)的薄膜性質(zhì)至少具有下列優(yōu)點(diǎn)利用此技術(shù)作測量時，測量完的基板可以再進(jìn)行后續(xù)的制程。并且，測量時不需要先制造特定的測量架構(gòu)。
綜上所述，本發(fā)明具有上述諸多優(yōu)點(diǎn)及實(shí)用價值，其不論在方法上或功能上皆有較大改進(jìn)，在技術(shù)上有較大進(jìn)步，并產(chǎn)生了好用及實(shí)用的效果，且較現(xiàn)有的測量介電常數(shù)的方法具有增進(jìn)的多項(xiàng)功效，從而更加適于實(shí)用，并具有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價值，誠為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計。
上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。


圖1是繪示依照本發(fā)明較佳實(shí)施例中量測的低介電常數(shù)薄膜的截面圖。
1低介電常數(shù)薄膜 3反射層5基板9入射輻射11反射輻射具體實(shí)施模式為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的在制程中測量低介電常數(shù)的薄膜性質(zhì)其具體實(shí)施模式、方法、步驟、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。
本發(fā)明提供決定位于半導(dǎo)體基板上低介電常數(shù)薄膜的整體介電常數(shù)和介電常數(shù)各部分的方法和系統(tǒng)。上述的半導(dǎo)體基板可用各種半導(dǎo)體基板，如硅晶片。由形成半導(dǎo)體積體電路和其他半導(dǎo)體裝置的制程步驟來在基板上形成及圖案化各種薄膜、裝置、架構(gòu)和攙雜區(qū)域(impurity region，i.e.doped region)。在制程步驟的流程中，低介電常數(shù)薄膜常作為層間和內(nèi)金屬介電層的介電隔離層。在實(shí)施例中，低介電常數(shù)薄膜為SiOC和SiOCH。但也可使用其他低介電常數(shù)薄膜。本發(fā)明以非接觸模式測量低介電薄膜的整體介電常數(shù)和介電常數(shù)的電子組成、離子組成和偶極組成。此非接觸測量不會傷害或改變測量的薄膜的架構(gòu)性質(zhì)，并且可測量基板上任何一處的低介電常數(shù)薄膜，只要此低介電常數(shù)薄膜位于基板的反射層上。此測量方法不需要先形成特定的測試架構(gòu)，可在半導(dǎo)體的制程中即時完成，而不需將基板移出制程環(huán)境，并且在測量結(jié)束后還可讓基板繼續(xù)進(jìn)行后續(xù)的制程，以完成積體電路或其他的半導(dǎo)體裝置。
介電常數(shù)是一種具有頻率依存性的材質(zhì)內(nèi)部特性。介電常數(shù)包含電子組成、離子組成和偶極組成。其中，電子的貢獻(xiàn)來自于組成固體的原子核外電子云扭曲所產(chǎn)生的偏極性。離子的貢獻(xiàn)來自于原子核之間相互運(yùn)動所產(chǎn)生的偏極性。偶極的貢獻(xiàn)來自于當(dāng)兩個具有偶極矩的部分隨電場方向排列時。這些貢獻(xiàn)可利用不同的技術(shù)測量不同區(qū)段的波長而得。這些區(qū)段包含300到750奈米的紫外光到可見光區(qū)段、2到15微米紅外光區(qū)段及微波區(qū)段。電子組成可用光譜橢圓儀測量可見光到紫外光區(qū)段得到。離子組成可藉由Kramer-Kronig關(guān)系式從紅外光吸收光譜計算出來。整體介電常數(shù)可藉由測量入射和反射微波訊號的差異得到。微波區(qū)段介電常數(shù)的測量式如式(1)所示εr(1-15GHz)＝1+Δεe+Δεi+Δεd式(1)其中，介電常數(shù)的離子貢獻(xiàn)為εi，介電常數(shù)的電子貢獻(xiàn)為εe，介電常數(shù)的偶極貢獻(xiàn)為εd。如式(2)所示，物質(zhì)的介電常數(shù)亦可從反射率計算得來εr(λ)＝n2(λ)-k2(λ) 式(2)其中，εr為相對的介電常數(shù)，n為反射率的實(shí)部，k為反射率的虛部，λ為光源的波長。
假如光源的波長范圍在可見光到紫外光，只有電子會對隨時間改變的電磁場有回應(yīng)。因此，在這個光區(qū)段的介電常數(shù)只和電子偏極性有關(guān)。可藉由計算在可見光到紫外光的反射率得到純電子的貢獻(xiàn)。在這個光區(qū)段，純電子的貢獻(xiàn)等于反射率的平方值。
介電常數(shù)的離子組成(Δεi)可藉由在紅外光(＜1300奈米)區(qū)段測得的介電常數(shù)1+Δεe+Δεi減去在可見光到紫外光(＜700奈米，舉例，633奈米)區(qū)段測得的介電常數(shù)1+Δεe。Kramer-Kronig關(guān)系式可用來計算在紅外光區(qū)的反射率。
如式(3)所示，為原始的Kramer-Kronig關(guān)系式ni=1+π2p∫0∞vk(v)v2-vi2dv]]>式(3)其中，ni為在vi時的反射率的實(shí)部。p是從零積分到無窮大的主值。因?yàn)榧t外光的吸收光譜所涵蓋的區(qū)域有限，上述的積分無法從零積分到無限大。
各制程步驟對介電常數(shù)各部分的影響，可藉由在進(jìn)行制程步驟前后分別測量整體介電常數(shù)和介電常數(shù)各部分的數(shù)值，再比較進(jìn)行前后數(shù)值的差異得知。因而，可了解特定制程步驟影響的特定面向，如某部份的介電常數(shù)。因?yàn)椋阎殡姵?shù)的各部分來自于不同的現(xiàn)象。因此，可藉此了解制程步驟所造成的特定沖擊。
請參閱圖1所示，為在基板5上的低介電常數(shù)薄膜1的側(cè)視圖。特別是，低介電常數(shù)薄膜1形成于基板5上的反射層3之上。圖1只是用來舉例，在反射層3和基板5間還可以有各種不同的薄膜。反射層3的材質(zhì)可以是銅、鋁或是其他半導(dǎo)體裝置中可以作為內(nèi)連線的材質(zhì)。介電常數(shù)測量的位置可以是在基板上任意的位置，如積體電路上隔離的區(qū)域。基板5的晶圓可以在測量介電常數(shù)后繼續(xù)進(jìn)行后續(xù)的制程。入射輻射9和反射輻射11可以表示在這發(fā)明的實(shí)施例中各輻射產(chǎn)生器產(chǎn)生和偵測的各種波長的輻射。本發(fā)明分別用橢圓儀測介電常數(shù)的電子組成、紅外光譜儀測量離子組成、微波光譜測量整體介電常數(shù)。再由的前所述的數(shù)學(xué)式計算出介電常數(shù)的偶極組成。
道統(tǒng)的橢圓儀可用來測量介電常數(shù)的電子組成。光源區(qū)段為可見光到紫外光。利用道統(tǒng)技術(shù)測量可見光區(qū)到紫外光區(qū)的頻率或波數(shù)。橢圓儀藉由測量低介電常數(shù)物質(zhì)的反射率和依據(jù)式(2)計算，得到此物質(zhì)介電常數(shù)的電子組成。
介電常數(shù)的離子部份是由紅外光譜儀測量在紅外光譜區(qū)的波數(shù)。利用Kramer-Kronig關(guān)系式計算紅外光區(qū)的反射率。從反射率導(dǎo)出介電常數(shù)的離子組成。
藉由微波光譜儀對微波范圍內(nèi)的波數(shù)作復(fù)數(shù)個測量，可得到整體的介電常數(shù)。非接觸微波訊號源搭配合適的偵測器。測量微波區(qū)段的頻率如4千兆赫，但也可選擇性的測量其他頻率。在實(shí)施例中，可用同樣的光譜儀工具作微波和紅外光區(qū)段的測量。使用微波光譜儀和非接觸測量技術(shù)測量低介電常數(shù)薄膜的介電常數(shù)，可參見Talanov，Scanning Near-FieldMicrowave Probe For In-Line Metrology of Low-k Dielectrics，Mat.Res.Soc.Symp.Proc.Dol.812，2004 Materials Research Society pageF5.11.1-F5.11.6。其中描述使用非接觸高解析測量技術(shù)(微米等級)測量已圖案化的晶圓。以下是近場非接觸探針測量介電常數(shù)的范例。
依據(jù)微波技術(shù)，當(dāng)探針尖端靠近測試樣品時，邊緣電容C1是由尖端幾何形狀、電容率和尖端到樣品間的距離所決定的。如式(4)所示，為尖端的復(fù)數(shù)反射系數(shù)Γ≅exp(-iωZ0C1)]]>式(4)其中，ω為操作頻率，Z0為線特征阻抗，并且ωZ0C1＜＜1。為了增加測量的靈敏度，可藉由蝕刻鋁線條背部到合適的長度，使得穿透線(transmission line)可形成一個半波長共振器。此共振器的共振頻率F約為4千兆赫和無負(fù)載品性因子(unloaded quality factor)Q約為100。使用道統(tǒng)的磁圈來耦合微波訊號。此共振器位于金屬容器內(nèi)，在容器的墻上有一個孔供共振器的尖端伸出。探針共振頻率F可使用解析度低于100赫的微波反射儀經(jīng)由實(shí)際實(shí)驗(yàn)測到的探針反射系數(shù)S11的來決定。
如式(5)所示，為探針共振頻率F的相對位移對尖端電容Ct改變的關(guān)系式下式要標(biāo)出(5)ΔFF=-Z0Lϵ0μϵeffΔC1]]>式(5)其中，L為共振長度，ε0為真空電容率，μ為真空透磁率，εeff為受穿透線影響的介電常數(shù)，Z0為線特征阻抗。根據(jù)估計，真空中的尖端電容Ct0約為ε0αt，αt為尖端尺寸，當(dāng)αt約為1微米，Ct0約為10aF。將一般標(biāo)準(zhǔn)的探針參數(shù)(L約為25毫米，Z0約為100Ω，εeff約為2.5)及ΔF約為100赫代入式(5)得到對尖端電容改變的敏感度為3*10-20F＝30zF。
利用微波光譜儀測量整體介電常數(shù)、橢圓儀測量介電常數(shù)的電子組成與紅外光譜儀測量介電常數(shù)的離子組成，依據(jù)上述式(1)推導(dǎo)出介電常數(shù)的偶極組成?？捎呻娔X來執(zhí)行運(yùn)算或是由其他裝置來處理此計算。
在測量結(jié)束后，可繼續(xù)基板的制程及完成積體電路的裝置的制作。此測量方法的優(yōu)點(diǎn)在于可在制程步驟進(jìn)行前后測量同一基板的整體介電系數(shù)和各部分的數(shù)值，經(jīng)由比較兩者數(shù)值的差異，得知此處理操作對基板造成的影響，可藉由此比較結(jié)果對處理操作作調(diào)整。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種決定薄膜介電常數(shù)的方法，其特征在于其包含提供一低介電常數(shù)薄膜于一基板的一反射層上；非接觸模式?jīng)Q定該低介電常數(shù)薄膜的介電常數(shù)，其中決定該介電常數(shù)的步驟包含測量該介電常數(shù)的一電子組成；測量該介電常數(shù)的一離子組成；以及測量一整體介電常數(shù)；以及從該電子組成、該離子組成和該整體介電常數(shù)推導(dǎo)出該介電常數(shù)的一偶極組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的決定薄膜介電常數(shù)的方法，其特征在于其中測量該介電常數(shù)的該電子組成所用的波長范圍為可見光區(qū)到紫外光區(qū)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的決定薄膜介電常數(shù)的方法，其特征在于其中測量該介電常數(shù)的該離子組成所用的波長范圍為紅外光區(qū)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的決定薄膜介電常數(shù)的方法，其特征在于其中測量該整體介電常數(shù)所用的波長范圍為微波光區(qū)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的決定薄膜介電常數(shù)的方法，其特征在于在測量該電子組成、測量該離子組成、測量該整體介電常數(shù)的該些步驟中，其中至少一個步驟包含測量一個范圍內(nèi)的波長。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的決定薄膜介電常數(shù)的方法，其特征在于其中測量該介電常數(shù)的該電子組成的該步驟包含測量一反射率及轉(zhuǎn)換該反射率為該電子組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的決定薄膜介電常數(shù)的方法，其特征在于其中測量該整體介電常數(shù)的步驟包含測量一阻抗及轉(zhuǎn)換該阻抗為該整體介電常數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的決定薄膜介電常數(shù)的方法，其特征在于其中在決定該低介電常數(shù)的該步驟及推導(dǎo)出該偶極組成的該步驟后，更包含對該基板進(jìn)行一制程步驟，之后再決定該介電常數(shù)及再推導(dǎo)出該偶極組成；比較該決定推導(dǎo)結(jié)果和該再決定再推導(dǎo)結(jié)果；根據(jù)該比較步驟的結(jié)果調(diào)整該制程步驟。
9.一種決定低介電常數(shù)薄膜的介電常數(shù)的方法，其特征在于其包含提供一低介電常數(shù)薄膜于一基板的一反射層上；決定一整體介電常數(shù)以及該介電常數(shù)的一電子組成、一離子組成和一偶極組成，藉由用橢圓儀作第一次測量、用紅外光譜儀作第二次測量、用微波光譜儀作第三次測量；以及數(shù)學(xué)處理該第一次測量、該第二次測量和該第三次測量的結(jié)果。
10.一種測量在一反射層上低介電常數(shù)薄膜的介電常數(shù)的系統(tǒng)，其特征在于其包含一橢圓儀，用來測量該低介電常數(shù)薄膜的該介電常數(shù)的一電子組成和產(chǎn)生一測量電子組成；一紅外光譜儀，用來測量該低介電常數(shù)薄膜的該介電常數(shù)的一離子組成和產(chǎn)生一測量離子組成；一微波光譜儀，用來測量該低介電常數(shù)薄膜的一整體介電常數(shù)和產(chǎn)生一測量的整體介電常數(shù)；一裝置，利用該測量的電子組成、該測量的離子組成和該測量的整體介電常數(shù)用來推導(dǎo)該介電常數(shù)的一偶極組成。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的測量在一反射層上低介電常數(shù)薄膜的介電常數(shù)的系統(tǒng)，其特征在于其中一第一光譜儀包含該紅外光譜儀和該微波光譜儀。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的測量在一反射層上低介電常數(shù)薄膜的介電常數(shù)的系統(tǒng)，其特征在于其中所述的橢圓儀、該紅外光譜儀和該微波光譜儀為非接觸測量工具。
全文摘要
一種決定制造基板上低介電常數(shù)薄膜的介電系數(shù)的方法與系統(tǒng)。此方法包含用橢圓儀測量介電常數(shù)的電子組成，用紅外光譜儀測量介電常數(shù)的離子組成，用微波光譜儀測量整體介電常數(shù)，推導(dǎo)出介電常數(shù)的偶極組成。此測量方法為非接觸式。該系統(tǒng)包含一橢圓儀用來測量該低介電常數(shù)薄膜的該介電常數(shù)的一電子組成和產(chǎn)生一測量電子組成；一紅外光譜儀用來測量該低介電常數(shù)薄膜的該介電常數(shù)的一離子組成和產(chǎn)生一測量離子組成；一微波光譜儀用來測量該低介電常數(shù)薄膜的一整體介電常數(shù)和產(chǎn)生一測量的整體介電常數(shù)；一裝置利用該測量的電子組成、該測量的離子組成和該測量的整體介電常數(shù)用來推導(dǎo)該介電常數(shù)的一偶極組成。
文檔編號H01L21/02GK1848396SQ20061006651
公開日2006年10月18日 申請日期2006年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月31日
發(fā)明者蔡嘉祥, 徐鵬富, 彭寶慶, 徐祖望, 謝志宏, 蘇怡年, 陶宏遠(yuǎn) 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司