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Abstract

一种技术，包括：生产根据公共的生产工艺的多种器件；并且使用取决于器件的第一元件与经由所述层部分下垫于所述第一元件之下的器件的第二元件之间的重叠面积的第一电性质的指示值来确定所述多个器件之一的层的厚度，其中该方法还包括：另外使用取决于器件的所述第一元件与同样经由所述层而部分地位于所述第一元件下方的器件的第三元件之间的重叠面积的第二电性质的指示值，其中与所述第一电性质的指示值（b）相比，在所述第一电性质的测量指示值（i）与所述第二电性质的测量指示值（ii）之间的差值（a）提供所述层的厚度的更可靠的指示值。

Description

确定层厚
技术领域
本发明涉及用于使用电测量来确定层厚的技术。在一种实施例中，本发明涉及用于测量在通过大批量生产工艺生产的一个或多个器件中的层的厚度的技术，作为质量监控过程的一部分。
背景技术
一种用于测量在具有至少某些介电性质的器件内的层的厚度的技术是在其厚度待测量的层的相对两侧将两个导电元件并入器件之内。如果在两个导电元件之间经由所述层而重叠的面积是已知的，则在这两个导电元件之间的电容的测量值是该层的厚度的指示值。
但是，为了使在两个导电元件之间的电容的测量变得方便，这两个导电元件中的位于下面的那个元件被布置使得它延伸超出这两个导电元件中的位于上面的那个元件的边缘，以便使测量探头对下方导电元件的施加变得方便。本发明人已经识别出这样的问题：即使这两个导电元件各自的总面积都是已知的且为高精度的，重叠的元件与部分下垫的导电元件重叠的程度的不可控的变化也能够降低作为目标层的厚度的指示值的电容测量的可靠性。例如，此类不可控的变化能够由重叠的导电元件相对于部分下垫的导电元件的失配和/或器件在这两个导电元件的形成之后的扭曲引起。
发明内容
本发明的目的是提供有可能用以测量具有高度可靠性的层的厚度的技术，而不管重叠的元件与部分下垫的导电元件重叠的程度的某种不可控的变化。
本发明提供一种方法，包括：根据公共的生产工艺生产多个器件；并且使用取决于器件的第一元件与经由所述层部分下垫于所述第一元件之下的器件的第二元件之间的重叠面积的第一电性质的指示值来确定所述多个器件之一的层的厚度，其中该方法还包括：另外使用取决于器件的所述第一元件与同样经由所述层而部分地位于所述第一元件下方的器件的第三元件之间的重叠面积的第二电性质的指示值，其中与所述第一电性质的指示值（b）相比，在所述第一电性质的测量指示值（i）与所述第二电性质的测量指示值（ii）之间的差值（a）提供所述层的厚度的更可靠的指示值。
在一种实施例中，所述电性质是在所述第一元件与所述第二元件之间的电容；而所述第二电性质是在所述第一元件与所述第三元件之间的电容。
在一种实施例中，器件的所述第三元件被配置使得在第二和第三元件位于第一元件下方的部分各自的面积之间存在着非零的面积差（a），并且其中与生产工艺会使在所述第一和第二元件之间的重叠面积（b）在所述多个器件之内产生变化相比，生产工艺会使所述非零面积差（a）在所述多个器件之间产生更小的变化。
在一种实施例中，方法还包括基于所述非零面积差的预定值（i）以及在所述第一元件和所述第二元件之间的电容的测量指示值与所述第一元件和所述第三元件之间的电容的测量指示值之间的差值（ii）来确定层的厚度。
在一种实施例中，所述非零面积差有变化基本上为零的倾向。
在一种实施例中，所述第二和第三元件具有位于所述第一元件的边缘部分下方的面积基本上相同的部分以及位于所述第一元件的更靠内侧的部分下方的面积不同的部分。
本发明还提供按照公共的生产工艺生产的多个器件，其中每个器件包括层以及经由所述层部分地位于第三元件下方的第一和第二测量元件，其中与所述第一电性质的指示值（b）相比，在取决于所述第一元件和所述第三元件之间重叠的面积的第一电性质的测量指示值（i）与取决于所述第二元件和所述第三元件之间的重叠的面积的第二电性质的测量指示值（ii）之间的差值（a）给所述层的厚度提供更可靠的指示值。
在一种实施例中，所述第一电性质是在所述第一元件和所述第二元件之间的电容，而所述第二电性质是在所述第一元件和所述第三元件之间的电容。
在一种实施例中，在第一和第二元件位于第三元件下方的部分的面积之间存在着非零面积差（a），该非零面积差（a）与所述第一和第三元件之间的重叠面积（b）相比在所述多个器件之内经历更小的变化。
在一种实施例中，非零面积差有变化基本上为零的倾向。
在一种实施例中，所述第一和第二测量元件具有位于所述第三元件的边缘部分下方的面积基本上相同的部分以及位于所述第三元件的更内侧的部分下方的面积不同的部分。
附图说明
本发明的一种实施例参照附图1以实例（仅作示例）的方式在下面描述，该附图1示出了在实施例中使用的测试结构的实例。
图1（a）示出了包括根据本发明的一种实施例的测试结构的电子器件的一部分的透视图。
图1（b）是沿着图1的线A-A截取的截面图；以及
图1（c）是平面图。在图1（a）和1（c）中，为了更好地说明本发明还示出了实际上被隐藏于下垫层之下的部分。
具体实施方式
图1示出了根据公共的大批量生产工艺大量生产的电子器件的一个小部分。
在基板16上已经形成了在电子器件内起着电子功能的电绝缘层18；例如，它限定了TFT阵列（未示出）的栅极介电元件。在绝缘层18的一个边缘部分处设置了用来确定绝缘层18的厚度的测量元件1、2和20。测量元件包括位于绝缘层下方的两个分离的下导电元件2和4以及位于绝缘层18上方的上导电元件20。下导电元件2、4通过对在基板16上的导电材料的连续沉积的光刻图形化来形成。绝缘层18覆盖于两个下导电元件2、4的整体之上，除了包括用于施加测量探头的测量垫片10和14的两个下导电元件的***部分之外。上方的导电元件20被形成使得位于下方的绝缘层18的界限之内。上导电元件20也位于下导电元件2和4的整体之上，除了包括测量垫片10和14的下导电元件2、4的***部分之外。
下导电元件2和4每个都包括测量垫片10、14以及在绝缘层18和下导电元件20的下方延伸的线路8、12。每个下导电元件2、4的测量垫片和线路被设计为具有精确相同的尺寸、形状和取向；特别地，线路8、12沿着基本上垂直于上导电元件20的边缘的方向平行延伸，并且具有公共的宽度。这两个下导电元件中只有一个具有其面积是已知的且为高度精确的额外部分6，并且定位该额外部分6使得它必然位于上导电元件20之下，与在与用来生产器件的大批量生产工艺无关的不可控的变化范围之内的上导电元件的边缘的精确位置无关。
当确定绝缘层18的厚度时，测量值由在第一下导电元件2和上导电元件4之间的电容构成，并且测量值由第二下导电元件4和上导电元件20之间的电容构成。在这两个测量值之间的差值被看作是在第一下导电元件2的额外部分6与上导电元件20之间的电容。因为在额外部分6与上导电元件之间的重叠面积是精确知道的且为高度可靠的（由于完全由上导电元件20叠加于其上的额外部分6的上述确定性），在额外部分6与上导电元件20之间的电容值是绝缘层18的厚度的可靠指示值。
在上述两个电容测量值之间的差值正好是在第一下导电元件2的额外部分6与上导电元件20之间的电容，只要上导电元件20的边缘正好垂直于线路8和12的方向（即，只要在线路8和上导电元件之间的重叠面积正好与在线路12和上导电元件之间的重叠面积相同）。但是，即使大批量生产工艺在上导电元件20的边缘的方向与线路8和12的方向之间的角度方面产生某些不可控的变化，上述技术仍然能够提供介电层18的厚度的相对可靠的确定，假定在线路8和上导电元件20之间的重叠面积（i）与在线路12和上导电元件20之间的重叠面积（ii）之间的面积差的变化范围（a）小于在线路8和上导电元件20之间的重叠面积的变化范围。变化范围（a）是能够由生产工艺造成的在最小面积差与最大面积差之间的差值；以及变化范围（b）是能够由生产工艺造成的在最小重叠面积与最大重叠面积之间的差值。换言之，上述技术仍然能够提供介电层18的厚度的相对可靠的确定，假定在线路8和上导电元件20之间的重叠面积（i）与在线路12和上导电元件20之间的重叠面积（ii）之间的差值的变化范围（a）是已知的，且精确度比在线路8和上导电元件20之间的重叠面积（b）高。
为了描述以上实施例，我们已经将绝缘层的实例选择作为其厚度待确定的层。但是，相同的技术同样可用于确定具有至少某些介电性质的其他类型的层（例如，半导体层）的厚度。
此外，为了描述以上实施例，我们已经选择了根据电容测量值来确定层厚的实例。但是，同类技术同样可应用于例如以下情形：层厚根据取决于两个导电元件之间的重叠面积的其他电性质的测量值（例如，在由具有相对高的电阻（低电导率）的导电或半导电层隔开的两个导电元件之间的垂直面积比电导率的测量值）来确定。
除了以上明确提及的任何修改之外，对本领域技术人员而言应当是显而易见的是：可以使对所描述的实施例的各种其他修改处于本发明的范围之内。

Claims (11)

1.一种方法，包括：按照公共的生产工艺来生产多个器件；以及使用取决于所述器件的第一元件与所述器件的第二元件之间的重叠面积的第一电性质的指示值来确定所述多个器件之一的层的厚度，所述第二元件经由所述层部分地位于所述第一元件下方，其中所述方法还包括：另外使用取决于所述器件的所述第一元件与所述器件的第三元件之间的重叠面积的第二电性质的指示值，所述第三元件也经由所述层部分地位于所述第一元件的下方，其中（a）所述第一电性质的测量指示值（i）与所述第二电性质的测量指示值（ii）之间的差值提供比（b）所述第一电性质的指示值更可靠的所述层的厚度的指示值。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一电性质是所述第一元件和所述第二元件之间的电容；而所述第二电性质是所述第一元件和所述第三元件之间的电容。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述器件的所述第三元件被配置使得所述第二和第三元件的位于所述第一元件下方的部分的各自面积之间存在着（a）非零的面积差，并且其中相比于所述生产工艺在所述多个器件内在所述第一和第二元件之间的（b）重叠面积方面产生的变化，所述生产工艺在所述多个器件之间在所述非零面积差（a）方面产生更小的变化。
4.根据权利要求3所述的方法，包括：基于（i）针对所述非零面积差所确定的值以及（ii）所述第一元件和所述第二元件之间的电容的测量指示值与所述第一元件和所述第三元件之间的电容的测量指示值之间的差值，来确定所述层的厚度。
5.根据权利要求3或权利要求4所述的方法，其中所述非零面积差经受基本上零变化。
6.根据以上任一权利要求所述的方法，其中所述第二和第三元件具有在所述第一元件的边缘部分下方的面积基本相同的部分以及在所述第一元件的更内侧的部分下方的面积不同的部分。
7.根据公共的生产工艺生产的多个器件，其中每个器件都包括层以及经由所述层部分地位于第三元件下方的第一和第二测量元件，其中（a）取决于所述第一元件和所述第三元件之间重叠的面积的第一电性质的测量指示值（i）与取决于所述第二元件和所述第三元件之间的重叠的面积的第二电性质的测量指示值（ii）之间的差值提供比（b）所述第一电性质的指示值更可靠的所述层的厚度的指示值。
8.根据权利要求7所述的多个器件，其中所述第一电性质是所述第一元件和所述第二元件之间的电容，而所述第二电性质是所述第一元件和所述第三元件之间的电容。
9.根据权利要求8所述的多个器件，其中在第一和第二元件位于第三元件下方的部分的面积之间存在着（a）非零的面积差，该非零面积差（a）与（b）所述第一和第三元件之间的重叠面积相比在所述多个器件内经历更小的变化。
10.根据权利要求9所述的多个器件，其中所述非零面积差经受基本上零变化。
11.根据权利要求9或权利要求10所述的多个器件，其中所述第一和第二测量元件具有在所述第三元件的边缘部分下方的面积基本上相同的部分以及在所述第三元件的更内侧的部分下方的面积不同的部分。
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