日本セミラボでは、半導体測定装置の販売及び技術サービスをご提供させて頂いています。
非接触CVプロファイリングメトロロジーの主なアプリケーションは、デバイス製造中の誘電体のモニタリングです。ここで最も重要な機能であり、従来の電気的測定との差別化要因となるのは、事前準備が不要で非接触測定方式であることです。このため、MOSキャパシタの事前準備が不要となり、製造と研究開発の両方の環境で測定コストが削減され、データフィードバックが迅速に実行されます。
非接触コロナ-ケルビン法では、空気中のコロナディスチャージ使って電荷を半導体ウェハーに与えます。ウェハー反応が振動キャパシタプローブ（通常はケルビンプローブ）でモニターされ、このプローブが表面電圧（Vcpd）を測定します。暗期と強照射の両方で表面電圧をモニタリングすることで、次の2つの重要な電圧成分を分離できます。
得られた電荷-電圧データの分析により、Dit、Vfb、Qtot （誘電体電荷）、CD、EOT、誘電体リークなどの電気パラメータが提供されます。
PMRの動作は、パターン認識システムと、生成・プローブレーザーに基づいています。ウェハーの位置と向きは、パターン認識によって正しく保たれます。生成レーザーが過剰キャリアを生成し、明らかなダメージが存在する位置を最適に加熱します。過剰キャリアと熱勾配が、屈折勾配率を形成します。プローブレーザーでは屈折勾配率または表面の熱を利用してドーズレベルまたはジャンクション深さを判定し、生成レーザーは2kHzで変調され（準定常プロセス）、この結果、S/N比が向上します。新しいビームサンプラーと適切な制御ループを使うことで、レーザー光強度の安定性が向上します。
図3.測定結果
PMR信号とドーズ量（1/cm2）のフィット関数により、ほとんどの場合、ドーズ量とPMR信号（サンプルが提供）との間には単調な（よって可逆的な）関数関係が存在することが明らかに示されます。製品サンプルのドーズ量は、測定したPMR信号に基づいて判定できます。
PMR装置の性能は、ドーズ量の検出感度で判断されます。ドーズ量の検出感度の値は、使用された注入イオンによって異なります。同じ原理を用いて、PMR測定のドーズ量以外の注入パラメータ（注入エネルギー、注入温度）の感度も計算できます。
・反射モードでのサンプルの測定は、IR波長域で実現
・干渉縞を反射スペクトルで観察
・安定した検出器が室温で作動（メンテナンス不要で、低コスト）
・評価は、直接反転法（厚いエピ層の場合）または光学モデリング（厚さ＜2µmのエピまたは複雑な積層の場合）で実行
図4.シリコンウェハー上のシリコンエピ層、IR反射測定モード
