CN116008660A - 测量硅片径向电阻均匀性的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种测量硅片径向电阻均匀性的装置及方法；所述装置包括：能够旋转的机械臂；设置于所述机械臂上的中心探针，所述中心探针用于测量待测硅片中心处的电阻；设置于所述机械臂上的至少一个边缘探针，所述边缘探针用于测量所述待测硅片边缘处的电阻；数据处理单元，所述数据处理单元用于根据所述待测硅片中心的电阻与所述不同的边缘去除量规格分别对应的多个所述目标边缘测量点的电阻，计算获得所述不同的边缘去除量规格分别对应的所述待测硅片的径向电阻均匀性。

Description

测量硅片径向电阻均匀性的装置及方法

技术领域

本发明实施例涉及硅片检测技术领域，尤其涉及一种测量硅片径向电阻均匀性的装置及方法。

背景技术

单晶硅棒的拉制方法主要有直拉法和区熔法。而直拉法拉制得到的单晶硅棒由于其成本较低、品质良好因而得到广泛地应用。随着半导体电子器件的发展及市场竞争越来越激烈，单晶硅棒的品质越来越受到重视，尤其是径向电阻均匀性。

目前，对于单晶硅棒的径向电阻均匀性通常是将单晶硅棒切割成硅片后，采用四探针电阻测量法在硅片中心及边缘附近选取4个测量点进行测量，上述边缘附近4个测量点的选取是根据客户提出的边缘去除量(EE，Edge Exclusion)规格要求，一般硅片边缘附近的4个点选取在距离硅片边缘1mm～5mm处，但是不同客户对于边缘去除量规格的要求也不尽相同，因此在针对不同客户提出的边缘去除量规格要求进行径向电阻均匀性测量时，需要重新选取硅片样品，并根据客户提出的边缘去除量规格要求重新测量径向电阻均匀性，不仅造成了测量成本增加，还增加了测量次数，时间成本高。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例期望提供一种测量硅片径向电阻均匀性的装置及方法；能够利用一个硅片样品完成不同的边缘去除量规格对应的径向电阻均匀性的测量，降低了测量成本，同时减少了测量次数，节约了时间成本。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种测量硅片径向电阻均匀性的装置，所述装置包括：

能够旋转的机械臂；

设置于所述机械臂上的中心探针，所述中心探针用于测量待测硅片中心处的电阻；

设置于所述机械臂上的至少一个边缘探针，所述边缘探针用于测量所述待测硅片边缘处的电阻；其中，不同的边缘去除量规格相对应的所述待测硅片边缘上目标边缘测量点的电阻能够通过位于所述目标边缘测量点对应位置处的所述边缘探针进行测量；

其中，随着所述机械臂按照设定的角度旋转，所述边缘探针能够依次测量得到所述不同的边缘去除量规格相对应的所述待测硅片边缘上多个所述目标边缘测量点的电阻；

数据处理单元，所述数据处理单元用于根据所述待测硅片中心的电阻与所述不同的边缘去除量规格分别对应的多个所述目标边缘测量点的电阻，计算获得所述不同的边缘去除量规格分别对应的所述待测硅片的径向电阻均匀性。

第二方面，本发明实施例提供了一种测量硅片径向电阻均匀性的方法，所述方法能够应用于第一方面所述的装置，所述方法包括：

利用设置在机械臂上的中心探针测量待测硅片中心处的电阻；

利用设置在所述机械臂上的边缘探针测量不同的边缘去除量规格相对应的所述待测硅片边缘上目标边缘测量点的电阻；

旋转所述机械臂以使得所述边缘探针能够依次测量得到所述不同的边缘去除量规格相对应的所述待测硅片边缘上多个所述目标边缘测量点的电阻；

根据所述待测硅片中心的电阻与所述不同的边缘去除量规格分别对应的多个所述目标边缘测量点的电阻，计算获得所述不同的边缘去除量规格分别对应的所述待测硅片的径向电阻均匀性。

本发明实施例提供了一种测量硅片径向电阻均匀性的装置及方法；通过在旋转的机械臂上设置中心探针和至少一个边缘探针，以通过中心探针对待测硅片中心处的电阻进行测量，同时根据不同的边缘去除量规格，通过位于目标边缘测量点相应位置处的边缘探针测量上述目标边缘测量点的电阻，从而随着机械臂的旋转使得边缘探针能够依次测量不同的边缘去除量规格下多个目标边缘测量点的电阻，进而数据处理单元根据待测硅片中心处的电阻和待测硅片边缘上多个目标边缘测量点的电阻，计算获得待测硅片的径向电阻均匀性，实现了在同一个待测硅片上完成多种边缘去除量规格对应的径向电阻均匀性的测量，降低了测量成本，操作简单。

附图说明

图1为本发明实施例提供的四探针法测量硅片径向电阻均匀性时测量点的选取示意图；

图2为本发明一实施例提供的一种测量硅片径向电阻均匀性的装置组成示意图；

图3为本发明另一实施例提供的一种测量硅片径向电阻均匀性的装置组成示意图；

图4为本发明又一实施例提供的一种测量硅片径向电阻均匀性的装置组成示意图；

图5为本发明实施例提供的一种测量硅片径向电阻均匀性的方法流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参见图1，其示出了采用四探针法测量硅片径向电阻均匀性的方法，具体来说，按照图1中所示在硅片W的中心，以及边缘附近且互相垂直的方向上分别设置4个测量点，例如图1中的点O、E1、E2、E3、E4，因此硅片径向电阻均匀性的计算方法如下式所示：

其中，Average(R_E1+R_E2+R_E3+R_E4)表示硅片边缘上4个测量点E1、E2、E3、E4处的电阻R_E1、R_E2、R_E3以及R_E4的平均值；R_C表示硅片中心处的电阻。

但是，在径向电阻均匀性的测量过程中，当根据A客户的边缘去除量规格要求选取硅片样品进行测量后，例如A客户对于图1中测量点E1、E2、E3、E4对应的边缘去除量规格要求为2mm，而若此时还需要按照B客户的边缘去除量规格要求进行测量，例如B客户对于图1中测量点E1、E2、E3、E4对应的边缘去除量规格要求为5mm，则需要重新选取硅片样品，增加了测量成本。

基于上述阐述，本发明实施例期望提供一种测量硅片径向电阻均匀性的装置，能够在同一个硅片样品上完成不同的边缘去除量规格对应的硅片径向电阻均匀性的测量，测量成本低，操作简单，测量时间少。

参见图2，其示出了本发明实施例提供的一种测量硅片径向电阻均匀性的装置2的组成，所述装置2包括：

能够旋转的机械臂10；

设置于所述机械臂上的中心探针20，所述中心探针20用于测量待测硅片W中心处的电阻；

设置于所述机械臂10上的至少一个边缘探针30，所述边缘探针30用于测量所述待测硅片W边缘处的电阻；其中，不同的边缘去除量规格相对应的所述待测硅片W边缘上目标边缘测量点的电阻能够通过位于所述目标边缘测量点对应位置处的所述边缘探针30进行测量；

其中，随着所述机械臂10按照设定的角度旋转，所述边缘探针30能够依次测量得到所述不同的边缘去除量规格相对应的所述待测硅片W边缘上多个所述目标边缘测量点的电阻；

数据处理单元40，所述数据处理单元40用于根据所述待测硅片W中心的电阻与所述不同的边缘去除量规格分别对应的多个所述目标边缘测量点的电阻，计算获得所述不同的边缘去除量规格分别对应的所述待测硅片的径向电阻均匀性。

对于图2所示的装置2，在一些可能的实现方式中，如图2所示，所述机械臂每次旋转的设定的角度为90°。可以理解地，根据四探针测量电阻的方法，待测硅片W边缘上选取的4个测量点需要位于相互垂直的方向上，因此在本发明实施例中机械臂10每次旋转的角度为90°。

对于图2所示的装置2，在一些可能的实现方式，如图2所示，所述装置2包括：

长度不相同的多根机械臂10，多根所述机械臂10相互垂直交叉设置以形成长度均不相同的多个部段101；其中，所述中心探针20设置于多根所述机械臂10的交叉连接处，多个所述边缘探针30分别对应地设置于多个所述部段101的末端位置处；

其中，基于所述不同的边缘去除量规格，多个所述部段101分别依次沿顺时针或逆时针旋转所述设定的角度，以使设置于多个所述部段的末端位置处的多个所述边缘探针依次分别测量所述待测硅片边缘上多个所述目标边缘测量点的电阻。

具体以两个机械臂10相互垂直交叉形成四个部段101，且边缘取去除量规格要求分别为1mm、3mm、4mm以及5mm为例来说，在具体实施过程中，第一机械臂10A和第二机械臂10B互相垂直设置以形成了第一部段101A、第二部段101B、第三部段101C以及第四部段101D，第一机械臂10A和第二机械臂10B交叉连接中心设置有用于测量待测硅片W中心电阻的中心探针20，每个部段101的末端位置处设置有边缘探针30，且每个部段101的长度均对应一种边缘去除量规格，例如第一部段101A对应的边缘去除量规格为1mm，第二部段101B对应的边缘去除量规格为4mm，第三部段101C对应的边缘去除量规格为5mm，第四部段101D对应的边缘去除量规格为3mm；在进行电阻测量的过程中，第一机械臂10A和第二机械臂10B依次按照顺时针或逆时针旋转90度，如此旋转完成360度后，四个边缘探针30分别测量得到4种边缘去除量规格对应的边缘电阻，进而数据处理单元40基于公式(1)计算获得各边缘去除量规格所对应的径向电阻均匀性。

对于上述的实现方式，在一些示例中，每个所述部段101的长度等于所述待测硅片W的半径与对应的边缘去除量的差值。举例来说，第一部段101A的长度等于待测硅片W的半径减去边缘去除量规格1mm；第二部段101B的长度等于待测硅片W的半径减去边缘去除量规格4mm；第三部段101C的长度等于待测硅片W的半径减去边缘去除量规格5mm；第四部段101D的长度等于待测硅片W的半径减去边缘去除量规格3mm。

对于图2所示的装置2，在一些可能的实现方式中，如图3所示，所述装置2包括：

设置于所述机械臂10上的多个边缘探针30，所述边缘探针30依次沿所述机械臂10的轴向方向按照设定的距离布设，以当所述机械臂10沿顺时针或逆时针旋转设定的角度时，设置于所述机械臂10上的多个所述边缘探针30能够依次分别测量所述不同的边缘去除量规格对应的所述待测硅片W边缘上的多个所述目标边缘测量点处的电阻。

具体以机械臂10上设置有四个边缘探针30，且边缘去除量规格要求分别为1mm、3mm、4mm以及5mm来说，在具体实施过程中在机械臂10的一端布设有用于测量待测硅片W中心电阻的中心探针20，同时在机械臂10上布设有与边缘去除量规格相对应的四个边缘探针30，例如第一边缘探针30A对应的边缘去除量规格为5mm，第二边缘探针30B对应的边缘去除量规格为4mm，第三边缘探针30C对应的边缘去除量规格为3mm，第四边缘探针30D对应的边缘去除量规格为1mm，在进行电阻测量的过程中，机械臂10按照顺时针或逆时针旋转90度，如此旋转完成360度后，第一边缘探针30A、第二边缘探针30B、第三边缘探针30C以及第四边缘探针30D分别测量得到4种边缘去除量规格对应的边缘电阻，进而数据处理单元40基于公式(1)计算获得各种不同的边缘去除量规格所对应的径向电阻均匀性。

对于上述的实现方式，在一些示例中，所述机械臂10的长度与所述待测硅片W的半径相同。

对于图2所示的装置2，在一些可能的实现方式中，如图4所示，所述装置2包括：

设置于所述机械臂10上的一个边缘探针30，所述边缘探针30能够沿所述机械臂10的轴向方向移动，以使所述边缘探针30能够移动至与所述不同的边缘去除量规格相对应的所述目标边缘测量点处，从而当所述机械臂10沿顺时针或逆时针旋转设定的角度时所述边缘探针30能够测量所述待测硅片W边缘上多个所述目标边缘测量点处的电阻。

具体以机械臂10上布设的边缘探针30能够测量边缘去除量规格要求分别为1mm、3mm、4mm以及5mm所对应的电阻来说，在具体实施过程中，机械臂10的一端布设有用于测量待测硅片W中心电阻的中心探针20，同时在机械臂10上布设有可沿机械臂10的轴向移动的边缘探针30，从而通过移动边缘探针30能够对应不同的边缘去除量规格。在进行电阻测量的过程中，例如当边缘探针30(图中实线所示)此时在测量对应的边缘去除量规格为1mm时的电阻时，机械臂10按照顺时针或逆时针旋转90度，如此旋转完成360度后，数据处理单元40基于四次测量得到的边缘电阻通过公式1计算获得当前边缘探针30对应的边缘去除量规格为1mm时的径向电阻均匀性。随后，边缘探针30移动至对应的边缘去除量规格为3mm的位置处再次进行测量，从而能够获得各种不同的边缘去除量规格所对应的径向电阻均匀性。

对于上述的实现方式，在一些示例中，所述机械臂10的长度与所述待测硅片W的半径相同。

对于图2所示的装置2，在一些可能的实现方式中，所述装置2还包括：

旋转单元50，所述旋转单元与所述机械臂10相连接，用于控制所述机械臂按照设定的角度进行旋转。

对于图2所示的装置2，通过在旋转的机械臂10上设置中心探针20和一个或多个边缘探针30，以通过中心探针20对待测硅片W中心处的电阻进行测量，同时根据不同的边缘去除量规格，通过位于目标边缘测量点相应位置处的边缘探针30测量上述目标边缘测量点的电阻，从而随着机械臂10的旋转使得边缘探针30能够依次测量不同的边缘去除量规格下多个目标边缘测量点的电阻，进而数据处理单元40根据待测硅片W中心处的电阻和待测硅片W边缘上多个目标边缘测量点的电阻，计算获得待测硅片的径向电阻均匀性。通过图2所示的装置2，针对不同的边缘去除量规格要求，能够在同一个待测硅片上完成多种边缘去除量规格对应的径向电阻均匀性的测量，测量成本低，操作简单。

参见图5，其示出了本发明实施例提供的一种测量硅片径向电阻均匀性的方法，所述方法能够应用于前述技术方案所述的装置2，所述方法包括：

S501、利用设置在机械臂上的中心探针测量待测硅片中心处的电阻；

S502、利用设置在所述机械臂上的边缘探针测量不同的边缘去除量规格相对应的所述待测硅片边缘上目标边缘测量点的电阻；

S503、旋转所述机械臂以使得所述边缘探针能够依次测量得到所述不同的边缘去除量规格相对应的所述待测硅片边缘上多个所述目标边缘测量点的电阻；

S504、根据所述待测硅片中心的电阻与所述不同的边缘去除量规格分别对应的多个所述目标边缘测量点的电阻，计算获得所述不同的边缘去除量规格分别对应的所述待测硅片的径向电阻均匀性。

需要说明的是：本发明实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种测量硅片径向电阻均匀性的装置，其特征在于，所述装置包括：

能够旋转的机械臂；

设置于所述机械臂上的中心探针，所述中心探针用于测量待测硅片中心处的电阻；

设置于所述机械臂上的至少一个边缘探针，所述边缘探针用于测量所述待测硅片边缘处的电阻；其中，不同的边缘去除量规格相对应的所述待测硅片边缘上目标边缘测量点的电阻能够通过位于所述目标边缘测量点对应位置处的所述边缘探针进行测量；

其中，随着所述机械臂按照设定的角度旋转，所述边缘探针能够依次测量得到所述不同的边缘去除量规格相对应的所述待测硅片边缘上多个所述目标边缘测量点的电阻；

数据处理单元，所述数据处理单元用于根据所述待测硅片中心的电阻与所述不同的边缘去除量规格分别对应的多个所述目标边缘测量点的电阻，计算获得所述不同的边缘去除量规格分别对应的所述待测硅片的径向电阻均匀性。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述机械臂每次旋转的设定的角度为90°。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置包括：

长度不相同的多根机械臂，多根所述机械臂相互垂直交叉设置以形成长度均不相同的多个部段；其中，所述中心探针设置于多根所述机械臂的交叉连接处，多个所述边缘探针分别对应地设置于多个所述部段的末端位置处；

其中，基于所述不同的边缘去除量规格，多个所述部段分别依次沿顺时针或逆时针旋转所述设定的角度，以使设置于多个所述部段的末端位置处的多个所述边缘探针依次分别测量所述待测硅片边缘上多个所述目标边缘测量点的电阻。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，每个所述部段的长度等于所述待测硅片的半径与对应的边缘去除量的差值。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置包括：

设置于所述机械臂上的多个边缘探针，所述边缘探针依次沿所述机械臂的轴向方向按照设定的距离布设，以当所述机械臂沿顺时针或逆时针旋转设定的角度时，设置于所述机械臂上的多个所述边缘探针能够依次分别测量所述不同的边缘去除量规格对应的所述待测硅片边缘上的多个所述目标边缘测量点处的电阻。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述机械臂的长度与所述待测硅片的半径相同。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置包括：

设置于所述机械臂上的一个边缘探针，所述边缘探针能够沿所述机械臂的轴向方向移动，以使所述边缘探针能够移动至与所述不同的边缘去除量规格相对应的所述目标边缘测量点处，从而当所述机械臂沿顺时针或逆时针旋转设定的角度时所述边缘探针能够测量所述待测硅片边缘上多个所述目标边缘测量点处的电阻。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述机械臂的长度与所述待测硅片的半径相同。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

旋转单元，所述旋转单元与所述机械臂相连接，用于控制所述机械臂按照设定的角度进行旋转。

10.一种测量硅片径向电阻均匀性的方法，其特征在于，所述方法能够应用于权利要求1至9任一项所述的装置，所述方法包括：

利用设置在机械臂上的中心探针测量待测硅片中心处的电阻；

利用设置在所述机械臂上的边缘探针测量不同的边缘去除量规格相对应的所述待测硅片边缘上目标边缘测量点的电阻；

旋转所述机械臂以使得所述边缘探针能够依次测量得到所述不同的边缘去除量规格相对应的所述待测硅片边缘上多个所述目标边缘测量点的电阻；

根据所述待测硅片中心的电阻与所述不同的边缘去除量规格分别对应的多个所述目标边缘测量点的电阻，计算获得所述不同的边缘去除量规格分别对应的所述待测硅片的径向电阻均匀性。

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