DE2636999A1 - Verfahren zum beruehrungslosen messen der elektrischen leitfaehigkeit eines plaettchens - Google Patents
Verfahren zum beruehrungslosen messen der elektrischen leitfaehigkeit eines plaettchensInfo
- Publication number
- DE2636999A1 DE2636999A1 DE19762636999 DE2636999A DE2636999A1 DE 2636999 A1 DE2636999 A1 DE 2636999A1 DE 19762636999 DE19762636999 DE 19762636999 DE 2636999 A DE2636999 A DE 2636999A DE 2636999 A1 DE2636999 A1 DE 2636999A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- measuring frequency
- wiesbaden
- munich
- conductivity
- thickness
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/023—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance where the material is placed in the field of a coil
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
- G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
- G01R27/26—Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables
Description
BLUMBACH · WESER . BERGEN . KRAMER ZWIRNER . HIRSCH
PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN L O 3 Q " J J
Postadresse München: Patentconsult 8 München 60 Radedcestraße 43 Telefon (089) 883603/883604 Telex 05-212313
Postadresse Wiesbaden: Patentconsult 62 Wiesbaden Sonnenberger Straße 43 Telefon (06121)562943/561998 Telex 04-186237
Western Electric Company, Incorporated Miller 10-2-1 New York, N.Y., USA
Verfahren zum berührungslosen Messen der elektrischen Leitfähigkeit eines Plättchens
Die Erfindung betrifft berührungsloses Messen der elektrischen Leitfähigkeit eines Plättchens, wie einer Halbleiterscheibe
oder einer Metalldünnschicht.
Die Möglichkeit, die elektrische Leitfähigkeit dünner flacher
Proben (Plättchen) rasch uni genau messen zu können, ist unter vielen Gesichtspunkten der Festkörperbauelementebearbeitung
von kritischer Wichtigkeit. Solche Messungen sind wesentlich bei der Klassifizierung von Halbleitersubstratmaterialien vor
der Verarbeitung, bei der Überwachung von Dotierungsdiffusionen und der Überwachung von Metalldünnschichtniederschlägen. Die
am verbreitetsten angewendete Meßmethode ist die Vierpunkt-
München: Kramer · Dr. Weser · Hirsch —Wiesbaden: Blumbach ■ Dr.Bergen · Zwirner
709811/0691
sondenmethode. Diese Methode hat jedoch mehrere Grenzen. Beispielsweise
ist es schwierig, die Ergebnisse einer solchen Messung, die an Halbleiterproben mit hohem spezifischem Widerstand
durchgeführt worden sind, zu interpretieren. Zudem verursacht die Sonde am Berührungspunkt eine örtliche Oberflächenbeschädigung.
Die Schädlichkeit einer solchen Oberflächenbeschädigung wirkt sich umso mehr aus, je mehr die Elementengröße
mikrominiaturisierter Schaltungen abnimmt.
Es sind verschiedene berührungslose Methoden zum Messen der elektrischen Leitfähigkeit entwickelt worden, um zu versuchen,
die Beschränkungen der Vierpunktsondenmethode zu vermeiden. Diese Methoden umfassen generell die Wechselwirkung des zu
messenden Musters mit Hochfrequenzerregungen. Beispielsweise Methoden dieser Art umfassen: Messungen der Mikrowellenübertragung
durch eine in einem Hohlleiter angeordnete Halbleiterplatte (H. Jacobs et al, Proceedings of the IRE, 49 (1961) 928);
die Reflexion eines HF-Signals an einer mit dem Muster abgeschlossenen Koaxialleitung (C. A. Bryant at al, Reviews of
Scientific Instruments, 36 (1965), S. 1614); eine kapazitive Kopplung und eine induktive Kopplung an einen Resonanzkreis
(N. Nuyamoto et al, Reviews of Scientific Instruments, 38 (1967) S. 360; J. C. Brice et al, Journal of Scientific Instruments,
38 (1961) S. 307). Solche Verfahren erzeugen typischerweise nichtlineare Ausgangssignale, die eine Eichung über den
709811/0691
Verwendungsbereich erfordern sowie einen Vergleich der Meßsignale mit der Eichkurve. Außerdem haben solche Messungen
typischerweise irgendein relativ schlecht definiertes Meßvolumen (beispielsweise etwa halbkugelförmig) benutzt, das recht
zufriedenstellend sein kann bei der Messung von Mustern mit gleichförmiger Leitfähigkeit, das jedoch die Komplexität der
Analyse der Meßergebnisse für nichtgleichförmige Muster (beispielsweise diffundierte Schichten in Halbleitern) erhöht.
Erfindungsgemäß ist eine berührungslose Methode zur Messung der elektrischen Leitfähigkeit dünner flacher Muster (Plättchen)
, wie Halbleiterscheiben oder Metalldünnschichten, entwickelt worden. Diese Methode erzeugt ein hochlineares Ausgangssignal
und mißt die leitenden Ladungsträger gleichmäßig über die Dicke des Materials. Dieser hohe Grad an Linearität
kann zusammen mit der Möglichkeit zur Steuerung des Pegels des Ausgangssignals zur Erzeugung der direkten Ablesung der
Leitfähigkeit, beispielsweise auf einem Digitalvoltmeter, verwendet
werden. Diese Möglichkeit macht das erfindungsgemäße Verfahren besonders attraktiv für eine Fertigungsstraßenüberwachung
von Diffusionen und Niederschlägen in bzw. auf Substraten bei der Herstellung elektronischer Bauelemente.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird das Muster, d. h., die
Probe, in das Magnetfeld .des induktiven Elementes eines Re-
7 0 9 8 11/0691
sonanzkreises gebracht und der Treibstrom für den Resonator wird so eingestellt, daß die Schwingungsamplitude wieder
auf den Wert eingestellt wird, den sie vor dem Einbringen der Probe hatte. Wenn die Schwingungsfrequenz so gewählt wird,
daß der Skineffekt vernachlässigbar ist, und wenn der Resonator das frequenzbestimmende Element der Oszillatorschaltung
ist, dann steht die Stromänderung in linearer Beziehung zur Flächenleitfähigkeit der Probe. Bei einer beispielsweisen
Vorrichtung, die zur Erläuterung dieses Meßverfahrens aufgebaut worden ist, wird eine Rückkopplung zum automatischen
Wiedereinstellen der Schwingungsamplitude verwendet. Diese beispielsweise Vorrichtung war innerhalb etwa 1 % über einen
Leitfähigkeitsbereich von 100 zu 1 linear, bei einer Auflösung von etwa einem Teil in 10 . Die Empfindlichkeitsgrenze des
11 2
Instrumentes lag bei etwa 10 Ladungsträgern pro cm .
Die Erfindung ist im Anspruch 1 angegeben. Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsformen näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Grundelemente einer
Vorrichtung zur Durchführung des beanspruchten Verfahrens
;
7 0 9 8 1 1 / 0 6 9 1
Fig. 2 ein Schaltbild eines beispielsweisen Netzwerkes, das zur Durchführung des beanspruchten Verfahrens entwickelt
worden ist;
Fig. 3 eine Seitenschnittansicht eines Beispiels einer Induktivität
mit einem Muster;
Fig. 4 eine auseinandergezogene Schrägansicht der mechanischen Teile einer beispielsweisen Vorrichtung, die
zur Durchführung des beanspruchten Verfahrens entwikkelt worden ist; und
Fig. 5 eine Kennlinie der Flächenleitfähigkeit (Ordinate) in Abhängigkeit vom Ausgangssignal (Abszisse) zur Darstellung
der Linearität des erfindungsgemäßen Verfahrens .
Die Messung der elektrischen Leitfähigkeit (oder des spezifischen Widerstandes) breiter dünner Festkörper ist unter vielen
Gesichtspunkten der Festkörper-Bauelementeherstellung von hoher Wichtigkeit. Beispielsweise ist es gewöhnlich erforderlich,
Halbleitersubstrate vor der Verarbeitung zu klassifizieren, um sicherzustellen, daß die Leitfähigkeit der Substrate
entweder unterhalb eines spezifizierten niedrigen Wertes oder innerhalb irgendeines schmalen Leitfähigkeitsbereiches liegt.
Während der Verarbeitung ist es gewöhnlich erforderlich, Dif-
709811/0691
fusionsschritte zu überwachen, um festzustellen, wann sich die Leitfähigkeit der diffundierten Scheiben bis zu irgendeiner
Leitfähigkeit innerhalb eines schmalen Bereichs, die zur gewünschten Dotierstoffkonzentration und Diffusionstiefe
in einer Beziehung steht, erhöht oder abgesenkt hat. Viele Diffusionen läßt man durch mit Öffnungen versehene Maskierungsschichten
geschehen. In solchen Fällen kann eine maskenfreie Scheibe für Überwachungszwecke beigegeben werden. Die
meisten Herstellungsprozesse für Festkörperbauelemente umfassen den Niederschlag von Metallschichten für die Herstellung
eines elektrischen Kontaktes zwischen den Bauelementen einer integrierten Schaltung oder zwischen der Schaltung und
einer äußeren Schaltungsanordnung. In solchen Fällen muß die Dicke der Schicht über irgendeiner minimalen Dicke liegen, um
ausreichend Leitfähigkeit zu erzeugen, darf aber nicht unnötig dick sein, um nicht Edelmetalle, wie Gold und Platin, zu
verschwenden. Somit wird die Überwachung der Metallschichtdicken ein wichtiger Schritt beim Herstellungsprozess.
Die am weitesten verbreitete Methode zur Durchführung der erforderlichen
Leitfähigkeitsmessungen ist die Vierpunktsondenmethode. Bei Halbleitermaterialien niedriger Leitfähigkeit
mit großen Energiebandabständen sind diese Methoden jedoch übermäßig schwierig, da die Kontakte zwischen der zu messenden
Scheibe und den kontaktherstellenden Elementen der Vierpunkt-
709811/0691
sonde zur Gleichrichtung neigen. Auch finden irgendwelche Diffusionen durch glasartige Schichten statt, welche die Kontaktierung
des darunterliegenden Halbleiters erschweren. Da die Vierpunktsonde direkt das Material berührt, erzeugt sie
örtliche Beschädigungen. Der beschädigte Bereich kann für eine Verwendung, insbesondere für Vorrichtungen mit kleinen
Elementeabmessungen, ungeeignet werden. Die vorausgehenden Betrachtungen machen die Entwicklung einer berührungsfreien Methode
besonders wünschenswert.
Die hier beschriebene berührungslose Methode zur Messung der elektrischen Leitfähigkeit leitender Plättchen erzeugt ein
hochlineares Ausgangssignal. Dies ermöglicht beispielsweise eine Einzelpunkteichung und, bei der Verfügbarkeit einer Signalpegeleinstellung,
das direkte Ablesen der Leitfähigkeit von einem Digitalvoltmeter. Die Meßmethode kann man unter Zuhilfenahme
der Fig. 1 verstehen. Diese zeigt ein leitendes Plättchen 11, das mit Hilfe eines Ferritkerns 12 magnetisch
an eine LC-Resonanzoszillatorschaltung 13 angekoppelt ist.
Dieser Parallelresonanzkreis 13 wird von einem HF-Stromgenerator 14 getrieben. Das Arbeiten der Meßmethode beruht auf
der Tatsache, daß eine Wirbelstromabsorption im leitenden Plättchen 11 eine Erhöhung der Verluste des Resonanzkreises
13 erzeugt. Es wurde folgendes festgestellt: Wenn der Resonanzkreis 13 die Schwingungsfrequenz bestimmt, so daß sich die Fre-
7 0 9 8 11/0691
quenz beim Beschicken der Schaltung 13 ändert, wenn die Schwingungsfrequenz so gewählt ist, daß der Skineffekt im
Plättchen vernachlässigter ist, und wenn der Stromgenerator 14 so eingestellt wird, daß nach dem Einbringen der Probe oder
des Musters die Schwingungsamplitude wiederhergestellt wird,
dann steht die Änderung des vom Stromgenerator 14 in den Resonanzkreis
13 fließenden Stroms in linearer Beziehung zum Produkt aus der Volumenleitfähigkeit des leitenden Materials
und der Dicke des Materials. Dieses Produkt wird manchmal als die Flächenleitfähigkeit des Musters bezeichnet und steht
im Verhältnis zu dem Produkt aus der Anzahl Ladungsträger im gemessenen Volumen und der Trägerbeweglichkeit. In demjenigen
Frequenzbereich, in welchem der Skineffekt vernachlässigbar ist, kann das Produkt aus Leitfähigkeit und Dicke verallgemeinert
werden zum Integral aus der Leitfähigkeit über die Dicke, so daß Daten für nichtgleichförmige Muster leicht analysiert
werden können. Die Grundbeziehung, welche den Meßprozeß beherrscht, ist
I = K(E/n2)<? t (1)
In dieser Gleichung ist, wenn man annimmt, daß keine Schaltungsverluste
außer jenen im Plättchen auftreten, I der in den Resonator fließende Schwingfrequenzstrom, K eine Konstante,
welche die magnetische Kopplung zwischen dem Kern der Induktivität und dem Plättchen umfaßt, E die Schwingfrequenzspannung
über dem Resonator, η die Windungszahl der Indukti-
70981 1/0691
vität, σ die spezifische elektrische Leitfähigkeit des Plättchenmaterials
und t die Dicke des Plättchens. Wenn andere Schaltungsverluste berücksichtigt werden, können die Resonatorverluste
als ein paralleler Verlustwiderstand R^ dargestellt werden. Dieser parallele Verlustwiderstand besteht aus
zwei Teilen, nämlich R^, dem Oszillatorschaltungsverlust
selbst, und Rg, dem reflektierten Verlust aufgrund der Wirbelströme im Plättchen. Diese lassen sich zusammenfügen als
Rp RT Rg
Der Stromgenerator 14 wird jedoch nach dem Einbringen des Musters so eingestellt, daß die Amplitude der Schwingung (d. h.
die Spannung über dem Resonanzkreis 13) auf einem konstanten
Wert gehalten wird. Somit gilt
IR = const. (3)
«Ρ
Ist kein Halbleiterplättchen eingesetzt, nimmt I seinen Minimalwert
I an, der R^ = Rm entspricht.
Folglich ergeben die Gleichungein 2 und 4
-T5— ist jedoch proportional zur Flächenleitfähigkeit der
KS
Probe und somit ist *
Probe und somit ist *
709811/0691
(I-Io)oC6t (6)
Dies ist das zur Bestimmung der Probenleitfähigkeit 6 verwendete
Resultat. Bei einer Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens kann eine "NullN-Steuerung vorgesehen werden, um I
beim Nichtvorhandensein irgendeiner Probe auszubalancieren oder auszutarieren, so daß als Ausgangsgröße nur die Stromzunahme
erscheint. Außerdem ist eine einfache elektronische Methode vorgesehen, um die Abhängigkeit von der Probendicke
t durch Dividieren mit der Dicke zu beseitigen.
Fig. 2 zeigt das Schaltbild einer beispielsweisen Schaltung, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens entwickelt
und aufgebaut worden ist. Soweit nichts anderes angegeben ist, handelt es sich um Widerstände mit 1/4 Watt und ± 5 %. Die
Dioden sind vom Typ 1N4154, die NPN-Transistoren sind vom
Typ 2N3904, die PNP-Transi stören vom Typ 2N3906, die FET's
vom Typ 2N4393 und die Differenzverstärker sind Einheiten mit hoher Verstärkung (~10 .bei Gleichstrom, Eins bei 1 MHz), die
zur Verwendung als Operationsverstärker geeignet sind (Typ 741). (BezeichnungtJoint Electronic Device Engineering Council
tJEDECÜ). In Fig. 2 umfaßt der mit einer gestrichelten Linie
21 umfaßte Block die Resonanzschwingschaltung 22 und die verschiedenen Transistoren, welche den HF-Stromgenerator bilden.
Diese Elemente sind angeordnet zur Bildung eines in seiner Amplitude steuerbaren Marginaloszillators, dessen Schwingungs-
709811/0691
frequenz durch den Schwingkreis 22 "bestimmt ist. Zur Leitfähigkeitsmessung
wird das zu messende Muster magnetisch mit der Spule 23 gekoppelt. Eine Beschreibung der Arbeitsweise
dieser Art Oszillator kann man finden in Journal of Scientific Instruments, 36 (1959), S. 481. Ein Merkmal des Oszillatoraufbaus
gemäß Fig. 2 ist es, daß der auf der geerdeten Seite des Schwingkreises 22 zu Erde fließende Mittelwertsgleichstrom
ein genaues Maß der Amplitude des Schwingfrequenztreibstroms ist.
Die SchwingungsampUtude des Schwingkreises 22 wird automatisch
eingestellt durch eine Rückkopplung über die Stabilisierungsschaltungsanordnung in Block II, der von einer gestrichelten
Linie 24 eingefaßt ist. Der Schwingpegel am Kollektor eines Transistors 37 wird durch einen durch Transistoren 38 und 39
gebildeten temperaturkompensierten Spitzenwertgleichrichter abgefühlt, was zu einer entsprechenden negativen Spannung am
Emitter des Transistors 39 führt. Ein Fehlerverstärker 402 tastet dann die Differenz zwischen dem in einem Widerstand
fließenden resultierenden Strom und dem in einem Widerstand 401 fließenden Bezugsstrom ab. Den Stabilisierungsbezugswert
liefert eine 8-Volt-Zenerdiode 26. Die Schwingkreisschwingamplitude
wird dabei über eine Ader 27 abgetastet und die Rückkopplungssteuerung wird über eine Ader 28 vorgenommen. Der
durchschnittliche Gleichstrom-Schwingkreisstrom wird auf Ader
70981 1/0691
mit Hilfe eines Verstärkers 30 gemessen. Die Ausgangsschaltungsanordnung
umfaßt ein Verstärkungssteuerungspotentiometer 31, einen Bereichsschalter 32 und eine Bereichsüberschreitungsanzeigelampe
33, deren Aufleuchten das Vorhandensein eines Musters anzeigt, dessen Leitfähigkeit oberhalb des Zwei-Dekaden-Bereichs
des Instruments liegt. Ein Verstärker 34 und ein Präzisionspotentiometer 35 mit zehn Umdrehungen sind so angeordnet,
daß sie vor dem Abnehmen des Leitfähigkeitssignals
am Ausgangstor 36 die Teilung durch die Materialdicke durchführen. Die Verstärkung wird so eingestellt, daß das Potentiometer 35 direkt in herkömmlichen Einheiten der Musterdicke abgelesen
werden kann. Die mit einem Stern versehenen Komponenten haben Werte, die von der speziellen Wahl einer
Eingangsschwingschaltung L^ C^ abhängen. Die angegebenen Werte
gelten für ein Instrument mit einer Anzeige von einem Volt pro S-cm ; für eine Schwingung bei etwa 10 MHz, für die Verwendung
eines Spaltes von 0,635 mm zwischen den beiden Hälften der Induktivität 23 und für zu messende spezifische Musterleitfähigkeiten
im Bereich von~0,05 bis ~10 S-cm .
Der Aufbau der Induktivität ist in Fig. 3 gezeigt. Um eine enge Kopplung zwischen dem HF-Magnetfeld und dem zu messenden
Muster zu erzeugen, wurde für den Induktivitätskernaufbau ein aufgespalteter Ferritbecherkern 41 mit hohem Q mit zwei Windungen
in jeder Hälfte gewählt, was zu einer Gesamtinduktivi-
70981 1 /0691
tat von 1 uH führt. Die verwendeten Kerne sind gekennzeichnet
durch eine Permeabilität von ~1OO und ein Q von ~1OO bei
der Schwingfrequenz von 10 MHz. Die Anzahl der Windungen 42 kann auf 20 oder 200 usw. geändert werden, um eine entsprechende
10 - und 10 -Bereichsskaleneinteilung zu erreichen,
wie es durch die —χ Abhängigkeit der Gleichung 1 angedeutet
η
ist. Wenn C. unverändert bleibt, hilft die damit einhergehende Verringerung der Schwingfrequenz zur Erfüllung des Skineffektkriteriums für die Messung von Mustern 43 mit höherer spezifischer Leitfähigkeit.
ist. Wenn C. unverändert bleibt, hilft die damit einhergehende Verringerung der Schwingfrequenz zur Erfüllung des Skineffektkriteriums für die Messung von Mustern 43 mit höherer spezifischer Leitfähigkeit.
Der Induktivitätsaufbau umfaßt außerdem nahtlose Aluminiumbecher 44, die das Störfeld reduzieren und den Meßbereich genau
und ausschließlich als die Zone zwischen den sich gegenüberliegenden Flächen der beiden Kernhälften aufrechterhalten.
Eine kapazitive Kopplung mit demMuster 43 wird minimal gehalten
durch das Einfügen einer elektrostatischen Abschirmung 45 über den sich gegenüberliegenden Flächen der Kerne 41. Als Abschirmung
wurde ein elektrisch leitendes Papier verwendet (das man von der Western Union Corporation unter der Handelsbezeichnung
TELEDELTOS-Papier erhalten kann). Die mechanische Konstruktion des Mustermeßkopfes des aufgebauten Instrumentes
ist in auseinandergezogener Ansicht in Fig. 4 dargestellt. Die Becherkerne 41, die Windungen 42 und die Aluminiumbecher
44 sind in Polymethylmethacrylat-Haltern 46 untergebracht. Die
70981 1/0691
Halter 46 sind mittels Bolzen an einer Grundplatte so befe- ' stigt, daß Unterlegscheiben 47 eingefügt werden können, um den
Spalt zwischen den Kernen einstellen und an verschiedene Dicken des Musters 43 anpassen zu können. Adern 48 von der
Induktivität sind abgeschirmt und führen nach unten in ein Gehäuse 49, das die elektronische Schaltungsanordnung enthält
und mit dem Schwingschaltungskondensator 50 verbunden ist.
Ähnliche Instrumente zur Messung von Halbleiterscheiben mit höherer spezifischer Leitfähigkeit (d. h., im Bereich von
5 S-cm bis 1(K S-cm ) können mit 20 Windungen auf jeder
Seite des Becherkerns aufgebaut werden. Die Arbeitsfrequenz solcher Instrumente liegt bei etwa 10 Hz. Für die Messung
von Metallschichten bis zu einer Dicke von 5 um erzeugen Becherkerne
mit 10 Windungen auf jeder Seite zusammen mit einem Kondensator von 0,01 uF eine Instrumentenschwingung von etwa
10 Hz. Der Widerstand 25 sollte so gewählt werden, daß er eine Gesamtnullanzeige in der Nähe der Mitte des Nullungspotentiometers
403 ergibt (Fig. 2).
Die Linearität der Meßmethode, wie sie beim vorstehend beschriebenen
Instrument angewendet wird, und die Eignung der Methode zur Messung von Mehrschichtmustern wurde durch folgendes
Experiment gezeigt: Vier Halbleiterscheiben wurden getrennt und dann in verschiedenen Kombinationen übereinander
angeordnet gemessen. Die Resultate dieser Messungen sind in
70981 1/0691
Fig. 5 gezeigt. Messungen wie diese haben gezeigt, daß die Instrumentenkennlinie über den gesamten Bereich bis auf etwa
1 % linear ist. Die verschiedenen Pegeleinstellungen wurden verwendet, um ein Signal zu erzeugen, das auf einem Digitalvoltmeter
direkt in S-cm angezeigt wird. Die Einheit wurde an einem Punkt geeicht, und zwar mit einem Muster, dessen
spezifische Leitfähigkeit in der Nähe des oberen Endes des Leitfähigkeitsbereiches lag. Die Leistungsgrenzen des Instrumentes
waren gegeben durch langsame Langzeitdriften im Bereich einiger Millivolt pro Stunde, was wenigen Teilen der
10 Teile des Vollskalenausgangssignals des Systems von etwa 10 Volt entsprach. Die Anzeigen waren stabil und mit dieser
Genauigkeit reproduzierbar. Eine anschließende Analyse der Schaltung zeigte, daß es möglich ist, diese Driften dadurch
zu reduzieren, daß man bei höheren Oszillatortreibpegeln arbeitet und die Verstärkung am Ausgang der Schwingschaltung
eliminiert (Verstärker 30).
Obwohl die zuvor beschriebene Schaltung einen von einer hochohmigen
Quelle betriebenen Parallelresonanzkreis verwendete, sind äquivalente Verwirklichungen unter Verwendung eines Serienresonanzschwingkreises
möglich.
709811 /0691
Claims (9)
- BLUMBACH · WESER · BERGEN · KRAMERZWIRNER · HIRSCH9 R Q R Q Q Q PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN £ Q Q U J C? ^Postadresse München: Patentconsuit 8 München 60 Radedcestraße 43 Telefon (089) 883603/883604 Telex 05-212313 Postadresse Wiesbaden: Patentconsuit 62 Wiesbaden Sonnenberger Straße 43 Telefon (06121) 562943/561998 Telex 04-186237Western Electric Company, Incorporated Miller 10-2-1Patentansprüche./' Verfahren zum berührungslosen Messen der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit eines Plättchens, bei dema) ein Resonanzkreis mit einem Kondensator und einer Induktivität mittels einer Quelle elektrischer Energie bei einer Meßfrequenz erregt wird,b) ein Plättchen so in das Magnetfeld der Spule gebracht wird, daß das Magnetfeld längs der Dicke des Plättchens im wesentlichen gleichförmig ist, undc) ein Ausgangssignal abgeleitet wird, das zur elektrischen Leitfähigkeit des Plättchens in Beziehung steht, dadurch gekennzeichnet , daß die Meßfrequenz hauptsächlich durch den Resonanzkreis (13; 22) bestimmt wird und daß das Ausgangssignal dadurch abgeleitet wird, daß die Quelle elektrischer Energie (14) so eingestellt wird, daß über der Induktivität (23) derjenige Wert der Meßfre-München: Kramer. Dr. Weser ■ Hirsch — Wiesbaden: Blumbach - Dr. Bergen · Zwirner7 0 9 8 1 1 / 0 b 9 1quenzspannung wiedereingestellt wird, der vor dem Einbringen des Plättchens (43) festgestellt worden ist, und daß die Zunahme des durch die Induktivität fließenden Meßfrequenzstroms gemessen wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Rahmen des Messens der Zunahme des Meßfrequenzstroms eine elektronische Teilung durch die Dicke des Plattchens durchgeführt wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Halbleiterplättchen im Leitfähig-—1 —1 keitsbereich von 0,05 S-cm bis 10 S-cm unter Verwendung einer Meßfrequenz von etwa 10 Hertz gemessen werden.
- 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß Halbleiterplättchen im Leitfähig-—1 3 —1 keitsbereich von 5 S-cm bis 10 S-cm unter Verwendung einer Meßfrequenz von etwa 10 Hertz gemessen werden.
- 5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß Metallschichten bis zu einer Dicke von 5 Mikrometern unter Verwendung einer Meßfrequenz von etwa 10 Hertz gemessen werden.
- Hi/ku
- 7 0 9 8 11/0691
- At
- Leerseite
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US05/606,365 US4000458A (en) | 1975-08-21 | 1975-08-21 | Method for the noncontacting measurement of the electrical conductivity of a lamella |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2636999A1 true DE2636999A1 (de) | 1977-03-17 |
DE2636999B2 DE2636999B2 (de) | 1978-03-30 |
DE2636999C3 DE2636999C3 (de) | 1982-03-18 |
Family
ID=24427675
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2636999A Expired DE2636999C3 (de) | 1975-08-21 | 1976-08-17 | Verfahren zum berührungslosen Messen der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit eines Plättchens |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4000458A (de) |
JP (1) | JPS5319874A (de) |
BE (1) | BE845220A (de) |
CA (1) | CA1057823A (de) |
DE (1) | DE2636999C3 (de) |
ES (1) | ES450860A1 (de) |
FR (1) | FR2321702A1 (de) |
GB (1) | GB1552948A (de) |
IT (1) | IT1071415B (de) |
NL (1) | NL168051B (de) |
SE (1) | SE410901B (de) |
Families Citing this family (68)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CS202665B1 (cs) * | 1975-10-01 | 1981-01-30 | Milos Jurca | Zařízení pro měření specifického odporu vodivých a polovodivých materiálů |
US4142145A (en) * | 1977-12-22 | 1979-02-27 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Method for determining conduction-band edge and electron affinity in semiconductors |
US4144488A (en) * | 1977-12-22 | 1979-03-13 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Investigation of near-surface electronic properties in semiconductors by electron beam scanning |
US4353029A (en) * | 1978-02-13 | 1982-10-05 | Ade Corporation | Self inverting gauging system |
EP0007408A1 (de) * | 1978-07-14 | 1980-02-06 | International Business Machines Corporation | Gerät zur kontaktlosen Widerstandsmessung dünner Schichten |
DE2845401C2 (de) * | 1978-10-18 | 1980-10-02 | Gao Gesellschaft Fuer Automation Und Organisation Mbh, 8000 Muenchen | Bedrucktes Wertpapier mit Echtheitsmerkmalen und Verfahren zur Prüfung seineT Echtheit |
US4286215A (en) * | 1979-05-18 | 1981-08-25 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Method and apparatus for the contactless monitoring carrier lifetime in semiconductor materials |
US4842147A (en) * | 1981-12-04 | 1989-06-27 | Gte Products Corporation | Method and apparatus for conductive film detection |
US4779739A (en) * | 1981-12-04 | 1988-10-25 | Gte Products Corporation | Method and apparatus for conductive film detection |
US4797614A (en) * | 1984-11-02 | 1989-01-10 | Sierracin Corporation | Apparatus and method for measuring conductance including a temperature controlled resonant tank circuit with shielding |
JPS6228674A (ja) * | 1985-07-30 | 1987-02-06 | Shinetsu Eng Kk | 半導体ウエ−ハの導電率の非接触測定方法およびその装置 |
US5015952A (en) * | 1988-04-13 | 1991-05-14 | University Of California | Apparatus for characterizing conductivity of materials by measuring the effect of induced shielding currents therein |
DE3815010A1 (de) * | 1988-04-30 | 1989-11-09 | Leybold Ag | Schaltungsanordnung fuer den kombinierten einsatz einer induktiven und einer kapazitiven einrichtung fuer die zerstoerungsfreie messung des ohmschen wiederstands duenner schichten |
DE3815011A1 (de) * | 1988-04-30 | 1989-11-16 | Leybold Ag | Einrichtung zum zerstoerungsfreien messen des ohmschen widerstands duenner schichten |
DE3815009A1 (de) * | 1988-04-30 | 1989-11-09 | Leybold Ag | Einrichtung und verfahren zum zerstoerungsfreien messen des ohmschen widerstands duenner schichten nach dem wirbelstrom-prinzip |
JPH0389331A (ja) * | 1989-09-01 | 1991-04-15 | Asahi Optical Co Ltd | カメラのシャッタ装置 |
US5394084A (en) * | 1991-12-23 | 1995-02-28 | The Boeing Company | Method and apparatus for reducing errors in eddy-current conductivity measurements due to lift-off by interpolating between a plurality of reference conductivity measurements |
DE4231392A1 (de) * | 1992-09-19 | 1994-03-24 | Daimler Benz Ag | Verfahren zur Bestimmung der elektronischen Eigenschaften von Halbleiterschichtstrukturen |
US5552704A (en) * | 1993-06-25 | 1996-09-03 | Tencor Instruments | Eddy current test method and apparatus for measuring conductance by determining intersection of lift-off and selected curves |
US5434505A (en) * | 1993-07-30 | 1995-07-18 | Litton Systems, Inc. | Method and apparatus for low temperature HEMT-like material testing |
US5466614A (en) * | 1993-09-20 | 1995-11-14 | At&T Global Information Solutions Company | Structure and method for remotely measuring process data |
US5528142A (en) * | 1995-06-19 | 1996-06-18 | Feickert; Carl A. | Resonant eddy analysis- a contactless, inductive method for deriving quantitative information about the conductivity and permeability of a test sample |
US6448795B1 (en) * | 1999-02-12 | 2002-09-10 | Alexei Ermakov | Three coil apparatus for inductive measurements of conductance |
US6476604B1 (en) * | 1999-04-12 | 2002-11-05 | Chartered Semiconductor Manufacturing Ltd. | Method and apparatus for identifying high metal content on a semiconductor surface |
US7069101B1 (en) | 1999-07-29 | 2006-06-27 | Applied Materials, Inc. | Computer integrated manufacturing techniques |
US6640151B1 (en) | 1999-12-22 | 2003-10-28 | Applied Materials, Inc. | Multi-tool control system, method and medium |
US6708074B1 (en) | 2000-08-11 | 2004-03-16 | Applied Materials, Inc. | Generic interface builder |
US7188142B2 (en) | 2000-11-30 | 2007-03-06 | Applied Materials, Inc. | Dynamic subject information generation in message services of distributed object systems in a semiconductor assembly line facility |
US6910947B2 (en) | 2001-06-19 | 2005-06-28 | Applied Materials, Inc. | Control of chemical mechanical polishing pad conditioner directional velocity to improve pad life |
US7047099B2 (en) | 2001-06-19 | 2006-05-16 | Applied Materials Inc. | Integrating tool, module, and fab level control |
US7698012B2 (en) | 2001-06-19 | 2010-04-13 | Applied Materials, Inc. | Dynamic metrology schemes and sampling schemes for advanced process control in semiconductor processing |
US7201936B2 (en) | 2001-06-19 | 2007-04-10 | Applied Materials, Inc. | Method of feedback control of sub-atmospheric chemical vapor deposition processes |
US6913938B2 (en) | 2001-06-19 | 2005-07-05 | Applied Materials, Inc. | Feedback control of plasma-enhanced chemical vapor deposition processes |
US7101799B2 (en) | 2001-06-19 | 2006-09-05 | Applied Materials, Inc. | Feedforward and feedback control for conditioning of chemical mechanical polishing pad |
US7160739B2 (en) | 2001-06-19 | 2007-01-09 | Applied Materials, Inc. | Feedback control of a chemical mechanical polishing device providing manipulation of removal rate profiles |
US7337019B2 (en) | 2001-07-16 | 2008-02-26 | Applied Materials, Inc. | Integration of fault detection with run-to-run control |
US6984198B2 (en) | 2001-08-14 | 2006-01-10 | Applied Materials, Inc. | Experiment management system, method and medium |
US7225047B2 (en) | 2002-03-19 | 2007-05-29 | Applied Materials, Inc. | Method, system and medium for controlling semiconductor wafer processes using critical dimension measurements |
US20030199112A1 (en) | 2002-03-22 | 2003-10-23 | Applied Materials, Inc. | Copper wiring module control |
DE10231989B3 (de) * | 2002-07-15 | 2004-04-08 | Wurdack, Stefan, Dr. | Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen eines Flächenwiderstands von Proben |
WO2004013715A1 (en) | 2002-08-01 | 2004-02-12 | Applied Materials, Inc. | Method, system, and medium for handling misrepresentative metrology data within an advanced process control system |
CN1720490B (zh) | 2002-11-15 | 2010-12-08 | 应用材料有限公司 | 用于控制具有多变量输入参数的制造工艺的方法和系统 |
US7333871B2 (en) | 2003-01-21 | 2008-02-19 | Applied Materials, Inc. | Automated design and execution of experiments with integrated model creation for semiconductor manufacturing tools |
US7205228B2 (en) | 2003-06-03 | 2007-04-17 | Applied Materials, Inc. | Selective metal encapsulation schemes |
US7112960B2 (en) * | 2003-07-31 | 2006-09-26 | Applied Materials, Inc. | Eddy current system for in-situ profile measurement |
US7354332B2 (en) | 2003-08-04 | 2008-04-08 | Applied Materials, Inc. | Technique for process-qualifying a semiconductor manufacturing tool using metrology data |
US7005851B2 (en) * | 2003-09-30 | 2006-02-28 | General Electric Company | Methods and apparatus for inspection utilizing pulsed eddy current |
US7356377B2 (en) | 2004-01-29 | 2008-04-08 | Applied Materials, Inc. | System, method, and medium for monitoring performance of an advanced process control system |
US7096085B2 (en) | 2004-05-28 | 2006-08-22 | Applied Materials | Process control by distinguishing a white noise component of a process variance |
US6961626B1 (en) | 2004-05-28 | 2005-11-01 | Applied Materials, Inc | Dynamic offset and feedback threshold |
DE102006056174A1 (de) * | 2006-11-27 | 2008-05-29 | Endress + Hauser Conducta Gesellschaft für Mess- und Regeltechnik mbH + Co. KG | Induktiver Leitfähigkeitssensor |
US7898280B2 (en) * | 2008-09-08 | 2011-03-01 | Emil Kamieniecki | Electrical characterization of semiconductor materials |
TWI408759B (zh) * | 2008-11-14 | 2013-09-11 | Applied Materials Inc | 具有增強邊緣解析度的渦電流感測器 |
US20110169520A1 (en) * | 2010-01-14 | 2011-07-14 | Mks Instruments, Inc. | Apparatus for measuring minority carrier lifetime and method for using the same |
US20110189856A1 (en) * | 2010-01-29 | 2011-08-04 | Kun Xu | High Sensitivity Real Time Profile Control Eddy Current Monitoring System |
TW201201957A (en) * | 2010-01-29 | 2012-01-16 | Applied Materials Inc | High sensitivity real time profile control eddy current monitoring system |
US9023667B2 (en) | 2011-04-27 | 2015-05-05 | Applied Materials, Inc. | High sensitivity eddy current monitoring system |
DE102012207341A1 (de) * | 2012-05-03 | 2013-11-07 | Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg | Ultrabreitbandige Messbrücke |
US9335151B2 (en) | 2012-10-26 | 2016-05-10 | Applied Materials, Inc. | Film measurement |
US9631919B2 (en) | 2013-06-12 | 2017-04-25 | Applied Materials, Inc. | Non-contact sheet resistance measurement of barrier and/or seed layers prior to electroplating |
US9911664B2 (en) | 2014-06-23 | 2018-03-06 | Applied Materials, Inc. | Substrate features for inductive monitoring of conductive trench depth |
US9754846B2 (en) | 2014-06-23 | 2017-09-05 | Applied Materials, Inc. | Inductive monitoring of conductive trench depth |
TW201822953A (zh) | 2016-09-16 | 2018-07-01 | 美商應用材料股份有限公司 | 基於溝槽深度的電磁感應監控進行的過拋光 |
KR102547156B1 (ko) | 2016-10-21 | 2023-06-26 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 인-시튜 전자기 유도 모니터링 시스템을 위한 코어 구성 |
US11004708B2 (en) | 2016-10-28 | 2021-05-11 | Applied Materials, Inc. | Core configuration with alternating posts for in-situ electromagnetic induction monitoring system |
US11231392B2 (en) | 2016-12-27 | 2022-01-25 | Industrial Technology Research Institute | Detecting device and method thereof |
CN114113789B (zh) * | 2021-11-25 | 2023-07-21 | 天津大学 | 一种高频下测量金属薄膜电导率的装置及方法 |
CN114791447B (zh) * | 2022-05-05 | 2024-01-12 | 杭州汇健科技有限公司 | 一种多通道气体传感器 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2115437A1 (de) * | 1971-03-30 | 1972-10-12 | Siemens Ag | Verfahren zur berührungslosen Leitfähigkeitsmessung |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3234461A (en) * | 1960-12-05 | 1966-02-08 | Texas Instruments Inc | Resistivity-measuring device including solid inductive sensor |
US3152303A (en) * | 1962-06-11 | 1964-10-06 | United Aircraft Corp | Electrodeless radio frequency conductivity probe for fluids |
US3544893A (en) * | 1968-08-05 | 1970-12-01 | Anatoly Ivanovich Savin | Apparatus for noncontact measurement of semiconductor resistivity including a toroidal inductive coil with a gap |
US3646436A (en) * | 1969-12-22 | 1972-02-29 | Gte Laboratories Inc | Apparatus and method for measuring electrical resistance employing constant output voltage technique |
JPS5228388B2 (de) * | 1971-12-16 | 1977-07-26 |
-
1975
- 1975-08-21 US US05/606,365 patent/US4000458A/en not_active Expired - Lifetime
-
1976
- 1976-07-13 CA CA256,881A patent/CA1057823A/en not_active Expired
- 1976-08-10 SE SE7608925A patent/SE410901B/xx unknown
- 1976-08-16 BE BE169834A patent/BE845220A/xx not_active IP Right Cessation
- 1976-08-16 FR FR7624912A patent/FR2321702A1/fr active Granted
- 1976-08-17 NL NL7609128.A patent/NL168051B/xx not_active IP Right Cessation
- 1976-08-17 DE DE2636999A patent/DE2636999C3/de not_active Expired
- 1976-08-19 JP JP9826976A patent/JPS5319874A/ja active Granted
- 1976-08-20 ES ES450860A patent/ES450860A1/es not_active Expired
- 1976-08-20 IT IT69068/76A patent/IT1071415B/it active
- 1976-08-20 GB GB34741/76A patent/GB1552948A/en not_active Expired
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2115437A1 (de) * | 1971-03-30 | 1972-10-12 | Siemens Ag | Verfahren zur berührungslosen Leitfähigkeitsmessung |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Oberdorfer, G.: Lehrbuch der Elektro- technik, I. Bd., 5. Aufl., 1948, S. 209-211 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ES450860A1 (es) | 1977-08-16 |
CA1057823A (en) | 1979-07-03 |
JPS5319874A (en) | 1978-02-23 |
FR2321702B1 (de) | 1981-09-18 |
IT1071415B (it) | 1985-04-10 |
JPS5520550B2 (de) | 1980-06-03 |
NL168051B (nl) | 1981-09-16 |
DE2636999C3 (de) | 1982-03-18 |
SE410901B (sv) | 1979-11-12 |
GB1552948A (en) | 1979-09-19 |
SE7608925L (sv) | 1977-02-22 |
DE2636999B2 (de) | 1978-03-30 |
FR2321702A1 (fr) | 1977-03-18 |
US4000458A (en) | 1976-12-28 |
NL7609128A (nl) | 1977-02-23 |
BE845220A (fr) | 1976-12-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2636999C3 (de) | Verfahren zum berührungslosen Messen der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit eines Plättchens | |
DE69738435T2 (de) | Magnetischer stromsensor | |
EP0030041B1 (de) | Messwandler zum Messen eines insbesondere von einem Messstrom erzeugten Magnetfeldes | |
DE60112159T2 (de) | Nachweis magnetischer Teilchen | |
DE1524710A1 (de) | Magnetoresistiver Wiedergabekopf | |
DE2948762A1 (de) | Messwandler zum messen eines insbesondere von einem messstrom erzeugten magnetfeldes | |
DE1598401C3 (de) | Gerät zur Anzeige der Konzentration eines Anteils eines Gasgemisches, beruhend auf der Eigenschwingungsänderung eines piezoelektrischen Kristalls | |
EP0580836B1 (de) | Verfahren zur qualitätsbestimmung eines einzelnen supraleitenden filmes und vorrichtung zur durchführung dieses verfahrens | |
DE2852870A1 (de) | Substanzsensitives bauelement zum erfassen der gegenwart und bzw. oder konzentration einer substanz und verfahren zum herstellen eines derartigen bauelements | |
DE2516620B2 (de) | Verfahren zum Herstellen von PIN-Dioden | |
EP0096190A1 (de) | Magnetfeldsensor | |
DE2344008A1 (de) | Messgeraet | |
DE10133736A1 (de) | Anordnung zum Messen der Temperatur einer elektronischen Schaltung | |
DE3929452A1 (de) | Strom-messeinrichtung | |
DE102007053976B4 (de) | NMR-Resonator, ausgebildet als beidseitig leitfähig beschichtete, isolierende Folie, und zugehöriges niederauflösendes NMR-Spektrometer | |
DE1929608A1 (de) | Hochfrequenz-Bandfilter | |
EP0419725A1 (de) | Messplatz für Mikrowellenbauelemente | |
DE3718111A1 (de) | Behruehungsfreier leitfaehigkeitsfuehler | |
EP0111361A1 (de) | Symmetrischer Temperatursensor | |
DE1673251A1 (de) | Schaltungsanordnung zum Wobbeln eines Feldes in Verbindung mit einer Groesse,die sich mit der zweiten oder hoeheren Potenz des Feldes aendert und Anwendung auf Massenspektrometer | |
DE1214792B (de) | Verfahren zur Messung des spezifischen Widerstands einer auf einen Halbleiterkoerper geringen spezifischen Widerstands aufgebrachten Halbleiterschicht sowie Anordnung zur Durchfuehrung des Verfahrens | |
DE2329488A1 (de) | Magnetischer fuehler mit einem parametrisch erregten zweiten harmonischen oszillator | |
DE2542813B1 (de) | Verfahren zur messung der dielektrizitaetskonstante eines isolierstoffes | |
DE2933129A1 (de) | Magnetometer | |
DE2556643C3 (de) | Differenz-Durchlauf-Wirbelstromumsetzer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |