JP2007333439A - Eddy-current sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は渦電流センサに関し、特に半導体ウエハ等の基板の表面に形成した導電性膜の膜厚等を検出するのに好適な渦電流センサに関する。 The present invention relates to an eddy current sensor, and more particularly to an eddy current sensor suitable for detecting the thickness of a conductive film formed on the surface of a substrate such as a semiconductor wafer.
半導体ウエハやガラス基板の基板上にスパッタリング法や蒸着法、メッキ法により導電膜を形成する工程の膜厚管理方法として、シート抵抗測定法や、触針式段差測定法、蛍光エックス線法が知られている。しかし、シート抵抗測定法や、触針式段差測定法は、基板表面に針を接触させる必要があるため、実際の製品基板を測定すると、基板表面に傷が生じたり発塵するという問題がある。また蛍光エックス線法では、非接触であるため前述のような問題は生じにくいが、安全上、エックス線の遮蔽を完全に行う必要があるため、コストアップや設置場所の制約が生じる。 Known methods for controlling film thickness in the process of forming a conductive film by sputtering, vapor deposition, or plating on a semiconductor wafer or glass substrate are the sheet resistance measurement method, the stylus step measurement method, and the fluorescent X-ray method. ing. However, since the sheet resistance measurement method and the stylus type step measurement method need to bring the needle into contact with the substrate surface, there is a problem that when the actual product substrate is measured, the substrate surface is scratched or dust is generated. . Further, in the fluorescent X-ray method, the above-described problem is hardly caused because it is non-contact, but for safety, it is necessary to completely shield the X-ray, so that the cost is increased and the installation place is restricted.
そこで、非接触で簡易に導電膜の膜厚を測定する方法として、特許文献１〜４に、渦電流センサ法が提示されている。
Thus, as a method for easily measuring the thickness of the conductive film in a non-contact manner,
図６は、従来の渦電流センサ９１の構成を示す図である。これは、図６に示すように、基板９６上に形成した導電膜９７の近傍に、交流信号源９３と交流電流計９４とを接続したセンサコイル９２を配置する。センサコイル９２に交流信号を加えると、導電膜９７に渦電流が流れ、渦電流の影響でセンサコイル９２に流れる電流が変化することを利用して、導電膜９７の膜厚を測定する方法である。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a conventional eddy
図７は、交流信号源９３とセンサコイル９２と導電性膜９７との等価回路を示す。一次側は渦電流センサ９１を表し、二次側は導電性膜９７を表す。交流信号源９３により供給される交流電圧により、センサコイル９２に電流Ｉ１が流れる。導電性膜９７の近傍に配置されたセンサコイル９２に電流が流れることで、この磁束が導電性膜９７と鎖交する。このため、その間に相互インダクタンスＭ＝ｋ（Ｌ１・Ｌ２）１／２が形成され、導電性膜９７中に渦電流Ｉ２が流れる。交流信号源９３から見たインピーダンスＺ１は、図７に示す式で表される。
FIG. 7 shows an equivalent circuit of the
ここで、
Ｒ１：回路配線抵抗、
Ｒ２：導電性膜９７のシート抵抗Ｒｓに比例する等価抵抗、
Ｌ１：センサコイル９２を含む一次側の自己インダクタンス、
Ｌ２：導電性膜９７の等価自己インダクタンス、
ｋ：センサコイル９２と導電性膜９７との間の結合係数（０≦ｋ≦１）、
ω：交流信号源９３の角周波数
である。ここで、この式の右辺における実部の第２項は、導電性膜９７に流れる渦電流がシート抵抗により損失する量（以下、渦電流損失量と称する）を表している。
here,
R 1 : circuit wiring resistance,
R 2 : equivalent resistance proportional to the sheet resistance Rs of the conductive film 97,
L 1 : Self-inductance on the primary side including the
L 2 : equivalent self-inductance of the conductive film 97,
k: Coupling coefficient (0 ≦ k ≦ 1) between the
ω is the angular frequency of the
図８は、渦電流センサ９１のセンサコイル９２に流れる電流の導電膜シート抵抗依存性を示すグラフである。図９は、センサコイル９２の渦電流損失量の導電膜シート抵抗依存性を示すグラフである。実際には、渦電流損失量は、図８に示すように、センサコイル９２に流れる電流Ｉ１の、導電性膜９７が有る場合とない場合との間の差分から得られる。渦電流損失量の導電性膜９７のシート抵抗Ｒｓに対する依存性は、図９のようになる。したがって、渦電流損失量が分かれば、導電性膜９７のシート抵抗Ｒｓが分かり、さらに、導電性膜９７に固有の比抵抗が分かっていれば、導電性膜９７の膜厚が分かる。
FIG. 8 is a graph showing the dependence of the current flowing in the
しかしながら、図９に示すように、シート抵抗Ｒｓが小さい場合、渦電流損失量は小さい（図９：点ａ）。シート抵抗Ｒｓが大きくなると、渦電流損失量が大きくなり最大点が現れる（図９：点ｂ）。さらに、シート抵抗Ｒｓが大きくなると、渦電流そのものが流れにくくなることにより、渦電流損失量は小さくなる（図９：点ｃ）。したがって、渦電流損失量は、シート抵抗Ｒｓに対して点ｂの変曲点を持っている。したがって、測定する導電性膜９７のシート抵抗Ｒｓの範囲は、変曲点（図９：点ｂ）を含まない範囲としなければならない。 However, as shown in FIG. 9, when the sheet resistance Rs is small, the amount of eddy current loss is small (FIG. 9: point a). As the sheet resistance Rs increases, the amount of eddy current loss increases and the maximum point appears (FIG. 9: point b). Furthermore, when the sheet resistance Rs increases, the eddy current itself becomes difficult to flow, thereby reducing the eddy current loss amount (FIG. 9: point c). Therefore, the eddy current loss amount has an inflection point b with respect to the sheet resistance Rs. Therefore, the range of the sheet resistance Rs of the conductive film 97 to be measured must be a range that does not include the inflection point (FIG. 9: point b).
検出対象の導電性膜９７は、たとえば半導体基板においては、スパッタリングにより形成されるが、大きく分けて、バリアメタル層とメタル配線層とに分けられる。バリアメタル層はＴｉ， ＴｉＷ， ＴｉＮ， Ｔａ， ＴａＮ， Ｗなどからなる高抵抗層（シート抵抗：数Ω／□）から、メタル配線層はＡｉ， ＡｌＳｉ， ＡｌＣｕ， Ｃｕからなる低抵抗層まである（シート抵抗：数十ｍΩ／□）。ここで、一種類のセンサコイルと周波数との組み合わせだけでは、この広いシート抵抗の範囲をカバーすることは難しい。 The conductive film 97 to be detected is formed, for example, by sputtering in a semiconductor substrate, and is roughly divided into a barrier metal layer and a metal wiring layer. The barrier metal layer ranges from a high resistance layer (sheet resistance: several Ω / □) made of Ti, TiW, TiN, Ta, TaN, W, etc. to a low resistance layer made of Ai, AlSi, AlCu, Cu. (Sheet resistance: tens of mΩ / □). Here, it is difficult to cover this wide range of sheet resistance only by combining one type of sensor coil and frequency.
図１０は、従来の他の渦電流センサ９１ａの構成を示す図である。特許文献１〜４では、図１０に示すように、複数個の発振周波数を有する交流信号源９３ａを備え、導電性膜９７の種類に応じて、使用する発振周波数を選択可能とすることにより、広いシート抵抗範囲をカバーする方法を提案している。
FIG. 10 is a diagram showing the configuration of another conventional eddy
図１１に、交流信号源９３ａの発振周波数を変化させたときの渦電流損失量の導電膜シート抵抗依存性を示す。図１１に示すように、交流信号源９３ａの発振周波数を上げることにより、変曲点のシート抵抗値は上昇する。このようにして、広いシート抵抗範囲をカバーすることができる。
しかしながら、上記図１０に示す従来の構成では、センサコイル９２に印加する交流信号の発振周波数を高くするので、図１２に示すように、センサコイル９２の寄生容量の影響が大きくなり、その結果、膜厚の測定精度が悪くなるという問題があった。
However, in the conventional configuration shown in FIG. 10, since the oscillation frequency of the AC signal applied to the
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、導電性膜の膜厚を導電膜の種類に応じて精度良く測定することができる渦電流センサを実現することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to realize an eddy current sensor capable of accurately measuring the thickness of a conductive film according to the type of the conductive film. is there.
本発明に係る渦電流センサは、上記課題を解決するために、導電性膜または基体に形成された導電性膜に対向して配置された第１センサコイル及び第２センサコイルと、前記導電性膜に渦電流を生じさせるための交流信号を前記第１及び前記第２センサコイルのいずれかに選択的に供給する信号源と、前記導電性膜に生じた渦電流に応じて前記第１及び前記第２センサコイルのいずれかに流れる電流値を検出する電流計とを備え、前記第１センサコイルの径と前記第２センサコイルの径とは、前記導電性膜の種類に応じて互いに異なっていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, an eddy current sensor according to the present invention includes a first sensor coil and a second sensor coil arranged to face a conductive film or a conductive film formed on a substrate, and the conductive film. A signal source for selectively supplying an AC signal for generating an eddy current in the film to either the first or the second sensor coil; and the first and the second in response to the eddy current generated in the conductive film. An ammeter that detects a value of a current flowing through one of the second sensor coils, and the diameter of the first sensor coil and the diameter of the second sensor coil are different from each other depending on the type of the conductive film. It is characterized by.
この特徴によれば、導電性膜の種類に応じて、異なる径のセンサコイルに交流信号を供給することができる。このため、導電性膜の種類に応じて、金属膜シート抵抗の変化に対する渦電流損失量の関係を変えることができ、交流信号の発振周波数を固定しながら、導電性膜の膜厚を精度良く測定することができる。 According to this feature, an AC signal can be supplied to sensor coils having different diameters according to the type of the conductive film. For this reason, the relationship of the eddy current loss amount with respect to the change of the metal film sheet resistance can be changed according to the type of the conductive film, and the film thickness of the conductive film can be accurately adjusted while fixing the oscillation frequency of the AC signal. Can be measured.
本発明に係る渦電流センサでは、前記第１センサコイル及び前記第２センサコイルは、前記導電性膜に直列に配置されていることが好ましい。 In the eddy current sensor according to the present invention, it is preferable that the first sensor coil and the second sensor coil are arranged in series with the conductive film.
上記構成によれば、基体を移動させる機構が不要であり、構成が簡単になり、渦電流センサを小型化することができる。 According to the above configuration, a mechanism for moving the base body is unnecessary, the configuration is simplified, and the eddy current sensor can be miniaturized.
本発明に係る渦電流センサでは、前記第１センサコイル及び前記第２センサコイルは、前記導電性膜に並列に配置されていることが好ましい。 In the eddy current sensor according to the present invention, it is preferable that the first sensor coil and the second sensor coil are arranged in parallel to the conductive film.
上記構成によれば、第１センサコイル及び第２センサコイルを、基体の直下に配置して測定できるので、測定精度を向上させることができる。 According to the said structure, since a 1st sensor coil and a 2nd sensor coil can be arrange | positioned and measured directly under a base | substrate, a measurement precision can be improved.
本発明に係る渦電流センサでは、前記信号源によって供給される前記交流信号の周波数は、前記第１及び前記第２センサコイルの自己共振を防止する値に選択されることが好ましい。 In the eddy current sensor according to the present invention, it is preferable that the frequency of the AC signal supplied by the signal source is selected to a value that prevents self-resonance of the first and second sensor coils.
上記構成によれば、センサコイル同士の共振による測定値の誤差を防止することができる。 According to the said structure, the error of the measured value by resonance of sensor coils can be prevented.
本発明に係る渦電流センサでは、前記第１センサコイルの径及び前記第２センサコイルの径は、前記導電性膜のとり得るシート抵抗の値の範囲内において、渦電流損失が最大値をとらないように選択されることが好ましい。 In the eddy current sensor according to the present invention, the diameter of the first sensor coil and the diameter of the second sensor coil are such that the eddy current loss takes a maximum value within a range of a sheet resistance value that the conductive film can take. It is preferred that it be selected so that there is no.
上記構成によれば、渦電流損失からシート抵抗の値を一意的に特定でき、導電性膜の膜厚を正確に測定することができる。 According to the above configuration, the value of the sheet resistance can be uniquely specified from the eddy current loss, and the film thickness of the conductive film can be accurately measured.
本発明に係る渦電流センサでは、前記電流計によって検出された電流値に基づいて渦電流損失を計測し、前記渦電流損失に基づいて前記導電性膜の膜厚を算出する膜厚算出部をさらに備えることが好ましい。 In the eddy current sensor according to the present invention, a film thickness calculation unit that measures eddy current loss based on the current value detected by the ammeter and calculates the film thickness of the conductive film based on the eddy current loss. It is preferable to further provide.
上記構成によれば、導電性膜の膜厚を容易に算出することができる。 According to the above configuration, the film thickness of the conductive film can be easily calculated.
本発明に係る渦電流センサは、以上のように、第１センサコイルの径と第２センサコイルの径とが、導電性膜の種類に応じて互いに異なっているので、導電性膜の膜厚を精度良く測定することができるという効果を奏する。 In the eddy current sensor according to the present invention, as described above, the diameter of the first sensor coil and the diameter of the second sensor coil are different from each other depending on the type of the conductive film. It is possible to measure the accuracy with high accuracy.
本発明の一実施形態について図１ないし図５に基づいて説明すると以下の通りである。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る渦電流センサ１の構成を示す図である。渦電流センサ１は、センサコイル２ａを備えている。センサコイル２ａは、基板６の表面に形成された導電性膜７に対向して配置されている。センサコイル２ａのコイル径は、１０ｍｍである。渦電流センサ１には、センサコイル２ｂが設けられている。センサコイル２ｂは、センサコイル２ａの導電性膜７と反対側に配置されており、コイル径は、５０ｍｍである。センサコイル２ａ・２ｂは、中心軸を共通にして、導電性膜７に直列に配置されている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an
渦電流センサ１は、交流信号源３を備えている。交流信号源３は、導電性膜７に渦電流を生じさせるための交流信号を、スイッチＳＷ１・ＳＷ２、またはスイッチＳＷ３・ＳＷ４を介して、センサコイル２ａ・２ｂのいずれかに選択的に供給する。渦電流センサ１には、交流電流計４が設けられている。交流電流計４は、導電性膜７に生じた渦電流に応じてセンサコイル２ａ・２ｂのいずれかに流れる電流値を検出する。
The
センサコイル２ａ・２ｂ同士の共振による誤差を防ぐため、交流信号源３の周波数は、自己共振が起きない値に設定されている。スイッチＳＷ１・ＳＷ２・ＳＷ３・ＳＷ４で選択したセンサコイル２ａまたはセンサコイル２ｂに、交流信号源３から交流信号を加えると、導電性膜７に渦電流が流れ、渦電流の影響でセンサコイル２ａまたは２ｂに流れる電流が変化する。
In order to prevent errors due to resonance between the sensor coils 2a and 2b, the frequency of the
図２はセンサコイル２ａまたは２ｂに流れる電流の導電膜シート抵抗依存性を示すグラフである。図３はセンサコイル２ａまたは２ｂの渦電流損失量の導電膜シート抵抗依存性を示すグラフである。図２に示すように、渦電流損失量は、センサコイルに流れる電流の、導電性膜７が有る場合を示す曲線Ｃ１と、導電性膜７がない場合を示す曲線Ｃ２との差分から得られる。渦電流損失量の、導電性膜７のシート抵抗Ｒｓに対する依存性は、図３に示すようになる。したがって、渦電流損失量が分かれば、導電性膜７のシート抵抗Ｒｓが分かり、さらに導電性膜７に固有の比抵抗が分かっていれば、導電性膜７の膜厚が分かる。
FIG. 2 is a graph showing the dependence of the current flowing in the
シート抵抗Ｒｓに基づいて、導電性膜７の膜厚ｔは、下記の式により導出される。 Based on the sheet resistance Rs, the film thickness t of the conductive film 7 is derived by the following equation.
ｔ＝（σ／ＲＳ）×１００
ここで、
ｔ：膜厚［Å］、
Ｒｓ：シート抵抗［Ω／ｓｑ．］、
σ：比抵抗［μΩ・ｃｍ］
である。
t = (σ / R S ) × 100
here,
t: film thickness [Å],
Rs: sheet resistance [Ω / sq. ],
σ: Specific resistance [μΩ · cm]
It is.
センサコイル径を変化させて、交流信号源３の発振周波数をｆ＝４．０ＭＨｚに固定したときの導電性膜７のシート抵抗Ｒｓと、渦電流損失量との関係を調べた結果を表１に示す。
Table 1 shows the results of examining the relationship between the sheet resistance Rs of the conductive film 7 and the amount of eddy current loss when the sensor coil diameter is changed and the oscillation frequency of the
図４は、センサコイルのコイル径を変化させた場合の渦電流損失量の導電膜シート抵抗依存性を示すグラフであり、表１に記載の導電性膜７のシート抵抗Ｒｓと渦電流損失量との関係をまとめた結果である。曲線Ｃ３は、センサコイル径１０ｍｍのときの渦電流損失量とシート抵抗Ｒｓとの関係を示している。曲線Ｃ４はセンサコイル径５０ｍｍのときの関係を示しており、曲線Ｃ５はセンサコイル径１６０ｍｍのときの関係を示している。 FIG. 4 is a graph showing the dependence of the eddy current loss amount on the conductive film sheet resistance when the coil diameter of the sensor coil is changed. The sheet resistance Rs and the eddy current loss amount of the conductive film 7 shown in Table 1 are shown. It is the result of summarizing the relationship with. A curve C3 shows the relationship between the eddy current loss amount and the sheet resistance Rs when the sensor coil diameter is 10 mm. Curve C4 shows the relationship when the sensor coil diameter is 50 mm, and curve C5 shows the relationship when the sensor coil diameter is 160 mm.
センサコイル径１０ｍｍφのときは、シート抵抗Ｒｓ＝４４〜７９ｍΩ／□のところに変曲点Ｐ１があるがセンサコイル径５０ｍｍ以上のときは、７９〜８３６ｍΩ／□のところに変曲点Ｐ２がある。したがって、センサコイル径が１０ｍｍφのときは、４４ｍΩ／□以下のシート抵抗の導電性膜、もしくは７９ｍΩ／□以上のシート抵抗を持つ導電性膜の測定に適している。また、センサコイル径５０ｍｍφ以上の場合は、７９ｍΩ／□以下、もしくは８３６ｍΩ／□以上のシート抵抗の導電性膜の測定に適している。 When the sensor coil diameter is 10 mmφ, there is an inflection point P1 at a sheet resistance Rs = 44 to 79 mΩ / □, but when the sensor coil diameter is 50 mm or more, there is an inflection point P2 at 79 to 836 mΩ / □. . Therefore, when the sensor coil diameter is 10 mmφ, it is suitable for measurement of a conductive film having a sheet resistance of 44 mΩ / □ or less, or a conductive film having a sheet resistance of 79 mΩ / □ or more. When the sensor coil diameter is 50 mmφ or more, it is suitable for measurement of a conductive film having a sheet resistance of 79 mΩ / □ or less, or 836 mΩ / □ or more.
たとえば、ＬＳＩ製造工程において、スパッタリング法により形成したＡｌ膜やＡｕ膜は、ＬＳＩの金属配線層や、金バンプメッキの下地層として用いられ、概ね１２０００Å（１２００ｎｍ）以下の膜厚で使用されている。 For example, in an LSI manufacturing process, an Al film or an Au film formed by a sputtering method is used as an LSI metal wiring layer or an underlayer for gold bump plating, and is used with a film thickness of approximately 12000 mm (1200 nm) or less. .
Ａｌ膜（比抵抗２．８μΩ・ｃｍ）では、センサコイル径１０ｍｍφのときは、３５００Å（３５０ｎｍ）以下、もしくは６０００Å（６００ｎｍ）以上の導電性膜の測定に適している。また、センサコイル径５０ｍｍφ以上のときは、３５００Å（３５０ｎｍ）以上、または３００Å（３０ｎｍ）以下の導電性膜の測定に適している。また、たとえば、Ａｕ膜（比抵抗３．０μΩ・ｃｍ）では、センサコイル径１０ｍｍφのときは、３７５０Å（３７５ｎｍ）以下、もしくは７０００Å（７００ｎｍ）以上の導電性膜の測定に適しており、センサコイル径５０ｍｍφ以上のときは、３７５０Å（３７５ｎｍ）以上、または３５０Å（３５ｎｍ）以下の導電性膜の測定に適している。 The Al film (specific resistance 2.8 μΩ · cm) is suitable for measuring a conductive film of 3500 mm (350 nm) or less, or 6000 mm (600 nm) or more when the sensor coil diameter is 10 mmφ. Further, when the sensor coil diameter is 50 mmφ or more, it is suitable for measurement of a conductive film of 3500 mm (350 nm) or more or 300 mm (30 nm) or less. For example, an Au film (specific resistance: 3.0 μΩ · cm) is suitable for measurement of a conductive film of 3750 mm (375 nm) or less or 7000 mm (700 nm) or more when the sensor coil diameter is 10 mmφ. When the diameter is 50 mmφ or more, it is suitable for measurement of a conductive film of 3750 mm (375 nm) or more or 350 mm (35 nm) or less.
Ａｌ膜では、センサコイル径１０ｍｍφとすると、膜厚３５００Å（３５０ｎｍ）以下になると、Ａｌ膜のシート抵抗が７９ｍΩ／□以上となり、図３における点ｂと点ｃとの間で過電流損失が発生し、また、膜厚６０００Å（６００ｎｍ）以上になると、Ａｌ膜のシート抵抗が４４ｍΩ／□以下となり、図３における点ｂと点ａとの間で過電流損失が発生し、また、センサコイル径５０ｍｍφ以上とすると、膜厚３００Å（３０ｎｍ）以下になると、Ａｌ膜のシート抵抗が８３６ｍΩ／□以上となり、図３における点ｂと点ｃとの間で過電流損失が発生し、また、膜厚３５００Å（３５０ｎｍ）以上になると、Ａｌ膜のシート抵抗が７９ｍΩ／□以下になって、図３における点ｂと点ａとの間で過電流損失が発生する。 In the case of an Al film, if the sensor coil diameter is 10 mmφ, if the film thickness is 3500 mm (350 nm) or less, the sheet resistance of the Al film is 79 mΩ / □ or more, and overcurrent loss occurs between points b and c in FIG. When the film thickness is 6000 mm (600 nm) or more, the sheet resistance of the Al film is 44 mΩ / □ or less, an overcurrent loss occurs between points b and a in FIG. When the thickness is 50 mmφ or more, when the film thickness is 300 mm (30 nm) or less, the sheet resistance of the Al film becomes 836 mΩ / □ or more, an overcurrent loss occurs between points b and c in FIG. When the thickness is 3500 mm (350 nm) or more, the sheet resistance of the Al film becomes 79 mΩ / □ or less, and an overcurrent loss occurs between the points b and a in FIG.
また、センサコイル径を大きくすると、センサコイルと導電性膜との間の距離を大きくすることができる。なぜならば、センサコイルによって発生する磁界の大きさは、コイルの断面積に比例するからである。これにより、センサコイルと導電性膜との間の距離のずれによる渦電流損失の誤差を受けにくくすることができる。このことも考慮してコイル径の選択を行うことが望ましい。 Further, when the sensor coil diameter is increased, the distance between the sensor coil and the conductive film can be increased. This is because the magnitude of the magnetic field generated by the sensor coil is proportional to the cross-sectional area of the coil. Thereby, it is possible to make it difficult to receive an error in eddy current loss due to a shift in the distance between the sensor coil and the conductive film. It is desirable to select the coil diameter in consideration of this.
（実施の形態２）
図５は、実施の形態２に係る渦電流センサ１ａの構成を示す図である。実施の形態１で前述した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付している。これらの構成要素の詳細な説明は省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of the
実施の形態２では、センサコイル２ａ・２ｂは、導電性膜７に対して並列に並べて配置されている。交流信号源３は何れかのセンサコイル２ａ・２ｂに信号を供給できるようにスイッチＳＷ１・ＳＷ２・ＳＷ３・ＳＷ４で切り替え可能としている。このとき、センサコイル２ａ・２ｂ同士の共振による誤差を防ぐため、交流信号源３の周波数では、自己共振が起きないようにしなければならない。
In the second embodiment, the sensor coils 2 a and 2 b are arranged in parallel with the conductive film 7. The
図５に示すように、移動機構（図示せず）により基板６を移動させ、基板６直下のセンサコイル２ａ・２ｂのいずれかを選択し交流信号を供給する。センサコイルに交流信号を加えると、導電性膜７に渦電流が流れ、渦電流の影響でセンサコイルに流れる電流が変化する。
As shown in FIG. 5, the
以上説明したように、実施の形態１及び２によれば、非接触で寄生容量の影響をおさえつつ高精度で幅広いシート抵抗範囲の導電性膜厚を測定することができる手段を提供することができる。これにより、ＬＳＩ金属配線層やメッキ下地層に用いられる１２０００Å（１２００ｎｍ）以下のＡｌ、Ａｕスパッタ薄膜を測定することができる。実施の形態１及び２の渦電流センサは、真空中やガラス越しでも設置可能であるため、スパッタリング、蒸着などの真空成膜装置のインラインモニターとして活用することができる。
As described above, according to the first and second embodiments, it is possible to provide a means capable of measuring the conductive film thickness in a wide sheet resistance range with high accuracy while suppressing the influence of the parasitic capacitance without contact. it can. Thereby, it is possible to measure an Al or Au sputtered thin film of 12000 mm (1200 nm) or less used for an LSI metal wiring layer or a plating underlayer. Since the eddy current sensor of
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.
本発明は渦電流センサに適用することができ、特に半導体ウエハ等の基板の表面に形成した導電性膜の膜厚等を検出するのに好適な渦電流センサに適用することができる。 The present invention can be applied to an eddy current sensor, and in particular, can be applied to an eddy current sensor suitable for detecting the film thickness of a conductive film formed on the surface of a substrate such as a semiconductor wafer.
１ 渦電流センサ
２ａ センサコイル（第１センサコイル）
２ｂ センサコイル（第２センサコイル）
３ 交流信号源（信号源）
４ 交流電流計（電流計）
５ 膜厚算出部
６ 基板（基体）
７ 導電性膜
1 Eddy
2b Sensor coil (second sensor coil)
3 AC signal source (signal source)
4 AC ammeter (ammeter)
5
7 Conductive film
Claims (6)
前記導電性膜に渦電流を生じさせるための交流信号を前記第１及び前記第２センサコイルのいずれかに選択的に供給する信号源と、
前記導電性膜に生じた渦電流に応じて前記第１及び前記第２センサコイルのいずれかに流れる電流値を検出する電流計とを備え、
前記第１センサコイルの径と前記第２センサコイルの径とは、前記導電性膜の種類に応じて互いに異なっていることを特徴とする渦電流センサ。 A first sensor coil and a second sensor coil disposed to face the conductive film or the conductive film formed on the substrate;
A signal source for selectively supplying an AC signal for generating an eddy current in the conductive film to either the first sensor coil or the second sensor coil;
An ammeter that detects a current value flowing through one of the first and second sensor coils in accordance with an eddy current generated in the conductive film;
The diameter of the first sensor coil and the diameter of the second sensor coil are different from each other depending on the type of the conductive film.
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| JP2010164431A (en) * | 2009-01-15 | 2010-07-29 | Nippon Steel Corp | Apparatus and method for measuring surface state |
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2006
- 2006-06-12 JP JP2006162892A patent/JP2007333439A/en active Pending
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