JP5997904B2 - Resistivity measuring apparatus and method - Google Patents

Resistivity measuring apparatus and method Download PDF

Info

Publication number
JP5997904B2
JP5997904B2 JP2012012346A JP2012012346A JP5997904B2 JP 5997904 B2 JP5997904 B2 JP 5997904B2 JP 2012012346 A JP2012012346 A JP 2012012346A JP 2012012346 A JP2012012346 A JP 2012012346A JP 5997904 B2 JP5997904 B2 JP 5997904B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
measurement
amount
probe
push
measuring
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.)
Active
Application number
JP2012012346A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2013153021A (en
Inventor
和彦 盛田
和彦 盛田
木下 和彦
和彦 木下
啓行 榎戸
啓行 榎戸
土屋 香織
香織 土屋
良浩 明地
良浩 明地
敏之 長沼
敏之 長沼
依里 吉川
依里 吉川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kokusai Electric Semiconductor Service Inc
Original Assignee
Kokusai Electric Semiconductor Service Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kokusai Electric Semiconductor Service Inc filed Critical Kokusai Electric Semiconductor Service Inc
Priority to JP2012012346A priority Critical patent/JP5997904B2/en
Publication of JP2013153021A publication Critical patent/JP2013153021A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5997904B2 publication Critical patent/JP5997904B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Description

この発明は、半導体製造または処理に適用される装置であって、電気的変量の測定をするための測定用探針、電気的性質を試験するための抵抗率測定装置および方法に関する。 This invention relates to a device applied to a semiconductor manufacturing or processing, measuring probe for measurement of electrical variables, regarding resistance measuring apparatus and method for testing the electrical properties.

半導体ウェーハの抵抗率測定装置は、ウェーハの抵抗率、ウェーハ表面に形成したエピタキシャル成長膜の抵抗率、及び表面から不純物を拡散又は注入した場合の拡散層又は注入層のシート抵抗及び表面に生成した金属膜のシート抵抗などを測定するものである。抵抗率測定装置により測定された結果は、各半導体製造装置のプロセス条件へフィードバックされ、半導体デバイスの品質を均一に保つための重要な指標として用いられている。   Semiconductor wafer resistivity measuring device is based on the resistivity of the wafer, the resistivity of the epitaxially grown film formed on the wafer surface, the sheet resistance of the diffusion layer or the implanted layer when impurities are diffused or implanted from the surface, and the metal produced on the surface. The sheet resistance of the film is measured. The result measured by the resistivity measuring apparatus is fed back to the process conditions of each semiconductor manufacturing apparatus and used as an important index for keeping the quality of the semiconductor device uniform.

抵抗率測定器の測定対象にしている半導体ウェーハには各種の表面材質のものがある。これらの半導体ウェーハの抵抗率を測定するにあたっては、シリコン、金属などの測定対象の材質及び固有の抵抗率の値などに応じて4探針プローブの先端部の材質、先端部曲率半径、先端部が半導体ウェーハに加える荷重、接触時の下降速度等が測定対象に適合するようにするために、4探針プローブの荷重及び下降速度を適切に設定しなければならない。   There are various types of surface materials for semiconductor wafers to be measured by a resistivity meter. When measuring the resistivity of these semiconductor wafers, the material of the tip of the four-probe probe, the tip radius of curvature, the tip, etc., depending on the material to be measured such as silicon and metal and the specific resistivity value In order for the load applied to the semiconductor wafer, the descending speed at the time of contact, and the like to match the object to be measured, the load and descending speed of the four-probe probe must be set appropriately.

特開2010−225920号公報JP 2010-225920 A

ところが、半導体ウェーハの薄膜化に伴い、4探針プローブの荷重及び下降速度によって制御される半導体ウェーハとの接触状態により、測定値が変動し、信頼性のある真値を得ることが困難になってきている。また、ウェーハの大ロ径化に伴いウェーハのたわみ、不均一な膜厚により各測定ポイントにおける半導体ウェーハとの接触状態が変化することが想定される。   However, with the thinning of the semiconductor wafer, the measured value fluctuates due to the contact state with the semiconductor wafer controlled by the load and descending speed of the four-probe probe, and it becomes difficult to obtain a reliable true value. It is coming. Further, it is assumed that the contact state with the semiconductor wafer at each measurement point changes due to the deflection of the wafer and the non-uniform film thickness as the diameter of the wafer increases.

この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、ウェーハのたわみや不均一な膜厚により各測定ポイントにおける探針と半導体ウェーハとの接触状態を自動で調整することができ、信頼性のある抵抗率を測定することができる抵抗率測定装置および方法を提供することにある。 The present invention has been made paying attention to the above circumstances, and its purpose is to automatically adjust the contact state between the probe and the semiconductor wafer at each measurement point according to the deflection of the wafer and the uneven film thickness. It can be to provide a resistance measuring device and method Ru can be measured reliable resistivity.

上記目的を達成するためにこの発明の一態様は、ウェーハの抵抗率を複数の測定位置において測定する装置であって、プローブを上下方向に移動させて前記ウェーハに押し込む押込み手段と、前記プローブにより前記ウェーハに電流を供給して予め設定された複数の測定項目について測定する測定手段と、前記測定手段により測定された前記測定項目の測定結果の変化率に点数を付ける点数付与手段と、前記プローブの押込み量毎の前記点数の合計から押込み量を決定する押込み量決定手段と、制御部とを具備する。そして、制御部により、前記測定手段による1つ前の測定位置の測定結果が任意の基準値を超えた場合に、現在の押込み量から予め設定された接触条件範囲を設定し、前記押込み手段に前記測定項目について測定を行わせ、前記複数の測定項目の測定結果を解析し、前記点数付与手段により測定結果の変化に点数を付けると共に前記押込み量決定手段により前記点数を総合的に評価して最適な押込み量を決定し、前記最適な押込み量を次に測定するときの押込み量に設定するようにしたものである。 One aspect of the present invention in order to achieve the above object, an apparatus for measuring a plurality of measurement positions of the resistivity of the c Eha, and pushing means for pushing the front Kiu Eha move the probe in a vertical direction , before measuring means for measuring a plurality of measurement items that have been set in advance by supplying a current to the pre Kiu Eha by Kipu lobes score before Symbol measurement results of the change rate of the measurement items measured by the measuring means a number applying means for applying and a pushing amount determining means for determining the total or we push inclusive of the score of each pressing amount of the probe, and a control unit. Then, when the measurement result of the previous measurement position by the measurement unit exceeds an arbitrary reference value by the control unit, a preset contact condition range is set from the current push amount, and the push unit is set to the push unit. Measurement is performed on the measurement item, the measurement results of the plurality of measurement items are analyzed, the change of the measurement result is scored by the score giving means, and the score is comprehensively evaluated by the indentation amount determining means. The optimum push amount is determined, and the optimum push amount is set to the push amount when the next measurement is performed.

すなわち、ウェーハの抵抗率を測定する際、プローブ上下駆動部により駆動制御されるプローブが前記ウェーハに接触するまでの押込み量を測定中に自動で調整する機能を備え、測定中の押込み量の自動調整機能は、予め任意に設定されたつ前の測定値からの変動幅基準を超えた場合に、任意の接触条件範囲において、押込み量を所定量ずつ変更して最適な押込み量を特定し、次の測定位置からは最適な押込み量で測定することにより常に最適な接触状態を保つことにより信頼性のある真値を得ることが出来るようになる。 That is, when measuring the resistivity of the c Eha, a function of adjusting automatically during measuring the pushing amount of up Help lobe is driven and controlled by the probe vertical drive unit is brought into contact with the front Kiu Eha, during measurement automatic adjustment function of the pushing amount, in the case where advance arbitrarily set one variation width from the previous measurement value exceeds the reference, in any contact condition range, optimum by changing the pushing amount by a predetermined amount By specifying the indentation amount and measuring with the optimum indentation amount from the next measurement position , a reliable true value can be obtained by always maintaining the optimum contact state.

すなわちこの発明によれば、ウェーハのたわみ、不均一な膜厚により各測定ポイントにおける探針と半導体ウェーハとの接触状態を自動で調整することができ、信頼性のある抵抗率を測定することができる抵抗率測定装置および方法を提供することができる。
That is, according to the present invention, the contact state between the probe and the semiconductor wafer at each measurement point can be automatically adjusted by the deflection of the wafer and the non-uniform film thickness, and a reliable resistivity can be measured. resistance measuring device and method Ru can can provide.

本発明の一実施形態に係る4探針抵抗率測定装置の全体構成を示すブロック図。The block diagram which shows the whole structure of the 4 probe resistivity measuring apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. プローブ上下駆動部の詳細構成を示す外観図。The external view which shows the detailed structure of a probe vertical drive part. 4探針プローブの内部構成を示す構成図。The block diagram which shows the internal structure of 4 probe probes. 探針の押込み量、上下駆動カムの回転角度と半導体ウェーハへの荷重となるばね応力の関係を示した実験値を表すグラフ。The graph showing the experimental value which showed the relationship between the pushing amount of a probe, the rotation angle of a vertical drive cam, and the spring stress used as the load to a semiconductor wafer. デュアルコンフィグレーション方式によるステップ1の測定方式を示す図。The figure which shows the measuring system of step 1 by a dual configuration system. デュアルコンフィグレーション方式によるステップ2の測定方式を示す図。The figure which shows the measurement system of step 2 by a dual configuration system. 4探針プローブの押込み量の決定方法を示すフローチャート。The flowchart which shows the determination method of the pushing amount of 4 probe probes. 各測定項目の測定結果から押込み量を決定する場合の判定表の例を示す図。The figure which shows the example of the determination table in the case of determining pushing amount from the measurement result of each measurement item.

以下、図面を参照してこの発明に係る実施の形態について説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る4探針抵抗率測定装置の全体構成を示すブロック図である。
図1において、この4探針抵抗率測定装置は、被測定半導体ウェーハ12を載置する円盤状の測定ステージ11と、該測定ステージ11を回転させる回転駆動部13と、上記測定ステージ11上に載置された半導体ウェーハ12の上面に接触して該半導体ウェーハ12の抵抗率を測定するための4探針プローブ14と、該4探針プローブ14により半導体ウェーハ12に測定電流を供給して抵抗率を求めるための複数の測定項目について測定する計測部15と、上記4探針プローブ14を上下方向に移動させるプローブ上下駆動部16と、該プローブ上下駆動部16と4探針プローブ14とを上記測定ステージ11の半径方向に移動するプローブ水平駆動部17と、測定点の位置を指定すると共に、4探針プローブ14が複数である場合に当該複数の4探針プローブの何れかを指定する制御情報を入力する操作部18と、測定点の位置や測定した結果の抵抗率などのデータを表示する表示部19と、制御情報に従って上記回転駆動部13とプローブ水平駆動部17とプローブ上下駆動部16を駆動し、半導体ウェーハ12の上面の指定された位置に上記4探針プローブ14を接触させる制御部20とを備えている。なお、上記制御部20には、電源部21から所定の動作電源が供給される。
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a 4-probe resistivity measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
In FIG. 1, this four-probe resistivity measuring apparatus includes a disk-shaped measurement stage 11 on which a semiconductor wafer 12 to be measured is placed, a rotation drive unit 13 that rotates the measurement stage 11, and the measurement stage 11. A four-probe probe 14 for measuring the resistivity of the semiconductor wafer 12 in contact with the upper surface of the semiconductor wafer 12 placed thereon, and a measurement current supplied to the semiconductor wafer 12 by the four-probe probe 14 for resistance A measurement unit 15 that measures a plurality of measurement items for obtaining a rate, a probe vertical drive unit 16 that moves the four-probe probe 14 in the vertical direction, and the probe vertical drive unit 16 and the four-probe probe 14. The probe horizontal drive unit 17 that moves in the radial direction of the measurement stage 11 and the position of the measurement point are specified, and this is the case when there are a plurality of four probe probes 14. An operation unit 18 for inputting control information for designating any one of a plurality of four probe probes, a display unit 19 for displaying data such as the position of a measurement point and the resistivity of a measurement result, and the rotation drive according to the control information A control unit 20 is provided for driving the unit 13, the probe horizontal drive unit 17, and the probe vertical drive unit 16 to bring the four probe probes 14 into contact with specified positions on the upper surface of the semiconductor wafer 12. The control unit 20 is supplied with predetermined operating power from the power supply unit 21.

上記制御部20は、プローブ上下駆動部16により駆動される4探針プローブ14が半導体ウェーハ12に接触するまでの下降速度及び該半導体ウェーハ12に対する押込み量を自動的に設定する自動設定手段を備える。以下、プローブ上下駆動部16の構成及び該プローブ上下駆動部16に対する制御部20の制御動作について詳細に説明する。   The control unit 20 includes automatic setting means for automatically setting the descending speed until the four-probe probe 14 driven by the probe vertical drive unit 16 contacts the semiconductor wafer 12 and the amount of pressing with respect to the semiconductor wafer 12. . Hereinafter, the configuration of the probe vertical drive unit 16 and the control operation of the control unit 20 for the probe vertical drive unit 16 will be described in detail.

図2は、図1におけるプローブ上下駆動部16と4探針プローブ14と半導体ウェーハ12と測定ステージ11部分の構成を示す外観図である。
プローブ上下駆動部16は、プローブ取付金具16a、カム受け16b、重り16c、上下駆動カム16d、及びステッピングモータ16eを有する。
FIG. 2 is an external view showing the configuration of the probe vertical drive unit 16, the four-probe probe 14, the semiconductor wafer 12, and the measurement stage 11 in FIG.
The probe vertical drive unit 16 includes a probe mounting bracket 16a, a cam receiver 16b, a weight 16c, a vertical drive cam 16d, and a stepping motor 16e.

プローブ取付金具16aは、4探針プローブ14が取り付けられる金具である。カム受け16bは、プローブ取付金具16aに一体化されたプローブ上下駆動力を受ける。重り16cは、該プローブ上下駆動部16に垂直方向に静荷重を与える十分な質量を有する1つの重りである。上下駆動カム16dは、ステッピングモータ16eの軸に連結され、かつ、カム受け16bの先端部と常に接触状態を保つことによって、重り16cの重さを含むプローブ取付金具16aの重さをステッピングモータ16eの軸上で支える。上下駆動カム16dは、例えば偏心された円形カム形状を有し、回転角度によってカム受け16bを上下移動させる。ステッピングモータ16eは、プローブ取付金具16aに支持されたカム受け16bと、当該プローブ取付金具16aとは独立する支持部材に上下駆動カム16dと軸結合され、制御部20から指令される制御情報に従い任意の回転角度の位置で回転・停止する。   The probe mounting bracket 16a is a bracket to which the four-probe probe 14 is mounted. The cam receiver 16b receives a probe vertical driving force integrated with the probe mounting bracket 16a. The weight 16c is one weight having a mass sufficient to apply a static load in the vertical direction to the probe vertical drive unit 16. The vertical drive cam 16d is connected to the shaft of the stepping motor 16e, and is always kept in contact with the tip of the cam receiver 16b, so that the weight of the probe mounting bracket 16a including the weight of the weight 16c can be reduced. Support on the axis. The vertical drive cam 16d has, for example, an eccentric circular cam shape, and moves the cam receiver 16b up and down depending on the rotation angle. The stepping motor 16e is connected to a cam receiver 16b supported by the probe mounting bracket 16a and a vertical driving cam 16d on a support member independent of the probe mounting bracket 16a, and is arbitrarily selected according to control information commanded from the control unit 20 Rotate / stop at the position of the rotation angle.

以上の構成により、制御部20は、半導体ウェーハ12の種類に適切なプローブに加える荷重を決める押込み量とプローブ上下移動速度を指示する制御情報を与えてプローブ上下駆動部16を制御し、4探針プローブ14と半導体ウェーハ12の適切な接触を実現して計測部15により半導体ウェーハ12の抵抗率を測定する。   With the above configuration, the control unit 20 controls the probe vertical drive unit 16 by giving control information indicating the push amount for determining the load to be applied to the probe appropriate for the type of the semiconductor wafer 12 and the probe vertical movement speed. Appropriate contact between the needle probe 14 and the semiconductor wafer 12 is realized, and the resistivity of the semiconductor wafer 12 is measured by the measuring unit 15.

図3は、4探針プローブ14と半導体ウェーハ12部分の構成を示し、4探針プローブ14の内部構成を示している。
図3において、4探針プローブ14には探針14aが常に半導体ウェーハ12の表面に接触されるように十分な荷重がかけられている。4探針プローブ14はプローブ上下駆動部16によって上下位置制御が行われるように作用するので、板ばね14bと探針14aの上端接触部は上下位置に応じて板ばね14bがばね定数に従ってたわみが生じ、上方に押し上げられることになり、最終的には板ばね14bのばね応力のみで探針14aと半導体ウェーハ12との押し圧が決まり、所定の押込み量に停止される。
FIG. 3 shows the configuration of the 4-probe probe 14 and the semiconductor wafer 12 portion, and shows the internal configuration of the 4-probe probe 14.
In FIG. 3, a sufficient load is applied to the four-probe probe 14 so that the probe 14 a is always in contact with the surface of the semiconductor wafer 12. Since the four-probe probe 14 acts so that the vertical position control is performed by the probe vertical driving unit 16, the leaf spring 14b and the upper end contact portion of the probe 14a are bent according to the spring constant according to the vertical position. As a result, the pressing force between the probe 14a and the semiconductor wafer 12 is determined only by the spring stress of the leaf spring 14b, and is stopped at a predetermined pressing amount.

半導体ウェーハ12に接触した探針14aは、リード14cを経由して計測部15へ接続される電気回路を構成し、半導体ウェーハ12の抵抗率を測定することができる。
図4に、探針14aの押込み量、上下駆動カム16dの回転角度と半導体ウェーハ12への荷重となるばね応力の関係を示した実験値を表すグラフを示す。
The probe 14a in contact with the semiconductor wafer 12 constitutes an electric circuit connected to the measuring unit 15 via the lead 14c, and can measure the resistivity of the semiconductor wafer 12.
FIG. 4 is a graph showing experimental values showing the relationship between the pressing amount of the probe 14a, the rotation angle of the vertical drive cam 16d, and the spring stress as a load on the semiconductor wafer 12.

この実験値は、Y軸として荷重の変化と板ばね14bのたわみから求められる第1のX軸として押込み量(単位mm)の変化から得られ、上下駆動カム16dの回転角度と押込み量(単位mm)との関係を予め実験し、図4の第2のX軸が得られる。   This experimental value is obtained from the change of the pushing amount (unit: mm) as the first X axis obtained from the change of the load as the Y axis and the deflection of the leaf spring 14b, and the rotational angle and the pushing amount (unit of the vertical drive cam 16d). mm) to obtain the second X axis in FIG.

制御部20は、この実験値に基いてステッピングモータ16eを制御し、押込み量を調節することにより探針先端の針圧(荷重)を正確に自由に制御することができる。
直列配列の4探針プローブ14による測定方式として、デュアルコンフィグレーション方式がある。
The control unit 20 can control the stepping motor 16e based on the experimental value and adjust the pushing amount to accurately and freely control the needle pressure (load) at the tip of the probe.
As a measurement method using the four probe probes 14 arranged in series, there is a dual configuration method.

図5は、デュアルコンフィグレーション方式のステップ1を示している。
先ず、図5(a)に示すように定電流源33により4探針プローブ14の探針1−4間に電流Iを流して探針2−3間の電圧Vaを電圧計34にて測定する。このとき探針と試料(半導体ウェーハ12)間の整流性によるエラーを除去するため、図5(b)に示すように定電流源33による印加電流Iの極性を替えて測定し、その平均値を求める。ここで、探針1→4間に電流Iを流したときの探針2−3間の電圧を“Va+”とする。また、探針4→1間に電流Iを流したときの電圧を“Va−”とする。このとき“Va+”と“Va−”の電圧の差が小さいほど、探針と半導体ウェーハ12の接触状態が良好であると判断することができる。
このステップ1での抵抗値Raは次式(1)で計算することができる。
Ra=Va/I=((|Va+|+|Va−|)/2)/I・・・(1)
FIG. 5 shows step 1 of the dual configuration method.
First, as shown in FIG. 5A, a current I is passed between the probes 1-4 of the four-probe probe 14 by the constant current source 33, and the voltage Va between the probes 2-3 is measured by the voltmeter 34. To do. At this time, in order to remove an error due to rectification between the probe and the sample (semiconductor wafer 12), the polarity of the applied current I by the constant current source 33 is changed as shown in FIG. Ask for. Here, the voltage between the probes 2-3 when the current I flows between the probes 1 → 4 is assumed to be “Va +”. The voltage when the current I is passed between the probes 4 and 1 is assumed to be “Va−”. At this time, it can be determined that the smaller the voltage difference between “Va +” and “Va−”, the better the contact state between the probe and the semiconductor wafer 12.
The resistance value Ra in step 1 can be calculated by the following equation (1).
Ra = Va / I = ((| Va + | + | Va− |) / 2) / I (1)

図6は、デュアルコンフィグレーション方式のステップ2を示している。
図6(a)に示すように定電流源33により4探針プローブ14の探針1−3間に電流Iを流して探針2−4間の電圧Vbを電圧計34にて測定する。このとき探針と試料(半導体ウェーハ12)間の整流性によるエラーを除去するため、図6(b)に示すように定電流源33による印加電流Iの極性を替えて測定し、その平均値を求める。ここで、探針1→3間に電流Iを流したときの探針2−4間の電圧を“Vb+”とする。また、探針3→1間に電流Iを流したときの電圧を“Vb−”とする。このとき“Vb+”と“Vb−”の電圧の差が小さいほど、探針と半導体ウェーハ12の接触状態が良好であると判断することができる。
FIG. 6 shows step 2 of the dual configuration method.
As shown in FIG. 6A, a current I is passed between the probes 1-3 of the four-probe probe 14 by the constant current source 33, and the voltage Vb between the probes 2-4 is measured by the voltmeter 34. At this time, in order to remove an error due to rectification between the probe and the sample (semiconductor wafer 12), the polarity of the applied current I by the constant current source 33 is measured as shown in FIG. Ask for. Here, the voltage between the probes 2-4 when the current I is passed between the probes 1 → 3 is assumed to be “Vb +”. The voltage when the current I is passed between the probe 3 and the probe 1 is assumed to be “Vb−”. At this time, the smaller the voltage difference between “Vb +” and “Vb−”, the better the contact state between the probe and the semiconductor wafer 12.

ステップ2での抵抗値Rbは次式(2)で計算することができる。
Rb=Vb/I=((|Vb+|+|Vb−|)/2)/I・・・(2)
また、探針間隔補正係数Kaは、次式(3)により計算することができる。
Ka=114.696+25.173(Ra/Rb)−7.872(Ra/Rb)・・・(3)
そして、シート抵抗ρsは、次式(4)により計算することができる。
ρs=Ka×Ra・・・(4)
The resistance value Rb in step 2 can be calculated by the following equation (2).
Rb = Vb / I = ((| Vb + | + | Vb− |) / 2) / I (2)
The probe interval correction coefficient Ka can be calculated by the following equation (3).
Ka = 114.696 + 25.173 (Ra / Rb) −7.872 (Ra / Rb) 2 (3)
And sheet resistance (rho) s can be calculated by following Formula (4).
ρs = Ka × Ra (4)

4探針プローブ14の探針間隔は等しくなるように調整されているが、実際に軸受けの精度などにより微細な変動が発生する。デュアルコンフィグレーション方式では、探針間隔の変動は、測定電圧VaとVbに反映され、それらによる計算値Ra,Rb,Ka,及びρsに反映され、探針間隔の変動があってもその変動による測定値の誤差を補正することができる。   The probe intervals of the four probe probes 14 are adjusted to be equal to each other, but minute variations actually occur depending on the accuracy of the bearings. In the dual configuration method, the change in the probe interval is reflected in the measurement voltages Va and Vb, and is reflected in the calculated values Ra, Rb, Ka, and ρs, and even if there is a change in the probe interval, the change occurs. The error of the measured value can be corrected.

次に、4探針プローブ14の測定中に押込み量を自動で調整する方法を図7に示すフローチャートに従って説明する。
制御部20は、最初に1つ前の測定ポイントの測定結果“Va+”と“Va−”の電圧の差、及び“Vb+”と“Vb−”の電圧の差が、任意の基準値で定められる許容範囲内か判定する(ステップS1)。許容範囲内と判定する場合は終了する。
Next, a method for automatically adjusting the pushing amount during measurement of the four-probe probe 14 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
First, the control unit 20 determines the difference between the voltages “Va +” and “Va−” at the previous measurement point and the difference between the voltages “Vb +” and “Vb−” with arbitrary reference values. It is determined whether it is within the allowable range (step S1). If it is determined that the value is within the allowable range, the process ends.

上記ステップS1において許容範囲を超えた場合、制御部20は、再調整のための接触条件範囲(押込み量)を、“現在の押込み量”±(0.05mm〜任意に設定した範囲)に設定する(ステップS2)。本実施形態では、一例として、現在の押込み量を0.5mmとし、接触条件を0.05mm〜0.15mmとする。   When the allowable range is exceeded in step S1, the control unit 20 sets the contact condition range (push amount) for readjustment to “current push amount” ± (0.05 mm to an arbitrarily set range). (Step S2). In the present embodiment, as an example, the current push amount is 0.5 mm, and the contact condition is 0.05 mm to 0.15 mm.

制御部20は、押込み量を“現在の押込み量”+0.05mmより開始し、+方向が終了したら−方向を測定する(ステップS3)。
制御部20は、測定ポイントをR軸のセンター方向に0.1mmずらす(ステップS4)。
制御部20は、この状態で計測部15により測定を開始し(ステップS5)、測定結果を取得する(ステップS6)。
The control unit 20 starts the pressing amount from “current pressing amount” +0.05 mm, and measures the − direction when the + direction ends (step S3).
The control unit 20 shifts the measurement point by 0.1 mm in the center direction of the R axis (step S4).
In this state, the control unit 20 starts measurement by the measurement unit 15 (step S5) and acquires the measurement result (step S6).

ステップS4〜ステップS6を繰り返し、押込み量を押し込む方に+0.05mm〜任意に設定した範囲まで測定する。押込み量を押し上げる方に−0.05mm〜任意に設定した範囲まで測定する。この時、明らかに測定結果が悪化するようであれば押込み量を変えての測定は任意に設定した範囲前であっても終了とする。   Steps S4 to S6 are repeated, and the pressing amount is measured from +0.05 mm to an arbitrarily set range. Measure in the range of -0.05mm to an arbitrarily set in the direction of pushing up. At this time, if the measurement result clearly deteriorates, the measurement with the pushing amount changed is terminated even before the arbitrarily set range.

制御部20は、各測定項目の測定結果を解析し、“Va+”と“Va−”の電圧の差、“Vb+”と“Vb−”の電圧の差が1つ前の測定結果に比べて変化率が小さいほど結果を「良」と判断する。また、“Va”+“Vb”ので電圧差についても同様に判定する。(ステップS7)   The control unit 20 analyzes the measurement result of each measurement item, and the difference between the voltages “Va +” and “Va−” and the difference between the voltages “Vb +” and “Vb−” are compared with the previous measurement result. The smaller the rate of change, the better the result is judged as “good”. Further, since “Va” + “Vb”, the voltage difference is similarly determined. (Step S7)

なお、ステップS7において、各値の良否は、以下の判定基準に従って行う。
Va差:図5のステップ1で測定される極性反転時の電圧差と前回測定した時の値との変化率が小さいこと。
Vb差:図6のステップ1で測定される極性反転時の電圧差と前回測定した時の値との変化率が小さいこと。
Va+Vb:図5のステップ1と図6のステップ2で測定される電圧の和と前回測定した時の値との変化率が小さいこと。
次に、各変化率に対して最良のデータより点数を付けて総合的に評価し、最適な押込み量を決定する。
In step S7, the quality of each value is determined according to the following criteria.
Va difference: The rate of change between the voltage difference at the time of polarity reversal measured in Step 1 of FIG. 5 and the value at the previous measurement is small.
Vb difference: The rate of change between the voltage difference at the time of polarity reversal measured in Step 1 of FIG. 6 and the value at the previous measurement is small.
Va + Vb: The rate of change between the sum of the voltages measured in step 1 of FIG. 5 and step 2 of FIG. 6 and the value measured last time is small.
Next, each change rate is comprehensively evaluated by assigning a score from the best data, and the optimum push-in amount is determined.

図8(a)は、1つ前の測定結果と今回の測定結果のVa差及びVb差の変化率の測定結果を示す。制御部20は、Va差の変化率(182.4%)が任意の基準値(例えば150%)を超えていると判定し、押込み量を変更して再測定を実施する。
図8(b)は、押込み量を“現在の押込み量”+0.05mm〜+0.15mmに0.05mmずつ変更して測定した時の測定結果を示す。
FIG. 8A shows the measurement results of the rate of change in Va difference and Vb difference between the previous measurement result and the current measurement result. The control unit 20 determines that the rate of change of Va difference (182.4%) exceeds an arbitrary reference value (for example, 150%), changes the push amount, and performs remeasurement.
FIG. 8B shows a measurement result when the pressing amount is measured by changing the current pressing amount by 0.05 mm from “current pressing amount” +0.05 mm to +0.15 mm.

図8(c)は、押込み量を“現在の押込み量”−0.05mm〜−0.15mm変更して測定した時の測定結果を示す。
図8(d)は、各測定結果の判定表を示しており、最適な押込み量は、各変化率に点数をつけた合計点が最小となる“現在の押込み量”−0.15mmが妥当であると判定できる。
FIG. 8C shows the measurement results when the indentation amount is measured by changing the “current indentation amount” from −0.05 mm to −0.15 mm.
FIG. 8 (d) shows a determination table for each measurement result, and the optimum push-in amount is "current push-in amount" -0.15 mm that minimizes the sum total obtained by adding points to each change rate. Can be determined.

制御部20は、上記ステップS7で決定した最適な押込み量を次に測定する時の押込み量に設定する。また、このときの測定結果を今回の測定結果とする。
そして、制御部20は、新たに設定した押込み量で残りの測定ポイントについて、ステップS1〜S7の処理を繰り返して測定する。
The control unit 20 sets the optimum push amount determined in step S7 as the push amount for the next measurement. In addition, the measurement result at this time is the current measurement result.
And the control part 20 repeats the process of step S1-S7 about the remaining measurement points with the newly set pushing amount, and measures.

以上のことから本実施形態では、“現在の押込み量(0.5mm)”−0.15mmを最適な押込み量として再設定し、新しく再設定した押込み量で以降の測定を行う。
上記実施形態によれば、4探針抵抗率測定器を用いて半導体ウェーハの抵抗率を測定する半導体ウェーハ抵抗率測定装置において、制御部20は、測定中にプローブ上下駆動部16に対し、半導体ウェーハ12のウェーハのたわみ及び膜厚の変化に応じて4探針プローブ14の押込み量を半導体ウェーハ12と探針とが最適な接触状態を保つように制御する。従って、抵抗率測定中に4探針プローブ14の接触状態を自動的に最適化することが可能であり、信頼性のある抵抗率を測定することができる。
From the above, in this embodiment, “current push amount (0.5 mm)” − 0.15 mm is reset as the optimum push amount, and the subsequent measurement is performed with the newly reset push amount.
According to the above embodiment, in the semiconductor wafer resistivity measuring apparatus that measures the resistivity of a semiconductor wafer using a four-probe resistivity meter, the control unit 20 controls the probe vertical drive unit 16 during the measurement with respect to the semiconductor The pushing amount of the four-probe probe 14 is controlled so as to maintain an optimum contact state between the semiconductor wafer 12 and the probe in accordance with changes in the wafer deflection and film thickness. Therefore, the contact state of the four-probe probe 14 can be automatically optimized during the resistivity measurement, and the resistivity can be measured with reliability.

なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Further, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine suitably the component covering different embodiment.

11…測定ステージ、12…半導体ウェーハ、13…回転駆動部、14…4探針プローブ、14a…探針、14b…板ばね、14c…リード、15…計測部、16…プローブ上下駆動部、16a…プローブ取付金具、16b…カム受け、16c…重り、16d…上下駆動カム、16e…ステッピングモータ、17…プローブ水平駆動部、18…操作部、19…表示部、20…制御部、21…電源部、33…定電流源、34…電圧計。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Measurement stage, 12 ... Semiconductor wafer, 13 ... Rotation drive part, 14 ... 4 probe probe, 14a ... Probe, 14b ... Leaf spring, 14c ... Lead, 15 ... Measurement part, 16 ... Probe vertical drive part, 16a ... probe mounting bracket, 16b ... cam receiver, 16c ... weight, 16d ... vertical drive cam, 16e ... stepping motor, 17 ... probe horizontal drive part, 18 ... operating part, 19 ... display part, 20 ... control part, 21 ... power supply Part 33 ... constant current source 34 ... voltmeter.

Claims (4)

ェーハの抵抗率を複数の測定位置において測定する装置であって、
ローブを上下方向に移動させて前記ウェーハに押し込む押込み手段と、
記プローブにより前記ウェーハに電流を供給して予め設定された複数の測定項目について測定する測定手段と、
記測定手段により測定された前記測定項目の測定結果の変化率に点数を付ける点数付与手段と、
前記プローブの押込み量毎の前記点数の合計から押込み量を決定する押込み量決定手段と
前記測定手段による1つ前の測定位置の測定結果が任意の基準値を超えた場合に、現在の押込み量から予め設定された接触条件範囲を設定し、前記押込み手段に前記測定項目について測定を行わせ、前記複数の測定項目の測定結果を解析し、前記点数付与手段により測定結果の変化に点数を付けると共に前記押込み量決定手段により前記点数を総合的に評価して最適な押込み量を決定し、前記最適な押込み量を次に測定するときの押込み量に設定する制御部と
を具備することを特徴とする抵抗率測定装置。
The resistivity of the c Eha an apparatus for measuring at a plurality of measurement positions,
And pushing means for pushing the front Kiu Eha move the probe in a vertical direction,
Measuring means for measuring a plurality of measurement items that have been set in advance by supplying a current to the pre Kiu Eha by prior Kipu lobe,
A number applying means for scoring the results of measurement of the rate of change of said measured measurement items by the pre-Symbol measuring means,
A pushing amount determining means for determining the total or we push inclusive of the score of each pressing amount of the probe,
When the measurement result of the previous measurement position by the measurement unit exceeds an arbitrary reference value, a preset contact condition range is set from the current push amount, and the push item is measured for the measurement item. Analyzing the measurement results of the plurality of measurement items, assigning a score to the change in the measurement result by the score giving means, and comprehensively evaluating the score by the push amount determining means to determine an optimum push amount And a control unit for setting the optimum push amount to the push amount when measuring next.
Resistance measuring device characterized by comprising a.
前記制御部は、前記1つ前の測定位置以外の残りの測定位置についても前記最適な押込み量を決定することを特徴とする請求項1記載の抵抗率測定装置。  The resistivity measuring apparatus according to claim 1, wherein the control unit determines the optimum indentation amount for the remaining measurement positions other than the previous measurement position. 前記制御部は、前記最適な押込み量を再設定し、再設定した押込み量で前記ウェーハの抵抗率を測定する請求項2記載の抵抗率測定装置。  The resistivity measurement apparatus according to claim 2, wherein the control unit resets the optimum pressing amount and measures the resistivity of the wafer with the reset pressing amount. ウェーハの抵抗率を複数の測定位置において測定する装置が実行する抵抗率測定方法であって、  A resistivity measurement method executed by an apparatus that measures the resistivity of a wafer at a plurality of measurement positions,
1つ前の測定位置の測定結果が任意の基準値を超えた場合に、現在の押込み量から予め設定された接触条件範囲を設定し、前記接触条件範囲内で所定量ずつ押込み量を変更してウェーハにプローブを接触させ、前記接触条件範囲で複数の測定項目について測定を行わせ、前記複数の測定項目の測定結果を解析し、前記測定結果の変化に点数を付けると共に前記点数を総合的に評価して最適な押込み量を決定し、前記最適な押込み量を次に測定するときの押込み量に設定する工程と、  When the measurement result at the previous measurement position exceeds an arbitrary reference value, a preset contact condition range is set from the current push amount, and the push amount is changed by a predetermined amount within the contact condition range. The probe is brought into contact with the wafer, and a plurality of measurement items are measured within the contact condition range, the measurement results of the plurality of measurement items are analyzed, the change in the measurement result is scored, and the score is comprehensively calculated. And determining the optimum push amount, and setting the optimum push amount to the push amount when measuring next,
前記1つ前の測定位置以外の残りの測定位置についても前記最適な押込み量を決定する工程と、  Determining the optimum push-in amount for the remaining measurement positions other than the previous measurement position;
前記押込み量を再設定し、再設定した押込み量で測定を行う測定工程と  A measurement step of resetting the indentation amount and measuring with the reset indentation amount;
を有する抵抗率測定方法。Resistivity measuring method having
JP2012012346A 2012-01-24 2012-01-24 Resistivity measuring apparatus and method Active JP5997904B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012012346A JP5997904B2 (en) 2012-01-24 2012-01-24 Resistivity measuring apparatus and method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012012346A JP5997904B2 (en) 2012-01-24 2012-01-24 Resistivity measuring apparatus and method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013153021A JP2013153021A (en) 2013-08-08
JP5997904B2 true JP5997904B2 (en) 2016-09-28

Family

ID=49049171

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012012346A Active JP5997904B2 (en) 2012-01-24 2012-01-24 Resistivity measuring apparatus and method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5997904B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI786489B (en) * 2019-12-26 2022-12-11 日商國際電氣半導體技術服務股份有限公司 Resistivity measurement method, semiconductor device manufacturing method, resistivity measurement program, and resistivity measuring device

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5463540B2 (en) * 2008-12-22 2014-04-09 株式会社国際電気セミコンダクターサービス 4 probe resistivity measuring device and 4 probe resistivity measuring method
JP5463543B2 (en) * 2009-03-24 2014-04-09 株式会社国際電気セミコンダクターサービス Semiconductor wafer resistivity measuring apparatus and measuring method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013153021A (en) 2013-08-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220319935A1 (en) Method of measuring resistivity, method of manufacturing semiconductor device, recording medium, and resistivity measuring device
US20120275484A1 (en) Temperature measuring device, temperature calibrating device and temperature calibrating method
US9970838B2 (en) Pressure measuring device and pressure measuring method
JP5463543B2 (en) Semiconductor wafer resistivity measuring apparatus and measuring method
JP5997904B2 (en) Resistivity measuring apparatus and method
JP5499383B2 (en) Semiconductor wafer resistivity measuring device
JP6045842B2 (en) Resistivity measuring apparatus and method
US3590372A (en) Spreading resistance method and apparatus for determining the resistivity of a material
US7397046B2 (en) Method for implanter angle verification and calibration
JP6449889B2 (en) Method and apparatus for determining information relating to the mass of a semiconductor wafer
JP7374682B2 (en) Resistivity measuring instrument, semiconductor device manufacturing method, and resistivity measuring method
JP2010114146A (en) Four-probe resistivity measuring device
KR101849033B1 (en) Variable-resistor plate for liquid level detector, variable-resistor plate production method, and liquid level detector
JP2009252976A (en) Semiconductor wafer resistivity measuring apparatus
JP5463540B2 (en) 4 probe resistivity measuring device and 4 probe resistivity measuring method
CN111829682A (en) Furnace tube temperature calibration method
JP5848892B2 (en) Resistivity measuring method and 4-probe resistivity measuring device
JP2021048200A5 (en) Resistivity measuring instrument, semiconductor device manufacturing method, and resistivity measuring method
JP2004039776A (en) Measuring method of temperature and control method of equipment temperature
KR20080017677A (en) Apparatus for measuring surface resister
JP3846207B2 (en) Management sample for four-probe resistance measuring device and management method for four-probe resistance measuring device
WO2020246138A1 (en) Resistivity measurement device management method
JP2005311009A (en) Semiconductor wafer resistivity measuring device
JP2021019107A (en) Management method of resistivity measuring device
KR20230131754A (en) Weighing device

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20140311

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20141216

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20151203

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20151215

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160210

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160802

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160829

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5997904

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250