JPH06168996A - 拡散層のシート抵抗率の測定方法 - Google Patents

拡散層のシート抵抗率の測定方法

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JPH06168996A
JPH06168996A JP5206811A JP20681193A JPH06168996A JP H06168996 A JPH06168996 A JP H06168996A JP 5206811 A JP5206811 A JP 5206811A JP 20681193 A JP20681193 A JP 20681193A JP H06168996 A JPH06168996 A JP H06168996A
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JP
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wafer
layer
diffusion
tested
doping
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JP5206811A
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Jean Barthez
バルテ ジャン
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STMicroelectronics SA
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SGS Thomson Microelectronics SA
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    • H01L22/14Measuring as part of the manufacturing process for electrical parameters, e.g. resistance, deep-levels, CV, diffusions by electrical means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/282Testing of electronic circuits specially adapted for particular applications not provided for elsewhere
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 連続する製造バッチに使用される標準ウエハ
の数を減少でき、現在使用している装置と異なる装置を
導入することのない拡散層のシート抵抗率の測定方法を
提供する。 【構成】 ドーピング及び拡散工程にさらされる各ウエ
ハバッチ内に、試験すべき層より実質的に低いドーピン
グレベルに及び/又は試験すべき層の導電型と逆の導電
型に初期的にドープされており同じ工程を受ける少なく
とも1つの標準ウエハを挿入し、各標準ウエハの複数の
領域における拡散層のシート抵抗率を測定するシート抵
抗率測定方法である。ドーピング及び拡散動作が測定が
次々に行われる各領域の一部分についてのみ実施される
ように、各ドーピング及び拡散工程の前に、標準ウエハ
の各測定領域内にウィンドウが開口される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体部品の製造、よ
り特定的には集積回路の製造における拡散層のシート抵
抗率の測定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の部品の製造には、通常はシリコ
ンであるが例えばガリウムひ素でもあり得る半導体材料
からなるウエハを用いることが含まれており、そこでは
種々のN型又はP型領域を提供するために種々の連続す
るマスキング及びドーピング工程が実施される。
【0003】この種の工程は、極めて重要なものであり
かつ多数のパラメータの関数として変化可能である。そ
れゆえ、製造中は、製造工程において起こり得るあらゆ
る逸脱を検出するべく、形成されたN型又はP型領域の
各々の物理的特性のチェックを行わなければならない。
【0004】ドーピング工程は、通常、ドーパント打込
み工程及び/又は拡散前工程とその後に拡散炉内で行わ
れるドーパント拡散工程とを含んでいる。この拡散工程
は、多数のウエハ例えば200個のウエハが炉内の25
〜50個のウエハをそれぞれ含むボート内に同時に載置
された状態で実行される。チェックを行うために、同一
の初期工程にさらされる標準ウエハが、異なる層で占有
される領域が適切に局在している部品ウエハと同時に、
拡散炉に置かれる。次いで、シート抵抗率(表面抵抗率
又は平方当りの抵抗とも称される)が、従来からの四探
針法(L.B.Valdes、「トランジスタ用ゲルマ
ニウムの抵抗率測定」、Proc.IRE、1954年
2月、第420〜427頁参照)によって測定される。
この抵抗率は、その厚みで割られた層の平均抵抗率に等
しく、平方毎のΩで表される。
【0005】従来のこの種の測定装置は、市販装置にお
いてはある数学的表現を単純化した1/2πcmに、即
ち1.59mmにしばしば等しく設定される、任意の距
離だけ離れた4つの探針を備えている。2つの探針(通
常、最も外側の2つの探針)間に電流Iが流され、他の
探針間の電圧Vが測定される。これによりシート抵抗率
は、KV/Iに等しくなる。ここで、Kはその試料の形
状に従う係数である。試料が無限平面の表面でありかつ
電流が最も外側の2つの探針を介して供給された場合、
Kは一般にπ/Ln2=4.53に等しくなる。100
mmの直径を有するウエハは探針間の1.59mmの距
離に対して無限平面であるとみなされるので、上述のケ
ースはウエハの中央で行われる測定にかなり近似してい
る。ウエハの端縁に近い部分で測定が行われた場合、適
切な修正係数を計算して適用しなければならない(Da
vid S.Perloff、「ドープされた大直径の
半導体ウエハ測定用の四探針修正係数」、J.E.C.
S.、1976年11月参照)。
【0006】従来のシステムは、コンピュータ及び測定
装置に結合しており標準ウエハについての作図を行うと
共に同じシート抵抗率を有する点を結ぶ曲線を描くこと
ができるx−y可動テーブルを含んでいる。この種のシ
ステムは、拡散層のシート抵抗率の値及びこの抵抗率の
均一性を高い精度で提供する。このシステムは、製造工
程の開始段階又は高度なチェック工程においてのみ用い
られる。
【0007】最近の製造チェック工程では、ウエハ上で
の5点測定のみ、即ちウエハの中央での1回の測定と4
つの象限におけるウエハの周辺での4回の測定とのみが
行われている。この測定は、自動測定、結果の表示、差
の平均値、及び5点測定領域への探針の自動配置を得る
ために、適切な修正係数を用い、多少は自動化された装
置を用いることによって行われる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】これらチェック工程
は、上述したように、ウエハ表面全体に拡散がなされた
標準ウエハを用いて行われる。ウエハバッチの拡散工程
をモニタするために通常は3つの標準ウエハ(1つはバ
ッチの中央、他はこのバッチの各端の近傍)が使用され
るため、月に100バッチが製造され、各バッチが20
0個のウエハを含んでいる製造システムについては30
0個の標準ウエハを用意する必要がある。これは、最近
の傾向としてウエハのコストが高いより大きい径の、通
常は100、200又は300mmのウエハを使用する
ので、無視できないコストとなる。
【0009】このコストを低減化しかつ材料のロスを減
らすために、従来技術においては、再使用するために、
拡散工程及びチェック工程の後に標準ウエハを平らにす
ることが行われていた。しかしながら、この作業は比較
的高価でありしかも困難であるばかりか、シリコンウエ
ハの厚みが通常は0.3〜0.5mmの範囲にあること
からあまり頻繁には繰り返すことができなかった。
【0010】従って本発明は、連続する製造バッチに使
用される標準ウエハの数を減少できる方法を提供するこ
とを目的としている。
【0011】本発明の他の目的は、現在使用している装
置と異なる装置を導入することのないこの種の方法を提
供することを目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ドーピ
ング及び拡散工程にさらされる各ウエハバッチ内に、試
験すべき層より実質的に低いドーピングレベルに及び/
又は試験すべき層の導電型と逆の導電型に初期的にドー
プされており同じ工程を受ける少なくとも1つの標準ウ
エハを挿入し、各標準ウエハの複数の領域における拡散
層の点試験測定を行う拡散層のシート抵抗率の測定方法
が提供される。ドーピング及び拡散動作が上述の測定が
次々に行われる各領域の一部分についてのみ実施される
ように、各ドーピング及び拡散工程の前に、標準ウエハ
の各測定領域内にウィンドウが開口される。
【0013】本発明の一実施態様によれば、測定領域は
ウエハの中央領域及びウエハの4象限に分配された4つ
の領域を含んでいる。
【0014】本発明の一実施態様によれば、ウエハがシ
リコンで形成されており、ウィンドウが標準ウエハの少
なくとも1つの主表面上に形成された酸化シリコン層内
に開口されている。
【0015】
【実施例】本発明の上述した目的及び他の目的、特徴、
実施態様並びに効果は、添付の図面を用いた本発明の以
下の詳細な説明によって明らかとなるであろう。
【0016】図1A及び図1Bは、従来の試験方法を説
明するのに有用な、標準ウエハの平面図及び断面図であ
る。
【0017】この従来方法によれば、全面(又は両面)
に試験すべき拡散層と同様の拡散層2を有する標準ウエ
ハ1が用いられる。このウエハは、特性を試験すべき拡
散層と逆の導電型を有していることが好ましい。ウエハ
は、試験すべき拡散層と同じ型の導電型を有することも
できるが、その場合、はるかに低いドーピングレベルを
有するようにする。
【0018】そして、試験は、ウエハ上の種々の領域、
例えば中央領域3並びに横の領域4、5、6及び7で行
われる。
【0019】図2A及び図2Bは、本発明による試験方
法を示している。従来技術のごとく、標準ウエハ11が
用いられる。しかしながら、打込み工程又は拡散前工程
が標準ウエハ及び製造されるウエハにおいて実施される
が、標準ウエハにおけるこれら打込み動作又は拡散前動
作は、各領域3、4、5、6及び7内にそれぞれ含まれ
る選択された部分内のみで行われる。例えば、標準ウエ
ハを最初に使用する際は、このウエハは例えばSiO2
(酸化シリコン)層13(ウエハがシリコンの場合)等
のマスキング層によってコーティングされており、これ
らを通してドーピングが行われる第1のウィンドウ3
1、41、51、61及び71が、この層に開口されて
いる。
【0020】これら第1のウィンドウ内の拡散領域が試
験された後、隣接するウィンドウ32、42、52、6
2及び72等が開口される。この第2の開口工程は、例
えばシリコンの場合に新しい酸化層をデポジット又は成
長させて前のウィンドウを閉じることからまず実施され
る。
【0021】図2Aでは各領域内に一連の3つのウィン
ドウのみが示されている。実際には、探針先端及び要求
された表面間において通常の間隔が与えられた場合、各
々がほぼ1.59×10mmの寸法を有するウィンドウ
を開口することができる。これは、100mmの直径を
有するウエハの場合、各領域内に、4〜8個の一連のウ
ィンドウを隣り合わせて形成可能であることを意味す
る。各ウィンドウの間隔は、各拡散工程において横方向
の拡散が発生するように選択される。好ましくは、ウィ
ンドウは例えば互いに1mm離れて隣り合って配置され
ており、隣り合うウィンドウは、最初の拡散がなされた
領域内で実施される種々の熱処理工程によりこの拡散の
横方向の広がりが最後の試験すべきウィンドウに至らな
いように最も外側のウィンドウからこれより最も遠いウ
ィンドウへと順次使用される。
【0022】公知の計算手段は、各ウィンドウ内に形成
された領域のシート抵抗率を、ウエハ全体を拡散した場
合の精度に等しい精度で求めることが可能である。
【0023】選択された全てのウィンドウが使用された
後、拡散領域を除去して同様の動作を繰り返すべく、従
来技術の場合と同様にウエハ表面を平らにすることが可
能である。
【0024】当業者によれば明らかであるように、上述
した好ましい実施態様に種々の変更、特に、選択した各
領域内で開口する一連のウィンドウの形状、数及び配置
についての変更、を行うことが可能である。各探針配置
工程において、1つの測定領域から他の領域へ移動配置
される1つの測定ヘッドの代わりに、同時測定可能な5
つのヘッドの組合せ体を用いることができる。
【0025】以上本発明について1つの特定な実施態様
で説明したが、当業者によれば種々の変更、修正及び改
善を容易に行うことが可能である。このような変更、修
正及び改善は本明細書の開示の一部をなすものであり、
本発明の思想及び範囲内に含まれるものである。従っ
て、前述の開示は単なる例であって本発明を限定するも
のではなく、本発明は特許請求の範囲で定義した内容及
びそれに均等なものによってのみ限定されるものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1A】従来の試験方法を説明する平面図である。
【図1B】図1AのBB線に沿った断面図である。
【図2A】本発明の試験方法を説明する平面図である。
【図2B】図2AのBB線に沿った断面図である。
【符号の説明】
3、4、5、6、7 領域 11 ウエハ 13 SiO2 層 31、41、51、61、71、32、42、52、6
2、72 ウィンドウ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ドーピング及び拡散工程にさらされる各
    ウエハバッチ内に、試験すべき層より実質的に低いドー
    ピングレベルに及び/又は試験すべき層の導電型と逆の
    導電型に初期的にドープされており同じ工程を受ける少
    なくとも1つの標準ウエハ(11)を挿入し、各標準ウ
    エハの複数の領域における拡散層のシート抵抗率を測定
    する測定方法であって、ドーピング及び拡散動作が前記
    測定が次々に行われる前記各領域の一部分についてのみ
    実施されるように、各ドーピング及び拡散工程の前に、
    前記標準ウエハの各測定領域内にウィンドウを開口する
    ことを特徴とする拡散層のシート抵抗率の測定方法。
  2. 【請求項2】 前記測定の後、当該領域内に新たな隣り
    合うウィンドウを開口することを特徴とする請求項1に
    記載の測定方法。
  3. 【請求項3】 当該領域内に新たな隣り合うウィンドウ
    を開口する前に、該領域内に形成されているウィンドウ
    を閉じることを特徴とする請求項2に記載の測定方法。
  4. 【請求項4】 前記領域がウエハの中央領域及びウエハ
    の4象限に分配された4つの領域を含んでいることを特
    徴とする請求項1に記載の測定方法。
  5. 【請求項5】 前記ウエハがシリコンで形成されてお
    り、前記ウィンドウが前記標準ウエハの少なくとも1つ
    の主表面上に形成された酸化シリコン層内に開前してい
    ることを特徴とする請求項1に記載の測定方法。
JP5206811A 1992-07-30 1993-07-30 拡散層のシート抵抗率の測定方法 Withdrawn JPH06168996A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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FR9209797A FR2694410B1 (fr) 1992-07-30 1992-07-30 Procédé de test de la résistance par carré de couches diffusées.
FR92/09797 1992-07-30

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JPH06168996A true JPH06168996A (ja) 1994-06-14

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ID=9432698

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US (1) US5434089A (ja)
EP (1) EP0581703B1 (ja)
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DE (1) DE69305450T2 (ja)
FR (1) FR2694410B1 (ja)

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