一种精确监控并改善方块电阻量测稳定性的方法与流程

本发明涉及半导体测试方法，特别是涉及一种精确监控并改善方块电阻量测稳定性的方法。

背景技术：

随着集成电路技术的发展，更小的特征图形尺寸和电路器件间距对离子注入工艺提出了越来越严格的挑战。在突破了传统热扩散工艺对集成电路生产的限制后，离子注入技术以其低温、高精度、高wph等优点，成为集成电路制造的重要生产工艺之一，由于其注入的浓度，深度，表面均匀性分布，会极大地影响器件的实际工作性能，因此对离子注入机性能的监测为保障生产稳定、高效起到了重要作用。

方块电阻检测能够监测离子注入的深度、浓度与表面分布均匀性。其量测主要分为接触式四点探针(4pp)以及非接触式两大类。jpv是一种非接触式的探针，不会对晶圆(wafer)表面造成破坏，量测速度快。它通过两个led灯激发wafer表面pn结产生电子和空穴，形成pn结区域内的电流。其探头同时有两个传感器(sensor)监测一定区域内的电压差，得到jpv信号，从而算出对应位置的方块电阻值。

在jpv探头量测过程中，wafer边缘位置受边缘效应(edgeeffect)的影响，jpv信号有一个骤增过程，需要对其做信号拟合(calibration)以匹配wafer表面的实际电阻rs值。在这一过程中，由于jpv信号对边缘位置的距离大小非常敏感，wafer的微米级移动就能影响jpv量测的结果，导致外圈量测的信号会出现一边高一边低的情况，影响最终量测的结果和均匀性。

因此，需要提出一种新的方法来解决上述问题。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种精确监控并改善方块电阻量测稳定性的方法，用于解决现有技术中由于jpv信号对晶圆边缘位置的距离大小非常敏感，晶圆的微米级移动就能影响jpv量测的结果，导致外圈量测的信号会出现一边高一边低的情况，影响最终量测的结果和均匀性的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种精确监控并改善方块电阻量测稳定性的方法，该方法至少包括以下步骤：步骤一、将晶圆置于rs机台的量测卡盘上；步骤二、在所述晶圆表面上取四点，分别量测其jpv信号；步骤三、提供所述jpv信号与所述晶圆表面量测位置曲线关系，将步骤二中得到的所述四个点的jpv信号代入所述曲线关系，分别得出该四个点对应的坐标值；步骤四、利用步骤三中得到的所述四个点的坐标值，计算出该晶圆位置的偏移量；步骤五、提供标准偏移量，若步骤四中得到的晶圆位置的偏移量超出所述标准偏移量的范围，则在所述量测卡盘上重置该晶圆；若步骤四中得到的晶圆位置的偏移量在所述标准偏移量的范围内，则按照该偏移量对方块电阻的rs实际测试值作矫正。

优选地，基于所述量测卡盘中的直角坐标系，步骤二中在所述晶圆表面上取的四个点的位置分别为：靠近所述晶圆边缘的位置。

优选地，基于所述量测卡盘中的直角坐标系，步骤二中在所述晶圆表面上取的四个点的位置分别为：靠近所述晶圆边缘的位置且分别位于晶圆边缘的四个不同的方位上。

优选地，基于所述量测卡盘中的直角坐标系，步骤二中在所述晶圆表面上取的四个点的位置分别为：靠近所述晶圆边缘的位置且在所述直角坐标系的横纵轴上的四个方向的位置。

优选地，基于所述量测卡盘中的直角坐标系，步骤二中在所述晶圆表面上取的四个点的位置分别在所述直角坐标系中的横纵轴上的四个方向与所述量测卡盘边缘距离相等的位置。

优选地，基于所述量测卡盘中的直角坐标系，步骤二中在所述晶圆表面上取的四个点的位置分别在所述直角坐标系中的横纵轴上的四个方向与所述量测卡盘边缘距离为5mm的位置。

优选地，步骤二中量测四个点的jpv信号的方法为：利用jpv测试的两个探针激发所述晶圆表面的pn结产生电子和空穴，得到一电流值；所述探针具有两个传感器，用于监测所测区域内的电压差，得到电压的jpv信号值。

优选地，步骤三中的所述jpv信号与所述晶圆表面不同点的坐标位置曲线关系为：越靠近所述晶圆边缘的点，其jpv信号值的增加越快。

优选地，步骤五中对所述方块电阻的rs值作矫正的方法包括先根据所述方块电阻的jpv信号值和测试其jpv信号值所用的电流，计算出所述方块电阻的rs值。

优选地，步骤五中对所述方块电阻的rs值作矫正的方法中还包括，计算出所述方块电阻的rs值后，根据步骤四中得到的晶圆位置的偏移量和所述曲线关系，计算出该位置偏移量在所述曲线关系中对应的jpv信号的偏移量。

优选地，还包括步骤六、定期收集所述rs机台的矫正值数据，若在所述rs机台的一个维护周期内，步骤五中需要重置所述晶圆的次数超出规定次数，则需要所述rs机台进行检查。

优选地，该方法用于45nm、40nm、32nm以及28nm的技术节点。

优选地，该方法用于逻辑器件的技术平台。

如上所述，本发明的精确监控并改善方块电阻量测稳定性的方法，具有以下有益效果：本发明通过建立一个jpv信号与位置的相关曲线数据库，每次量测前先量测与晶圆边缘距离相同的四个位置的jpv信号，从而算出晶圆圆心与原点的偏移量，对晶圆位置的偏离做修正，得到该位置的真实rs值，从而达到监测并提高rs量测稳定性。

附图说明

图1显示为本发明的精确监控并改善方块电阻量测稳定性的方法流程示意图；

图2显示为本发明中jpv信号与量测位置关系曲线示意图；

图3显示为本发明的晶圆量测位置示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1至图3。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例一

参考图1，图1显示为本发明的精确监控并改善方块电阻量测稳定性的方法流程示意图。

本发明提供一种精确监控并改善方块电阻量测稳定性的方法，该方法至少包括以下步骤：

步骤一、将晶圆置于rs机台的量测卡盘(chuck)上；所述rs机台用于对所述晶圆上的方块电阻(rs)的阻值进行量测，方块电阻(rs)是监控离子注入机注入剂量、深度与均匀性的重要手段。本发明的所述rs机台中的量测卡盘(chuck)用于承载待量测rs电阻的晶圆。所述量测卡盘具有直角坐标系，并且所述量测卡盘承载待测晶圆后，待测晶圆表面不同量测位置与所述量测卡盘中的直角坐标系的位置一一对应。也就是说，如果所述待测卡盘承载所述晶圆位置正确，则所述晶圆的圆心与该直角坐标系的原点重合。

步骤二、在所述晶圆表面上取四点，分别量测其jpv信号，jpv信号(junctionphotovoltage，jpv)量测是一种非接触式量测，用于非破坏性的rs量测方法，通过检测探头内外两个传感器(sensor)的电压信号差值，也就是jpv信号。因此，本发明优选地，步骤二中量测四个点的jpv信号的方法为：利用jpv测试的两个探针激发所述晶圆表面的pn结产生电子和空穴，得到一固定的电流值，所述探针具有两个传感器，用于监测所测区域内的电压差，得到电压的jpv信号值。所述jpv信号值也就是该测试区域内的电压差值。

本发明优选地，基于所述量测卡盘中的直角坐标系，步骤二中在所述晶圆表面上取的四个点的位置分别为：靠近所述晶圆边缘的位置。由于所述量测卡盘的直角坐标系与所述晶圆表面的位置一一对应，在所述晶圆表面取的四个点的位置靠近所述晶圆边缘的位置也是靠近所述量测卡盘边缘的位置。

进一步地，基于所述量测卡盘中的直角坐标系，步骤二中在所述晶圆表面上取的四个点的位置分别为：靠近所述晶圆边缘的位置且分别位于晶圆边缘的四个不同的方位上。如图3所示，图3显示为本发明的晶圆量测位置示意图。其中四个点分别为p1、p2、p3、p4，该四个点分布在所述晶圆边缘的上、下、左、右四个方位，且靠近该晶圆的边缘。

本发明更进一步地，基于所述量测卡盘中的直角坐标系，步骤二中在所述晶圆表面上取的四个点的位置分别为：靠近所述晶圆边缘的位置且在所述直角坐标系的横纵轴上的四个方向的位置。也就是说，本实施例为了计算简洁，将所述晶圆表面上的四个点分别取在所述量测卡盘的直角坐标系的横轴的正向、横轴的负向、纵轴的正向和纵轴的负向上。

本发明优选地，基于所述量测卡盘中的直角坐标系，步骤二中在所述晶圆表面上取的四个点的位置分别在所述直角坐标系中的横纵轴上的四个方向与所述量测卡盘边缘距离相等的位置。也就是说，在所述量测卡盘的直角坐标系中，取所述晶圆表面上的四个点p1、p2、p3、p4的坐标分别为(x1，0)、(x2，0)、(0，y1)、(0，y2)，并且x1的数值大小等于x2的数值大小，y1的数值大小等于y2的数值大小。

该步骤中量测得到p1、p2、p3、p4四个点的jpv信号值分别依次为j1、j2、j3、j4。

步骤三、提供所述jpv信号与所述晶圆表面量测位置曲线关系，将步骤二中得到的所述四个点的jpv信号代入所述曲线关系，分别得出该四个点对应的坐标值；参考图2，图2显示为本发明中jpv信号与量测位置关系曲线示意图。如果晶圆在所述量测卡盘上的位置没有出现偏移，则与所述晶圆的圆心相同距离不同位置点的jpv信号相同，也就是说，在所述晶圆的半径相同的不同点处的所述jpv信号的大小相同。

本发明进一步优选地，步骤三中的所述jpv信号与所述晶圆表面不同点的坐标位置曲线关系为：越靠近所述晶圆边缘的点，其jpv信号值的增加越快。由图2可知，随着晶圆半径的增大，所述jpv信号的增加越快，越靠近晶圆边缘的位置，其jpv信号越大。

该步骤三中将步骤二中得到的所述p1、p2、p3、p4四个点的jpv信号j1、j2、j3、j4代入所述曲线关系中，得到该四个点的真实坐标为(x1，0)、(x2，0)、(0，y1)、(0，y2)。也就是说，该四个点的所述真实坐标是晶圆没有发生偏移，该四个点在所述量测卡盘上的真实位置。

步骤四、利用步骤三中得到的所述四个点的坐标值，计算出该晶圆位置的偏移量；本实施例计算所述晶圆位置的偏移量的方法为：晶圆在x,y位置上的偏移量(δxi,δyi)，其中δxi＝(x1-x2)/2；δyi＝(y1-y2)/2。

步骤五、提供标准偏移量σ，若步骤四中得到的晶圆位置的偏移量超出所述标准偏移量的范围，则在所述量测卡盘上重置该晶圆；若步骤四中得到的晶圆位置的偏移量在所述标准偏移量的范围内，则按照该偏移量对方块电阻的rs实际测试值作矫正。也就是说，若通过本发明的方法得到的晶圆在所述量测卡盘上的位置偏离超出所提供的标准偏移量σ，则说明晶圆的位置由于偏移太大会导致测出的rs阻值与实际数值偏离太大而无效，因此，需要将所述晶圆取出后重新置入所述量测卡盘上，直到用本发明的方法计算出的晶圆偏移量在所述标准偏移量范围之内才不需要将晶圆重置。

若步骤四中得到的晶圆位置的偏移量在所述标准偏移量的范围内，则按照该偏移量对方块电阻的rs实际测试值作矫正。

本发明优选地，步骤五中对所述方块电阻的rs值作矫正的方法包括先根据所述方块电阻的jpv信号值和测试其jpv信号值所用的电流，计算出所述方块电阻rs阻值。由于所述jpv信号表示的是所述方块电阻上施加的电压，而测试所述jpv信号时提供一固定电流，因此，可以根据电压\电流关系计算出rs阻值。

本发明进一步地，步骤五中对所述方块电阻的rs值作矫正的方法中还包括，计算出所述方块电阻的rs值后，根据步骤四中得到的晶圆位置的偏移量和所述曲线关系，计算出该位置偏移量在所述曲线关系中对应的jpv信号的偏移量。

本发明优选地，该方法用于45nm、40nm、32nm以及28nm的技术节点，以及本发明进一步优选地，该方法用于逻辑器件的技术平台。

实施例二

参考图1，图1显示为本发明的精确监控并改善方块电阻量测稳定性的方法流程示意图。

本发明提供一种精确监控并改善方块电阻量测稳定性的方法，该方法至少包括以下步骤：

步骤一、将晶圆置于rs机台的量测卡盘(chuck)上；所述rs机台用于对所述晶圆上的方块电阻(rs)的阻值进行量测，方块电阻(rs)是监控离子注入机注入剂量、深度与均匀性的重要手段。本发明的所述rs机台中的量测卡盘(chuck)用于承载待量测rs电阻的晶圆。所述量测卡盘具有直角坐标系，并且所述量测卡盘承载待测晶圆后，待测晶圆表面不同量测位置与所述量测卡盘中的直角坐标系的位置一一对应。也就是说，如果所述待测卡盘承载所述晶圆位置正确，则所述晶圆的圆心与该直角坐标系的原点重合。

步骤二、在所述晶圆表面上取四点，分别量测其jpv信号，jpv信号(junctionphotovoltage，jpv)量测是一种非接触式量测，用于非破坏性的rs量测方法，通过检测探头内外两个传感器(sensor)的电压信号差值，也就是jpv信号。因此，本发明优选地，步骤二中量测四个点的jpv信号的方法为：利用jpv测试的两个探针激发所述晶圆表面的pn结产生电子和空穴，得到一固定的电流值，所述探针具有两个传感器，用于监测所测区域内的电压差，得到电压的jpv信号值。所述jpv信号值也就是该测试区域内的电压差值。

本发明优选地，基于所述量测卡盘中的直角坐标系，步骤二中在所述晶圆表面上取的四个点的位置分别为：靠近所述晶圆边缘的位置。由于所述量测卡盘的直角坐标系与所述晶圆表面的位置一一对应，在所述晶圆表面取的四个点的位置靠近所述晶圆边缘的位置也是靠近所述量测卡盘边缘的位置。

进一步地，基于所述量测卡盘中的直角坐标系，步骤二中在所述晶圆表面上取的四个点的位置分别为：靠近所述晶圆边缘的位置且分别位于晶圆边缘的四个不同的方位上。如图3所示，图3显示为本发明的晶圆量测位置示意图。其中四个点分别为p1、p2、p3、p4，该四个点分布在所述晶圆边缘的上、下、左、右四个方位，且靠近该晶圆的边缘。

本发明更进一步地，基于所述量测卡盘中的直角坐标系，步骤二中在所述晶圆表面上取的四个点的位置分别为：靠近所述晶圆边缘的位置且在所述直角坐标系的横纵轴上的四个方向的位置。也就是说，本实施例为了计算简洁，将所述晶圆表面上的四个点分别取在所述量测卡盘的直角坐标系的横轴的正向、横轴的负向、纵轴的正向和纵轴的负向上。

本发明优选地，基于所述量测卡盘中的直角坐标系，步骤二中在所述晶圆表面上取的四个点的位置分别在所述直角坐标系中的横纵轴上的四个方向与所述量测卡盘边缘距离相等的位置。也就是说，在所述量测卡盘的直角坐标系中，取所述晶圆表面上的四个点p1、p2、p3、p4的坐标分别为(x1，0)、(x2，0)、(0，y1)、(0，y2)，并且x1的数值大小等于x2的数值大小，y1的数值大小等于y2的数值大小。

本发明优选地，本实施例中，基于所述量测卡盘中的直角坐标系，步骤二中在所述晶圆表面上取的四个点的位置分别在所述直角坐标系中的横纵轴上的四个方向与所述量测卡盘边缘距离为5mm的位置。也就是说，x1、x2、y1、y2数值大小等于5mm。

该步骤中量测得到p1、p2、p3、p4四个点的jpv信号值分别依次为j1、j2、j3、j4。

步骤三、提供所述jpv信号与所述晶圆表面量测位置曲线关系，将步骤二中得到的所述四个点的jpv信号代入所述曲线关系，分别得出该四个点对应的坐标值；参考图2，图2显示为本发明中jpv信号与量测位置关系曲线示意图。如果晶圆在所述量测卡盘上的位置没有出现偏移，则与所述晶圆的圆心相同距离不同位置点的jpv信号相同，也就是说，在所述晶圆的半径相同的不同点处的所述jpv信号的大小相同。

本发明进一步优选地，步骤三中的所述jpv信号与所述晶圆表面不同点的坐标位置曲线关系为：越靠近所述晶圆边缘的点，其jpv信号值的增加越快。由图2可知，随着晶圆半径的增大，所述jpv信号的增加越快，越靠近晶圆边缘的位置，其jpv信号越大。

该步骤三中将步骤二中得到的所述p1、p2、p3、p4四个点的jpv信号j1、j2、j3、j4代入所述曲线关系中，得到该四个点的真实坐标为(x1，0)、(x2，0)、(0，y1)、(0，y2)。也就是说，该四个点的所述真实坐标是晶圆没有发生偏移，该四个点在所述量测卡盘上的真实位置。

步骤四、利用步骤三中得到的所述四个点的坐标值，计算出该晶圆位置的偏移量；本实施例计算所述晶圆位置的偏移量的方法为：晶圆在x,y位置上的偏移量(δxi,δyi)，其中δxi＝(x1-x2)/2；δyi＝(y1-y2)/2。

步骤五、提供标准偏移量σ，若步骤四中得到的晶圆位置的偏移量超出所述标准偏移量的范围，则在所述量测卡盘上重置该晶圆；若步骤四中得到的晶圆位置的偏移量在所述标准偏移量的范围内，则按照该偏移量对方块电阻的rs实际测试值作矫正。也就是说，若通过本发明的方法得到的晶圆在所述量测卡盘上的位置偏离超出所提供的标准偏移量σ，则说明晶圆的位置由于偏移太大会导致测出的rs阻值与实际数值偏离太大而无效，因此，需要将所述晶圆取出后重新置入所述量测卡盘上，直到用本发明的方法计算出的晶圆偏移量在所述标准偏移量范围之内才不需要将晶圆重置。

若步骤四中得到的晶圆位置的偏移量在所述标准偏移量的范围内，则按照该偏移量对方块电阻的rs实际测试值作矫正。

本发明优选地，步骤五中对所述方块电阻的rs值作矫正的方法包括先根据所述方块电阻的jpv信号值和测试其jpv信号值所用的电流，计算出所述方块电阻rs阻值。由于所述jpv信号表示的是所述方块电阻上施加的电压，而测试所述jpv信号时提供一固定电流，因此，可以根据电压\电流关系计算出rs阻值。

本发明进一步地，步骤五中对所述方块电阻的rs值作矫正的方法中还包括，计算出所述方块电阻的rs值后，根据步骤四中得到的晶圆位置的偏移量和所述曲线关系，计算出该位置偏移量在所述曲线关系中对应的jpv信号的偏移量。

本发明优选地，本实施例还包括步骤六、定期收集所述rs机台的矫正值数据，若在所述rs机台的一个维护周期内，步骤五中需要重置所述晶圆的次数超出规定次数，则需要所述rs机台进行检查。

本发明优选地，该方法用于45nm、40nm、32nm以及28nm的技术节点，以及本发明进一步优选地，该方法用于逻辑器件的技术平台。

综上所述，本发明通过建立一个jpv信号与位置的相关曲线数据库，每次量测前先量测与晶圆边缘距离相同的四个位置的jpv信号，从而算出晶圆圆心与原点的偏移量，对晶圆位置的偏离做修正，得到该位置的真实rs值，从而达到监测并提高rs量测稳定性。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。