测量晶圆电阻率的装置及方法
【专利摘要】本发明提出一种测量晶圆电阻率的装置及方法，所述装置包括，测量头盘、测量头、位移杆以及旋转马达；测量头设置于测量头盘的一面，测量头分第一组测量头和第二组测量头，第二组测量头的头部曲率半径比第一组测量头的头部曲率半径大；位移杆设置于测量头与测量头盘之间，旋转马达设置于测量头盘的另一面；在使用第一组测量头对待测晶圆表面的薄膜进行第一次测量之后对初次结果进行分析，若初次结果存在异常则说明第一组测量头扎穿了待测晶圆表面的薄膜，使用头部曲率半径更大的第二组测量头对待测晶圆进行第二次测量，不易扎穿述待测晶圆表面的薄膜，从而能够得到准确的测量结果。
【专利说明】测量晶圆电阻率的装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种测量晶圆电阻率的装置及方法。
【背景技术】
[0002]在半导体制造领域中，半导体晶圆的电阻率是一个十分关键的参数之一，电阻率是否在合格范围内直接影响了半导体晶圆的整体性能。因此在实际生产中，需要对所述半导体晶圆的电阻率进行测量。
[0003]现有技术中采用测量头(Probe)对所述半导体晶圆表面形成的薄膜进行扎入测量，即，将所述测量头扎入所述半导体晶圆表面待测的薄膜中，通过所述测量头对所述半导体晶圆表面的薄膜施加电压，测量出电流，从而得出电阻率。
[0004]然而，在实际操作中，由于需要测量不同薄膜的电阻率，不同薄膜的厚度和材质均不同，有些薄膜较薄且疏松，当使用测量头扎入待测薄膜中时，容易将待测薄膜扎破，从而得到的测量数据为0，g卩，测量的结果不准确。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种测量晶圆电阻率的装置及方法，能够自动选择测量头，进行二次测量，得到准确的测量结果。
[0006]为了实现上述目的，本发明提出一种测量晶圆电阻率的装置，包括:
[0007]测量头盘；
[0008]设置于所述测量头盘一面的测量头，所述测量头分第一组测量头和第二组测量头，其中，所述第二组测量头的头部曲率半径比第一组测量头的头部的曲率半径大；
[0009]设置于所述测量头与所述测量头盘之间的位移杆，所述位移杆用来控制所述测量头的位置；
[0010]设置于所述测量头盘另一面的旋转马达，用于旋转所述测量头盘。
[0011]进一步的，在所述的测量晶圆电阻率的装置中，所述第一组测量头的材质为钨钛口Ο
[0012]进一步的，在所述的测量晶圆电阻率的装置中，所述第一组测量头个数为2个。
[0013]进一步的，在所述的测量晶圆电阻率的装置中，所述第一组测量头一个用于测量金属薄膜，另一个用于测量多晶硅层、自对准硅化物层以及扩散层。
[0014]进一步的，在所述的测量晶圆电阻率的装置中，所述第二组测量头的材质为钨钛口Ο
[0015]进一步的，在所述的测量晶圆电阻率的装置中，所述第二组测量头个数为2个。
[0016]进一步的，在所述的测量晶圆电阻率的装置中，所述第二组测量头一个用于测量金属薄膜，另一个用于测量多晶硅层、自对准硅化物层以及扩散层。
[0017]进一步的，本发明还提出一种测量晶圆电阻率的方法，使用如上文所述的任一种测量晶圆电阻率的装置，所述方法包括步骤:
[0018]使用第一组测量头对待测晶圆表面的薄膜进行第一次测量，得到初次结果；
[0019]对所述初次结果进行分析，若所述初次结果准确则完成测量；若所述初次结果存在异常则使用第二组测量头对待测晶圆进行第二次测量。
[0020]进一步的，在所述的测量晶圆电阻率的装置中，所述初次结果为0时，则说明初次结果存在异常。
[0021]与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在:在所述测量晶圆电阻率的装置中，所述第二组测量头的头部的曲率半径比第一组测量头的头部的曲率半径大，在使用第一组测量头对待测晶圆表面的薄膜进行第一次测量之后对初次结果进行分析，若所述初次结果存在异常则说明所述第一组测量头扎穿了所述待测晶圆表面的薄膜，使用头部的曲率半径更大的第二组测量头对待测晶圆进行第二次测量，不易扎穿述待测晶圆表面的薄膜，从而能够得到准确的测量结果。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1为本发明一实施例中测量晶圆电阻率的装置的结构示意图；
[0023]图2为本发明一实施例中测量晶圆电阻率的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0024]以下结合附图和具体实施例对本发明提出的测量晶圆电阻率的装置及方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
[0025]请参考图1，本发明提出一种测量晶圆电阻率的装置，包括:测量头盘100、测量头、位移杆300、旋转马达400以及信号线500 ；
[0026]本实施例中，所述测量头设置于所述测量头盘100的一面，所述测量头分第一组测量头和第二组测量头，其中，所述第一组测量头个数为2个，分别是测量头220和测量头221，所述第一组测量头的材质为钨钛合金，其头部曲率半径较小，便于扎入晶圆表面材质较硬的薄膜中，方便测量；所述第二组测量头个数为2个，分别是测量头210和测量头211，所述第二组测量头的材质为钨钛合金，其头部曲率半径较大，便于扎入晶圆表面材质较疏松且厚度较为薄的薄膜中，不会将其扎穿；正是由于所述第二组测量头的头部的曲率半径比第一组测量头的头部的曲率半径大，因此可以对不同的薄膜选择不同的测量头；
[0027]所述位移杆300设置于所述测量头与所述测量头盘100之间，所述位移杆300用来控制所述测量头的位置，其中，所述位移杆300连接有信号线500 ;若选择使用其中一个测量头，则使用信号线500传递信号至所述位移杆300并控制所述位移杆300伸出，从而可以将被选择使用的测量头伸出便于扎入待测晶圆中；
[0028]旋转马达400设置于所述测量头盘100的另一面，用于旋转所述测量头盘100，从而带动所述测量头旋转，对准待测晶圆。
[0029]本实施例中，还提出使用上述测量晶圆电阻率的装置的使用方法，请参考图2，所述测量晶圆电阻率的方法包括:
[0030]使用第一组测量头对待测晶圆表面的薄膜进行第一次测量，得到初次结果；
[0031]对所述初次结果进行分析，若所述初次结果准确则完成测量；若所述初次结果存在异常则使用第二组测量头对待测晶圆进行第二次测量。
[0032]所述第一组测量头一个用于测量金属薄膜，例如是测量头220用于测量金属薄膜，另一个即测量头221用于测量多晶硅层、自对准硅化物层以及扩散层，由于金属薄膜多数为铜，而铜具有很强的扩散性，因此为了避免污染，选择使用两种测量头。
[0033]同理，所述第二组测量头一个用于测量金属薄膜，例如是测量头210用于测量金属薄膜，另一个即测量头211用于测量多晶硅层、自对准硅化物层以及扩散层。
[0034]所述初次结果为0时，则说明初次结果存在异常，即，选择的第一组测量头以及刺穿待测晶圆表面的薄膜，得到的测量结果均为0说明并未测量准确，在此时自动选择材质较软的第二测量头重新进行测量，若测量结果依旧为0，则说明待测晶圆存在异常，应该对待测晶圆进行分析查找原因。
[0035]综上，在本发明实施例提供的测量晶圆电阻率的装置及方法中，在所述测量晶圆电阻率的装置中，所述第二组测量头的头部的曲率半径比第一组测量头的头部的曲率半径大，在使用第一组测量头对待测晶圆表面的薄膜进行第一次测量之后对初次结果进行分析，若所述初次结果存在异常则说明所述第一组测量头扎穿了所述待测晶圆表面的薄膜，使用头部的曲率半径更大的第二组测量头对待测晶圆进行第二次测量，不易扎穿述待测晶圆表面的薄膜，从而能够得到准确的测量结果。
[0036]上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属【技术领域】的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种测量晶圆电阻率的装置，包括: 测量头盘； 设置于所述测量头盘一面的测量头，所述测量头分第一组测量头和第二组测量头，其中，所述第二组测量头的头部曲率半径比第一组测量头的头部的曲率半径大； 设置于所述测量头与所述测量头盘之间的位移杆，所述位移杆用来控制所述测量头的位置； 设置于所述测量头盘另一面的旋转马达，用于旋转所述测量头盘。
2.如权利要求1所述的测量晶圆电阻率的装置，其特征在于，所述第一组测量头的材质为鹤钛合金。
3.如权利要求2所述的测量晶圆电阻率的装置，其特征在于，所述第一组测量头个数为2个。
4.如权利要求3所述的测量晶圆电阻率的方法，其特征在于，所述第一组测量头一个用于测量金属薄膜，另一个用于测量多晶硅层、自对准硅化物层以及扩散层。
5.如权利要求1所述的测量晶圆电阻率的装置，其特征在于，所述第二组测量头的材质为鹤钛合金。
6.如权利要求5所述的测量晶圆电阻率的装置，其特征在于，所述第二组测量头个数为2个。
7.如权利要求6所述的测量晶圆电阻率的方法，其特征在于，所述第二组测量头一个用于测量金属薄膜，另一个用于测量多晶硅层、自对准硅化物层以及扩散层。
8.一种测量晶圆电阻率的方法，使用如权利要求1至7所述的任一种测量晶圆电阻率的装置，所述方法包括: 使用第一组测量头对待测晶圆表面的薄膜进行第一次测量，得到初次结果； 对所述初次结果进行分析，若所述初次结果准确则完成测量；若所述初次结果存在异常则使用第二组测量头对待测晶圆进行第二次测量。
9.如权利要求8所述的测量晶圆电阻率的方法，其特征在于，所述初次结果为O时，则说明初次结果存在异常。
【文档编号】G01R27/02GK104251935SQ201310261115
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2013年6月26日 优先权日:2013年6月26日
【发明者】李广宁, 唐强, 许亮 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司