TWI786489B - 電阻率測定方法、半導體裝置之製造方法、電阻率測定程式及電阻率測定器 - Google Patents

電阻率測定方法、半導體裝置之製造方法、電阻率測定程式及電阻率測定器 Download PDF

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Abstract

本發明之課題，在於提供可縮短半導體晶圓之電阻率之測定時間的技術。 本發明提供一種技術，其具備有：儲存部，其至少儲存對被測定物進行測定之配方及對被測定物進行測定之測定模式；及控制部，其以對被測定物進行測定之方式進行控制；而控制部計算出依照配方所設定之各測定點的設定順序進行測定時之預測時間，並且依照測定模式來變更配方所設定之各測定點的設定順序，而計算出依照該被變更後的設定順序進行測定時之預測時間，從而選定分別會被計算出之預測時間中之預測時間會成為最短之設定順序，並以該被選定之設定順序對被測定物進行測定。

Description

電阻率測定方法、半導體裝置之製造方法、電阻率測定程式及電阻率測定器
本發明係關於電阻率測定方法、半導體裝置之製造方法、電阻率測定程式及電阻率測定器。
半導體晶圓之電阻率測定器係對矽晶圓的電阻率、形成於晶圓表面之磊晶晶圓的電阻率、以及自表面將雜質擴散或注入之情形時擴散層或注入層的薄膜電阻及在表面所生成之金屬膜的薄膜電阻等進行測定之裝置；且係測定結果會被反饋至各半導體製造裝置之製程條件，而用於將半導體元件之品質保持為均勻之重要的測定裝置之一。作為如此之測定裝置，例如有專利文獻1。
於專利文獻1記載有使半導體晶圓之電阻率之測定精度提升的四探針電阻率測定裝置。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開2013-153021號公報
於依照被登錄之配方的設定順序對半導體晶圓之各點的電阻值進行測定之情形時，依據配方之登錄的方法，而存在有因為電阻率測定器之平台或機械臂進行多餘的動作而導致在測定完成前耗費時間之情形。
本發明之課題，在於提供可縮短半導體晶圓之電阻率之測定時間的技術。
根據本發明一態樣而提供一種技術，其具備有：受理對被測定物進行測定之配方的步驟；計算出依照上述配方所設定之各測定點的設定順序進行測定時之預測時間的第一計算步驟；藉由對上述被測定物進行測定之測定模式來變更上述配方所設定之各測定點的設定順序，而計算出依照該被變更後的設定順序進行測定時之預測時間的第二計算步驟；選定分別在上述第一計算步驟與上述第二計算步驟被計算出之預測時間中之預測時間成為最短之設定順序的步驟；及以該被選定之設定順序對上述被測定物進行測定的步驟。
根據本發明，可縮短半導體晶圓之電阻率之測定時間。
1~9:測定點
10:電阻率測定器
11:測定平台(台座)
12:半導體晶圓(被測定物)
12-1:凹口
13:旋轉驅動部
14:四探針探針頭(探針頭)
14a:探針
15:計測部
16:探針頭上下驅動部(上下驅動部)
16a:探針頭安裝金屬件
16b:凸輪承受件
16c:配重
16d:上下驅動凸輪
16e:步進馬達
17:探針頭水平驅動部(水平驅動部)
18:操作部
19:顯示部
20:控制部
21:電源部
E:測定結束位置
L-L’:四探針探針頭移動之方向(基準方向)
O:旋轉中心
P:測定點
R:(旋轉中心與測定點之)距離
S:測定開始位置
xr:機械臂移動量
xθ:平台移動量(平台旋轉量)
θ:(線段OP與基準方向所成之)角
圖1係表示本發明一實施形態之半導體晶圓電阻率測定器之構成的方塊圖。
圖2係表示本發明一實施形態之探針頭上下驅動部、四探針探針頭、 半導體晶圓與測定平台之構成的外觀圖。
圖3係表現表示探針之壓入量、上下驅動凸輪旋轉角度與彈簧應力之關係之實驗值的曲線圖。
圖4(a)係用以說明本發明一實施形態之四探針探針頭對被配置在測定平台上之半導體晶圓之定位前之狀態的俯視概略圖。圖4(b)係用以說明本發明一實施形態之四探針探針頭對被配置在測定平台上之半導體晶圓之定位後之狀態的俯視概略圖。
圖5(a)係表示被定位於測定點1之狀態的圖，圖5(b)係表示被定位於測定點2之狀態的圖，圖5(c)係表示被定位於測定點3之狀態的圖，圖5(d)係表示被定位於測定點4之狀態的圖，而圖5(e)係表示被定位於測定點5之狀態的圖。
圖6(a)係表示配方的圖。而圖6(b)係說明將測定順序設為配方設定順序之測定模式A的圖。
圖7係說明測定模式B之測定順序之選定方法的流程圖。
圖8(a)係表示對圖6(a)之配方以測定模式B進行排序之狀態的圖。圖8(b)係將圖8(a)顯示於晶圓上的圖。
圖9係說明測定模式C之測定順序之選定方法的流程圖。
圖10(a)係表示對圖6(a)之配方以測定模式C進行排序之狀態的圖。圖10(b)係將圖10(a)顯示於晶圓上的圖。
圖11係說明機械臂移動量及平台移動量的圖。
圖12(a)係針對機械臂移動量與測定時間之關係而表示測定值與其近似曲線的圖。圖12(b)係針對平台移動量與測定時間之關係而表示測定 值與其近似曲線的圖。
圖13(a)係表示測定模式C之測定順序會被設定之配方例的圖。圖13(b)係表示對圖13(a)之配方以測定模式B進行排序之狀態的圖。圖13(c)係表示對圖13(a)之配方以測定模式C進行排序之狀態的圖。
圖14係表示測定模式A之測定順序會被選定之配方例的圖。
圖15係說明圖14之配方中測定模式A之預測測定時間之計算的圖。
圖16係說明對圖14之配方以測定模式B進行排序之預測測定時間之計算的圖。
圖17係說明對圖14之配方以測定模式C進行排序之預測測定時間之計算的圖。
圖18係表示測定模式B之測定順序會被選定之配方例的圖。
圖19係說明圖18之配方中測定模式A之預測測定時間之計算的圖。
圖20係說明對圖18之配方以測定模式B進行排序之預測測定時間之計算的圖。
圖21係說明對圖18之配方以測定模式C進行排序之預測測定時間之計算的圖。
以下，對本發明一實施形態，一邊參照圖1至圖21一邊進行說明。
如圖1所示，半導體晶圓之電阻率測定器10係由測定平台11、旋轉驅動部13、四探針探針頭14、計測部15、探針頭上下驅動部16、探針頭水平驅動部17、操作部18、顯示部19、控制部20及電源部21所構 成。
測定平台11係供測定對象(被測定物)之半導體晶圓12載置之圓盤狀的台座。旋轉驅動部13係使測定平台11旋轉並以既定之角度停止。四探針探針頭14係具有接觸被載置在測定平台11上之半導體晶圓12上表面而測定半導體晶圓12之電阻率之四根探針的探針頭。計測部15藉由四探針探針頭14對半導體晶圓12供給測定電流，而對用以求取電阻率之複數個測定項目進行測定。
探針頭上下驅動部16係使四探針探針頭14沿著上下方向移動，而使其接觸半導體晶圓12之上下驅動部。探針頭水平驅動部17係使探針頭上下驅動部16與四探針探針頭14沿著測定平台11之半徑方向、即半導體晶圓12之直徑方向移動之水平驅動部。藉由探針頭水平驅動部17及旋轉驅動部13二者之動作，可進行半導體晶圓12之所期望之位置上之電阻率的測定。
操作部18輸入指定半導體晶圓12之上表面之所需要之測定點位置的配方。顯示部19顯示測定點位置或所測定之結果之電阻率等的資料。控制部20具備有CPU(central processing unit；中央處理單元)與存放供CPU要執行之控制程式的儲存裝置，且與儲存配方之儲存部一起被構成為電腦，依照自操作部18所指示之配方對旋轉驅動部13、探針頭水平驅動部17及探針頭上下驅動部16進行驅動控制，而控制為四探針探針頭14接觸於半導體晶圓12之上表面之所指定的測定點位置。電源部21供給使電阻率測定器10之各部作動的電力。
於圖1中，其動作係根據自操作部18被輸入之配方所控制 之四探針探針頭14接觸被載置在測定平台11上之半導體晶圓12之上表面，而進行半導體晶圓12之電阻測定。
其次，使用圖2對探針頭上下驅動部16進行說明。探針頭上下驅動部16係由探針頭安裝金屬件16a、凸輪承受件16b、配重16c、上下驅動凸輪16d及步進馬達16e所構成。
於探針頭安裝金屬件16a安裝有四探針探針頭14。凸輪承受件16b承受與探針頭安裝金屬件16a被一體化之探針頭上下驅動力。配重16c具有可對探針頭上下驅動部16賦予垂直方向之靜荷重之充分的質量。上下驅動凸輪16d被連結於步進馬達16e的軸，且與凸輪承受件16b之前端部始終保持接觸狀態，藉此將包含配重16c的重量之探針頭安裝金屬件16a的重量支撐在步進馬達16e之軸上。上下驅動凸輪16d例如具有偏心之圓形凸輪形狀而可藉由旋轉角度使凸輪承受件16b上下移動。步進馬達16e被與由探針頭安裝金屬件16a所支撐之凸輪承受件16b、及由獨立於該探針頭安裝金屬件16a之支撐構件所支撐之上下驅動凸輪16d軸結合，而可依照自控制部20所指示之配方而在任意之旋轉角度之位置旋轉、停止。
藉由以上的構成，依照具有對適於半導體晶圓12之種類之探針頭施加之荷重與探針頭上下移動速度的配方來控制探針頭上下驅動部16，實現四探針探針頭14與半導體晶圓12之適當的接觸而對半導體晶圓12之電阻率進行測定。
此處，圖3表現表示探針14a之壓入量、上下驅動凸輪16d之旋轉角度及會成為對半導體晶圓12之荷重之彈簧應力之關係的實驗 值。又，於控制部20中，圖3之曲線圖所表示之壓入量、上下驅動凸輪16d之旋轉角度與荷重之關係係作為控制程式而預先被存放於控制部20之儲存裝置。如此，控制部20調整上下驅動凸輪16d之旋轉角度，使四探針探針頭14在圖3所示之任意的位置(壓入量)停止，藉此可設定探針14a會施加於半導體晶圓12之荷重，而可以適合半導體晶圓12之表面材質之方式任意地控制接觸壓力。
其次，對半導體晶圓12之利用電阻率測定器10所進行之電阻率的測定方法進行說明。
首先，控制部20受理指定半導體晶圓12之上表面之所需要之測定點位置的配方，並根據該配方來決定複數個測定點之測定順序。
其次，控制部20藉由探針頭水平驅動部17，使探針頭上下驅動部16與四探針探針頭14沿著半導體晶圓12之直徑方向移動，而且藉由旋轉驅動部13，使載置有半導體晶圓12之測定平台11旋轉，而使四探針探針頭14移動至半導體晶圓12之所期望的測定點位置。
其次，控制部20藉由探針頭上下驅動部16，使四探針探針頭14以任意之壓入量設定下降而使四個探針14a接觸半導體晶圓12。
其次，控制部20進行接觸基準位置(壓入量為0.00mm之位置)之判定。該判定係控制部20利用電壓計監視四探針探針頭14之四個探針14a中之兩個探針間的電壓，來判定該電壓是否在0mV±臨限值以內。控制部20係將上述兩個探針間之電壓成為0mV時之時間點設為接觸基準位置(壓入量為0.00mm之位置)。
於上述兩個探針間之電壓值在臨限值以內之情形時，控制 部20對電阻率進行測定。
再者，控制部20若上述兩個探針間之電壓值為臨限值外，便使四探針探針頭14上升，再執行下降。控制部20即便執行之四探針探針頭14之下降的再執行既定次數，若上述兩個探針間之電壓值仍在臨限值外，便停止電阻率測定。於該情形時，控制部20將表示電阻率測定之停止之警報顯示於顯示部19。
參照圖4，對四探針探針頭14對於被配置在測定平台11上之半導體晶圓12之測定點的定位方法進行說明。
圖4(a)表示半導體晶圓12被放置於測定平台11上之定位前的狀態。將四探針探針頭14藉由探針頭水平驅動部17進行移動之方向L-L’設為基準方向。通常，半導體晶圓12之凹口12-1被放置為與基準方向L-L’一致。將測定平台11之旋轉中心設為O，並將所期望之測定點的位置設為P。將測定平台11之旋轉中心O與測定點P之距離設為R，並將線段OP與基準方向L-L’所成之角(繞逆時針方向之角度)設為θ。
圖4(b)表示定位後之狀態。測定點之定位係藉由以下兩個動作來進行。(1)藉由探針頭水平驅動部17使四探針探針頭14移動至自測定平台11之旋轉中心O朝L’方向離開R之距離的位置。(2)藉由旋轉驅動部13使測定平台11自基準方向L-L’朝順時針方向旋轉θ之角度。四探針探針頭14藉由該兩個動作而移動至半導體晶圓12上之所期望之測定點P的正上方。該兩個動作被並行地進行。
其次，使用圖5對四探針探針頭14對於複數個測定點之定位進行說明。
在圖5(a)中，四探針探針頭14被定位於測定點1。例如，將圖5(a)所示之半導體晶圓12上之測定點1、測定點2、測定點3、測定點4及測定點5的(R,θ)，分別設為(10,0)、(100,180)、(140,45)、(100,225)、(10,45)。此處，R之單位為mm，而θ之單位為度。
於將定位自圖5(a)所示之測定點1移動至測定點2之情形時，如圖5(b)所示，測定平台11繞順時針方向旋轉180度，而四探針探針頭14朝半徑方向外側移動90mm。於定位為圖5(b)所示之自測定點2移動至測定點3之情形時，如圖5(c)所示，測定平台11繞順時針方向旋轉135度，而四探針探針頭14朝半徑方向外側移動40mm。於定位為圖5(c)所示之自測定點3移動至測定點4之情形時，如圖5(d)所示，測定平台11繞順時針方向旋轉180度，而四探針探針頭14朝半徑方向中心側移動40mm。於定位為圖5(d)所示之自測定點4移動至測定點5之情形時，如圖5(e)所示，測定平台11繞順時針方向旋轉180度，而四探針探針頭14朝半徑方向中心側移動90mm。
依據複數個測定點之位置關係及測定點間之移動順序，其存在有電阻率測定器10之測定平台11或探針頭水平驅動部17之機械臂會進行多餘的動作而導致在測定完成前耗費時間之情形。
所以，為了使測定點間之移動之多餘的動作成為最小限度，而考慮測定順序。控制部20依複數個測定順序，根據配方所包含之測定點的半徑(R)及角度(θ)之設定值來計算包含測定點間之移動時間的預測時間，而自動地選定可成為最快之測定順序。測定順序例如準備三種類的規則，並配合該等來對測定點進行排序。
測定順序之規則(測定模式)例如以下所述。
[測定模式A]
自操作部18被輸入之控制資訊被設定登錄的順序，且不進行排序(配方設定順序)
[測定模式B]
使安裝有四探針探針頭14之探針頭水平驅動部17之機械臂之動作成為最小限度的順序(機械臂移動量最小順序)
[測定模式C]
使載置有半導體晶圓12之測定平台11的旋轉成為最小限度的順序(平台旋轉量最小順序)
再者，測定順序並非被限定為上述三種類之規則者，只要為兩種類以上即可。例如，控制部20計算出依照測定模式A進行測定時之測定所需要的預測時間，並依照測定模式B或測定模式C來對控制資訊所設定之各測定點的設定順序進行排序，而計算出依照該被排序後之設定順序進行測定時之預測時間。控制部20選定分別被計算出之預測時間中之預測時間成為最快(會成為最短)的設定順序，並以該被選定之設定順序來進行測定。
首先，使用圖6對測定模式A進行說明。於配方之設定係圖6(a)之情形時，符合配方之設定順序之一般的設定順序便為圖6(b)。圖6(b)所示之九個小黑點係測定點，圓圈數字(圓圈包圍之數字)表示測定點之編號。此處，測定點1至9對應於圓圈包圍數字1至9。又，設定順序設為測定點之數字的遞增次序。測定點1位於測定平台11之旋轉中心O即 半導體晶圓12之中心，且設定順序為1。於配方以如圖6(a)所示之設定順序所設定之情形時，測定順序係以設定順序之數字的遞增次序、即圖6(b)所示之圓圈數字的遞增次序所決定。
其次，使用圖7及圖8對測定模式B進行說明。如圖7所示，模式B之測定順序的選定方法如以下所述。
(步驟S1)
控制部20將半徑、角度、設定順序全部設為遞增次序地對被登錄於配方之設定順序進行排序。此處，排序之優先度係半徑>角度>設定順序。
(步驟S2)
控制部20對在最小半徑之測定點中，在同一圓周上測定點是否為一個進行判定。於在同一圓周上測定點為一個之情形時(yes之情形時)便結束，並移至半徑第二小之測定點的判定(步驟S2)。
(步驟S3)
於在同一圓周上有複數個測定點存在之情形時(no之情形時)，控制部20根據計算來求出離上一個測定點最近之點，將其選定為下一個測定點，並逆時針方向地決定路徑。
(步驟S4)
控制部20對最近的點是否有兩個(同一距離者有兩點)進行判定。
(步驟S5)
於最近的點有兩個之情形時(yes之情形時)，控制部20自上一個測定點逆時針方向地選定最先的測定點，然後逆時針方向地進行排序。移至半徑次小於其之測定點的判定(步驟S2)。
(步驟S6)
於僅有一個最近的點之情形時(no之情形時)，控制部20從最近的點逆時針方向地進行排序。移至半徑次小於其之測定點的判定(步驟S2)。
控制部20依半徑遞增次序地重複步驟S2以後之步驟來決定測定順序。
對於如圖6(a)所示般被設定之配方，藉由測定模式B之測定順序之選定方法所決定的測定順序係如圖8所示。以下，詳細地進行說明。
由於在最小半徑(R=0)之同一圓周上僅有第一個被設定之測定點1存在，因此測定點1(設定順序1)的測定順序成為「1」，測定點1成為測定開始位置S。
由於在第二小之半徑(R=60)的同一圓周上僅有第二個被設定之測定點2存在，因此測定點2(設定順序2)的測定順序成為「2」。
於第三小之半徑(R=80)的同一圓周上有第三個、第四個、第五個被設定之測定點3、4、5存在。由於測定點3、4離上一個測定點2相同距離，因此藉由步驟S5，首先，由於自測定點2依逆時針方向最先之 測定點4被選擇，且依逆時針方向測定點5、測定點3被選擇，因此測定點4(設定順序4)的測定順序成為「3」，測定點5(設定順序5)的測定順序成為「4」，而測定點3(設定順序3)的測定順序成為「5」。
於第四小之半徑(R=100)的同一圓周上有第六個、第七個被設定之測定點6、7存在。測定點7由於離上一個測定點3最近的距離，因此藉由步驟S3，首先，由於測定點7被選擇，且依逆時針方向測定點6被選擇，因此測定點7(設定順序7)之測定順序成為「6」，而測定點6(設定順序6)之測定順序成為「7」。
於第五小之半徑(R=140)的同一圓周上有第八個、第九個被設定之測定點8、9存在。測定點8、9由於離上一個測定點6相同距離，因此藉由步驟S5，首先，由於自測定點6依逆時針方向最先之測定點8被選擇，且依逆時針方向測定點9被選擇，因此測定點8(設定順序8)的測定順序成為「8」，而測定點9(設定順序9)的測定順序成為「9」，測定點9成為測定結束位置E。
其次，使用圖9至圖10對測定模式C進行說明。如圖9所示，模式C之測定順序的選定方法如以下所述。
(步驟S11)
控制部20將角度、半徑、設定順序全部設為遞增次序地對被登錄於配方之設定順序進行排序。此處，排序之優先度係角度>半徑>設定順序。
(步驟S12)
控制部20對在最小角度之測定點中，在同一角度上測定點是否為一個進行判定。於在同一角度上測定點為一個之情形時(yes之情形時)便結束，並移至角度次小於其之測定點的判定(步驟S12)。
(步驟S13)
於在同一角度上有複數個測定點存在之情形時(no之情形時)，控制部20從上一個測定點來看，計算探針頭水平驅動部17之機械臂的移動距離。
(步驟S14)
控制部20對移動距離較短之路徑(自半徑較小者朝較大者移動之路徑與自半徑大者朝較小者移動之路徑何者較短進行判定)。
(步驟S15)
於自半徑較小者朝較大者移動之情形時移動距離變短的情況下，控制部20依半徑的遞增次序進行排序。即便於每個路徑移動距離均相等之情形時(於有半徑較上一個測定點更小之測定點及更大之測定點存在的情形時)，亦依半徑之遞增次序進行排序。移至角度次小於其之測定點的判定(步驟S12)。
(步驟S16)
於自半徑較大者朝較小者移動之情形時移動距離變短的情況下，控 制部20依半徑之遞降次序進行排序。並移至角度次小於其之測定點的判定(步驟S12)。
控制部20依角度之遞增次序重複進行步驟S12以後的步驟來決定測定順序。
對於如圖6(a)所示般被設定之配方，藉由模式C之測定順序的選定方法所決定之測定順序係如圖10所示。以下，詳細地進行說明。
於最小角度(θ=0)之同一半徑上由於僅有第一個被設定之測定點1存在，因此測定點1(設定順序1)之測定順序成為「1」，測定點1成為測定開始位置S。
於次小於其之角度(θ=10)的同一半徑上由於僅有第八個被設定之測定點8存在，因此測定點8(設定順序8)之測定順序成為「2」。
於次小於其之角度(θ=30)的同一半徑上，有第三個、第七個被設定之測定點3、7存在。測定點7由於離上一個測定點8之移動距離較短，因此藉由步驟S15，首先，由於半徑較大之測定點7會被選擇，其次測定點3會被選擇，因此測定點7(設定順序7)的測定順序會成為「3」，而測定點3(設定順序3)的測定順序會成為「4」。
於次小於其之角度(θ=60)的同一半徑上由於僅有第二個被設定之測定點2存在，因此測定點2(設定順序2)的測定順序成為「5」。
於次小於其之角度(θ=90)的同一半徑上由於僅有第四個被設定之測定點4存在，因此測定點4(設定順序4)的測定順序成為「6」。
於次小於其之角度(θ=180)的同一半徑上由於僅有第五個從設定之測定點5存在，因此測定點5(設定順序5)之測定順序成為「7」。
於次小於其之角度(θ=290)的同一半徑上由於僅有第九個被設定之測定點9存在，因此測定點9(設定順序9)的測定順序成為「8」。
於次小於其之角度(θ=330)的同一半徑上由於僅有第六個被設定之測定點6，因此測定點6(設定順序6)的測定順序成為「9」，測定點6成為測定結束位置E。
(測定時間調查)
已調查對於安裝有四探針探針頭14之探針頭水平驅動部17之機械臂、及測定平台11之各者之移動量的測定時間。此處，所謂移動量係指探針頭水平驅動部17之機械臂及測定平台11之各者自當下的測定點朝下一個測定點移動時的量(mm或度)，而所謂測定時間係指探針頭水平驅動部17之機械臂及測定平台11之各者自朝下一測定點移動進行測定而到結束為止的時間(秒(s))。圖11之直線的虛線箭頭係探針頭水平驅動部17之機械臂的移動量(機械臂移動量：xr)，而圓弧狀的實線箭頭係測定平台11的移動量(平台移動量(平台旋轉量)：xθ)。
針對機械臂移動量與測定時間之關係，將所求得的測定值及近似曲線的曲線圖示於圖12(a)，並針對平台移動量與測定時間之關係，將所求得的測定值及近似曲線的曲線圖表示於圖12(b)。
下述之數式(1)係藉由圖12(a)之近似曲線所計算出，而下述之數式(2)係藉由圖12(b)之近似曲線所計算出。若將半徑方向之移動量即機械臂移動量設為xr，將角度方向之移動量即平台移動量作為xθ，將伴隨半徑方向之移動的時間設為yr，並將伴隨角度方向之移動的時間設 為yθ，則：yr=-4(10-6)xr 2+0.006xr+1.9564(0≦xr<150) (1)
yθ=-2(10-5)xθ 2+0.0081xθ+2.0083(0≦xθ<180) (2)
於xr=0、xθ=0(皆未移動)時，yr=1.9564、yθ=2.0083。數式(1)、(2)之常數部分可判斷為自探針頭下降至測定至探針頭上升之時間。
yr=1.9564(s)、yθ=2.0083(s)由於在各移動量中為花費時間固定者因而加以省略，將下述之數式(3)、(4)使用於預測測定時間的計算。亦即，若將半徑方向之移動時間即機械臂移動時間設為yr，並將角度方向之移動時間即平台移動時間設為yθ，則：yr=-4(10-6)xr 2+0.006xr(0≦xr<150) (3)
yθ=-2(10-5)xθ 2+0.0081xθ(0≦xθ<180) (4)
其次，以圖13(a)之配方資訊為例，來說明測定模式A、B、C之預定測定時間的計算例。
於測定模式A之情形時，設定順序為測定順序，若將測定順序1→2、2→3、3→4、4→5的移動量(半徑、角度)分別設為(r1,θ1)、(r2,θ2)、(r3,θ3)、(r4,θ4)，將預測測定時間(半徑、角度)分別設為(yr1,yθ1)、(yr2,yθ2)、(yr3,yθ3)、(yr4,yθ4)，則：(r1,θ1)=(90,180)(r2,θ2)=(40,135)(r3,θ3)=(40,180)(r4,θ4)=(90,180)
若將該資訊代入前述的數式(3)、(4)，而計算出預測測定時間，則：yr1=-4×10-6×902+0.006×90=0.5076 yθ1=-2×10-5×1802+0.0081×180=0.81 yr2=-4×10-6×402+0.006×40=0.2336 yθ2=-2×10-5×1352+0.0081×135=0.729 yr3=-4×10-6×402+0.006×40=0.2336 yθ3=-2×10-5×1802+0.0081×180=0.81 yr4=-4×10-6×902+0.006×90=0.5076 yθ4=-2×10-5×1802+0.0081×180=0.81
探針頭水平驅動部17之機械臂與測定平台11由於至下一個測定點為止同時地動作，因此將yr與yθ為最大之值視為測定時間。因此，若將整體之預測測定時間設為Ttota1A，則：Ttota1A=yθ1+yθ2+yθ3+yθ4=3.159(s)
於測定模式B之情形時，測定順序成為如圖13(b)所示般。移動量：(r1,θ1)=(0,45)(r2,θ2)=(90,135)(r3,θ3)=(0,45)(r4,θ4)=(40,180)
若將該資訊代入前述的數式(3)、(4)，而計算出預測測定時間，則：yr1=-4×10-6×02+0.006×0=0 yθ1=-2×10-5×452+0.0081×45=0.324 yr2=-4×10-6×902+0.006×90=0.5076 yθ2=-2×10-5×1352+0.0081×135=0.729 yr3=-4×10-6×02+0.006×0=0 yθ3=-2×10-5×452+0.0081×45=0.324 yr4=-4×10-6×402+0.006×40=0.2336 yθ4=-2×10-5×1802+0.0081×180=0.81
若將整體之預測測定時間設為Ttota1B，則：Ttota1B=yθ1+yθ2+yθ3+yθ4=2.187(s)
於測定模式C之情形時，測定順序成為如圖13(c)所示般。移動量：(r1,θ1)=(0,45)(r2,θ2)=(130,0)(r3,θ3)=(40,135)(r4,θ4)=(0,45)
若將該資訊代入前述的數式(3)、(4)，而計算出預測測定時間，則：yr1=-4×10-6×02+0.006×0=0 yθ1=-2×10-5×452+0.0081×45=0.324 yr2=-4×10-6×1302+0.006×130=0.77948 yθ2=-2×10-5×02+0.0081×0=0 yr3=-4×10-6×402+0.006×40=0.2336 yθ3=-2×10-5×1352+0.0081×135=0.729 yr4=-4×10-6×02+0.006×0=0 yθ4=-2×10-5×452+0.0081×45=0.324
若將整體之預測測定時間設為Ttota1C，則：Ttota1C=yθ1+yr2+yθ3+yθ4=2.15648(s)
根據Ttota1A、Ttota1B、Ttota1C，由於最小為Ttota1C，因此模式C之測定順序被選定。然而，於預測測定時間為同數值之情形時，依測定模式A>測定模式B>測定模式C之優先順位被選定。
在圖13(a)所示之配方設定例中，雖然測定模式C之測定順序被選定，但針對其他測定模式之測定順序被選定的例子，將如下進行說明。
首先，針對測定模式A之測定順序被選定之配方，使用圖14至圖17進行說明。
於圖14所示之配方被設定之情形時，在測定模式A中，機械臂移動量(xr)即移動量(半徑)、平台移動量(xθ)即移動量(角度)、機械臂移動時間(yr)即時間(半徑)、平台移動時間(yθ)即時間(角度)如圖15所示般被計算出。時間(半徑)與時間(角度)中之較大者作為時間(s)而被算出。若將圖15所示之設定順序2至設定順序17之時間加以合計，整體之預測測定時間(Ttota1A)便被算出：Ttota1A=4.626223(s)
於圖14所示之配方被設定之情形時，在測定模式B中，測定順序如圖16所示般被設定，機械臂移動量(xr)即移動量(半徑)、平台移動量(xθ)即移動量(角度)、機械臂移動時間(yr)即時間(半徑)、平台移動 時間(yθ)即時間(角度)如圖16所示般被計算出。時間(半徑)與時間(角度)中之較大者作為時間(s)而被算出。若將圖16所示之測定順序2至測定順序17之時間加以合計，整體之預測測定時間(Ttota1B)，便被算出：Ttota1B=5.264549(s)
於圖14所示之配方被設定之情形時，在測定模式C中，測定順序如圖17所示般被設定，機械臂移動量(xr)即移動量(半徑)、平台移動量(xθ)即移動量(角度)、機械臂移動時間(yr)即時間(半徑)、平台移動時間(yθ)即時間(角度)如圖17所示般被計算出。時間(半徑)與時間(角度)中之較大者作為時間(s)而被算出。若將圖17所示之測定順序2至測定順序17之時間加以合計，整體之預測測定時間(Ttota1C)便被算出：Ttota1C=5.620364(s)
因此，於圖14所示之配方被設定之情形時，成為Ttota1A<Ttota1B<Ttota1C，而由於Ttota1A為最小，因此測定模式A的測定順序被選定。
其次，使用圖18至圖21對選定測定模式B之測定順序的配方進行說明。
於圖18所示之配方被設定之情形時，在測定模式A中，機械臂移動量(xr)即移動量(半徑)、平台移動量(xθ)即移動量(角度)、機械臂移動時間(yr)即時間(半徑)、平台移動時間(yθ)即時間(角度)如圖19所示般被計算出。時間(半徑)與時間(角度)中之較大者作為時間(s)而被算出。若將圖19所示之設定順序2至設定順序17之時間加以合計，整體之預測測定時間(Ttota1A)便被算出： Ttota1A=4.088(s)
於圖18所示之配方被設定之情形時，在測定模式B中，測定順序如圖20所示般被設定，機械臂移動量(xr)即移動量(半徑)、平台移動量(xθ)即移動量(角度)、機械臂移動時間(yr)即時間(半徑)、平台移動時間(yθ)即時間(角度)如圖20所示般被計算出。時間(半徑)與時間(角度)中之較大者作為時間(s)而被算出。若將圖20所示之測定順序2至測定順序17之時間加以合計，整體之預測測定時間(Ttota1B)被算出：Ttota1B=3.7006(s)
於圖18所示之配方被設定之情形時，在測定模式C中，測定順序如圖21所示般被設定，機械臂移動量(xr)即移動量(半徑)、平台移動量(xθ)即移動量(角度)、機械臂移動時間(yr)即時間(半徑)、平台移動時間(yθ)即時間(角度)如圖21所示般被計算出。時間(半徑)與時間(角度)中之較大者作為時間(s)而被算出。若圖21所示之測定順序2至測定順序17之時間加以合計，整體之預測測定時間(Ttota1C)被算出：Ttota1C=4.0248(s)
因此，於圖18所示之配方被設定之情形時，成為Ttota1B<Ttota1C<Ttota1A，而由於Ttota1B為最小，因此測定模式B之測定順序被選定。
根據本實施形態，其動作係如下者：計算出依照配方所設定之各測定點的設定順序進行測定時之預測時間，並且依照測定模式來變更配方所設定之各測定點的設定順序，而計算出依照該被變更後的設定順序進行測定時之預測時間，從而選定分別被計算出之預測時間中之 預測時間成為最快(成為最短)之設定順序，並以該選定之設定順序對被測定物進行測定。
藉由以上的動作，可縮短每一片半導體晶圓之測定時間，藉此可增加每單位時間之可測定片數。
利用本實施形態之半導體晶圓之電阻率測定器，對矽晶圓的電阻率、於晶圓表面所形成之磊晶晶圓的電阻率、將雜質從表面擴散或注入之情形時擴散層或注入層的薄膜電阻、及於表面所生成之金屬膜的薄膜電阻等進行測定，並將測定結果反饋至各半導體製造裝置之製程條件、即根據測定結果對半導體製造裝置設定製程條件，且半導體製造裝置根據該製程條件來處理半導體晶圓，藉此可提升半導體裝置之品質的均勻性。
10:電阻率測定器
11:測定平台(台座)
12:半導體晶圓(被測定物)
13:旋轉驅動部
14:四探針探針頭(探針頭)
15:計測部
16:探針頭上下驅動部(上下驅動部)
17:探針頭水平驅動部(水平驅動部)
18:操作部
19:顯示部
20:控制部
21:電源部

Claims (18)

  1. 一種電阻率測定方法，其具備有：計算出依照對被測定物的電阻率進行測定之配方所設定之各測定點的設定順序進行測定時之預測時間的第一計算步驟；藉由使移動至上述被測定物之測定位置時之水平動作成為最小的第一測定模式、及使移動至上述被測定物之測定位置時之旋轉動作成為最小的第二測定模式，來變更上述配方所設定之各測定點的設定順序，而計算出依照該被變更後的設定順序進行測定時之預測時間的第二計算步驟；選定在上述第一計算步驟被計算出之預測時間、及由上述第一測定模式與上述第二測定模式各者被計算出之預測時間中之預測時間成為最短之設定順序的步驟；及以該被選定之設定順序對上述被測定物之電阻率進行測定的步驟。
  2. 一種半導體裝置之製造方法，其具備有：藉由請求項1之電阻率測定方法來測定被測定物之電阻率的步驟；且如此之半導體裝置之製造方法進一步具備有：根據測定上述電阻率之結果，來調整對被測定物所要實施之既定處理的步驟。
  3. 一種電阻率測定程式，其使電腦執行：計算出依照對被測定物的電阻率進行測定之配方所設定之各測定點的設定順序進行測定時之預測時間的第一計算程序；藉由使移動至上述被測定物之測定位置時之水平動作成為最小的第一 測定模式、及使移動至上述被測定物之測定位置時之旋轉動作成為最小的第二測定模式，來變更上述配方所設定之各測定點的設定順序，而計算出依該被變更後的設定順序進行測定時之預測時間的第二計算程序；選定在上述第一計算程序被計算出之預測時間、及由上述第一測定模式與上述第二測定模式各者被計算出之預測時間中之預測時間成為最短之設定順序的程序；及以該被選定之設定順序對上述被測定物之電阻率進行測定的程序。
  4. 一種電阻率測定器，其具備有：儲存部，其至少儲存對被測定物之電阻率進行測定之配方、使移動至上述被測定物之測定位置時之水平動作成為最小的第一測定模式及使移動至上述被測定物之測定位置時之旋轉動作成為最小的第二測定模式；及控制部，其以對上述被測定物之電阻率進行測定之方式進行控制；而上述控制部被構成為，依照沿著上述配方所設定之各測定點的設定順序進行測定時之預測時間、上述第一測定模式及上述第二測定模式來變更上述配方所設定之各測定點的設定順序，而計算出依照該被變更後的設定順序進行測定時之預測時間，從而選定分別會被計算出之預測時間中之預測時間會成為最短之設定順序，並以該被選定之設定順序對上述被測定物之電阻率進行測定。
  5. 如請求項4之電阻率測定器，其具備有：台座，其供上述被測定物載置；探針頭，其使複數個探針接觸上述被測定物； 水平驅動部，其使上述探針頭沿著水平方向移動；及上下驅動部，其使上述探針頭沿著上下方向動作。
  6. 如請求項5之電阻率測定器，其中，上述第一測定模式係以使上述水平驅動部之機械臂的動作成為最小限度之方式所構成。
  7. 如請求項4之電阻率測定器，其中，上述控制部被構成為，將半徑、角度、設定順序之各者設為遞增次序地對被登錄於上述配方之設定順序進行排序。
  8. 如請求項7之電阻率測定器，其中，上述控制部構成為，使排序之順序依半徑、角度、設定順序之順序來優先。
  9. 如請求項5之電阻率測定器，其中，上述控制部被構成為，藉由上述水平驅動部使上述探針頭移動至上述被測定物之測定位置，並藉由上述上下驅動部使上述探針頭接觸上述被測定物，而對上述被測定物之電阻率進行測定。
  10. 如請求項9之電阻率測定器，其中，上述控制部被構成為，對應於上述複數個探針中之一者的第一探針與上述複數個探針中之另一者的第二探針之間的電壓值來判定上述測定位置是否為基準位置。
  11. 如請求項10之電阻率測定器，其中，上述控制部被構成為，若上述第一探針與上述第二探針之間的電壓值在臨限值內，便將上述測定位置設定為基準位置。
  12. 如請求項10之電阻率測定器，其中，上述控制部被構成為，若上述第一探針與上述第二探針之間的電壓值在臨限值外，則再執行上述探針頭之下降。
  13. 如請求項10之電阻率測定器，其中，上述控制部被構成為，即便執行上述探針頭之下降的再執行既定次數，若上述第一探針與上述第二探針之間的電壓值仍在臨限值外，則停止被測定物之電阻率的測定。
  14. 如請求項5之電阻率測定器，其中，上述控制部被構成為，使上述上下驅動部升降來調整壓入量。
  15. 如請求項5之電阻率測定器，其中，上述上下驅動部至少包含具有既定配重之安裝探針頭部、馬達部、上下驅動凸輪部、及凸輪承受部。
  16. 如請求項4之電阻率測定器，其進一步具備有：旋轉驅動部，其使供上述被測定物載置之台座旋轉；而上述第二測定模式係以使供上述被測定物載置之台座的旋轉動作成為最小限度之方式所構成。
  17. 如請求項4之電阻率測定器，其中，上述控制部被構成為，將角度、半徑、設定順序之各者設為遞增次序地對被登錄於上述配方之設定順序進行排序。
  18. 如請求項17之電阻率測定器，其中，上述控制部被構成為，使排序之順序依角度、半徑、設定順序之順序來優先。
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