薄片电阻测定器及电子零件制造方法技术

本发明专利技术涉及薄片电阻测定器及电子零件制造方法，薄片电阻测定器具备产生磁场的线圈、为了使上述磁场在基板上的薄膜上产生涡流而设置得能够对上述基板的一面照射上述磁场的磁力线的传感器探测头、依据上述涡流引起的磁场变化量，检测薄膜的薄片电阻用的控制装置、与上述线圈形成谐振的电容器，以及对所述传感器探头控制线圈的温度用的槽、主通气口、副通气口及侧通气口。连续运行时能够使单侧涡流式薄片电阻测定器的薄片电阻测定结果稳定化。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及利用溅射方法或蒸镀方法等薄膜形成方法形成的，金属或合金薄膜的电阻值的非接触式测定用的薄片电阻测定器及使用这种薄片电阻测定器的电子零件制造方法。向来，利用溅射方法或蒸镀方法等薄膜形成方法形成的，金属或合金薄膜的电阻值的测定的薄片电阻测定方法已知有4探针法。如图23所示，4探针法的原理如下。首先，对形成于基板50的金属膜51的表面，设置4个探针电极52、53、54、55，使其尖端与该表面接触。这时上述各探针52、53、54、55相互保持距离排列在直线上。接着，在外侧的探针52、55之间通电流I时，对内侧的探针53、54之间产生的电位差V进行测定。根据测定的结果可以计算出上述金属膜51的电阻值R(=V/I)。接着，将计算出的电阻值R乘以由金属膜51的厚度(t)以及金属膜51的形状、尺寸、各探针探52、53、54、55的位置决定的无量纲的修正系数(F)，计算出电阻率ρ。但是上述4探针法由于使针状的各探针52、53、54、55压着金属膜51表面与其接触，存在使上述金属膜51受伤或产生来自金属膜51的尘埃的问题。而且由于各探针52、53、54、55也会发生磨耗，所以也有必要定期更换上述各探针52、53、54、55。而且上述4探针法由于使探针与金属膜接触，在振动状态下是不能够进行测定的。而且上述4探针法在测定时要设置专用的吸附台等，存在设置空间限制的问题，和在设置空间有限的情况下设置到已有的制造工序中及在线化有困难的问题。因此，为了避免上述各种问题，出现了不使用上述探针等接触的测定方法，而使用非接触方法的测定方法，取代上述4探针法，测定半导体材料的电阻率。上述方法如下所述，以两侧式涡流法闻名。首先，在施加高频电力的线圈产生的磁场中设置玻璃基板或晶片等半导体用基板上的金属薄膜，使上述磁场与金属薄膜电磁感应耦合，在上述金属薄膜内产生涡流。所产生的涡流变成焦耳热消耗掉。在半导体用基板的金属薄膜内的高频电力的吸收与上述金属薄膜的电导率有正相关关系。利用这种关系非接触地计算金属薄膜的电导率(电阻率的倒数)就是两侧式涡流法。两侧式涡流法与4探针法相比具有下述特色。所述特色在于，能够以非接触方式计算出上述金属薄膜的电阻率，对上述电阻率进行评价。因此上述两侧式涡流法在IC和液晶面板这样的半导体制品的最后加工处理工序也能够避免对半导体用基板的金属薄膜产生接触污染和由于施加力而产生损伤。这样的两侧式涡流法的具体例子如下所述。首先，如图24所示，对大致为“”字形的铁氧体芯62的线圈62b施加高频电力。上述铁氧体芯62具备1～4mm的间隙61，间隙两侧是两个相对的面62a。接着，如果在上述间隙61插入晶片63，由于上述高频感应耦合的作用，就在上述晶片63的金属膜内产生涡流。所产生的涡流消耗变成焦耳热，因此所施加的高频电力的一部分在晶片63的金属薄膜内被吸收。该吸收与晶片63的金属膜的电导率相互之间有正相关关系。因此上述两侧式涡流法能够根据上述吸收的比例非接触地测定上述晶片63的金属薄膜的电阻率。近年来，为了对半导体工程进行质量控制，研制出使用这样的两侧式涡流法的小型薄膜电阻监视器用的电阻测定器。例如在日本特开平6-69310号公报(公开日1994年3月11日)公开了在装料器的送料机械手的移动方向上并列设置电阻测定器，在传送晶片时利用上述电阻测定器测定晶片电阻率的晶片测定系统。上述公报中没有关于上述电阻测定器使用非接触方式测定电阻率的两侧式涡流法的记载，从附图判断，可以认为是使用4探针法等接触式电阻测定器或使用两侧式涡流法。该测定系统中为了测定电阻率而设置了使机械手暂时停止工作，或是将晶片插入或传送到电阻测定器内的工作流程，在传送中途进行电阻率测定。但是，上述已有技术中，为了把电阻测定器引入现有的半导体制造工序中，上述电阻测定器由于灵敏度不足，确保安装空间有困难，至少需要1个轴以上的移动手段，由于存在这些问题，把电阻测定器引入现有的半导体制造工序中有困难。又，日本特开平5-21382号公报(公开日1993年1月29日)公开了作为上面所述的薄片电阻测定器，采用对利用溅射方法产生的金属薄膜在非接触状态下使上述金属薄膜产生涡流，检测伴随产生的涡流发生的磁力线，计算薄片电阻的涡流检测型薄片电阻测定器的方法。上述公报公开了把对在晶片等基板上成膜的、溅射法形成的金属薄膜的薄片电阻进行控制的系统设置于溅射装置的技术方案。上述系统具备隔着溅射装置的门阀的装入封闭室(load lock chamber)、用于将基板传送到该装入封闭室内的传送机、以及用于测定上述基板传送机传送的基板上的金属薄膜的薄片电阻的电阻测定器。但是上述公报中，所述的技术存在着由于成膜之后的基板温度高，线圈膨胀，薄片电阻值取决于温度等因素的影响，上述涡流式的测定器受到温度的很大影响，所以得到的薄片电阻值发生很大的偏差。又，将电阻测定器设置于负载固定室内导致上述电阻测定器维修不便，工作效率下降。根据这些存在问题，可以认为对成膜的金属薄膜进行薄片电阻测定并反馈到下一次成膜中是困难的。因此，为了避免上述各种问题，考虑使用非接触式的薄型的单侧涡流式的电阻测定器作为所述薄片电阻测定器。上述所谓单侧涡流式薄片电阻测定器是在具有导电性的薄膜等试验材料上施加磁场，使该试验材料产生涡流，测定该涡流引起的磁场变化，将试验材料的材质、膜质作为薄片电阻值检测出的测定器。其工作原理如下所述。首先，如图25所示，使施加交流发生器73发生的交流电流的线圈71靠近线圈72，就由于电磁感应现象而在线圈72产生电压，就可以发现在包含该线圈72的电路、也就是电流计74及负载电阻75有交流电流流入。与此相同，如图26所示，如果以导电性试验材料、即金属薄膜76取代线圈72与施加交流电的线圈71接近，则金属薄膜76上就产生涡流77。涡流77的大小取决于与作为试验对象的金属薄膜76的距离和金属薄膜76的材质和尺寸，线圈71的阻抗(相当于直流电路的电阻)与该涡流77的大小成反比变化，能够进行各种测定和判别。单侧涡流式薄片电阻测定器从该阻抗变化中检测出涡流引起的损失份额，将该损失份额换算为薄片电阻值，就可以对薄片电阻值进行测定。上述薄片电阻测定器中，具体地说，根据例如在没有任何东西靠近经常进行输出的传感器探测头的状态下、也就是探测对象处于无限远的状态下的峰值电压V0与作为探测对象的金属薄膜靠近到规定的距离时的电压V1的差△V，检测出涡流损失份额。但是单侧涡流式薄片电阻测定器只从单侧放出磁力，因此不能够使磁场会聚，而检测很薄的金属薄膜的薄片电阻需要产生强磁场。因此试图采用数百kHz以上的高驱动频率的高频电力，或采用增加线圈71的匝数的方法，以增加线圈71产生的磁力。但是上述薄片电阻测定器中线圈71使用的铜，其电阻温度系数为0.0039(参照表1)，温度特性非常差，因此检测电压值的长时间重复性不好，如果施加高频电力越施加越发热则难于得到长时间稳定的检测电压值。表1 本专利技术的目的在于提供不需要为了测定电阻率而使装置、传输用的机械手等停止下来，并且能够保持现有的半导体制造工序的流程，不改变所述流程地进行电阻率测定的非接触式高精度涡流式薄片电阻测定器及使用这种薄片电阻测定器的电子零件制造方法。本专利技术的薄片电阻测定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄片电阻测定器，其特征在于，具备 产生磁场的线圈、 为了使上述磁场在形成于基板上的薄膜上产生涡流而形成能够对上述基板的一面照射上述磁场的磁力线的线圈的传感器探测头、 具有依据上述涡流产生的磁场的变化量，检测上述薄膜的薄片电阻用的电压检测用电阻器的薄片电阻检测部、 与上述线圈形成谐振的电容器，以及 对上述线圈的温度进行控制的温度控制部。

【技术特征摘要】
JP 1999-12-10 352202/991．一种薄片电阻测定器，其特征在于，具备产生磁场的线圈、为了使上述磁场在形成于基板上的薄膜上产生涡流而形成能够对上述基板的一面照射上述磁场的磁力线的线圈的传感器探测头、具有依据上述涡流产生的磁场的变化量，检测上述薄膜的薄片电阻用的电压检测用电阻器的薄片电阻检测部、与上述线圈形成谐振的电容器，以及对上述线圈的温度进行控制的温度控制部。2．根据权利要求1所述的薄片电阻测定器，其特征在于，还具有考虑上述传感器探头的设置位置设置的、对上述传感器探头的输出信号进行放大后将其输出到薄片电阻检测部用的放大电路。3．根据权利要求1所述的薄片电阻测定器，其特征在于，还具有考虑上述传感器探头的设置位置设置的、对输入上述传感器探头的输入信号进行放大，同时对上述传感器探头输出的信号进行放大后将其输出到薄片电阻检测部用的放大电路。4．根据权利要求2所述的薄片电阻测定器，其特征在于，所述放大电路靠近传感器探头设置。5．根据权利要求3所述的薄片电阻测定器，其特征在于，所述放大电路靠近传感器探头设置。6．根据权利要求2所述的薄片电阻测定器，其特征在于，所述放大电路中设置所述电容器及电压检测用的电阻器。7．根据权利要求1所述的薄片电阻测定器，其特征在于，所述传感器探头内设置所述电容器及电压检测用的电阻器。8．根据权利要求1所述的薄片电阻测定器，其特征在于，所述电容器及电压检测用的电阻器分别使用电容量及电阻值受温度影响小的元件。9．根据权利要求1所述的薄片电阻测定器，其特征在于，而且具备根据以涡流损失份额的检测电压值与由4探针法测得的薄片电阻值的曲线近似为依据的相关进行计算的运算部。10．根据权利要求1所述的薄片电阻测定器，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：原田吉典，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]