專利名稱：薄片電阻測定器及電子零件制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用濺射方法或蒸鍍方法等薄膜形成方法形成的，金屬或合金薄膜的電阻值的非接觸式測定用的薄片電阻測定器及使用這種薄片電阻測定器的電子零件制造方法。
向來，利用濺射方法或蒸鍍方法等薄膜形成方法形成的，金屬或合金薄膜的電阻值的測定的薄片電阻測定方法已知有4探針法。
如圖23所示，4探針法的原理如下。首先，對形成于基板50的金屬膜51的表面，設(shè)置4個探針電極52、53、54、55，使其尖端與該表面接觸。這時上述各探針52、53、54、55相互保持距離排列在直線上。接著，在外側(cè)的探針52、55之間通電流I時，對內(nèi)側(cè)的探針53、54之間產(chǎn)生的電位差V進(jìn)行測定。根據(jù)測定的結(jié)果可以計算出上述金屬膜51的電阻值R(=V/I)。接著，將計算出的電阻值R乘以由金屬膜51的厚度(t)以及金屬膜51的形狀、尺寸、各探針探52、53、54、55的位置決定的無量綱的修正系數(shù)(F)，計算出電阻率ρ。
但是上述4探針法由于使針狀的各探針52、53、54、55壓著金屬膜51表面與其接觸，存在使上述金屬膜51受傷或產(chǎn)生來自金屬膜51的塵埃的問題。而且由于各探針52、53、54、55也會發(fā)生磨耗，所以也有必要定期更換上述各探針52、53、54、55。
而且上述4探針法由于使探針與金屬膜接觸，在振動狀態(tài)下是不能夠進(jìn)行測定的。而且上述4探針法在測定時要設(shè)置專用的吸附臺等，存在設(shè)置空間限制的問題，和在設(shè)置空間有限的情況下設(shè)置到已有的制造工序中及在線化有困難的問題。
因此，為了避免上述各種問題，出現(xiàn)了不使用上述探針等接觸的測定方法，而使用非接觸方法的測定方法，取代上述4探針法，測定半導(dǎo)體材料的電阻率。
上述方法如下所述，以兩側(cè)式渦流法聞名。首先，在施加高頻電力的線圈產(chǎn)生的磁場中設(shè)置玻璃基板或晶片等半導(dǎo)體用基板上的金屬薄膜，使上述磁場與金屬薄膜電磁感應(yīng)耦合，在上述金屬薄膜內(nèi)產(chǎn)生渦流。所產(chǎn)生的渦流變成焦耳熱消耗掉。在半導(dǎo)體用基板的金屬薄膜內(nèi)的高頻電力的吸收與上述金屬薄膜的電導(dǎo)率有正相關(guān)關(guān)系。利用這種關(guān)系非接觸地計算金屬薄膜的電導(dǎo)率(電阻率的倒數(shù))就是兩側(cè)式渦流法。
兩側(cè)式渦流法與4探針法相比具有下述特色。所述特色在于，能夠以非接觸方式計算出上述金屬薄膜的電阻率，對上述電阻率進(jìn)行評價。因此上述兩側(cè)式渦流法在IC和液晶面板這樣的半導(dǎo)體制品的最后加工處理工序也能夠避免對半導(dǎo)體用基板的金屬薄膜產(chǎn)生接觸污染和由于施加力而產(chǎn)生損傷。
這樣的兩側(cè)式渦流法的具體例子如下所述。首先，如圖24所示，對大致為“”字形的鐵氧體芯62的線圈62b施加高頻電力。上述鐵氧體芯62具備1～4mm的間隙61，間隙兩側(cè)是兩個相對的面62a。
接著，如果在上述間隙61插入晶片63，由于上述高頻感應(yīng)耦合的作用，就在上述晶片63的金屬膜內(nèi)產(chǎn)生渦流。所產(chǎn)生的渦流消耗變成焦耳熱，因此所施加的高頻電力的一部分在晶片63的金屬薄膜內(nèi)被吸收。該吸收與晶片63的金屬膜的電導(dǎo)率相互之間有正相關(guān)關(guān)系。因此上述兩側(cè)式渦流法能夠根據(jù)上述吸收的比例非接觸地測定上述晶片63的金屬薄膜的電阻率。
近年來，為了對半導(dǎo)體工程進(jìn)行質(zhì)量控制，研制出使用這樣的兩側(cè)式渦流法的小型薄膜電阻監(jiān)視器用的電阻測定器。例如在日本特開平6-69310號公報(
公開日1994年3月11日)公開了在裝料器的送料機(jī)械手的移動方向上并列設(shè)置電阻測定器，在傳送晶片時利用上述電阻測定器測定晶片電阻率的晶片測定系統(tǒng)。上述公報中沒有關(guān)于上述電阻測定器使用非接觸方式測定電阻率的兩側(cè)式渦流法的記載，從附圖判斷，可以認(rèn)為是使用4探針法等接觸式電阻測定器或使用兩側(cè)式渦流法。
該測定系統(tǒng)中為了測定電阻率而設(shè)置了使機(jī)械手暫時停止工作，或是將晶片插入或傳送到電阻測定器內(nèi)的工作流程，在傳送中途進(jìn)行電阻率測定。
但是，上述已有技術(shù)中，為了把電阻測定器引入現(xiàn)有的半導(dǎo)體制造工序中，上述電阻測定器由于靈敏度不足，確保安裝空間有困難，至少需要1個軸以上的移動手段，由于存在這些問題，把電阻測定器引入現(xiàn)有的半導(dǎo)體制造工序中有困難。
又，日本特開平5-21382號公報(
公開日1993年1月29日)公開了作為上面所述的薄片電阻測定器，采用對利用濺射方法產(chǎn)生的金屬薄膜在非接觸狀態(tài)下使上述金屬薄膜產(chǎn)生渦流，檢測伴隨產(chǎn)生的渦流發(fā)生的磁力線，計算薄片電阻的渦流檢測型薄片電阻測定器的方法。
上述公報公開了把對在晶片等基板上成膜的、濺射法形成的金屬薄膜的薄片電阻進(jìn)行控制的系統(tǒng)設(shè)置于濺射裝置的技術(shù)方案。上述系統(tǒng)具備隔著濺射裝置的門閥的裝入封閉室(load lock chamber)、用于將基板傳送到該裝入封閉室內(nèi)的傳送機(jī)、以及用于測定上述基板傳送機(jī)傳送的基板上的金屬薄膜的薄片電阻的電阻測定器。
但是上述公報中，所述的技術(shù)存在著由于成膜之后的基板溫度高，線圈膨脹，薄片電阻值取決于溫度等因素的影響，上述渦流式的測定器受到溫度的很大影響，所以得到的薄片電阻值發(fā)生很大的偏差。又，將電阻測定器設(shè)置于負(fù)載固定室內(nèi)導(dǎo)致上述電阻測定器維修不便，工作效率下降。根據(jù)這些存在問題，可以認(rèn)為對成膜的金屬薄膜進(jìn)行薄片電阻測定并反饋到下一次成膜中是困難的。
因此，為了避免上述各種問題，考慮使用非接觸式的薄型的單側(cè)渦流式的電阻測定器作為所述薄片電阻測定器。上述所謂單側(cè)渦流式薄片電阻測定器是在具有導(dǎo)電性的薄膜等試驗材料上施加磁場，使該試驗材料產(chǎn)生渦流，測定該渦流引起的磁場變化，將試驗材料的材質(zhì)、膜質(zhì)作為薄片電阻值檢測出的測定器。
其工作原理如下所述。首先，如圖25所示，使施加交流發(fā)生器73發(fā)生的交流電流的線圈71靠近線圈72，就由于電磁感應(yīng)現(xiàn)象而在線圈72產(chǎn)生電壓，就可以發(fā)現(xiàn)在包含該線圈72的電路、也就是電流計74及負(fù)載電阻75有交流電流流入。
與此相同，如圖26所示，如果以導(dǎo)電性試驗材料、即金屬薄膜76取代線圈72與施加交流電的線圈71接近，則金屬薄膜76上就產(chǎn)生渦流77。渦流77的大小取決于與作為試驗對象的金屬薄膜76的距離和金屬薄膜76的材質(zhì)和尺寸，線圈71的阻抗(相當(dāng)于直流電路的電阻)與該渦流77的大小成反比變化，能夠進(jìn)行各種測定和判別。
單側(cè)渦流式薄片電阻測定器從該阻抗變化中檢測出渦流引起的損失份額，將該損失份額換算為薄片電阻值，就可以對薄片電阻值進(jìn)行測定。上述薄片電阻測定器中，具體地說，根據(jù)例如在沒有任何東西靠近經(jīng)常進(jìn)行輸出的傳感器探測頭的狀態(tài)下、也就是探測對象處于無限遠(yuǎn)的狀態(tài)下的峰值電壓V0與作為探測對象的金屬薄膜靠近到規(guī)定的距離時的電壓V1的差△V，檢測出渦流損失份額。
但是單側(cè)渦流式薄片電阻測定器只從單側(cè)放出磁力，因此不能夠使磁場會聚，而檢測很薄的金屬薄膜的薄片電阻需要產(chǎn)生強(qiáng)磁場。因此試圖采用數(shù)百kHz以上的高驅(qū)動頻率的高頻電力，或采用增加線圈71的匝數(shù)的方法，以增加線圈71產(chǎn)生的磁力。
但是上述薄片電阻測定器中線圈71使用的銅，其電阻溫度系數(shù)為0.0039(參照表1)，溫度特性非常差，因此檢測電壓值的長時間重復(fù)性不好，如果施加高頻電力越施加越發(fā)熱則難于得到長時間穩(wěn)定的檢測電壓值。
表1
本發(fā)明的目的在于提供不需要為了測定電阻率而使裝置、傳輸用的機(jī)械手等停止下來，并且能夠保持現(xiàn)有的半導(dǎo)體制造工序的流程，不改變所述流程地進(jìn)行電阻率測定的非接觸式高精度渦流式薄片電阻測定器及使用這種薄片電阻測定器的電子零件制造方法。
本發(fā)明的薄片電阻測定器為了達(dá)到上述目的，具備產(chǎn)生磁場的線圈、為了使上述磁場在形成于基板上的薄膜上產(chǎn)生渦流而形成能夠?qū)ι鲜龌宓囊幻嬲丈渖鲜龃艌龅拇帕€的線圈的傳感器探測頭、具有依據(jù)上述渦流產(chǎn)生的磁場的變化量檢測上述薄膜的薄片電阻用的電壓檢測用電阻器的薄片電阻檢測部、與上述線圈形成諧振的電容器，以及對上述線圈的溫度進(jìn)行控制的溫度控制部。
采用上述結(jié)構(gòu)，將傳感器探頭相當(dāng)于基板的一個面設(shè)置于規(guī)定的位置上，也就是將傳感器探頭的位置設(shè)置為使線圈形成的磁場橫越基板的一個表面，由于線圈產(chǎn)生的磁力線通過薄膜，磁力線在所述薄膜上產(chǎn)生渦流。又設(shè)置電容器與線圈形成諧振，因此能夠產(chǎn)生強(qiáng)有力的磁場。
借助于此，利用上述結(jié)構(gòu)，上述渦流變成焦耳熱消耗掉，線圈的阻抗相應(yīng)于該渦流損失份額發(fā)生變化，相應(yīng)于所述阻抗的變化量在電壓檢測用的電阻上產(chǎn)生電位差，因此薄片電阻檢測部可以根據(jù)該電位差檢測出薄膜的薄片電阻。
又，利用上述結(jié)構(gòu)，傳感器探頭設(shè)置得能夠?qū)宓囊幻嬲丈浯艌龅拇帕€，因此與已有的兩側(cè)式渦流法相比，可以避免像兩側(cè)式渦流法那樣在“”字形芯的相對的端面之間的間隙內(nèi)夾著基板的不自由，由于使用上述傳感器探頭進(jìn)行測定的測定范圍的自由度可以提高，易于裝在生產(chǎn)線上在例如電子零件制造時的薄膜形成工序以及該薄膜形成之后的工序進(jìn)行在線測定。
并且，利用上述結(jié)構(gòu)，在傳感器探頭輸出相應(yīng)于薄片電阻檢測部上的渦流引起的磁場變化量的檢測信號時，使用傳遞上述信號的例如電纜，而借助于所述電纜的分布電容C和可以考慮所述電纜的分布電容C設(shè)置的電容器，可以確保靈敏度的重現(xiàn)性，能夠制造出穩(wěn)定的薄片電阻測定器。
還有，利用上述結(jié)構(gòu)，由于設(shè)置控制線圈溫度的溫度控制部，可以利用溫度控制部進(jìn)行控制，使上述線圈的溫度維持一定，以此可以抑制上述線圈的檢測電壓值由于溫度變動引起的電壓漂移，在運(yùn)行時，特別是在連續(xù)運(yùn)行時能夠得到穩(wěn)定的薄片電阻測定結(jié)果。
本發(fā)明的電子零件制造方法包含為了實現(xiàn)上述目的，用薄膜形成裝置在基板上形成薄膜的薄膜形成工序，而且本發(fā)明的方法使用上述薄片電阻測定器對上述薄膜的薄片電阻值進(jìn)行檢測，根據(jù)檢測出的薄片電阻值對上述薄膜形成工序進(jìn)行控制。
因此，所述方法能夠利用上述薄片電阻測定器經(jīng)常穩(wěn)定地測定基板上的薄膜的薄片電阻，所以能夠在所形成的薄膜的薄片電阻發(fā)生異常時迅速對薄膜形成工序進(jìn)行控制，能夠改善具有柵極鉭膜等薄膜的電子零件制造的成品率。
本發(fā)明的其他目的、特征及優(yōu)點從下面所述可以了解到。又，本發(fā)明的有利之處從下面的參照附圖進(jìn)行的說明可以明白。


圖1是本發(fā)明薄片電阻測定器的傳感器探頭的說明圖，圖1(a)是上述傳感器探頭的外殼和容納于該外殼中的線圈的組裝立體圖，圖1(b)是形成于所述外殼的主通氣口、各副通氣口、各側(cè)通氣口以及槽的立體圖。
圖2是所述薄片電阻測定器的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖3是所述薄片電阻測定器的概略電路圖。
圖4是所述薄片電阻測定器中外殼為密閉型的情況下的溫度變化曲線。
圖5是所述薄片電阻測定器中外殼形成主通氣口等的情況下的溫度變化曲線。
圖6是所述薄片電阻測定器設(shè)置于機(jī)械手上的情況的概略立體圖。
圖7是所述薄片電阻測定器設(shè)置于另一機(jī)械手上的情況的概略立體圖。
圖8是所述薄片電阻測定器設(shè)置于Z軸臺上的情況的說明圖，圖8(a)是上述薄片電阻測定器的正面圖，圖8(b)是所述薄片電阻測定器的立體圖。
圖9是所述薄片電阻測定器的放大電路基板的電路圖。
圖10是所述放大電路基板各零件的配置圖。
圖11是表示所述薄片電阻測定器的其他例子的概略電路圖。
圖12是所述薄片電阻測定器的概略立體圖。
圖13是表示所述薄片電阻測定器中4探針法測出的薄片電阻值與檢測電壓值的關(guān)系利用線性關(guān)系表示的關(guān)系曲線。
圖14是所述薄片電阻測定器中4探針法測出的薄片電阻值與檢測電壓值的關(guān)系利用曲線關(guān)系表示的關(guān)系曲線。
圖15是表示所述薄片電阻測定器中測定高度為1mm時的各測定數(shù)據(jù)的曲線。
圖16是表示所述薄片電阻測定器中測定高度為1.8mm時各測定數(shù)據(jù)的曲線。
圖17是表示在HEPT內(nèi)使用所述薄片電阻測定器的例子的概略立體圖。
圖18是表示在所述薄片電阻測定器中正常成膜批量的數(shù)據(jù)曲線。
圖19是表示在所述薄片電阻測定器中，從突然發(fā)生不良情況迅速恢復(fù)正常成膜的成膜批量的數(shù)據(jù)曲線。
圖20是將所述薄片電阻測定器設(shè)置于成膜工序的下一工序的光路上的傳輸臺下的情況的概略圖。
圖21是使用所述薄片電阻測定器的電子零件制造方法中的薄片電阻測定工序的流程圖。
圖22是表示所述薄片電阻測定器的外殼的其他形狀的說明圖，圖22(a)是上述外殼的平面圖，圖22(b)是上述外殼的底面圖，圖22(c)是上述外殼的剖面圖。
圖23是概略表示使用已有的4探針法的薄片電阻測定方法的立體圖。
圖24是概略表示使用已有的兩側(cè)式渦流法的薄片電阻測定方法的結(jié)構(gòu)圖。
圖25是表示使用渦流法的薄片電阻測定原理說明圖。
圖26是表示使用渦流法的薄片電阻測定原理說明圖。
下面根據(jù)圖1～圖22對本發(fā)明的實施形態(tài)說明如下。
上述式薄片電阻測定器如圖2所示具有測定柵極鉭薄膜等薄膜1a的薄片電阻用的傳感器探頭2。上述薄膜1a形成于作為基板的半導(dǎo)體芯片1的表面，上述傳感器探頭2具有與上述薄膜1a相對配置的，用于利用高頻電力產(chǎn)生磁場的線圈2a。上述線圈2a是無芯圓筒狀線圈。
又，具備向上述傳感器探頭2提供高頻電力，同時將所述傳感器探頭2輸出的檢測信號變換為直流電壓值(檢測電壓值)輸出的放大器(薄片電阻檢測部)5。設(shè)置驅(qū)動放大器5同時由上述放大器5向上述線圈2a提供高頻電力用的電源6。
上述傳感器探頭2具備有底并且有蓋的圓筒狀外殼(主體)2b。上述外殼2b由非磁性材料構(gòu)成。上述蓋是非磁性材料構(gòu)成的圓板，便于蓋在外殼2b上或脫卸下來。所述非磁性材料可以使用例如氯乙烯樹脂、MC尼龍、陶瓷等。使用MC尼龍時由于MC尼龍是透明的，容易對內(nèi)部進(jìn)行觀察。
因此上述傳感器探頭2使磁場(圖中的箭頭)2c向著半導(dǎo)體芯片1發(fā)生，也就是磁場2c的各磁力線的中心線與薄膜1a的表面垂直，利用該磁場2c使所述半導(dǎo)體芯片1的薄膜1a內(nèi)產(chǎn)生渦流。這樣的傳感器探頭2設(shè)置得只對著半導(dǎo)體芯片1的一個面，這時，半導(dǎo)體芯片1的薄膜1a的形成面可以是與傳感器探頭相對的面，也可以是與其相背的面。薄膜1a形成于與其相背的面時，半導(dǎo)體芯片1由能夠使磁場通過的材料構(gòu)成。
靠近所述傳感器探頭2設(shè)置放大電路板(放大電路)3，使其對來自放大器5的高頻輸入信號進(jìn)行放大，將其輸入傳感器探頭2，同時對來自線圈2a的檢測信號進(jìn)行放大并輸出到放大器5。
因此，因上述渦流的發(fā)生而引起的線圈2a的磁場變化量通過放大電路板3輸入放大器5，半導(dǎo)體芯片1與發(fā)生磁場的傳感器探頭2以規(guī)定的距離配置時，所述傳感器探頭2產(chǎn)生的磁場變化量置換為表示渦流損失的檢測電壓值，由放大器5檢測出。
接著，圖3表示出薄片電阻測定器的電路的概略圖。首先，在傳感器探頭2，線圈2a的電感L與線圈2a的電阻r串聯(lián)連接，并且線圈2a的分布電容C0與上述電感L和電阻r并聯(lián)連接。在連接放大器5和線圈2a的電纜41，電纜的分布電容C與放大器5及傳感器探頭2并聯(lián)連接。在放大器5，交流驅(qū)動電壓發(fā)生部5a、檢流計5b、檢測用的負(fù)載(電壓檢測用的電阻器)R1、調(diào)整靈敏度用的電容器C1相互串聯(lián)連接。
上述靈敏度調(diào)整用的電容器C1要考慮到高頻電源的頻率、線圈2a的分布電容C0和電纜的分布電容C，設(shè)定得使線圈2a能夠經(jīng)常保持諧振狀態(tài)。由于這樣使得線圈2a維持諧振狀態(tài)，即使是設(shè)置得使傳感器探頭2a只是對著半導(dǎo)體芯片1的一個面，也能夠由線圈2a對半導(dǎo)體芯片1施加強(qiáng)有力的磁場。
這樣的傳感器探頭2只是與半導(dǎo)體芯片1的一個面相對設(shè)置，所以能夠以配置于上述半導(dǎo)體芯片1的生產(chǎn)線上的狀態(tài)從上述半導(dǎo)體芯片1的上表面或下表面中的任何一側(cè)測定形成于上述半導(dǎo)體芯片1上的薄膜1a的薄片電阻。
也就是說，能夠在生產(chǎn)線上(在線)測定半導(dǎo)體芯片1上的薄膜1a的薄片電阻，因此可以省去像向來那樣從生產(chǎn)線上取下基板測定薄片電阻的麻煩。因此可以把傳感器探頭2組裝在現(xiàn)有的制造工序或制造裝置上，可以很容易地實現(xiàn)在線測定。
而且傳感器探頭2與半導(dǎo)體芯片1在測定半導(dǎo)體芯片1上的薄膜1a的電阻時隔開規(guī)定的距離配置，因此，可以在傳感器探頭2與半導(dǎo)體芯片1上的薄膜1a不接觸的狀態(tài)下測定上述薄膜1a的薄片電阻。
因此，可以利用非接觸方法測定半導(dǎo)體芯片1上的薄膜1a的薄片電阻，同時又可靠地防止傳感器探頭2損傷半導(dǎo)體芯片1或半導(dǎo)體芯片1上的薄膜1a。
而且即使半導(dǎo)體芯片1由大玻璃基板構(gòu)成，也能夠在線測定薄膜1a的薄片電阻，因此可以防止取下半導(dǎo)體芯片1進(jìn)行傳送時產(chǎn)生破損、降低工作效率。對于680×880mm2的大型基板等，越是大則每一片的成本越是低，這樣的效果越是顯著。
而且，使用這樣的薄片電阻測定器，能夠用已有的生產(chǎn)線穩(wěn)定地制造半導(dǎo)體芯片1上的薄膜1a，因此可以省去為測定薄片電阻而重新設(shè)計新的生產(chǎn)線的麻煩。
于是，薄片電阻測定器如圖1(a)與圖1(b)所示，作為控制線圈2a的溫度、也就是抑制溫度上升的溫度控制部，設(shè)置有槽2d、主通氣口2e、一對副通氣口2f以及一對側(cè)部通氣口中的至少一個。槽2d形成于外殼2b底部表面，形成十字狀，其中心與外殼2b的中心軸同軸。
主通氣口2e為圓筒狀，與外殼2b的中心軸同軸形成，與外殼2b的外部連通。副通氣口2f為圓筒狀，與外殼2b的中心軸平行地形成于夾著主通氣口2e相對的位置上的槽2d的前端，與外殼2b的外部連通。
側(cè)部通氣口2g為圓筒狀，成對形成于外殼2b的側(cè)壁，分別與各副通氣口2f接近，并且側(cè)部通氣口2g的中心軸處于與外殼2b的中心軸正交的方向上，而且側(cè)部通氣口2g與外殼2b的外部連通。線圈2a的線圈導(dǎo)線接線用通孔2h形成于與各副通氣口2f形成的位置不同的位置、槽2d的其他端部。而且上述各通氣口的形狀不限于上面所述，也可以是其他形狀，例如多邊形筒狀。
這樣的外殼2b如圖1(b)所示，從各側(cè)部通氣口2g使溫度一定的空氣作為氣體致冷劑流入，通過線圈2a的周圍，經(jīng)過槽2d，從主通氣口2e、一對副通氣口2f流向外部。因此，上述結(jié)構(gòu)利用致冷劑的通過可以使線圈2a維持一定的溫度。
但是如果把外殼2b設(shè)定為密閉型，則如圖4所示，由于數(shù)百kHz以上的高頻電力施加于線圈2a，外殼2b內(nèi)部的溫度上升，產(chǎn)生電壓漂移。
但是在本發(fā)明中由于設(shè)置各槽2d、主通氣口2e、一對副通氣口2f以及各側(cè)部通氣口2g作為控制線圈2a的溫度的溫度控制部，因此能夠利用主通氣口2e等使上述線圈2a的溫度維持一定，以便能夠如圖5所示，抑制溫度變動引起的檢測電壓值的電壓漂移，能夠在運(yùn)行時，特別是在連續(xù)運(yùn)行時得到穩(wěn)定的薄片電阻檢測結(jié)果。
下面對上述薄片電阻檢測器進(jìn)行詳細(xì)敘述。首先，如圖2所示，上述放大器5利用運(yùn)算放大器對將傳感器探頭2輸出的檢測信號作為1對1的放大信號，將該放大信號變換為作為檢測電壓值的直流電壓有效值，將該換算過的直流電壓有效值輸出到A/D變換器7。上述A/D變換器7將來自放大器5的檢測電壓值(模擬信號)變換為數(shù)字信號，將該數(shù)字信號(A/D變換值)輸出到微型電子計算機(jī)等控制裝置8。上述控制裝置8依據(jù)A/D變換器7輸出的數(shù)字信號計算出形成于半導(dǎo)體芯片1表面的薄膜1a的薄片電阻值，同時將該電阻值存儲于存儲器中。
上述控制裝置8在計算出的薄片電阻值不在預(yù)定的范圍內(nèi)時判斷為當(dāng)前正在檢測的半導(dǎo)體芯片1表面的薄膜1a的薄片電阻值異常，將表示該薄片電阻值異常的警告信號輸出到CIM(Computer Integrated Manufacturing)工程管理系統(tǒng)(未圖示)，同時輸出到在半導(dǎo)體芯片1的表面形成薄膜1a的薄膜形成裝置(未圖示)。
上述CIM工程管理系統(tǒng)不僅是進(jìn)行半導(dǎo)體芯片1的制造工序的制造管理系統(tǒng)，而且進(jìn)行整個半導(dǎo)體裝置的制造管理系統(tǒng)，因此在半導(dǎo)體芯片1表面的薄膜1a的薄片電阻值異常的情況下根據(jù)需要可以進(jìn)行各種處置，例如使半導(dǎo)體裝置的必要處的生產(chǎn)線停止，以避免制造出薄片電阻值異常的半導(dǎo)體芯片1。
又，薄膜形成裝置是在作為構(gòu)成半導(dǎo)體芯片1的基體材料的玻璃基板上利用濺射方法或蒸鍍方法等形成薄膜1a的裝置。因此在半導(dǎo)體芯片1的薄膜1a的薄片電阻值異常的情況下能夠盡快使薄膜1a的形成操作停下。
由上面所述可知，控制裝置8在發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體芯片1的薄膜1a的薄片電阻值異常的情況下能夠如上所述迅速向CIM工程管理系統(tǒng)及薄膜形成裝置發(fā)送警告信號，因此能夠?qū)⑸沙霰∧?a不良的半導(dǎo)體芯片1的數(shù)目限制于最低限度。
又，控制裝置8為了顯示形成于半導(dǎo)體芯片1表面的薄膜1a的薄片電阻值，設(shè)置液晶顯示裝置等監(jiān)視器8a。借助于此，不僅對控制裝置8的監(jiān)視器8a進(jìn)行監(jiān)視，而且監(jiān)視者能夠發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體芯片1的薄膜1a的薄片電阻值異常。
因此監(jiān)視者在利用控制裝置8的監(jiān)視器8a在薄片電阻值異常發(fā)生時能夠迅速操作CIM工程管理系統(tǒng)及薄膜形成裝置，進(jìn)一步減少生產(chǎn)出的薄膜1a不良的半導(dǎo)體芯片1的數(shù)目。
又，設(shè)置于控制裝置8的監(jiān)視器8a能夠顯示下述線圈溫度變化和其他關(guān)于薄膜1a的各種信息。借助于此，監(jiān)視者可以一邊監(jiān)視控制裝置8的監(jiān)視器8a一邊進(jìn)行各種設(shè)定，對半導(dǎo)體芯片1的薄膜1a的膜質(zhì)進(jìn)行管理。
下面進(jìn)一步對上述薄片電阻測定器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。首先，上述放大電路基板3安裝于傳感器探頭2的底面一側(cè)，與外殼2b的底面相互平行并且保持距離，又使放大電路基板3的背面一側(cè)面對上述底面安裝。上述放大電路基板3具備對輸入線圈2a的高頻電力進(jìn)行放大的下述輸入側(cè)放大電路以及對檢測線圈2a的阻抗的檢測信號進(jìn)行放大、輸出的下述輸出側(cè)放大電路。又，使傳感器探頭2與放大電路基板3保持距離、相互平行地對其加以支持，同時在電氣上相互連接的連接部3a分別形成于放大電路基板3及傳感器探頭2的四角。
又，上述放大器5具備連接于上述線圈2a的高頻振蕩電路(未圖示)及從來自上述高頻振蕩電路的調(diào)制波分離出所需的信號波(檢測電壓值)的檢波電路(未圖示)。從上述線圈2a返回的高頻電力在薄膜1a上發(fā)生的渦流的作用下相對于輸出到線圈2a的高頻電力發(fā)生變化，變化之后的高頻電力輸入上述高頻振蕩電路。
該渦流的大小取決于作為薄片電阻值的測定對象的薄膜1a與傳感器探頭2的距離、傳感器探頭2的大小、以及薄膜1a的材質(zhì)和厚度，因此與該渦流的大小有關(guān)的、檢測出的高頻電力的檢測值將發(fā)生變化。
上述高頻電力的變化從高頻振蕩電路作為調(diào)制波輸入檢波電路，在上述檢波電路從上述調(diào)制波分離出信號波作為檢測信號輸出。該檢測信號被變換為檢測電壓值輸入A/D變換器7。
而在半導(dǎo)體芯片1的生產(chǎn)線上，在例如薄膜1a的薄片電阻值超過規(guī)定的范圍時，必須取掉形成上述薄膜1a的半導(dǎo)體芯片1。在這種情況下，通常使用機(jī)械手從生產(chǎn)線上取掉該半導(dǎo)體芯片1。
但是為了迅速從判斷為薄片電阻值不良的半導(dǎo)體芯片1的生產(chǎn)線上將其取掉，需要使該半導(dǎo)體芯片1與機(jī)械手的距離盡可能相互靠近。
本發(fā)明的薄片電阻測定器可以使傳感器探頭2的高度設(shè)定為8mm以下，因此能夠在機(jī)械手上嵌入傳感器探頭2進(jìn)行薄片電阻的檢測與測定。
下面就在制造電子零件的各工序的生產(chǎn)線上設(shè)置的機(jī)械手上安裝傳感器探頭2的在線化薄片電阻測定器的情況加以說明。
首先，上述在線化的薄片電阻測定器如圖6所示，配置多個如上所述薄型化的傳感器探頭2，將其嵌入用于支持機(jī)械手31的半導(dǎo)體芯片1的前端為長方形板的手部31a。
在上述手部31a上設(shè)置有利用空氣進(jìn)行吸附的上表面吸附支持半導(dǎo)體芯片1用的吸盤32，該吸盤分別在手部31a的前端一側(cè)和基端一側(cè)各設(shè)置一對，總共例如有4個。吸盤的個數(shù)沒有特別限定。
又，在利用手部31a吸附支持半導(dǎo)體芯片1時，在上述吸盤32近旁，上述半導(dǎo)體芯片1與上述手部31a的距離不受上述半導(dǎo)體芯片1的彎曲等變形的影響。因此傳感器探頭2最好是靠近手部31a上的吸盤32設(shè)置。又，這樣的機(jī)械手31中，各吸盤32上分別設(shè)置半導(dǎo)體芯片1檢測用的傳感器(未圖示)，各傳感器用的放大器盒31b設(shè)置于手部31a的基端一側(cè)。
上述線圈2a其外形尺寸為，例如外徑30mm×內(nèi)徑26mm×厚度5mm，其電感量為例如1.5mH。據(jù)此，本實施形態(tài)的傳感器探頭2考慮外殼2b的蓋的厚度等因素，其厚度(高度)設(shè)計為約7mm。因此如上所述形成的傳感器探頭2能夠埋入厚度為8mm的機(jī)械手31中。又，各傳感器探頭2的各放大器基板3，可以設(shè)置于放大器盒31。
其次，上述傳感器探頭2的薄片電阻值的檢測特性可以用依據(jù)以4探針薄片電阻測定法測出的例如9種(材質(zhì)、厚度不同的材料)薄膜1a的試樣的薄片電阻值和以傳感器探頭2測出的相同的9種薄膜1a的檢測電壓值作出的薄片電阻值校正曲線表示。在這里，以Y表示檢測電壓值，以X表示4探針法測得的薄片電阻值，則上述薄片電阻值校正曲線由例如Y=1.2126X+4.0103表示。
因此，把包含傳感器探頭2的本實施形態(tài)的渦流式薄片電阻測定器測得的檢測電阻值Y輸入上述薄片電阻值校正曲線，就能夠求得薄片電阻值X。
又，根據(jù)上述薄片電阻值校正曲線的斜率就能夠了解到，本實施形態(tài)的渦流式薄片電阻測定器的檢測靈敏度是作為市售的距離傳感器的渦流式薄片電阻測定器的約3倍。也就是說，同樣進(jìn)行測定的、作為市售的距離傳感器的渦流式薄片電阻測定器顯示出的薄片電阻值校正曲線的斜率是0.4835，而本實施形態(tài)的薄片電阻測定器的薄片電阻值校正曲線的斜率為1.2126。因此如果使用本實施形態(tài)的傳感器探頭2，即使對于比Al或Ta等低電阻薄膜1a電阻高的薄膜，也能夠檢測出其薄片電阻值。
由上面所述可知，上述傳感器探頭2達(dá)到薄型化目的，而且與市售的傳感器探頭2相比靈敏度又不低，其結(jié)果是，能夠把傳感器探頭2埋設(shè)于機(jī)械手31使用。
借助于此，可以在機(jī)械手31上判斷在生產(chǎn)線上傳輸?shù)陌雽?dǎo)體芯片1上形成的薄膜1a的薄片電阻值是否異常，因此可以迅速地用機(jī)械手31將判定為電阻值異常的半導(dǎo)體芯片1取去。
因此，能夠防止把薄片電阻值有異常的半導(dǎo)體芯片1傳輸?shù)阶鳛樯a(chǎn)線上的半導(dǎo)體芯片1最終要達(dá)到的區(qū)域的最后一段，而只傳輸薄片電阻值正常的半導(dǎo)體芯片1，其結(jié)果是，省去在薄片電阻值檢測場所以外另行對半導(dǎo)體芯片1是否良好進(jìn)行判別的麻煩，可以提高工作效率。
還有，上面所述的情況中，舉出了在長方形板狀的機(jī)械手31上設(shè)置傳感器探頭2的例子，但是并不限于此，例如，如圖7所示也可以在大致為“U”字形的機(jī)械手31a上設(shè)置多個傳感器探頭2。
下面就使用無芯線圈2a的優(yōu)點進(jìn)行說明。首先，在線圈芯也會發(fā)生渦流，而無芯線圈可以避免發(fā)生這種溫升，因此，線圈2a改善了檢測電壓值的溫度特性，抑制了檢測電壓值的漂移，所以能夠穩(wěn)定地檢測薄片電阻值。因此能夠免除隨著溫度變化而來的薄片電阻值校正工作，所以能夠防止薄片電阻值檢測工作效率下降。
又，如上所述傳感器探頭2使用無芯探頭，不容易受到鐵氧體芯的厚度等因素的影響，能夠設(shè)計更薄的傳感器探頭2。
又，只要卷繞線圈2a就能夠構(gòu)成傳感器探頭2，能夠自由地設(shè)計符合已有的生產(chǎn)線的形狀。而且由于不使用鐵氧體芯，能夠大幅度降低傳感器探頭2的制造費(fèi)用。
而且，上述線圈2a因為是單股銅線卷繞的，因此施加的高頻電力頻率越高則線圈2a的交流阻抗越是增大，發(fā)生只是在銅線的周圍有導(dǎo)線流過的所謂趨膚效應(yīng)。因此使用單股銅導(dǎo)線卷繞的線圈2a的傳感器探頭2時靈敏度的提高是有限度的。
因此考慮使用多股更細(xì)的銅線擰成一股的導(dǎo)線(下稱利茲(litz)線)代替單股銅線。在這種情況下雖然在高頻區(qū)域利茲線的各銅線上發(fā)生趨膚效應(yīng)，但是由于是把各銅線擰合而成的，在利茲線上電流能夠更加有效地流動。也就是說使用利茲線的線圈2a能夠降低高頻區(qū)域的交流阻抗，減小高頻區(qū)域的趨膚效應(yīng)，使提高線圈2a的靈敏度成為可能。
在上述結(jié)構(gòu)中無芯式傳感器探頭2使用利茲線繞制的線圈2a的情況下在高頻區(qū)能夠穩(wěn)定地測定出薄片電阻值，因此能夠謀求提高薄片電阻值的檢測靈敏度。以此可以測定ITO(Indium Tin Oxide)等那樣的高電阻薄膜的薄片電阻。
還有，在本實施形態(tài)中，作為使用于線圈2a的諧振電路對串聯(lián)諧振電路進(jìn)行了說明，但是并不限于此，也可以使用靈敏度調(diào)整用的電容器C1與線圈平行連接的并聯(lián)諧振電路。
上述薄片電阻值測定器中，傳感器探頭2與放大器5以銅線等制成的電纜41電氣連接。而且連接傳感器探頭2與放大器5的電纜41的分布電容與通常處于諧振狀態(tài)的電容器的電容量相加。
因此在傳感器探頭2與放大器5的距離大的情況下連接傳感器探頭2與放大器5的電纜41也長，上述分布電容量也增加。其結(jié)果是，通常處于諧振狀態(tài)的電容器的電容量也變大，薄片電阻值的檢測靈敏度下降。
又，即使是以對傳感器探頭2進(jìn)行條件設(shè)定的電容器的值進(jìn)行設(shè)計，也由于受到電纜41的分布電容的影響，靈敏度隨電纜41的長度而改變，無法重復(fù)制造出相同靈敏度的傳感器探頭2。
因此在本實施形態(tài)中如圖2、圖8(a)及圖8(b)所示利用將放大電路基板3與傳感器探頭2靠近設(shè)置的方法減少電纜41的分布電容的影響，可以廉價地生產(chǎn)出性能穩(wěn)定的薄片電阻值的檢測靈敏度不下降的傳感器探頭2。
下面對這樣的放大電路基板3進(jìn)行詳細(xì)說明。首先，放大電路基板3相對于上述傳感器探頭2保持規(guī)定的間隔距離平行地安裝。設(shè)置支持上述放大電路基板3及傳感器探頭2，使其在上下方向(Z軸方向)上移動的Z軸臺(調(diào)整部)42。利用這樣的Z軸臺42將傳感器探頭2與半導(dǎo)體芯片1隔開規(guī)定的距離配置。
上述放大電路板3如圖9所示，具有輸入放大部3b以及輸出放大部3c。上述輸入放大部3b是連接于上述傳感器探頭2的信號輸入側(cè)的單位增益電路。上述輸出放大部3c是連接于上述傳感器探頭2的信號輸出側(cè)的單位增益電路。
上述輸入放大部3b由所述放大器5及電纜41電氣連接于提供高頻電力的電源6上，從作為上述電源6的驅(qū)動部的交流驅(qū)動電壓發(fā)生部6a通過所述電纜41提供的高頻電力由運(yùn)算放大器放大，然后施加于傳感器探頭2的線圈2a。
另一方面，上述輸出放大部3c在輸出側(cè)連接于作為放大器5的檢流計5b的電壓信號檢測部，將來自傳感器探頭2的檢測信號用運(yùn)算放大器放大后提供給所述放大器5。所述放大電路基板3與傳感器探頭2以所需的最低要求長度的電纜41連接。這樣的放大電路基板3可以避免檢測精度不足及穩(wěn)定性不足、ITO等高電阻薄膜進(jìn)行電阻測定時進(jìn)行24小時穩(wěn)定檢測的困難。作為上述單位增益電路的各輸入放大部3b及輸出放大部3c使用具備下述性能標(biāo)準(zhǔn)值的高精度的對應(yīng)于16MHz的運(yùn)算放大器，例如具備100伏特/微秒的通過率、在增益“1”穩(wěn)定工作的16MHz的頻帶寬度、對于0.01％350毫秒的穩(wěn)定時間(驅(qū)動100pF與500歐姆的并聯(lián)負(fù)載時)這樣的性能。又，上述輸入放大部3b及輸出放大部3c為了確保更好的穩(wěn)定性，進(jìn)行例如圖10所示的、對安裝基板的安裝配置，例如按照電阻值的偏離為0.1％，電解電容器為22微法拉(50V)，調(diào)整靈敏度用的電容器C1為51pF(±60ppm)，間距為5mm進(jìn)行安裝制作。上述原圖是對于放大電路基板3的厚度方向的中心軸成點對稱的配置。
如上所述，將放大電路基板3靠近傳感器探頭2設(shè)置，可以不受電纜41的分布電容影響地用上述傳感器探頭2穩(wěn)定地檢測薄膜1a的薄片電阻值。
又，傳感器探頭2由于不受電纜41的分布電容的影響，所以可以減少對上述電纜41的長度限制。因此可以提高傳感器探頭2與對上述傳感器探頭2施加高頻電力用的放大器5的距離的設(shè)定自由度，可以增加薄片電阻測定器的自由度、監(jiān)視器8a的設(shè)置場所的自由度。也就容易在現(xiàn)有的生產(chǎn)線上設(shè)置薄片電阻測定器實現(xiàn)在線測定。
如上所述，在將傳感器探頭2固定于Z軸臺42時，放大電路基板3可以安裝于傳感器探頭2的下表面一側(cè)等可以安裝的部分。又，如上所述，在將傳感器探頭2裝入機(jī)械手31(參照圖6)時最好是把放大電路基板3配置于機(jī)械手31的手部31a上。但是即使是在這種情況下，也可以把放大電路基板3設(shè)置于機(jī)械手31的手部31a的背面，對于安裝位置并沒有特別限定。
又，上面所述中舉出了把檢測用的負(fù)載R1與靈敏度調(diào)整用的電容器C設(shè)置于放大器5的例子，但是并不限于此，例如也可以入如圖11及圖12所示，設(shè)置于傳感器探頭2。在圖12所示的傳感器探頭2中，電纜41是3芯的用于檢測信號輸出、驅(qū)動信號輸入和接地。
但是為了改變薄片電阻測定器的靈敏度，有必要替換靈敏度調(diào)整用的電容器C1，又電纜分布電容的變動對靈敏度調(diào)整有不良影響。
但是，采用上述結(jié)構(gòu)可以抑制電纜41扭曲和外部噪聲的影響，能夠制作出性能穩(wěn)定的薄片電阻測定器，能夠提高靈敏度調(diào)整、工作效率以及傳感器探頭2的制作效率。
上述控制裝置8中，運(yùn)算部可以根據(jù)以與4探針法測得的電阻值的曲線近似為依據(jù)的相關(guān)從渦流損失份額的檢測電壓值計算出薄片電阻。
向來，與4探針法測得的電阻值的相關(guān)具有正相關(guān)，只是在顯示其線性的范圍進(jìn)行靈敏度調(diào)整，因此對象測定電阻值的范圍受到制約。又，上述向來的管理方法是，根據(jù)各薄膜1a的材質(zhì)改變換算式，因此在每一次改變薄膜1a的材質(zhì)時，結(jié)構(gòu)樣品管理和換算式的增加導(dǎo)致工作效率變差。例如圖13所示，像液晶工序的柵極鉭膜的相關(guān)數(shù)據(jù)那樣，在3～3.5Ω/□附近顯示出線性，但是在超過6Ω/□的范圍，即使是相同的測定數(shù)據(jù)，也會偏離上述線性，檢測精度也下降為±19％。
但是如圖14所示，利用具有作為將渦流損失份額的電壓與4探針法測得的薄片電阻值的相關(guān)曲線近似、例如對數(shù)近似計算的運(yùn)算部的上述控制裝置8的情況即使是在超過6Ω/□的電阻值范圍，檢測精度也能夠保持于±8％，具有約4倍的檢測范圍，檢測范圍也可以擴(kuò)大，能夠提高對薄膜1a的材質(zhì)改變的適應(yīng)能力。
又，薄片電阻測定器為了與多種不同的薄膜1a對應(yīng)，必須對應(yīng)于測定對象調(diào)整靈敏度。為了使薄膜1a產(chǎn)生渦流，與測定對象距離越近則施加的磁場越大，靈敏度也越高。
但是在例如液晶面板的制作工序中的柵極鉭膜作為薄膜1a形成于半導(dǎo)體芯片1上時，如圖15所示，在傳感器探頭2與薄膜1a的距離即測定高度為1mm時與4探針法的相關(guān)變差，如果把測定高度慢慢加大，設(shè)定為1.8mm，則如圖16所示，與4探針法的相關(guān)變好。據(jù)此可知，對柵極鉭膜進(jìn)行測定時測定高度為2mm時靈敏度良好。
因此，將使傳感器探頭2在Z方向上移動的上述Z軸臺42設(shè)置為測定高度調(diào)整部以改變測定高度，可以設(shè)定出與4探針法的相關(guān)良好的最佳條件，即使是在薄膜1a的材質(zhì)或厚度改變的情況下也能夠容易地調(diào)整靈敏度。
還有，在上面所述中舉出了設(shè)置主通氣口2e等作為溫度控制部的例子，但是也可以如圖17所示，特別是在液晶、半導(dǎo)體工程中的潔凈室內(nèi)設(shè)置進(jìn)行恒溫管理(25±1℃)用的HEPA(定量通以恒溫氣流的溫度管理裝置)44作為溫度控制部，在該HEPA44產(chǎn)生的恒定氣流下設(shè)置傳感器探頭2，更加有效地發(fā)揮良好效果(測定結(jié)果的穩(wěn)定性)。而且可以使用上述HEPA44，防止在薄膜1a上和傳感器探頭2上附著塵埃，能夠更穩(wěn)定地進(jìn)行薄片電阻測定。
把這樣的薄片電阻測定器設(shè)置于電子零件制造方法的各工序中，在制作具有薄膜1a的半導(dǎo)體芯片1時可以減少上述半導(dǎo)體芯片1突發(fā)的不良情況的長期化，制造穩(wěn)定的電子零件。例如對作為360×465mm2的液晶基板的半導(dǎo)體芯片1的中央部1個地方的、作為薄膜1a的柵極鉭膜的薄片電阻依序進(jìn)行一定時間的監(jiān)視的各項結(jié)果進(jìn)行了調(diào)查，表示上述結(jié)果的數(shù)據(jù)如圖18所示，薄片電阻值2～5Ω/□，在可以允許的范圍內(nèi)，能夠測定出穩(wěn)定的薄片電阻，并且薄片電阻值的偏差范圍小，可以穩(wěn)定地制造具備良好的薄膜1a的半導(dǎo)體芯片1。
另一方面，例如圖19所示發(fā)生突發(fā)性不良情況的數(shù)據(jù)中，顯示出根據(jù)這種薄片電阻測定，檢測出作為薄膜1a的柵極鉭膜的薄片電阻值異常后，改變檢測出后的成膜條件使薄片電阻值變成正常值，借助于此，可以大大改善液晶基板的成品率。例如1批(20片)液晶基板到形成柵極鉭膜為止的成本是約50萬日元。
而由于葉片式的濺射裝置等從裝入封閉室(load lock chamber)送出的半導(dǎo)體芯片1溫度高達(dá)80℃以上，影響薄片電阻的測定，所以對薄片電阻進(jìn)行在線測定有困難。
這里，如圖20所示，在成膜工序后面的工序的光路上的傳送臺下面的載物臺10上設(shè)置本發(fā)明的薄片電阻測定器，以此使的在線進(jìn)行薄片電阻監(jiān)視成為可能，在判定薄片電阻異常時立即對CIM工程管理系統(tǒng)(未圖示)輸出警告信號，同時使得用圖21所示的流程表示的工序流程管理穩(wěn)定地制造具備薄膜1a的電子零件成為可能。
在這樣的載物臺10，設(shè)置多支支持半導(dǎo)體芯片1的基板支持銷10a，又在上面設(shè)置基板檢測傳感器10b，并且容納對基板檢測傳感器10b進(jìn)行控制的微型電子計算機(jī)等控制部10c。該控制部10c輸出的檢測結(jié)果輸出到控制裝置8。
下面對上述流程圖的電子零件制造方法加以說明。首先，測定生產(chǎn)線上沒有工件(作為測定對象的半導(dǎo)體芯片1、也就是基板)時的檢測電壓值V0(步驟1，下面以“S”表示步驟)。接著測定有工件時的檢測電壓值V1(S2)。在這里，對在生產(chǎn)線上依序傳送的各半導(dǎo)體芯片1逐一進(jìn)行薄片電阻值測定。也就是對每一批進(jìn)行初始化。
接著，求V0與V1的差△V(S3)。接著根據(jù)△V換算薄片電阻值(S4)。然后利用控制裝置8的監(jiān)視器顯示S4得到的薄片電阻值(S5)并加以存儲。接著將該薄片電阻值測定結(jié)果輸出到CIM工程管理系統(tǒng)。
接著利用控制部10c或控制裝置8判斷是否進(jìn)行了規(guī)定批數(shù)的半導(dǎo)體芯片1的薄片電阻值換算(S6)。在這里，以例如20片半導(dǎo)體芯片為1批。在S6如果判斷為還沒有進(jìn)行規(guī)定批數(shù)的薄片電阻值換算，則轉(zhuǎn)移到S2，求其余的半導(dǎo)體芯片1的薄片電阻值。
而如果在S6判斷為進(jìn)行了規(guī)定批數(shù)的薄片電阻值換算，則判斷是否結(jié)束生產(chǎn)線上的半導(dǎo)體芯片1的薄片電阻值檢測(S7)。在S7如果判斷為不結(jié)束薄片電阻值檢測，則轉(zhuǎn)移到S1，進(jìn)行新的一批半導(dǎo)體芯片1的薄片電阻值檢測。而如果在S7判斷為結(jié)束薄片電阻值檢測，則使處理結(jié)束。
采用上述處理，剛測定的檢測電阻值與約24小時后的檢測電阻值的差△V為0.027V，變動率為0.89％，不受隨著時間的變化而發(fā)生的電壓漂移的影響，檢測電壓值大致保持恒定。
而且如上所述，諧振電路中的靈敏度調(diào)整用的電容器C1與電阻R1由溫度特性超精密的素材構(gòu)成，可以減小上述諧振電路的電壓漂移。
還有上述處理方法中采用每一批初始化的方法，但是并不限于此，也有使用例如每隔一定的時間進(jìn)行1次初始化的方法的。在這種情況下，經(jīng)過規(guī)定的時間進(jìn)行初始化時工件存在，則不進(jìn)行初始化，而在經(jīng)過下一段規(guī)定的時間后進(jìn)行初始化。
如上所述，將本申請的發(fā)明的薄片電阻測定器使用于電子零件制造方法，可以使作為電子零件制造方法的半導(dǎo)體芯片1制造的工作效率大幅度提高。而且在判斷為半導(dǎo)體芯片1不良、也就是半導(dǎo)體芯片1上形成的薄膜1a不良的情況下，可以迅速進(jìn)行相應(yīng)的修正控制。
借助于此，上述方法可以提高半導(dǎo)體芯片1的成品率和產(chǎn)量。而且監(jiān)視者可以利用控制裝置8的監(jiān)視器8a對薄膜1a形成中突發(fā)的異常和隨時間的變化進(jìn)行監(jiān)視，因此容易掌握生產(chǎn)線上的半導(dǎo)體芯片1的狀態(tài)。
因此上述方法可以測定薄片電阻值同時又能夠防止在形成于半導(dǎo)體芯片1上的薄膜1a上形成瑕疵或造成損壞，可以方便地對從Ta等低電阻薄膜到ITO等高電阻薄膜的各種膜質(zhì)進(jìn)行管理。其結(jié)果是，在上述方法中能夠抽取一部分半導(dǎo)體芯片1進(jìn)行抽樣檢查，也能夠?qū)θ啃酒M(jìn)行檢查。
因此，采用上述方法可以確立半導(dǎo)體芯片1的高精度的在線檢查系統(tǒng)，能夠?qū)ιa(chǎn)線上發(fā)生的半導(dǎo)體芯片1的不良情況迅速作出反應(yīng)。其結(jié)果是，能夠可靠、穩(wěn)定地在半導(dǎo)體芯片1上形成膜質(zhì)性能穩(wěn)定的薄膜1a。
還有上面所述中作為溫度控制部舉出了分別設(shè)置槽2d、主通氣口2e、一對副通氣口2f、一對側(cè)部通氣口2g的例子，但是并不限于此，例如也可以如圖22所示省去各側(cè)部通氣口2g。
又，上面所述中舉出了線圈2a使用無芯式線圈的例子，但是也可以使用線圈2a內(nèi)插入例如鐵氧體芯等圓柱狀芯的線圈。
本發(fā)明的薄片電阻測定器如上所述，是測定在基板上形成的薄膜的薄片電阻的薄片電阻測定器，具備產(chǎn)生磁場的線圈、有上述線圈，能夠把上述磁場的磁力線照射于基板的一個面上，在上述薄膜上由上述磁場形成渦流用的傳感器探頭、為了根據(jù)上述渦流引起的磁場變化量檢測薄膜的薄片電阻而具有電壓檢測用電阻器的薄片電阻檢測部、與上述線圈形成諧振狀態(tài)用的電容器，以及對上述線圈的溫度進(jìn)行控制的溫度控制部。
采用上述結(jié)構(gòu)，利用設(shè)置與線圈形成諧振狀態(tài)的電容器的方法，可以產(chǎn)生強(qiáng)有力的磁場，利用上述磁場在薄膜上形成強(qiáng)有力的渦流。
借助于此，采用上述結(jié)構(gòu)，則上述渦流變成焦耳熱消耗掉，因此線圈的阻抗相應(yīng)于該扼流損失份額而變化，相應(yīng)于上述阻抗變化量在電壓檢測用電阻器上發(fā)生電位差，因此薄片電阻檢測部可以依據(jù)該電壓差檢測出薄膜的薄片電阻。
又，上述結(jié)構(gòu)中，傳感器探頭設(shè)置得能夠?qū)宓囊粋€面照射磁場的磁力線，因此，與以往相比，可以提高上述傳感器探頭測定范圍的自由度，例如對于制造電子零件的薄膜形成工序和該薄膜形成工序之后的工序，容易組裝在生產(chǎn)線上。
而且上述結(jié)構(gòu)中設(shè)置了對線圈的溫度進(jìn)行控制的溫度控制部，因此可以例如利用溫度控制部將所述線圈溫度維持恒定，以此控制上述線圈的由溫度變動引起的檢測電壓值的電壓漂移，在運(yùn)行時，特別是在連續(xù)運(yùn)行時能夠使薄片電阻的測定結(jié)果穩(wěn)定。
上述薄片電阻測定器中，對傳感器探頭輸出的信號進(jìn)行放大然后輸出到薄片電阻檢測部用的放大電路最好是考慮傳感器探頭的設(shè)置位置后再進(jìn)行設(shè)置。
在上述薄片電阻測定器中，將輸入傳感器探頭的輸入信號及從傳感器探頭輸出的信號放大后輸出到薄片電阻檢測部用的放大電路最好是考慮傳感器探頭的設(shè)置位置后再進(jìn)行設(shè)置。
采用上述結(jié)構(gòu)，在將上述結(jié)構(gòu)組裝入厚度為8mm的機(jī)械手時，上述機(jī)械手上附屬有基板檢測傳感器等的放大器盒，但是薄片電阻檢測部的設(shè)置場所受到限制，因此在傳感器探頭與薄片電阻檢測部之間有必要保持距離。
又，有時機(jī)械手的動作使得連接傳感器探頭與薄片動作檢測部的電纜移動，而每一次移動都引起電纜電容量的變化，由于該電纜電容量的變化和外部噪聲的影響不能進(jìn)行穩(wěn)定的測定。將上述放大電路設(shè)置于上述機(jī)械手附屬的放大器盒內(nèi)，能夠減輕外部對放大電路的輸出信號的不良影響，因此能夠進(jìn)行穩(wěn)定的檢測。
上述薄片動作測定器也可以在上述放大電路上設(shè)置上述電容器及電壓檢測用電阻器。上述結(jié)構(gòu)中利用在放大電路上設(shè)置電容器及電壓檢測用電阻器的方法，可以使上述電容器及電壓檢測用電阻器與傳感器探頭成一體設(shè)置，可以減少每一次更換上述傳感器探頭都對上述電容器及電壓檢測用電阻器進(jìn)行調(diào)整的麻煩，能夠制作更加穩(wěn)定的薄片動作測定器。
在上述薄片動作測定器中，上述放大電路最好是靠近傳感器探頭設(shè)置。采用上述結(jié)構(gòu)，利用將放大電路靠近傳感器探頭設(shè)置的方法，可以進(jìn)一步減輕薄片電阻檢測時受到的外部噪聲的不良影響。
上述薄片電阻測定器中，也可以在傳感器探頭內(nèi)設(shè)置所述電容器及電壓測定用電阻器。采用上述結(jié)構(gòu)，則每一次改變靈敏度時都需要更換電容器，而且有時靈敏度的調(diào)整會受到電纜分布電容的變動造成的不良影響，采用上述結(jié)構(gòu)可以抑制電纜扭曲和外部噪聲的影響，能夠制作出性能穩(wěn)定的薄片電阻測定器，能夠提高靈敏度調(diào)整、工作效率以及傳感器探頭的制作效率。
上述薄片電阻測定器中，上述電容器及上述電壓檢測用電阻器最好是分別為能夠抑制溫度上升造成的電容量及電阻值的變化的元件。
采用上述結(jié)構(gòu)，由于使用溫度特性良好的電容器及電壓檢測用電阻器，能夠減小連續(xù)使用時與線圈諧振的狀態(tài)下的電壓漂移。電容器最好是采用溫度特性為在-30℃～+85℃范圍，0～70ppm/℃的電容器，電壓檢測用電阻器最好是采用在-55℃～+85℃范圍，0±2.5ppm/℃的電阻器。
上述薄片電阻測定器中，最好是設(shè)置根據(jù)渦流損失份額的檢測電壓值，利用以與4探針法得到的薄片電阻值的曲線近似為依據(jù)的相關(guān)計算薄片電阻的運(yùn)算部。
向來，與4探針法得到的薄片電阻值的相關(guān)有正相關(guān)，但只是在顯示線性的范圍進(jìn)行靈敏度調(diào)整，因此對象測定電阻值的范圍受到限制，而且進(jìn)行根據(jù)各種薄膜的材質(zhì)更換換算式的管理，而每一次薄膜材質(zhì)改變都增加結(jié)構(gòu)樣品的管理、增加換算式，工作效率差。例如像液晶面板制作工序的柵極鉭膜的相關(guān)數(shù)據(jù)那樣，在3～3.5Ω/□附近顯示出線性，但是一旦超過6Ω/□，即使是相同的測定數(shù)據(jù)，也偏離上述線性，檢測精度也下降到±19％。
但是，采用上述結(jié)構(gòu)，由于具有以曲線近似、例如對數(shù)近似計算渦流損失份額的電壓與4探針法得到的薄片電阻值的相關(guān)的運(yùn)算部，即使是在超過6Ω/□的電阻值范圍，檢測精度也有例如±8％，有大約4倍的檢測范圍檢測范圍也可以擴(kuò)大，能夠提高對薄膜材質(zhì)的變化的適應(yīng)能力。
在上述薄片電阻測定器中，最好是上述傳感器探頭具備容納線圈的主體，上述主體設(shè)置通氣口作為所述溫度控制部。采用上述結(jié)構(gòu)，由于設(shè)置通氣口，在連續(xù)使用時可以抑制施加有數(shù)百kHz以上的高頻電力的線圈的溫升，因此可以減輕隨著溫度的上升而引起的以傳感器探頭的輸出信號為依據(jù)的檢測電壓值的電壓漂移，可以說薄片電阻的檢測能夠穩(wěn)定地進(jìn)行。
又，上述結(jié)構(gòu)，特別是在液晶、半導(dǎo)體工序中為了進(jìn)行恒溫管理(25±1℃)，在HEPA(定量通以恒溫氣流的溫度管理裝置)等溫度控制部產(chǎn)生的恒定氣流下設(shè)置傳感器探頭，能夠更加有效地發(fā)揮良好效果(測定結(jié)果的穩(wěn)定性)。
上述薄片電阻測定器最好是設(shè)置調(diào)節(jié)上述薄膜與傳感器探頭的距離的調(diào)節(jié)部。采用上述結(jié)構(gòu)，對于檢測薄膜的電阻，傳感器探頭與薄膜的距離(測定高度)存在著靈敏度最佳的最佳距離，因此設(shè)置上述調(diào)整部則在薄膜材質(zhì)改變的情況下也能夠?qū)`敏度進(jìn)行調(diào)整，也就是容易實現(xiàn)靈敏度最佳化。
本發(fā)明的電子零件制造方法如上所述，是包含用薄膜形成裝置在基板上形成薄膜的薄膜形成工序的電子零件制造方法，使用上述薄片電阻測定器檢測上述薄膜的薄片電阻，依據(jù)檢測出的薄片電阻對上述薄片形成工序進(jìn)行控制。
采用上述方法時，利用上述薄片電阻測定器，能夠經(jīng)常穩(wěn)定地檢測基板上的薄膜的薄片電阻，因此對于形成的薄膜的薄片電阻異常，能夠迅速地控制薄膜形成工序，能夠改善具有柵極鉭膜等薄膜的電子零件的制造成品率。
上述電子零件制造方法中，也可以把上述薄片電阻測定器設(shè)置于薄片形成裝置內(nèi)，例如設(shè)置于形成薄膜的各工序的流程中的裝入封閉室以后的位置上。采用上述方法，將上述薄片電阻測定器設(shè)置于薄膜形成裝置內(nèi)，以此可以在薄膜形成之后迅速檢測出形成的薄膜的薄片電阻，因此，對于形成的薄膜的薄片電阻異常，能夠迅速地控制薄膜形成工序，改善電子零件的制造成品率。
在上述電子零件制造方法中，也可以把上述薄片電阻測定器設(shè)置于薄膜形成工序后的各制造工序內(nèi)，也就是設(shè)置于生產(chǎn)線上。采用上述方法，例如從薄膜形成工序剛出來時的基板溫度高達(dá)例如80℃，該溫度對于薄片電阻的檢測有不良影響，而將上述薄片電阻測定器設(shè)置于薄膜形成工序之后的生產(chǎn)線上，則可以避免上述不良影響，能夠在某種程度上加快對薄膜的薄片電阻檢測，同時能夠使上述薄片電阻檢測結(jié)果更加可靠。
在本發(fā)明的詳細(xì)說明欄中描述的具體實施形態(tài)或?qū)嵤├龤w根結(jié)底是為了使本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容更加清楚，并不是只把本發(fā)明限定于這樣的具體例子上，不能作狹義的解釋，而可以在本發(fā)明的精神和下面記載的權(quán)利要求項的范圍內(nèi)作各種變化加以實施。
權(quán)利要求
1．一種薄片電阻測定器，其特征在于，具備產(chǎn)生磁場的線圈、為了使上述磁場在形成于基板上的薄膜上產(chǎn)生渦流而形成能夠?qū)ι鲜龌宓囊幻嬲丈渖鲜龃艌龅拇帕€的線圈的傳感器探測頭、具有依據(jù)上述渦流產(chǎn)生的磁場的變化量，檢測上述薄膜的薄片電阻用的電壓檢測用電阻器的薄片電阻檢測部、與上述線圈形成諧振的電容器，以及對上述線圈的溫度進(jìn)行控制的溫度控制部。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄片電阻測定器，其特征在于，還具有考慮上述傳感器探頭的設(shè)置位置設(shè)置的、對上述傳感器探頭的輸出信號進(jìn)行放大后將其輸出到薄片電阻檢測部用的放大電路。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄片電阻測定器，其特征在于，還具有考慮上述傳感器探頭的設(shè)置位置設(shè)置的、對輸入上述傳感器探頭的輸入信號進(jìn)行放大，同時對上述傳感器探頭輸出的信號進(jìn)行放大后將其輸出到薄片電阻檢測部用的放大電路。
4．根據(jù)權(quán)利要求2所述的薄片電阻測定器，其特征在于，所述放大電路靠近傳感器探頭設(shè)置。
5．根據(jù)權(quán)利要求3所述的薄片電阻測定器，其特征在于，所述放大電路靠近傳感器探頭設(shè)置。
6．根據(jù)權(quán)利要求2所述的薄片電阻測定器，其特征在于，所述放大電路中設(shè)置所述電容器及電壓檢測用的電阻器。
7．根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄片電阻測定器，其特征在于，所述傳感器探頭內(nèi)設(shè)置所述電容器及電壓檢測用的電阻器。
8．根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄片電阻測定器，其特征在于，所述電容器及電壓檢測用的電阻器分別使用電容量及電阻值受溫度影響小的元件。
9．根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄片電阻測定器，其特征在于，而且具備根據(jù)以渦流損失份額的檢測電壓值與由4探針法測得的薄片電阻值的曲線近似為依據(jù)的相關(guān)進(jìn)行計算的運(yùn)算部。
10．根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄片電阻測定器，其特征在于，上述傳感器探頭具備容納線圈的主體，而且上述主體上具有作為所述溫度控制部的通氣口。
11．根據(jù)權(quán)利要求10所述的薄片電阻測定器，其特征在于，所述主體是有底圓筒狀的，所述線圈與所述主體同軸設(shè)置。
12．根據(jù)權(quán)利要求11所述的薄片電阻測定器，其特征在于，所述通氣口是對所述主體至少沿著所述線圈的軸方向打通的通氣口。
13．根據(jù)權(quán)利要求11所述的薄片電阻測定器，其特征在于，所述通氣口是對所述主體沿著所述線圈的徑向打通的通氣口。
14．根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄片電阻測定器，其特征在于，還具備調(diào)節(jié)所述薄膜與所述傳感器探頭的距離的調(diào)節(jié)部。
15．根據(jù)權(quán)利要求14所述的薄片電阻測定器，其特征在于，所述調(diào)節(jié)部設(shè)定為能夠根據(jù)以從渦流損失份額的檢測電壓值得到的薄片電阻值與由4探針法測得的薄片電阻值的曲線近似為依據(jù)的相關(guān)系數(shù)對上述距離進(jìn)行調(diào)節(jié)。
16．根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄片電阻測定器，其特征在于，還具有作為溫度控制部的換氣部。
17．一種電子零件制造方法，包含利用薄膜形成裝置在基板上形成薄膜的薄膜形成工序，其特征在于，使用權(quán)利要求1所述的薄片電阻測定器檢測所述薄膜的薄片電阻值，依據(jù)檢測出的薄片電阻值對所述薄膜形成工序進(jìn)行控制。
18．根據(jù)權(quán)利要求17所述的電子零件制造方法，其特征在于，將所述薄片電阻測定器設(shè)置于薄膜形成裝置內(nèi)。
19．根據(jù)權(quán)利要求17所述的電子零件制造方法，其特征在于，將所述薄片電阻測定器設(shè)置于薄膜形成工序之后的制造工序內(nèi)。
20．根據(jù)權(quán)利要求17所述的電子零件制造方法，其特征在于，將所述薄片電阻測定器設(shè)置于傳輸所述基板用的臂部的支持面上。
21．根據(jù)權(quán)利要求20所述的電子零件制造方法，其特征在于，具備所述薄片電阻測定器，所述薄片電阻測定器靠近設(shè)置于所述臂部的支持面上的、利用吸附方法固定所述基板的吸附部配置。
全文摘要
本發(fā)明涉及薄片電阻測定器及電子零件制造方法,薄片電阻測定器具備產(chǎn)生磁場的線圈、為了使上述磁場在基板上的薄膜上產(chǎn)生渦流而設(shè)置得能夠?qū)ι鲜龌宓囊幻嬲丈渖鲜龃艌龅拇帕€的傳感器探測頭、依據(jù)上述渦流引起的磁場變化量,檢測薄膜的薄片電阻用的控制裝置、與上述線圈形成諧振的電容器,以及對所述傳感器探頭控制線圈的溫度用的槽、主通氣口、副通氣口及側(cè)通氣口。連續(xù)運(yùn)行時能夠使單側(cè)渦流式薄片電阻測定器的薄片電阻測定結(jié)果穩(wěn)定化。
文檔編號H01L21/203GK1309421SQ00136078
公開日2001年8月22日 申請日期2000年12月8日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月10日
發(fā)明者原田吉典 申請人:夏普株式會社