JP7347351B2 - Method for measuring resistivity of silicon single crystal wafers - Google Patents
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Description
本発明は、シリコン単結晶ウェーハの抵抗率測定方法に関する。 The present invention relates to a method for measuring resistivity of silicon single crystal wafers.
近年の半導体素子製造においては、より微細化、高歩留まりが要求され、それに伴い、シリコン単結晶ウェーハ抵抗率の測定精度もより高いものが要求されている。抵抗率測定において、測定位置精度は、抵抗率の測定精度に大きな影響を及ぼす。 In recent years, in semiconductor device manufacturing, there has been a demand for further miniaturization and higher yields, and along with this, there has also been a demand for higher accuracy in measuring the resistivity of silicon single crystal wafers. In resistivity measurement, measurement position accuracy has a large effect on resistivity measurement accuracy.
ウェーハ抵抗率測定装置において、任意かつ複数の測定点の抵抗率を測定する方法として、通常、測定対象となるシリコン単結晶ウェーハを設置するステージと、ステージの回転機構及び水平移動機構と、これらの機構を制御する為の制御機構とを具備した装置に対し、ステージ中央にシリコン単結晶ウェーハを設置した上で、ステージ中央を0mmとしたステージ半径方向における距離と、ステージの基準位置を0°としたステージの回転角度とを含む測定点の位置情報を複数記載したレシピデータを与え、このレシピデータに従い測定プローブの直下に各測定点が位置するようにシリコン単結晶ウェーハを順次移動し、測定プローブを各測定点に接触させて各測定点の抵抗率の測定を実施する方法が用いられる。 In a wafer resistivity measurement device, a method for measuring resistivity at arbitrary and multiple measurement points usually requires a stage on which a silicon single crystal wafer to be measured is placed, a rotation mechanism and a horizontal movement mechanism for the stage, and a mechanism for rotating and horizontally moving the stage. For a device equipped with a control mechanism for controlling the mechanism, a silicon single crystal wafer is installed at the center of the stage, and the distance in the radial direction of the stage is set at 0 mm from the center of the stage, and the reference position of the stage is set at 0°. The silicon single crystal wafer is sequentially moved so that each measurement point is located directly below the measurement probe according to this recipe data, and the measurement probe is A method is used in which the resistivity of each measurement point is measured by bringing the resistivity into contact with each measurement point.
また、半導体ウェーハなどのサンプルの特性を自動で検査する為の方法として、例えば引用文献1には、被検査サンプルに個別のID番号を予め印字し、前記被検査サンプルに印字されたIDを測定装置に具備されたID番号識別装置を用いて読み取り、読み取られたIDに応じてホストコンピュータより取得した検査レシピ及び標準サンプルの検査結果を前記被検査サンプルの検査に用いる方法が開示されている。
In addition, as a method for automatically inspecting the characteristics of samples such as semiconductor wafers, for example, cited
このように、従来の方法においては、レシピデータ内に示される内容に従い、測定点を測定プローブ直下へ順次移動させる為の測定ステージ回転動作及び水平移動動作が行なわれている。 As described above, in the conventional method, a rotation operation and a horizontal movement operation of the measurement stage are performed in order to sequentially move the measurement point directly below the measurement probe according to the content shown in the recipe data.
前記回転機構の角度制御はサーボモータによって行なわれることが多く、その角度制御精度は指令に対し±0.05°程度のものが一般的である。前記角度制御精度に示した±0.05°の角度ずれは、半径に対する円周上の停止位置ずれの原因となり、その停止位置ずれ量は半径方向における距離と角度から得られる弧の長さとなる。前記回転機構の角度制御精度が一定でも、半径方向における距離に応じて弧の長さ、つまり停止位置ずれ量は大きくなる。通常、シリコン単結晶ウェーハは、半径方向における距離が同じであれば多少の角度ずれがあっても、測定される抵抗率は同じ値を示すが、単結晶をウェーハへ加工する工程で行なわれるシリコン単結晶インゴットの円筒研削時に偏芯が発生していた場合、半径方向における距離が同一であっても角度によって抵抗率が異なる場合がある。前記円筒研削時に偏芯が発生したウェーハに対してもより正確にウェーハ抵抗率測定を行ないたいが、上記のようなステージ回転動作により発生する停止位置ばらつきにより、測定位置精度並びにウェーハ抵抗率測定精度が安定しない問題があった。 The angle control of the rotating mechanism is often performed by a servo motor, and the angle control accuracy is generally about ±0.05° with respect to the command. The angle deviation of ±0.05° shown in the angle control accuracy above causes a deviation in the stop position on the circumference relative to the radius, and the amount of deviation in the stop position is the length of the arc obtained from the distance and angle in the radial direction. . Even if the angle control accuracy of the rotation mechanism is constant, the length of the arc, that is, the amount of deviation of the stop position increases depending on the distance in the radial direction. Normally, silicon single crystal wafers show the same measured resistivity even if there is a slight angular deviation as long as the distance in the radial direction is the same. If eccentricity occurs during cylindrical grinding of a single crystal ingot, the resistivity may differ depending on the angle even if the distance in the radial direction is the same. Although we would like to measure wafer resistivity more accurately even for wafers that have eccentricity during cylindrical grinding, the variation in the stop position caused by the stage rotation as described above may affect measurement position accuracy and wafer resistivity measurement accuracy. There was a problem that the system was not stable.
上記の通り、前記ウェーハの抵抗率測定位置を制御する上で行なわれているステージ回転動作については、その回転角度制御精度が一定であっても、その時の中心からの測定点の半径方向における距離rにより、実際の停止位置の誤差が変化する問題があった。 As mentioned above, even if the rotation angle control accuracy of the stage rotation operation performed to control the resistivity measurement position of the wafer is constant, the distance in the radial direction of the measurement point from the center at that time is There was a problem in that the error in the actual stopping position changed due to r.
例えば、停止位置の誤差は、中心からの測定点の半径方向における距離rと回転角度誤差θ′とにより求められる弧の長さに等しく、2πr×θ′/360で表すことができる。 For example, the error in the stop position is equal to the arc length determined by the distance r in the radial direction of the measurement point from the center and the rotation angle error θ', and can be expressed as 2πr×θ'/360.
また、前記回転機構の角度制御は通常、サーボモータによって行なわれることが多く、前記サーボモータの角度制御精度は指令に対し±0.05°程度のものが一般的である。例えば回転角度に+0.05°の誤差が発生した場合、その時に発生する実際の停止位置の誤差は、半径方向における距離100mmの場合で0.09mmとなり、半径方向における距離150mmの場合で0.13mmとなる。このように、前記回転機構の角度制御誤差θ′が一定でも、測定点の半径における距離rに応じて停止位置ずれ量は大きくなる。 Further, the angle control of the rotation mechanism is usually performed by a servo motor, and the angle control accuracy of the servo motor is generally about ±0.05° with respect to a command. For example, if an error of +0.05° occurs in the rotation angle, the error in the actual stopping position that occurs at that time will be 0.09 mm when the distance in the radial direction is 100 mm, and 0.09 mm when the distance in the radial direction is 150 mm. It will be 13mm. In this way, even if the angle control error θ' of the rotating mechanism is constant, the stop position deviation amount increases depending on the distance r in the radius of the measurement point.
先にも述べたが、通常、シリコン単結晶ウェーハは中心から同心円状に抵抗率が変化しており、半径方向における距離が同じであれば多少の角度ずれがあっても、測定される抵抗率は同じ値を示す。しかしながら、単結晶をウェーハへ加工する工程で行なわれるシリコン単結晶インゴットの円筒研削時に偏芯が発生した場合、半径方向における距離が同一であっても角度によって抵抗率が異なる場合がある。 As mentioned earlier, the resistivity of silicon single crystal wafers usually changes concentrically from the center, and as long as the distance in the radial direction is the same, even if there is some angular deviation, the measured resistivity will change. indicate the same value. However, if eccentricity occurs during cylindrical grinding of a silicon single crystal ingot during the process of processing the single crystal into a wafer, the resistivity may differ depending on the angle even if the distance in the radial direction is the same.
前記円筒研削時に偏芯が発生したインゴットをスライスして得られたシリコン単結晶ウェーハは、特にウェーハ外周の、測定点の半径方向における距離rが大きい箇所においては、ステージ回転角度誤差に起因する停止位置誤差が与える測定値への影響も大きく、抵抗率の測定精度低下の要因となっており、ウェーハ抵抗率測定精度が安定しない問題があった。 Silicon single-crystal wafers obtained by slicing ingots that have been eccentric during the cylindrical grinding are susceptible to stoppage due to stage rotation angle errors, especially at locations on the wafer periphery where the distance r in the radial direction of the measurement point is large. The positional error has a large influence on the measured value, and is a factor in reducing the accuracy of resistivity measurement, resulting in the problem that the accuracy of wafer resistivity measurement is unstable.
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、シリコン単結晶ウェーハ抵抗率測定の測定位置のばらつきを低減でき、ひいてはシリコン単結晶ウェーハ抵抗率の測定精度を安定させることができる、シリコン単結晶ウェーハの抵抗率測定方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and can reduce variations in measurement positions in silicon single crystal wafer resistivity measurement, and can further stabilize the measurement accuracy of silicon single crystal wafer resistivity. The object of the present invention is to provide a method for measuring the resistivity of silicon single crystal wafers.
上記課題を解決するために、本発明では、シリコン単結晶ウェーハの抵抗率を四探針法で測定する抵抗率測定方法であって、
測定レシピを作成するステップと、該測定レシピに従い複数の測定点で前記シリコン単結晶ウェーハの抵抗率を測定するステップとを含み、
前記測定レシピを作成するステップが、
前記シリコン単結晶ウェーハ上の前記複数の測定点の位置情報を取得するサブステップと、
前記位置情報に基づいて、前記複数の測定点で抵抗率を測定する際に前記シリコン単結晶ウェーハを回転させる動作が最小になるように、前記複数の測定点の測定順序に関する測定レシピを作成するサブステップと
を含むことを特徴とするシリコン単結晶ウェーハの抵抗率測定方法を提供する。
In order to solve the above problems, the present invention provides a resistivity measurement method for measuring the resistivity of a silicon single crystal wafer by a four-probe method, comprising:
The method includes the steps of creating a measurement recipe, and measuring the resistivity of the silicon single crystal wafer at a plurality of measurement points according to the measurement recipe,
The step of creating the measurement recipe includes:
a substep of acquiring positional information of the plurality of measurement points on the silicon single crystal wafer;
Based on the positional information, a measurement recipe regarding the measurement order of the plurality of measurement points is created so that the movement of rotating the silicon single crystal wafer is minimized when measuring resistivity at the plurality of measurement points. A method for measuring the resistivity of a silicon single crystal wafer is provided, the method comprising the steps of:
このようにすることで、各測定点の測定毎に発生するシリコン単結晶ウェーハの回転動作を最小限とすることができ、それにより、回転誤差による測定位置ズレを低減し、測定精度を安定化させることができる。すなわち、本発明のシリコン単結晶ウェーハの抵抗率測定方法であれば、シリコン単結晶ウェーハ抵抗率測定の測定位置のばらつきを低減でき、ひいてはシリコン単結晶ウェーハ抵抗率の測定精度を安定させることができる。 By doing this, it is possible to minimize the rotational movement of the silicon single crystal wafer that occurs for each measurement at each measurement point, thereby reducing measurement position deviation due to rotational errors and stabilizing measurement accuracy. can be done. That is, the method for measuring resistivity of silicon single crystal wafers of the present invention can reduce variations in measurement positions in silicon single crystal wafer resistivity measurements, and can further stabilize the measurement accuracy of silicon single crystal wafer resistivity. .
前記測定レシピを作成するサブステップにおいて、前記位置情報に基づいて、前記複数の測定点で抵抗率を測定する際に前記シリコン単結晶ウェーハを回転させる動作が最小になる測定順序の中で、前記シリコン単結晶ウェーハの移動距離が最小となる測定順序を抽出して、前記測定レシピを作成することが好ましい。 In the substep of creating the measurement recipe, based on the position information, select the measurement order that minimizes the operation of rotating the silicon single crystal wafer when measuring resistivity at the plurality of measurement points. Preferably, the measurement recipe is created by extracting a measurement order that minimizes the movement distance of the silicon single crystal wafer.
このようにすることで、各測定点の測定毎に発生するシリコン単結晶ウェーハの水平移動動作も最小限とすることができ、それにより、水平移動誤差による測定位置ズレも低減し、測定精度を更に安定化させることができると共に、測定時間を短縮することもできる。 By doing this, it is possible to minimize the horizontal movement of the silicon single crystal wafer that occurs each time a measurement is made at each measurement point, thereby reducing measurement position deviations due to horizontal movement errors and improving measurement accuracy. Further stability can be achieved and measurement time can also be shortened.
以上のように、本発明のシリコン単結晶ウェーハの抵抗率測定方法であれば、シリコン単結晶ウェーハ抵抗率測定の測定位置のばらつきを低減でき、ひいてはシリコン単結晶ウェーハ抵抗率の測定精度を安定させることができる。したがって、本発明のシリコン単結晶ウェーハの抵抗率測定方法を用いることにより、例えば半導体素子製造におけるより微細化及び高歩留まりの要求に応えることができる。 As described above, the method for measuring resistivity of silicon single crystal wafers of the present invention can reduce variations in measurement positions in silicon single crystal wafer resistivity measurements, and further stabilize the measurement accuracy of silicon single crystal wafer resistivity. be able to. Therefore, by using the method for measuring the resistivity of silicon single crystal wafers of the present invention, it is possible to meet the demands for finer size and higher yield in the manufacture of semiconductor devices, for example.
上述のように、シリコン単結晶ウェーハ抵抗率測定の測定位置のばらつきを低減でき、ひいてはシリコン単結晶ウェーハ抵抗率の測定精度を安定させることができる、シリコン単結晶ウェーハの抵抗率測定方法の開発が求められていた。 As mentioned above, it is necessary to develop a method for measuring the resistivity of silicon single crystal wafers that can reduce the variation in the measurement position of silicon single crystal wafer resistivity measurements and stabilize the measurement accuracy of silicon single crystal wafer resistivity. It was wanted.
本発明者らは、上記課題について鋭意検討を重ねた結果、予めシリコン単結晶ウェーハの複数の測定点の位置情報を取得し、これらの位置情報に基づいて、シリコン単結晶ウェーハを回転させる動作が最小となるように測定点の測定順序を決定し、このようにして決定した測定順序に基づいて複数の測定点で抵抗率の測定を行うことで、シリコン単結晶ウェーハ抵抗率測定の測定位置のばらつきを低減でき、ひいてはシリコン単結晶ウェーハ抵抗率の測定精度を安定させることができることを見出し、本発明を完成させた。 As a result of intensive study on the above-mentioned problem, the present inventors obtained positional information of multiple measurement points of a silicon single crystal wafer in advance, and based on this positional information, the operation of rotating the silicon single crystal wafer was performed. By determining the measurement order of the measurement points so that the minimum The present invention has been completed based on the discovery that variations can be reduced and, in turn, the measurement accuracy of silicon single crystal wafer resistivity can be stabilized.
即ち、本発明は、シリコン単結晶ウェーハの抵抗率を四探針法で測定する抵抗率測定方法であって、
測定レシピを作成するステップと、該測定レシピに従い複数の測定点で前記シリコン単結晶ウェーハの抵抗率を測定するステップとを含み、
前記測定レシピを作成するステップが、
前記シリコン単結晶ウェーハ上の前記複数の測定点の位置情報を取得するサブステップと、
前記位置情報に基づいて、前記複数の測定点で抵抗率を測定する際に前記シリコン単結晶ウェーハを回転させる動作が最小になるように、前記複数の測定点の測定順序に関する測定レシピを作成するサブステップと
を含むことを特徴とするシリコン単結晶ウェーハの抵抗率測定方法である。
That is, the present invention is a resistivity measuring method for measuring the resistivity of a silicon single crystal wafer by a four-probe method,
The method includes the steps of creating a measurement recipe, and measuring the resistivity of the silicon single crystal wafer at a plurality of measurement points according to the measurement recipe,
The step of creating the measurement recipe includes:
a substep of acquiring positional information of the plurality of measurement points on the silicon single crystal wafer;
Based on the positional information, a measurement recipe regarding the measurement order of the plurality of measurement points is created so that the movement of rotating the silicon single crystal wafer is minimized when measuring resistivity at the plurality of measurement points. 1 is a method for measuring resistivity of a silicon single crystal wafer, characterized in that it includes substeps.
なお、特許文献2には、ウェーハ偏心検出センサによって半導体ウェーハの周縁の測定ステージの中心からの距離を一周にわたって測定することにより測定ステージの測定基準位置に対する半導体ウェーハの位置誤差を検出し、検出された位置誤差から算出した補正値を加味した位置に4探針プローブを接触させて抵抗率を測定する半導体ウェーハの抵抗率測定器が開示されている。しかしながら、特許文献2は、ウェーハ抵抗率測定装置の回転角度精度には着目しておらず、この影響が少なくなるように測定レシピをウェーハの回転動作が最小となる測定順序に最適化することも開示していない。
Note that
以下、本発明について図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.
まず、図1を参照しながら、本発明のシリコン単結晶ウェーハの抵抗率測定方法で用いることができる抵抗率測定装置の一例を説明する。しかしながら、本発明のシリコン単結晶ウェーハの抵抗率測定方法は、図1に示した装置とは異なる装置においても実施することができる。 First, with reference to FIG. 1, an example of a resistivity measuring device that can be used in the method for measuring resistivity of a silicon single crystal wafer of the present invention will be described. However, the method for measuring the resistivity of a silicon single crystal wafer according to the present invention can also be carried out in an apparatus different from the apparatus shown in FIG.
図1に示すウェーハ抵抗率測定装置10は、測定ステージ2と、ステージ駆動機構部3と、測定プローブ5と、プローブ昇降機構部6と、ステージ駆動機構制御部7と、抵抗率測定部8と、測定レシピ出力部9とを具備している。
The wafer
測定ステージ2は、測定対象であるシリコン単結晶ウェーハ1をその上に設置するように構成されている。ステージ駆動機構部3は、測定ステージ2の駆動4を制御するように構成されている。より詳細には、ステージ駆動機構部3は、ステージ回転機構部31とステージ水平移動機構部32とを具備している。ステージ回転機構部31は、測定ステージ2をステージ中央を軸として矢印41に沿って回転させるように構成されている。ステージ水平移動機構部32は、測定ステージ2を水平方向42に移動させるように構成されている。すなわち、測定ステージ2の駆動4は、回転41と、水平移動42とを含んでいる。
The
測定プローブ5は、シリコン単結晶ウェーハ1の各測定点に接触してその測定点の抵抗率を測定するように構成されている。プローブ昇降機構部6は、測定時、測定プローブ5をシリコン単結晶ウェーハ1へ接触させるため降下させ、且つ、測定後にシリコン単結晶ウェーハ1から離すために測定プローブ5を上昇させるように構成されている。抵抗率測定部8は、配線85を介して、測定プローブ5へ抵抗率測定を行なう為の電流を供給し且つシリコン単結晶ウェーハ1からの電圧を受けて抵抗率を検出するように構成されている。また、抵抗率測定部8は、配線86を介して、プローブ昇降機構部6による測定プローブ5の昇降51を制御するようにも構成されている。
The
ステージ駆動機構制御部7は、配線71及び72を介して、ステージ回転機構部31による測定ステージ2の回転41とステージ水平移動機構部32による測定ステージ2の水平移動42とを制御するように構成されている。測定レシピ出力部9は、本発明のシリコン単結晶ウェーハの抵抗率測定方法において作成された測定レシピをステージ駆動機構制御部7に入力し、駆動4を制御するように構成されている。
The stage drive
図1に示すウェーハ抵抗率測定装置10は、更に、例えば特許文献1に記載されたサンプルの検査装置が具備する各構成要素を具備していても良い。例えば、ウェーハ抵抗率測定装置10は、複数のシリコン単結晶ウェーハ1の抵抗率を順次測定するために、ローダ及びアンローダを更に具備してもよい。また、図1に示すウェーハ抵抗率測定装置10は、複数のシリコン単結晶ウェーハ1にIDを印字する装置、IDを読み取る装置、及びIDを管理し、測定レシピに反映させるように構成されたホストコンピュータを更に具備することができる。
The wafer
次に、本発明のシリコン単結晶ウェーハの抵抗率測定方法を、図2を参照しながら具体的に説明する。 Next, the method for measuring the resistivity of a silicon single crystal wafer according to the present invention will be specifically explained with reference to FIG.
本発明のシリコン単結晶ウェーハの抵抗率測定方法は、図2に示す、測定レシピを作成するステップS1と、作成した測定レシピに従い複数の測定点でシリコン単結晶ウェーハの抵抗率を測定するステップS2とを含む。 The resistivity measuring method of a silicon single crystal wafer of the present invention is shown in FIG. 2, and includes a step S1 of creating a measurement recipe, and a step S2 of measuring the resistivity of a silicon single crystal wafer at a plurality of measurement points according to the created measurement recipe. including.
更に、測定レシピを作成するステップS1は、シリコン単結晶ウェーハ上の複数の測定点の位置情報を取得するサブステップS1-1と、サブステップS1-1で取得した位置情報に基づいて、複数の測定点で抵抗率を測定する際にシリコン単結晶ウェーハを回転させる動作が最小になるように、複数の測定点の測定順序に関する測定レシピを作成するサブステップS1-2とを含む。 Furthermore, step S1 of creating a measurement recipe includes a substep S1-1 of acquiring position information of a plurality of measurement points on a silicon single crystal wafer, and a step S1 of acquiring position information of a plurality of measurement points on a silicon single crystal wafer. The method includes a substep S1-2 of creating a measurement recipe regarding the measurement order of a plurality of measurement points so that the operation of rotating the silicon single crystal wafer when measuring resistivity at the measurement points is minimized.
測定レシピを作成するサブステップS1-2において、サブステップS1-1で取得した位置情報に基づいて、複数の測定点で抵抗率を測定する際にシリコン単結晶ウェーハを回転させる動作が最小になる測定順序の中で、シリコン単結晶ウェーハの移動距離が最小となる測定順序を抽出して、測定レシピを作成することが好ましい。 In sub-step S1-2 of creating a measurement recipe, based on the position information acquired in sub-step S1-1, the operation of rotating the silicon single crystal wafer is minimized when measuring resistivity at multiple measurement points. It is preferable to extract the measurement order in which the movement distance of the silicon single crystal wafer is the minimum from among the measurement orders and create a measurement recipe.
本発明では、例えば特許文献1にて開示されているように、被検査サンプルであるシリコン単結晶ウェーハへのID印字、ID読み取りによるホストコンピュータへの照合、及びホストコンピュータによるIDに基づく測定レシピの管理によって、複数のシリコン単結晶ウェーハの自動連続測定を行っても良い。
In the present invention, as disclosed in
次に、本発明の本発明のシリコン単結晶ウェーハの抵抗率測定方法を図1に示すウェーハ抵抗率測定装置10において行う場合の例を具体的に説明する。
Next, a specific example will be described in which the method of measuring the resistivity of a silicon single crystal wafer according to the present invention is carried out using the wafer
まず、測定レシピを作成するステップS1を行う。このステップS1の詳細は、後述する。 First, step S1 of creating a measurement recipe is performed. Details of this step S1 will be described later.
次に、作成した測定レシピに従い複数の測定点でシリコン単結晶ウェーハの抵抗率を測定するステップS2を行う。以下、ステップS2の実施形態を図3~図5を参照しながら説明する。 Next, step S2 is performed in which the resistivity of the silicon single crystal wafer is measured at a plurality of measurement points according to the created measurement recipe. Hereinafter, an embodiment of step S2 will be described with reference to FIGS. 3 to 5.
まず、ステップS1で作成した測定レシピに従い、図3に示すように、シリコン単結晶ウェーハ1上で測定点11の位置を指定する。
First, according to the measurement recipe created in step S1, as shown in FIG. 3, the position of the
測定点11の位置を指定する為の方法として、測定ステージ2の中心を0mmとした時の半径方向における距離値:r[mm]、及び測定ステージ2上にステージ中心を通る基準線21を定め、基準線21とステージ中心及び測定点11を結ぶ直線13とがなす角度:θ[°]の2つの値により、測定点11の位置を指定する方法が用いられる。測定ステージ2は通常、測定ステージ2の中央にシリコン単結晶ウェーハ1を設置することを前提とした設定がなされており、測定ステージ2の中心位置はシリコン単結晶ウェーハ1の中心12の位置と同義となる。また基準線21については、中心位置を通る任意の方向に設定することができるが、シリコン単結晶ウェーハ1のノッチ14上に位置することが好ましい。前記距離r及び角度θの2値を、本発明の方法のステップS1で作成する測定レシピに従って設定することにより、シリコン単結晶ウェーハ1上の任意の測定点11の位置を指定することができる。
As a method for specifying the position of the
次に、図4に示すように、測定ステージ2を前記θ°だけ回転41させる。これにより、基準線21がθ°だけ回転し、測定点11の位置が、元の位置11’から、測定プローブ5へと測定ステージ2を水平移動42させるストローク上に移動した状態となる。
Next, as shown in FIG. 4, the
次に、図5に示すように測定点11が前記測定プローブ5のプローブ針52の真下に位置する様、測定ステージ2を距離r[mm]だけ水平移動42させる。
Next, as shown in FIG. 5, the
次いで、プローブ昇降機構部6により、測定プローブ5を降ろし、プローブ針52をシリコン単結晶ウェーハ1の測定点11に接触させる。その状態で、シリコン単結晶ウェーハ1の測定点11における抵抗率を四探針法で測定する。測定後、プローブ昇降機構部6により測定プローブ5を上昇させる。
Next, the
続いて、他の測定点11の測定に移る。この際、次の測定点11の指定は、ステップS1で作成した測定レシピの測定順序に基づいて行う。
Next, the measurement at another
次に、測定レシピを作成するステップS1を詳細に説明する。 Next, step S1 of creating a measurement recipe will be explained in detail.
まず、図2に示したように、シリコン単結晶ウェーハ1上の複数の測定点11の位置情報を取得するサブステップS1-1を行う。複数の測定点11の数は特に限定されないが、仕様等によって決定される。
First, as shown in FIG. 2, substep S1-1 is performed to acquire positional information of a plurality of measurement points 11 on silicon
次に、図2に示したように、複数の測定点11の測定順序に関する測定レシピを作成するサブステップS1-2を行う。 Next, as shown in FIG. 2, sub-step S1-2 is performed to create a measurement recipe regarding the measurement order of the plurality of measurement points 11.
測定レシピを作成するサブステップS1-2では、詳細には、サブステップS1-1で取得した位置情報に基づいて、複数の測定点11で抵抗率を測定する際にシリコン単結晶ウェーハ1を回転させる動作が最小になるように、複数の測定点11の測定順序に関する測定レシピを作成する。より詳細には、サブステップS1-2では、測定レシピを、図4を参照しながら説明した、シリコン単結晶ウェーハ1を回転させる動作(測定ステージ2の回転41)が最小となるように、複数の測定点11の測定順序を決定して作成する。
In sub-step S1-2 for creating a measurement recipe, in detail, the silicon
更に、測定レシピを作成するサブステップS1-2では、図4を参照しながら説明した、シリコン単結晶ウェーハ1を回転させる動作(測定ステージ2の回転41)が最小となる測定順序の中で、図5を参照しながら説明した、シリコン単結晶ウェーハ1の移動(測定ステージ2の水平移動42)の距離が最小となるように、複数の測定点11の測定順序に関する測定レシピを作成することが望ましい。
Furthermore, in sub-step S1-2 for creating a measurement recipe, in the measurement order in which the operation of rotating the silicon single crystal wafer 1 (
ここで、測定レシピを作成するステップS1の具体例を説明する。 Here, a specific example of step S1 for creating a measurement recipe will be described.
まず、サブステップS1-1として、シリコン単結晶ウェーハ1上の複数の測定点11の位置情報を下記表1に示すように取得する。表1では、一例として、図3に示すシリコン単結晶ウェーハ1の中心12、シリコン単結晶ウェーハ1の中心12から半径方向に50mmの位置を90°毎に4箇所、シリコン単結晶ウェーハ1の中心12から半径方向に100mmの位置を90°毎に4箇所、計8箇所の測定点の位置情報を順に記載している。
First, as sub-step S1-1, position information of a plurality of measurement points 11 on the silicon
次に、表1に示した取得した位置情報に基づいて、シリコン単結晶ウェーハ1を回転41させる動作が最小となるように、複数の測定点11の測定順序を決定する。
Next, based on the acquired position information shown in Table 1, the measurement order of the plurality of measurement points 11 is determined so that the movement of rotating the silicon
例えば、表1に示した複数の測定点の位置情報に基づき、表1に記載された測定点の測定順序を、測定ステージ2の回転41の動作が必要最低限となる様に最適化、つまり表1の測定順序の並び替えを行なう処理を設ける。
For example, based on the positional information of the plurality of measurement points shown in Table 1, the measurement order of the measurement points listed in Table 1 is optimized so that the movement of the
並べ替えの手法の例を挙げると、先ず、複数の測定点を、同一直線上に属する測定角度の測定位置毎に分類する。表1に示した測定点の場合、表2に示す角度θの設定が0°又は180°である測定点(分類A:基準線21上にある測定点)と、表3に示す角度θの設定が90°又は270°である測定点(分類B:基準線21に直交する直線22上にある測定点)とに分類が可能である。
To give an example of the sorting method, first, a plurality of measurement points are classified into measurement positions of measurement angles that are on the same straight line. In the case of the measurement points shown in Table 1, there are measurement points where the angle θ shown in Table 2 is set to 0° or 180° (class A: measurement points on the reference line 21), and measurement points where the angle θ shown in Table 3 is set to 0° or 180°. The measurement points can be classified into measurement points whose setting is 90° or 270° (class B: measurement points located on the
この時、各分類において、測定ステージ2の水平移動42の方向が一定方向かつ次の測定点11への水平移動42の距離が最短となる様、測定順序を更に並び替えることが好ましい。すなわち、取得した位置情報に基づいて、複数の測定点で抵抗率を測定する際にシリコン単結晶ウェーハを回転させる動作が最小になる測定順序の中で、シリコン単結晶ウェーハの移動距離が最小となる測定順序を抽出して、測定レシピを作成することが望ましい。例えば下記表2の分類Aのように、角度θが0°の最外周測定点から角度θが180°の最外周測定点の方向へ順次測定が行なわれる順番に並べ替えたほうが、測定効率の観点から望ましい。下記表3の分類Bも、同様に並び替えを行っている。
At this time, in each classification, it is preferable to further rearrange the measurement order so that the direction of
次に、各分類内の角度θの最小値が昇順となる様、分類Aと分類Bとを結合する。表1の測定点の場合、下記表4に示すように、角度θの設定が0°または180°である分類Aの後、角度θの設定が90°または270°である分類Bとなるように結合する。これにより、下記表4に示す測定順序の測定レシピが作成される。 Next, classification A and classification B are combined so that the minimum value of the angle θ within each classification is in ascending order. In the case of the measurement points in Table 1, as shown in Table 4 below, after classification A where the angle θ is set to 0° or 180°, classification B where the angle θ is set to 90° or 270°. join to. As a result, a measurement recipe with the measurement order shown in Table 4 below is created.
表1に示した順序で抵抗率の測定を行う場合、各測定点11への移動毎に測定ステージ2の回転41の動作が必要である。具体的には、7回の回転41の動作が必要である。
When measuring the resistivity in the order shown in Table 1, the
それに対し、表4に示した測定レシピに従って、複数の測定点11でシリコン単結晶ウェーハ1の抵抗率を測定するステップS2を行う場合、θ=0°である測定点からθ=180°である測定点への移動は、回転不要で、測定プローブ5に対して水平移動42だけで済み、θ=90°である測定点からθ=270°である測定点への移動も同様であるため、測定ステージ2の回転41の動作は1回となる。
On the other hand, when performing step S2 of measuring the resistivity of the silicon
このように、最適化したレシピデータである測定レシピを抵抗率測定に適用することで、測定位置精度に影響を与える測定ステージ2の回転41の動作、すなわちシリコン単結晶ウェーハ1を回転させる動作を必要最小限とする事ができ、測定ステージ2の回転41の動作が与える測定位置精度、ひいては抵抗率測定精度への影響を低減させることができる。
In this way, by applying the measurement recipe, which is the optimized recipe data, to resistivity measurement, the operation of
以下、実施例及び比較例を用いて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically explained using Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto.
(実施例)
以下の手順で、シリコン単結晶ウェーハの抵抗率の測定を行った。
(Example)
The resistivity of a silicon single crystal wafer was measured using the following procedure.
まず、測定対象として、直径が300mm、導電型がn型、抵抗率が約30mΩのシリコン単結晶ウェーハを1枚用意した。このシリコン単結晶ウェーハを測定する為、シリコン単結晶ウェーハ中心を1箇所、シリコン単結晶ウェーハ中心から半径方向に100mmの位置を90°毎に4箇所、ウェーハ中心から半径方向に140mmの位置を90°毎に4箇所、計9箇所の測定を行なうレシピデータを、複数の測定点の位置情報として取得した。取得した位置情報(レシピデータ)を、以下の表5に示す。 First, a silicon single crystal wafer having a diameter of 300 mm, an n-type conductivity, and a resistivity of about 30 mΩ was prepared as a measurement object. In order to measure this silicon single crystal wafer, there is one point at the center of the silicon single crystal wafer, four points every 90 degrees at 100 mm radially from the center of the silicon single crystal wafer, and 90 degrees at 140 mm radially from the center of the wafer. Recipe data for measuring 9 locations, 4 locations for each degree, was acquired as position information of multiple measurement points. The acquired position information (recipe data) is shown in Table 5 below.
次に、取得した位置情報を、角度θの設定が0°又は180°である測定点(分類A)と、角度θの設定が90°又は270°である測定点(分類B)とに分類した。次いで、分類Aにおいて、シリコン単結晶ウェーハの移動距離が最小となるように、測定順序を並び替えた。同様に、分類Bにおいても、シリコン単結晶ウェーハの移動距離が最小となるように、測定順序を並び替えた。 Next, the acquired position information is classified into measurement points where the angle θ is set to 0° or 180° (classification A) and measurement points where the angle θ is set to 90° or 270° (classification B). did. Next, in classification A, the measurement order was rearranged so that the movement distance of the silicon single crystal wafer was minimized. Similarly, in classification B, the measurement order was rearranged so that the movement distance of the silicon single crystal wafer was minimized.
次に、各分類内の角度θの最小値が昇順となるように、分類Aの後ろに分類Bを結合した。これにより、以下の表6に示す測定順序の測定レシピを作成した。 Next, category B was combined after category A so that the minimum value of the angle θ within each category was in ascending order. As a result, a measurement recipe with the measurement order shown in Table 6 below was created.
次に、作成した測定レシピに従って、9つの測定点でシリコン単結晶ウェーハの抵抗率を測定した。9つの測定点での一巡の測定を1つの測定サイクルとし、測定サイクルを5回繰り返して、各測定点における抵抗率測定結果の標準偏差を確認した。各測定位置における抵抗率測定値、及び抵抗率測定値の標準偏差をまとめたデータを、以下の表7に示す。 Next, the resistivity of the silicon single crystal wafer was measured at nine measurement points according to the created measurement recipe. A measurement cycle at nine measurement points was defined as one measurement cycle, and the measurement cycle was repeated five times to confirm the standard deviation of the resistivity measurement results at each measurement point. Data summarizing the resistivity measurements at each measurement position and the standard deviations of the resistivity measurements are shown in Table 7 below.
(比較例)
比較例では、表5に示した測定順序で抵抗率を測定したこと以外は実施例と同様にして、シリコン単結晶ウェーハの抵抗率を測定した。実施例と同様に、9つの測定点での一巡の測定を1つの測定サイクルとし、測定サイクルを5回繰り返して、各測定点における抵抗率測定結果の標準偏差を確認した。各測定位置における抵抗率測定値、及び抵抗率測定値の標準偏差をまとめたデータを表8に示す。
(Comparative example)
In the comparative example, the resistivity of a silicon single crystal wafer was measured in the same manner as in the example except that the resistivity was measured in the measurement order shown in Table 5. As in the example, one measurement cycle was defined as one round of measurement at nine measurement points, and the measurement cycle was repeated five times to confirm the standard deviation of the resistivity measurement results at each measurement point. Table 8 shows data summarizing the resistivity measurements at each measurement position and the standard deviations of the resistivity measurements.
表7から明らかなように、実施例における標準偏差値は各測定点において約0.05mΩ程度であり、安定した精度で抵抗率測定を行うことができた。実施例では、本発明に従って作成した測定レシピに従って複数の測定点での抵抗率の測定を行ったため、1回の測定サイクルあたり、シリコン単結晶ウェーハを回転させる動作を1回とすることができ、その結果、回転誤差による測定位置のずれを低減でき、ひいては抵抗率測定精度を高めることができたと考えられる。 As is clear from Table 7, the standard deviation value in the example was about 0.05 mΩ at each measurement point, and resistivity measurement could be performed with stable accuracy. In the example, since the resistivity was measured at multiple measurement points according to the measurement recipe created according to the present invention, the silicon single crystal wafer could be rotated only once per measurement cycle. As a result, it is believed that the deviation of the measurement position due to rotation error could be reduced, and that the accuracy of resistivity measurement could be improved.
一方、表8から明らかなように、比較例においては、約0.1~0.2mΩ程度の測定値ばらつきが発生してしまった。比較例では、本発明に従って作成したレシピに従って抵抗率の測定を行わずに、表5に示した測定順序で抵抗率の測定を行ったため、1回の測定サイクルあたり、シリコン単結晶ウェーハを7回回転させる必要があり、その結果、回転誤差による測定位置のずれが生じてしまったと考えられる。 On the other hand, as is clear from Table 8, in the comparative example, a measurement value variation of about 0.1 to 0.2 mΩ occurred. In the comparative example, the resistivity was measured in the measurement order shown in Table 5 without measuring the resistivity according to the recipe created according to the present invention, so the silicon single crystal wafer was measured seven times per measurement cycle. It is thought that this required rotation, and as a result, a deviation in the measurement position occurred due to a rotation error.
以上のように、抵抗率測定の前に予め、複数の測定点の位置情報を取得し、各測定点への移動に必要な回転動作が最小限となる様、測定順番の並べ替えを行なう処理を設けることで、シリコン単結晶ウェーハの角度誤差による測定位置ずれを低減し、測定精度を安定化させることができた。 As described above, before resistivity measurement, the position information of multiple measurement points is obtained in advance, and the measurement order is rearranged so that the rotational movement required to move to each measurement point is minimized. By providing this, it was possible to reduce the measurement position shift due to angular error of the silicon single crystal wafer and stabilize the measurement accuracy.
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 Note that the present invention is not limited to the above embodiments. The above-mentioned embodiments are illustrative, and any embodiment that has substantially the same configuration as the technical idea stated in the claims of the present invention and has similar effects is the present invention. covered within the technical scope of.
1…シリコン単結晶ウェーハ、 2…測定ステージ、 3…ステージ駆動機構部、 4…測定ステージの駆動、 5…測定プローブ、 6…プローブ昇降機構部、 7…ステージ駆動機構制御部、 8…抵抗率測定部、 9…測定レシピ出力部、 10…ウェーハ抵抗率測定装置、 11…測定点、 12…ウェーハの中心、 13…ウェーハの中心と測定点とを結ぶ直線、 14…ノッチ、 21…基準線、 22…基準線に直交する線、 31…ステージ回転機構部、 32…ステージ水平移動機構部、 41…矢印(回転)、 42…水平方向(水平移動)、 51…測定プローブの昇降、 52…プローブ針、 71、72、85及び86…配線。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
測定レシピを作成するステップと、該測定レシピに従い複数の測定点で前記シリコン単結晶ウェーハの抵抗率を測定するステップとを含み、
前記測定レシピを作成するステップが、
前記シリコン単結晶ウェーハ上の前記複数の測定点の位置情報を取得するサブステップと、
前記位置情報に基づいて、前記複数の測定点で抵抗率を測定する際に前記シリコン単結晶ウェーハを回転させる動作が最小になるように、前記複数の測定点の測定順序に関する測定レシピを作成するサブステップと
を含み、
前記測定レシピを作成するサブステップにおいて、前記位置情報に基づいて、前記複数の測定点で抵抗率を測定する際に前記シリコン単結晶ウェーハを回転させる動作が最小になる測定順序の中で、前記シリコン単結晶ウェーハの移動距離が最小となる測定順序を抽出して、前記測定レシピを作成することを特徴とするシリコン単結晶ウェーハの抵抗率測定方法。
A resistivity measurement method for measuring the resistivity of a silicon single crystal wafer using a four-point probe method,
The method includes the steps of creating a measurement recipe, and measuring the resistivity of the silicon single crystal wafer at a plurality of measurement points according to the measurement recipe,
The step of creating the measurement recipe includes:
a substep of acquiring positional information of the plurality of measurement points on the silicon single crystal wafer;
Based on the positional information, a measurement recipe regarding the measurement order of the plurality of measurement points is created so that the movement of rotating the silicon single crystal wafer is minimized when measuring resistivity at the plurality of measurement points. and substeps ;
In the substep of creating the measurement recipe, based on the position information, select the measurement order that minimizes the operation of rotating the silicon single crystal wafer when measuring resistivity at the plurality of measurement points. A method for measuring the resistivity of a silicon single crystal wafer, characterized in that the measurement recipe is created by extracting a measurement order in which the movement distance of the silicon single crystal wafer is minimized.
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