非接触式涡流系统在半导体晶圆片电阻测量中的应用
Delcom 非接触式晶圆电阻率测量应用
Delcom 非接触式晶圆电阻率测量应用
半导体晶圆需要具备特定的电阻率，具体要求取决于材料的生产应用。非接触式传感器可以读取晶圆的表面电阻，以满足不同应用对材料电阻率的要求。无论掺杂类型或工艺技术（如扩散、离子注入等），都可以准确读取目标片电阻值。
适用情况包括：
- 晶圆制造过程中的整体 n 型或 p 型掺杂
- 通过扩散工艺形成的局部掺杂
- 通过离子注入形成的局部掺杂
- 使用合金进行掺杂
- 化学气相沉积（CVD）、物理气相沉积（PVD）、原子层沉积（ALD）等沉积工艺
同样，Delcom 传感器也可以读取晶圆基底材料的表面电阻率，包括：
- 硅（Si）
- 砷化镓（GaAs）
- 氮化镓（GaN）
- 碳化硅（SiC）
- 氮化镓（GaN）
- 蓝宝石（Sapphire）
- 玻璃（Glass）
需要注意的是，热处理和物理加工会影响晶圆的片电阻，例如抛光、退火、蚀刻及氧化。因此，建议在制造过程中的关键步骤使用 Delcom 传感器进行测量，以确保测量准确性。
图 1：示例——掺杂后的 PV 晶圆
为什么使用 Delcom 测量晶圆的表面电阻
涡流测量仪依靠磁场进行读数。与四点探针相比，它具有以下优势：
- 非破坏性测量
- 可穿透绝缘层进行读数
- 能够测量移动中的材料
- 提供近乎实时的读数
- 支持制程实时检测
Delcom 传感器的使用方式
涡流传感器可以直接测量整体掺杂晶圆的片电阻。只需将晶圆放入传感器的磁场中，即可读取测量结果。
图 2：测量整体掺杂晶圆的片电阻
涡流传感器通过磁场与材料导电层进行感应耦合。即使材料由多层结构组成、层间夹有绝缘层，也能测量整体片电导率（各层电导率相加的现象称为叠加效应）。
测量经过掺杂处理的晶圆时，可以先测量基材掺杂层的片电阻，再测量增加外部掺杂层后的片电阻。两次测量结果的差值可用于求得新增层的片电导率；将电导率取倒数即可得到片电阻。这种方法称为“涡流两步法”。
涡流两步法：
- 在形成第二个掺杂层之前测量晶圆。
- 形成第二个掺杂层后再次测量晶圆。
图 3：涡流两步法
Delcom 传感器的嵌入式安装方案
一般来说，Delcom 传感器的安装方案可以采用以下一种或多种配置。
上图为单传感器测量示意图。该方案成本较低，可在固定的相同位置进行测量，测量速度快。
下图为双传感器测量示意图。该方案可用于判断制程前后的电阻变化。