测量导电层厚度的方法技术

一种测量导电层厚度的方法，包括：使一第一探针和一第二探针扎入待测导电层中，所述第一探针和所述第二探针之间的间距为L1；在所述第一探针和所述第二探针上施加预定电压U1；测量流经所述第一探针和所述第二探针的电流值I1；提供已知厚度的标准导电层的测量数据，所述标准导电层与待测导电层的材料相同，所述标准导电层的厚度为d，所述标准导电层相距为L的两点上施加预定电压U时，流经该两点的电流值为I；待测导电层的厚度d1=I1L1Ud/（ILU1）。本发明专利技术提供的测量导电层厚度的方法可有效测量金属层的厚度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体领域，特别涉及到一种。
技术介绍
随着集成电路的飞速发展，单位面积上半导体器件的数量不断增加，对工艺参数 的监控变得愈加严格。以形成金属层为例，需要对金属层的厚度进行检测。 现有技术中，已经开发出电涡流法、X射线吸收法、X荧光法、激光超声检测等技 术。但是电涡流法和激光超声检测的测量精度不高，X射线吸收法和X荧光法具有放射性 而不适宜在一般的环境中应用。 因此需要一种有效测量金属层厚度的方法。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种，包括： 使一第一探针和一第二探针扎入待测导电层中，所述第一探针和所述第二探针之 间的间距为L1; 在所述第一探针和所述第二探针上施加预定电压U1; 测量流经所述第一探针和所述第二探针的电流值I1; 提供已知厚度的标准导电层的测量数据，所述标准导电层与待测导电层的材料相 同，所述标准导电层的厚度为d，所述标准导电层相距为L的两点上施加预定电压U时，流经 该两点的电流值为I; 待测导电层的厚度Cl1=I1L1Ud/ (ILUJ。 可选的，所述第一探针和所述第二探针扎入待测导电层中的深度应至少使流经所 述第一探针和所述第二探针的电流值I1达到最大值。 可选的，所述第一探针和所述第二探针设置于探头下表面，所述第一探针和所述 第二探针垂直所述探头的下表面。 可选的，所述第一探针和所述第二探针位于同一平面内。 可选的，所述第一探针为一根，所述第一探针固定于所述探头外。 可选的，所述第一探针与所述第二探针的长度相同。 可选的，所述第二探针为两根以上，各第二探针与第一探针之间的间距不同，所述 第二探针可缩入所述探头内。 可选的，所述第二探针为四根。 可选的，各第二探针与所述第一探针之间的间距分别为lmm、2mm、4mm和8mm。 可选的，测量在预定电压U1下流经各第二探针和所述第一探针的电流值，对所述 电流值与间距的函数进行线性回归，得到间距为L1时，流经第二探针和所述第一探针的电 流值Ilt= 可选的，所述待测导电层为Cu层、Al层或Ta层。 可选的，所述待测导电层的厚度为100-5000A。 与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点： 本技术方案使第一探针与一第二探针扎入待测导电层中，并在所述第一探针和所 述第二探针上施加预定电压，测量流经所述第一探针和该第二探针的电流值，由于所述电 流值与待测导电层的厚度、预定电压呈正比，而与所述第一探针与该第二探针间的间距成 反比，只要通过与标准导电层的测量数据进行对比得到待测导电层的厚度。该测量导电层 厚度的方法便捷，因此可有效测量导电层的厚度。 【附图说明】 图1是本专利技术第一实施例中测量导电层厚度的设备的示意图； 图2为图1中所述探头下表面的仰视图； 图3是本专利技术第一实施例中第一探针和第二探针扎入待测导电层中的示意图； 图4是本专利技术第一实施例中第一探针和第二探针扎入待测导电层深度与流经第 一探针和第二探针的电流的函数关系图； 图5是本专利技术第一实施例中第一探针和另一第二探针扎入待测导电层中的示意 图； 图6是本专利技术第二实施例中经线性回归后得到的流经第一探针和第二探针的电 流与第一探针和第二探针之间的间距的函数关系图。 【具体实施方式】 为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术 的具体实施例做详细的说明。 参考图1和图2,本实施例中使用的设备1，包括： 探头 10 ; 位于所述探头10下表面101的一第一探针21 ; 位于所述探头10下表面101的第二探针221、222、223和224。 本实施中第二探针的数量不限于四根，在其他实施例中，第二探针也可以为一根 以上包含一根的其他任一数量。 在本实施例中，如图2所示，所述探头10下表面101为圆形平面。 在具体实施例中，所述第一探针21与第二探针221、222、223和224的长度相同。 各第二探针与第一探针21之间的间距可以相同，也可以不同。当各第二探针与第 一探针21之间的间距相同时，各第二探针可以分布在以第一探针21为圆心的圆周上。 在本实施例中，各第二探针与第一探针21之间的间距不同。如图1和图2所述， 在本实施例中，所述第二探针为四根，分别为第二探针221、第二探针222、第二探针223和 第二探针224,第二探针221与所述第一探针21之间的间距为1mm，第二探针222与所述第 一探针21之间的间距为2mm，第二探针223与所述第一探针21之间的间距为4mm，第二探 针224与所述第一探针21之间的间距为8mm。 在具体实施例中，所述第一探针21和第二探针221、222、223和224位于同一平面 内。参考图2,即所述第一探针21和第二探针221、222、223和224在所述探头10下表面 101上的投影位于同一直线上。 在具体实施例中，所述第一探针21和第二探针221、222、223和224垂直所述探头 10的下表面101。 第二探针221、222、223和224可缩入所述探头10内。 在本实施例中，所述第一探针21固定于所述探头10外，即所述第一探针21只能 位于所述探头10外，不能缩入所述探头10内。 在其他实施例中，所述第一探针21也可以缩入所述探头10内。 第一实施例 本实施例提供一种，包括： 参考图1，提供所述的设备1。 参考图3,使所述第一探针21和第二探针221扎入待测导电层30中。 在具体实施例中，所述第二探针为两根以上。所述第一探针21和第二探针221扎 入待测导电层30中时，其他第二探针缩入所述探头10内，以保证只有所述第一探针21和 第二探针221扎入待测导电层30中。 所述第一探针21和该第二探针221之间的间距为L1 (未标出）。 在具体实施例中，所述待测导电层30为Cu层、Al层或Ta层，所述待测导电层30 的厚度为100-5000A。 然后，在所述第一探针21和第二探针221上施加预定电压U1，由于所述第一探针 21和第二探针221已通过所述待测导电层30连接，所以所述第一探针21和第二探针221 之间产生电流。 测量流经所述第一探针21和第二探针221的电流值L。 参考图4,流经所述第一探针21和第二探针221的电流值在所述第一探针21和第 二探针221扎入待测导电层30的初始阶段，随着所述第一探针21和第二探针221扎入待 测导电层30深度的增加而逐渐变大。这是因为第一探针21和第二探针221扎入待测导电 层30内的深度过浅时，第一探针21和第二探针221与待测导电层30的接触不良导致的。 当第一探针21和第二探针221扎入待测导电层30内H深度时，电流值I1达到最 大。这时，第一探针21和第二探针221与待测导电层30的接触良好。因此，为了得到准确 的流经所述第一探针21和第二探针221的电流值，所述第一探针21和第二探针221扎入 待测导电层30中的深度应至少使流经所述第一探针21和第二探针221的电流值I1达到最 大值，即扎入的深本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量导电层厚度的方法，其特征在于，包括：使一第一探针和一第二探针扎入待测导电层中，所述第一探针和所述第二探针之间的间距为L1；在所述第一探针和所述第二探针上施加预定电压U1；测量流经所述第一探针和所述第二探针的电流值I1；提供已知厚度的标准导电层的测量数据，所述标准导电层与待测导电层的材料相同，所述标准导电层的厚度为d，所述标准导电层相距为L的两点上施加预定电压U时，流经该两点的电流值为I；待测导电层的厚度d1=I1L1Ud/（ILU1）。

【技术特征摘要】
1. 一种测量导电层厚度的方法，其特征在于，包括： 使一第一探针和一第二探针扎入待测导电层中，所述第一探针和所述第二探针之间的 间距为Li ; 在所述第一探针和所述第二探针上施加预定电压Ui ; 测量流经所述第一探针和所述第二探针的电流值Ii ; 提供已知厚度的标准导电层的测量数据，所述标准导电层与待测导电层的材料相同， 所述标准导电层的厚度为d，所述标准导电层相距为L的两点上施加预定电压U时，流经该 两点的电流值为I ; 待测导电层的厚度di=I山Ud/ (ILUi)。2. 如权利要求1所述的测量导电层厚度的方法，其特征在于，所述第一探针和所述第 二探针扎入待测导电层中的深度应至少使流经所述第一探针和所述第二探针的电流值Ii 达到最大值。3. 如权利要求1所述的测量导电层厚度的方法，其特征在于，所述第一探针和所述第 二探针设置于探头下表面，所述第一探针和所述第二探针垂直所述探头的下表面。4. 如权利要求3所述的测量导电层厚度的方法，其特征在于，所述第一探针和所述第 二探针位于同一平面内。5. 如权利要求3或4所述的测...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈哲敏，李广宁，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31