● 特點
• 提供接觸式四點探針(4PP),以及非接觸式渦電流(EC)兩種測量架構
• 100mm Z軸行程,高精度自動控制
• 導體和半導體薄膜電阻,適用於10個數量級範圍量測
• 自定義量測座標點,包含矩形、線性、極座標、自定義配置
• 200mm XY軸電控平台
• RSMapper強大軟體,操作易上手
• 應用市場: 半導體/化合物半導體/先進封裝/太陽能/平面顯示器和虛擬實境(VR) 相關顯示器/印刷電路板(PCB)/穿戴裝置/導電材料
▋接觸式四點探針法(4PP)
4PP提供了簡單而直接的電阻測量,由四個導電探針組成的探頭,以可控力接觸導電層表面,其中在被測導電層和基板之間有非導電阻擋層。標準測量的探針配置是在兩個外部探針之間施加電流,並在兩個內部探針之間測量電壓。
KLA在R50上開創的雙模技術,允許測量間隔探針上的電壓,並配置了邊界效應動態校正,和探針間距誤差補償功能,讓量測更精準。 KLA更提供了不同的探針類型,以適用和優化不同表面材料的特性表徵測量,幾乎可用於任何導電薄膜或離子注入層。
〈一般標準設計〉 〈KLA設計〉
▋非接觸式渦電流法(EC)
EC是非接觸式導電薄膜測量技術,通過線圈施加時變電流以產生時變電場,當該磁場靠近導電表面時,會在該表面中產生感應時變電流(渦流),這些電渦流反過來會產生它們自己的時變磁場,該磁場與探針線圈耦合併產生,與樣品的電阻成比例的信號變化。KLA獨有的EC技術,單個探頭位於樣品頂部,可以動態的調整每個測量點的探頭高度,這對測量的準確性和重複性至關重要。EC法不受探頭尺寸或表面氧化的影響,非常適合較軟的或其它不適用於4PP接觸法測量的樣品。
▋4PP和EC法的相關性
—●〈 KLA的4PP和EC兩種測量方法,展示了超過 99% 的相關性 〉●— |
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▋主要應用
■ 金屬薄膜均勻性:
大多數金屬薄膜都可以通過4PP和EC進行測量。圖中2um AICu薄膜的EC分佈圖表徵了一個偏心沉積,並給出了量化結果,有效協助提升製程品質。EC建議用來來測較厚的金屬層,4PP用來量測較薄的金屬層(>10Ω/sq)。
■ 離子注入 (Ion implantation)表現:
4PP是衡量離子注入製程的標準測量技術。在熱退火後,通過測試離子注入分布,可以判別缺陷(lamp failure, poor water/platen contact or implant does variation)所引起的熱點和冷點。圖中三個紅色(高電阻)區域,顯示在離子注入退火製程中熱損失最大的位置。
■ 薄膜厚度/電阻率/方阻(片電阻):
R50可以繪製出方阻、薄膜厚度或電阻率分佈圖。通過材料的電阻率,可計算和顯示膜厚分佈以及電阻率分佈。
■ 數據蒐集和可視化:
RSMapper軟體可以通過2D或3D形式顯示測量結果,對關鍵的薄膜均勻性數據實現快速可視化之展示,使用者亦可離線做分析,並切換映射測量結果、單一比量測結果,及旋轉3D量測結果,作客製化參數的分析。
▋R50 規格
■ 電學性能:
電學性能 |
R50-4PP |
R50-EC |
量測點重複性 |
<0.2% |
<0.2% |
準確性 |
±1% |
±1% |
量測範圍 |
1mΩ/sp~200MΩ/sp |
1mΩ/sp~10Ω/sp |
相關性 |
<1% |
<1% |
■ 機械性能:
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R50-4PP/EC |
R50-200-4PP/EC |
Z範圍 |
100mm |
100mm |
Z平台類型 |
自動 |
自動 |
X-Y平台範圍 |
100 mm * 100 mm |
200 mm * 200 mm |
X-Y平台類型 |
自動 |
自動 |
樣品台最大承重 |
2.5kg |
2.5kg |
樣品最大寬度 |
265mm |
365mm |
傾斜樣品台 |
±5°, 手動 |
±5°, 手動 |
系統尺寸(寬*深*高) |
305mm*305mm*550mm |
406mm*406mm*550mm |
■ 該如何選擇適合的探針配置:
4PP P/N |
Nominal Spring Load (g) |
Nominal Spacing (mm) |
Tip Radius (mm) |
Needles Retraction (mm) |
Type |
Application |
610-0590 |
100 |
1.016 |
0.04 |
0.25 |
A |
金屬 |
610-0595 |
100 |
0.635 |
0.04 |
0.25 |
F |
金屬 |
610-0591 |
100 |
1.016 |
0.1 |
0.25 |
B |
離子注入、參雜、矽化物和外延通用 |
610-0596 |
100 |
0.635 |
0.1 |
0.25 |
G |
離子注入、參雜、矽化物和外延通用 |
610-0592 |
100 |
1.016 |
0.2 |
0.25 |
C |
專為高阻抗表面設計,如低劑量離子注入 |
610-0597 |
100 |
0.635 |
0.2 |
0.25 |
H |
專為高阻抗表面設計,如低劑量離子注入 |
610-0593 |
100 |
1.016 |
0.5 |
0.25 |
D |
超高阻抗困難表面 (C型及H型之外) |
610-0598 |
100 |
0.635 |
0.5 |
0.25 |
I |
超高阻抗困難表面 (C型及H型之外) |
610-0594 |
200 |
1.575 |
0.04 |
0.50 |
E |
基板 |
EC P/N |
Frequency |
Nominal Coil Diameter |
Type |
Application |
610-0599 |
10 MHz |
1,5 mm |
EC A |
典型金屬薄膜,高達1Ω |
610-0605 |
5 MHz |
1,5 mm |
EC B |
更高電阻的薄金屬膜,高達50Ω |
■ 型號:
Model |
Sensor Type |
Measurement Range |
Maximum Map Diameter |
XY Stage Range |
Maximum Sample Width |
Maximum Sample Height |
R50-4PP |
Contact 4PP |
1mΩ/sq~200MΩ/sq |
100 mm |
100x100 mm |
265 mm |
100 mm |
R50-EC |
Non-contact eddy current |
1mΩ/sq~10Ω/sq |
100 mm |
100x100 mm |
265 mm |
100 mm |
R50-200-4PP |
Contact 4PP |
1mΩ/sq~200MΩ/sq |
200 mm |
200x200 mm |
365 mm |
100 mm |
R50-200-EC |
Non-contact eddy current |
1mΩ/sq~10Ω/sq |
200 mm |
200x200 mm |
365 mm |
100 mm |
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