Filmetrics®R54-系列高级方块电阻测试仪
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Filmetrics® R54-系列高级方块电阻测试仪
Filmetrics R54是KLA方块电阻和电导率测绘 系统的最新产品。 R54代表了超过45年的方块 电阻技术优势地位的巅峰之作。自1975年KLA旗下公司推出第一款电阻率计以来，已经 彻底变革了导电层的方块电阻和厚度的测量方法。
方块电阻测量对于使用导电薄膜的行业都至关 重要。无论是半导体制造，还是实现可穿戴技 术所需的柔性电子产品，都是如此。针对金属 薄膜均匀性测量、离子注入掺杂和退火表征、 电阻率分布图以及非接触式薄膜厚度测量，
R54在功能上均做了优化。
系统优势
. 密闭系统有助于测量光灵敏或环境 敏感样品
. 可容纳最大直径为300毫米的样品
. 可配置四探针(4PP)或非接触式涡 流(EC)模式
. 15 毫米的最大样品高度
. 方块电阻测量范围覆盖十个量级
. 可以使用矩形、线性、极坐标和自 定义配置等采样点排列方式进行测 绘
. 高精度X-Y样品台
. 业内较小的涡流测量尺寸
. 易于使用的软件界面
. 兼容所有KLA方块电阻探针
R54 四探针和涡流测量方法
四探针(4PP)和涡流(EC)是测量方块电阻的两种常用技术。R54在接触式四探针方法上覆盖了10个电阻量级范围，并配
置了高分辨率和高灵敏度的非接触式涡流方法，延续了KLA的创新历史和优势地位。
四探针概述
四探针提供了一种简单而直接的电阻测量方法。在所测导电层与衬底之间有 一个非导电阻挡层时，由四个导电引脚组成的探针在受控的力的作用下接触 导电层表面。标准引脚配置在两个外侧引脚上施加电流，并测量两个内侧引 脚上的电压。为测量方块电阻，导电层厚度应小于探针引脚间距的 ½ 。KLA 开创了 R54 双配置技术，可交替测量不同引脚上的电压，对边缘效应应用动 态校正并纠正引脚间距误差。KLA 为导电薄膜或离子注入层提供多种的探针 配置，以优化表面材料特性的测量。
涡流概述
涡流是一种非接触式的导电薄膜的方块电阻测量技术。在线圈中施加变化的 电流以产生变化的磁场。当线圈靠近导电表面时， 变化的磁场会在导电表面 中感应变化的（涡流） 电流。这些涡流反过来产生自己的变化的磁场， 该磁 场与探针线圈耦合， 产生与样品的方块电阻成正比的信号变化。 KLA独特的 涡流解决方案使用单侧（上部） 探针， 在每个测量点动态调整探针到样品的 高度，这对于测量的准确度和再现性至关重要。涡流方法不受表面氧化的影 响，同时也是不太适合四探针接触式方法的较软样品的理想选择。
四探针与涡流方法之间的关系
KLA四探针和涡流解决方案在各自的常用范围内都表现出良好的相关性。Filmetrics R54 使用KLA先进的校准方法，
来确保四探针和涡流技术的测量精度。
铝膜/硅衬底的方块电阻分布图 铝膜/硅衬底的方块电阻分布图
（四探针法） （涡流法）
市场分类和应用
汽车 太阳能 LED 半导体
电路板 平板显示器 学术研究
晶圆加工
. 金属化层
. 晶圆掺杂变化
. 衬底表征
. 离子注入变化分布
. 激光退火表征
技术
. 金属沉积
. 柔性衬底表征
. 薄膜电导率 . 分布图
研发及其他应用
. 柔性薄膜电阻率
. 过滤网
. 多层薄膜表征
. 金属薄膜
. 可穿戴设备
. 可充电电池
R54 应用
金属薄膜均一性
金属薄膜的方块电阻均一性对于确保器件性能至关重要，大多数金属薄膜用 四探针和涡流都可以测量。一般情况下，用涡流测量较厚、高导电性的金属 薄膜，用四探针测量较薄的金属薄膜 (> 10Ω/sq) ，但四探针/涡流的高相关性 可以确保使用任意一种方法都能获得准确的结果。R54 电阻率分布图凸显了 薄膜均一性、沉积质量和其他工艺变化。左边的例子是 TiWN 沉积层的分
布图，显示出批处理反应器的特征。
离子注入工艺优化
四探针是测量离子注入工艺的标准技术。Filmetrics R54 软件包括 I-V 曲线绘图 和电流渐变扫描，可用于优化测量电流或识别注入层和硅衬底之间的漏电流。
热退火后离子注入的轮廓图或沿直径方向的扫描结果，可以用来识别由于灯故 障、晶圆/压板接触不良或注入量变化引起的热点和冷点。在左边的例子中，通
过改进样品背面热接触来优化工艺。准确测量晶圆沿直径方向的电阻以 优化生产工艺，可以提高均匀性。
膜厚/电阻率/方块电阻
测量到的晶圆数据可以绘制方块电阻、薄膜厚度或电阻率分布图。通过输入材 料的电阻率值（或电阻依赖关系）， 可以计算并显示厚度；如果输入厚度值， 则可以计算电阻率。
数据采集和可视化
R54 的用户界面 RSMapper 简单易懂，将数据采集和分析功能集成到一个平台 中，既可用于机台在线操作也可离线分析。使用多种坐标布局可轻松确定测量 位置。如左侧所示的离子束扫描结果，RSMapper软件可以显示 2D/3D 测量结 果，来快速展示薄膜均一性。该软件可在单个测量参数分布图与可旋转 3D 轮 廓之间轻松切换，以提供工艺参数的自定义视图。
R54 产品规格
1标准差
2使用R-pack进行测量，2.8Ω-28kΩ
机械性能 | R54-200-4PP/EC | R54-300-4PP/EC | |
X-Y-T 载台范围 | ± 100mm (共200mm) | 300mm 圆形 | |
样品最大尺寸 | 200mm 圆形 or 150mm 方形 | 300mm 圆形 | |
机台尺寸（宽 X 高 X 长 ） | 472mm x 561mm x 392mm* | 472mm x 561mm x 392mm* | |
机台重量 | 27.3kg | 27.3kg | |
*535mm H 前门开着
4PP P/N | 弹簧负载(g) | 探针间距 (mm) | 尖头半径 (mm) | 针头回缩 (mm) | 探针类型 | 应用场景 |
610-0590 | 100 | 1.016 | 0.04 | 0.25 | A | 金属薄膜 |
610-0595 | 100 | 0.635 | 0.04 | 0.25 | F | |
610-0591 | 100 | 1.016 | 0.1 | 0.25 | B | 通常用于多晶硅、硅化物和外延层等离子注 入制程 |
610-0596 | 100 | 0.635 | 0.1 | 0.25 | G | |
610-0592 | 100 | 1.016 | 0.2 | 0.25 | C | 专为高阻抗表面设计，如低浓度掺杂 |
610-0597 | 100 | 0.635 | 0.2 | 0.25 | H | |
610-0593 | 100 | 1.016 | 0.5 | 0.25 | D | C型和H型探针不适用的高阻抗表面/极低浓 度掺杂 |
610-0598 | 100 | 0.635 | 0.5 | 0.25 | I | |
610-0594 | 200 | 1.575 | 0.04 | 0.50 | E | 衬底 |
EC P/N | 频率 | 线圈直径 | 探针类型 | 应用场景 | ||
610-0599 | 10MHz | 1.5mm | EC A | < 10Ω/sq 常规金属膜 | ||
610-0605 | 5MHz | 1.5mm | EC B | 更高阻抗， < 50Ω/sq金属薄膜 | ||
KLA Instrumentsm 系列
KLA 公司的 KLA Instrumentsm 事业部拥有一系列桌面式和产线自动化缺陷检测和量测解决方案。产线自动化机台用于自动 化和生产环境，包括 Candela® 缺陷检测、自动化 HRP® -260 和 Tencorm P- 170 探式针轮廓仪以及、Zeta™-388 自动光学 轮廓仪和Filmetrics® F60-c 自动薄膜厚度测绘。桌面式量测系统包括 Alpha-Step® D 系列和 Tencor P 系列探针式轮廓仪、 Zeta-20 和 Zeta-300 光学轮廓仪、 Nano Indenter®纳米压痕仪，以及 Filmetrics 测量设备（其中包括薄膜厚度测量系统、 R50 系列和 R54 系列方块电阻测试仪以及 Profilm3D® 光学轮廓仪）。
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1年
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