方块电阻测量方法以及方块电阻测量装置的制作方法

专利名称：方块电阻测量方法以及方块电阻测量装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体设计领域，更具体地说，本发明涉及一种方块电阻测量方法以及方块电阻测量装置。
背景技术：
方块电阻又称薄层电阻，其定义为正方形的半导体薄层，在电流方向所呈现的电阻，单位为欧姆每方。简单来说，方块电阻(Sheet Resistance)就是指导电材料单位厚度单位面积上的电阻值。简称方阻，理想情况下它等于该材料的电阻率除以厚度。 方块电阻有一个特性，即任意大小的正方形边到边的电阻都是一样的，不管边长是Im还是0. lm，它们的方阻都是一样，这样方阻仅与导电膜的厚度和电阻率有关。图I和图2示意性地示出了根据现有技术的方块电阻测量方法；其中图I示意性地示出了根据现有技术的方块电阻测量方法的流程图，图2示意性地示出了根据现有技术的方块电阻测量方法的测量结构。在图2所示的测量结构中，在方块电阻的四边中分别连接第一测试点I、第二测试点2、第三测试点3以及第四测试点4。如图I所示,对于如图2所示的测量结构,执行如下步骤在步骤SO中，首先，设定一个强制电流值If ；在步骤SI中，在使流过第一测试点I和第二测试点2之间的电流大小为所设定的强制电流值If的情况下，测量第三测试点3和第四测试点4之间的第一电压值V34 ；在步骤S2中，在使流过第二测试点2和第三测试点3之间的电流大小为所设定的强制电流值If的情况下，测量第四测试点4和第一测试点I之间的第二电压值V41 ；在步骤S3中，在使流过第三测试点3和第四测试点4之间的电流大小为所设定的强制电流值If的情况下，测量第一测试点I和第二测试点2之间的第三电压值V12 ；在步骤S4中，在使流过第四测试点4和第一测试点I之间的电流大小为所设定的强制电流值If的情况下，测量第二测试点2和第三测试点3之间的第四电压值V23 ；在步骤S5 中，利用 Rs = 4. 5324*(V12+V23+V34+V41)/4/If 计算方块电阻值 Rs。但是，上述现有的方块电阻测量方法的缺陷在于测量精度不够，而且不能测量方块电阻特别小的方块电阻。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种测量精度提高而且能测量方块电阻特别小的方块电阻的方块电阻测量方法以及方块电阻测量装置。根据本发明的第一方面，提供了一种方块电阻测量方法，其包括在方块电阻的四边中分别连接第一测试点、第二测试点、第三测试点以及第四测试点；依次设定多个参考电流值；针对所有参考电流值，通过将参考电流值设置为强制电流值来计算方块电阻值，并且记录所计算的方块电阻值；根据所记录的所有方块电阻值判断适合作为强制电流值的参考电流值，并将所述参考电流值设置为最终的强制电流值。
优选地，所述通过将参考电流值设置为强制电流值来计算方块电阻值的步骤中计算方块电阻值的方法包括在使流过第一测试点和第二测试点之间的电流大小为所设定的强制电流值的情况下，测量第三测试点和第四测试点之间的第一电压值；在使流过第二测试点和第三测试点之间的电流大小为所设定的强制电流值的情况下，测量第四测试点和第一测试点之间的第二电压值；在使流过第三测试点和第四测试点之间的电流大小为所设定的强制电流值的情况下，测量第一测试点和第二测试点之间的第三电压值；在使流过第四测试点和第一测试点之间的电流大小为所设定的强制电流值的情况下，测量第二测试点和第三测试点之间的第四电压值；利用下面的式子计算方块电阻值方块电阻值=4. 5324X (第一电压值+第二电压值+第三电压值+第四电压值)/4/强制电流值。
优选地，在每次测量方块电阻值，取多个测量对象，并且根据每个测量对象的方块电阻值绘制曲线，最后，根据方块电阻值曲线的稳定性来选择最终的强制电流值。优选地，将曲线波动范围小的曲线设置为最终的强制电流值。根据本发明的第二方面，提供了一种方块电阻测量装置，其包括与方块电阻的四边分别连接的第一测试点、第二测试点、第三测试点以及第四测试点；参考电流值设置模块，用于依次设定多个参考电流值；方块电阻值计算模块，用于针对所有参考电流值，通过将参考电流值设置为强制电流值来计算方块电阻值，并且记录所计算的方块电阻值；强制电流值判断模块，用于根据所记录的所有方块电阻值判断适合作为强制电流值的参考电流值，并将所述参考电流值设置为最终的强制电流值。优选地，所述方块电阻值计算模块执行下述步骤在使流过第一测试点和第二测试点之间的电流大小为所设定的强制电流值的情况下，测量第三测试点和第四测试点之间的第一电压值；在使流过第二测试点和第三测试点之间的电流大小为所设定的强制电流值的情况下，测量第四测试点和第一测试点之间的第二电压值；在使流过第三测试点和第四测试点之间的电流大小为所设定的强制电流值的情况下，测量第一测试点和第二测试点之间的第三电压值；在使流过第四测试点和第一测试点之间的电流大小为所设定的强制电流值的情况下，测量第二测试点和第三测试点之间的第四电压值；利用下面的式子计算方块电阻值方块电阻值=4. 5324X (第一电压值+第二电压值+第三电压值+第四电压值)/4/强制电流值。优选地，所述方块电阻值计算模块在每次测量方块电阻值时，取多个测量对象，并且根据每个测量对象的方块电阻值绘制曲线，并且其中所述强制电流值判断模块根据方块电阻值曲线的稳定性来选择最终的强制电流值。优选地，所述强制电流值判断模块将曲线波动范围小的曲线设置为最终的强制电流值。


结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中图I示意性地示出了根据现有技术的方块电阻测量方法的流程图。图2示意性地示出了根据现有技术的方块电阻测量方法的示意图。图3示意性地示出了根据本发明实施例的方块电阻测量方法的流程图。
图4示意性地示出了根据本发明实施例的方块电阻测量方法的测试结果。需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。
具体实施方式
为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。图3示意性地示出了根据本发明实施例的方块电阻测量方法的流程图。图3示出的根据本发明实施例的方块电阻测量方法同样针对图2所示的测试结构。即，在方块电阻的四边中分别连接第一测试点I、第二测试点2、第三测试点3以及第四测试点4。实际上，本发明的发明人有利的发现方块电阻的电阻值的测量过程中强制电流值的取值对于测量结果的精确以及测量范围都非常重要。基于上述发现，如图3所述，根据本发明实施例的方块电阻测量方法包括在步骤SSl中，依次设定多个参考电流值；例如可以依次设定2mA、5mA、10mA、20mA,50mA五个参考电流值，其中将2mA设定为第一参考电流值、将5mA设定为第二参考电流值、将IOmA设定为第三参考电流值、将20mA设定为第四参考电流值、将50mA设定为第五参考电流值。需要说明的是，上述参考电流值的具体电流大小以及上述参考电流值的数量均是示例性的，用于说明本发明，实际上可以采取其它电流值或者数量。在步骤SS2中，将第一参考电流值设定为强制电流值If ;在上述示例中，即将设定为第一参考电流值2mA设定为强制电流值If。此后，在步骤SI中，在使流过第一测试点I和第二测试点2之间的电流大小为所设定的强制电流值If的情况下，测量第三测试点3和第四测试点4之间的第一电压值V34 ；在步骤S2中，在使流过第二测试点2和第三测试点3之间的电流大小为所设定的强制电流值If的情况下，测量第四测试点4和第一测试点I之间的第二电压值V41 ；在步骤S3中，在使流过第三测试点3和第四测试点4之间的电流大小为所设定的强制电流值If的情况下，测量第一测试点I和第二测试点2之间的第三电压值V12 ；在步骤S4中，在使流过第四测试点4和第一测试点I之间的电流大小为所设定的强制电流值If的情况下，测量第二测试点2和第三测试点3之间的第四电压值V23 ；需要说明的是,步骤SI至步骤S4的顺序可以交流。此后，在步骤SS3中，利用下面的式子计算方块电阻值Rs =Rs =4. 5324X (V12+V23+V34+V41)/4/If (即，方块电阻值=4. 5324X (第一电压值 + 第二电压值+第三电压值+第四电压值)/4/强制电流值);并且将计算出来的方块电阻值Rs记录下来，例如记录在存储器或寄存器中。随后，在步骤SS4中判断是否取完所有的参考电流值。如果步骤SS4中判断还没有取完所有的参考电流值，则执行步骤SS5，将下一个参考电流值设定为强制电流值If。此后，程序回到步骤SI，从而针对新的强制电流值If执行方块电阻值Rs的计算。例如，在上述示例中，在步骤SS5中，在当前参考电流值是第一参考电流值2mA的情况下，在步骤SS5中将下第二参考电流值5mA设定为强制电流值If ;在当前参考电流值是第二参考电流值5mA的情况下，在步骤SS5中将下第三参考电流值IOmA设定为强制电流值If ;在当前参考电流值是第三参考电流值IOmA的情况下，在步骤SS5中将下第四参考电流值20mA设定为强制电流值If ;在当前参考电流值是第四参考电流值20mA的情况下，在步骤SS5中将下第五参考电流值50mA设定为强制电流值If。如果步骤SS4中判断还没有取完所有的参考电流值，则执行步骤SS6，其中根据针对所有参考电流值计算的方块电阻值Rs判断最佳强制电流值。更具体地说，图4示意性地示出了根据本发明实施例的方块电阻测量方法针对上述五个参考电流值的示例的测试 结果。图4的坐标的横坐标表示电阻值，纵坐标表示测试的被测电路或其它被测目标的不同方块电阻。如图4所示，其中标识了针对第一参考电流值2mA的第一测试曲线Cl以及针对第五参考电流值5mA的第二测试曲线C2。从图4中可以看出，第四参考电流值20mA可以得到稳定的曲线。这就表示第四参考电流值20mA是最可靠的强制电流值(S卩，适合作为强制电流值的参考电流值)，从而将第四参考电流值20mA设定为最终的强制电流值。S卩，在图4所示的优选实施例中，在每次测量方块电阻值，取多个测量对象，并且根据每个测量对象的方块电阻值绘制曲线，最后，根据方块电阻值曲线的稳定性来选择最终的强制电流值。综上所述，在上述方块电阻测量方法中，取多个强制电流值(例如实施例中的2mA、5mA、10mA、20mA、50mA)，利用这些强制电流值来测量方块电阻值Rs，并得到的曲线(计算的方块电阻值Rs)图判断哪个强制电流最合适。由此可以得到更加精确的方块电阻值，并且利用上述方块电阻测量方法，可以测量电阻值极小的方块电阻，例如铜片的方块电阻。优选地，可以在执行上述实施例的方法之前先计算或者测量一个参考方块电阻值，作为对实际方块电阻值的一个最开始的猜测值，此后可以将测量值与该参考方块电阻值进行比较来判断最终的强制电流值。根据本发明的另一实施例，本发明还提供了一种可以自动执行上述方法的方块电阻测量装置。具体地说，例如，根据本发明实施例的方块电阻测量装置包括与方块电阻的四边分别连接的第一测试点、第二测试点、第三测试点以及第四测试点；参考电流值设置模块，用于依次设定多个参考电流值；方块电阻值计算模块，用于针对所有参考电流值，通过将参考电流值设置为强制电流值来计算方块电阻值，并且记录所计算的方块电阻值；强制电流值判断模块，用于根据所记录的所有方块电阻值判断适合作为强制电流值的参考电流值，并将所述参考电流值设置为最终的强制电流值。由此，可以通过上述结构和模块来完成上述各个步骤。例如，针对每个参考电流值(用作强制电流值)，方块电阻值计算模块可执行下述步骤在使流过第一测试点I和第二测试点2之间的电流大小为所设定的强制电流值的情况下，测量第三测试点3和第四测试点4之间的第一电压值；在使流过第二测试点2和第三测试点3之间的电流大小为所设定的强制电流值的情况下，测量第四测试点4和第一测试点I之间的第二电压值；在使流过第三测试点3和第四测试点4之间的电流大小为所设定的强制电流值的情况下，测量第一测试点I和第二测试点2之间的第三电压值；在使流过第四测试点4和第一测试点I之间的电流大小为所设定的强制电流值的情况下，测量第二测试点2和第三测试点3之间的第四.电压值；利用下面的式子计算方块电阻值方块电阻值=4. 5324X (第一电压值+第二电压值+第三电压值+第四电压值)/4/强制电流值。可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
权利要求
1.一种方块电阻测量方法，其特征在于包括 在方块电阻的四边中分别连接第一测试点、第二测试点、第三测试点以及第四测试占. 依次设定多个参考电流值； 针对所有参考电流值，通过将参考电流值设置为强制电流值来计算方块电阻值，并且记录所计算的方块电阻值； 根据所记录的所有方块电阻值判断适合作为强制电流值的参考电流值，并将所述参考电流值设置为最终的强制电流值。
2.根据权利要求I所述的方块电阻测量方法，其特征在于，所述通过将参考电流值设置为强制电流值来计算方块电阻值的步骤中计算方块电阻值的方法包括 在使流过第一测试点和第二测试点之间的电流大小为所设定的强制电流值的情况下，测量第三测试点和第四测试点之间的第一电压值； 在使流过第二测试点和第三测试点之间的电流大小为所设定的强制电流值的情况下，测量第四测试点和第一测试点之间的第二电压值； 在使流过第三测试点和第四测试点之间的电流大小为所设定的强制电流值的情况下，测量第一测试点和第二测试点之间的第三电压值； 在使流过第四测试点和第一测试点之间的电流大小为所设定的强制电流值的情况下，测量第二测试点和第三测试点之间的第四电压值； 利用下面的式子计算方块电阻值方块电阻值=4. 5324X (第一电压值+第二电压值+第三电压值+第四电压值)/4/强制电流值。
3.根据权利要求I或2所述的方块电阻测量方法，其特征在于，在每次测量方块电阻值，取多个测量对象，并且根据每个测量对象的方块电阻值绘制曲线，最后，根据方块电阻值曲线的稳定性来选择最终的强制电流值。
4.根据权利要求3所述的方块电阻测量方法，其特征在于，将曲线波动范围小的曲线设置为最终的强制电流值。
5.一种方块电阻测量装置，其特征在于包括 与方块电阻的四边分别连接的第一测试点、第二测试点、第三测试点以及第四测试占. 参考电流值设置模块，用于依次设定多个参考电流值； 方块电阻值计算模块，用于针对所有参考电流值，通过将参考电流值设置为强制电流值来计算方块电阻值，并且记录所计算的方块电阻值； 强制电流值判断模块，用于根据所记录的所有方块电阻值判断适合作为强制电流值的参考电流值，并将所述参考电流值设置为最终的强制电流值。
6.根据权利要求5所述的方块电阻测量装置，其特征在于，所述方块电阻值计算模块执行下述步骤 在使流过第一测试点和第二测试点之间的电流大小为所设定的强制电流值的情况下，测量第三测试点和第四测试点之间的第一电压值； 在使流过第二测试点和第三测试点之间的电流大小为所设定的强制电流值的情况下，测量第四测试点和第一测试点之间的第二电压值；在使流过第三测试点和第四测试点之间的电流大小为所设定的强制电流值的情况下，测量第一测试点和第二测试点之间的第三电压值； 在使流过第四测试点和第一测试点之间的电流大小为所设定的强制电流值的情况下，测量第二测试点和第三测试点之间的第四电压值； 利用下面的式子计算方块电阻值方块电阻值=4. 5324X (第一电压值+第二电压值+第三电压值+第四电压值)/4/强制电流值。
7.根据权利要求5或6所述的方块电阻测量装置，其特征在于，所述方块电阻值计算模块在每次测量方块电阻值时 ，取多个测量对象，并且根据每个测量对象的方块电阻值绘制曲线，并且其中所述强制电流值判断模块根据方块电阻值曲线的稳定性来选择最终的强制电流值。
8.根据权利要求7所述的方块电阻测量装置，其特征在于，所述强制电流值判断模块将曲线波动范围小的曲线设置为最终的强制电流值。
全文摘要
本发明提供了一种方块电阻测量方法以及方块电阻测量装置。根据本发明的一种方块电阻测量方法包括在方块电阻的四边中分别连接第一测试点、第二测试点、第三测试点以及第四测试点；依次设定多个参考电流值；针对所有参考电流值，通过将参考电流值设置为强制电流值来计算方块电阻值，并且记录所计算的方块电阻值；根据所记录的所有方块电阻值判断适合作为强制电流值的参考电流值，并将所述参考电流值设置为最终的强制电流值。
文档编号G01R27/08GK102621390SQ201210093709
公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月31日 优先权日2012年3月31日
发明者谢佳佳, 韦敏侠 申请人:上海宏力半导体制造有限公司