JP2001274211A - 抵抗率測定方法 - Google Patents
抵抗率測定方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 シリコン単結晶薄膜の厚さが異なる場合でも
探針を交換することなく、且つ、安定して抵抗率を測定
することができる抵抗率測定方法を提供する。 【解決手段】 抵抗率測定装置に探針３０を取り付け、
予めシリコンウェーハに空打ちして各探針３１、３２、
３３、３４のそれぞれの先端部３１Ｂ、３２Ｂ、３３
Ｂ、３４Ｂが同一直線Ｃ上で平坦になるまで摩耗させた
後、シリコン単結晶薄膜２１の抵抗率を測定する。
探針を交換することなく、且つ、安定して抵抗率を測定
することができる抵抗率測定方法を提供する。 【解決手段】 抵抗率測定装置に探針３０を取り付け、
予めシリコンウェーハに空打ちして各探針３１、３２、
３３、３４のそれぞれの先端部３１Ｂ、３２Ｂ、３３
Ｂ、３４Ｂが同一直線Ｃ上で平坦になるまで摩耗させた
後、シリコン単結晶薄膜２１の抵抗率を測定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコン単結晶薄
膜の抵抗率を四探針法により測定する抵抗率測定方法に
関するものである。
膜の抵抗率を四探針法により測定する抵抗率測定方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、シリコン単結晶基板あるいは該シ
リコン単結晶基板をダイシング（ｄｉｃｉｎｇ）して得
られるシリコンチップ等のシリコン単結晶上に形成した
シリコン単結晶薄膜（以下、単に「薄膜」と呼ぶことが
ある。）の抵抗率測定方法として、図９に示す四探針法
が用いられる。ただし、薄膜の抵抗率を四探針法で測定
するには、薄膜とシリコン単結晶との間にｐ−ｎ接合等
の絶縁領域が形成されている必要がある。
リコン単結晶基板をダイシング（ｄｉｃｉｎｇ）して得
られるシリコンチップ等のシリコン単結晶上に形成した
シリコン単結晶薄膜（以下、単に「薄膜」と呼ぶことが
ある。）の抵抗率測定方法として、図９に示す四探針法
が用いられる。ただし、薄膜の抵抗率を四探針法で測定
するには、薄膜とシリコン単結晶との間にｐ−ｎ接合等
の絶縁領域が形成されている必要がある。
【０００３】この四探針法による抵抗率測定において
は、０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ程度の等間隔Ｌで１列に並
んだ４本の探針３１、３２、３３、３４（以降、４本の
探針を「探針３０」と総称する。）を、例えば１本あた
り２００ｇの加重で、シリコン単結晶基板２２上に成長
させたシリコンエピタキシャル層等の薄膜２１の主表面
に当接させ、外側にある２本の電極（探針３１、３４）
間に直流電流Ｉを流して内側にある２本の電極（探針３
２、３３）間に発生する電圧Ｖを測定する。
は、０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ程度の等間隔Ｌで１列に並
んだ４本の探針３１、３２、３３、３４（以降、４本の
探針を「探針３０」と総称する。）を、例えば１本あた
り２００ｇの加重で、シリコン単結晶基板２２上に成長
させたシリコンエピタキシャル層等の薄膜２１の主表面
に当接させ、外側にある２本の電極（探針３１、３４）
間に直流電流Ｉを流して内側にある２本の電極（探針３
２、３３）間に発生する電圧Ｖを測定する。
【０００４】この場合、探針３０が当接する位置から薄
膜２１の主表面外周端部までの間隔が探針間の間隔Ｌに
比して十分大きく、薄膜２１の厚さｔも十分厚ければ、
抵抗率ρは ρ＝（Ｖ／Ｉ）２πＬ［Ω・ｃｍ］ で求められる。
膜２１の主表面外周端部までの間隔が探針間の間隔Ｌに
比して十分大きく、薄膜２１の厚さｔも十分厚ければ、
抵抗率ρは ρ＝（Ｖ／Ｉ）２πＬ［Ω・ｃｍ］ で求められる。
【０００５】係る四探針法による薄膜２１の抵抗率測定
方法は、ＡＳＴＭ（ＡＭＥＲＩＣＡＮ ＳＯＣＩＥＴＹ
ＦＯＲ ＴＥＳＴＩＮＧ ＡＮＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬ
Ｓ）のＦ３７４−９４ａに規定されており、四探針法に
用いられる探針３０の形状は、その中で次のように規定
されている。
方法は、ＡＳＴＭ（ＡＭＥＲＩＣＡＮ ＳＯＣＩＥＴＹ
ＦＯＲ ＴＥＳＴＩＮＧ ＡＮＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬ
Ｓ）のＦ３７４−９４ａに規定されており、四探針法に
用いられる探針３０の形状は、その中で次のように規定
されている。
【０００６】探針３０は、その一端に４５°以上１５０
°以下の内角を持つ円錐形状が形成され、タングステン
・カーバイト等の丈夫な材質からなる針である。そし
て、薄膜２１の厚さが３μｍ以下の場合、探針３０の先
端部３０Ｂは、半径ｒ2が１００μｍ以上２５０μｍ以
下の半球形状（図７）、あるいは、半径ｒ3が５０μｍ
以上１２５μｍ以下の平面形状（図８）を有することと
されている。また、薄膜２１の厚さが３μｍより厚い場
合、探針３０の先端部３０Ｂは、半径ｒ2が３５μｍ以
上１００μｍ以下の半球形状（図７）を有することとさ
れている。
°以下の内角を持つ円錐形状が形成され、タングステン
・カーバイト等の丈夫な材質からなる針である。そし
て、薄膜２１の厚さが３μｍ以下の場合、探針３０の先
端部３０Ｂは、半径ｒ2が１００μｍ以上２５０μｍ以
下の半球形状（図７）、あるいは、半径ｒ3が５０μｍ
以上１２５μｍ以下の平面形状（図８）を有することと
されている。また、薄膜２１の厚さが３μｍより厚い場
合、探針３０の先端部３０Ｂは、半径ｒ2が３５μｍ以
上１００μｍ以下の半球形状（図７）を有することとさ
れている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このため、薄膜２１の
厚さが３μｍ以下の場合と３μｍより厚い場合では、先
端部３０Ｂの形状がそれそれ異なる探針３０を使い分け
なければならなかった。すなわち、抵抗率を測定する薄
膜２１の厚さが代わる度にその薄膜２１の厚さに適した
探針３０に交換しなければならず、探針３０の交換作業
が煩雑で面倒であるという問題があった。
厚さが３μｍ以下の場合と３μｍより厚い場合では、先
端部３０Ｂの形状がそれそれ異なる探針３０を使い分け
なければならなかった。すなわち、抵抗率を測定する薄
膜２１の厚さが代わる度にその薄膜２１の厚さに適した
探針３０に交換しなければならず、探針３０の交換作業
が煩雑で面倒であるという問題があった。
【０００８】また、３μｍより厚い薄膜測定用の探針３
０を、厚さが３μｍ以下の薄膜の抵抗率測定に誤って使
用した場合、厚い薄膜測定用の探針３０はその先端部３
０Ｂが細いので、探針３０の先端部が薄膜２１を突き抜
けてシリコン単結晶基板２２まで到達してしまうことが
ある。すると、抵抗率測定装置はシリコン単結晶基板２
２の抵抗率を測定してしまい、薄膜２１の抵抗率を安定
して測定できないという問題があった。
０を、厚さが３μｍ以下の薄膜の抵抗率測定に誤って使
用した場合、厚い薄膜測定用の探針３０はその先端部３
０Ｂが細いので、探針３０の先端部が薄膜２１を突き抜
けてシリコン単結晶基板２２まで到達してしまうことが
ある。すると、抵抗率測定装置はシリコン単結晶基板２
２の抵抗率を測定してしまい、薄膜２１の抵抗率を安定
して測定できないという問題があった。
【０００９】本発明は、係る問題を解決するために成さ
れたものであり、シリコン単結晶薄膜の厚さが異なる場
合でも探針を交換することなく、且つ、安定して抵抗率
を測定することができる抵抗率測定方法を提供すること
を目的とする。
れたものであり、シリコン単結晶薄膜の厚さが異なる場
合でも探針を交換することなく、且つ、安定して抵抗率
を測定することができる抵抗率測定方法を提供すること
を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】即ち、請求項１記載の抵
抗率測定方法は、シリコン単結晶薄膜の抵抗率を四探針
法により測定する抵抗率測定方法において、４本の探針
の先端部が同一直線上で平坦になるまで予め摩耗させた
探針を用いて、シリコン単結晶薄膜の抵抗率を測定する
ことを特徹とする。
抗率測定方法は、シリコン単結晶薄膜の抵抗率を四探針
法により測定する抵抗率測定方法において、４本の探針
の先端部が同一直線上で平坦になるまで予め摩耗させた
探針を用いて、シリコン単結晶薄膜の抵抗率を測定する
ことを特徹とする。
【００１１】また、請求項２記載の抵抗率測定方法は、
前記探針を抵抗率測定装置に取り付け、シリコンウェー
ハに空打ちすることにより探針の先端部を予め摩耗させ
ることを特徴とする。
前記探針を抵抗率測定装置に取り付け、シリコンウェー
ハに空打ちすることにより探針の先端部を予め摩耗させ
ることを特徴とする。
【００１２】また、請求項３記載の抵抗率測定方法は、
前記探針がその一端に４５°以上１５０°以下の内角の
円錐形状を持つタングステン・カーバイトの針であり、
前記探針の先端部が半径３５μｍ以上１００μｍ以下の
半球形状を有するときに、前記探針を抵抗率測定装置に
取り付け、抵抗率を測定できる状態でシリコンウェーハ
に１万回以上空打ちすることにより先端部を予め摩耗さ
せることを特徴とする。
前記探針がその一端に４５°以上１５０°以下の内角の
円錐形状を持つタングステン・カーバイトの針であり、
前記探針の先端部が半径３５μｍ以上１００μｍ以下の
半球形状を有するときに、前記探針を抵抗率測定装置に
取り付け、抵抗率を測定できる状態でシリコンウェーハ
に１万回以上空打ちすることにより先端部を予め摩耗さ
せることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】次に、図面に基づき本発明の実施
形態を詳述する。図１は探針の先端部３１Ｂ、３２Ｂ、
３３Ｂ、３４Ｂを同一直線Ｃ上で平坦になるまで予め摩
耗させた探針３０の概念図、図２はシリコン単結晶薄膜
２１の抵抗率を測定する抵抗率測定装置のヘッド部１０
の縦断側面図、図３は探針の先端部３１Ｂ、３２Ｂ、３
３Ｂ、３４Ｂが同一直線Ｃ上に配列していない探針３０
の概念図、図４は未使用時の探針３０の先端部３０Ｂの
拡大図、図５はシリコンウェーハ上で空打ちした後の探
針３０の先端部３０Ｂの拡大図、図６は探針３０を空打
ちした時の空打ち回数と厚さが３μｍ以下の薄膜２１に
ついて抵抗率を測定した値を示すグラフをそれぞれ示し
ている。尚、各図において図７乃至図９と同一符号は同
一のものとする。
形態を詳述する。図１は探針の先端部３１Ｂ、３２Ｂ、
３３Ｂ、３４Ｂを同一直線Ｃ上で平坦になるまで予め摩
耗させた探針３０の概念図、図２はシリコン単結晶薄膜
２１の抵抗率を測定する抵抗率測定装置のヘッド部１０
の縦断側面図、図３は探針の先端部３１Ｂ、３２Ｂ、３
３Ｂ、３４Ｂが同一直線Ｃ上に配列していない探針３０
の概念図、図４は未使用時の探針３０の先端部３０Ｂの
拡大図、図５はシリコンウェーハ上で空打ちした後の探
針３０の先端部３０Ｂの拡大図、図６は探針３０を空打
ちした時の空打ち回数と厚さが３μｍ以下の薄膜２１に
ついて抵抗率を測定した値を示すグラフをそれぞれ示し
ている。尚、各図において図７乃至図９と同一符号は同
一のものとする。
【００１４】図２において、１０は抵抗率測定装置のヘ
ッド部で、中空の本体１１内部を上下に仕切る形で上部
ガイドプレート１２が設けられ、この本体１１の下部に
下部ガイドプレート１３が設けられると共に、下部ガイ
ドプレート１３によって本体１１下部は閉塞されてい
る。下部ガイドプレート１３には案内部材１３Ａが設け
られており、この案内部材１３Ａと上部ガイドプレート
１２とに設けられた挿通孔（図示せず）に探針３１が挿
入されている。尚、隠れて見えないが探針３１の奥には
１ｍｍの等間隔で合計４本の探針３１、３２、３３、３
４が設けられて探針３０が構成されている。また、上部
ガイドプレート１２、下部ガイドプレート１３は図示し
ないネジで本体１１に固定されている。
ッド部で、中空の本体１１内部を上下に仕切る形で上部
ガイドプレート１２が設けられ、この本体１１の下部に
下部ガイドプレート１３が設けられると共に、下部ガイ
ドプレート１３によって本体１１下部は閉塞されてい
る。下部ガイドプレート１３には案内部材１３Ａが設け
られており、この案内部材１３Ａと上部ガイドプレート
１２とに設けられた挿通孔（図示せず）に探針３１が挿
入されている。尚、隠れて見えないが探針３１の奥には
１ｍｍの等間隔で合計４本の探針３１、３２、３３、３
４が設けられて探針３０が構成されている。また、上部
ガイドプレート１２、下部ガイドプレート１３は図示し
ないネジで本体１１に固定されている。
【００１５】上部ガイドプレート１２の上方側面には板
バネ取付部材１４が固定されており、この板バネ取付部
材１４には板バネ１５が取り付けられると共に、板バネ
１５は探針３０のそれぞれの探針３１、３２、３３、３
４に対応して４個設けられている。板バネ１５の先端部
１５Ｂは探針３０後端部に当接されており、この板バネ
１５によって、探針３０は薄膜２１に所定の圧力で付勢
される。尚、１５Ａは板バネ１５の付勢力を調整する調
整ネジであり、１４Ａは固定ネジである。
バネ取付部材１４が固定されており、この板バネ取付部
材１４には板バネ１５が取り付けられると共に、板バネ
１５は探針３０のそれぞれの探針３１、３２、３３、３
４に対応して４個設けられている。板バネ１５の先端部
１５Ｂは探針３０後端部に当接されており、この板バネ
１５によって、探針３０は薄膜２１に所定の圧力で付勢
される。尚、１５Ａは板バネ１５の付勢力を調整する調
整ネジであり、１４Ａは固定ネジである。
【００１６】前記探針３０はタングステン・カーバイト
製で、長さ約３０ｍｍ、直径約７０μｍの円柱形を呈し
ており、その一端に内角が４５°以上１５０°以下の円
錐形状に形成されると共に、探針３０（円錐形状）の先
端部３０Ｂは、半径ｒ1が３５μｍ以上１００μｍ以下
の半球形状（図４）に形成されている。また、探針３０
にはストッパー１６が設けられており、このストッパー
１６は上部ガイドプレート１２に当接すると共に板バネ
１５側に位置して固定されている。即ち、探針３０が薄
膜２１から離れた時に、ストッパー１６によって探針３
０がそれ以上下方に移動してしまうのを防止している。
製で、長さ約３０ｍｍ、直径約７０μｍの円柱形を呈し
ており、その一端に内角が４５°以上１５０°以下の円
錐形状に形成されると共に、探針３０（円錐形状）の先
端部３０Ｂは、半径ｒ1が３５μｍ以上１００μｍ以下
の半球形状（図４）に形成されている。また、探針３０
にはストッパー１６が設けられており、このストッパー
１６は上部ガイドプレート１２に当接すると共に板バネ
１５側に位置して固定されている。即ち、探針３０が薄
膜２１から離れた時に、ストッパー１６によって探針３
０がそれ以上下方に移動してしまうのを防止している。
【００１７】各探針３０にはリード線１７が接続されて
おり、このリード線１７はストッパー１６上側に接続さ
れている。探針３０に接続されたリード線１７は、絶縁
部材１８内を通って図示しない抵抗率換算器に接続され
ており、これによって、探針３２と探針３３間で測定さ
れた電圧を抵抗率に換算して表示できるように構成され
ている。尚、１９はトップカバーで、本体１１上方の開
口を閉塞している。また、１８Ａは固定ネジで、絶縁部
材１８は固定ネジ１８Ａで本体１１に固定されている。
おり、このリード線１７はストッパー１６上側に接続さ
れている。探針３０に接続されたリード線１７は、絶縁
部材１８内を通って図示しない抵抗率換算器に接続され
ており、これによって、探針３２と探針３３間で測定さ
れた電圧を抵抗率に換算して表示できるように構成され
ている。尚、１９はトップカバーで、本体１１上方の開
口を閉塞している。また、１８Ａは固定ネジで、絶縁部
材１８は固定ネジ１８Ａで本体１１に固定されている。
【００１８】抵抗率測定は、抵抗率測定装置内に抵抗率
を測定する試料（シリコンエピタキシャルウエーハ２
０）を載置した後、測定用のスイッチが押される度に、
シリンダによってヘッド部１０が上下動作を行ない、ヘ
ッド部１０が最下部に到達し探針３０の先端部３０Ｂが
薄膜２１に接触する際に、外側にある２本の探針３１、
３４間に直流電流を流すとともに、内側にある２本の探
針３２、３３間に発生する電圧を測定することにより行
なわれる。
を測定する試料（シリコンエピタキシャルウエーハ２
０）を載置した後、測定用のスイッチが押される度に、
シリンダによってヘッド部１０が上下動作を行ない、ヘ
ッド部１０が最下部に到達し探針３０の先端部３０Ｂが
薄膜２１に接触する際に、外側にある２本の探針３１、
３４間に直流電流を流すとともに、内側にある２本の探
針３２、３３間に発生する電圧を測定することにより行
なわれる。
【００１９】ヘッド部１０の下降によって、探針３０の
先端部３０Ｂが薄膜２１上に接触すると、ストッパー１
６は上部ガイドプレート１２より所定距離だけ離間す
る。このとき、探針３０の後端部は板バネ１５で付勢さ
れており、探針３０の先端部３０Ｂが２００ｇで薄膜２
１に当接するように、調整ネジ１５Ａによって予め板バ
ネ１５の付勢力が調整されている。
先端部３０Ｂが薄膜２１上に接触すると、ストッパー１
６は上部ガイドプレート１２より所定距離だけ離間す
る。このとき、探針３０の後端部は板バネ１５で付勢さ
れており、探針３０の先端部３０Ｂが２００ｇで薄膜２
１に当接するように、調整ネジ１５Ａによって予め板バ
ネ１５の付勢力が調整されている。
【００２０】次に、薄膜２１の一例として、シリコン単
結晶基板２２上に気相成長して厚さが３μｍ以下に形成
されたシリコンエピタキシャル層（以下、単に「エピタ
キシャル層」という。）２１Ａの抵抗率の測定方法を説
明する。
結晶基板２２上に気相成長して厚さが３μｍ以下に形成
されたシリコンエピタキシャル層（以下、単に「エピタ
キシャル層」という。）２１Ａの抵抗率の測定方法を説
明する。
【００２１】まず、本実施例においては、探針３０の先
端部３０Ｂが半径ｒ1＝４０μｍの半円球に形成された
未使用の探針３０を使用する。この探針３０は、厚さが
３μｍより大きい場合に使用することとＡＳＴＭで規定
されているものである。抵抗率測定装置内のヘッド部１
０下方には、所定の間隔を存して、シリコン単結晶基板
２２上にエピタキシャル層２１Ａを形成してなるシリコ
ンエピタキシャルウェーハ２０が設置される。この場
合、シリコンエピタキシャルウェーハ２０は探針３０の
延在方向に交直して設置される。
端部３０Ｂが半径ｒ1＝４０μｍの半円球に形成された
未使用の探針３０を使用する。この探針３０は、厚さが
３μｍより大きい場合に使用することとＡＳＴＭで規定
されているものである。抵抗率測定装置内のヘッド部１
０下方には、所定の間隔を存して、シリコン単結晶基板
２２上にエピタキシャル層２１Ａを形成してなるシリコ
ンエピタキシャルウェーハ２０が設置される。この場
合、シリコンエピタキシャルウェーハ２０は探針３０の
延在方向に交直して設置される。
【００２２】未使用の探針３０が抵抗率測定装置に初め
て取り付けられた状態では、探針３０の取り付け寸法誤
差、或いは、探針３０の前端部形状のばらつき等によっ
て、各探針３０の先端部３０Ｂと仮想直線（後述する同
一直線Ｃと同じ直線）ＣＣとの間隔は必ずしも均一でな
く、図３に示すようにばらついている。このため、未使
用の探針３０の先端部３０Ｂを２００ｇで当接させて、
厚さが３μｍ以下のエピタキシャル層２１Ａの抵抗率を
測定すると、従来例の如き、抵抗率の測定値にばらつき
が発生してしまう。
て取り付けられた状態では、探針３０の取り付け寸法誤
差、或いは、探針３０の前端部形状のばらつき等によっ
て、各探針３０の先端部３０Ｂと仮想直線（後述する同
一直線Ｃと同じ直線）ＣＣとの間隔は必ずしも均一でな
く、図３に示すようにばらついている。このため、未使
用の探針３０の先端部３０Ｂを２００ｇで当接させて、
厚さが３μｍ以下のエピタキシャル層２１Ａの抵抗率を
測定すると、従来例の如き、抵抗率の測定値にばらつき
が発生してしまう。
【００２３】そこで、未使用の探針３０を抵抗率測定装
置に取り付けた後、まず最初に、抵抗率を測定できる状
態でシリコンウェーハに前記探針３０を１万回以上空打
ちする。すると、各探針３０の先端部３０Ｂは次第にシ
リコンウェーハの上面と平行に摩耗し、４本の探針３０
の先端部３０Ｂが同一直線Ｃ上で平坦になる。この同一
直線Ｃは、抵抗率測定装置に設置されるシリコンウェー
ハ２０の主表面と平行に設けられた仮想の直線、好まし
くは、抵抗率測定装置に設置され抵抗率が測定されるシ
リコンエピタキシャル層２１Ａ等の薄膜２１の主表面を
云う。
置に取り付けた後、まず最初に、抵抗率を測定できる状
態でシリコンウェーハに前記探針３０を１万回以上空打
ちする。すると、各探針３０の先端部３０Ｂは次第にシ
リコンウェーハの上面と平行に摩耗し、４本の探針３０
の先端部３０Ｂが同一直線Ｃ上で平坦になる。この同一
直線Ｃは、抵抗率測定装置に設置されるシリコンウェー
ハ２０の主表面と平行に設けられた仮想の直線、好まし
くは、抵抗率測定装置に設置され抵抗率が測定されるシ
リコンエピタキシャル層２１Ａ等の薄膜２１の主表面を
云う。
【００２４】探針３０の先端部３０Ｂを摩耗させるシリ
コンウェーハとしては、抵抗率測定装置に設置された際
にその主表面が薄膜２１の主表面と平行になるものであ
れば良く、インゴット（シリコン単結晶棒）を切断機で
スライシングして得られるアズカットウェーハ、スライ
シング時に発生したウェーハ形状や加工歪層のバラツキ
をラッピングすることにより矯正したラップウェーハ、
該ラップウェーハの加工歪層をエッチング除去したエッ
チングウェーハ、該エッチングウェーハの主表面をさら
に鏡面研磨した鏡面ウェーハ、さらにエピタキシャルウ
ェーハ、拡散ウェーハ等も使用が可能である。中でもラ
ップウェーハは、その表面が比較的平坦でかつヤスリ状
を呈しており、このラップウェーハの表面に探針３０を
空打ちすると先端部３０Ｂは効率的に摩耗する。尚、シ
リコンウェーハは、円盤状のもののみならず、該円盤状
のものを適当な大きさに切断して得られるシリコンウェ
ーハ片をも使用することができる。
コンウェーハとしては、抵抗率測定装置に設置された際
にその主表面が薄膜２１の主表面と平行になるものであ
れば良く、インゴット（シリコン単結晶棒）を切断機で
スライシングして得られるアズカットウェーハ、スライ
シング時に発生したウェーハ形状や加工歪層のバラツキ
をラッピングすることにより矯正したラップウェーハ、
該ラップウェーハの加工歪層をエッチング除去したエッ
チングウェーハ、該エッチングウェーハの主表面をさら
に鏡面研磨した鏡面ウェーハ、さらにエピタキシャルウ
ェーハ、拡散ウェーハ等も使用が可能である。中でもラ
ップウェーハは、その表面が比較的平坦でかつヤスリ状
を呈しており、このラップウェーハの表面に探針３０を
空打ちすると先端部３０Ｂは効率的に摩耗する。尚、シ
リコンウェーハは、円盤状のもののみならず、該円盤状
のものを適当な大きさに切断して得られるシリコンウェ
ーハ片をも使用することができる。
【００２５】探針３０がシリコンウェーハ上の同一箇所
を１万回以上空打ちした場合、シリコンウェーハは探針
３０によって摩耗し凹んでしまう。シリコンウェーハが
摩耗し凹んでしまうと、探針３０の先端部３０Ｂはその
凹みに習って変形した状態で摩耗してしまう。そこで、
空打ちによってシリコンウェーハが僅か摩耗したなら
ば、シリコンウェーハを平行移動させて摩耗していない
箇所で改めて空打ちする。この場合、シリコンウェーハ
を平行移動させる代わりに新しいシリコンウェーハと交
換しても差し支えない。また、空打ち回数を予め決めて
おき、シリコンウェーハを平行移動させるか、新しいシ
リコンウェーハと交換しても差し支えない。
を１万回以上空打ちした場合、シリコンウェーハは探針
３０によって摩耗し凹んでしまう。シリコンウェーハが
摩耗し凹んでしまうと、探針３０の先端部３０Ｂはその
凹みに習って変形した状態で摩耗してしまう。そこで、
空打ちによってシリコンウェーハが僅か摩耗したなら
ば、シリコンウェーハを平行移動させて摩耗していない
箇所で改めて空打ちする。この場合、シリコンウェーハ
を平行移動させる代わりに新しいシリコンウェーハと交
換しても差し支えない。また、空打ち回数を予め決めて
おき、シリコンウェーハを平行移動させるか、新しいシ
リコンウェーハと交換しても差し支えない。
【００２６】空打ちの途中に、厚さが３μｍ以下に形成
されたエピタキシャル層２１Ａを有するシリコンエピタ
キシャルウェーハ２０を測定すると、空打ちの回数に対
する抵抗率の変化状況を知ることができる。
されたエピタキシャル層２１Ａを有するシリコンエピタ
キシャルウェーハ２０を測定すると、空打ちの回数に対
する抵抗率の変化状況を知ることができる。
【００２７】本実施例では、空打ちの途中途中にシリコ
ンエピタキシャルウェーハ２０を３回ずつ測定し、その
時の空打ち回数と抵抗率と抵抗率のばらつきとを図６に
グラフで示している。尚、図６では、縦軸に抵抗率、横
軸に空打ち回数を示している。また、測定に使用したシ
リコンエピタキシャルウェーハ２０は、エピタキシャル
層２１Ａの厚さが１．６μｍ〜２．０μｍのものであ
る。
ンエピタキシャルウェーハ２０を３回ずつ測定し、その
時の空打ち回数と抵抗率と抵抗率のばらつきとを図６に
グラフで示している。尚、図６では、縦軸に抵抗率、横
軸に空打ち回数を示している。また、測定に使用したシ
リコンエピタキシャルウェーハ２０は、エピタキシャル
層２１Ａの厚さが１．６μｍ〜２．０μｍのものであ
る。
【００２８】このグラフによると、空打ち回数が１回〜
１０００回までの抵抗率は０．１０Ω〜０．１５Ω・ｃ
ｍと低抵抗な値で安定しているが、空打ち回数が１００
０回〜８０００回に増えてくると抵抗率は０．１５Ω・
ｃｍ〜０．３５Ω・ｃｍ間でばらついて不安定であっ
た。ところが、空打ち回数が１００００回を越えると抵
抗率は０．４８Ω・ｃｍ〜０．５５Ω・ｃｍの範囲で再
び安定するようになった。
１０００回までの抵抗率は０．１０Ω〜０．１５Ω・ｃ
ｍと低抵抗な値で安定しているが、空打ち回数が１００
０回〜８０００回に増えてくると抵抗率は０．１５Ω・
ｃｍ〜０．３５Ω・ｃｍ間でばらついて不安定であっ
た。ところが、空打ち回数が１００００回を越えると抵
抗率は０．４８Ω・ｃｍ〜０．５５Ω・ｃｍの範囲で再
び安定するようになった。
【００２９】係る、空打ち回数が１回〜１０００回の範
囲で抵抗率が低いのは、探針３０の先端部３０Ｂがエピ
タキシャル層２１Ａを常に突き抜け、シリコン単結晶基
板２２の抵抗率を測定していたからである。また、空打
ち回数が１０００回〜８０００回までの範囲で抵抗率が
ばらついているのは、各探針３０の先端部３０Ｂが完全
に同一直線Ｃ上で摩耗しきれていないため、エピタキシ
ャル層２１Ａを突き抜ける探針３０と突き抜けない探針
３０とがあり、当該探針３０はシリコン単結晶基板２２
とエピタキシャル層２１Ａの両方の抵抗率を測定してい
たからである。
囲で抵抗率が低いのは、探針３０の先端部３０Ｂがエピ
タキシャル層２１Ａを常に突き抜け、シリコン単結晶基
板２２の抵抗率を測定していたからである。また、空打
ち回数が１０００回〜８０００回までの範囲で抵抗率が
ばらついているのは、各探針３０の先端部３０Ｂが完全
に同一直線Ｃ上で摩耗しきれていないため、エピタキシ
ャル層２１Ａを突き抜ける探針３０と突き抜けない探針
３０とがあり、当該探針３０はシリコン単結晶基板２２
とエピタキシャル層２１Ａの両方の抵抗率を測定してい
たからである。
【００３０】また、空打ち回数が１００００回を越える
と抵抗率が再び安定してくるのは、図１に示すように探
針３０の先端部３０Ｂが同一直線Ｃ上で平坦になるまで
摩耗し、各探針３０が一定の深さでエピタキシャル層２
１Ａに突き刺さっているからである。
と抵抗率が再び安定してくるのは、図１に示すように探
針３０の先端部３０Ｂが同一直線Ｃ上で平坦になるまで
摩耗し、各探針３０が一定の深さでエピタキシャル層２
１Ａに突き刺さっているからである。
【００３１】探針３０の先端部３０Ｂを観察すると、空
打ちする前、すなわち未使用時は、図４に示すように半
径ｒ1が４０μｍの半円球であったが、２５０００回空
打ちした後には、探針３０の先端部３０Ｂが摩耗して直
径約４０μｍの平坦部が形成されていた。
打ちする前、すなわち未使用時は、図４に示すように半
径ｒ1が４０μｍの半円球であったが、２５０００回空
打ちした後には、探針３０の先端部３０Ｂが摩耗して直
径約４０μｍの平坦部が形成されていた。
【００３２】このようにして４本の探針３０の先端部３
０Ｂが同一直線Ｃ上で平坦になるまで予め摩耗した探針
３０を、３μｍよりも厚い薄膜２１の抵抗率測定に使用
すると、厚さが３μｍ以下の場合と同様、抵抗率が安定
して測定できることがわかった。
０Ｂが同一直線Ｃ上で平坦になるまで予め摩耗した探針
３０を、３μｍよりも厚い薄膜２１の抵抗率測定に使用
すると、厚さが３μｍ以下の場合と同様、抵抗率が安定
して測定できることがわかった。
【００３３】これらの結果より、４本の探針３０の先端
部３０Ｂが同一直線Ｃ上で平坦になるまで予め摩耗され
た探針３０は、薄膜２１の厚さが３μｍ以下の場合で
も、３μｍよりも厚い場合でも同様に使用することがで
きるので、薄膜２１の厚さに応じて探針３０を取り替え
る必要がない。
部３０Ｂが同一直線Ｃ上で平坦になるまで予め摩耗され
た探針３０は、薄膜２１の厚さが３μｍ以下の場合で
も、３μｍよりも厚い場合でも同様に使用することがで
きるので、薄膜２１の厚さに応じて探針３０を取り替え
る必要がない。
【００３４】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、４
本の探針の先端部が同一直線上で平坦になるまで予め摩
耗された探針を用いて、シリコン単結晶薄膜の抵抗率を
測定すると、薄膜の厚さが３μｍ以下の場合でも抵抗率
が安定して測定することができるようになる。また、３
μｍよりも厚いシリコン単結晶薄膜の場合でも同様に使
用することができるので、薄膜の厚さに応じて探針を取
り替える煩雑で面倒な交換作業を行なうことなく、厚さ
の異なるシリコン単結晶薄膜の抵抗率を測定することが
できるようになる。
本の探針の先端部が同一直線上で平坦になるまで予め摩
耗された探針を用いて、シリコン単結晶薄膜の抵抗率を
測定すると、薄膜の厚さが３μｍ以下の場合でも抵抗率
が安定して測定することができるようになる。また、３
μｍよりも厚いシリコン単結晶薄膜の場合でも同様に使
用することができるので、薄膜の厚さに応じて探針を取
り替える煩雑で面倒な交換作業を行なうことなく、厚さ
の異なるシリコン単結晶薄膜の抵抗率を測定することが
できるようになる。
【図１】本発明の探針の概念図である。
【図２】シリコン単結晶薄膜の抵抗率を測定する抵抗率
測定装置のヘッド部の縦断側面図である。
測定装置のヘッド部の縦断側面図である。
【図３】探針の先端部が同一直線上に配列していない探
針の概念図である。
針の概念図である。
【図４】未使用時の探針の先端部の拡大図である。
【図５】シリコンウェーハ上で空打ちした後の探針の先
端部の拡大図である。
端部の拡大図である。
【図６】空打ちの回数と抵抗率の変化の関係を示すグラ
フである。
フである。
【図７】ＡＳＴＭのＦ３７４−９４ａに規定されている
従来の探針先端部（半径ｒ2＝３５μｍ以上２５０μｍ
以下の半球形状）の拡大側面図である。
従来の探針先端部（半径ｒ2＝３５μｍ以上２５０μｍ
以下の半球形状）の拡大側面図である。
【図８】ＡＳＴＭのＦ３７４−９４ａに規定されている
従来の探針先端部（半径ｒ3＝５０μｍ以上１２５μｍ
以下の平面形状）の拡大側面図である。
従来の探針先端部（半径ｒ3＝５０μｍ以上１２５μｍ
以下の平面形状）の拡大側面図である。
【図９】シリコン単結晶上に形成したシリコン単結晶薄
膜の抵抗率を四探針法で測定している状態を示す図であ
る。
膜の抵抗率を四探針法で測定している状態を示す図であ
る。
【符号の説明】 １０ ヘッド部 １１ 本体 １２ 上部ガイドプレート １３ 下部ガイドプレート １５ 板バネ １５Ａ 調整ネジ １５Ｂ 先端部 １６ ストッパー １７ リード線 １９ トップカバー ２０ シリコンエピタキシャルウェーハ ２１ 薄膜 ２１Ａ エピタキシャル層 ２２ シリコン単結晶基板 ３０ 探針 ３０Ｂ 先端部 ３１ 探針 ３１Ｂ 先端部 ３２ 探針 ３２Ｂ 先端部 ３３ 探針 ３３Ｂ 先端部 ３４ 探針 ３４Ｂ 先端部 Ｃ 同一直線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G011 AA03 AA15 AB01 AD01 AE03 AF06 2G028 AA04 BB11 BC02 CG02 DH03 FK01 HM08 HN11 KQ02 2G060 AD01 AE40 AF07 AG04 EA07 EB08 GA01 HA01 KA16 4M106 AA01 AA10 BA14 CA10 DH09 DH51
Claims (3)
- 【請求項１】 シリコン単結晶薄膜の抵抗率を四探針法
により測定する抵抗率測定方法において、４本の探針の
先端部が同一直線上で平坦になるまで予め摩耗させた探
針を用いて、シリコン単結晶薄膜の抵抗率を測定するこ
とを特徴とする抵抗率測定方法。 - 【請求項２】 前記探針は、抵抗率測定装置に取り付
け、シリコンウェーハに空打ちすることにより先端部を
予め摩耗させることを特徴とする請求項１記載の抵抗率
測定方法。 - 【請求項３】 前記探針は、一端に内角が４５°以上１
５０°以下の円錐形状を持つタングステン・カーバイト
の針であり、前記探針の先端部が半径３５μｍ以上１０
０μｍ以下の半球形状を有するときに、前記探針を抵抗
率測定装置に取り付け、抵抗率を測定できる状態でシリ
コンウェーハに１万回以上空打ちすることにより先端部
を予め摩耗させることを特徴とする請求項１記載の抵抗
率測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000087001A JP2001274211A (ja) | 2000-03-27 | 2000-03-27 | 抵抗率測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000087001A JP2001274211A (ja) | 2000-03-27 | 2000-03-27 | 抵抗率測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001274211A true JP2001274211A (ja) | 2001-10-05 |
Family
ID=18603089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000087001A Pending JP2001274211A (ja) | 2000-03-27 | 2000-03-27 | 抵抗率測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001274211A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005311009A (ja) * | 2004-04-21 | 2005-11-04 | Kokusai Electric Alhpa Co Ltd | 半導体ウェーハ抵抗率測定装置 |
| JP2006258774A (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Fujitsu Ltd | ４探針プローブヘッドおよび半導体特性の評価方法 |
| JP2010267956A (ja) * | 2009-04-15 | 2010-11-25 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 半導体基板の電気的特性の測定方法 |
| JP2013231624A (ja) * | 2012-04-27 | 2013-11-14 | Honda Motor Co Ltd | 半導体チップの通電検査装置 |
| CN104677953A (zh) * | 2015-02-27 | 2015-06-03 | 山西潞安太阳能科技有限责任公司 | 一种快速检测黑心片的方法 |
| CN106443188A (zh) * | 2016-11-09 | 2017-02-22 | 武汉新芯集成电路制造有限公司 | 一种电阻量测探头 |
| CN104280616B (zh) * | 2013-07-12 | 2017-03-22 | 苏州博昇科技有限公司 | 硅晶片电阻率测量装置及方法 |
| JP2020198383A (ja) * | 2019-06-04 | 2020-12-10 | 信越半導体株式会社 | 抵抗率測定装置の管理方法 |
-
2000
- 2000-03-27 JP JP2000087001A patent/JP2001274211A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US8610450B2 (en) | 2009-04-15 | 2013-12-17 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Method of measuring electrical characteristics of semiconductor wafer |
| JP2013231624A (ja) * | 2012-04-27 | 2013-11-14 | Honda Motor Co Ltd | 半導体チップの通電検査装置 |
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| JP2020198383A (ja) * | 2019-06-04 | 2020-12-10 | 信越半導体株式会社 | 抵抗率測定装置の管理方法 |
| JP7205391B2 (ja) | 2019-06-04 | 2023-01-17 | 信越半導体株式会社 | 抵抗率測定装置の管理方法 |
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