JP2010192694A

JP2010192694A - 半導体ウエハの測定装置及び半導体ウエハの測定方法

Info

Publication number: JP2010192694A
Application number: JP2009035646A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Sugano; 真弘菅野; 哲也 ▲高▼岡; Tetsuya Takaoka; Hideyo Koshimizu; 秀世小清水; Hisaaki Tominaga; 久昭冨永
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Semiconductor Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd; System Solutions Co Ltd
Priority date: 2009-02-18
Filing date: 2009-02-18
Publication date: 2010-09-02

Abstract

【課題】本発明は、半導体ウエハの測定装置及び半導体ウエハの測定方法を提供する。
【解決手段】本発明の半導体ウエハの測定装置１は、半導体ウエハＷを載置する測定ステージ２と、前記測定ステージ２の上面側から前記半導体ウエハＷと接触させるためのプローブ針３とを具備し、前記測定ステージ２の電極部分４の面積を１０〜１５０ｍｍ^２とし、半導体ウエハＷの面積に対する電極部分４の面積を小さくすることで、前記プローブ針３と測定ステージ２間に発生する浮遊容量を低減する。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体ウエハの電気的特性を測定するための半導体ウエハの測定装置及び半導体ウエハの測定方法に関する。

半導体ウエハの測定装置及び半導体ウエハの測定方法について、図面を参照しながら説明する。

一般的な半導体ウエハの測定装置１１の一例として、図４に示すように半導体ウエハＷの状態でその電気的特性を測定する際、ステージ全体を電極として使用できるように金属材料上にメッキ加工が施された測定ステージ１２と、前記測定ステージ１２上に載置させた半導体ウエハＷに接触可能なプローブ針１３とを用いて、半導体ウエハＷにプロービングを行い、電気的特性を測定していた。１４が前記測定ステージ１２に形成された電極部分である。

特開２００４−２７３９８５号公報

しかし、上述した構造の半導体ウエハの測定装置１１を用いて、半導体ウエハＷの容量測定を行う場合に、以下のような問題が発生した。すなわち、半導体ウエハＷに対してＤＣ測定を行う場合には問題なかったが、半導体ウエハＷの容量測定を行う場合、図５に示すように測定ステージ１２とプローブ針１３との間に多くの浮遊容量ＦＣが発生し、半導体ウエハ固有の容量値に付加されてしまい、正確な容量測定ができないという問題である。

そこで本発明は、上記課題を解決する半導体ウエハの測定装置及び半導体ウエハの測定方法を提供することを目的とする。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の半導体ウエハの測定装置は、半導体ウエハを載置する測定ステージと、前記測定ステージの上面側から前記半導体ウエハと接触させるためのプローブ針とを具備し、前記測定ステージの電極部分の面積が１０〜１５０ｍｍ^２であることを特徴とする。

また、前記電極部分以外の測定ステージ部分は絶縁処理されていることを特徴とする。

更に、本発明の半導体ウエハの測定方法は、測定ステージ上に半導体ウエハを載置した状態で、前記測定ステージの上面側から前記半導体ウエハにプローブ針を接触させて半導体ウエハの電気的特性を測定するものにおいて、前記測定ステージ電極の電極部分の面積を１０〜１５０ｍｍ^２とし、半導体ウエハの面積に対する電極部分の面積を小さくすることで、前記プローブ針と測定ステージ間に発生する浮遊容量を低減することを特徴とする。

本発明の半導体ウエハの測定装置を用いて、半導体ウエハの容量測定を行う場合、測定ステージとプローブ針との間への浮遊容量の発生を抑止でき、半導体ウエハ固有の容量測定の精度を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る半導体ウエハの測定装置の斜視図を示す。本発明の実施形態に係る半導体ウエハの測定装置の平面図を示す。本発明の実施形態に係る半導体ウエハの断面図を示す。従来技術に係る半導体ウエハの測定装置の斜視図を示す。従来の課題を説明するための半導体ウエハの測定装置の斜視図を示す。

１半導体ウエハの測定装置２測定ステージ３プローブ針４電極部分５絶縁部分Ｗ半導体ウエハＰ測定ポイントＦＣ浮遊容量

本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の一実施形態の半導体ウエハの測定装置を示す斜視図で、図２はその平面図である。

ここで、本発明の目的は、半導体ウエハ状態で、電気的特性測定を行う際に、測定ステージとプローブ針との間での浮遊容量の発生を抑止し、半導体ウエハ固有の容量測定の精度を向上させる半導体ウエハの測定装置を提供するものである。

本発明の半導体ウエハの測定装置１は、図１及び図２に示すように、半導体ウエハＷを載置する測定ステージ２と、前記測定ステージ２の上面側から前記半導体ウエハＷと接触させるためのプローブ針３とを有し、前記測定ステージ２の電極部分４の面積がおよそ１０〜１５０ｍｍ^２となるように構成されている。

すなわち、前記測定ステージ２は例えばＡｌから成る金属体の一部分にだけＡｕメッキが施された電極部分４が構成され、その他の大部分は、絶縁処理が施された絶縁部分５で、例えばガラス等で測定ステージ２上がカバーされている。

ここで、例えば、前記電極部分４の面積が１５ｍｍ^２であるとした場合、直径１３５ｍｍの半導体ウエハＷの面積がおよそ１４３０６ｍｍ^２として換算すると、電極部分４の面積は、半導体ウエハＷの面積のおよそ１／１０００である。なお、当然のことながら、更に径の大きい半導体ウエハＷを用いた場合には、半導体ウエハＷの面積に対する電極部分４の面積の割合は更に小さくなる。

このように本発明では、測定ステージ２上の電極部分４の面積を半導体ウエハＷの面積に比べて小さくすることで、電極部分４とプローブ針３との間で発生する浮遊容量ＦＣを従来構造の測定装置よりも少なくすることができる。

従って、本発明の半導体ウエハの測定装置１を用いて、半導体ウエハＷの容量測定を行う場合、測定ステージ２とプローブ針３との間での浮遊容量ＦＣの発生を抑止でき、半導体ウエハ固有の容量測定の精度を向上させることができる。

続いて、本発明の半導体ウエハの測定方法について説明する。

図３は本発明の一実施形態に用いられる半導体ウエハＷの断面構造を示すものであり、例えば、Ｎ型の半導体シリコン（およそ１０ｍΩ・ｃｍ）６上にＮ型領域７（およそ１０００Ω・ｃｍ）が形成されている。また、前記Ｎ型領域７上に例えば、ボロンイオンが１×１０の１９乗オーダーの注入条件でイオン注入されて成るＰ型領域８が形成され、前記半導体シリコン６の裏面にはＡｕメッキが施されたアンチモンから成る裏面電極９が形成された高速通信用途の（およそ０．０１ｐＦ〜数ｐＦの容量を有する）ダイオード素子が構成されている。

そして、上述したダイオード素子が複数構成された半導体ウエハＷが、図２に示すように、前記半導体ウエハの測定装置１の測定ステージ２上に載置され、図中に黒丸で示す各測定ポイントＰに対してプローブ針３を接触させてプロービング作業を行う。本実施形態では、前記半導体ウエハＷ上の５箇所が測定ポイントとなる。

このプロービング作業時において、図１を用いて説明したように、測定ステージ２とプローブ針３との間での浮遊容量の発生が抑止されるため、半導体ウエハＷ固有の容量測定を精度よく行うことができる。

Claims

半導体ウエハを載置する測定ステージと、
前記測定ステージの上面側から前記半導体ウエハと接触させるためのプローブ針とを具備し、
前記測定ステージの電極部分の面積が１０〜１５０ｍｍ^２であることを特徴とする半導体ウエハの測定装置。
前記電極部分以外の測定ステージ部分は絶縁処理されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウエハの測定装置。
測定ステージ上に半導体ウエハを載置した状態で、前記測定ステージの上面側から前記半導体ウエハにプローブ針を接触させて半導体ウエハの電気的特性を測定する半導体ウエハの測定方法において、
前記測定ステージ電極の電極部分の面積を１０〜１５０ｍｍ^２とすることで、前記プローブ針と測定ステージ間に発生する浮遊容量を低減することを特徴とする半導体ウエハの測定方法。