JPH04233469A - 測定電極 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、永久的な電気接点を対
象物と、好ましくは、半導体本体と、つくる装置に関し
、詳細には、そのような装置に用いられる測定電極に関
し、該電極は対象物の表面と該表面で開いている毛管を
介して接触する導電性液体により対象物と接触を行うも
のである。

【０００２】

【従来の技術】そのような測定電極は、米国特許第３，
９７５，６８１　号により公知である。

【０００３】超小型電子部品の製造での高集積化に対す
る永続的な要求の結果、作業工程がより難しく、より複
雑なものとなり、費用のかかる装置が必要とされている
。このことは、各作業サイクルの後、欠陥製品をより分
ける管理方法および装置を益々必要のものとしている。

【０００４】現在、材料の特性を測定するために広汎な
様々な方法が用いられていて、Ｘ線分光分析法、電子分
光分析法およびイオン分光分析法さらには光学分光分析
法や電気的方法がある（高高度集積度回路の技術　（Ｔ
ｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　Ｃｉｒｃｕｉｔｓ　Ｗｉｔ
ｈ　ａＶｅｒｙ　Ｈｉｇｈ　Ｄｅｇｒｅｅ　Ｉｎｔｅｇ
ｒａｔｉｏｎ）　、モスクワ、パブリッシング・ハウス
・ミール（ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ　ｈｏｕｓｅ　Ｍｉｒ
）　、１９８６年、第１巻、第　２４７−２５４　頁；
第２巻、第　２７１−３２７　頁）。しかしながら、こ
の目的に用いられる管理装置および方法は広範囲の必要
条件のすべてに合わなければならないので、上記のもの
のうちの幾つかが製造上使用できるだけである。とりわ
け、これらは、製品を損なってはならなく、また信頼で
き、安価であるべきである。

【０００５】したがって、製造では、限られた数の制御
方法と装置とが用いられるに過ぎず、それには、電子測
定を行うことに基づく方法、例えば表面抵抗率を測定す
る４プローブ法（ｆｏｕｒ−ｐｒｏｂｅ　−ｐｒｏｃｅ
ｓｓ　）、ドーピング濃度プロフィールを測定する電圧
−ファラド法（Ｖｏｌｔ−Ｆａｒａｄ　−ｐｒｏｃｅｓ
ｓ　）などがある（高高度集積度回路の技術、モスクワ
、パブリッシング・ハウス・ミール、１９８６年、第１
巻、第　２４７−２５４　頁）。接触表面に依存する電
気的な測定の結果として、接触表面の寸法およびその反
復再現性は、方法の正確性を特徴づける基本的なパラメ
ータの１つである。公知の装置は、半導体との電気的な
接触を形成するように半導体に押し付けられる金属製の
ピンを使用するか、または蒸着により金属的接触が形成
されるかである。しかしながら、ピン接触は、半導体の
表面を損傷する。さらには、この種の接点では幾つかの
特性が、ピンの摩滅と半導体の一定の表面粗さとに起因
して正確には計算できない。接点の蒸着は、非常に時間
のかかるものであり、しかも後で除去されねばならない
。

【０００６】上記の米国特許第３，９７５，６８１　号
から公知の電極は、剛性の電気絶縁性の材料製のチュー
ブおよび該チューブの一端に配置された、剛直でない、
好ましくは柔軟で電気絶縁性の毛管材料製の、球形キャ
ップからなっている。チューブとキャップの内部は、自
由電解液を取り上げる働きがある。

【０００７】この公知の電極は、チューブ内の液柱の上
方に低い圧力が存在するときのみ導電性液体の漏れが防
止できるので、取り扱いが難しい。この公知の電極の実
質的な不都合は、電極に圧力をかけることによってキャ
ップを変形させることがその機能にとっての前提条件で
あることから、反復再現性のある結果が得られないとい
う事実にある。しかしながら、上記の圧力は制御できな
いものであり、できたとしても大変な尽力によってのみ
制御できるものであろう。さらに、電極中の液体の柱の
高さおよび該液上方での圧力の変動は、漏れる液体に作
用している。

【０００８】さらに、上記の公知の電極は、試料上方の
直立位置でのみ使用できる。

【０００９】米国特許第３，７９４，９１２　号により
、電極により電気的測定を行う半導体本体と攻撃なしの
永久電気接点を形成する装置が公知であり、該電極は導
電性液体で満たされていて、半導体本体との永久的電気
接触をなしている。この装置は、誘電体ブロックを備え
、制御されるべき半導体本体が該誘電体ブロックの上面
に載置されている。誘電体ブロックは、半導体本体と接
触させられるべき接触表面に開いている１つまたはそれ
以上のダクトを含んでいる。電極を構成するこれらのダ
クトは、導電性液体で満たされていて、加圧下にある該
液体は、ダクトのオリフィスを介して半導体本体との接
触位置に達する。この装置では、水銀が、導電性液体と
して用いられている。水銀プローブは、信頼性をもって
はたらき、半導体の表面に機械的な損傷を生じさせない
が、実質的な不都合がなお存在する。水銀の使用は、自
然環境の理由から望ましくないばかりか、水銀原子によ
る半導体本体の容認できない汚染をもたらすことからも
望ましくない。

【００１０】さらに、この装置は、一般に、即ち導電性
液体を用いたときには、正確に画定された領域をもった
半導体本体との電気接触を形成できないという不都合を
有している。その理由は、半導体本体と半導体を上に載
置した誘電体ブロックとの間の空気ギャップが、このよ
うな装置の作業能力にとって欠くことのできない前提条
件であるからである。ダクトが導電性液体で満たされる
時に、このギャップを通じて誘電体ブロック内のダクト
から空気が除去される。半導体本体と誘電体ブロックと
が相互に密着していると、すなわち、それらの間にギャ
ップがないと、誘電体ブロックの開口から空気が除去さ
れず、電気接点を形成するように行われる誘電体ブロッ
クの開口中への導電性液体の透過作業が妨害される。

【００１１】しかしながら、誘電体ブロックと半導体本
体との間にギャップが存在すると、空気がダクト／電極
から出て行くのを許容しないばかりか、導電性液体の該
ギャップへの侵入を許容する。該侵入は、第１に、導電
性液体が、加圧気体により誘電体ブロックの開口に達す
るという事実と、第２に、ギャップ自体が毛管を構成し
ていて、半導体本体または誘電体ブロックの表面が導電
性液体により濡れたときに該チューブが液体を吸収する
という事実とにより刺激される。よって、接触領域が拡
散し、接触表面の寸法が制御不能に変化する。導電性液
体が、例えば水銀での場合のように、半導体本体の表面
も誘電体ブロックの表面も濡らさないと、気体供給圧力
の複雑な制御によりあらかじめ定めた接触表面を保つ可
能性があるだろうか。この結論は、該米国特許で述べら
れている唯一の導電性液体が水銀である事実によっても
確認される。導電性液体の表面張力が一定のままなら、
この場合、不断の連続的な接触表面が気体圧力によって
のみ保持され得るということに留意しなければならない
。このことは、単分子層の純度とほとんど全く同じ導電
性液体の表面の純度を必要とし、その理由は、異原子（
異分子）の一部ですら、すでに導電性液体の表面張力を
実質的に変え、接触表面の制御不能な変化をもたらすか
らである。かくて、例えば導電性液体が半導体本体の表
面を濡らすと（電解水溶液および親水性シリコンディス
クの場合のように）、あらかじめ定めた寸法の接触表面
を得ることが不可能である。したがってこの装置は、電
気的測定を行うために、正確にあらかじめ定めた接触表
面を必要とする機器では使用できない。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明の前にある課題
は、好ましくは半導体材料からなる対象物の電気的パラ
メーターを測定する装置を作ることであり、特にそのよ
うな装置のための測定電極を作ることであり、該電極は
導電性液体に外部の圧力なしで正確に定めた領域でもっ
て、電極と対象物との接触箇所が制御されることを保証
することであり、すなわち、自己調整制御システムを作
り出し、しかもそれを水銀なしで行うことを保証するこ
とである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明に従えば、この問
題は、電極本体全体を毛管材料で作製することにより解
決され、この毛管材料は、導電性液体により満たすこと
ができるものであり、そのとき導電性液体は電極本体内
の毛管材料の毛管力によってのみ電極本体内に保持され
るものである。

【００１４】言い方を変えるなら、実際的には、電極本
体全体が、毛管材料からなり、導電性液体が、毛管材料
内に実際的に独占的に入れられている。この点に関し、
導電性液体および毛管材料は、該液体が毛管材料と対象
物を濡らすように選択されねばならない。

【００１５】本発明に従う電極の形成および導電性液体
の対応する選択により、正確に定められた表面領域を有
する状態で、半導体本体との導電性液体の接触領域を得
ることを可能となる。このことは、導電性液体が電極材
料のすべての毛管に侵入し、電極の形状を取るから達成
される。よって、半導体本体と接触する電極の形状と幾
何学的寸法、特に電極の前面領域の形状と幾何学的寸法
があらかじめ定められると、接触領域も正確にあらかじ
め定めることができる。加えて、電極が、導電性液体に
より濡らすことのできる毛管材料製であると、半導体本
体の表面に液体を押し上げるのに加圧した気体を必要と
しない。なぜなら、これは、電極材料の毛管現象により
達成されるからであり、該毛管現象は、導電性液体を半
導体本体と接触している電極の前面領域に直接導く。も
う１つの積極的な効果として、液体が半導体本体の表面
を濡らしても、電極材料の毛管現象が半導体本体の表面
上で液体が拡散するのを防ぐ。濡らす液体が半導体本体
の表面上で拡散を開始した場合には、同時にからの毛管
が電極の反対の端に形成されることになる。電極のこの
端での毛管現象は、対応するように高い。この力は、半
導体本体と液体の濡れ力をバランスさせ、接触表面の連
続性を保証する。よって、これらの力が互いに相殺して
拡散が停止する。したがって、半導体本体と電極との間
で、メニスカスが形成され、メニスカスの寸法は、電極
の設計および他のパラメータにより決定される。この寸
法は、適当で反復可能な特性である。したがって、毛管
材料製の電極は、自己調整性であり、圧力の微調整を伴
う加圧気体の手段によるような追加の外部的な制御を必
要とせず、正確にあらかじめ定めた反復再現性の接触表
面でもって、導電性液体と半導体本体との間の接触を可
能とする。このことは、相互に濡れない導電性液体と半
導体本体とには適用しないばかりか、半導体本体を濡ら
す導電性液体にも適用しない。

【００１６】電極は、毛管材料から作られねばならず、
この毛管材料は、制御されるべき半導体材料および導電
性液体に関して化学的に中性であり、適用分野に応じて
幾つかの特別な要件に合致しなくてはならない。例えば
電極を超小型電子工業に用いる場合には、これは、銅、
アルカリ金属イオン、有機不純物などのような元素や化
合物を導電性液体に導入しないであろう。さらに、該材
料は、本発明に従う電極に用いられる導電性液体により
濡れ可能であらねばならなく、さもないと液体は毛管中
を移動できない。

【００１７】接触領域の寸法と形状は、試料の表面に接
する電極の領域によりもっぱら決定される。この理由か
ら、試料と接触する電極の表面は、好ましくは平坦であ
るべきである。その理由は、試験される試料の表面もた
いてい平坦であるからである。接触表面の反復再現性へ
のへりの影響（ｆｒｉｎｇｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ）を最少
限とするため、試料と接触する電極の表面は、輪郭のは
っきりした外形で線が鋭くあるべきである。

【００１８】接触表面の反復再現性は、毛管材料の剛性
の増加と共に良好となる。その理由は、この場合、電極
は、試料に押し付けられたとき最少限の変形となり電極
から漏れる導電性液体の量が、最少に保たれるからであ
る。試験される試料の表面輪郭が複雑となるときのみ、
少なくとも試料と接触する領域に弾性的な毛管材料を用
いることが望ましい。

【００１９】さらには、電極は、どのような配置でも、
例えば『逆さま』でも用いることができる。

【００２０】好ましくは、測定電極は、少なくとも多孔
質毛管材料製の接触端にあり、これにより、個々の毛管
が開放孔を介して相互に連通可能となる。というのは、
前記表面上での液体の均一な分布につながり装置の作業
能力の向上となるからである。例えば気泡が毛管に偶発
的に侵入すると、それは、電極の側部へ開放孔を通じて
押される可能性がある。そのようにならないと、気泡の
侵入は毛管中の導電性液体の移動および電気回路の遮断
をもたらすか、または気泡は接触領域に達し、接触表面
の変化を起こさせる。さらに、多孔質毛管材料の使用は
、所望の形状の電極の製造を可能とする。

【００２１】電極は、粉末材料例えば焼結した、または
圧縮した粉末、繊維材料またはフェルト材料、発泡材料
、つぶした毛管からなる材料などから作られていてよい
。ガラス、石英、フッ素プラスチック、ニトロセルロー
スまたはセルロースなどが電極材料として用いられる。

【００２２】測定電極をカプセルまたはブッシュに組み
込むと、導電性液体と、特に大気との相互作用が防止さ
れ得る。このことが必要とされるのは、例えば表面での
導電性液体の蒸発および導電性液体中への不純物の侵入
（これは後で半導体本体の表面に達する）を防ごうとす
るときである。

【００２３】カプセルは、導電性材料および誘電体材料
から作ることができる。カプセルは、また、導電性材料
で覆われた誘電体材料からなっていてもよく、あるいは
誘電体材料で覆われた導電性材料からなっていてもよい
。好ましい形式では、カプセルは、導電性材料からなる
か、または導電性材料で覆われた誘電体材料からなる。 その理由としては、この場合、カプセルにより導電性液
体との測定装置の外部導体の電気的接触を可能とするか
らである。外部導体は、カプセルの導電性材料に接続さ
れていて、これがさらに導電性液体に接続されている。

【００２４】カプセルの材料は、損傷を与えず汚染する
ことのない接点およびより長い有効寿命を得るために、
半導体本体の材料および導電性液体に関して化学的に中
性であらねばならない。

【００２５】カプセルの材料は、成分（装置の適用のそ
れぞれの分野で禁じられている）を導電性液体中に導入
し得ない。そのような成分には、マイクロエレクトロニ
クスでは、銅、アルカリ金属および重金属のイオンおよ
び有機不純物がある。

【００２６】カプセルは、剛性の材料または柔軟な材料
から作ることができ、あるいはこれら両方の材料から構
成されてもよい。剛性の材料を用いることによって、電
極の形状がカプセルの形状によりあらかじめ定められる
ような場合のように、電極に求められる必要な機械的な
特性が少なくなる。一方、カプセル全体またはその構成
部分に対し柔軟な材料を用いることにより、電極を半導
体本体に対して柔軟に押しつけることができる。

【００２７】好ましくは、電極は、半導体本体との接触
領域でカプセルから突出する。このことは、半導体本体
とのカプセルの接触を防ぐことができる。かかる接触は
もし起これば接触表面の変形につながるか、または半導
体本体の表面を汚染することになるか、機械的に損傷す
ることになるものである。

【００２８】異なる複数の毛管材料からなる電極が好ま
しく、例えば電極の一部は一定の機械的特性をもった多
孔質材料からなり、一方、他の部分は、異なる特性の材
料からなっている。有用な設計では、半導体本体と直接
接触する電極の一部は、弾性材料からなり、他の部分が
剛性の材料からなるので、接触領域の電極の材料は、半
導体本体の表面の輪郭を取り得る。

【００２９】電極は半導体本体の頂部（上）に配置する
ことができる。このような配置は、例えば研磨機に接着
されたシリコンディスクについて測定を行う必要がある
場合、その使用条件のために必要になることがあろう。

【００３０】本発明の測定電極を使用する測定装置は、
電極が下から半導体本体に接するように設計されるのが
好ましい。というのは、この場合、液体が半導体本体表
面上で拡散するのも防ぎ、接触領域の反復再現性を向上
させるという積極的作用があるからである。

【００３１】本発明の装置は複数の電極を有してもよい
。このような形態は、半導体本体のいくつかの部分で測
定を行わなければならないことがしばしばあり、そのた
めには複数の電極を使用するのがより便利であるので、
有利である。電極を１つしか使用しないと、電極または
ディスクを移動させる要素を装置に追加しなければなら
なくなる。

【００３２】１つまたはそれ以上の電極を含むブロック
を用いることによって、半導体本体に関連する１つの電
極または相互に関連する複数の電極が所望の位置に配置
できる。特に、複数の電極が用いられる場合には、装置
は、すべての電極が半導体本体と同時に接触することを
確実にしなくてはならない。

【００３３】２つ以上の電極が用いられる場合には、電
極の間の電気的絶縁を保証するように、ブロックは誘電
体材料からなることが好ましい。例えば１つだけの電極
が用いられる場合には、導電性材料を用いることができ
る。

【００３４】好ましい実施例は、半導体本体に対して電
極を押し付ける柔軟で弾力的な材料からなる要素を含む
。このことは、複数の電極が用いられる場合には、すべ
ての電極を同時に半導体本体に対して押し付けるために
必要とされる。特に、この要素は、カプセルの構成部分
であってもよい。半導体本体に対する弾性的押し付けは
押し付け力の調節をも可能とする。

【００３５】本発明の装置は、電極に供給される導電性
液体のための容器を含み、該電極は、該容器中の導電性
液体と接触している。このことは、電極を２回以上半導
体本体と接触させる場合に必要であり、その理由は、こ
れらの『接触』のたび毎に、導電性液体の一部が半導体
本体に付着し、電極中の液体の減少をもたらすことがあ
るからである。電極は、電極の多孔質材料中の毛管力に
より容器から導電性液体の自動的な供給を受ける。濡れ
性のある流体が用いられると、電極は、液体の連続的な
供給を防ぐように、測定の間容器から引き上げられなけ
ればならないこともある。

【００３６】複数の電極が用いられる場合には、各電極
が個別の容器からの供給を受けるか、またはすべての電
極が共通の容器からの供給を受ける。後者の場合、測定
の間、容器との全電極の接触を中断し、全電極を相互に
対して絶縁し、接触表面の反復再現性を向上させること
も有用である。

【００３７】複数の電極を用いたとき、半導体本体と接
触している電極の前面領域は同じ寸法であるので、測定
結果の評価を簡素化する。このことは、電極表面が同じ
寸法である場合にのみ生じ得る測定可能な変数の統計的
特性曲線を調べるのにも必要とされる。

【００３８】全電極が半導体本体と接触している前面領
域を有しており、これらは、一定の仕事を解決するため
、接触表面に比例する測定データと接触表面に比例しな
い測定データとの間の区別する必要がある場合には、同
じ寸法である。

【００３９】

【実施例】図面は、本発明に従う測定電極および本発明
に従う測定装置の例を示すものである。

【００４０】図１は、半導体本体の表面の下に位置し、
そして測定装置８に接続された毛管材料からなる測定電
極１を有する測定装置を示している。

【００４１】毛管材料は、導電性液体で濡れ得るもので
ある。この場合、導電性液体は、毛管作用で電極１の毛
管により吸収され、電極１の容積を完全に満たしている
。したがって、液体材料（導電性液体）は、電極１の形
状をあらかじめ定めることにより所望の形状を与えられ
ることができる。半導体本体２との電極１の接触領域で
、電気接点が、導電性液体と半導体本体２との間に形成
される。電極１と半導体本体２との間の接触領域の形状
と寸法をあらかじめ定めることにより、該半導体本体２
との電気接触の所望の形状と寸法とを得ることができる
。

【００４２】電極１は、半導体本体２の頂部に配置させ
ることもできる（図２）。このような配置は、例えばバ
フ盤に接着されたシリコンディスクについて測定を行わ
なければならないような場合には、使用条件のために必
要となることがある。電極１は、一方の側で半導体本体
２と接触させることができる。しかしながら、引力の有
利な効果が導電性液体の半導体本体２での拡散を減少さ
せるから、好ましい実施例では、電極１は、該本体の下
側で半導体本体２と接触する（図１）。その理由は、引
力および毛管力が、液体の拡散を起こす力の反対方向に
働くからである。

【００４３】ある仕事を解決するためには、本発明の装
置は、複数の電極１を含んでいる（図３）。例えばシリ
コンディスクのパラメータが制御されるとき、測定は、
５、９、１７またはそれ以上の部分で行われる。更に多
くの接点を用いる方法が公知である。半導体本体２の複
数の部分で１個の電極１を用いて測定を行うことができ
るが、その方法は、追加の移動装置を必要とし、より多
くの時間を消費する。

【００４４】装置が１つだけの電極１を含んでなるなら
、電気測定を行うのに少なくとも２つの電気接点が必要
であったが、半導体本体２との追加の接点要素例えばピ
ン接点が必要であった。いくつかの仕事は、２つの電極
を接点として用いてうまく解決できる。複数の電極を用
いるなら、該電極は、半導体本体の上（図３ａ）、下（
図３ｂ）または両側に配置されてもよい。電極はまたこ
の半導体本体２の一方の側または両方の側に位置させる
ことができる。

【００４５】電極１をカプセル３内に納めることも有用
である（図４）。

【００４６】カプセル３は、剛性の材料または柔軟な材
料から作られることができ、あるいはこれら両方の材料
からつくられてもよい。剛性の材料を用いると、電極１
の形状をカプセル３の形状によりあらかじめ定める場合
のように、電極１に必要な機械的特性が減少する。一方
、柔軟な材料を全体的なカプセル３またはその構成部分
に用いることにより、電極１を、半導体本体２に柔軟に
押し付けることができる。

【００４７】好ましくは、電極１は、半導体本体２との
接触領域でカプセル３から突出している（図４）。これ
は半導体本体２とのカプセル３の接触を防ぐことができ
るからである。

【００４８】１つまたはそれ以上の電極１を含んでなる
ブロック４を用いることにより（図５）、半導体本体２
に関連した１つの電極１または相互に関連した複数の電
極１を所望の位置に配置させることができる。特に、複
数の電極１を用いる場合には、該装置は、すべての電極
１を、半導体本体２と同時に接触することを確保しなく
てはならない。

【００４９】２個以上の電極が用いられる場合には、好
ましくは、ブロック４は、誘電体材料からなっていて、
電極１間の電気的絶縁を保証する。例えばただ１つの電
極が用いられる場合には、導電性材料をブロック４に用
いることができる。

【００５０】図６および図７は、半導体本体２に対し、
電極１を押し付ける柔軟で弾力的な材料例えばばねを含
んでなる要素５を含んでいる装置を示している。これは
、複数の電極１を用いたとき同時的な接触を確保する。 この要素３は、特に、カプセル３の構成部分であっても
よい。

【００５１】図９は、異なる複数の材料からなる電極１
を示している。すなわち、電極の一部分は、例えばある
機械的特性を有する多孔質材料からなり、他の部分が、
異なる特性を有する材料からなる電極１を示している。 有用な設計では、半導体本体２と直接接触している電極
の一部分７は、弾力的な材料からなり、他の部分が剛性
の材料からなっているので、接触領域での電極１の材料
は、半導体本体２の表面の輪郭を取り得る。

【００５２】図８は、電極１に供給される導電性液体の
ための容器６を含む装置を示していて、該電極１は、容
器６中の導電性液体と接触している。このことは、電極
１が２回以上の測定に使用されるとき必要であり、その
理由は電極１と半導体本体２との間の『接触』のたび毎
に、導電性液体の一部分が半導体本体２に付着する可能
性があり、その結果電極１の液体の減少をもたらすから
である。導電性液体と電極１との間の接触を中断するこ
とが有用であり、その理由は、このことが、半導体本体
の表面の液体の拡散を防ぐ毛管力を作り出すからである
。電極１は、電極１の毛管材料中の該毛管力により容器
６から導電性液体の自動的な供給を受ける。

【００５３】電極と容器との間の接続は、半導体本体２
に対する電極の配置により保たれる。電極は、該本体の
上または下または側部に位置させることができる。

【００５４】複数の電極１を用いた場合、各電極１が、
個々の容器６からの供給を受けるか、またはすべての電
極１が、共通の容器６から供給を受ける。後者の場合、
測定の間容器６との電極１の接触を中断し、電極１を相
互に対して絶縁し、接触表面の反復再現性を向上させる
ことも有用である。

【００５５】複数の電極１を用いたとき、半導体本体２
と接触している電極の前面の面積は測定結果の評価を簡
単にするように同じ寸法である（図１０）。このことは
、電極表面が同じ寸法の場合にのみ生じ得る測定可能な
変数の統計的な特性曲線を調べるのにも必要である。

【００５６】電極１は半導体本体２と接触する前面領域
を有するが、これらの寸法は、ある仕事を解決するため
、接触表面に比例する測定データと接触表面に比例しな
い測定データとの間での区別が必要な場合には、同じ寸
法である（図１１）。

【００５７】電解液が、導電性液体として使用できる。 電解質は、化合物からなるかまたは化合物の溶液からな
ることが有用であり、これらは、半導体本体または電極
もしくはカプセルの材料を汚染もしくは損傷し得る成分
を含むものではなく、例えばＨＦ，　ＮＨ４　ＯＨなど
の水溶液である。電解質の選択は、本発明に従う装置の
用途の個々の分野に依存する。水が好ましく使用され、
その理由は、水は、マイクロエレクトロニクスで一般的
な材料であり、また自然環境上無害であるからである。

【００５８】個々の仕事に依存して、本発明の装置を測
定装置に接続する幾つかの可能性がある。図１２は、１
つまたはそれ以上の電極１が１つの導体に接続され、他
の電極１が他の導体に接続されている設計を示している
。 電極１は、同時に導体に接続してもよくあるいは順次に
接続することもできる（図１３）。電極は、同時に接続
してより大きな接触表面を達成させ、そして独立した測
定をディスクの異なる部分で行う場合には順次接続する
。

【００５９】図１４は、シリコンと導電性液体との間の
境界での電圧−容量曲線（ｖｏｌｔａｇｅ　−ｃａｐａ
ｃｉｔｙ　ｃｕｒｖｅｓ　）の測定結果を示す。水を導
電性液体として用いた。導電性液体とシリコンとの間の
接触は、親水性多孔質毛管材料からなる半導体２と直接
接触している部分と焼結石英粉末からなる他の部分との
２つの部分からなる電極１により行った。行った試験は
、半導体本体との導電性液体の接触表面の高い反復再現
性（１％よりも悪くはない）を示した。

【００６０】

【発明の効果】本発明によれば、正確に定められた表面
領域からなる、半導体本体との導電性液体の接触領域を
達成することができる。電極が導電性液体により濡らす
ことのできる毛管材料製であると、半導体本体の表面へ
の液体の押し上げは電極材料の毛管現象により達成され
るので加圧気体は不要である。また、本発明によれば、
導電性液体が半導体本体の表面を濡らしはしても、電極
材料の毛管現象が半導体本体の表面上での該液体の拡散
を防ぐ効果がある。濡れ性のある液体が半導体本体の表
面上で拡散を開始しても、電極の反対の端で生じる毛管
空部で同時に対抗する毛管力が働き、半導体本体と液体
の濡れ力をバランスさせ、接触表面の連続性を保証する
とともに相互に力を相殺して拡散を停止する。こうして
、毛管材料製の電極は、自己調整性であり、正確にあら
かじめ定めた反復再現性の接触表面でもって、導電性液
体と半導体本体との間の接触を可能とする。本発明の装
置は取り扱いが容易であり、正確で反復可能な測定を可
能にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】半導体本体と接触している多孔質毛管材料から
なる電極を示す。

【図２】半導体本体の頂部に配置した電極を示す。

【図３】複数の電極を有する装置を示し、該電極は半導
体本体の上（図３ａ）、下（図３ｂ）、または両側に配
置してある。

【図４】カプセル中の電極を示す。

【図５】ブロックの手段により固定された、カプセル中
の複数の電極を示す。

【図６】第１の弾力形式を示す。

【図７】第２の弾力形式を示す。

【図８】導電性液体で満たされた容器と接触している電
極を示す。

【図９】２つの部分からなる電極を示す。

【図１０】同じ寸法の前面領域を有する電極を示す。

【図１１】異なる寸法の前面領域を有する電極を示す。

【図１２】電極を測定装置に接続する第１の形式を示す
。

【図１３】電極を測定装置に接続する第２の形式を示す
。

【図１４】本発明に従う電極により測定された電圧−容
量（ファラド）特性曲線を示す。

【符号の説明】

１　　　　測定電極 ２　　　　半導体本体 ３　　　　カプセル ４　　　　ブロック

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　導電性液体により対象物、特に半導体
   本体（２）　と電気的接点を形成する測定電極（１）　
   であって、該液体が毛管材料からなる毛管を介して前記
   対象物の表面と接触するものであり、該毛管が該表面で
   開いている測定電極（１）　において、電極本体全体が
   毛管材料からなり、該材料は導電性液体により満たされ
   ることができ、導電性液体は電極本体に保持され、かつ
   該毛管材料の毛管力によってのみ前記表面へと供給され
   るものであることを特徴とする測定電極（１）　。
2. 【請求項２】　　該電極（１）　が、少なくとも前記対
   象物と接触する端部において、開放孔を有する毛管材料
   からなることを特徴とする請求項１の測定電極。
3. 【請求項３】　　該電極（１）　が、粉末材料、繊維材
   料、フェルト材料または発泡材料からなることを特徴と
   する請求項１または２の測定電極。
4. 【請求項４】　　導電性液体により濡れ得る材料が、ガ
   ラス、石英、フッ素プラスチック、ニトロセルロースま
   たはセルロースからなることを特徴とする請求項１の測
   定電極。
5. 【請求項５】　　該電極（１）　が、カプセル（３）　
   中に位置していることを特徴とする請求項１〜４のうち
   の１項に記載の測定装置。
6. 【請求項６】　　カプセル（３）　が導電性材料からな
   ることを特徴とする請求項５の測定電極。
7. 【請求項７】　　カプセル（３）　の導電性液体が、内
   面および／または外面において誘電体層で被覆されてい
   ることを特徴とする請求項６の測定電極。
8. 【請求項８】　　該カプセルが誘電体材料からなること
   を特徴とする請求項５の測定電極。
9. 【請求項９】　　カプセル（３）　の該導電材料が、内
   面および／または外面において導電性液体で覆われてい
   ることを特徴とする請求項８の測定電極。
10. 【請求項１０】　　該電極（１）　が、該カプセル（３
    ）　から接触領域で突出していることを特徴とする請求
    項５の測定電極。
11. 【請求項１１】　　該電極が複数の異なる毛管材料から
    なることを特徴とする上記請求項１〜１０のいずれか１
    項の測定電極。
12. 【請求項１２】　　前記導電性液体が電解液好ましくは
    水からなることを特徴とする上記請求項１〜１１のいず
    れか１項の測定電極。