JPH0545389A - 薄膜の電気抵抗測定法 - Google Patents
薄膜の電気抵抗測定法Info
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- JPH0545389A JPH0545389A JP20798191A JP20798191A JPH0545389A JP H0545389 A JPH0545389 A JP H0545389A JP 20798191 A JP20798191 A JP 20798191A JP 20798191 A JP20798191 A JP 20798191A JP H0545389 A JPH0545389 A JP H0545389A
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- Japan
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- thin film
- electric resistance
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 薄膜の触針式電気抵抗測定において、簡便か
つ高精度な電気抵抗値測定方法を提供する。 【構成】 薄膜の触針式電気抵抗測定法において、電極
間距離が異なる少なくとも２組の電極系によって測定さ
れた検出電圧と通電電流値から薄膜の電気抵抗値を自動
的に算出することを特徴とする薄膜の電気抵抗測定方
法。 【効果】 上記の構成を適用することにより、試料毎に
試料の厚さを計測する手間が省けて、さらに試料の厚さ
を計測する際の計測誤差に影響されずに、また低周波交
流を用いることによって電極表面の分極による測定誤差
を防ぐことができて、簡便かつ高精度な薄膜の電気抵抗
測定が実現できる。
つ高精度な電気抵抗値測定方法を提供する。 【構成】 薄膜の触針式電気抵抗測定法において、電極
間距離が異なる少なくとも２組の電極系によって測定さ
れた検出電圧と通電電流値から薄膜の電気抵抗値を自動
的に算出することを特徴とする薄膜の電気抵抗測定方
法。 【効果】 上記の構成を適用することにより、試料毎に
試料の厚さを計測する手間が省けて、さらに試料の厚さ
を計測する際の計測誤差に影響されずに、また低周波交
流を用いることによって電極表面の分極による測定誤差
を防ぐことができて、簡便かつ高精度な薄膜の電気抵抗
測定が実現できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、各種導電体薄膜、例え
ば光ディスク基板表面にコーティングした樹脂コート層
の抵抗率、表面抵抗等の電気抵抗値を精度よく、迅速に
測定する方法を提供するものである。
ば光ディスク基板表面にコーティングした樹脂コート層
の抵抗率、表面抵抗等の電気抵抗値を精度よく、迅速に
測定する方法を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】触針式電気抵抗測定法としては、主にシ
リコンウエハ等半導体の電気検査方法として、例えば文
献”Measurement of Sheet Resistivities with the Fo
ur-Point Probe By F.M.SMITS, THE BELL SYSTEM TECHN
ICAL JOURNAL, MAY 1958P.711〜718"で紹介された測定
法であって、第２図に示したように、試料に対して直線
上に等間隔で四探針を配して、この四探針の外側二個を
通電電極４、内側二個を検出電極５として、通電電極よ
り試料内に定電流１５を通電して検出電極より電圧１７
を検出することによって試料の抵抗率を求める四探針式
電気抵抗測定法が従来から行われている。しかしなが
ら、本方法では検出電圧が、試料の抵抗率のみならず試
料の厚みによっても変化するので、試料の厚さを計測し
て抵抗率を算出する必要があり、特に試料が厚さ数μｍ
以下の薄膜材料の場合、高精度な測定器を用いた厚さ計
測が必要となる。このため、本方法を用いて薄膜材料の
抵抗率を測定する場合、試料の厚さ計測において、非経
済的、非能率的であり、さらに厚さ計測の精度に起因し
て高精度測定が実現できないのが現状であった。そのう
え、測定器の簡便さから通電電流には、直流を用いるの
が常であったが、通電電極表面における分極による検出
電圧の電圧降下によって測定誤差を引き起こすのが現状
であった。
リコンウエハ等半導体の電気検査方法として、例えば文
献”Measurement of Sheet Resistivities with the Fo
ur-Point Probe By F.M.SMITS, THE BELL SYSTEM TECHN
ICAL JOURNAL, MAY 1958P.711〜718"で紹介された測定
法であって、第２図に示したように、試料に対して直線
上に等間隔で四探針を配して、この四探針の外側二個を
通電電極４、内側二個を検出電極５として、通電電極よ
り試料内に定電流１５を通電して検出電極より電圧１７
を検出することによって試料の抵抗率を求める四探針式
電気抵抗測定法が従来から行われている。しかしなが
ら、本方法では検出電圧が、試料の抵抗率のみならず試
料の厚みによっても変化するので、試料の厚さを計測し
て抵抗率を算出する必要があり、特に試料が厚さ数μｍ
以下の薄膜材料の場合、高精度な測定器を用いた厚さ計
測が必要となる。このため、本方法を用いて薄膜材料の
抵抗率を測定する場合、試料の厚さ計測において、非経
済的、非能率的であり、さらに厚さ計測の精度に起因し
て高精度測定が実現できないのが現状であった。そのう
え、測定器の簡便さから通電電流には、直流を用いるの
が常であったが、通電電極表面における分極による検出
電圧の電圧降下によって測定誤差を引き起こすのが現状
であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、上記従来技術で述べた薄膜材料の触針式電
気抵抗測定方法において、試料の厚さを計測する手間を
省いて、簡便に、かつ高精度に薄膜材料の電気抵抗値を
計測することができる触針式電気抵抗測定方法を提供す
ることにある。
する課題は、上記従来技術で述べた薄膜材料の触針式電
気抵抗測定方法において、試料の厚さを計測する手間を
省いて、簡便に、かつ高精度に薄膜材料の電気抵抗値を
計測することができる触針式電気抵抗測定方法を提供す
ることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、薄膜の触針式電気抵抗測定法において、電
極間距離が異なる少なくとも２組の電極系によって測定
された検出電圧と通電電流値から薄膜の電気抵抗値を自
動的に算出することを特徴とする薄膜の電気抵抗測定方
法を提供する。
するために、薄膜の触針式電気抵抗測定法において、電
極間距離が異なる少なくとも２組の電極系によって測定
された検出電圧と通電電流値から薄膜の電気抵抗値を自
動的に算出することを特徴とする薄膜の電気抵抗測定方
法を提供する。
【０００５】即ち、本発明は、四探針式電気抵抗測定法
において、通電電流値、検出電圧値が既知の場合、試料
の抵抗率が試料の厚さおよび電極間距離によって一意的
に決まることに着目して、電極間距離の異なる電極系を
少なくとも二組以上用いて、各々に四探針式電気抵抗測
定法を適用することによって、連立方程式を解くことに
より、試料の厚さが未知でも試料の抵抗率を簡便に、か
つ高精度に算出することができることを特徴とする。さ
らに、通電電流として低周波交流を用いて、通電電極表
面における分極による測定誤差を防ぐことを特徴とす
る。
において、通電電流値、検出電圧値が既知の場合、試料
の抵抗率が試料の厚さおよび電極間距離によって一意的
に決まることに着目して、電極間距離の異なる電極系を
少なくとも二組以上用いて、各々に四探針式電気抵抗測
定法を適用することによって、連立方程式を解くことに
より、試料の厚さが未知でも試料の抵抗率を簡便に、か
つ高精度に算出することができることを特徴とする。さ
らに、通電電流として低周波交流を用いて、通電電極表
面における分極による測定誤差を防ぐことを特徴とす
る。
【０００６】
【作用】本発明における触針式電気抵抗測定法において
は、次のごとく作用する。直線上に配した四探針を試料
に接触させて、外側の二探針を通電電極として、低周波
の交流定電流を試料に通電して、内側の二探針を検出電
極として、電圧を測定して、さらに検出電極の電極間隔
を変えた四探針電極系において、検出電極で電圧を測定
して、双方の電極系から得られる検出電圧と検出電極の
電極間隔より、試料の抵抗率と試料の厚さの関係式が二
組得られて、この関係式より試料の厚さを消去すること
によって、試料の厚さを計測しなくても、また通電電極
表面における分極による測定誤差を生じることなく試料
の抵抗率を簡便に、かつ高精度に算出することができ
た。
は、次のごとく作用する。直線上に配した四探針を試料
に接触させて、外側の二探針を通電電極として、低周波
の交流定電流を試料に通電して、内側の二探針を検出電
極として、電圧を測定して、さらに検出電極の電極間隔
を変えた四探針電極系において、検出電極で電圧を測定
して、双方の電極系から得られる検出電圧と検出電極の
電極間隔より、試料の抵抗率と試料の厚さの関係式が二
組得られて、この関係式より試料の厚さを消去すること
によって、試料の厚さを計測しなくても、また通電電極
表面における分極による測定誤差を生じることなく試料
の抵抗率を簡便に、かつ高精度に算出することができ
た。
【０００７】本発明の作用は次のように定式化される。
四探針式電気抵抗測定法において、通電電流値をＩ、通
電電極間隔をｌ、電極系１の検出電極間隔をｓ1、検出
電圧をＶ1、電極系２の検出電極間隔を ｓ2、検出電圧
を Ｖ2、試料の厚さをｔ、試料の抵抗率をρとすると、
電気映像法を用いて次式を得る。
四探針式電気抵抗測定法において、通電電流値をＩ、通
電電極間隔をｌ、電極系１の検出電極間隔をｓ1、検出
電圧をＶ1、電極系２の検出電極間隔を ｓ2、検出電圧
を Ｖ2、試料の厚さをｔ、試料の抵抗率をρとすると、
電気映像法を用いて次式を得る。
【０００８】電極系１に関する関係式は、
【０００９】
【数１】
【００１０】で表わされ、電極系２に関する関係式は、
【００１１】
【数２】
【００１２】で表わされる。
【００１３】上記式（１）及び式（２）において、
ｓ1、ｓ2及びｌの値は既知であり、 Ｖ1、 Ｖ2及びＩを
計測することにより、ρとｔの関係式が２組得られて、
試料の厚さｔを消去することによって、試料の抵抗率を
得ることができる。
ｓ1、ｓ2及びｌの値は既知であり、 Ｖ1、 Ｖ2及びＩを
計測することにより、ρとｔの関係式が２組得られて、
試料の厚さｔを消去することによって、試料の抵抗率を
得ることができる。
【００１４】
【実施例】以下、実施例を示しながら具体的説明を行な
う。
う。
【００１５】第１図は、本発明の一実施例を示す構成図
であり、１は交流定電流源、２は電流値検出用シャント
抵抗、３は薄膜試料、４は通電電極、５は電極系１にお
ける検出電極、６は電極系２における検出電極、７、８
及び９は絶縁増幅器、１０、１１及び１２は、交流直流
変換器（実効値検出器）、１３はアナログディジタル変
換器、１４は演算装置である。
であり、１は交流定電流源、２は電流値検出用シャント
抵抗、３は薄膜試料、４は通電電極、５は電極系１にお
ける検出電極、６は電極系２における検出電極、７、８
及び９は絶縁増幅器、１０、１１及び１２は、交流直流
変換器（実効値検出器）、１３はアナログディジタル変
換器、１４は演算装置である。
【００１６】測定に使用した試料は、光磁気記録媒体の
ハードコート材料として用いられる大日本インキ化学工
業株式会社製「ＥＸ−７０４」を厚さ約２μｍの薄膜状
にしてポリカーボネート製基板上に塗布したものを使用
した。
ハードコート材料として用いられる大日本インキ化学工
業株式会社製「ＥＸ−７０４」を厚さ約２μｍの薄膜状
にしてポリカーボネート製基板上に塗布したものを使用
した。
【００１７】第１図の動作について説明すると、交流定
電流源１より３０Ｈｚ、１０ｍＡの電流を通電電極４を
通じて試料３に通電して、電極系１では検出電極５か
ら、電極系２では検出電極６から電圧を検出した。通電
周波数は、迷走電流を避けるため５０Ｈｚ、６０Ｈｚを
避けて、また表層電流を避けるため高周波を避けて選択
した。電極は接触抵抗を一定に保つため、横尾製作所製
スプリング式コンタクトプローブを一定荷重で押し当て
て使用した。通電電流値は、１００Ω、１００Ｗの無誘
導型シャント抵抗１２によって電圧値で変換されて、検
出電極５、６より検出される検出電圧値と共に絶縁増幅
器７、８、９、交流直流変換器１０、１１、１２を介し
てアナログディジタル変換器１３でサンプリングされ
て、演算装置１４で処理される。
電流源１より３０Ｈｚ、１０ｍＡの電流を通電電極４を
通じて試料３に通電して、電極系１では検出電極５か
ら、電極系２では検出電極６から電圧を検出した。通電
周波数は、迷走電流を避けるため５０Ｈｚ、６０Ｈｚを
避けて、また表層電流を避けるため高周波を避けて選択
した。電極は接触抵抗を一定に保つため、横尾製作所製
スプリング式コンタクトプローブを一定荷重で押し当て
て使用した。通電電流値は、１００Ω、１００Ｗの無誘
導型シャント抵抗１２によって電圧値で変換されて、検
出電極５、６より検出される検出電圧値と共に絶縁増幅
器７、８、９、交流直流変換器１０、１１、１２を介し
てアナログディジタル変換器１３でサンプリングされ
て、演算装置１４で処理される。
【００１８】演算装置１４において、電極間距離ｓ1、
Ｓ2、ｌ、電流値Ｉ、電圧値Ｖ1、Ｖ2を上記式（１）及
び式（２）に代入した後、試料の抵抗率ρ、試料の厚さ
ｔの関係式となった式（１）及び式（２）からｔを消去
して、ρ＝５．４０±０．０１Ωcmを得た。
Ｓ2、ｌ、電流値Ｉ、電圧値Ｖ1、Ｖ2を上記式（１）及
び式（２）に代入した後、試料の抵抗率ρ、試料の厚さ
ｔの関係式となった式（１）及び式（２）からｔを消去
して、ρ＝５．４０±０．０１Ωcmを得た。
【００１９】本発明による測定誤差は、電圧値の変換に
よる量子化誤差を含めて０．５％以内に抑えることがで
き、比較例として第２図に示した従来型の四探針式電気
抵抗測定法によると薄膜の厚さ測定も含まれるため測定
精度は１％以上となるのが現状であるが、本発明の測定
方法によれば、試料の厚さを測定する手間を省けるばか
りでなく、高精度に試料の抵抗率を測定することができ
た。
よる量子化誤差を含めて０．５％以内に抑えることがで
き、比較例として第２図に示した従来型の四探針式電気
抵抗測定法によると薄膜の厚さ測定も含まれるため測定
精度は１％以上となるのが現状であるが、本発明の測定
方法によれば、試料の厚さを測定する手間を省けるばか
りでなく、高精度に試料の抵抗率を測定することができ
た。
【００２０】また、本発明は、二探針式電気抵抗測定法
にも適用することができ、第３図に示したように、通電
電極と検出電極を共通に持って、少なくとも二組以上の
電極系を持つことによって、第１図で示した方法と同じ
要領で試料の抵抗率を測定することができる。
にも適用することができ、第３図に示したように、通電
電極と検出電極を共通に持って、少なくとも二組以上の
電極系を持つことによって、第１図で示した方法と同じ
要領で試料の抵抗率を測定することができる。
【００２１】さらに、ここでは、抵抗率測定について述
べたが、そのほかに表面抵抗値等物質固有の電気抵抗値
についても、同様に測定することができる。
べたが、そのほかに表面抵抗値等物質固有の電気抵抗値
についても、同様に測定することができる。
【００２２】
【発明の効果】以上、申し述べたように、従来の触針式
電気抵抗測定法においては、試料の電気抵抗値を測定す
る際に、試料毎に試料の厚さを測定する必要があった
が、本発明の電気抵抗測定法によれば、電極系を少なく
とも二組以上持つことによって、電極表面の分曲を起こ
すことなく、試料の電気抵抗値を簡便に、且つ高精度に
測定することができる。
電気抵抗測定法においては、試料の電気抵抗値を測定す
る際に、試料毎に試料の厚さを測定する必要があった
が、本発明の電気抵抗測定法によれば、電極系を少なく
とも二組以上持つことによって、電極表面の分曲を起こ
すことなく、試料の電気抵抗値を簡便に、且つ高精度に
測定することができる。
【図１】本発明の実施例に示した薄膜の四探針式電気抵
抗測定方法の構成図である。
抗測定方法の構成図である。
【図２】従来の四探針式電気抵抗測定方法の構成図であ
る。
る。
【図３】本発明の実施例に示した薄膜の二探針式電気抵
抗測定方法の構成図である。
抗測定方法の構成図である。
１ 交流定電流源 ２ 電流値検出用シャント抵抗 ３ 薄膜試料 ４ 通電電極４ ５ 電極系１における検出電極 ６ 電極系２における検出電極 ７ 絶縁増幅器 ８ 絶縁増幅器 ９ 絶縁増幅器 １０ 交流直流変換器（実効値検出器） １１ 交流直流変換器（実効値検出器） １２ 交流直流変換器（実効値検出器） １３ アナログディジタル変換器 １４ 演算装置 １５ 直流電源 １６ 電流計 １７ 直流電圧計 １８ 交流電圧計
Claims (2)
- 【請求項１】 薄膜の触針式電気抵抗測定法において、
電極間距離が異なる少なくとも２組の電極系によって測
定された検出電圧と通電電流値から薄膜の電気抵抗値を
自動的に算出することを特徴とする薄膜の電気抵抗測定
方法。 - 【請求項２】 薄膜の通電電流として、低周波の交流を
用いることによって通電電極における分極を防ぐことを
特徴とする請求項１記載の薄膜の電気抵抗測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20798191A JPH0545389A (ja) | 1991-08-20 | 1991-08-20 | 薄膜の電気抵抗測定法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20798191A JPH0545389A (ja) | 1991-08-20 | 1991-08-20 | 薄膜の電気抵抗測定法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0545389A true JPH0545389A (ja) | 1993-02-23 |
Family
ID=16548705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20798191A Pending JPH0545389A (ja) | 1991-08-20 | 1991-08-20 | 薄膜の電気抵抗測定法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0545389A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100390463B1 (ko) * | 2001-02-22 | 2003-07-04 | 주식회사 하이닉스반도체 | 연마 공정의 금속 배선 함몰 현상 측정 방법 |
| JP2007108098A (ja) * | 2005-10-17 | 2007-04-26 | Seiko Instruments Inc | 計測プローブ及び表面特性計測装置並びに表面特性計測方法 |
| JP2021181950A (ja) * | 2020-05-20 | 2021-11-25 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 | 電流電圧特性の測定方法、測定装置、品質管理方法および製造方法 |
-
1991
- 1991-08-20 JP JP20798191A patent/JPH0545389A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100390463B1 (ko) * | 2001-02-22 | 2003-07-04 | 주식회사 하이닉스반도체 | 연마 공정의 금속 배선 함몰 현상 측정 방법 |
| JP2007108098A (ja) * | 2005-10-17 | 2007-04-26 | Seiko Instruments Inc | 計測プローブ及び表面特性計測装置並びに表面特性計測方法 |
| JP4665704B2 (ja) * | 2005-10-17 | 2011-04-06 | セイコーインスツル株式会社 | 計測プローブ及び表面特性計測装置並びに表面特性計測方法 |
| JP2021181950A (ja) * | 2020-05-20 | 2021-11-25 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 | 電流電圧特性の測定方法、測定装置、品質管理方法および製造方法 |
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