(57)【要約】【課題】半導体製品の電気抵抗率が高くても導電型判別を高精度に行える半導体製品の導電型判別装置を提供すること。【解決手段】導電型判別装置１は、シリコンウェーハＷに接触する第１のプローブ２および第２のプローブ３と、シリコンウェーハＷを冷却する冷却部４と、第２のプローブ３を加熱する加熱部５と、シリコンウェーハＷにおける第１のプローブ２との第１の接点Ｐ1と第２のプローブ３との第２の接点Ｐ2との温度差により生じる熱起電力に基づいて、シリコンウェーハＷの導電型を判別する判別部８とを備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体製品に接触する第１のプローブおよび第２のプローブと、
前記第１のプローブおよび前記半導体製品のうち少なくとも一方を冷却する冷却部と、
前記第２のプローブを加熱する加熱部と、
前記半導体製品における前記第１のプローブとの第１の接点と前記第２のプローブとの第２の接点との温度差により生じる熱起電力に基づいて、前記半導体製品の導電型を判別する判別部とを備えていることを特徴とする半導体製品の導電型判別装置。
【請求項２】
半導体製品と第１のプローブとの第１の接点を冷却する冷却工程と、
前記半導体製品と第２のプローブとの第２の接点を加熱する加熱工程と、
前記第１の接点と前記第２の接点との温度差により生じる熱起電力に基づいて、前記半導体製品の導電型を判別する判別工程とを実施することを特徴とする半導体製品の導電型判別方法。
【請求項３】
請求項２に記載の半導体製品の導電型判別方法において、
前記半導体製品は、ｎ型のドーパントを含有し、かつ、電気抵抗率が２００００Ωｃｍ以上であり、
前記冷却工程および前記加熱工程は、前記第１のプローブおよび前記半導体製品のうち少なくとも一方と前記第２のプローブとの温度差が１７５℃以上になるように、冷却および加熱を行うことを特徴とする半導体製品の導電型判別方法。
【請求項４】
請求項３に記載の半導体製品の導電型判別方法において、
前記半導体製品は、電気抵抗率が８００００Ωｃｍ以上であり、
前記冷却工程および前記加熱工程は、前記第１のプローブおよび前記半導体製品のうち少なくとも一方と前記第２のプローブとの温度差が２１０℃以上になるように、冷却および加熱を行うことを特徴とする半導体製品の導電型判別方法。
【請求項５】
請求項４に記載の半導体製品の導電型判別方法において、
前記半導体製品は、電気抵抗率が１８００００Ωｃｍ以上であり、
前記冷却工程および前記加熱工程は、前記第１のプローブおよび前記半導体製品のうち少なくとも一方と前記第２のプローブとの温度差が２４０℃以上になるように、冷却および加熱を行うことを特徴とする半導体製品の導電型判別方法。
【請求項６】
請求項２に記載の半導体製品の導電型判別方法において、
前記半導体製品は、ｐ型のドーパントを含有し、かつ、電気抵抗率が５００００Ωｃｍ以上であり、
前記冷却工程および前記加熱工程は、前記第１のプローブおよび前記半導体製品のうち少なくとも一方と前記第２のプローブとの温度差が１６０℃以上になるように、冷却および加熱を行うことを特徴とする半導体製品の導電型判別方法。
【請求項７】
請求項６に記載の半導体製品の導電型判別方法において、
前記半導体製品は、電気抵抗率が８００００Ωｃｍ以上であり、
前記冷却工程および前記加熱工程は、前記第１のプローブおよび前記半導体製品のうち少なくとも一方と前記第２のプローブとの温度差が１８０℃以上になるように、冷却および加熱を行うことを特徴とする半導体製品の導電型判別方法。
【請求項８】
請求項７に記載の半導体製品の導電型判別方法において、
前記半導体製品は、電気抵抗率が１８００００Ωｃｍ以上であり、
前記冷却工程および前記加熱工程は、前記第１のプローブおよび前記半導体製品のうち少なくとも一方と前記第２のプローブとの温度差が２２０℃以上になるように、冷却および加熱を行うことを特徴とする半導体製品の導電型判別方法。
【請求項９】
請求項２から請求項８のいずれか一項に記載の半導体製品の導電型判別方法において、
前記半導体製品は、シリコンウェーハあるいはシリコン単結晶であることを特徴とする半導体製品の導電型判別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製品の導電型判別装置および導電型判別方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯端末には、高周波（ＲＦ：Radio-Frequency）回路が広く使われている。ＲＦ回路の支持基板には、裏面側からの電流損失を低減する目的で高抵抗のシリコンウェーハが使用されている。ＲＦ回路用のシリコンウェーハの抵抗率規格は、徐々に高くなってきており、例えばｐ型では８０００Ωｃｍ以上となっている。この要求に伴い、導電型の判別精度も重要になっている。
導電型を判別する方法としては、特許文献１に記載のような熱起電力判別法が知られている。
特許文献１の方法は、一対のプローブのうち一方のプローブを室温に保ち、他方のプローブを６０℃以上に加熱することで、両者の温度差によって十分な熱起電力を発生させ、導電型判別のばらつきを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２５３２１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のような方法では、シリコンウェーハの電気抵抗率が高くなると（ドーパント濃度が低くなると）、加熱されたプローブとの接点に発生するキャリアの数が少なくなり、熱起電力の絶対値が小さくなってしまう。そこで、キャリア密度を高くするために、プローブの加熱温度をさらに上げることが考えられるが、加熱温度を上げることには限界があり、導電型判別を高精度に行えないおそれがある、
【０００５】
本発明の目的は、半導体製品の電気抵抗率が高くても導電型判別を高精度に行える半導体製品の導電型判別装置および導電型判別方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の半導体製品の導電型判別装置は、半導体製品に接触する第１のプローブおよび第２のプローブと、前記第１のプローブおよび前記半導体製品のうち少なくとも一方を冷却する冷却部と、前記第２のプローブを加熱する加熱部と、前記半導体製品における前記第１のプローブとの第１の接点と前記第２のプローブとの第２の接点との温度差により生じる熱起電力に基づいて、前記半導体製品の導電型を判別する判別部とを備えていることを特徴とする。
本発明の半導体製品の導電型判別方法は、半導体製品と第１のプローブとの第１の接点を冷却する冷却工程と、前記半導体製品と第２のプローブとの第２の接点を加熱する加熱工程と、前記第１の接点と前記第２の接点との温度差により生じる熱起電力に基づいて、前記半導体製品の導電型を判別する判別工程とを実施することを特徴とする。
【０００７】
本発明において、温度を明確に規定しない場合、「加熱する」とは、加熱対象の温度を、導電型判別装置の設置環境下における温度（室温（２３℃））を超える温度に上げる処理を意味し、「冷却する」とは、冷却対象の温度を室温未満に下げる処理を意味する。
本発明によれば、第１の接点を冷却することで、その近傍のキャリア濃度を低くするとともに、第２の接点を加熱することで、その近傍のキャリア密度を高くするため、電気抵抗率が高くドーパント濃度が低い半導体製品であっても、両接点近傍におけるキャリア濃度の差を大きくすることができる。その結果、特許文献１のような従来の方法と比べて、絶対値が大きな熱起電力を発生させることができ、導電型判別を高精度に行える。
なお、半導体製品としては、半導体ウェーハや半導体単結晶が例示できる。
【０００８】
本発明の半導体製品の導電型判別方法において、前記半導体製品は、ｎ型のドーパントを含有し、かつ、電気抵抗率が２００００Ωｃｍ以上であり、前記冷却工程および前記加熱工程は、前記第１のプローブおよび前記半導体製品のうち少なくとも一方と前記第２のプローブとの温度差が１７５℃以上になるように、冷却および加熱を行うことが好ましい。
本発明の半導体製品の導電型判別方法において、前記半導体製品は、ｐ型のドーパントを含有し、かつ、電気抵抗率が５００００Ωｃｍ以上であり、前記冷却工程および前記加熱工程は、前記第１のプローブおよび前記半導体製品のうち少なくとも一方と前記第２のプローブとの温度差が１６０℃以上になるように、冷却および加熱を行うことが好ましい。
本発明によれば、適切に導電型判別が行われた高抵抗の半導体製品を提供できる。
【０００９】
本発明の半導体製品の導電型判別方法において、前記半導体製品は、電気抵抗率が８００００Ωｃｍ以上であり、前記冷却工程および前記加熱工程は、前記第１のプローブおよび前記半導体製品のうち少なくとも一方と前記第２のプローブとの温度差が２１０℃以上になるように、冷却および加熱を行うことが好ましい。
本発明の半導体製品の導電型判別方法において、前記半導体製品は、電気抵抗率が８００００Ωｃｍ以上であり、前記冷却工程および前記加熱工程は、前記第１のプローブおよび前記半導体製品のうち少なくとも一方と前記第２のプローブとの温度差が１８０℃以上になるように、冷却および加熱を行うことが好ましい。
本発明によれば、実用的に重要な８００００Ωｃｍ以上の半導体製品の導電型判別を、適切に行える。
【００１０】
本発明の半導体製品の導電型判別方法において、前記半導体製品は、電気抵抗率が１８００００Ωｃｍ以上であり、前記冷却工程および前記加熱工程は、前記第１のプローブおよび前記半導体製品のうち少なくとも一方と前記第２のプローブとの温度差が２４０℃以上になるように、冷却および加熱を行うことが好ましい。
本発明の半導体製品の導電型判別方法において、前記半導体製品は、電気抵抗率が１８００００Ωｃｍ以上であり、前記冷却工程および前記加熱工程は、前記第１のプローブおよび前記半導体製品のうち少なくとも一方と前記第２のプローブとの温度差が２２０℃以上になるように、冷却および加熱を行うことを特徴とする半導体製品の導電型判別方法。
本発明によれば、１８００００Ωｃｍ以上という最高抵抗レベルの半導体製品の導電型判別を、適切に行える。
【００１１】
本発明の半導体製品の導電型判別方法において、前記半導体製品は、シリコンウェーハあるいはシリコン単結晶であることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】真性半導体のキャリア密度の温度依存性を示すグラフ。
【図２】本発明の一実施形態に係る半導体製品の導電型判別装置の構成を示す模式図。
【図３】本発明の実施例に係る導電型を判別できた場合におけるシリコンウェーハおよび第２のプローブの温度差と半導体製品の電気抵抗率との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［半導体製品のキャリア密度の温度依存性］
ドーパントをほとんど含まない真性半導体のキャリア密度は、図１に示すような温度依存性を有する。例えば、真性半導体がｎ型のＳｉ（シリコン）であり、ドーパント濃度が１.４５×１０１０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の場合、温度が下がるほどキャリア密度が低くなる。同様に、真性半導体がｎ型のＧａＡｓ（ガリウム砒素）であり、ドーパント濃度が１.７９×１０６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の場合や、ｎ型のＧｅ（ゲルマニウム）であり、ドーパント濃度が２．４×１０１３ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の場合も、温度が下がるほどキャリア密度が低くなる。なお、図１のグラフにおいて、例えば、「Ｓｉ，１.４５×１０１０」の表現は、ドーパント濃度が１.４５×１０１０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３のＳｉを意味する。
真性半導体がｐ型の場合も、図１に示すような、温度が下がるほどキャリア密度が低くなる特性を有すると考えられる。
本実施形態で導電型の判定対象にするｎ型やｐ型の半導体製品は、高抵抗品であることから、ドーパントの含有量が上述のｎ型やｐ型の真性半導体とほぼ同じであり、温度が下がるほどキャリア密度が低くなる特性を有するとみなすことができる。
【００１４】
［半導体製品の導電型判別装置の構成］
図２に示すように、導電型判別装置１は、第１のプローブ２と、第２のプローブ３と、冷却部４と、加熱部５と、電圧計６と、結露抑制部７と、判別部８と、報知部９とを備え、半導体製品としてのシリコンウェーハＷの導電型を、熱起電力判別法を用いて判別する。
【００１５】
冷却部４は、冷却対象としてのシリコンウェーハＷが載置される冷却板４１と、冷却板４１を下方から冷却するクライオポンプ４２と、クライオポンプ４２の冷却温度を調整する冷却調整部４３とを備えている。シリコンウェーハＷの裏面が冷却されることにより、シリコンウェーハＷにおける第１のプローブ２との第１の接点Ｐ1および第１のプローブ２が冷却される。
【００１６】
加熱部５は、第２のプローブ３を加熱するヒータ５１と、ヒータ５１の加熱温度を調整する加熱調整部５２とを備えている。
【００１７】
電圧計６は、第１のプローブ２と第２のプローブ３とに電気的に接続され、シリコンウェーハＷにおける第１のプローブ２との第１の接点Ｐ1と、シリコンウェーハＷにおける第２のプローブ３との第２の接点Ｐ2との温度差により生じる熱起電力の電圧値を計測する。
【００１８】
結露抑制部７は、下面が開口している箱状に形成され、当該開口が冷却板４１によって閉じられることで密閉空間Ｓを形成する密閉空間形成部７１と、密閉空間Ｓ内を真空にする吸引部７２とを備えている。密閉空間形成部７１の内部には、第１，第２のプローブ２，３が固定されている。第１，第２のプローブ２，３は、密閉空間形成部７１の下端７１Ａが冷却板４１に密着して密閉空間Ｓが形成されたときに、シリコンウェーハＷに接触するように固定されている。
第１，第２のプローブ２，３は、第１の接点Ｐ1から第２の接点Ｐ2までの距離が１５ｍｍ以上５０ｍｍ以下となるように固定されていることが好ましい。
【００１９】
判別部８は、電圧計６で計測された電圧値が第１の閾値（正の値）Ｖ1以上の場合、シリコンウェーハＷがｐ型であると判別し、第２の閾値（負の値）Ｖ2以下の場合、シリコンウェーハＷがｎ型であると判別する。なお、第１の閾値Ｖ1の絶対値と第２の閾値Ｖ2の絶対値とは、同じであってもよいし異なっていてもよい。
報知部９は、判別部８の判別結果を表示や音によって作業者に報知する。
【００２０】
［半導体製品の導電型判別方法］
まず、作業者は、ｐ型ドーパントとしてボロン、ガリウム、インジウムなどを含有する半導体用シリコンウェーハＷ、または、ｎ型ドーパントとしてリン、砒素、アンチモンなどを含有する半導体用シリコンウェーハＷを準備する。電気抵抗率（以下、抵抗率と略す）としては、特に限定はないが、本実施形態の導電型判別装置１では２００００Ωｃｍ以上（ドーパント濃度が１×１０１１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満）のシリコンウェーハＷを判別対象にすることができる。
次に、必要に応じて、導電型判別処理を適切に行うための事前処理を実施する。事前処理としては、鏡面エッチング、ドナーキラー熱処理、研磨、洗浄、乾燥が例示できる。
【００２１】
この後、作業者は、図２に二点鎖線で示すように、密閉空間形成部７１が冷却板４１から離れている状態において、シリコンウェーハＷを冷却板４１上に載置する。次に、作業者または図示しない搬送部が、密閉空間形成部７１を二点鎖線で示す位置から実線で示す位置まで移動させ、密閉空間形成部７１の下端７１Ａと冷却板４１とを密着させることで密閉空間Ｓを形成するとともに、第１，第２のプローブ２，３をシリコンウェーハＷの測定面Ｗ１に接触させる。
【００２２】
この後、吸引部７２が密閉空間Ｓを真空にする。密閉空間Ｓの真空度は、シリコンウェーハＷが冷却部４で冷却されたときに、当該シリコンウェーハＷに結露が発生しない程度であればよい。
次に、冷却部４がシリコンウェーハＷを冷却して、第１の接点Ｐ1を冷却する（冷却工程）とともに、加熱部５が第２のプローブ３を加熱して、第２の接点Ｐ2を加熱する（加熱工程）。
【００２３】
冷却工程および加熱工程において、第１の接点Ｐ1と第２の接点Ｐ2との温度差が目標温度差になるように、それぞれの冷却温度と加熱温度とを調整する。目標温度差は、十分な熱起電力を得られるように、シリコンウェーハＷに含有されたドーパントや抵抗率に応じて選択されることが好ましい。例えば、目標温度差は、ｎ型のドーパントを含有するシリコンウェーハＷの場合、抵抗率が２００００Ωｃｍ以上のときには、１７５℃以上であることが好ましく、抵抗率が８００００Ωｃｍ以上のときには、２１０℃以上であることが好ましく、抵抗率が１８００００Ωｃｍ以上のときには、２４０℃以上であることが好ましい。また、目標温度差は、ｐ型のドーパントを含有するシリコンウェーハＷの場合、抵抗率が２００００Ωｃｍ以上のときには、１６０℃以上であることが好ましく、抵抗率が８００００Ωｃｍ以上のときには、１８０℃以上であることが好ましく、抵抗率が１８００００Ωｃｍ以上のときには、２２０℃以上であることが好ましい。
なお、加熱温度は、ヒータ５１の加熱能力やコストなどの観点から１５０℃以下であることが好ましい。
【００２４】
第１，第２の接点Ｐ1，Ｐ2近傍には、シリコンウェーハＷがｎ型の場合、キャリアとしての電子が発生し、ｐ型の場合、キャリアとしてのホールが発生する。第１の接点Ｐ1を室温よりも低い温度に冷却することによって、当該第１の接点Ｐ1近傍のキャリア密度は、室温の場合よりも低くなる。一方、第２の接点Ｐ2を室温よりも高い温度に加熱することによって、当該第２の接点Ｐ2近傍のキャリア密度は、室温の場合よりも高くなる。
このため、第１の接点Ｐ1を冷却していない場合と比べて、第１の接点Ｐ1近傍と第２の接点Ｐ2近傍とのキャリア密度の差が大きくなる。例えば、図１に示すように、室温が２３℃の状態において、第１の接点Ｐ1を−５１℃に冷却し、第２の接点Ｐ2を１４０℃に加熱した場合のキャリア密度の差Ｄ1は、第１の接点Ｐ1を冷却せずに室温に維持したまま、第２の接点Ｐ2を１４０℃に加熱した場合のキャリア密度の差Ｄ2よりも大きくなる。その結果、電圧計６で計測される電圧値は、第１の閾値Ｖ1以上または第２の閾値Ｖ2以下になりやすくなる。
【００２５】
その後、判別部８は、電圧計６で計測された電圧値が第１の閾値Ｖ1以上の場合、シリコンウェーハＷがｐ型であると判別し、第２の閾値Ｖ2以下の場合、ｎ型であると判別し（判別工程）、その判別結果を報知部９を用いて報知する。
【００２６】
［実施形態の作用効果］
上記実施形態によれば、第１の接点Ｐ1を冷却するとともに、第２の接点Ｐ2を加熱するため、抵抗率が高くドーパント濃度が低いシリコンウェーハＷであっても、第１，第２の接点Ｐ1，Ｐ2近傍におけるキャリア濃度の差を、第１の接点Ｐ1を冷却しない場合と比べて、大きくすることができる。したがって、電圧計６で計測される電圧値の絶対値を大きくすることができ、シリコンウェーハＷの導電型判別を高精度に行える。
【００２７】
結露抑制部７は、シリコンウェーハＷが冷却したときの結露によって、第１，第２の接点Ｐ1，Ｐ2に水分が付着することを抑制する。このため、電圧値の計測誤差をなくすことができる上、導電型判別後にシリコンウェーハＷから水分を除去する工程が不要になる。
【００２８】
冷却工程においては第１の接点Ｐ1と接する物体を冷却することによって第１の接点Ｐ1を冷却し、加熱工程においては第２の接点Ｐ2と接する物体を加熱することによって第２の接点Ｐ2を加熱することができる。これにより、第１の接点Ｐ1と第２の接点Ｐ2との温度差が大きくなり、大きな熱起電力が生じて高電気抵抗率の半導体製品の導電型を判別することができる。
【００２９】
［変形例］
なお、本発明は上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の改良ならびに設計の変更などが可能である。
例えば、冷却部として、シリコンウェーハＷを冷却するクライオポンプ４２に代えて、または、併用して、第１のプローブ２を直接冷却する機構を用いてもよい。
シリコンウェーハＷのドーパントの種類に関係なく、第１の接点Ｐ1における冷却時の最低温度を同じ温度にしてもよいし、第２の接点Ｐ2における加熱時の最高温度を同じ温度にしてもよい。
【００３０】
第１，第２のプローブ２，３と密閉空間形成部７１の上面または内周面との間に、第１，第２のプローブ２，３をシリコンウェーハＷに対して進退させる進退機構を設け、密閉空間Ｓを形成した時点では第１，第２のプローブ２，３をシリコンウェーハＷに接触させずに、その後の所定のタイミングで進退機構を駆動して、第１，第２のプローブ２，３をシリコンウェーハＷに接触させてもよい。
シリコンウェーハＷを容器内に入れて冷却した後、シリコンウェーハＷを容器から取り出し、シリコンウェーハＷの温度が大きく上昇しないタイミングで、冷却されていない第１のプローブ２と加熱された第２のプローブ３とをシリコンウェーハＷに接触させて、導電型を判別してもよい。この場合、シリコンウェーハＷを冷却する方法としては、容器内の液体窒素に浸漬する方法が例示できる。
【実施例】
【００３１】
次に、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
【００３２】
〔比較例１〕
まず、チョクラルスキー法を用いて、ｎ型ドーパントを含有するシリコン単結晶を製造した。このシリコン単結晶の直胴部から厚さ１．３ｍｍのシリコンウェーハを１枚切り出した。その後、シリコンウェーハＷの両面に対して取り代３００μｍの鏡面エッチングを行い、ドナーキラー熱処理を行った。次に、測定面Ｗ１を粒度６００番以上１２００番以下のアルミナ研磨剤で研磨し、脱脂水洗いを十分に行い乾燥させた。次いで、シリコンウェーハＷの抵抗率を測定した。抵抗率は１８０００Ωｃｍであった。
【００３３】
導電型の判別部として、第１の閾値Ｖ1が＋５６ｍＶ、第２の閾値Ｖ2が−５６ｍＶの装置を準備した。そして、シリコンウェーハを室温（２３℃）環境下に置いて、ヒータで第２のプローブを１５０℃に加熱し、この第２のプローブと、加熱も冷却もされていない第１のプローブとを、１５ｍｍ離してシリコンウェーハに接触させ、導電型を判別した。つまり、以下の表１に示すように、シリコンウェーハの冷却温度が室温（２３℃）、第２のプローブの加熱温度が１５０℃、両者の温度差が１２７℃の条件で、判別処理を行った。
その結果、判別部は、ｎ型であることを判別できた（表１の「判別結果」の欄に「ＯＫ」と表示する（以下、同様））。
【００３４】
〔比較例２〕
ｎ型ドーパントを含有する抵抗率が２００００Ωｃｍのシリコンウェーハを準備したこと以外は、比較例１と同じ条件で判別処理を行ったところ、判別部は導電型を判別できなかった（表１の「判別結果」の欄に「ＮＧ」と表示する（以下、同様））。
〔比較例３〕
ｎ型ドーパントを含有する抵抗率が３６０００Ωｃｍのシリコンウェーハを準備したこと以外は、比較例１と同じ条件で判別処理を行ったところ、判別部は導電型を判別できなかった。
〔比較例４〕
ｎ型ドーパントを含有する抵抗率が４５０００Ωｃｍのシリコンウェーハを準備したこと以外は、比較例１と同じ条件で判別処理を行ったところ、判別部は導電型を判別できなかった。
〔比較例５〕
ｎ型ドーパントを含有する抵抗率が８００００Ωｃｍのシリコンウェーハを準備したこと以外は、比較例１と同じ条件で判別処理を行ったところ、判別部は導電型を判別できなかった。
〔比較例６〕
ｎ型ドーパントを含有する抵抗率が１８００００Ωｃｍのシリコンウェーハを準備したこと以外は、比較例１と同じ条件で判別処理を行ったところ、判別部は導電型を判別できなかった。
【００３５】
〔比較例７〕
ｐ型ドーパントを含有する抵抗率が５５０００Ωｃｍのシリコンウェーハを準備したこと以外は、比較例１と同じ条件で判別処理を行ったところ、判別部は導電型を判別できなかった。
〔比較例８〕
ｐ型ドーパントを含有する抵抗率が８００００Ωｃｍのシリコンウェーハを準備したこと以外は、比較例１と同じ条件で判別処理を行ったところ、判別部は導電型を判別できなかった。
〔比較例９〕
ｐ型ドーパントを含有する抵抗率が１８００００Ωｃｍのシリコンウェーハを準備したこと以外は、比較例１と同じ条件で判別処理を行ったところ、判別部は導電型を判別できなかった。
【００３６】
〔実施例１〕
含有されたドーパントおよび抵抗率が比較例２と同じ（ｎ型、２００００Ωｃｍ）シリコンウェーハを準備し、シリコンウェーハを−２５℃に冷却した。また、ヒータで第２のプローブを１５０℃に加熱した。この第２のプローブと、加熱も冷却もされていない第１のプローブとを、１５ｍｍ離してシリコンウェーハに接触させ、導電型を判別した。つまり、シリコンウェーハの冷却温度が−２５℃、第２のプローブの加熱温度が１５０℃、両者の温度差が１７５℃の条件で、判別処理を行った。
その結果、判別部は、ｎ型であることを判別できた。
【００３７】
〔実施例２〕
含有されたドーパントおよび抵抗率が比較例３と同じ（ｎ型、３６０００Ωｃｍ）シリコンウェーハを準備したことと、冷却温度を−４０℃にしたこと以外は、実施例１と同じ条件で判別処理を行ったところ、判別部は導電型を判別できた。
〔実施例３〕
含有されたドーパントおよび抵抗率が比較例４と同じ（ｎ型、４５０００Ωｃｍ）シリコンウェーハを準備したことと、冷却温度を−５０℃にしたこと以外は、実施例１と同じ条件で判別処理を行ったところ、判別部は導電型を判別できた。
〔実施例４〕
含有されたドーパントおよび抵抗率が比較例５と同じ（ｎ型、８００００Ωｃｍ）シリコンウェーハを準備したことと、冷却温度を−６０℃にしたこと以外は、実施例１と同じ条件で判別処理を行ったところ、判別部は導電型を判別できた。
〔実施例５〕
含有されたドーパントおよび抵抗率が比較例６と同じ（ｎ型、１８００００Ωｃｍ）シリコンウェーハを準備したことと、冷却温度を−９０℃にしたこと以外は、実施例１と同じ条件で判別処理を行ったところ、判別部は導電型を判別できた。
【００３８】
〔実施例６〕
含有されたドーパントおよび抵抗率が比較例７と同じ（ｐ型、５５０００Ωｃｍ）シリコンウェーハを準備したことと、冷却温度を−１０℃にしたこと以外は、実施例１と同じ条件で判別処理を行ったところ、判別部は導電型を判別できた。
〔実施例７〕
含有されたドーパントおよび抵抗率が比較例８と同じ（ｐ型、８００００Ωｃｍ）シリコンウェーハを準備したことと、冷却温度を−３０℃にしたこと以外は、実施例１と同じ条件で判別処理を行ったところ、判別部は導電型を判別できた。
〔実施例８〕
含有されたドーパントおよび抵抗率が比較例９と同じ（ｐ型、１８００００Ωｃｍ）シリコンウェーハを準備したことと、冷却温度を−７０℃にしたこと以外は、実施例１と同じ条件で判別処理を行ったところ、判別部は導電型を判別できた。
【００３９】
〔考察〕
表１に示すように、シリコンウェーハを冷却しない比較例１〜９において、抵抗率が１８０００Ωｃｍの場合には導電型を判別できたが、抵抗率が２００００Ωｃｍ以上になると、導電型を判別できなかった。
これに対し、シリコンウェーハを冷却した実施例１〜８では、抵抗率が１８０００Ωｃｍの場合に加えて、抵抗率が２００００Ωｃｍ以上になっても導電型を判別できた。
これらのことから、第１の接点を冷却するとともに、第２の接点を加熱することによって、抵抗率が２００００Ωｃｍ以上であり、ドーパント濃度が低いシリコンウェーハであっても、両接点近傍におけるキャリア密度の差が大きくなり、その結果、絶対値が大きな熱起電力を発生させることができ、導電型判別を高精度に行えることが確認できた。
【００４０】
また、図３に、実施例１〜８について、シリコンウェーハおよび第２のプローブの温度差と、シリコンウェーハの抵抗率との関係を示す。
この図３から、ｎ型のドーパントを含有し、かつ、抵抗率が２００００Ωｃｍ以上のシリコンウェーハに対しては、シリコンウェーハおよび第２のプローブの温度差を１７５℃以上にすることによって、導電型判別を行えることが確認できた。ｎ型のドーパントを含有し、かつ、抵抗率がそれぞれ８００００Ωｃｍ以上、１８００００Ωｃｍ以上のシリコンウェーハに対しては、シリコンウェーハおよび第２のプローブの温度差をそれぞれ２１０℃以上、２４０℃以上にすることによって、導電型判別を行えることが確認できた。
ｐ型のドーパントを含有し、かつ、抵抗率がそれぞれ５００００Ωｃｍ以上、８００００Ωｃｍ以上、１８００００Ωｃｍ以上のシリコンウェーハに対しては、シリコンウェーハおよび第２のプローブの温度差をそれぞれ１６０℃以上、１８０℃以上、２２０℃以上にすることによって、導電型判別を行えることが確認できた。
【００４１】
【表１】
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【符号の説明】
【００４２】
１…導電型判別装置、２…第１のプローブ、３…第２のプローブ、４…冷却部、５…加熱部、８…判別部、Ｗ…シリコンウェーハ（半導体製品、冷却対象）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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