(57)【要約】【課題】光を受けると起電力が発生する半導体試料においても、信頼性のある抵抗率測定を行うことができる半導体試料の抵抗率測定装置を提供する。【解決手段】受光すると起電力が発生する半導体試料２２の抵抗率を測定する抵抗率測定装置において、光源部２１から半導体試料２２に光を照射し、半導体試料２２が発生する起電力を４探針プローブ１５の２つの探針ｂ、ｃ間で検出して電圧測定部１７へ出力する。電圧測定部１７は、４探針プローブ１５の探針ｂ、ｃ間で検出した半導体試料２２の起電力を測定し、制御部１４へ出力する。制御部１４は、電圧測定部１７の測定結果に基づいて半導体試料２２の照度変化に対する抵抗率の変化を求め、表示部１９に表示する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光すると起電力が発生する半導体試料の抵抗率を測定する抵抗率測定装置において、
前記半導体試料に光を照射する光源部と、前記半導体試料から発生する起電力を検出する探針部と、前記探針部で検出された起電力を測定する電圧測定部とを具備することを特徴とする半導体試料の抵抗率測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示パネルや太陽電池等、光を受けると起電力が発生する半導体試料の起電圧を測定する抵抗率測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェーハの抵抗率測定装置は、例えばシリコンウェーハの抵抗率、ウェーハ表面に形成したエピタキシャル成長膜の抵抗率、及び表面から不純物を拡散又は注入した場合の拡散層又は注入層のシート抵抗及び表面に生成した金属膜のシート抵抗などを測定する装置であり、従来では一般に４探針抵抗率測定器が用いられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
従来の４探針抵抗率測定器は、図４に示すように構成されている。図４において、１１は半導体試料１２を載置する円盤状の測定ステージで、回転駆動部１３によって回転駆動される。回転駆動部１３は、制御部１４の制御に従って動作する。上記測定ステージ１１の上方部位には半導体試料１２の上面に接触して該半導体試料１２の抵抗率を測定するための４探針プローブ１５が設けられ、該４探針プローブ１５は定電流発生部１６及び電圧測定部１７に接続される。
【０００４】
上記定電流発生部１６は、制御部１４により制御され、４探針プローブ１５の両端に位置する探針ａ、ｄを介して半導体試料１２に一定の電流を供給する。電圧測定部１７は、４探針プローブ１５の中間に位置する探針ｂ、ｃ間に生じる電圧を測定して制御部１４へ出力する。また、制御部１４には、操作部１８及び表示部１９が接続される。操作部１８はユーザーの操作に応じて操作信号を制御部１４に供給し、表示部１９は制御部１４が測定した測定結果や操作情報を画面に表示する。
【０００５】
上記４探針抵抗率測定器を用いて半導体試料１２の抵抗率を測定する場合、定電流発生部１６より半導体試料１２に対して４探針プローブ１５の探針ａから探針ｄに一定電流を供給し、探針ｂ、ｃ間に生じる電圧を電圧測定部１７により測定して制御部１４へ出力する。
【０００６】
また、制御部１４により回転駆動部１３を制御して測定ステージ１１を回転させ、半導体試料１２上の各位置において、上記したように定電流発生部１６より半導体試料１２に対して４探針プローブ１５の探針ａから探針ｄに一定電流を供給し、探針ｂ、ｃ間に生じる電圧を電圧測定部１７により測定して制御部１４へ出力する。
【０００７】
制御部１４は、上記の測定結果に基づいて半導体試料１２上の各位置における抵抗率を求め、表示部１９に表示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−３１１００９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記のように４探針抵抗率測定器を用いて半導体ウェーハの抵抗率を測定することができる。
【００１０】
近年においては、ＩＣやメモリ等に使用される半導体試料（半導体ウェーハ）以外にも、液晶表示パネルや太陽電池等に使用される半導体試料の特性評価が求められるようになってきている。液晶表示パネルや太陽電池用の半導体試料は、光を受けると起電力が発生するため、試料の良否判定を行うための抵抗率測定は暗室で行うことが要求される。
【００１１】
しかし、半導体試料の抵抗率測定装置は、大型の生産設備へ組み込んで使用するため、その装置の構成の関係上、測定ステージは暗室状態とはならず、設置場所の明るさにて測定が行われる。上記のように生産設備での暗室環境が困難であるので、光を受けると起電力が発生する液晶表示パネルや太陽電池用の半導体試料は、信頼性のある抵抗率測定を行うことが困難であった。
【００１２】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、光を受けると起電力が発生する液晶表示パネルや太陽電池等に使用される半導体試料においても、信頼性のある抵抗率測定を行うことができる半導体試料の抵抗率測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、受光すると起電力が発生する半導体試料の抵抗率を測定する抵抗率測定装置において、前記半導体試料に光を照射する光源部と、前記半導体試料から発生する起電力を検出する探針部と、前記探針部で検出された起電力を測定する電圧測定部とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、受光すると起電力が発生する半導体試料の抵抗率を測定する抵抗率測定装置において、光源部から半導体試料に光を照射し、該半導体試料が発生する起電力を探針部で検出して電圧測定部で測定することにより、生産設備での暗室環境が困難な場合であっても、周囲の光の影響を受けることなく信頼性のある抵抗率を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例１に係る半導体試料の抵抗率測定装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】同実施例１において、光を受けると起電力が発生する半導体試料を測定した場合の照度変化に対する電圧変化の一例を示す図である。
【図３】同実施例１において、光を受けると起電力が発生する半導体試料を測定した場合の照度変化に対する抵抗率変化の一例を示す図である。
【図４】従来における半導体試料の抵抗率測定装置の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【実施例１】
【００１７】
本発明の実施例１に係る半導体ウェーハ抵抗率測定装置は、図１に示すように構成される。図１において、１１は半導体試料２２を載置する円盤状の測定ステージで、回転駆動部１３によって回転駆動される。回転駆動部１３は、制御部１４の制御に従って動作する。上記測定ステージ１１の上方部位には半導体試料２２の上面に接触して該半導体試料２２の抵抗率を測定するための４探針プローブ１５が設けられる。上記４探針プローブ１５は、４つの探針ａ〜ｄを備えており、定電流発生部１６及び電圧測定部１７に接続される。上記４つの探針ａ〜ｄは、所定の間隔で直線上に設けられ、外側に探針ａ、ｄが配置され、その内側に探針ｂ、ｃが配置されている。また、４探針プローブ１５は、図示しないが上下方向駆動部及び水平方向駆動部を備え、制御部１４の制御によって上下方向及び水平方向に移動することが可能である。
【００１８】
上記定電流発生部１６は、制御部１４により制御され、測定内容に応じて４探針プローブ１５の両端に位置する探針ａ、ｄを介して半導体試料２２に一定の電流を供給する。電圧測定部１７は、４探針プローブ１５の中間に位置する探針ｂ、ｃ間に生じる電圧を測定して制御部１４へ出力する。
【００１９】
また、測定ステージ１１の上方部位には、光源部２１が設けられる。この光源部２１は、制御部１４により制御され、半導体試料２２に上に特定波長の光例えば４００〜５００ｎｍの白色ＬＥＤ光を指定された照度で照射できるように構成される。上記光源部２１は、後述する操作部１８の操作により例えば１０ルクス単位で照度を可変することが可能となっている。
【００２０】
そして、上記制御部１４には、操作部１８及び表示部１９が接続される。操作部１８はユーザーの操作に応じて操作信号を制御部１４に供給し、表示部１９は制御部１４が測定した測定結果や操作情報を画面に表示する。制御部１４は、操作部１８からの操作信号に従って定電流発生部１６、電圧測定部１７、回転駆動部１３、及び光源部２１の動作を制御する。
【００２１】
上記４探針抵抗率測定器を用いて半導体試料２２の抵抗率を測定する場合、半導体試料２２が光を受けても起電力を生じない半導体ウェーハである場合は、光源部２１を動作停止状態とし、図４に示した従来の場合と同様に定電流発生部１６及び電圧測定部１７を動作させ、定電流発生部１６より半導体試料２２に対して４探針プローブ１５の探針ａから探針ｄに一定電流を供給し、探針ｂ、ｃ間に生じる電圧を電圧測定部１７により測定する。
【００２２】
また、半導体試料２２が液晶表示パネルや太陽電池等、光を受けると起電力が発生する試料である場合は、光源部２１及び電圧測定部１７を動作させ、定電流発生部１６の動作を停止する。そして、４探針プローブ１５を半導体試料２２に接触した状態で、光源部２１から半導体試料２２に光を照射する。半導体試料２２が液晶表示パネルや太陽電池等である場合、光源部２１から半導体試料２２に光を照射すると、その照度に応じて４探針プローブ１５の探針ｂ、ｃ間に起電力を生じるので、この起電力を電圧測定部１７で測定する。
【００２３】
上記測定に際しては、光源部２１から半導体試料２２に照射する光の照度を例えば０ルクスから順次１０ルクス単位で上昇させ、その都度、４探針プローブ１５の探針ｂ、ｃ間に生じる起電力即ち電圧を電圧測定部１７で測定して制御部１４に出力する。なお、このときの測定に際しては、定電流発生部１６の動作を停止しているので、４探針プローブ１５の探針ａ、ｄから半導体試料２２への電流供給は行われない。
【００２４】
上記の測定により得られた照度（ルクス）−電圧（Ｖ）特性の結果は、制御部１４から表示部１９へ送られて図２に示すように表示される。図２は液晶表示パネルや太陽電池等、光を受けると起電力が発生する半導体試料２２を測定した場合の照度変化に対する電圧変化の一例を示したもので、横軸に照度（ルクス）を取り、縦軸に４探針プローブ１５の探針ｂ、ｃ間に生じる電圧（ｍＶ）を取って示した。
【００２５】
また、制御部１４は、回転駆動部１３を制御して測定ステージ１１を回転させると共に４探針プローブ１５を移動制御し、半導体試料２２上の各位置において、上記したように各照度（ルクス）に対する４探針プローブ１５の探針ｂ、ｃ間に生じる電圧（ｍＶ）を測定する。
【００２６】
そして、制御部１４は、上記測定結果から図３に示すように半導体試料２２の各照度（ルクス）に対する抵抗率（Ω／ｓｑ）を算出し、表示部１９に表示する。上記図３は半導体試料２２の照度変化に対する抵抗率（Ω／ｓｑ）の変化の一例を示したもので、この照度変化に対する抵抗率の変化から半導体試料２２の良否判定を行う。
【００２７】
上記実施例１で示したように受光すると起電力が発生する半導体試料２２の抵抗率を測定する抵抗率測定装置において、光源部２１から半導体試料２２に光を照射し、該半導体試料２２が発生する起電力を４探針プローブ１５の２探針ｂ、ｃを利用して検出し、電圧測定部１７で測定することにより、生産設備での暗室環境が困難な場合であっても、周囲の光の影響を受けることなく信頼性のある抵抗率を測定することができる。なお、暗室環境ではない場所（普通の室内の明るさ程度）で測定する場合、測定試料によっては、測定結果が信頼できない結果となる場合があるが、その場合には下記の処理を行うことによって信頼性のある測定結果を得ることができる。すなわち、測定に際して、予め設置場所の周囲の光によって半導体試料２２の起電力により発生した電圧を電圧測定部１７にて測定し、その後、定電流発生部１６から電流を印加して電圧を測定し、その結果から光起因の電圧を差し引くことにより、より信頼性のある抵抗率を求めることができる。一例として、光起因の電圧が０．５Ｖと測定された場合、次に半導体試料２２に電流を流して２．０Ｖの電圧が測定されるまで増加させ、このときの電流値と、実際の電圧１．５Ｖ（＝２．０Ｖ−０．５Ｖ）から半導体試料２２の抵抗率を算出する。
【００２８】
なお、本発明は、上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できるものである。
【符号の説明】
【００２９】
１１…測定ステージ、１２…半導体試料、１３…回転駆動部、１４…制御部、１５…探針プローブ、１６…定電流発生部、１７…電圧測定部、１８…操作部、１９…表示部、２１…光源部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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