(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板を貫通して形成され、測定の対象となる導電体と、
前記半導体基板の表面に形成され、該半導体基板の表面で前記導電体の一端に接続する第１及び第２の測定用電極を有する表面配線パターンと、
前記半導体基板の裏面に形成され、該半導体基板の裏面で前記導電体の他端に接続する裏面配線パターンと、
前記半導体基板の表面に形成され、該半導体基板を貫通して設けられたコンタクトを介して前記裏面配線パターンに電気的に接続された第３及び第４の測定用電極とを、
備えたことを特徴とする測定用配線パターン。
【請求項２】
半導体基板を貫通して形成されて測定の対象となる導電体と、前記半導体基板の表面に形成され、該半導体基板の表面で前記導電体の一端に接続する第１及び第２の測定用電極を有する表面配線パターンと、前記半導体基板の裏面に形成され、該半導体基板の裏面で前記導電体の他端に接続する裏面配線パターンと、前記半導体基板の表面に形成され、該半導体基板を貫通して設けられたコンタクトを介して前記裏面配線パターンに電気的に接続された第３及び第４の測定用電極とを備えた測定用配線パターンの測定方法であって、
絶縁性の測定台の上に、前記半導体基板をその表面を上にして載せ、該半導体基板の表面に設けられた前記第１及び第３の測定用電極間に定電流を流し、前記第２及び第４の測定用電極間の電圧を測定することによって、前記導電体の電気的特性を測定することを特徴とする測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
【０００２】
本発明は、半導体基板上に形成する測定用配線パターン及びその測定方法に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】
【０００４】
図２（ａ），（ｂ）は、半導体基板上に形成された従来のコンタクト抵抗測定用の配線パターンの一例を示す図であり、同図（ａ）は平面図、及び同図（ｂ）は断面図である。
【０００５】
この配線パターンは、半導体基板１の回路形成面である表面２と、その反対側の裏面３との間を貫通して設けられたバイアホール（ＶＩＡ  ＨＯＬＥ）４の内部に形成された導電体５のコンタクト抵抗を測定するためのパターンである。
【０００６】
この配線パターンは、半導体基板１の表面２に形成された表面配線パターン４０と、この半導体基板１の裏面３に形成された裏面配線パターン５０と、導電体５とで構成されている。
【０００７】
表面配線パターン４０は、電流供給用のプローブを接触させるためのパッド（電極）４１と、電圧測定用のプローブを接触させるためのパッド４２と、これらのパッド４１，４２を導電体５に接続する接続パターン４３とを、一体化して半導体基板１の表面２に形成したものである。
【０００８】
同様に、裏面配線パターン５０は、電流供給用のプローブを接触させるためのパッド５１と、電圧測定用のプローブを接触させるためのパッド５２と、これらのパッド５１，５２を導電体５に接続する接続パターン５３とを、一体化して半導体基板１の裏面３に形成したものである。
【０００９】
図３は、図２の配線パターンによるコンタクト抵抗測定の構成図である。
【００１０】
図３に示すように、表面配線パターン４０のパッド４１と、裏面配線パターン５０のパッド５１には、それぞれ電流供給用のプローブＰ１，Ｐ２が接触され、直流電源ＤＣから一定電流Ｉが供給される。これにより、プローブＰ１から、パッド４１〜接続パターン４３〜導電体５〜接続パターン５３〜パッド５１の経路で、プローブＰ２に一定電流Ｉが流れ、導電体５の両端に、この導電体５の抵抗（コンタクト抵抗）と流れる電流Ｉの積に応じた電圧が発生する。
【００１１】
一方、表面配線パターン４０のパッド４２と、裏面配線パターン５０のパッド５２には、それぞれ電圧測定用のプローブＰ３，Ｐ４が接触され、これらのパッド４２，５２間の電圧Ｖが電圧計ＶＭによって測定される。
【００１２】
一定電流Ｉに比べて無視できる程度の電流で電圧測定が可能な高感度の電圧計ＶＭを用いることにより、測定された電圧Ｖはこの一定電流Ｉによって導電体５の両端に生じた電圧と見なすことができる。従って、導電体５のコンタクト抵抗Ｒは、Ｒ＝Ｖ／Ｉの式によって算出される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、従来の配線パターンとその測定方法では、次のような課題があった。
【００１５】
即ち、測定用のパッド４１，４２が半導体基板１の表面２に形成され、パッド５１，５２が裏面３に形成されているので、測定用のプローブＰ１〜Ｐ４を、測定対象の半導体基板１の表面側と裏面側から同時にこれらのパッドに接触させる必要がある。このため、特殊な装置が必要となって技術的に困難であり、量産性等で満足できるものが得られないという課題があった。
【００１６】
本発明は、前記従来技術が持っていた課題を解決し、特殊な装置を使用せずに、半導体基板の裏面に形成されたパターンの測定が可能な配線パターンとその測定方法を提供するものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前記課題を解決するために、本発明の内の第１の発明は、測定用配線パターンにおいて、半導体基板を貫通して形成され、測定の対象となる導電体と、前記半導体基板の表面に形成され、該半導体基板の表面で前記導電体の一端に接続する第１及び第２の測定用電極を有する表面配線パターンと、前記半導体基板の裏面に形成され、該半導体基板の裏面で前記導電体の他端に接続する裏面配線パターンと、前記半導体基板の表面に形成され、該半導体基板を貫通して設けられたコンタクトを介して前記裏面配線パターンに電気的に接続された第３及び第４の測定用電極とを備えている。
【００１９】
第１の発明によれば、以上のように測定用配線パターンを構成したので、次のような作用が行われる。
【００２０】
半導体基板を貫通して形成された測定対象の導電体の一端が、この半導体基板の表面に形成された第１及び第２の測定用電極に接続される。また、測定対象の導電体の他端が半導体基板の裏面配線パターンに接続され、更にこの裏面配線パターンがコンタクトを介して、半導体基板の表面に形成された第３及び第４の測定用電極に接続される。従って、第１〜第４の測定用電極に測定器を接続することにより、導電体の電気的特性を半導体基板の表面側から測定することができる。
【００２１】
第２の発明は、半導体基板を貫通して形成されて測定の対象となる導電体と、前記半導体基板の表面に形成され、該半導体基板の表面で前記導電体の一端に接続する第１及び第２の測定用電極を有する表面配線パターンと、前記半導体基板の裏面に形成され、該半導体基板の裏面で前記導電体の他端に接続する裏面配線パターンと、前記半導体基板の表面に形成され、該半導体基板を貫通して設けられたコンタクトを介して前記裏面配線パターンに電気的に接続された第３及び第４の測定用電極とを備えた測定用配線パターンの測定を、絶縁性の測定台の上に、前記半導体基板をその表面を上にして載せ、該半導体基板の表面に設けられた前記第１及び第３の測定用電極間に定電流を流し、前記第２及び第４の測定用電極間の電圧を測定することによって、前記導電体の電気的特性を測定するようにしている。
【００２２】
【発明の実施の形態】
【００２３】
（第１の実施形態）
【００２４】
図１（ａ），（ｂ）は、本発明の第１の実施形態を示す配線パターンであり、同図（ａ）は平面図、及び同図（ｂ）は断面図である。
【００２５】
この配線パターンは、半導体基板１の回路形成面である表面２と、その反対側の裏面３との間を貫通して設けられたバイアホール４の内部に形成された導電体５のコンタクト抵抗を測定するためのパターンである。
【００２６】
この配線パターンは、半導体基板１の表面２に形成された表面配線パターン１０を有している。表面配線パターン１０は、電流供給用のプローブを接触させるためのパッド１１と、電圧測定用のプローブを接触させるためのパッド１２と、これらのパッド１１，１２を表面側の導電体５に接続する接続パターン１３とを、一体化して半導体基板１の表面２に形成したものである。
【００２７】
更に、半導体基板１の表面２で、表面配線パターン１０の存在しない箇所に、２つの表面パターン２１，２２が形成されている。表面パターン２１，２２は、この半導体基板１の裏面３に形成された裏面配線パターン３０にバイアホールを介して接続されており、それぞれ電流供給または電圧測定用のプローブを接触させるためのパッド２１Ｐ，２２Ｐが設けられている。
【００２８】
一方、裏面配線パターン３０は、裏面側の導電体５に接続する配線を、表面パターン２１，２２に対応する箇所まで延長するように形成したものである。表面パターン２１と裏面配線パターン３０との間は、バイアホール６の内部に形成された導電体７を介して電気的に接続されている。また、表面パターン２２と裏面配線パターン３０との間は、バイアホール８の内部に形成された導電体９を介して電気的に接続されている。
【００２９】
図４は、図１の配線パターンによるコンタクト抵抗測定の構成図である。以下、この図４を参照しつつ、図１の配線パターンのコンタクト抵抗測定方法を説明する。
【００３０】
図４に示すように、まず、測定用のステージＳＴＧの上に紙や石英等の絶縁物ＩＮＳを置き、その上に表面２が上になるように測定対象の半導体基板１を配置する。
【００３１】
そして、表面配線パターン１０のパッド１１と、表面パターン２１のパッド２１Ｐに、それぞれ電流供給用のプローブＰ１，Ｐ２を接触させ、直流電源ＤＣから一定電流Ｉが供給できるようにする。また、表面配線パターン１０のパッド１２と、表面パターン２２のパッド２２Ｐに、それぞれ電圧測定用のプローブＰ３，Ｐ４を接触させ、電圧計ＶＭによって電圧が測定できるように設定する。
【００３２】
次に、直流電源ＤＣから一定電流Ｉを供給する。これにより、プローブＰ１から、パッド１１〜接続パターン１３〜導電体５〜裏面配線パターン３０〜導電体７〜パッド２１Ｐの経路で、プローブＰ２に一定電流Ｉが流れ、導電体５の両端には、この導電体５の抵抗（コンタクト抵抗）と流れる電流Ｉの積に応じた電圧が発生する。
【００３３】
一方、電圧測定用のプローブＰ３には、導電体５の表面側の電位が、接続パターン１３〜パッド１２の経路で出力される。また、プローブＰ４には、導電体５の裏面側の電位が、裏面配線パターン３０〜導電体９〜パッド２２Ｐの経路で出力される。そして、パッド１２，２２Ｐ間の電圧Ｖが、電圧計ＶＭによって測定される。
【００３４】
一定電流Ｉに比べて無視できる程度の電流で電圧測定が可能な高感度の電圧計ＶＭを用いることにより、測定された電圧Ｖはこの一定電流Ｉによって導電体５の両端に生じた電圧と見なすことができる。従って、導電体５のコンタクト抵抗Ｒは、Ｒ＝Ｖ／Ｉの式によって算出される。
【００３５】
以上のように、この第１の実施形態の配線パターンは、測定用のパッド１１，１２，２１Ｐ，２２Ｐを、すべて半導体基板１の表面２に形成している。これにより、測定用のプローブＰ１〜Ｐ４をすべて半導体基板１の表面２側から接触させることが可能になり、特殊な装置を必要とせず、容易に半導体基板１のパターンの測定ができるという利点がある。
【００３６】
（第２の実施形態）
【００３７】
図５（ａ），（ｂ）は、本発明の第２の実施形態を示す配線パターンであり、同図（ａ）は平面図、及び同図（ｂ）は断面図である。
【００３８】
この配線パターンは、半導体基板１の裏面３に形成された絶縁抵抗測定用のパターンで、２組の櫛形の裏面配線パターン３１，３２の歯の部分を、相互に一定の間隔を隔てて入れ子状に配置したものである。
【００３９】
裏面配線パターン３１の一か所は、半導体基板１に設けられたバイアホール６の内側に形成された導電体７を介して、この半導体基板１の表面２に形成された表面パターン２１に電気的に接続されている。表面パターン２１には、測定用のプローブを接触させるためのパッド２１Ｐが設けられている。
【００４０】
同様に、裏面配線パターン３２の一か所は、半導体基板１に設けられたバイアホール８の内側に形成された導電体９を介して、この半導体基板１の表面２に形成された表面パターン２２に電気的に接続されている。表面パターン２２には、測定用のプローブを接触させるためのパッド２２Ｐが設けられている。
【００４１】
このような配線パターンによる絶縁抵抗測定では、まず測定用のステージの上に紙や石英等の絶縁物を置き、その上に表面２が上になるように測定対象の半導体基板１を配置する。そして、表面パターン２１，２２のパッド２１Ｐ，２２Ｐに、絶縁抵抗測定用のプローブを接触させ、これらのパッド２１Ｐ，２２Ｐ間の抵抗を測定する。
【００４２】
以上のように、この第２の実施形態の配線パターンは、半導体基板１の裏面３に形成された裏面配線パターン３１，３２の測定用のパッド２１Ｐ，２２Ｐを、バイアホール６，８を介して表面２に設けている。これにより、絶縁抵抗測定時に、微細な回路が形成された表面２を測定用のステージ等に接触させる必要がなくなり、基板表面が損傷したりパーティクルが付着して信頼性が低下するおそれがなくなるという利点がある。
【００４３】
（第３の実施形態）
【００４４】
図６は、本発明の第３の実施形態を示す配線パターンである。
【００４５】
この配線パターンは、半導体基板１の裏面３に形成された配線抵抗測定用のパターンで、つづら折り状に形成された基板裏面パターン３３となっている。基板裏面パターン３３の一端は、半導体基板１に設けられたバイアホールを介して、この半導体基板１の表面２に形成された表面パターン２１に電気的に接続されている。表面パターン２１には、測定用のプローブを接触させるためのパッド２１Ｐが設けられている。
【００４６】
同様に、裏面配線パターン３３の他端は、半導体基板１に設けられたバイアホールを介して、この半導体基板１の表面２に形成された表面パターン２２に電気的に接続されている。表面パターン２２には、測定用のプローブを接触させるためのパッド２２Ｐが設けられている。
【００４７】
このような配線パターンによる配線抵抗測定では、まず測定用のステージの上に紙や石英等の絶縁物を置き、その上に表面２が上になるように測定対象の半導体基板１を配置する。そして、表面パターン２１，２２のパッド２１Ｐ，２２Ｐに、配線抵抗測定用のプローブを接触させ、これらのパッド２１Ｐ，２２Ｐ間の抵抗を測定する。
【００４８】
以上のように、この第３の実施形態の配線パターンは、半導体基板１の裏面３に形成された裏面配線パターン３３の測定用のパッド２１Ｐ，２２Ｐを、バイアホールを介して表面２に設けている。これにより、配線抵抗測定時に、微細な回路が形成された表面２を測定用のステージ等に接触させる必要がなくなり、第２の実施形態と同様の利点がある。
【００４９】
（第４の実施形態）
【００５０】
図７は、本発明の第４の実施形態を示す配線パターンである。
【００５１】
この配線パターンは、半導体基板１の裏面３に形成された配線抵抗測定用のパターンで、直線状の裏面配線パターン３４と、この裏面配線パターン３４の一端の端子部３５，３６と、この裏面配線パターン３４の他端の端子部３７，３８とが一体化されたものである。
【００５２】
端子部３５〜３８は、半導体基板１に設けられたバイアホールを介して、この半導体基板１の表面２に形成された表面パターン２５，２６，２７，２８に、それぞれ電気的に接続されている。表面パターン２５〜２８には、それぞれ測定用のプローブを接触させるためのパッド２５Ｐ，２６Ｐ，２７Ｐ，２８Ｐが設けられている。
【００５３】
このような４端子の配線パターンによる配線抵抗測定では、まず測定用のステージの上に紙や石英等の絶縁物を置き、その上に表面２が上になるように測定対象の半導体基板１を配置する。次に、表面パターン２５，２７のパッド２５Ｐ，２７Ｐに電流供給用のプローブを接触させ、表面パターン２６，２８のパッド２６Ｐ，２８Ｐに電圧測定用のパッドを接触させる。
【００５４】
そして、パッド２５Ｐ，２７Ｐ間に直流電源から一定電流Ｉを供給し、パッド２６Ｐ，２８Ｐ間に発生する電圧Ｖを電圧計で測定する。この測定結果から、裏面配線パターン３４の配線抵抗Ｒは、Ｒ＝Ｖ／Ｉの式によって算出される。
【００５５】
以上のように、この第４の実施形態の配線パターンは、半導体基板１の裏面３に形成された裏面配線パターン３４の測定用のパッド２５Ｐ〜２８Ｐを、バイアホールを介して表面２に設けている。これにより、配線抵抗測定時に、微細な回路が形成された表面２を測定用のステージ等に接触させる必要がなくなり、第２の実施形態と同様の利点がある。
【００５６】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。この変形例としては、例えば、次のようなものがある。
【００５７】
（ａ）  基板１の表面２及び裏面３に形成する配線パターンは、例示した形状や配置に限定されない。
【００５８】
（ｂ）  測定項目は、絶縁抵抗や配線抵抗に限定されない。測定項目に対応した測定器を用いることにより、キャパシタンスやインダクタンス等の任意の電気的特性を測定することができる。
【００５９】
【発明の効果】
【００６０】
以上詳細に説明したように、第１の発明によれば、半導体基板を貫通して設けられたコンタクトを介して、裏面配線パターンをこの半導体基板の表面に形成された第３及び第４の測定用電極に接続している。これにより、半導体基板を貫通して形成された導電体の電気的特性を、半導体基板の表面から容易に測定することができる。
【００６１】
第２の発明によれば、絶縁性の測定台の上に、第１の発明による測定用配線パターンが形成された半導体基板を載せ、該半導体基板の表面に設けられた前記第１及び第３の測定用電極間に定電流を流し、前記第２及び第４の測定用電極間の電圧を測定することによって、前記導電体の電気的特性を測定するようにしている。これにより、裏面配線パターン間が短絡せず、容易にこの導電体の電気的特性を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す配線パターンである。
【図２】従来のコンタクト抵抗測定用の配線パターンの一例を示す図である。
【図３】図２の配線パターンによるコンタクト抵抗測定の構成図である。
【図４】図１の配線パターンによるコンタクト抵抗測定の構成図である。
【図５】本発明の第２の実施形態を示す配線パターンである。
【図６】本発明の第３の実施形態を示す配線パターンである。
【図７】本発明の第４の実施形態を示す配線パターンである。
【符号の説明】
１    半導体基板
４，６，８    バイアホール
５，７，９    導電体
１０    表面配線パターン
２１，２２，２５〜２８    表面パターン
２１Ｐ，２２Ｐ，２５Ｐ〜２８Ｐ    パッド
３０〜３４    裏面配線パターン
３５〜３８    端子部
【図１】
0003652671.tif 000002
【図２】
0003652671.tif 000003
【図３】
0003652671.tif 000004
【図４】
0003652671.tif 000005
【図５】
0003652671.tif 000006
【図６】
0003652671.tif 000007
【図７】
0003652671.tif 000008