JPH11287775A - 結晶欠陥評価方法および結晶欠陥評価装置 - Google Patents
結晶欠陥評価方法および結晶欠陥評価装置Info
- Publication number
- JPH11287775A JPH11287775A JP9116598A JP9116598A JPH11287775A JP H11287775 A JPH11287775 A JP H11287775A JP 9116598 A JP9116598 A JP 9116598A JP 9116598 A JP9116598 A JP 9116598A JP H11287775 A JPH11287775 A JP H11287775A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample
- current
- crystal defect
- electrode
- amount
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000007547 defect Effects 0.000 title claims abstract description 115
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims abstract description 55
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 24
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 32
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 28
- 239000010407 anodic oxide Substances 0.000 claims description 12
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 9
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 21
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 14
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 13
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 5
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 5
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 229910017855 NH 4 F Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 2
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004627 transmission electron microscopy Methods 0.000 description 2
- OHLUUHNLEMFGTQ-UHFFFAOYSA-N N-methylacetamide Chemical compound CNC(C)=O OHLUUHNLEMFGTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000018734 Sambucus australis Nutrition 0.000 description 1
- 244000180577 Sambucus australis Species 0.000 description 1
- 238000002048 anodisation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004323 potassium nitrate Substances 0.000 description 1
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 結晶欠陥の位置、大きさを評価する方法を提
供する。 【解決手段】 試料８にレーザー光３を走査しながら照
射する。この時、試料８と電極７との間の水溶液に流れ
る電流量をワークステーション１０（電源および電流測
定装置を兼ねる）で計測する。
供する。 【解決手段】 試料８にレーザー光３を走査しながら照
射する。この時、試料８と電極７との間の水溶液に流れ
る電流量をワークステーション１０（電源および電流測
定装置を兼ねる）で計測する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の解析方
法、特に結晶欠陥評価方法および結晶欠陥評価装置に関
する。
法、特に結晶欠陥評価方法および結晶欠陥評価装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置製造技術の中で用いられてい
る技術にイオン注入技術がある。イオン注入技術は、導
入不純物元素をイオン化した後、質量分析器によって選
別し、電界エネルギーで加速することによって、半導体
基板に必要な不純物を所望の注入量と加速エネルギーと
で導入する技術である。このイオン注入の後、所定の温
度と時間とで熱処理を行うことによって、所望の導電型
や導電率の不純物分布を形成することが、半導体装置製
造技術の中で行われている。このイオン注入とその後の
熱処理によって形成される欠陥（結晶欠陥）は、半導体
装置の接合リーク不良という重大な問題を引き起こすた
め、イオン注入によって引き起こされた欠陥の密度や電
気的特性を評価する必要がある。
る技術にイオン注入技術がある。イオン注入技術は、導
入不純物元素をイオン化した後、質量分析器によって選
別し、電界エネルギーで加速することによって、半導体
基板に必要な不純物を所望の注入量と加速エネルギーと
で導入する技術である。このイオン注入の後、所定の温
度と時間とで熱処理を行うことによって、所望の導電型
や導電率の不純物分布を形成することが、半導体装置製
造技術の中で行われている。このイオン注入とその後の
熱処理によって形成される欠陥（結晶欠陥）は、半導体
装置の接合リーク不良という重大な問題を引き起こすた
め、イオン注入によって引き起こされた欠陥の密度や電
気的特性を評価する必要がある。
【０００３】従来、欠陥の密度の評価方法としては、通
常、ライト（Ｗｒｉｇｈｔ Ｊｅｎｋｉｎｓ）エッチン
グ、ジルトル（Ｓｉｒｔｌｅ）エッチング、セコ（Ｓｅ
ｃｃｏ）エッチングで知られる湿式エッチング法によっ
て、欠陥を試料表面の凹凸情報として顕在化させ、大き
さや分布状況（欠陥密度）を計測していた。
常、ライト（Ｗｒｉｇｈｔ Ｊｅｎｋｉｎｓ）エッチン
グ、ジルトル（Ｓｉｒｔｌｅ）エッチング、セコ（Ｓｅ
ｃｃｏ）エッチングで知られる湿式エッチング法によっ
て、欠陥を試料表面の凹凸情報として顕在化させ、大き
さや分布状況（欠陥密度）を計測していた。
【０００４】また、前記イオン注入層に生じた注入欠陥
そのものの評価方法としては、透過型電子顕微鏡法があ
る。この透過型電子顕微鏡法では、どこにどの程度の大
きさのイオン注入欠陥が存在するのかを知ることができ
ない。つまり、透過電子顕微鏡法でイオン注入欠陥を観
察する場合、どこにどの程度の注入欠陥が存在するかを
予め知る必要がある。そのための方法として、半導体装
置が形成してある場合には電気的評価結果から知ること
が可能である。
そのものの評価方法としては、透過型電子顕微鏡法があ
る。この透過型電子顕微鏡法では、どこにどの程度の大
きさのイオン注入欠陥が存在するのかを知ることができ
ない。つまり、透過電子顕微鏡法でイオン注入欠陥を観
察する場合、どこにどの程度の注入欠陥が存在するかを
予め知る必要がある。そのための方法として、半導体装
置が形成してある場合には電気的評価結果から知ること
が可能である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半導体
装置の回路構成によっては、どこに欠陥があるかを特定
できない場合もある。また、半導体装置の形成されてい
ない一様な試料表面の場合、なんらかの方法によってイ
オン注入欠陥を特定する必要がある。この場合、上記し
た湿式エッチング法を用いると欠陥の顕在化によって欠
陥を破壊してしまう。また、湿式エッチングによる欠陥
の顕在化技術は、顕在化時のエッチング液の温度、周辺
の明るさによって安定しないこともある。また、近年の
半導体装置の微細化の進行によって、湿式エッチングで
は、湿式エッチングの表面荒れに欠陥が埋もれてしまう
ため、欠陥の観察が困難となる。
装置の回路構成によっては、どこに欠陥があるかを特定
できない場合もある。また、半導体装置の形成されてい
ない一様な試料表面の場合、なんらかの方法によってイ
オン注入欠陥を特定する必要がある。この場合、上記し
た湿式エッチング法を用いると欠陥の顕在化によって欠
陥を破壊してしまう。また、湿式エッチングによる欠陥
の顕在化技術は、顕在化時のエッチング液の温度、周辺
の明るさによって安定しないこともある。また、近年の
半導体装置の微細化の進行によって、湿式エッチングで
は、湿式エッチングの表面荒れに欠陥が埋もれてしまう
ため、欠陥の観察が困難となる。
【０００６】本発明はかかる点に鑑み、どこにどの程度
の欠陥、特に半導体製造工程で形成されたイオン注入欠
陥などが存在するかを予め知る方法を提供することを目
的とする。
の欠陥、特に半導体製造工程で形成されたイオン注入欠
陥などが存在するかを予め知る方法を提供することを目
的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、試料と電極と
の間の水溶液に流れる電流量を測定する結晶欠陥評価方
法であって、試料にレーザー光を走査しながら照射して
電流量を測定する結晶欠陥評価方法である。
の間の水溶液に流れる電流量を測定する結晶欠陥評価方
法であって、試料にレーザー光を走査しながら照射して
電流量を測定する結晶欠陥評価方法である。
【０００８】本発明では紫外光を試料に照射しながら電
流量を測定することが好ましい。また本発明では水溶液
の温度を調節しながら電流量を測定することが好まし
い。
流量を測定することが好ましい。また本発明では水溶液
の温度を調節しながら電流量を測定することが好まし
い。
【０００９】また本発明では試料と電極との間に流れる
電流が交流電流であることが好ましい。
電流が交流電流であることが好ましい。
【００１０】また本発明では試料は陽極酸化膜を形成、
除去したものであることが好ましい。
除去したものであることが好ましい。
【００１１】また本発明は、試料と電極との間の水溶液
に流れる電流量を測定する結晶欠陥評価装置であって、
水溶液が入り、電極が設置されたセルと、前記電極に接
続された電源および電流測定装置と、試料にレーザー光
を走査しながら照射する手段と、前記電流測定装置によ
って測定した電流値を表示する手段とを備えた結晶欠陥
評価装置である。
に流れる電流量を測定する結晶欠陥評価装置であって、
水溶液が入り、電極が設置されたセルと、前記電極に接
続された電源および電流測定装置と、試料にレーザー光
を走査しながら照射する手段と、前記電流測定装置によ
って測定した電流値を表示する手段とを備えた結晶欠陥
評価装置である。
【００１２】また本発明では紫外光光源を有することが
好ましい。また本発明では水溶液の温度調節手段を有す
ることが好ましい。
好ましい。また本発明では水溶液の温度調節手段を有す
ることが好ましい。
【００１３】本発明は上記のような結晶欠陥評価方法お
よび結晶欠陥評価装置である。半導体基板（試料）にＨ
ｅ−Ｎｅレーザー光を照射すると半導体基板表面の温度
が上昇する。そのため、半導体基板が膨張し、半導体基
板表面が変形する。この変形量は、半導体基板中に導入
された欠陥の密度に依存する。この理由は、結晶中に欠
陥が多いと熱伝導が妨げられ、レーザー光の照射された
領域が局所的に温度が上昇するため、変形量（半導体基
板の厚さ方向長さの増大）が大きくなるためである。一
方、結晶中の欠陥が少ないと熱伝導が妨げられないた
め、レーザー光が照射された領域の温度が上昇が少な
く、変形量（半導体基板の厚さ方向長さの増大）が少な
い。これらの変位量の差を電極、電気伝導性の水溶液、
試料の間を流れる電流の変化として捕える。
よび結晶欠陥評価装置である。半導体基板（試料）にＨ
ｅ−Ｎｅレーザー光を照射すると半導体基板表面の温度
が上昇する。そのため、半導体基板が膨張し、半導体基
板表面が変形する。この変形量は、半導体基板中に導入
された欠陥の密度に依存する。この理由は、結晶中に欠
陥が多いと熱伝導が妨げられ、レーザー光の照射された
領域が局所的に温度が上昇するため、変形量（半導体基
板の厚さ方向長さの増大）が大きくなるためである。一
方、結晶中の欠陥が少ないと熱伝導が妨げられないた
め、レーザー光が照射された領域の温度が上昇が少な
く、変形量（半導体基板の厚さ方向長さの増大）が少な
い。これらの変位量の差を電極、電気伝導性の水溶液、
試料の間を流れる電流の変化として捕える。
【００１４】このとき、レーザー光を走査し、同期させ
て、測定した電流値を表示することによって密度の二次
元分布として表示することができる。また、欠陥の種類
によっては、レーザー光を照射しただけで電気抵抗が低
く、測定した電流値を表示することによって密度の二次
元分布として同様に表示することができる場合もある。
て、測定した電流値を表示することによって密度の二次
元分布として表示することができる。また、欠陥の種類
によっては、レーザー光を照射しただけで電気抵抗が低
く、測定した電流値を表示することによって密度の二次
元分布として同様に表示することができる場合もある。
【００１５】また、特定波長、例えば紫外光を試料全面
に照射することによって、レーザー光の走査だけでは電
流値の変化を引き起こすことのできない結晶欠陥も光学
的に励起することによって電流値の変化を引き起こすよ
うになり、結晶欠陥の分布を電流値の変化として検出す
ることができる。
に照射することによって、レーザー光の走査だけでは電
流値の変化を引き起こすことのできない結晶欠陥も光学
的に励起することによって電流値の変化を引き起こすよ
うになり、結晶欠陥の分布を電流値の変化として検出す
ることができる。
【００１６】また、セルの温度調節手段を備えることに
よって、レーザー光の走査だけでは電流値の変化を引き
起こすことのできない結晶欠陥も適当な温度調節を行う
ことによって電流値の変化を引き起こすようになり、結
晶欠陥の分布を電流値の変化として検出することができ
る。
よって、レーザー光の走査だけでは電流値の変化を引き
起こすことのできない結晶欠陥も適当な温度調節を行う
ことによって電流値の変化を引き起こすようになり、結
晶欠陥の分布を電流値の変化として検出することができ
る。
【００１７】また、試料に陽極酸化膜を形成する工程と
前記陽極酸化膜を除去する工程とを組合せた処理をする
ことによって、結晶学的にまったく損傷を与えることな
く水溶液と結晶欠陥の間に存在する試料を削りとること
ができる。その後、測定を行えば、さらに微小な結晶欠
陥まで検出することができる。ここで述べた陽極酸化法
は室温で良質な陽極酸化膜を水溶液中で形成する方法で
あり、試料に熱的影響を与えることなく酸化膜を形成す
ることができる。
前記陽極酸化膜を除去する工程とを組合せた処理をする
ことによって、結晶学的にまったく損傷を与えることな
く水溶液と結晶欠陥の間に存在する試料を削りとること
ができる。その後、測定を行えば、さらに微小な結晶欠
陥まで検出することができる。ここで述べた陽極酸化法
は室温で良質な陽極酸化膜を水溶液中で形成する方法で
あり、試料に熱的影響を与えることなく酸化膜を形成す
ることができる。
【００１８】また、交流電流を用い、そのインピーダン
スを測定することによって、欠陥の誘電的特性を測定で
きる。
スを測定することによって、欠陥の誘電的特性を測定で
きる。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態である
結晶欠陥評価装置について説明する。
結晶欠陥評価装置について説明する。
【００２０】図１において、１はレーザー光源、２はミ
ラー、３はレーザー光、４は試料押さえ、５はセル（水
溶液容器）、６は水溶液、７は電極、８は試料、９は試
料台、１０はワークステーション、１１は画像表示装置
である。ここでは、厚さ１００ｎｍの熱酸化膜を形成し
たシリコン基板（ｐ−Ｓｉ（１００）１０〜１５Ω・ｃ
ｍ）上よりＰ（リン）イオン注入（加速エネルギー：１
５０ｋｅＶ、注入量：３×１０15ｃｍ-2）を行い、９５
０℃、１０秒の短時間熱処理を行った試料を用いた。こ
こで、ワークステーション１０には電源および電流測定
装置を含む。
ラー、３はレーザー光、４は試料押さえ、５はセル（水
溶液容器）、６は水溶液、７は電極、８は試料、９は試
料台、１０はワークステーション、１１は画像表示装置
である。ここでは、厚さ１００ｎｍの熱酸化膜を形成し
たシリコン基板（ｐ−Ｓｉ（１００）１０〜１５Ω・ｃ
ｍ）上よりＰ（リン）イオン注入（加速エネルギー：１
５０ｋｅＶ、注入量：３×１０15ｃｍ-2）を行い、９５
０℃、１０秒の短時間熱処理を行った試料を用いた。こ
こで、ワークステーション１０には電源および電流測定
装置を含む。
【００２１】本発明の第１の実施の形態によって結晶欠
陥が検出できることを図２、図３を用いて説明する。図
２において、２１はレーザー光、２２は上部電極、２３
は上部配線、２４は試料、２５は下部配線、２６は電流
の流れを説明する補助線、２７は電流測定装置、２８は
電流源を示す。図２は、電流源２８、上部配線２３、上
部電極２２、水溶液、試料２４、下部配線２５、電流測
定装置２７へと電流の流れを示す補助線２６に沿って電
流が流れることを説明する図である。
陥が検出できることを図２、図３を用いて説明する。図
２において、２１はレーザー光、２２は上部電極、２３
は上部配線、２４は試料、２５は下部配線、２６は電流
の流れを説明する補助線、２７は電流測定装置、２８は
電流源を示す。図２は、電流源２８、上部配線２３、上
部電極２２、水溶液、試料２４、下部配線２５、電流測
定装置２７へと電流の流れを示す補助線２６に沿って電
流が流れることを説明する図である。
【００２２】図２において、水溶液から試料２４へは、
レーザー光２１が照射された点を経て電流が流れること
を示している。レーザーの照射されていない部分からの
電流の流れも存在するが、ここではレーザー光によって
特定された点（ｐｏｉｎｔｉｎｇ）からの特定された電
流の流れを表示している。この図２のように結晶欠陥の
含んでいない場合、試料全面にわたってレーザー光を走
査しながら電流を計測しても、電流値の変化はなく、ほ
ぼ１０-11Ａと一定であった。
レーザー光２１が照射された点を経て電流が流れること
を示している。レーザーの照射されていない部分からの
電流の流れも存在するが、ここではレーザー光によって
特定された点（ｐｏｉｎｔｉｎｇ）からの特定された電
流の流れを表示している。この図２のように結晶欠陥の
含んでいない場合、試料全面にわたってレーザー光を走
査しながら電流を計測しても、電流値の変化はなく、ほ
ぼ１０-11Ａと一定であった。
【００２３】ここでの水溶液には、わずかに電気電導性
を生じる０．１％酢酸溶液を用いたが、電気電導性を有
するものであれば、他の水溶液でもかまわない。
を生じる０．１％酢酸溶液を用いたが、電気電導性を有
するものであれば、他の水溶液でもかまわない。
【００２４】図３において、３１はレーザー光、３２は
上部電極、３３は上部配線、３４は試料、３５は下部配
線、３６は電流の流れを説明する補助線、３７は電流測
定装置、３８は電流源、３９は欠陥、４０はレーザー光
を照射することによって生じた試料表面の変位への電流
の流れを示す。図３において、水溶液から試料３４へ
は、レーザー光３１が照射された点を経て電流が流れる
ことを示している。図３のように欠陥を含んでいる場合
は、欠陥３９にレーザー光が照射されると、欠陥近傍で
は熱伝導が良くないために欠陥近傍の温度が結晶欠陥が
ない場合に比べて高くなり、欠陥近傍の体積膨張が大き
くなり、変位が生じる。その結果、電気抵抗が増大し電
流値が減少する。
上部電極、３３は上部配線、３４は試料、３５は下部配
線、３６は電流の流れを説明する補助線、３７は電流測
定装置、３８は電流源、３９は欠陥、４０はレーザー光
を照射することによって生じた試料表面の変位への電流
の流れを示す。図３において、水溶液から試料３４へ
は、レーザー光３１が照射された点を経て電流が流れる
ことを示している。図３のように欠陥を含んでいる場合
は、欠陥３９にレーザー光が照射されると、欠陥近傍で
は熱伝導が良くないために欠陥近傍の温度が結晶欠陥が
ない場合に比べて高くなり、欠陥近傍の体積膨張が大き
くなり、変位が生じる。その結果、電気抵抗が増大し電
流値が減少する。
【００２５】図４は本発明の第１の実施の形態の結晶欠
陥評価装置によって、結晶欠陥分布を測定した結果の例
を示す。微小な点欠陥からなる注入一次欠陥（イオン注
入を行った直後に形成される欠陥）では、上記したよう
に電流が減少する。また注入二次欠陥（イオン注入を行
った後に、さらに熱処理を行うことによって形成される
比較的大きな欠陥）は、レーザー光によって注入二次欠
陥部を特定（ｐｏｉｎｔｉｎｇ）した場合、単に電気抵
抗が低く電流が増大することになる。したがって、図４
では注入一次欠陥は１０-12オーダーに、注入二次欠陥
は１０-9オーダーに分布している。なお、図１中の画像
表示装置１１には注入二次欠陥分布が表示されており、
この注入二次欠陥分布を処理したものが図４である。以
上、本発明によって、欠陥（イオン注入欠陥）の規模と
個数を表示することが可能となった。
陥評価装置によって、結晶欠陥分布を測定した結果の例
を示す。微小な点欠陥からなる注入一次欠陥（イオン注
入を行った直後に形成される欠陥）では、上記したよう
に電流が減少する。また注入二次欠陥（イオン注入を行
った後に、さらに熱処理を行うことによって形成される
比較的大きな欠陥）は、レーザー光によって注入二次欠
陥部を特定（ｐｏｉｎｔｉｎｇ）した場合、単に電気抵
抗が低く電流が増大することになる。したがって、図４
では注入一次欠陥は１０-12オーダーに、注入二次欠陥
は１０-9オーダーに分布している。なお、図１中の画像
表示装置１１には注入二次欠陥分布が表示されており、
この注入二次欠陥分布を処理したものが図４である。以
上、本発明によって、欠陥（イオン注入欠陥）の規模と
個数を表示することが可能となった。
【００２６】本発明の第２の実施の形態である結晶欠陥
評価装置について説明する。図５において、４１はレー
ザー光源、４２はミラー、４３はレーザー光、４４は試
料押さえ、４５はセル（水溶液容器）、４６は水溶液、
４７は電極、４８は試料、４９は試料台、５０はワーク
ステーション、５１は画像表示装置、５２は紫外光源
（高圧水銀ランプ／波長３６５ｎｍ）である。試料４８
には第１の実施の形態と同様のものを用いた。本発明の
第２の実施の形態によって結晶欠陥が検出できる理由
は、本発明の第１の実施の形態で図２、図３を用いて説
明したものとほぼ同じである。
評価装置について説明する。図５において、４１はレー
ザー光源、４２はミラー、４３はレーザー光、４４は試
料押さえ、４５はセル（水溶液容器）、４６は水溶液、
４７は電極、４８は試料、４９は試料台、５０はワーク
ステーション、５１は画像表示装置、５２は紫外光源
（高圧水銀ランプ／波長３６５ｎｍ）である。試料４８
には第１の実施の形態と同様のものを用いた。本発明の
第２の実施の形態によって結晶欠陥が検出できる理由
は、本発明の第１の実施の形態で図２、図３を用いて説
明したものとほぼ同じである。
【００２７】図６は本発明の第２の実施の形態の結晶欠
陥評価装置によって、結晶欠陥分布を測定した結果の例
を示す。本発明の第２の実施の形態では、比較的大電流
が流れている注入二次欠陥について、紫外光源（高圧水
銀ランプ／波長３６５ｎｍ）５２を照射しながら、測定
を行っているため、第１の実施の形態に比べて感度よく
欠陥を検出できている。
陥評価装置によって、結晶欠陥分布を測定した結果の例
を示す。本発明の第２の実施の形態では、比較的大電流
が流れている注入二次欠陥について、紫外光源（高圧水
銀ランプ／波長３６５ｎｍ）５２を照射しながら、測定
を行っているため、第１の実施の形態に比べて感度よく
欠陥を検出できている。
【００２８】本発明の第３の実施の形態である結晶欠陥
評価装置について説明する。図７において、６１はレー
ザー光源、６２はミラー、６３はレーザー光、６４は試
料押さえ、６５はセル（水溶液容器）、６６は水溶液、
６７は電極、６８は試料、６９は試料台、７０はワーク
ステーション、７１は画像表示装置、７２は温度調節装
置である。試料６８には第１の実施の形態と同様のもの
を用いた。本発明の第３の実施の形態によって結晶欠陥
が検出できる理由は、本発明の第１の実施の形態で図
２、図３を用いて説明したものとほぼ同じである。
評価装置について説明する。図７において、６１はレー
ザー光源、６２はミラー、６３はレーザー光、６４は試
料押さえ、６５はセル（水溶液容器）、６６は水溶液、
６７は電極、６８は試料、６９は試料台、７０はワーク
ステーション、７１は画像表示装置、７２は温度調節装
置である。試料６８には第１の実施の形態と同様のもの
を用いた。本発明の第３の実施の形態によって結晶欠陥
が検出できる理由は、本発明の第１の実施の形態で図
２、図３を用いて説明したものとほぼ同じである。
【００２９】図８は本発明の第３の実施の形態の結晶欠
陥評価装置によって、結晶欠陥分布を測定した例を示
す。本発明の第３の実施の形態では、比較的大電流が流
れている注入二次欠陥について、試料温度を温度調節装
置７２で６０℃に保ちながら、測定を行っているため、
第１の実施の形態に比べて感度よく欠陥を検出できてい
る。
陥評価装置によって、結晶欠陥分布を測定した例を示
す。本発明の第３の実施の形態では、比較的大電流が流
れている注入二次欠陥について、試料温度を温度調節装
置７２で６０℃に保ちながら、測定を行っているため、
第１の実施の形態に比べて感度よく欠陥を検出できてい
る。
【００３０】図９は、本発明の第４の実施の形態におい
て陽極酸化膜形成に用いた反応セルの構造概略図であ
る。図９において、８１はセル（容器）、８２は電解
液、８３は陽極（試料）、８４は陰極（白金）、８５は
電流計、８６は電圧計、８７は定電圧定電流源である。
図９に示すように、陽極８３となる試料は電解液８２中
に設置した。電解液８２は、Ｎ−メチルアセトアミド
（ＣＨ3ＣＯＮＨＣＨ3／３００ｃｃ）＋硝酸カリウム
（ＫＮＯ3／０．６ｇ）＋水（Ｈ2Ｏ／２ｃｃ）よりなる
混合液を用いた。陽極酸化は電流密度７ｍＡ／ｃｍ2の
定電流条件で行った。陰極−陽極間電圧上昇値２００Ｖ
の場合、厚さ約１００ｎｍの陽極酸化膜が形成された。
同陽極酸化膜をＨＦ／ＮＨ4Ｆ混合液（ＨＦ／ＮＨ4Ｆ＝
１：１０）を用いて除去した。このとき、厚さ約５０ｎ
ｍシリコン基板が後退した。この工程を図１０を用いて
説明する。図１０中９１は、半導体装置断面に存在する
欠陥を示している。９２は図９に示す装置を用いて形成
された陽極酸化膜を示す。９３は陽極酸化膜９２を除去
することによって、シリコン基板表面が後退したことを
示す。このようにシリコン基板が後退することによって
欠陥部分が試料表面に出てくるため半導体装置を形成し
ているシリコン基板内部の欠陥は感度よく検出された。
て陽極酸化膜形成に用いた反応セルの構造概略図であ
る。図９において、８１はセル（容器）、８２は電解
液、８３は陽極（試料）、８４は陰極（白金）、８５は
電流計、８６は電圧計、８７は定電圧定電流源である。
図９に示すように、陽極８３となる試料は電解液８２中
に設置した。電解液８２は、Ｎ−メチルアセトアミド
（ＣＨ3ＣＯＮＨＣＨ3／３００ｃｃ）＋硝酸カリウム
（ＫＮＯ3／０．６ｇ）＋水（Ｈ2Ｏ／２ｃｃ）よりなる
混合液を用いた。陽極酸化は電流密度７ｍＡ／ｃｍ2の
定電流条件で行った。陰極−陽極間電圧上昇値２００Ｖ
の場合、厚さ約１００ｎｍの陽極酸化膜が形成された。
同陽極酸化膜をＨＦ／ＮＨ4Ｆ混合液（ＨＦ／ＮＨ4Ｆ＝
１：１０）を用いて除去した。このとき、厚さ約５０ｎ
ｍシリコン基板が後退した。この工程を図１０を用いて
説明する。図１０中９１は、半導体装置断面に存在する
欠陥を示している。９２は図９に示す装置を用いて形成
された陽極酸化膜を示す。９３は陽極酸化膜９２を除去
することによって、シリコン基板表面が後退したことを
示す。このようにシリコン基板が後退することによって
欠陥部分が試料表面に出てくるため半導体装置を形成し
ているシリコン基板内部の欠陥は感度よく検出された。
【００３１】図１１は本発明の第４の実施の形態の結晶
欠陥評価装置によって、結晶欠陥分布を測定した結果の
例を示す。本発明の第４の実施の形態では、欠陥と試料
表面の間にあるシリコン層を除去しているため、第１の
実施の形態に比べて感度よく、より多数の欠陥を検出で
きている。
欠陥評価装置によって、結晶欠陥分布を測定した結果の
例を示す。本発明の第４の実施の形態では、欠陥と試料
表面の間にあるシリコン層を除去しているため、第１の
実施の形態に比べて感度よく、より多数の欠陥を検出で
きている。
【００３２】図１２は、本発明の第５の実施の形態であ
る。また、陰極と陽極を備えたセルと前記セル内に満た
された水溶液と、前記陰極と陽極との間に接続された電
源および電流測定装置を用いて交流電流を印加し、その
インピーダンスを測定することによって、欠陥の誘電的
特性を測定できる。
る。また、陰極と陽極を備えたセルと前記セル内に満た
された水溶液と、前記陰極と陽極との間に接続された電
源および電流測定装置を用いて交流電流を印加し、その
インピーダンスを測定することによって、欠陥の誘電的
特性を測定できる。
【００３３】本発明の第５の実施の形態である結晶欠陥
評価装置について説明する。図１２において、１０１は
レーザー光源、１０２はミラー、１０３はレーザー光、
１０４は試料押さえ、１０５はセル（水溶液容器）、１
０６は水溶液、１０７は電極、１０８は試料、１０９は
試料台、１１０はワークステーション、１１１は画像表
示装置である。試料１０８には第１の実施例で用いたの
と同様のものを用いた。ここで、ワークステーション１
１０には交流電源および交流電流測定装置を含む。ま
た、ここで、半径１ｍｍのレーザー光のよってｐｏｉｎ
ｔｉｎｇした部分から流れる電流は、周波数ｆ＝２００
ｋＨｚの場合、２．６（ｎＡ）となる。
評価装置について説明する。図１２において、１０１は
レーザー光源、１０２はミラー、１０３はレーザー光、
１０４は試料押さえ、１０５はセル（水溶液容器）、１
０６は水溶液、１０７は電極、１０８は試料、１０９は
試料台、１１０はワークステーション、１１１は画像表
示装置である。試料１０８には第１の実施例で用いたの
と同様のものを用いた。ここで、ワークステーション１
１０には交流電源および交流電流測定装置を含む。ま
た、ここで、半径１ｍｍのレーザー光のよってｐｏｉｎ
ｔｉｎｇした部分から流れる電流は、周波数ｆ＝２００
ｋＨｚの場合、２．６（ｎＡ）となる。
【００３４】Ｉ＝２πｆｃ・Ｖ＝２πｆ・４πεrε
0（ｓ／ｄ）・Ｖ＝２．６（ｎＡ） ｆ＝２００ｋＨｚ、εr＝１１．９（シリコン）、ε0＝
８．８５４Ｘ１０-12（Ｆ／ｍ）、ｓ＝π（１Ｘ１
０-6）2（ｍ2）、ｄ＝１Ｘ１０-6（ｍ） このように、ｎＡのオーダーであれば、上記第１〜第４
の実施の形態のように欠陥の検出が可能である。本第５
の実施の形態では、交流周波数を２００ｋＨｚとした
が、周波数を変化させることによって、欠陥について他
の附加的情報が得られる。
0（ｓ／ｄ）・Ｖ＝２．６（ｎＡ） ｆ＝２００ｋＨｚ、εr＝１１．９（シリコン）、ε0＝
８．８５４Ｘ１０-12（Ｆ／ｍ）、ｓ＝π（１Ｘ１
０-6）2（ｍ2）、ｄ＝１Ｘ１０-6（ｍ） このように、ｎＡのオーダーであれば、上記第１〜第４
の実施の形態のように欠陥の検出が可能である。本第５
の実施の形態では、交流周波数を２００ｋＨｚとした
が、周波数を変化させることによって、欠陥について他
の附加的情報が得られる。
【００３５】なお、本発明では、イオン注入欠陥として
全体の説明を行ったが、金属汚染・体積膜応力・熱処理
工程に起因する結晶欠陥が検出できることは言うまでも
ない。
全体の説明を行ったが、金属汚染・体積膜応力・熱処理
工程に起因する結晶欠陥が検出できることは言うまでも
ない。
【００３６】また、本発明ではレーザー光を用いた場合
について説明したが、レーザー光に限らず共焦点光学系
の光を用いることもできる。
について説明したが、レーザー光に限らず共焦点光学系
の光を用いることもできる。
【００３７】
【発明の効果】以上、本発明は簡便な方法で結晶欠陥を
従来より感度よく検出できるものであり、半導体製造工
程の評価や、改善にもつながるものである。
従来より感度よく検出できるものであり、半導体製造工
程の評価や、改善にもつながるものである。
【図１】本発明の第１の実施の形態の結晶欠陥評価装置
の構造図
の構造図
【図２】本発明の結晶欠陥評価方法の原理図（欠陥のあ
る場合）
る場合）
【図３】本発明の結晶欠陥評価方法の原理図（欠陥のな
い場合）
い場合）
【図４】本発明の第１の実施の形態の結晶欠陥評価装置
による測定結果を示す図
による測定結果を示す図
【図５】本発明の第２の実施の形態の結晶欠陥評価装置
の構造図
の構造図
【図６】本発明の第２の実施の形態の結晶欠陥評価装置
による測定結果を示す図
による測定結果を示す図
【図７】本発明の第３の実施の形態の結晶欠陥評価装置
の構造図
の構造図
【図８】本発明の第３の実施の形態の結晶欠陥評価装置
による測定結果を示す図
による測定結果を示す図
【図９】本発明の第４の実施の形態の陽極酸化膜形成装
置の構造図
置の構造図
【図１０】本発明の第４の実施の形態の陽極酸化膜形成
と除去の工程説明図
と除去の工程説明図
【図１１】本発明の第４の実施の形態の結晶欠陥評価装
置による測定結果を示す図
置による測定結果を示す図
【図１２】本発明の第５の実施の形態の結晶欠陥評価装
置の構造図
置の構造図
【図１３】本発明の第５の実施の形態の結晶欠陥評価装
置による測定結果を示す図
置による測定結果を示す図
１、４１、６１、１０１ レーザー光源 ３、２１、３１、４３、６３、１０３ レーザー光 ４、４４、６４、１０４ 試料押さえ ５、４５、６５、１０５ セル（水溶液容器） ６、４６、６６、１０６ 水溶液 ７、４７、６７、１０７ 電極 ８、２４、３４、４８、６８、１０８ 試料 １０、５０、７０、１１０ ワークステーション １１、５１、７１ 画像表示装置 ２７、３７、１１１ 電流測定装置 ２８、３８ 電流源 ３９ 欠陥 ５２ 紫外光源 ７２ 温度調節装置
Claims (8)
- 【請求項１】 試料と電極との間の水溶液に流れる電流
量を測定する結晶欠陥評価方法であって、前記試料にレ
ーザー光を走査しながら照射して前記電流量を測定する
結晶欠陥評価方法。 - 【請求項２】 紫外光を前記試料に照射しながら前記電
流量を測定する請求項１に記載の結晶欠陥評価方法。 - 【請求項３】 前記水溶液の温度を調節しながら前記電
流量を測定する請求項１または請求項２に記載の結晶欠
陥評価方法。 - 【請求項４】 前記試料と前記電極との間に流れる電流
が交流電流である請求項１ないし請求項３のいずれかに
記載の結晶欠陥評価方法。 - 【請求項５】 前記試料は陽極酸化膜を形成、除去した
ものである請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の
結晶欠陥評価方法。 - 【請求項６】 試料と電極との間の水溶液に流れる電流
量を測定する結晶欠陥評価装置であって、水溶液が入
り、電極が設置されたセルと、前記電極に接続された電
源および電流測定装置と、試料にレーザー光を走査しな
がら照射する手段と、前記電流測定装置によって測定し
た電流値を表示する手段とを備えた結晶欠陥評価装置。 - 【請求項７】 紫外光光源を有する請求項６に記載の結
晶欠陥評価装置。 - 【請求項８】 前記水溶液の温度調節手段を有する請求
項６または請求項７に記載の結晶欠陥評価装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9116598A JPH11287775A (ja) | 1998-04-03 | 1998-04-03 | 結晶欠陥評価方法および結晶欠陥評価装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9116598A JPH11287775A (ja) | 1998-04-03 | 1998-04-03 | 結晶欠陥評価方法および結晶欠陥評価装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11287775A true JPH11287775A (ja) | 1999-10-19 |
Family
ID=14018876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9116598A Pending JPH11287775A (ja) | 1998-04-03 | 1998-04-03 | 結晶欠陥評価方法および結晶欠陥評価装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11287775A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013004567A (ja) * | 2011-06-13 | 2013-01-07 | Pioneer Electronic Corp | 検査装置及び方法 |
| KR101694852B1 (ko) * | 2015-12-01 | 2017-01-10 | 한국항공우주연구원 | 히터 저항 측정 장치 |
-
1998
- 1998-04-03 JP JP9116598A patent/JPH11287775A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013004567A (ja) * | 2011-06-13 | 2013-01-07 | Pioneer Electronic Corp | 検査装置及び方法 |
| KR101694852B1 (ko) * | 2015-12-01 | 2017-01-10 | 한국항공우주연구원 | 히터 저항 측정 장치 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0120229B1 (en) | System and method for resist defect measurement on semiconductors | |
| KR100237829B1 (ko) | 웨이퍼의 결함 분석방법 | |
| TWI278949B (en) | Test method, method of manufacturing a piece for analysis, analysis method, analysis device, method of manufacturing SOI wafer, and SOI wafer | |
| US5476006A (en) | Crystal evaluation apparatus and crystal evaluation method | |
| CN110824197A (zh) | 一种电致变色器件的性能测试方法 | |
| JP2004111911A (ja) | 膜厚測定方法、比誘電率測定方法、膜厚測定装置、および比誘電率測定装置 | |
| US5652474A (en) | Method of manufacturing cold cathodes | |
| JPH11287775A (ja) | 結晶欠陥評価方法および結晶欠陥評価装置 | |
| US5999006A (en) | Method of and apparatus for conducting analysis of buried oxides | |
| CA1069221A (en) | Anodic etching method for the detection of electrically active defects in silicon | |
| JPH11160209A (ja) | 透過型電子顕微鏡の試料作製方法 | |
| JP3130177B2 (ja) | 結晶評価装置および結晶評価方法 | |
| JP2996239B1 (ja) | 半導体装置におけるコンタクト開口検査方法及びその装置 | |
| JP2005331241A (ja) | 導電性試料の評価方法及び導電性試料の評価装置 | |
| KR100611475B1 (ko) | 전해식각 방법을 이용한 주사전자현미경 관찰용 시료 처리 방법 및 분리 패턴의 불량 분석 방법 | |
| KR100479296B1 (ko) | 반도체웨이퍼의분석방법 | |
| JPH0927527A (ja) | 半導体装置の評価方法 | |
| KR20010054915A (ko) | 실리콘웨이퍼의 제너레이션 라이프타임 측정 장치 및 그방법 | |
| JP3384663B2 (ja) | 集束イオンビーム加工装置 | |
| RU2119694C1 (ru) | Способ контроля однородности слоев пористого кремния на монокристаллическом кремнии | |
| JPH0221254A (ja) | シリコン基板の絶縁膜欠陥検出方法 | |
| JP2001351957A (ja) | 走査型静電容量顕微鏡による測定方法および測定装置 | |
| JPH0774223A (ja) | 半導体製造装置及び応力測定方法 | |
| JP2000252337A (ja) | 絶縁膜の欠陥検知方法 | |
| JPH0618636A (ja) | イオンビームを用いたデバイステスト方法およびテスタ |