JPS5823454A - 検査方法 - Google Patents
検査方法Info
- Publication number
- JPS5823454A JPS5823454A JP56123274A JP12327481A JPS5823454A JP S5823454 A JPS5823454 A JP S5823454A JP 56123274 A JP56123274 A JP 56123274A JP 12327481 A JP12327481 A JP 12327481A JP S5823454 A JPS5823454 A JP S5823454A
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- JP
- Japan
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- layer
- inspection
- etching
- insulator
- insulator layer
- 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
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P74/00—Testing or measuring during manufacture or treatment of wafers, substrates or devices
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】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、絶縁体層およびその影響の領域依存性を検査
測定する方法に関するものである。
測定する方法に関するものである。
半導体集積回路などの半導体装置においては種々の絶縁
体層が使われている。例えば、所謂選択酸化法と呼ばれ
る方法で形成されたフィールド酸化シリコン層、 ＭＯ
ＳＦＥＴにおけるゲート絶縁体層。
体層が使われている。例えば、所謂選択酸化法と呼ばれ
る方法で形成されたフィールド酸化シリコン層、 ＭＯ
ＳＦＥＴにおけるゲート絶縁体層。
各種配線間を絶縁するためのシリコン酸化物層。
リンガラス層、シリコン窒化物層などである。このよう
な絶縁体層は半導体装置の特性にいろいろな影響を与え
る０例えば絶縁体層は該絶縁体層と接する半導体の界面
における電気的特性に重大な影響を与えるし、該絶縁体
層と接する導電体の浮遊容量を決定する。そのため、こ
れらの絶縁体層の性質を調べることは、半導体装置を作
るうえで、極めて重要なことである。
な絶縁体層は半導体装置の特性にいろいろな影響を与え
る０例えば絶縁体層は該絶縁体層と接する半導体の界面
における電気的特性に重大な影響を与えるし、該絶縁体
層と接する導電体の浮遊容量を決定する。そのため、こ
れらの絶縁体層の性質を調べることは、半導体装置を作
るうえで、極めて重要なことである。
従来、このような絶縁体層の検査をその被検領域を選択
しつつしようとする努力は払われてＢらず、通常は、均
一な絶縁体層を間にはさんで形成した２つ以上の４一体
一極間の好意と電圧の関係とか電流と電圧の関係などを
測定していた。そして例えば、ニス、エム、シイー氏（
Ｓ 、Ｍ、 ５ｚｅ）の１−千尋体デバイスノ物理Ｊ
（Ｐｈｙｓｉｃｓ ｏｆ ８ｅｒｒｕｃｏｎｄｕｃｔ
ｏｒ＆ｖｉ ｃｅｓ 、：ｌと題する著曹（Ａ；Ｄｉｖ
ｉｓｉｏｎ ｏｆ Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ＆Ｓ、）ｎｓ
）の第９ｖＬに述べられているように、これらの関係
を＃］定することにより、絶縁体層がそれと接する半導
体界面の電気的特性に与える影響とか、該絶縁体層の厚
さなどの重要な特性を検査することが一応できていた。
しつつしようとする努力は払われてＢらず、通常は、均
一な絶縁体層を間にはさんで形成した２つ以上の４一体
一極間の好意と電圧の関係とか電流と電圧の関係などを
測定していた。そして例えば、ニス、エム、シイー氏（
Ｓ 、Ｍ、 ５ｚｅ）の１−千尋体デバイスノ物理Ｊ
（Ｐｈｙｓｉｃｓ ｏｆ ８ｅｒｒｕｃｏｎｄｕｃｔ
ｏｒ＆ｖｉ ｃｅｓ 、：ｌと題する著曹（Ａ；Ｄｉｖ
ｉｓｉｏｎ ｏｆ Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ＆Ｓ、）ｎｓ
）の第９ｖＬに述べられているように、これらの関係
を＃］定することにより、絶縁体層がそれと接する半導
体界面の電気的特性に与える影響とか、該絶縁体層の厚
さなどの重要な特性を検査することが一応できていた。
ところがこうした従来の検査方法では、被検査絶縁体層
が均一という仮定を用いているため、被検物が場所によ
り不均一な場合、例えば絶縁体層の厚みが徐々に変化す
るような場合では、１−々の欠点が生ずるのは致し方の
ないことでありだ。
が均一という仮定を用いているため、被検物が場所によ
り不均一な場合、例えば絶縁体層の厚みが徐々に変化す
るような場合では、１−々の欠点が生ずるのは致し方の
ないことでありだ。
従来、絶縁体層が不均一な場゛合の絶縁体層の検合方法
として、絶縁体層が部分的には均一であると仮定して、
極めてφさい面積、Ｊたは極めて細長い形をもつ電極を
使う方法があった。この方法では徐々に変化する絶縁体
層を電極の大きさで決まる部分に分割し、その性質を調
べることになるため、１ｔ＆の大きさで決まる分解能で
もって絶縁体層を検査できる。ところが、この検査方法
では極めて小さい容量や電流などを測定すること、また
は極めて細長い形をした電極を絶縁体の不均一な部分に
位置合わせすること、などの困難な作業をしなければな
らず、そのため正確な検査か困難であった◎ 本発明の目的は、極めて小さい容量や電流などを測定す
る必要がなく、さらに細かい位置合わせ等の難しい繰作
をも必要とせず、その性質が均一でない絶縁体層の各部
分の性質を容易かつ正確に−べることのできる、絶縁体
層およびその影響を検査測定する方法を与えることにあ
る。
として、絶縁体層が部分的には均一であると仮定して、
極めてφさい面積、Ｊたは極めて細長い形をもつ電極を
使う方法があった。この方法では徐々に変化する絶縁体
層を電極の大きさで決まる部分に分割し、その性質を調
べることになるため、１ｔ＆の大きさで決まる分解能で
もって絶縁体層を検査できる。ところが、この検査方法
では極めて小さい容量や電流などを測定すること、また
は極めて細長い形をした電極を絶縁体の不均一な部分に
位置合わせすること、などの困難な作業をしなければな
らず、そのため正確な検査か困難であった◎ 本発明の目的は、極めて小さい容量や電流などを測定す
る必要がなく、さらに細かい位置合わせ等の難しい繰作
をも必要とせず、その性質が均一でない絶縁体層の各部
分の性質を容易かつ正確に−べることのできる、絶縁体
層およびその影響を検査測定する方法を与えることにあ
る。
本発明によれば、検査の主対象である絶縁体層をその表
裏両面から導電体ではさみ込み、これら両導電体をｖｔ
４ｉｋとして前記絶縁体層の状態あるいは才なそれに起
因して生じている周囲への影響を電気磁気的に検査測定
する方法において、前記２つの導電体のうちの一方通常
は表面側の導電体を検査の主対象である前記絶縁体層を
侵さない蝕刻媒体で蝕刻できる材料によって層状に構成
し、この層状４寛体上には前記蝕刻媒体に耐える材料で
構成した蝕刻マスク層を構成し、このｉ刻マスク層また
は前記絶縁体層によって復われていない前記層状導電体
の部位に前記蝕刻好体作用させてこの部位から前記層状
導電体を徐々に蝕刻して検査の主対象である前記絶縁体
層を榎う領域を徐々に変化させ、この領域変化に合せて
所望の電気磁気的検査測定をなすようにした、こと全特
徴とする次に図を用いて本発明について具体的に詳述す
る。第１図は本発明の１実施例で、Ｐｆｒ謂選択酸化法
によって形成されたフィールド酸化シリコン層の層厚が
徐々に賀化する部分の性質等々の状態あるいはまたそれ
に起因して生ずる周囲への影響を本発明の検査測定方法
を使って調べた場合を説明するための模式的断面図であ
る。この図の１１はシリコン結晶基板、１２ は選択酸
化法で形成されたフィールド酸化シリコン層、１３ は
活性領域に形成された薄いゲート酸化シリコン層、１４
は低抵抗ポリシリコン層、１５は１４の上に形成され
た酸化９９５７層、１６ はアルミニウム層をそれぞ
れ示す。一般に選択酸化法で形成されたフィールド酸化
層１２ にはバーズビークと呼ばれる酸化シリコン朧
のしみ込みが起り、徐々に層厚の変化する部分１２′が
生じる・本図の実施例ではこのバーズビーク部１２′の
性質を調べようとしている。
裏両面から導電体ではさみ込み、これら両導電体をｖｔ
４ｉｋとして前記絶縁体層の状態あるいは才なそれに起
因して生じている周囲への影響を電気磁気的に検査測定
する方法において、前記２つの導電体のうちの一方通常
は表面側の導電体を検査の主対象である前記絶縁体層を
侵さない蝕刻媒体で蝕刻できる材料によって層状に構成
し、この層状４寛体上には前記蝕刻媒体に耐える材料で
構成した蝕刻マスク層を構成し、このｉ刻マスク層また
は前記絶縁体層によって復われていない前記層状導電体
の部位に前記蝕刻好体作用させてこの部位から前記層状
導電体を徐々に蝕刻して検査の主対象である前記絶縁体
層を榎う領域を徐々に変化させ、この領域変化に合せて
所望の電気磁気的検査測定をなすようにした、こと全特
徴とする次に図を用いて本発明について具体的に詳述す
る。第１図は本発明の１実施例で、Ｐｆｒ謂選択酸化法
によって形成されたフィールド酸化シリコン層の層厚が
徐々に賀化する部分の性質等々の状態あるいはまたそれ
に起因して生ずる周囲への影響を本発明の検査測定方法
を使って調べた場合を説明するための模式的断面図であ
る。この図の１１はシリコン結晶基板、１２ は選択酸
化法で形成されたフィールド酸化シリコン層、１３ は
活性領域に形成された薄いゲート酸化シリコン層、１４
は低抵抗ポリシリコン層、１５は１４の上に形成され
た酸化９９５７層、１６ はアルミニウム層をそれぞ
れ示す。一般に選択酸化法で形成されたフィールド酸化
層１２ にはバーズビークと呼ばれる酸化シリコン朧
のしみ込みが起り、徐々に層厚の変化する部分１２′が
生じる・本図の実施例ではこのバーズビーク部１２′の
性質を調べようとしている。
本発明の検査測定方法では、第１図のようにバーズビー
″り部１２′の上にこれをおおう形で選択的に制御した
エツチング除去ができる検査用電極の一例としてポリシ
リコン層１４ を施け、このポリシリコン層１４
とシリコン結晶基板１１ との間の電気的特性、例え
ば容量と電圧の関係とか電流と電圧の関係など所望する
特性を測定する。このとき得られる検査結果は、当然の
ことであるかポリシリコン層１４ か儂っていた領域の
フィールド酸化層から得られたものである。ポリシリコ
ンｊ−１４は最初からこれだけを１７部分からエツチン
グ除去できるように周囲の部材との組み合せを考えであ
るので、所望の部分だけエツチング除去し、前と同じ測
定をする。その結果は、エツチング除去した領域の持っ
ていた情報を差の情報として持っ（いる。このようにし
てポリシリコン層１４ を工・チングしては測定する
ことを交互にくり返えす。
″り部１２′の上にこれをおおう形で選択的に制御した
エツチング除去ができる検査用電極の一例としてポリシ
リコン層１４ を施け、このポリシリコン層１４
とシリコン結晶基板１１ との間の電気的特性、例え
ば容量と電圧の関係とか電流と電圧の関係など所望する
特性を測定する。このとき得られる検査結果は、当然の
ことであるかポリシリコン層１４ か儂っていた領域の
フィールド酸化層から得られたものである。ポリシリコ
ンｊ−１４は最初からこれだけを１７部分からエツチン
グ除去できるように周囲の部材との組み合せを考えであ
るので、所望の部分だけエツチング除去し、前と同じ測
定をする。その結果は、エツチング除去した領域の持っ
ていた情報を差の情報として持っ（いる。このようにし
てポリシリコン層１４ を工・チングしては測定する
ことを交互にくり返えす。
測定の位置梢変は、エツチングの刻みでまずは定まるし
、エツチング制御に対する技術水準は高いから、本発明
の目的は確実に達成できる。
、エツチング制御に対する技術水準は高いから、本発明
の目的は確実に達成できる。
蝕刻媒体としては液状の薬剤である所謂エツチング液に
限定する必要はなく、所謂ドライエツチング法と称され
ているものの活性なプラズマのようなものでも勿論よい
。しかしこの実施例では最も一般的であるという意味合
いから７例として液状の薬剤によるものを説明する。エ
ツチング液としてたとえば弗酸＋硝酸＋酢晒の混液を使
うとすれば、酸化シリコン層およびアルミニウム層はこ
のエツチング液にほとんど腐蝕され・ないため、ポリシ
リコン層１４ は横方向へエツチングされていく。
限定する必要はなく、所謂ドライエツチング法と称され
ているものの活性なプラズマのようなものでも勿論よい
。しかしこの実施例では最も一般的であるという意味合
いから７例として液状の薬剤によるものを説明する。エ
ツチング液としてたとえば弗酸＋硝酸＋酢晒の混液を使
うとすれば、酸化シリコン層およびアルミニウム層はこ
のエツチング液にほとんど腐蝕され・ないため、ポリシ
リコン層１４ は横方向へエツチングされていく。
そのため、上記のエツチングと測定をくり返せばポリシ
リコン層１４ の片側の端１４′は徐々に図の右側へ移
動し、ついにはバーズビーク部１２′をゲート酸化シリ
コン層１３ 側からフィールド酸化シリコン層１２
側へ移動する。尚、図１の１４′はこの端がちょうどバ
ーズビークｌｉ 上にさしかかっている状態を示してい
る。
リコン層１４ の片側の端１４′は徐々に図の右側へ移
動し、ついにはバーズビーク部１２′をゲート酸化シリ
コン層１３ 側からフィールド酸化シリコン層１２
側へ移動する。尚、図１の１４′はこの端がちょうどバ
ーズビークｌｉ 上にさしかかっている状態を示してい
る。
シリコン結晶基板１］とポリシリコン層１４ の間の
電気的特性はポリシリコン層１４ が覆っている酸化
シリコン層領緘の特性を反映しているため、上記の方法
で得られた電気磁気的特性の差分を戦ることによって、
簡単にバーズビーク部１２′における酸化シリコン層の
特性が得られる。さらに、第１図と同様のポリシリコン
層と酸化シリコン層の２層構造を一様な絶縁体層、例え
ばゲート酸化シリコン層１３ の上などに形成しておき
、第１図のポリシリコン層と同時にこのポリシリコン層
もエツチングすれば、この一様な絶縁体層の電気磁気的
特性の変化から、第１図のポリシリコン層端部１４′の
横方向への移動量を知ることが出来る。
電気的特性はポリシリコン層１４ が覆っている酸化
シリコン層領緘の特性を反映しているため、上記の方法
で得られた電気磁気的特性の差分を戦ることによって、
簡単にバーズビーク部１２′における酸化シリコン層の
特性が得られる。さらに、第１図と同様のポリシリコン
層と酸化シリコン層の２層構造を一様な絶縁体層、例え
ばゲート酸化シリコン層１３ の上などに形成しておき
、第１図のポリシリコン層と同時にこのポリシリコン層
もエツチングすれば、この一様な絶縁体層の電気磁気的
特性の変化から、第１図のポリシリコン層端部１４′の
横方向への移動量を知ることが出来る。
以上のようにして、本発明の検査測定方法を使えば、仮
に不均一な絶縁体層であってもその性質が位置の関数と
して得られる。さらに、工、チングによるポリシリコン
層端１４′の移動量は容易に制御できるため、絶縁体層
の不均一さを細かく調べることもできる。
に不均一な絶縁体層であってもその性質が位置の関数と
して得られる。さらに、工、チングによるポリシリコン
層端１４′の移動量は容易に制御できるため、絶縁体層
の不均一さを細かく調べることもできる。
本発明の検査測定方法によれば、不均一な絶縁体層の性
質を調べるのに、第１図に示すように１大きい電極間の
容量とか電流などを測定すればよく、十分な精度をもっ
てこの電気的特性を測定できる。さらに第１図の例のよ
うに、不均一な部分が１〜２ミクロンと極めて細い場合
でも、エツチングの制御にようてこの不均一な部分を細
かく詞べることができ、難しい目合わせなどの作業も必
要ない。
質を調べるのに、第１図に示すように１大きい電極間の
容量とか電流などを測定すればよく、十分な精度をもっ
てこの電気的特性を測定できる。さらに第１図の例のよ
うに、不均一な部分が１〜２ミクロンと極めて細い場合
でも、エツチングの制御にようてこの不均一な部分を細
かく詞べることができ、難しい目合わせなどの作業も必
要ない。
さらに第１図の実施例のように電極として使われる導電
体半導体の場合には、前出の参考文献に述べられている
ように、検査の主対象である絶縁体層の状態ばかりでな
く、該半導体の界面近傍の性質等々の絶縁体層が周囲に
及ぼしている影響をも調べることが出来る。
体半導体の場合には、前出の参考文献に述べられている
ように、検査の主対象である絶縁体層の状態ばかりでな
く、該半導体の界面近傍の性質等々の絶縁体層が周囲に
及ぼしている影響をも調べることが出来る。
以上本発明の検査方法を具体的に判り易くするため、選
択酸化法によって形成されたフィールド酸化シリコン層
の層厚が徐々に変化する部分の性質を調べた場合を一実
施例として説明してきたが、もちろん本発明の用途は広
くこれに限るわけではない。また電極などの材料として
、シリコン結晶基板、ポリシリコン層、酸化シリコン層
を用いたが、これらの材料もまた同様の事情であり、こ
れらに限ることはなく、他の材料の組み合せでも勿論構
わない。
択酸化法によって形成されたフィールド酸化シリコン層
の層厚が徐々に変化する部分の性質を調べた場合を一実
施例として説明してきたが、もちろん本発明の用途は広
くこれに限るわけではない。また電極などの材料として
、シリコン結晶基板、ポリシリコン層、酸化シリコン層
を用いたが、これらの材料もまた同様の事情であり、こ
れらに限ることはなく、他の材料の組み合せでも勿論構
わない。
第１図は、本発明の１実施例として、所謂選択酸化法に
よって形成されたフィールド酸化層の層厚が徐々に変化
する部分の性質を、本発明の検査方法を使って調べた場
合を説明するための模式的断面図である。この図の１１
はシリコン結晶基板、１２ は検査対象である選択
酸化法で形成されたフィールド酸化シリコン層、１３
は活性領域に形成された薄いゲート酸化シリコン層、１
４ は選択的に制御したエツチング除去ができる検査
用電極としての低抵抗ポリシリコン層、１５は１４上に
形成したエツチング制御のための酸化シリコン層、１６
はアルミニウム層をそれぞれ示す、１２′はバーズビー
クと呼ばれる徐々に層厚の変化するフィールド酸化シリ
コン層１２ の部分を示し、ポリシリコン層の一方の端
１４′はエツチングによって１２′上を１３ 側から１
２ 側へと移動する。この図は１４′ちょうど１２′上
にきたところを示している。
よって形成されたフィールド酸化層の層厚が徐々に変化
する部分の性質を、本発明の検査方法を使って調べた場
合を説明するための模式的断面図である。この図の１１
はシリコン結晶基板、１２ は検査対象である選択
酸化法で形成されたフィールド酸化シリコン層、１３
は活性領域に形成された薄いゲート酸化シリコン層、１
４ は選択的に制御したエツチング除去ができる検査
用電極としての低抵抗ポリシリコン層、１５は１４上に
形成したエツチング制御のための酸化シリコン層、１６
はアルミニウム層をそれぞれ示す、１２′はバーズビー
クと呼ばれる徐々に層厚の変化するフィールド酸化シリ
コン層１２ の部分を示し、ポリシリコン層の一方の端
１４′はエツチングによって１２′上を１３ 側から１
２ 側へと移動する。この図は１４′ちょうど１２′上
にきたところを示している。
Claims (1)
- 検査の主対象である絶縁体層をその表裏両面から導電体
ではさみ込み、これら２つの導電体を電極として１１１
記絶縁体層の状態あるいはまたそれに起因して生じてい
る周囲への影響を電気磁気的に＠食測定する方法におい
て、前記２つの導電体のうちの一方を検査の主対象であ
る前記絶縁体層を侵さない蝕刻媒体で蝕刻できる材料に
よって層状に楕成し、この層状導電体上には前記蝕刻媒
体に耐える材料で構成した蝕刻マスク層を構成し、この
蝕刻マスク層または前記絶縁体層によって覆われＣいな
い前記層状導電体の部位に前記蝕刻媒体を作用させてこ
の部位から前記層状導電体を徐々に蝕刻して検査の主対
象である前記絶縁体層を覆う領域を徐々に変化させ、こ
の領域変化に合せてＦ９ｒＵの電気磁気的検査測定をな
すようにした、ことを特徴とする検査方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56123274A JPS5823454A (ja) | 1981-08-05 | 1981-08-05 | 検査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56123274A JPS5823454A (ja) | 1981-08-05 | 1981-08-05 | 検査方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5823454A true JPS5823454A (ja) | 1983-02-12 |
Family
ID=14856501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56123274A Pending JPS5823454A (ja) | 1981-08-05 | 1981-08-05 | 検査方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5823454A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62179890A (ja) * | 1986-01-31 | 1987-08-07 | Toshiba Corp | 耐摩耗部材 |
| EP0773304A2 (en) | 1995-11-06 | 1997-05-14 | Hitachi, Ltd. | Wear resisting sintered alloy and control rod driving apparatus of a nuclear reactor using it |
-
1981
- 1981-08-05 JP JP56123274A patent/JPS5823454A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62179890A (ja) * | 1986-01-31 | 1987-08-07 | Toshiba Corp | 耐摩耗部材 |
| EP0773304A2 (en) | 1995-11-06 | 1997-05-14 | Hitachi, Ltd. | Wear resisting sintered alloy and control rod driving apparatus of a nuclear reactor using it |
| US5787136A (en) * | 1995-11-06 | 1998-07-28 | Hitachi, Ltd. | Wear resisting sintered alloy and its production, and control rod driving apparatus and nuclear reactor using the same |
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