JP2001133524A - 半導体デバイス評価方法及び装置 - Google Patents
半導体デバイス評価方法及び装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体デバイス試料を成すシリコンウエハが
Ｅｒｒａｔｉｃ現象が起こりやすいものか否かを判断で
きるようにする。 【解決手段】 半導体デバイス試料１０に電圧を印加
し、試料１０上をレーザービームで走査する。該走査に
より試料から得られた反射光像と、該走査により試料中
に発生するＯＢＩＣに基づいたＯＢＩＣ像をカラーＣＲ
Ｔ７上に表示し、欠陥個所を特定する。該欠陥個所の近
くのＬＯＣＯＳ酸化膜２３に、レーザー発生装置１１か
ら高エネルギーの放射ビームをショットし、該ショット
によるＯＢＩＣ像を得る。
Ｅｒｒａｔｉｃ現象が起こりやすいものか否かを判断で
きるようにする。 【解決手段】 半導体デバイス試料１０に電圧を印加
し、試料１０上をレーザービームで走査する。該走査に
より試料から得られた反射光像と、該走査により試料中
に発生するＯＢＩＣに基づいたＯＢＩＣ像をカラーＣＲ
Ｔ７上に表示し、欠陥個所を特定する。該欠陥個所の近
くのＬＯＣＯＳ酸化膜２３に、レーザー発生装置１１か
ら高エネルギーの放射ビームをショットし、該ショット
によるＯＢＩＣ像を得る。
Description
【０００１】
【発明の属する分野】本発明は、放射ビームを用いた半
導体デバイス試料の欠陥の発生の有無に基づく半導体デ
バイス試料の評価方法及び装置に関する。
導体デバイス試料の欠陥の発生の有無に基づく半導体デ
バイス試料の評価方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、半導体デバイス中の欠陥等の異常
箇所を見つける為に、例えば、ＯＢＩＣ法やＥＢＩＣ法
等が使用されている。
箇所を見つける為に、例えば、ＯＢＩＣ法やＥＢＩＣ法
等が使用されている。
【０００３】ＯＢＩＣ法は、例えば、半導体デバイスの
如き試料に電圧を印加してキャリア（例えば、電子）が
流れやすい状態にしておき、その状態でレーザビームを
照射し、半導体デバイス中の異なった層間（例えば、Ｐ
層とＮ層）間にキャリア（例えば、電子）を発生させ、
該キャリアの発生をＯＢＩＣ電流として検出し、半導体
デバイス中に欠陥箇所を見つける方法である。この様
に、レーザービームの照射による刺激により励起されて
キャリアが流れる現象をＯＢＩＣ現象と称しており、半
導体デバイスを成す各異層の内で、ＯＢＩＣ現象が発生
しやすい部分、即ち、結晶欠陥等の異常現象が発生して
いる異層が跨る部分にＯＢＩＣ現象が現れ、該ＯＢＩＣ
像を表示装置に表示させることで、半導体デバイス中に
欠陥箇所を見つけることが可能となる。尚、ＥＢＩＣ法
は、前記ＯＢＩＣ法で使用されるレーザービームの代わ
りに電子ビームを用いたものである。尚、ＯＢＩＣ現象
を起こすレーザービームは何でも良いわけではなく、Ｏ
ＢＩＣ現象が発生可能なものは波長が大略１２００ｎｍ
以下のものである。
如き試料に電圧を印加してキャリア（例えば、電子）が
流れやすい状態にしておき、その状態でレーザビームを
照射し、半導体デバイス中の異なった層間（例えば、Ｐ
層とＮ層）間にキャリア（例えば、電子）を発生させ、
該キャリアの発生をＯＢＩＣ電流として検出し、半導体
デバイス中に欠陥箇所を見つける方法である。この様
に、レーザービームの照射による刺激により励起されて
キャリアが流れる現象をＯＢＩＣ現象と称しており、半
導体デバイスを成す各異層の内で、ＯＢＩＣ現象が発生
しやすい部分、即ち、結晶欠陥等の異常現象が発生して
いる異層が跨る部分にＯＢＩＣ現象が現れ、該ＯＢＩＣ
像を表示装置に表示させることで、半導体デバイス中に
欠陥箇所を見つけることが可能となる。尚、ＥＢＩＣ法
は、前記ＯＢＩＣ法で使用されるレーザービームの代わ
りに電子ビームを用いたものである。尚、ＯＢＩＣ現象
を起こすレーザービームは何でも良いわけではなく、Ｏ
ＢＩＣ現象が発生可能なものは波長が大略１２００ｎｍ
以下のものである。
【０００４】図１は、例えば、ＯＢＩＣ法を使用した半
導体デバイス評価装置の概略を表したもので、走査型レ
ーザー顕微鏡にＯＢＩＣ装置を組み込んだシステムを示
している。
導体デバイス評価装置の概略を表したもので、走査型レ
ーザー顕微鏡にＯＢＩＣ装置を組み込んだシステムを示
している。
【０００５】走査型レーザー顕微鏡は、マイクロスコー
プ（Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）１，ＡＤ変換器・ＤＡ変換
器ボード（ＡＤ・ＤＡ Ｂｏａｒｄ）２，ＭＰＵ３，Ｅ
ＷＳ（エンジニアリング・ワークステーション）４，キ
ーボード５及びマウス６及びカラーＣＲＴ７より構成さ
れている。一方、ＯＢＩＣ装置は、ＯＢＩＣアンプ８，
電源９より構成されている。尚、１０は、例えば、シリ
コンウエハの如き基板上に作成された半導体デバイス試
料でステージ（図示せず）に載置されている。該ステー
ジは前記ＭＰＵ３の指令により作動するステージ駆動機
構（図示せず）により二次元方向に移動可能に成してあ
る。
プ（Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）１，ＡＤ変換器・ＤＡ変換
器ボード（ＡＤ・ＤＡ Ｂｏａｒｄ）２，ＭＰＵ３，Ｅ
ＷＳ（エンジニアリング・ワークステーション）４，キ
ーボード５及びマウス６及びカラーＣＲＴ７より構成さ
れている。一方、ＯＢＩＣ装置は、ＯＢＩＣアンプ８，
電源９より構成されている。尚、１０は、例えば、シリ
コンウエハの如き基板上に作成された半導体デバイス試
料でステージ（図示せず）に載置されている。該ステー
ジは前記ＭＰＵ３の指令により作動するステージ駆動機
構（図示せず）により二次元方向に移動可能に成してあ
る。
【０００６】前記マイクロスコープ１は、ＯＢＩＣ現象
が発生可能な波長を有するレーザービームを発生するレ
ーザー光源、音響光学素子等から成る二次元のレーザー
走査機構及び対物レンズ等を備えており、試料１０上を
絞られたレーザービームで水平及び垂直方向に走査す
る。該走査により試料より反射した光は光検出器（図示
せず）で取り込まれ、アンプ（図示せず）により増幅さ
れた後、各走査位置の反射光強度信号はＡＤ変換器・Ｄ
Ａ変換器ボード２に送られる。
が発生可能な波長を有するレーザービームを発生するレ
ーザー光源、音響光学素子等から成る二次元のレーザー
走査機構及び対物レンズ等を備えており、試料１０上を
絞られたレーザービームで水平及び垂直方向に走査す
る。該走査により試料より反射した光は光検出器（図示
せず）で取り込まれ、アンプ（図示せず）により増幅さ
れた後、各走査位置の反射光強度信号はＡＤ変換器・Ｄ
Ａ変換器ボード２に送られる。
【０００７】ＡＤ変換器・ＤＡ変換器ボード２のＡＤ変
換器は、水平・垂直走査に同期して送られてきた反射光
強度データをディジタル画像データに変換し、反射光学
像データとしてＭＰＵ３を経由してＥＷＳ４に画像デー
タを転送する。尚、ＭＰＵ３は、ＥＷＳ４から転送され
てくる各制御信号に基づいてマイクロスコープ１の各制
御（レーザー光源の点灯制御，レーザー走査機構の水平
方向及び垂直方向の走査制御，ステージ移動制御，対物
レンズの焦点合わせ制御等）を行うためのユニットであ
る。
換器は、水平・垂直走査に同期して送られてきた反射光
強度データをディジタル画像データに変換し、反射光学
像データとしてＭＰＵ３を経由してＥＷＳ４に画像デー
タを転送する。尚、ＭＰＵ３は、ＥＷＳ４から転送され
てくる各制御信号に基づいてマイクロスコープ１の各制
御（レーザー光源の点灯制御，レーザー走査機構の水平
方向及び垂直方向の走査制御，ステージ移動制御，対物
レンズの焦点合わせ制御等）を行うためのユニットであ
る。
【０００８】ＥＷＳ４は、ＭＰＵ３から転送されてきた
画像データをカラーＣＲＴ７上に表示させたり、画像デ
ータを各種画像処理したり、キーボード５やマウス６か
ら入力した信号を判断する。
画像データをカラーＣＲＴ７上に表示させたり、画像デ
ータを各種画像処理したり、キーボード５やマウス６か
ら入力した信号を判断する。
【０００９】一方、試料１０には電源９から電圧が与え
られており、その状態において、試料１０上のレーザー
走査に基づくレーザ照射によりキャリアが発生する。Ｏ
ＢＩＣアンプ８は、そのキャリアを電流として取り込
み、電流電圧変換・増幅等を行い、そのデータをＡＤ変
換器・ＤＡ変換器ボード２に送る。このデータはＯＢＩ
Ｃ像データで、ＭＰＵ３を経由してＥＷＳ４に転送さ
れ、前記反射光像の場合と同じ様に、カラーＣＲＴ７上
にＯＢＩＣ像を表示することが出来る。
られており、その状態において、試料１０上のレーザー
走査に基づくレーザ照射によりキャリアが発生する。Ｏ
ＢＩＣアンプ８は、そのキャリアを電流として取り込
み、電流電圧変換・増幅等を行い、そのデータをＡＤ変
換器・ＤＡ変換器ボード２に送る。このデータはＯＢＩ
Ｃ像データで、ＭＰＵ３を経由してＥＷＳ４に転送さ
れ、前記反射光像の場合と同じ様に、カラーＣＲＴ７上
にＯＢＩＣ像を表示することが出来る。
【００１０】従って、カラーＣＲＴ７上に、反射光像と
ＯＢＩＣ像を重畳して表示することが出来、この結果、
半導体デバイス試料のどこに欠陥箇所があるか知ること
が出来る。
ＯＢＩＣ像を重畳して表示することが出来、この結果、
半導体デバイス試料のどこに欠陥箇所があるか知ること
が出来る。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】さて、半導体デバイス
試料内で欠陥箇所が経時的に変化するような気まぐれ現
象（Ｅｒｒａｔｉｃ現象）と呼ばれる異常現象があり、
最近、この様なＥｒｒａｔｉｃ現象に基づく異常現象が
半導体デバイス試料の特性や歩留まりを低下させる一因
であると考えられている。
試料内で欠陥箇所が経時的に変化するような気まぐれ現
象（Ｅｒｒａｔｉｃ現象）と呼ばれる異常現象があり、
最近、この様なＥｒｒａｔｉｃ現象に基づく異常現象が
半導体デバイス試料の特性や歩留まりを低下させる一因
であると考えられている。
【００１２】本発明は、半導体デバイス試料を成すシリ
コンウエハがＥｒｒａｔｉｃ現象が起こりやすいものか
否かを判断できるようにした新規な半導体デバイス評価
方法及び装置を提供することを目的とする。
コンウエハがＥｒｒａｔｉｃ現象が起こりやすいものか
否かを判断できるようにした新規な半導体デバイス評価
方法及び装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】 本発明に基づく半導体
デバイス評価方法は、半導体デバイス試料上を放射ビー
ムで走査し、該走査により該半導体デバイス試料から得
られた放射ビームに基づいて試料像を得ると同時に、前
記走査により試料中に発生するＯＢＩＣに基づいてＯＢ
ＩＣ像を得、前記試料像とＯＢＩＣ像から半導体デバイ
ス試料中に発生している欠陥個所を特定するようにした
半導体デバイス評価方法であって、半導体試料中、欠陥
個所の周囲の絶縁層部分に、前記放射ビームより高エネ
ルギーの放射ビームをショットし、該ショットによるＯ
ＢＩＣ像を得るようにしたことを特徴とする。本発明に
基づく半導体デバイス評価装置は、半導体デバイス試料
上を走査するための放射ビームを発生する走査用放射ビ
ーム発生装置、該走査により該半導体デバイス試料から
得られた放射ビームに基づいた試料像と、前記走査によ
り試料中に発生するＯＢＩＣに基づいたＯＢＩＣ像を表
示するための表示装置、半導体試料中、欠陥個所の周囲
の絶縁層部分に、前記放射ビームより高エネルギーの放
射ビームをショットするためのショット用放射ビーム発
生装置を備えるように成したことを特徴とする。
デバイス評価方法は、半導体デバイス試料上を放射ビー
ムで走査し、該走査により該半導体デバイス試料から得
られた放射ビームに基づいて試料像を得ると同時に、前
記走査により試料中に発生するＯＢＩＣに基づいてＯＢ
ＩＣ像を得、前記試料像とＯＢＩＣ像から半導体デバイ
ス試料中に発生している欠陥個所を特定するようにした
半導体デバイス評価方法であって、半導体試料中、欠陥
個所の周囲の絶縁層部分に、前記放射ビームより高エネ
ルギーの放射ビームをショットし、該ショットによるＯ
ＢＩＣ像を得るようにしたことを特徴とする。本発明に
基づく半導体デバイス評価装置は、半導体デバイス試料
上を走査するための放射ビームを発生する走査用放射ビ
ーム発生装置、該走査により該半導体デバイス試料から
得られた放射ビームに基づいた試料像と、前記走査によ
り試料中に発生するＯＢＩＣに基づいたＯＢＩＣ像を表
示するための表示装置、半導体試料中、欠陥個所の周囲
の絶縁層部分に、前記放射ビームより高エネルギーの放
射ビームをショットするためのショット用放射ビーム発
生装置を備えるように成したことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
施の形態を詳細に説明する。
【００１５】図２は本発明に基づく半導体デバイス評価
装置の１概略例を表したものである。図中前記図１にて
使用した記号と同一記号の付されたものは同一構成要素
を示す。
装置の１概略例を表したものである。図中前記図１にて
使用した記号と同一記号の付されたものは同一構成要素
を示す。
【００１６】図中１１はパルス状のレーザービームを発
生するレーザー発生装置で、例えば、５３２ｎｍのレー
ザービームを発生している。このレーザー発生装置は、
例えば、レーザーの出力を、例えば、１０段前後に切り
換えるフィルタを備えており、マイクロスコープ１のレ
ーザー光源からのレーザービーム出力の１０００倍程度
から１００００倍程度の出力のレーザービームを発生す
る。
生するレーザー発生装置で、例えば、５３２ｎｍのレー
ザービームを発生している。このレーザー発生装置は、
例えば、レーザーの出力を、例えば、１０段前後に切り
換えるフィルタを備えており、マイクロスコープ１のレ
ーザー光源からのレーザービーム出力の１０００倍程度
から１００００倍程度の出力のレーザービームを発生す
る。
【００１７】１２はハーフミラーで、マイクロスコープ
１からのレーザービームを透過させ、前記レーザー発生
装置１１からのレーザービームを反射させることによ
り、両レーザービームを同時に半導体デバイス試料１０
方向へ向かわせることが出来るものである。
１からのレーザービームを透過させ、前記レーザー発生
装置１１からのレーザービームを反射させることによ
り、両レーザービームを同時に半導体デバイス試料１０
方向へ向かわせることが出来るものである。
【００１８】尚、評価すべき半導体デバイス試料１０と
しては、例えば、ＬＯＣＯＳパターンを多数配列したＭ
ＯＳデバイスがセットされている。図３はＭＯＳデバイ
スの構造の一例を示したもので、（ａ）は平面図、
（ｂ）は縦断面図である。この構造は、ベースとなるシ
リコンウエハ（シリコン基板）２０の上にゲート酸化膜
２１を形成し、その上にゲート電極（例えば、不純物を
ドープした多結晶シリコン）２２を設けている。ゲート
酸化膜２１の両端はＬＯＣＯＳ酸化膜２３と呼ばれる酸
化膜で、個々のデバイスを電気的に絶縁分離する厚い絶
縁分離膜である。
しては、例えば、ＬＯＣＯＳパターンを多数配列したＭ
ＯＳデバイスがセットされている。図３はＭＯＳデバイ
スの構造の一例を示したもので、（ａ）は平面図、
（ｂ）は縦断面図である。この構造は、ベースとなるシ
リコンウエハ（シリコン基板）２０の上にゲート酸化膜
２１を形成し、その上にゲート電極（例えば、不純物を
ドープした多結晶シリコン）２２を設けている。ゲート
酸化膜２１の両端はＬＯＣＯＳ酸化膜２３と呼ばれる酸
化膜で、個々のデバイスを電気的に絶縁分離する厚い絶
縁分離膜である。
【００１９】この様な半導体デバイス試料をステージ
（図示せず）上にセットする。そして、この半導体デバ
イス試料のシリコン基板２０をＰ型とした場合、基板２
０側がＧＮＤ（ＯＢＩＣアンプ８の入力側）に、多結晶
シリコン電極２２側がプラス電位になるように電源９に
接続する。
（図示せず）上にセットする。そして、この半導体デバ
イス試料のシリコン基板２０をＰ型とした場合、基板２
０側がＧＮＤ（ＯＢＩＣアンプ８の入力側）に、多結晶
シリコン電極２２側がプラス電位になるように電源９に
接続する。
【００２０】この様に半導体デバイス試料１０に電圧を
印加した状態において、マイクロスコープ１のレーザー
光源からのレーザービームを細く絞り、該レーザービー
ムにより試料１０上を走査する。
印加した状態において、マイクロスコープ１のレーザー
光源からのレーザービームを細く絞り、該レーザービー
ムにより試料１０上を走査する。
【００２１】該走査により試料より反射した光は光検出
器（図示せず）で取り込まれ、アンプ（図示せず）によ
り増幅された後、各走査位置の反射光強度信号はＡＤ変
換器・ＤＡ変換器ボード２に送られる。該ＡＤ変換器・
ＤＡ変換器ボード２のＡＤ変換器は、水平・垂直走査に
同期して送られてきた反射光強度データをディジタル画
像データに変換し、反射光学像データとしてＭＰＵ３を
経由してＥＷＳ４に画像データを転送する。
器（図示せず）で取り込まれ、アンプ（図示せず）によ
り増幅された後、各走査位置の反射光強度信号はＡＤ変
換器・ＤＡ変換器ボード２に送られる。該ＡＤ変換器・
ＤＡ変換器ボード２のＡＤ変換器は、水平・垂直走査に
同期して送られてきた反射光強度データをディジタル画
像データに変換し、反射光学像データとしてＭＰＵ３を
経由してＥＷＳ４に画像データを転送する。
【００２２】一方、前記レーザー走査に基づくレーザ照
射によりキャリアが発生する。ＯＢＩＣアンプ８は、そ
のキャリアを電流として取り込み、電流電圧変換・増幅
等を行い、そのデータをＡＤ変換器・ＤＡ変換器ボード
２に送る。このデータはＯＢＩＣ像データで、ＭＰＵ３
を経由してＥＷＳ４に転送される。
射によりキャリアが発生する。ＯＢＩＣアンプ８は、そ
のキャリアを電流として取り込み、電流電圧変換・増幅
等を行い、そのデータをＡＤ変換器・ＤＡ変換器ボード
２に送る。このデータはＯＢＩＣ像データで、ＭＰＵ３
を経由してＥＷＳ４に転送される。
【００２３】この結果、カラーＣＲＴ７上に、反射光像
とＯＢＩＣ像を重畳して表示することが出来、半導体デ
バイス試料１０のどこに欠陥箇所があるか知ることが出
来る。
とＯＢＩＣ像を重畳して表示することが出来、半導体デ
バイス試料１０のどこに欠陥箇所があるか知ることが出
来る。
【００２４】図４はカラーＣＲＴ７上に表示された半導
体デバイス試料の反射光像とＯＢＩＣ像を重畳したもの
を一部拡大したものである。該像中、Ｏａはゲート酸化
膜２１中に存在する欠陥を示している。尚、この際、例
えば、マウス６を使用して該画面上において、例えば、
欠陥Ｏａに近いＬＯＣＯＳ酸化膜２３の中心付近に＋字
マーカ（図示せず）を持ってきて、該マーカの位置座標
をＥＷＳ４で求めておく。
体デバイス試料の反射光像とＯＢＩＣ像を重畳したもの
を一部拡大したものである。該像中、Ｏａはゲート酸化
膜２１中に存在する欠陥を示している。尚、この際、例
えば、マウス６を使用して該画面上において、例えば、
欠陥Ｏａに近いＬＯＣＯＳ酸化膜２３の中心付近に＋字
マーカ（図示せず）を持ってきて、該マーカの位置座標
をＥＷＳ４で求めておく。
【００２５】次に、ＥＷＳ４は求めたマーカーの位置座
標に基づいて、ＭＰＵ３にステージ移動制御指令を送
り、前記ＬＯＣＯＳ酸化膜２３中に付けられたマーカ
が、レーザー発生装置１１からのレーザービームの光軸
上に来るようにステージ（図示せず）を移動させる。そ
して、この状態において、レーザー発生装置１１から高
パワーのレーザービームを出射させ、ハーフミラー１２
を介して前記ＬＯＣＯＳ酸化膜２３のマーカー部分にレ
ーザービームをショットする。このレーザービームの出
力は、マイクロスコープ１のレーザー光源からのレーザ
ービーム出力のより可成り強いもので、該マイクロスコ
ープ１のレーザー光源からのレーザービーム照射では現
れなかった欠陥（ＯＢＩＣ）像を発生させることが出来
る程度のものである。但し、半導体デバイス試料１０そ
のものを破壊しない程度のもので、照射による拡散電流
が１ｍＡ以下のものである。この高出力のレーザービー
ムをゲート酸化膜２１に照射せずに、ＬＯＣＯＳ酸化膜
２３に照射するのは、このレーザービームを照射すると
高出力のために照射された部分が一部が溶けるが、ゲー
ト酸化膜２１に照射すると半導体デバイス回路の一部が
壊れてしまう恐れがあり、ＬＯＣＯＳ酸化膜２３の場合
は個々のデバイスを電気的に絶縁分離する厚い絶縁分離
膜で半導体デバイス回路そのものに影響がないからであ
る。又、前記欠陥に近いＬＯＣＯＳ酸化膜２３に照射す
るのは、気まぐれ現象（Ｅｒｒａｔｉｃ現象）は半導体
デバイス試料内での欠陥箇所が経時的に変化するものな
ので、最初に現れた欠陥の近くに現れやすいと考えられ
るからである。
標に基づいて、ＭＰＵ３にステージ移動制御指令を送
り、前記ＬＯＣＯＳ酸化膜２３中に付けられたマーカ
が、レーザー発生装置１１からのレーザービームの光軸
上に来るようにステージ（図示せず）を移動させる。そ
して、この状態において、レーザー発生装置１１から高
パワーのレーザービームを出射させ、ハーフミラー１２
を介して前記ＬＯＣＯＳ酸化膜２３のマーカー部分にレ
ーザービームをショットする。このレーザービームの出
力は、マイクロスコープ１のレーザー光源からのレーザ
ービーム出力のより可成り強いもので、該マイクロスコ
ープ１のレーザー光源からのレーザービーム照射では現
れなかった欠陥（ＯＢＩＣ）像を発生させることが出来
る程度のものである。但し、半導体デバイス試料１０そ
のものを破壊しない程度のもので、照射による拡散電流
が１ｍＡ以下のものである。この高出力のレーザービー
ムをゲート酸化膜２１に照射せずに、ＬＯＣＯＳ酸化膜
２３に照射するのは、このレーザービームを照射すると
高出力のために照射された部分が一部が溶けるが、ゲー
ト酸化膜２１に照射すると半導体デバイス回路の一部が
壊れてしまう恐れがあり、ＬＯＣＯＳ酸化膜２３の場合
は個々のデバイスを電気的に絶縁分離する厚い絶縁分離
膜で半導体デバイス回路そのものに影響がないからであ
る。又、前記欠陥に近いＬＯＣＯＳ酸化膜２３に照射す
るのは、気まぐれ現象（Ｅｒｒａｔｉｃ現象）は半導体
デバイス試料内での欠陥箇所が経時的に変化するものな
ので、最初に現れた欠陥の近くに現れやすいと考えられ
るからである。
【００２６】このレーザー発生装置１１からの高パワー
レーザービームのＬＯＣＯＳ酸化膜へのショットによ
り、該ＬＯＣＯＳ酸化膜が一部溶け、それにより抵抗値
が変化し、該抵抗値の変化に基づいて半導体デバイス試
料内に電流が拡散する。この際、半導体デバイス試料１
０に電圧を印加した状態での、マイクロスコープ１のレ
ーザー光源からのレーザービームによる試料１０走査が
同時に行われているので、カラーＣＲＴ７上に、反射光
像とＯＢＩＣ像が重畳表示される。
レーザービームのＬＯＣＯＳ酸化膜へのショットによ
り、該ＬＯＣＯＳ酸化膜が一部溶け、それにより抵抗値
が変化し、該抵抗値の変化に基づいて半導体デバイス試
料内に電流が拡散する。この際、半導体デバイス試料１
０に電圧を印加した状態での、マイクロスコープ１のレ
ーザー光源からのレーザービームによる試料１０走査が
同時に行われているので、カラーＣＲＴ７上に、反射光
像とＯＢＩＣ像が重畳表示される。
【００２７】さて、この高パワーレーザービームのショ
ットにより、次の３タイプの重畳表示が発生する。
ットにより、次の３タイプの重畳表示が発生する。
【００２８】第１のタイプ：ショット前にはあった欠陥
（ＯＢＩＣ）像Ｏａが消え、別の場所に欠陥（ＯＢＩ
Ｃ）像Ｏｂが現れるタイプ（例えば、図５）。 第２のタイプ：ショット前にあった欠陥（ＯＢＩＣ）像
はそままま残り、別の場所に欠陥（ＯＢＩＣ）像が現れ
れないタイプ（例えば、図６）。
（ＯＢＩＣ）像Ｏａが消え、別の場所に欠陥（ＯＢＩ
Ｃ）像Ｏｂが現れるタイプ（例えば、図５）。 第２のタイプ：ショット前にあった欠陥（ＯＢＩＣ）像
はそままま残り、別の場所に欠陥（ＯＢＩＣ）像が現れ
れないタイプ（例えば、図６）。
【００２９】第３のタイプ：ショット前にあった欠陥
（ＯＢＩＣ）像はそままま残り、別の場所に欠陥（ＯＢ
ＩＣ）像Ｏｃが現れれるタイプ（例えば、図７）。
（ＯＢＩＣ）像はそままま残り、別の場所に欠陥（ＯＢ
ＩＣ）像Ｏｃが現れれるタイプ（例えば、図７）。
【００３０】ショット前にあった欠陥（ＯＢＩＣ）像が
消えるのは、ショット前に欠陥像が見えていた部分に浮
遊していたホールなどがショットにより結合・分離して
修繕されたものと考えられる。又、ショット前に無かっ
た部分にショット後に欠陥（ＯＢＩＣ）像が現れれるの
は、その部分に浮遊していたホールなどが不安定であっ
た結晶構造と結合し電流の流れを発生したものと考えら
れる。
消えるのは、ショット前に欠陥像が見えていた部分に浮
遊していたホールなどがショットにより結合・分離して
修繕されたものと考えられる。又、ショット前に無かっ
た部分にショット後に欠陥（ＯＢＩＣ）像が現れれるの
は、その部分に浮遊していたホールなどが不安定であっ
た結晶構造と結合し電流の流れを発生したものと考えら
れる。
【００３１】そこで、第１のタイプ及び第３のタイプの
半導体デバイスのシリコン基板は気まぐれ現象（Ｅｒｒ
ａｔｉｃ現象）が起きやすいもの、第２のタイプの半導
体デバイスのシリコン基板は気まぐれ現象（Ｅｒｒａｔ
ｉｃ現象）が起き難いものであり、前者のシリコン基板
は半導体デバイス作成用に使用不可能であり、後者のシ
リコン基板は使用可能と判断される。
半導体デバイスのシリコン基板は気まぐれ現象（Ｅｒｒ
ａｔｉｃ現象）が起きやすいもの、第２のタイプの半導
体デバイスのシリコン基板は気まぐれ現象（Ｅｒｒａｔ
ｉｃ現象）が起き難いものであり、前者のシリコン基板
は半導体デバイス作成用に使用不可能であり、後者のシ
リコン基板は使用可能と判断される。
【００３２】尚、前記例では試料の上方から試料上面
（表面）へレーザビームを当てるようにしたが、試料の
下方から試料下面（裏面）へレーザビームを当てるよう
にしても良い。
（表面）へレーザビームを当てるようにしたが、試料の
下方から試料下面（裏面）へレーザビームを当てるよう
にしても良い。
【００３３】又、前記例では、試料にレーザビームを照
射するように成したが、レーザービームに代えて電子ビ
ームやイオンビームなどの他の放射ビームを照射するよ
うにしても良い。
射するように成したが、レーザービームに代えて電子ビ
ームやイオンビームなどの他の放射ビームを照射するよ
うにしても良い。
【００３４】又、前記例ではレーザー発生装置１１をマ
イクロスコープ１のレーザー光源とは別に設け、高出力
のレーザービームを発生させるようにしたが、この様な
レーザー発生装置１１を設けずに、マイクロスコープ１
のレーザー光源を出力切り換え可能なものにし、試料の
走査象と最初のＯＢＩＣ象を得る時には低出力にし、欠
陥近くのＬＯＣＯＳ酸化膜に高出力のレーザービームを
ショッとする時には高出力に切り換えるようにしても良
い。
イクロスコープ１のレーザー光源とは別に設け、高出力
のレーザービームを発生させるようにしたが、この様な
レーザー発生装置１１を設けずに、マイクロスコープ１
のレーザー光源を出力切り換え可能なものにし、試料の
走査象と最初のＯＢＩＣ象を得る時には低出力にし、欠
陥近くのＬＯＣＯＳ酸化膜に高出力のレーザービームを
ショッとする時には高出力に切り換えるようにしても良
い。
【図１】 従来の半導体デバイス評価装置の一例を示し
ている。
ている。
【図２】 本発明に係わる半導体デバイス評価装置の一
例を示している。
例を示している。
【図３】 ＬＯＣＯＳパターンを多数配列したＭＯＳデ
バイスの一例を示したものである。
バイスの一例を示したものである。
【図４】 反射光像と欠陥像の重畳状態を表したもので
ある。
ある。
【図５】 反射光像と欠陥像の重畳状態を表したもので
ある。
ある。
【図６】 反射光像と欠陥像の重畳状態を表したもので
ある。
ある。
【図７】 反射光像と欠陥像の重畳状態を表したもので
ある。
ある。
１…マイクロスコープ ２…ＡＤ変換器・ＤＡ変換器ボード ３…ＭＰＵ ４…ＥＷＳ ５…キーボード ６…マウス ７…カラーＣＲＴ ８…ＯＢＩＣアンプ ９…電源 １０…半導体デバイス試料 １１…レーザー発生装置 １２…ハーフミラー ２０…シリコンウエハ（シリコン基板） ２１…ゲート酸化膜 ２２…多結晶シリコンゲート電極 ２３…ＬＯＣＯＳ酸化膜 Ｏａ，Ｏｂ，Ｏｃ…欠陥像
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G001 AA03 AA05 AA07 AA09 AA10 BA15 BA29 BA30 CA03 CA07 CA10 DA06 EA06 GA04 GA06 GA09 HA13 JA12 JA16 KA03 LA11 PA11 2G011 AD01 AE03 2G032 AA00 AD01 AD08 AF07 AF08 2G060 AA09 AA20 AE01 AF01 EA03 EB08 HC10 KA16 4M106 AA01 AA10 BA02 BA04 BA14 CA17 CA38 CB19 DB04 DB08 DB18 DB30 DH11 DH32 DH33 DJ11 DJ21 DJ40
Claims (8)
- 【請求項１】 半導体デバイス試料上を放射ビームで走
査し、該走査により該半導体デバイス試料から得られた
放射ビームに基づいて試料像を得ると同時に、前記走査
により試料中に発生するＯＢＩＣに基づいてＯＢＩＣ像
を得、前記試料像とＯＢＩＣ像から半導体デバイス試料
中に発生している欠陥個所を特定するようにした半導体
デバイス評価方法であって、半導体試料中、欠陥個所の
周囲の絶縁層部分に、前記放射ビームより高エネルギー
の放射ビームをショットし、該ショットによるＯＢＩＣ
像を得るようにした半導体デバイス評価方法。 - 【請求項２】 前記放射ビームはレーザービームである
請求項１記載の半導体デバイス評価方法。 - 【請求項３】 前記放射ビームは電子ビームである請求
項１記載の半導体デバイス評価方法。 - 【請求項４】 前記高エネルギーの放射ビームは走査用
の放射ビームの約１０００倍〜１００００倍のエネルギ
ーを有する請求項１記載の半導体デバイス評価方法。 - 【請求項５】 半導体デバイス試料上を走査するための
放射ビームを発生する走査用放射ビーム発生装置、該走
査により該半導体デバイス試料から得られた放射ビーム
に基づいた試料像と、前記走査により試料中に発生する
ＯＢＩＣに基づいたＯＢＩＣ像を表示するための表示装
置、半導体試料中、欠陥個所の周囲の絶縁層部分に、前
記放射ビームより高エネルギーの放射ビームをショット
するためのショット用放射ビーム発生装置を備えた半導
体デバイス評価装置。 - 【請求項６】 前記放射ビームはレーザービームである
請求項５記載の半導体デバイス評価装置。 - 【請求項７】 前記放射ビームは電子ビームである請求
項５記載の半導体デバイス評価装置。 - 【請求項８】 前記高エネルギーの放射ビームは走査用
の放射ビームの約１０００倍〜１００００倍のエネルギ
ーを有する請求項５記載の半導体デバイス評価装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31234799A JP2001133524A (ja) | 1999-11-02 | 1999-11-02 | 半導体デバイス評価方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31234799A JP2001133524A (ja) | 1999-11-02 | 1999-11-02 | 半導体デバイス評価方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001133524A true JP2001133524A (ja) | 2001-05-18 |
Family
ID=18028159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31234799A Withdrawn JP2001133524A (ja) | 1999-11-02 | 1999-11-02 | 半導体デバイス評価方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001133524A (ja) |
-
1999
- 1999-11-02 JP JP31234799A patent/JP2001133524A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070109 |