JP2003059988A - 半導体装置の欠陥検出法および装置 - Google Patents
半導体装置の欠陥検出法および装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体装置の微細な欠陥箇所を、ラマン分光
法により高精度で検出する。 【解決手段】 半導体装置の表面に陽極酸化膜を形成
し、次にその陽極酸化膜を形成した領域にレーザー光を
照射してラマン散乱光を発生させる。このラマン散乱光
のラマンスペクトルにより陽極酸化膜を形成した領域に
おける欠陥箇所を検出する。
法により高精度で検出する。 【解決手段】 半導体装置の表面に陽極酸化膜を形成
し、次にその陽極酸化膜を形成した領域にレーザー光を
照射してラマン散乱光を発生させる。このラマン散乱光
のラマンスペクトルにより陽極酸化膜を形成した領域に
おける欠陥箇所を検出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の欠陥
検出法および装置に関するものであり、詳しくは、ラマ
ン分光法による半導体装置の欠陥箇所の欠陥検出法およ
びその測定に用いられる装置に関する。
検出法および装置に関するものであり、詳しくは、ラマ
ン分光法による半導体装置の欠陥箇所の欠陥検出法およ
びその測定に用いられる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】振動数ｆ0のレーザーを試料に入射し、
試料より発生する散乱光を観測したときに、その強度を
縦軸に、振動数を横軸にとると、振動数ｆ0の箇所に強
い強度が得られ、それ以外にも試料の分子振動に起因し
てｆ0±ｆに不連続に弱いピークが観測される。
試料より発生する散乱光を観測したときに、その強度を
縦軸に、振動数を横軸にとると、振動数ｆ0の箇所に強
い強度が得られ、それ以外にも試料の分子振動に起因し
てｆ0±ｆに不連続に弱いピークが観測される。
【０００３】ラマン分光法とは、この弱い散乱を利用し
た分光法をいう。散乱光のピークの周波数から試料の定
性分析がなされ、また、その強度から定量分析がなされ
る。
た分光法をいう。散乱光のピークの周波数から試料の定
性分析がなされ、また、その強度から定量分析がなされ
る。
【０００４】ここで入射光と同じ振動数ｆ0で振動する
散乱光をレイリー線、また、振動数ｆ0−ｆで振動する
散乱光をストークスラマン線、さらに、振動数ｆ0＋ｆ
で振動する散乱光をアンチストークスラマン線と呼ぶ。
この内、分析には通常アンチストークスラマン線が用い
られる。
散乱光をレイリー線、また、振動数ｆ0−ｆで振動する
散乱光をストークスラマン線、さらに、振動数ｆ0＋ｆ
で振動する散乱光をアンチストークスラマン線と呼ぶ。
この内、分析には通常アンチストークスラマン線が用い
られる。
【０００５】ところで、半導体装置において、シリコン
基板の結晶欠陥等、構造上の欠陥が発生すると、欠陥箇
所の近傍の格子が歪んで振動状態が変わり、そのフォノ
ン（格子振動）に影響されてラマン散乱光のピークの周
波数がシフトする。この現象を利用し、ラマン分光法に
よって半導体装置の構造上の欠陥を定量化することがで
きる。
基板の結晶欠陥等、構造上の欠陥が発生すると、欠陥箇
所の近傍の格子が歪んで振動状態が変わり、そのフォノ
ン（格子振動）に影響されてラマン散乱光のピークの周
波数がシフトする。この現象を利用し、ラマン分光法に
よって半導体装置の構造上の欠陥を定量化することがで
きる。
【０００６】この技術については、例えば、Ｓｏｌｉｄ
Ｓｔａｔｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｖｏｌ.２３
（１９８０）に記載されている。本文献のＰ３１〜３３
に、ラマンシフト（入射光ｆ0に対する散乱光ｆ0±ｆに
おいて、シフト量±ｆをいう）と、前記した応力τとの
関係について、下式で与えられる旨が記載されている。
Ｓｔａｔｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｖｏｌ.２３
（１９８０）に記載されている。本文献のＰ３１〜３３
に、ラマンシフト（入射光ｆ0に対する散乱光ｆ0±ｆに
おいて、シフト量±ｆをいう）と、前記した応力τとの
関係について、下式で与えられる旨が記載されている。
【０００７】τ（ｋｂａｒｒ）＝２．４９×１０9×｜
±ｆ｜（ｄｙｎｅ／ｃｍ2）
±ｆ｜（ｄｙｎｅ／ｃｍ2）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】近年著しく回路配線の
高集積化が進行しつつある半導体装置においては、結晶
の欠陥や配線の短絡による欠陥箇所の大きさは０．５μ
ｍ程度、またはそれ以下の非常に微細なものとなってい
る。
高集積化が進行しつつある半導体装置においては、結晶
の欠陥や配線の短絡による欠陥箇所の大きさは０．５μ
ｍ程度、またはそれ以下の非常に微細なものとなってい
る。
【０００９】しかし、上述したラマン分光法による従来
技術では、波長４８８．０ｎｍのＡｒレーザーを用いて
も最小分解能は１μｍ程度に過ぎないため、半導体装置
において、サブミクロンからナノメータオーダーの欠陥
箇所で発生する微小な応力を検出し、装置上に生じた欠
陥を定量的に把握することは、事実上不可能であった。
技術では、波長４８８．０ｎｍのＡｒレーザーを用いて
も最小分解能は１μｍ程度に過ぎないため、半導体装置
において、サブミクロンからナノメータオーダーの欠陥
箇所で発生する微小な応力を検出し、装置上に生じた欠
陥を定量的に把握することは、事実上不可能であった。
【００１０】本発明は、半導体装置上のシリコン基板や
回路配線の微細な欠陥箇所において発生する応力を、ラ
マン分光法により高精度で検出する半導体装置の欠陥検
出法、およびその測定に用いられる装置を提供すること
を目的とする。
回路配線の微細な欠陥箇所において発生する応力を、ラ
マン分光法により高精度で検出する半導体装置の欠陥検
出法、およびその測定に用いられる装置を提供すること
を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の半導体装置の欠陥検出法においては、次の
いずれかの方法を採用する。即ち、半導体装置の表面に
陽極酸化膜を形成し、次にその陽極酸化膜を形成した領
域にレーザー光を照射してラマン散乱光を発生させ、こ
の散乱光のラマンスペクトルにより陽極酸化膜を形成し
た領域における欠陥箇所を検出する方法、または、半導
体装置上の回路配線の複数の端子間に電圧を印加し、次
にその回路配線が形成された面側から電圧が印加された
回路配線にレーザー光を照射してラマン散乱光を発生さ
せ、そのラマンスペクトルにより電圧が印加された回路
配線における欠陥箇所を検出する方法である。
に、本発明の半導体装置の欠陥検出法においては、次の
いずれかの方法を採用する。即ち、半導体装置の表面に
陽極酸化膜を形成し、次にその陽極酸化膜を形成した領
域にレーザー光を照射してラマン散乱光を発生させ、こ
の散乱光のラマンスペクトルにより陽極酸化膜を形成し
た領域における欠陥箇所を検出する方法、または、半導
体装置上の回路配線の複数の端子間に電圧を印加し、次
にその回路配線が形成された面側から電圧が印加された
回路配線にレーザー光を照射してラマン散乱光を発生さ
せ、そのラマンスペクトルにより電圧が印加された回路
配線における欠陥箇所を検出する方法である。
【００１２】また、上記目的を達成するために、本発明
の半導体装置の欠陥検出装置においては、次のいずれか
の装置を採用する。即ち、光源と、この光源から発生し
た光を集光して半導体装置に照射する入射光学系と、こ
の半導体装置に光を照射する前にこの装置を所定位置に
移動するステージと、その半導体装置より発生するラマ
ン散乱光を検出する分光検出器と、検出した光の波長の
データーを解析するコンピューターとを備え、さらに半
導体装置に光を照射する以前に前記光を照射する領域の
表面に陽極酸化膜を形成する手段を備える半導体装置の
欠陥検出装置、または、光源と、この光源から発生した
光を集光して半導体装置に照射する入射光学系と、この
半導体装置上の回路配線に光を照射する前にこの装置を
所定位置に移動するステージと、その回路配線より発生
するラマン散乱光を検出する分光検出器と、検出した光
の波長のデーターを解析するコンピューターとを備え、
さらに半導体装置上の回路配線に光を照射する際に前記
光を照射する回路配線の複数の端子間に電圧を印加する
手段を備える半導体装置の欠陥検出装置である。
の半導体装置の欠陥検出装置においては、次のいずれか
の装置を採用する。即ち、光源と、この光源から発生し
た光を集光して半導体装置に照射する入射光学系と、こ
の半導体装置に光を照射する前にこの装置を所定位置に
移動するステージと、その半導体装置より発生するラマ
ン散乱光を検出する分光検出器と、検出した光の波長の
データーを解析するコンピューターとを備え、さらに半
導体装置に光を照射する以前に前記光を照射する領域の
表面に陽極酸化膜を形成する手段を備える半導体装置の
欠陥検出装置、または、光源と、この光源から発生した
光を集光して半導体装置に照射する入射光学系と、この
半導体装置上の回路配線に光を照射する前にこの装置を
所定位置に移動するステージと、その回路配線より発生
するラマン散乱光を検出する分光検出器と、検出した光
の波長のデーターを解析するコンピューターとを備え、
さらに半導体装置上の回路配線に光を照射する際に前記
光を照射する回路配線の複数の端子間に電圧を印加する
手段を備える半導体装置の欠陥検出装置である。
【００１３】それらにより、半導体装置のシリコン基板
の欠陥箇所に内在する応力が強調され、サブミクロンか
らナノメータオーダの微細な欠陥箇所を、ラマン分析法
により高精度で検出することが可能となる。
の欠陥箇所に内在する応力が強調され、サブミクロンか
らナノメータオーダの微細な欠陥箇所を、ラマン分析法
により高精度で検出することが可能となる。
【００１４】また、本発明の半導体装置の欠陥検出法に
おいては、半導体装置上の回路配線にレーザー光を照射
して得られるラマン散乱光の透過が可能となるように、
半導体装置において、回路配線が形成された面の反対面
側から半導体装置のシリコン基板を研磨してレーザー光
を照射する領域周辺の厚さを薄くし、次にその領域に形
成された回路配線の複数の端子間に電圧を印加し、次に
回路配線が形成された面の反対面側から電圧が印加され
た回路配線にレーザー光を照射してラマン散乱光を発生
させ、そのラマンスペクトルにより電圧が印加された回
路配線における欠陥箇所を検出するのが好ましい。
おいては、半導体装置上の回路配線にレーザー光を照射
して得られるラマン散乱光の透過が可能となるように、
半導体装置において、回路配線が形成された面の反対面
側から半導体装置のシリコン基板を研磨してレーザー光
を照射する領域周辺の厚さを薄くし、次にその領域に形
成された回路配線の複数の端子間に電圧を印加し、次に
回路配線が形成された面の反対面側から電圧が印加され
た回路配線にレーザー光を照射してラマン散乱光を発生
させ、そのラマンスペクトルにより電圧が印加された回
路配線における欠陥箇所を検出するのが好ましい。
【００１５】さらに、本発明では、前記した半導体装置
の欠陥検出装置において、半導体装置上の回路配線に光
を照射して得られるラマン散乱光の透過が可能となるよ
うに半導体装置のシリコン基板の厚さを回路配線が形成
された面の反対面側から薄くする手段を備えるのが好ま
しい。
の欠陥検出装置において、半導体装置上の回路配線に光
を照射して得られるラマン散乱光の透過が可能となるよ
うに半導体装置のシリコン基板の厚さを回路配線が形成
された面の反対面側から薄くする手段を備えるのが好ま
しい。
【００１６】それらにより、半導体装置の上層領域に形
成された回路配線の影響をうけることなく半導体装置の
最表面に形成された回路配線の欠陥箇所が検出できるよ
うになる。
成された回路配線の影響をうけることなく半導体装置の
最表面に形成された回路配線の欠陥箇所が検出できるよ
うになる。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明による、第一の実施の形態
について、以下、図面を用いて説明する。
について、以下、図面を用いて説明する。
【００１８】（第一の実施の形態）図１に本実施の形態
に係る装置の概略を示す。Ａｒレーザー光源１００（波
長４８８．０ｎｍ）から発生した光線１０１が、試料１
０４の表面に照射されるように、入射光学系１０３（偏
光子、レンズ系、絞り）を構成する。また、試料１０４
の上方に、ビームスプリッタ１０２とミラー７を試料１
０４の表面に対して垂直な線上に配設し、さらに反射さ
れた散乱光１０６が入射するように、その方向にラマン
分光検出器１０８を配設して検出光学系を構成する。
に係る装置の概略を示す。Ａｒレーザー光源１００（波
長４８８．０ｎｍ）から発生した光線１０１が、試料１
０４の表面に照射されるように、入射光学系１０３（偏
光子、レンズ系、絞り）を構成する。また、試料１０４
の上方に、ビームスプリッタ１０２とミラー７を試料１
０４の表面に対して垂直な線上に配設し、さらに反射さ
れた散乱光１０６が入射するように、その方向にラマン
分光検出器１０８を配設して検出光学系を構成する。
【００１９】試料１０４には、例えば、Ｐ型、面方位
（１００）、抵抗率１０〜１５Ω・ｃｍの、表面に膜厚
１００ｎｍの熱酸化膜が形成されたシリコン基板を用い
る。試料１０４は、円形状で上面が開いた構造のセル１
１０（容量２ｍｌ）内で陽極酸化液１１１に浸漬し、セ
ル１１０ごと、圧電アクチュエーターによりサブミクロ
ンオーダーの精度で位置決めが可能なＸ−Ｙステージ１
０５上に設置する。セル１１０には、陽極酸化液の入替
のために液保管槽１１４と使用済液保管槽１１５とを配
管とバルブを介して接続する。ここで、液保管槽１１４
には、Ｎ−メチルアセトアミド（Ｎ−Methylacetamid
e）３００ｃｃ、硝酸カリウム１．２ｇ、および水４．
５ｃｃの混合液よりなる陽極酸化液１１１を貯溜する。
（１００）、抵抗率１０〜１５Ω・ｃｍの、表面に膜厚
１００ｎｍの熱酸化膜が形成されたシリコン基板を用い
る。試料１０４は、円形状で上面が開いた構造のセル１
１０（容量２ｍｌ）内で陽極酸化液１１１に浸漬し、セ
ル１１０ごと、圧電アクチュエーターによりサブミクロ
ンオーダーの精度で位置決めが可能なＸ−Ｙステージ１
０５上に設置する。セル１１０には、陽極酸化液の入替
のために液保管槽１１４と使用済液保管槽１１５とを配
管とバルブを介して接続する。ここで、液保管槽１１４
には、Ｎ−メチルアセトアミド（Ｎ−Methylacetamid
e）３００ｃｃ、硝酸カリウム１．２ｇ、および水４．
５ｃｃの混合液よりなる陽極酸化液１１１を貯溜する。
【００２０】セル１１０では、陽極酸化液１１１中、Ｘ
−Ｙステージ１０５を陽極とし、対向電極１１２（白
金）を陰極として定電圧定電流源１１３により試料１０
４を陽極酸化処理する。ここでの陽極酸化処理には、例
えば特許第３１３０１７７号に記載された方法が適用で
きる。
−Ｙステージ１０５を陽極とし、対向電極１１２（白
金）を陰極として定電圧定電流源１１３により試料１０
４を陽極酸化処理する。ここでの陽極酸化処理には、例
えば特許第３１３０１７７号に記載された方法が適用で
きる。
【００２１】試料１０４と対向電極１１２との間には、
定電圧定電流源１１３に対して直列に電流計を、並列に
電圧計をそれぞれ接続する。この定電圧定電流源１１３
には、出力電圧０〜３６０Ｖ、出力電流０〜２２０ｍＡ
の規格のものが使用できる。
定電圧定電流源１１３に対して直列に電流計を、並列に
電圧計をそれぞれ接続する。この定電圧定電流源１１３
には、出力電圧０〜３６０Ｖ、出力電流０〜２２０ｍＡ
の規格のものが使用できる。
【００２２】この装置を用いて、試料１０４（シリコン
基板）にＡｒレーザーを照射し、ラマン分光法により試
料１０４上の欠陥箇所を検出する。試料１０４は、次の
ように前処理する。即ち、まず、エネルギー５０ｋｅＶ
で加速したボロンイオンを表面に形成された熱酸化膜を
通過させてドーズ量３×１０14ｃｍ-2で試料に注入す
る。次に、９００℃で１０秒間熱処理し、次にフッ酸を
用いて試料から熱酸化膜を除去する。この処理により、
透過型電子顕微鏡によって試料表面から深さ１２０ｎｍ
の位置に、いわゆる注入二次欠陥が形成されていること
が確認できる。
基板）にＡｒレーザーを照射し、ラマン分光法により試
料１０４上の欠陥箇所を検出する。試料１０４は、次の
ように前処理する。即ち、まず、エネルギー５０ｋｅＶ
で加速したボロンイオンを表面に形成された熱酸化膜を
通過させてドーズ量３×１０14ｃｍ-2で試料に注入す
る。次に、９００℃で１０秒間熱処理し、次にフッ酸を
用いて試料から熱酸化膜を除去する。この処理により、
透過型電子顕微鏡によって試料表面から深さ１２０ｎｍ
の位置に、いわゆる注入二次欠陥が形成されていること
が確認できる。
【００２３】次に、試料１０４に陽極酸化膜１１６を次
のように形成する。即ち、液保管槽１１４より陽極酸化
液１１１を陽極酸化用のセル１１０に導入し、定電圧定
電流電源１１３の出力電流を１０ｍＡに設定して陽極酸
化する。このとき、前記した電圧計の指示値は６４Ｖ、
電流計の指示値は１０ｍＡとなる。この状態で陽極酸化
が進むと、電圧は徐々に増加するが、電流値が１０ｍＡ
で一定となるように定電圧定電流電源１１３を調節す
る。さらに、その後、電圧計の表示が２６９Ｖになった
ところで通電を停止する。
のように形成する。即ち、液保管槽１１４より陽極酸化
液１１１を陽極酸化用のセル１１０に導入し、定電圧定
電流電源１１３の出力電流を１０ｍＡに設定して陽極酸
化する。このとき、前記した電圧計の指示値は６４Ｖ、
電流計の指示値は１０ｍＡとなる。この状態で陽極酸化
が進むと、電圧は徐々に増加するが、電流値が１０ｍＡ
で一定となるように定電圧定電流電源１１３を調節す
る。さらに、その後、電圧計の表示が２６９Ｖになった
ところで通電を停止する。
【００２４】それにより、電圧の変動量（最終電圧値−
初期電圧値）が２０５Ｖのときに、厚さ約１３０ｎｍの
陽極酸化膜１１６が、試料のシリコン基板上に形成され
る。なお、このときの被陽極酸化面積は１．２ｃｍ2で
あり、酸化膜成長速度は２．５ｎｍ／分である。
初期電圧値）が２０５Ｖのときに、厚さ約１３０ｎｍの
陽極酸化膜１１６が、試料のシリコン基板上に形成され
る。なお、このときの被陽極酸化面積は１．２ｃｍ2で
あり、酸化膜成長速度は２．５ｎｍ／分である。
【００２５】次いで、陽極酸化膜１１６を形成した試料
に対してＡｒレーザー光源１００から、波長４８８．０
ｎｍのＡｒレーザーを、入射光学系１０３を通して照射
する。さらに、試料１０４から発生した散乱光１０６
を、ビームスプリッター１０２を透過させ、ミラー１０
７で反射して、ラマン分光検出器１０８へ導入する。次
に、散乱光は、回折格子よりなる分光器で分光され、そ
の波長の情報が位置情報に変換され、この位置情報をＣ
ＣＤ素子によって検出し、得られたデーターをコンピュ
ーター１０９で処理して結果を出力する。
に対してＡｒレーザー光源１００から、波長４８８．０
ｎｍのＡｒレーザーを、入射光学系１０３を通して照射
する。さらに、試料１０４から発生した散乱光１０６
を、ビームスプリッター１０２を透過させ、ミラー１０
７で反射して、ラマン分光検出器１０８へ導入する。次
に、散乱光は、回折格子よりなる分光器で分光され、そ
の波長の情報が位置情報に変換され、この位置情報をＣ
ＣＤ素子によって検出し、得られたデーターをコンピュ
ーター１０９で処理して結果を出力する。
【００２６】ここで、分光器には、ストークス線、アン
チストークス線、およびレイリー線よりなるラマン散乱
光が入射するが、アンチストークス線以外は、フィルタ
ーおよび分光器により除去され、アンチストークス線の
みがラマン分光検出器１０８により検出される。
チストークス線、およびレイリー線よりなるラマン散乱
光が入射するが、アンチストークス線以外は、フィルタ
ーおよび分光器により除去され、アンチストークス線の
みがラマン分光検出器１０８により検出される。
【００２７】本実施の形態のように陽極酸化処理を施す
と、欠陥のある結晶の近傍では酸素原子が侵入し易くな
って、形成される陽極酸化膜は厚くなる（ただし、欠陥
が析出物を伴うものであると、析出物の近傍での酸化膜
はやや薄くなる場合がある）。この陽極酸化膜の膜厚に
比例してシリコン基板で結晶欠陥が生じた欠陥箇所に内
在する応力が強調されるため、Ａｒレーザーを使用した
ラマン分光法によって、そのような欠陥箇所が検出され
る。
と、欠陥のある結晶の近傍では酸素原子が侵入し易くな
って、形成される陽極酸化膜は厚くなる（ただし、欠陥
が析出物を伴うものであると、析出物の近傍での酸化膜
はやや薄くなる場合がある）。この陽極酸化膜の膜厚に
比例してシリコン基板で結晶欠陥が生じた欠陥箇所に内
在する応力が強調されるため、Ａｒレーザーを使用した
ラマン分光法によって、そのような欠陥箇所が検出され
る。
【００２８】本実施の形態によれば、試料を陽極、白金
を陰極として両電極間に直流電圧を印加して室温で試料
の表面に酸化膜を形成する陽極酸化法により、試料の処
理が室温で実施でき、シリコン基板の欠陥箇所の検出に
あたって、当該欠陥に及ぼす温度の影響を極力排除でき
る。
を陰極として両電極間に直流電圧を印加して室温で試料
の表面に酸化膜を形成する陽極酸化法により、試料の処
理が室温で実施でき、シリコン基板の欠陥箇所の検出に
あたって、当該欠陥に及ぼす温度の影響を極力排除でき
る。
【００２９】さらに、本実施の形態によれば、陽極酸化
膜の膜厚に比例してシリコン基板の欠陥箇所に内在する
応力が強調されるために、従来は検出できなかったシリ
コン基板の欠陥箇所がラマン分光法によって検出できる
ようになる。
膜の膜厚に比例してシリコン基板の欠陥箇所に内在する
応力が強調されるために、従来は検出できなかったシリ
コン基板の欠陥箇所がラマン分光法によって検出できる
ようになる。
【００３０】図２および図３に、試料（シリコン基板）
上の欠陥箇所におけるシリコン格子のラマンスペクトル
を示す。ここで図２は、本実施の形態のものを示し、図
３は、陽極酸化処理をしていない、比較用試料のそれを
示す。
上の欠陥箇所におけるシリコン格子のラマンスペクトル
を示す。ここで図２は、本実施の形態のものを示し、図
３は、陽極酸化処理をしていない、比較用試料のそれを
示す。
【００３１】ここで、ピークの半値幅は、図２のラマン
スペクトルで６．３ｃｍ-1、図３のそれで７．２ｃｍ-1
であり、本実施の形態では半値幅は小さくなって信号の
強度が高くなっており、より微小な応力が検出できるよ
うになる。
スペクトルで６．３ｃｍ-1、図３のそれで７．２ｃｍ-1
であり、本実施の形態では半値幅は小さくなって信号の
強度が高くなっており、より微小な応力が検出できるよ
うになる。
【００３２】なお、本実施の形態では、陽極酸化法によ
り試料の表面に酸化膜を形成しているが、発煙硝酸や硝
酸等の酸化性水溶液に浸したり、半導体装置製造工程で
通常用いられる酸素プラズマに曝したりして試料の表面
に酸化膜を形成しても良い。
り試料の表面に酸化膜を形成しているが、発煙硝酸や硝
酸等の酸化性水溶液に浸したり、半導体装置製造工程で
通常用いられる酸素プラズマに曝したりして試料の表面
に酸化膜を形成しても良い。
【００３３】本発明による、第二の実施の形態につい
て、以下、図面を用いて説明する。
て、以下、図面を用いて説明する。
【００３４】（第二の実施の形態）図４に本実施の形態
に係る装置の概略を示す。この装置は、陽極酸化に使用
する器材を使用せず、その代わりに半導体装置駆動用電
源４０２により、半導体装置４０１上の回路配線の複数
の端子間に電圧を印加できるようにしていること以外
は、第一の実施の形態における装置とほぼ同様の構成で
ある。
に係る装置の概略を示す。この装置は、陽極酸化に使用
する器材を使用せず、その代わりに半導体装置駆動用電
源４０２により、半導体装置４０１上の回路配線の複数
の端子間に電圧を印加できるようにしていること以外
は、第一の実施の形態における装置とほぼ同様の構成で
ある。
【００３５】この装置を用いて、半導体装置４０１に半
導体装置駆動用電源４０２により電圧５Ｖを印加すると
同時に、Ｘ−Ｙステージ１０５を走査し、試料の半導体
装置４０１を移動させて、回路配線の電圧を印加した部
分にＡｒレーザーを照射し、第一の実施の形態と同様に
ラマン分光法により半導体装置４０１上の回路配線の欠
陥箇所を検出する。
導体装置駆動用電源４０２により電圧５Ｖを印加すると
同時に、Ｘ−Ｙステージ１０５を走査し、試料の半導体
装置４０１を移動させて、回路配線の電圧を印加した部
分にＡｒレーザーを照射し、第一の実施の形態と同様に
ラマン分光法により半導体装置４０１上の回路配線の欠
陥箇所を検出する。
【００３６】本実施の形態によれば、半導体装置４０１
上の回路配線の複数の端子間に電圧を印加して通電する
ことから、回路配線が短絡等して構造上の欠陥を生じた
箇所でジュール熱により発熱し、その近辺のシリコン基
板の温度が上昇して、その部分に内在する応力が強調さ
れるため、従来は検出できなかった半導体装置４０１上
の回路配線の欠陥箇所がラマン分光法によって検出でき
るようになる。
上の回路配線の複数の端子間に電圧を印加して通電する
ことから、回路配線が短絡等して構造上の欠陥を生じた
箇所でジュール熱により発熱し、その近辺のシリコン基
板の温度が上昇して、その部分に内在する応力が強調さ
れるため、従来は検出できなかった半導体装置４０１上
の回路配線の欠陥箇所がラマン分光法によって検出でき
るようになる。
【００３７】また、本実施の態様においては、例えばレ
ーザー走査ラマン顕微鏡を用いることにより、半導体装
置４０１に半導体装置駆動用電源４０２により電圧５Ｖ
を印加すると同時に、Ｘ−Ｙステージ１０５を走査しな
がら、半導体装置上で回路配線が形成された面の反対面
側からレーザーを照射して反射光のイメージを得るのが
好ましい。なお、ここでは、光源として波長１０８０．
０ｎｍのＹＡＧレーザーを用いるのが好ましいが、強い
散乱光を得るために、例えば、レーザーを照射する領域
のシリコン基板の厚さが５μｍ程度になるまで反対面側
から機械式研磨法等で研磨することができる。
ーザー走査ラマン顕微鏡を用いることにより、半導体装
置４０１に半導体装置駆動用電源４０２により電圧５Ｖ
を印加すると同時に、Ｘ−Ｙステージ１０５を走査しな
がら、半導体装置上で回路配線が形成された面の反対面
側からレーザーを照射して反射光のイメージを得るのが
好ましい。なお、ここでは、光源として波長１０８０．
０ｎｍのＹＡＧレーザーを用いるのが好ましいが、強い
散乱光を得るために、例えば、レーザーを照射する領域
のシリコン基板の厚さが５μｍ程度になるまで反対面側
から機械式研磨法等で研磨することができる。
【００３８】このようにレーザーを照射する領域のシリ
コン基板を薄くすることにより、赤外光領域のレーザー
より波長の短いラマン散乱光が、シリコン基板を透過す
るようになり、そのラマン散乱光がラマン分光検出器で
検知できるようになる。また、これにより、反射光のイ
メージ上に散乱光のイメージを重畳させることができ、
半導体装置の上層領域に形成された回路配線の影響をう
けることなくシリコン基板の最表面に形成された回路配
線の欠陥箇所が検出できるようになる。
コン基板を薄くすることにより、赤外光領域のレーザー
より波長の短いラマン散乱光が、シリコン基板を透過す
るようになり、そのラマン散乱光がラマン分光検出器で
検知できるようになる。また、これにより、反射光のイ
メージ上に散乱光のイメージを重畳させることができ、
半導体装置の上層領域に形成された回路配線の影響をう
けることなくシリコン基板の最表面に形成された回路配
線の欠陥箇所が検出できるようになる。
【００３９】
【発明の効果】本発明によれば、半導体装置上のシリコ
ン基板や回路配線における、サブミクロンからナノメー
タオーダの微細な欠陥箇所を、ラマン分析法によって高
精度で検出することが可能となる。
ン基板や回路配線における、サブミクロンからナノメー
タオーダの微細な欠陥箇所を、ラマン分析法によって高
精度で検出することが可能となる。
【図１】本発明の第一の実施形態による検出装置の概略
断面図
断面図
【図２】本発明によるラマンスペクトルを示すグラフ
【図３】従来技術によるラマンスペクトルを示すグラフ
【図４】本発明の第二の実施形態による検出装置の概略
断面図
断面図
１００ Ａｒレーザー光源（波長４８８．０ｎｍ）
１０１ 光線
１０２ ビームスプリッタ
１０３ 入射光学系
１０４ 試料（シリコン基板）
１０５ Ｘ−Ｙステージ
１０６ 散乱光
１０７ ミラー
１０８ ラマン分光検出器
１０９ コンピュータ
１１０ セル（陽極酸化用）
１１１ 陽極酸化液
１１２ 対向電極（白金）
１１３ 定電圧定電流源
１１４ 液保管槽
１１５ 使用済液保管槽
１１６ 陽極酸化膜
４０１ 試料（半導体装置）
４０２ 半導体装置駆動用電源
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2G043 AA03 CA05 DA06 EA03 GA07
GB19 HA01 HA07 HA09 HA15
JA04 KA02 KA05 KA09 LA03
NA01
2G051 AA51 AA65 AB02 BA10 BA11
CA03 CB05 CC15 DA07
4M106 AA01 BA05 BA14 CA40 CB19
DB03 DB08 DH58 DJ11
Claims (6)
- 【請求項１】 半導体装置の表面に陽極酸化膜を形成
し、次に前記陽極酸化膜を形成した領域にレーザー光を
照射してラマン散乱光を発生させ、前記散乱光のラマン
スペクトルにより前記領域における欠陥箇所を検出する
ことを特徴とする半導体装置の欠陥検出法。 - 【請求項２】 半導体装置上の回路配線の複数の端子間
に電圧を印加し、次に前記回路配線が形成された面側か
ら前記電圧を印加した回路配線にレーザー光を照射して
ラマン散乱光を発生させ、前記散乱光のラマンスペクト
ルにより前記回路配線における欠陥箇所を検出すること
を特徴とする半導体装置の欠陥検出法。 - 【請求項３】 光源と、この光源から発生した光を集光
して半導体装置に照射する入射光学系と、前記装置に光
を照射する前に前記装置を所定位置に移動するステージ
と、前記装置より発生するラマン散乱光を検出する分光
検出器と、前記検出した光の波長のデーターを解析する
コンピューターとを備える半導体装置の欠陥検出装置で
あって、前記装置に光を照射する以前に前記光を照射す
る領域の表面に陽極酸化膜を形成する手段を備えること
を特徴とする半導体装置の欠陥検出装置。 - 【請求項４】 光源と、この光源から発生した光を集光
して半導体装置に照射する入射光学系と、前記装置の回
路配線に光を照射する前に前記装置を所定位置に移動す
るステージと、前記回路配線より発生するラマン散乱光
を検出する分光検出器と、前記検出した光の波長のデー
ターを解析するコンピューターとを備える半導体装置の
欠陥検出装置であって、前記装置上の回路配線に光を照
射する際に前記光を照射する回路配線上の複数の端子間
に電圧を印加する手段を備えることを特徴とする半導体
装置の欠陥検出装置。 - 【請求項５】 半導体装置上の回路配線にレーザー光を
照射して得られるラマン散乱光の透過が可能となるよう
に、前記回路配線が形成された面の反対面側から前記装
置を研磨して前記装置においてレーザー光を照射する領
域周辺の厚さを薄くし、次に前記領域に形成された回路
配線の複数の端子間に電圧を印加し、次に前記反対面側
から前記領域にレーザー光を照射してラマン散乱光を発
生させ、前記散乱光のラマンスペクトルにより前記回路
配線における欠陥箇所を検出することを特徴とする半導
体装置の欠陥検出法。 - 【請求項６】 半導体装置上の回路配線に光を照射して
得られるラマン散乱光の透過が可能となるように前記装
置の厚さを前記回路配線が形成された面の反対面側から
薄くする手段を備えることを特徴とする請求項４に記載
の半導体装置の欠陥検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001243373A JP2003059988A (ja) | 2001-08-10 | 2001-08-10 | 半導体装置の欠陥検出法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001243373A JP2003059988A (ja) | 2001-08-10 | 2001-08-10 | 半導体装置の欠陥検出法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003059988A true JP2003059988A (ja) | 2003-02-28 |
Family
ID=19073480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001243373A Withdrawn JP2003059988A (ja) | 2001-08-10 | 2001-08-10 | 半導体装置の欠陥検出法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003059988A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004325346A (ja) * | 2003-04-25 | 2004-11-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ピンホール検出方法及びメンブレインエレクトロードアッセンブリの生産方法 |
| RU2461091C1 (ru) * | 2011-02-18 | 2012-09-10 | Учреждение Российской Академии Наук Научно-Технологический Центр Микроэлектроники И Субмикронных Гетероструктур Ран | Способ определения неоднородностей в полупроводниковом материале |
| WO2015126271A1 (ru) * | 2014-02-21 | 2015-08-27 | Игорь Владимирович ФЕТИСОВ | Способ качественного и/или количественного гкр-спектроскопического анализа в растворах электролитов на электродных поверхностях |
| CN110313058A (zh) * | 2017-01-30 | 2019-10-08 | 科磊股份有限公司 | 用于光谱组成分析的晶片颗粒缺陷的活化 |
-
2001
- 2001-08-10 JP JP2001243373A patent/JP2003059988A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004325346A (ja) * | 2003-04-25 | 2004-11-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ピンホール検出方法及びメンブレインエレクトロードアッセンブリの生産方法 |
| JP4583722B2 (ja) * | 2003-04-25 | 2010-11-17 | パナソニック株式会社 | ピンホール検出方法及びメンブレインエレクトロードアッセンブリの生産方法 |
| RU2461091C1 (ru) * | 2011-02-18 | 2012-09-10 | Учреждение Российской Академии Наук Научно-Технологический Центр Микроэлектроники И Субмикронных Гетероструктур Ран | Способ определения неоднородностей в полупроводниковом материале |
| WO2015126271A1 (ru) * | 2014-02-21 | 2015-08-27 | Игорь Владимирович ФЕТИСОВ | Способ качественного и/или количественного гкр-спектроскопического анализа в растворах электролитов на электродных поверхностях |
| CN110313058A (zh) * | 2017-01-30 | 2019-10-08 | 科磊股份有限公司 | 用于光谱组成分析的晶片颗粒缺陷的活化 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20081104 |