JP2599485B2 - 半導体素子の評価方法 - Google Patents
半導体素子の評価方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、半導体素子上の導体配線と半導体基板との
接続部において正しく接続がなされているかどうかを判
定する半導体素子の評価方法に関する。
接続部において正しく接続がなされているかどうかを判
定する半導体素子の評価方法に関する。
従来の技術 近年、半導体装置の微細化および高密度集積化に伴
い、製造技術はますます複雑になってきており、これら
の製造技術の評価解析や量産工程での不良原因を解析す
る技術が求められている。
い、製造技術はますます複雑になってきており、これら
の製造技術の評価解析や量産工程での不良原因を解析す
る技術が求められている。
以下に従来の半導体素子の評価方法について、導体配
線にポリサイド膜を用いた半導体素子のコンタクト窓開
口部評価を例として説明する。
線にポリサイド膜を用いた半導体素子のコンタクト窓開
口部評価を例として説明する。
第２図（ａ），（ｂ）は従来の半導体素子の評価方法
を説明するための半導体素子の要部断面図である。評価
すべき試料が樹脂封止半導体装置の場合、評価に先だっ
て半導体装置を発煙硝酸に浸漬して封止樹脂を溶解し、
半導体素子を露出させる。次に半導体素子上の表面保護
膜をエッチング除去する。第２図（ａ）は導体配線まで
露出させた半導体素子の要部断面図である。一般に半導
体素子は、シリコン基板１に不純物拡散層２が設けられ
ており、またシリコン基板１上には層間絶縁膜３が形成
されている。この層間絶縁膜３の上に導体配線としての
ポリサイド膜（多結晶シリコン膜とシリサイド膜の積層
膜）４が形成され、その導体配線４の一部はコンタクト
窓５を介して不純物拡散層２と接続されている。このよ
うな半導体素子をフッ酸を含む混合液、例えば容量比で
HNO3:H2O:HF＝200:80:3の混合液でポリサイド膜４をエ
ッチング除去した状態を第２図（ｂ）に示した。図にお
いて、5aは開口部５に不純物拡散層２が露出した良開口
部、5bは開口部５の底部に層間絶縁膜３の一部が残って
いる不良開口部である。このようにして得た半導体素子
の表面を走査型電子顕微鏡で観察すると、不良開口部5b
はコンタクト窓５の段差の違いや層間絶縁膜３とシリコ
ン基板１からの二次電子量の違いにより、観察させる走
査型電子顕微鏡像のコントラストに差が生じ、コンタク
ト窓の開口の良不良が判定できる。
を説明するための半導体素子の要部断面図である。評価
すべき試料が樹脂封止半導体装置の場合、評価に先だっ
て半導体装置を発煙硝酸に浸漬して封止樹脂を溶解し、
半導体素子を露出させる。次に半導体素子上の表面保護
膜をエッチング除去する。第２図（ａ）は導体配線まで
露出させた半導体素子の要部断面図である。一般に半導
体素子は、シリコン基板１に不純物拡散層２が設けられ
ており、またシリコン基板１上には層間絶縁膜３が形成
されている。この層間絶縁膜３の上に導体配線としての
ポリサイド膜（多結晶シリコン膜とシリサイド膜の積層
膜）４が形成され、その導体配線４の一部はコンタクト
窓５を介して不純物拡散層２と接続されている。このよ
うな半導体素子をフッ酸を含む混合液、例えば容量比で
HNO3:H2O:HF＝200:80:3の混合液でポリサイド膜４をエ
ッチング除去した状態を第２図（ｂ）に示した。図にお
いて、5aは開口部５に不純物拡散層２が露出した良開口
部、5bは開口部５の底部に層間絶縁膜３の一部が残って
いる不良開口部である。このようにして得た半導体素子
の表面を走査型電子顕微鏡で観察すると、不良開口部5b
はコンタクト窓５の段差の違いや層間絶縁膜３とシリコ
ン基板１からの二次電子量の違いにより、観察させる走
査型電子顕微鏡像のコントラストに差が生じ、コンタク
ト窓の開口の良不良が判定できる。
発明が解決しようとする課題 しかしながら上記従来の評価方法では、不良開口部の
底部に残った層間絶縁膜が極めて薄い場合、走査型電子
顕微鏡像のコントラストが上がらないため良開口部と不
良開口部の相違が判別しにくいという課題を有してい
た。
底部に残った層間絶縁膜が極めて薄い場合、走査型電子
顕微鏡像のコントラストが上がらないため良開口部と不
良開口部の相違が判別しにくいという課題を有してい
た。
本発明は上記従来の課題を解決するもので、走査型電
子顕微鏡のみならず、光学顕微鏡を用いた観察において
も十分にコントラストがついた像を観察できる半導体素
子の評価方法を提供することを目的とする。
子顕微鏡のみならず、光学顕微鏡を用いた観察において
も十分にコントラストがついた像を観察できる半導体素
子の評価方法を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段 この目的を達成するために本発明の半導体素子の評価
方法は、シリコンまたはアルミニウムを主体とする導体
配線を除去するエッチング液として具体的にはアルカリ
水溶液を使用する構成を有している。
方法は、シリコンまたはアルミニウムを主体とする導体
配線を除去するエッチング液として具体的にはアルカリ
水溶液を使用する構成を有している。
作用 この構成によって、コンタクト窓が開口している場合
にはアルカリ水溶液により導体配線がエッチングされた
後シリコン基板もエッチングされる。この場合（100）
基板では、四角錐状の穴が形成されるため、開口を明確
に確認することができる。一方コンタクト窓の底部に層
間絶縁膜が残っていて開口していない場合には層間絶縁
膜はエッチング液の選択比の違いによりエッチングされ
ることがないので、コンタクト窓には四角錐状の穴が観
察されない。
にはアルカリ水溶液により導体配線がエッチングされた
後シリコン基板もエッチングされる。この場合（100）
基板では、四角錐状の穴が形成されるため、開口を明確
に確認することができる。一方コンタクト窓の底部に層
間絶縁膜が残っていて開口していない場合には層間絶縁
膜はエッチング液の選択比の違いによりエッチングされ
ることがないので、コンタクト窓には四角錐状の穴が観
察されない。
実施例 以下本発明の一実施例について、導体配線にポリサイ
ド膜を用いた半導体素子のコンタクト窓開口部評価を例
として説明する。
ド膜を用いた半導体素子のコンタクト窓開口部評価を例
として説明する。
第１図（ａ），（ｂ）は本発明の一実施例における半
導体素子の評価方法を説明するための半導体素子の要部
断面図である。なお第２図に示す従来例と同一箇所には
同一符号を付し、詳細説明を省略した。
導体素子の評価方法を説明するための半導体素子の要部
断面図である。なお第２図に示す従来例と同一箇所には
同一符号を付し、詳細説明を省略した。
評価すべき試料が樹脂封止半導体装置の場合、評価に
先だって半導体装置を60℃の発煙硝酸に浸漬して封止樹
脂を溶解し半導体素子を露出させる。次に半導体素子上
の表面保護膜をフレオン（CF4）と酸素の混合ガスを用
いて除去する。第１図（ａ）はこのようにして導体配線
まで露出させた半導体素子の要部断面図である。
先だって半導体装置を60℃の発煙硝酸に浸漬して封止樹
脂を溶解し半導体素子を露出させる。次に半導体素子上
の表面保護膜をフレオン（CF4）と酸素の混合ガスを用
いて除去する。第１図（ａ）はこのようにして導体配線
まで露出させた半導体素子の要部断面図である。
このような半導体素子を、例えば重量比でKOH:H2O＝
1:10の水酸化カリウム水溶液を80℃に加熱した中に浸漬
し、ポリサイド膜４を除去したものを第１図（ｂ）に示
す。なお水酸化カリウム水溶液の温度を80℃としたが、
ポリサイド膜の形成条件、コンタクト窓に残された層間
絶縁膜の厚さなどにより、水酸化カリウム水溶液の濃度
または温度を調整する必要がある。
1:10の水酸化カリウム水溶液を80℃に加熱した中に浸漬
し、ポリサイド膜４を除去したものを第１図（ｂ）に示
す。なお水酸化カリウム水溶液の温度を80℃としたが、
ポリサイド膜の形成条件、コンタクト窓に残された層間
絶縁膜の厚さなどにより、水酸化カリウム水溶液の濃度
または温度を調整する必要がある。
このようにして得られた半導体素子の表面を光学顕微
鏡または走査型電子顕微鏡を用いて観察すると、良開口
部5aではシリコン基板１が水酸化カリウム水溶液によっ
て選択エッチングされた四角錐が観察できる。一方不良
開口部5bではその底部にボロン，りん，シリケートガラ
スなどの層間絶縁膜３の一部が残っているために、シリ
コン基板１がエッチングされず四角錐が観察されない。
鏡または走査型電子顕微鏡を用いて観察すると、良開口
部5aではシリコン基板１が水酸化カリウム水溶液によっ
て選択エッチングされた四角錐が観察できる。一方不良
開口部5bではその底部にボロン，りん，シリケートガラ
スなどの層間絶縁膜３の一部が残っているために、シリ
コン基板１がエッチングされず四角錐が観察されない。
なお本実施例では、導体配線としてポリサイド膜を用
いた例について説明したが、シリコンまたはアルミニウ
ムを主成分として薄膜であれば同様の効果があることを
確認している。またエッチング液としては、水酸化ナト
リウクや水酸化アンモニウムのようにアルカリ性であっ
た導体配線とシリコン基板を同時にエッチングできるも
のであればよい。
いた例について説明したが、シリコンまたはアルミニウ
ムを主成分として薄膜であれば同様の効果があることを
確認している。またエッチング液としては、水酸化ナト
リウクや水酸化アンモニウムのようにアルカリ性であっ
た導体配線とシリコン基板を同時にエッチングできるも
のであればよい。
発明の効果 以上のように本発明は、導体配線と半導体基板とをエ
ッチングする溶液を使用して導体配線をエッチング除去
した場合に、同時にコンタクト窓の良開口部の半導体基
板はエッチングされるが、コンタクト窓の底部に絶縁膜
が残った不良開口部の半導体基板はエッチングされない
ため、コンタクト窓開口の良否が容易に判定できる優れ
た半導体素子の評価方法を実現できるものである。
ッチングする溶液を使用して導体配線をエッチング除去
した場合に、同時にコンタクト窓の良開口部の半導体基
板はエッチングされるが、コンタクト窓の底部に絶縁膜
が残った不良開口部の半導体基板はエッチングされない
ため、コンタクト窓開口の良否が容易に判定できる優れ
た半導体素子の評価方法を実現できるものである。
第１図（ａ），（ｂ）は本発明の一実施例における半導
体素子の評価方法を説明するための半導体素子の要部断
面図、第２図（ａ），（ｂ）は従来の半導体素子の評価
方法を説明するための半導体素子の要部断面図である。 １……シリコン基板（半導体基板）、３……層間絶縁
膜、４……ポリサイド膜（導体配線）。
体素子の評価方法を説明するための半導体素子の要部断
面図、第２図（ａ），（ｂ）は従来の半導体素子の評価
方法を説明するための半導体素子の要部断面図である。 １……シリコン基板（半導体基板）、３……層間絶縁
膜、４……ポリサイド膜（導体配線）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/66 Ｈ０１Ｌ 21/88 Ｚ
Claims (3)
- 【請求項１】半導体基板とその主面に形成された導体配
線に対するエッチングレートが前記半導体基板と前記導
体配線間に設けた層間絶縁膜に対するエッチングレート
より大きいエッチング液またはエッチングガスを使用し
て前記導体配線をエッチング除去する半導体素子の評価
方法。 - 【請求項２】半導体基板がシリコン基板、導体配線がシ
リコンまたはアルミニウムを主成分とする薄膜、エッチ
ング液がアルカリ水溶液である請求項１記載の半導体素
子の評価方法。 - 【請求項３】アルカリ水溶液が、水酸化カリウム（KO
H）水溶液，水酸化ナトリウム（NaOH）水溶液または水
酸化アンモニウム（NH4OH）水溶液である請求項２記載
の半導体素子の評価方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16715390A JP2599485B2 (ja) | 1990-06-25 | 1990-06-25 | 半導体素子の評価方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16715390A JP2599485B2 (ja) | 1990-06-25 | 1990-06-25 | 半導体素子の評価方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0456247A JPH0456247A (ja) | 1992-02-24 |
| JP2599485B2 true JP2599485B2 (ja) | 1997-04-09 |
Family
ID=15844407
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16715390A Expired - Fee Related JP2599485B2 (ja) | 1990-06-25 | 1990-06-25 | 半導体素子の評価方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2599485B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5403753A (en) * | 1993-07-15 | 1995-04-04 | Texas Instruments Incorporated | Method of forming implant indicators for implant verification |
-
1990
- 1990-06-25 JP JP16715390A patent/JP2599485B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0456247A (ja) | 1992-02-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |