JPH05326661A - 絶縁膜欠陥検出方法 - Google Patents

絶縁膜欠陥検出方法

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JPH05326661A
JPH05326661A JP13219292A JP13219292A JPH05326661A JP H05326661 A JPH05326661 A JP H05326661A JP 13219292 A JP13219292 A JP 13219292A JP 13219292 A JP13219292 A JP 13219292A JP H05326661 A JPH05326661 A JP H05326661A
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JP
Japan
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insulating film
film
electrode
cell plate
pinhole
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Pending
Application number
JP13219292A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Yamashita
洋 山下
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 絶縁膜の不良を容易に観察可能とする。 【構成】 セルプレート電極8が露出するように、ウェ
ットエッチングまたはドライエッチングにより、保護膜
12、アルミニウム合金膜11、層間絶縁膜10、ビッ
ト線9を除去する。たとえばN−メチルアセトアミドを
溶媒とし、0.04規程のKNO3を溶質とした電解溶液
21に、白金電極22を負電極に、ダイナミックRAM
を正電極23として浸漬し、それらを定電圧定電流源2
4に接続して、多結晶シリコンからなるセルプレート電
極8を陽極酸化する。これによって、絶縁膜の欠陥箇所
を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、多結晶シリコン膜上の
絶縁膜の欠陥であるピンホールを評価する絶縁膜欠陥検
出方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体メモリ素子の微細化および高密度
集積化に伴い、メモリセル構造はプレナー型メモリセル
から狭い領域内に容量の大きいキャパシタを形成する積
層容量型メモリセルへと推移してきている。以下積層容
量型メモリセルをSTCメモリセルと呼ぶ。
【0003】STCメモリセルでは、多結晶シリコン膜
からなる電荷蓄積電極上に絶縁膜がある。もしこの絶縁
膜に欠陥(ピンホール)が存在すると、通常1ビット不
良と呼ばれる、蓄積電荷がシリコン基板1にリークする
動作不良が発生する。従来、絶縁膜に欠陥(ピンホー
ル)が存在するかどうかは半導体テスターを用いて同定
されてきた。
【0004】以下その方法を示す。一般に、メモリセル
のリーク電流により、ダイナミックランダムアクセスメ
モリー(以下DRAMと記す)の書き込み時の電圧と読
出し時の電圧に変化が起こる。すなわちキャパシタに
“1”を書き込むのに電荷蓄積電極に電源電圧VCC,セ
ルプレート電極にVCC/2を印加した場合、シリコン基
板の結晶欠陥や絶縁膜のピンホールがあると、正常に
“1”を読み出すことができない。
【0005】また、キャパシタに“0”を書き込むのに
電荷蓄積電極に接地電圧0V,セルプレート電極にVCC
/2を印加した場合、ゲート酸化膜のピンホールや絶縁
膜のピンホールがあると正常に“0”を読み出すことが
できない。すなわち、キャパシタに“1”または“0”
の書き込み読出し試験だけでは、絶縁膜にピンホールが
あるかどうか判断することができない。
【0006】そこで、強制的にセルプレート電極にVCC
または0Vを印加して、読出し電圧の変化の様子をみ
る。絶縁膜にピンホールがあるとキャパシタに蓄積され
る電荷量Qは減少する。キャパシタに蓄積される電荷量
QはQ=C(VCC−VCP)で表わされる。Cは絶縁膜の
静電容量、VCCは電源電圧、VCPはセルプレート電圧で
ある。セルプレート電極にVCCを印加した時、キャパシ
タに“0”を書き込むのに電荷蓄積電極に接地電圧0V
を印加した場合、電荷量QはQ=CVCCであり、絶縁膜
のピンホールがあるとキャパシタに蓄積される電荷量Q
は減少する。この時、読出し時のビット線電位は正常時
に比べて上昇し、読出し電圧は“0”にならない。ま
た、キャパシタに“1”を書き込むのに電荷蓄積電極に
接地電圧VCCを印加した場合、電荷量QはQ=0とな
り、絶縁膜のピンホールがあってもキャパシタに蓄積さ
れる電荷量Qは変化せず、読出し時のビット線電位は変
化しない。このように、読出し電圧は“0”になり、正
常動作する。
【0007】このように、強制的にセルプレート電極に
CCまたは0Vを印加して読出し電圧の変化をみること
により絶縁膜のピンホールがあるかどうか判断すること
ができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法では、強制的にセルプレート電極にVCCまたは
0Vを印加する。このためにプローブ針を半導体デバイ
スに接触させ電圧を印加する。このため半導体デバイス
は破壊される可能性がある。また、測定に熟練を要す
る。
【0009】更に半導体デバイスが微細化されてくる
と、プローブ針により電圧を印加しようとするとプロー
ビングパッド(プローブ針を接触させる領域)を集束イ
オンビームにより形成する必要があり、評価に時間がか
かるという欠点を有していた。
【0010】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
ので、絶縁膜の不良の観察を簡単にできる方法を提供す
ることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の絶縁膜欠陥検出方法では、シリコン基板上に
導電性膜と絶縁膜が少なくとも形成されており、前記絶
縁膜上に導電性膜を形成する工程と、前記シリコン基板
を正電極として電解溶液中に浸漬し、前記絶縁膜の所定
位置の前記導電性膜を陽極酸化する工程と、前記陽極酸
化部のみを選択的に除去する工程からなる。
【0012】
【作用】この構成によって、もし、絶縁膜にピンホール
が存在すれば、ピンホールを通じて導電性膜とシリコン
基板が短絡状態になり、ピンホールの存在する導電性膜
のみが陽極酸化されて一部絶縁膜に変化する。この後、
フッ酸(HF)とフッ化アンモニウム(NH4F)混合
液にシリコン基板を浸漬することで、ピンホールのある
部分の導電性膜のみが選択的に除去され、絶縁膜の欠陥
を検出することができる。
【0013】
【実施例】以下本発明の一実施例について図面を参照し
ながら説明する。図1は本発明のために用いたDRAM
の要部断面図である。また、図2は解析に用いたDRA
Mの要部断面図であり、図1のワード線方向に劈開した
ときのDRAMの要部断面図である。
【0014】図1〜図6において、1はシリコン基板、
2はフィールド酸化膜、3はゲート電極又はワード線、
4は層間絶縁膜、5は接続孔、6は電荷蓄積電極、7は
絶縁膜、8はセルプレート電極、9はビット線、10は
層間絶縁膜、11はアルミニウム合金膜、12は保護膜
である。13はピンホール、14は陽極酸化された部分
である。
【0015】セルプレート電極8が露出するようにウェ
ットエッチングまたはドライエッチングにより保護膜1
2、アルミニウム合金膜11、層間絶縁膜10、ビット
線9を除去する。この方法について詳細に説明する。
【0016】まず、保護膜12、たとえば膜厚0.9μ
mのプラズマCVD法により成膜した窒化珪素膜を、フ
レオン(CF4)と酸素の混合ガス(混合比9:1)を
用いてドライエッチングにより除去する。
【0017】次に、アルミニウム合金膜11、たとえば
膜厚0.9μmのスパッタ法により成膜したAl−Si
−Cu合金膜を、60℃のリン酸にてエッチング除去す
る。
【0018】次に、層間絶縁膜10、たとえば、常圧C
VD法により成膜したBPSG(ボロンフォスフォシリ
ケートグラス)膜を、フッ酸(HF)とフッ化アンモニ
ウム(NH4F)混合液(容量比1:5)によりビット
線9の表面が露出するまでエッチングをする。
【0019】次に、ビット線9、たとえば膜厚0.20
μmの減圧CVD法により成膜した多結晶シリコンと膜
厚0.25μmの減圧CVD法により成膜したWシリサ
イドからなるポリサイド膜を、フッ酸を含む混合液、た
とえば容量比でHNO3:H2O:HF=200:80:
3の混合液によりエッチング除去する。
【0020】次にフッ酸(HF)とフッ化アンモニウム
(NH4F)混合液により層間絶縁膜10をエッチング
し、セルプレート電極8を露出させる。
【0021】図3は上記方法によってセルプレート電極
8を露出した状態でのDRAMの要部断面図である。
【0022】次に、図4に示すように電解溶液21、た
とえば溶媒にN−メチルアセトアミド、溶質に0.04
規程のKNO3の溶液に、白金電極22を負電極、ダイ
ナミックRAMを正電極23として定電圧定電流源24
に接続し、多結晶シリコンからなるセルプレート電極8
を陽極酸化する。電流計25、電圧計26は陽極酸化過
程を監視するものである。
【0023】このようにして、図5に示すようにセルプ
レート電極8と絶縁膜7、たとえば絶縁膜7が二酸化珪
素膜にピンホール13が存在する場合、ピンホール13
を通じてセルプレート電極8とシリコン基板1が短絡状
態になる。このためピンホールの存在する電荷蓄積電極
6が陽極酸化されて二酸化珪素膜に変化する。しかしこ
の状態では陽極酸化された部分14の二酸化珪素膜の部
分とそうでない多結晶シリコン部分の差異がつきにく
い。このためこの後、フッ酸(HF)とフッ化アンモニ
ウム(NH4F)混合液にこのDRAMを浸漬する。こ
の溶液は多結晶シリコンをほとんどエッチングすること
なく二酸化珪素膜のみをエッチングする。従って、図6
に示すようにセルプレート電極8と陽極酸化された二酸
化珪素膜が除去され、絶縁膜の欠陥箇所を検出すること
ができる。
【0024】
【発明の効果】以上のように本発明は、簡単に絶縁膜の
欠陥箇所が識別でき、欠陥箇所の詳細な観察を可能にす
る。不良原因を迅速に半導体装置製造工程あるいは半導
体装置開発工程へフィードバックでき、半導体装置の歩
留まり安定あるいは早期開発への効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のために用いたダイナミックRAMの要
部断面図
【図2】本発明のために用いたダイナミックRAMの要
部断面図
【図3】本発明の実施例の試料の陽極酸化方法を説明す
るための図
【図4】本発明の実施例を示すダイナミックRAMの要
部断面図
【図5】本発明の実施例を示すダイナミックRAMの要
部断面図
【図6】本発明の実施例を示すダイナミックRAMの要
部断面図
【符号の説明】
1 シリコン基板 2 フィールド酸化膜 3 ワード線 4 層間絶縁膜 5 接続孔 6 電荷蓄積電極 7 絶縁膜 8 セルプレート電極 9 ビット線 10 層間絶縁膜 11 アルミニウム膜 12 保護膜 13 ピンホール 14 陽極酸化された部分

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シリコン基板上に導電性膜と絶縁膜が少な
    くとも形成されており、前記絶縁膜上に導電性膜を形成
    する工程と、前記シリコン基板を正電極として電解溶液
    中に浸漬し、前記絶縁膜の所定位置の前記導電性膜を陽
    極酸化する工程と、前記陽極酸化部のみを選択的に除去
    する工程とを備えた絶縁膜欠陥検出方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103868780A (zh) * 2014-04-04 2014-06-18 重庆大学 Al-Mg系和Al-Mg-Si系铝合金的彩色金相试样的制备方法
WO2015159367A1 (ja) * 2014-04-15 2015-10-22 日立化成株式会社 透過性評価方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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WO2015159367A1 (ja) * 2014-04-15 2015-10-22 日立化成株式会社 透過性評価方法
JPWO2015159367A1 (ja) * 2014-04-15 2017-04-13 日立化成株式会社 透過性評価方法
US10598622B2 (en) 2014-04-15 2020-03-24 Hitachi Chemical Company, Ltd. Permeability evaluation method

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