JPH08274138A

JPH08274138A - 半導体デバイスの絶縁膜の不良検出方法およびその装置

Info

Publication number: JPH08274138A
Application number: JP7483195A
Authority: JP
Inventors: Manabu Fujito; 学藤戸
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1995-03-31
Filing date: 1995-03-31
Publication date: 1996-10-18

Abstract

(57)【要約】【構成】絶縁膜に電気的ストレスを印加して、この絶縁
膜からの発光を検出して、絶縁膜の不良を検出する半導
体デバイスの絶縁膜の不良検出方法において、複数のエ
ネルギ領域において発光量分布を測定し、不良の種類に
特有の発光量のエネルギスペクトルを利用して、この複
数の発光量分布から不良の種類毎に発光量分布を分離し
て、不良を特定することを特徴とする半導体デバイスの
絶縁膜の不良検出方法。【効果】絶縁膜の不良の発生箇所を検出し、しかもその
絶縁膜の不良を不良の種類毎に迅速に分類できる。これ
によって、製造プロセスへのフィードバックも迅速に行
えるようになり、ひいては高信頼性絶縁膜を持つ半導体
デバイスが製造可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体デバイスの絶縁膜
の不良を検出する方法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの微細化に伴い、半導体
デバイスを構成する絶縁膜がより薄くなり、絶縁膜の不
良が大きな問題となりつつある。

【０００３】図８は従来の絶縁膜の不良を検出する装置
の構成を示す図である。図中３４はレーザー光源であ
り、半導体デバイス３１の表面を２次元走査できる機能
を持つ。レーザ光源の波長としては、絶縁膜の上に設け
られている電極を透過できる波長が選択される。半導体
デバイス３１の絶縁膜不良を検出する部分は、基本的に
下から順に半導体基板、絶縁膜、および電極の層状構造
となっている。プロービングシステム３３を介して、電
極は電源３５に接続されている。半導体基板は試料台３
２を介して電流計３６に接続されている。レーザ光源３
４、電源３５、および電流計３６はコントローラ３７に
より制御され、また測定値はコントローラ３７により処
理される。

【０００４】このように構成された装置において絶縁膜
の不良を検出する方法について説明する。電源３５によ
り半導体デバイス３１の電極に定電圧を印加して、絶縁
膜に電気的ストレスを加える。レーザ光を半導体デバイ
ス３１の電極面上を走査させ、絶縁膜を流れる電流を電
流計３６により測定し、レーザ光の走査に対応した電流
値をコントローラ３７によりディスプレイ３８に画像化
する。絶縁膜中に不良が存在する場合、レーザ光により
電子−正孔対が励起され電流値が大きくなり、前記画像
上に輝点として現れる。このような方法はＯＢＩＣ（Op
tical Beam Induced Current）法として知られている。

【０００５】一方、絶縁膜の膜質ならびに基板との界面
状態を評価する方法として、ホットキャリアによる微弱
な光を検出し、画像化する装置が開発されている。例え
ば、浜松ホトニクス社製ホットエレクトロン解析装置Ｃ
３２３０などである。図９はこの微弱光測定装置の構成
を示す図である。

【０００６】１１は半導体デバイスである。１２は試料
台であり、半導体デバイス１１が載置される。１４は電
源であり、絶縁膜に電気的ストレスを印加する。１５は
顕微鏡であり半導体デバイス１１の表面像を拡大する。
１８は２次元光電子増倍装置であり、光電子増倍管と蛍
光板からなり、光電子増倍管において微弱光を電子に変
換し、それを増幅し、これを蛍光板に入射させ再び光に
変換するものである。

【０００７】これにより微弱光を増幅することができ
る。１９はＣＣＤカメラの撮像装置であり、顕微鏡１５
で拡大され２次元光電子増倍装置１８を経て得られた画
像情報をとりこむ。２０はシールドボックスであり、外
部からの光の侵入を防ぐ。２１はイメージプロセッシン
グ手段であり、画像情報を内部メモリに記憶したり、デ
ィスプレイ２３に表示させる。

【０００８】この装置の使用方法について説明する。シ
ールドボックス２０内において、試料台１２上に半導体
デバイス１１を載置する。このとき、プロービングシス
テム１３を介して、半導体デバイス１１の絶縁膜の上に
設けられる電極に電源１４が接続され、絶縁膜に電気的
ストレスを印加できる状態にする。半導体基板は接地さ
れている。

【０００９】顕微鏡１５の光源から光を当てた状態で半
導体デバイス１１の外観像を拡大して、２次元光電子増
倍装置１８を経て、撮像装置１９に画像を入力し、ディ
スプレイ２３に表示させる。イメージプロセッシング手
段２１は、撮像装置１９の画像情報を内部メモリに記憶
する。

【００１０】顕微鏡１５および外部からの光を遮断し
て、半導体デバイス１１の電極に必要な電圧を電源１４
より印加し、絶縁膜に電気的ストレスを印加する。そし
て、その発光を顕微鏡１５で拡大して、２次元光電子増
倍装置１８に入力して高度に増倍し、その発光量分布を
撮像装置１９にて画像情報としディスプレイ２３上に表
示させる。一方、この発光量分布の情報をイメージプロ
セッシング手段２１の内部メモリに記憶させる。

【００１１】先のイメージプロセッシング手段２１の内
部メモリに記憶された半導体デバイス１１の外観像とこ
の発光量分布の画像情報とを重ねて表示することによ
り、発光の場所および発光量分布を検出することができ
る。

【００１２】この装置においては、さらに顕微鏡１５と
２次元光電子増倍装置１８との間にフィルタ等の分光手
段１７を挿入することにより、個々の発光のエネルギス
ペクトルを測定することもできる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】図８に示した従来の絶
縁膜の不良を検出する装置にあっては、不良箇所の迅速
な同定が可能で、しかも、その規模を電流値の大小とし
て知ることが可能である。しかしながら、その不良箇所
の不良の種類を判別できないという問題があった。検出
できるのは、レーザ光のエネルギ以下で励起可能な電子
−正孔対の励起に関する不良のみである。

【００１４】また、前述の図９に示した微弱光測定装置
にあっては、不良箇所の迅速な同定が可能であり、また
フィルタ等の分光手段を挿入することにより個々の発光
についてエネルギスペクトルを測定できる。しかしなが
ら、２次元の発光量分布について不良の種類を迅速に判
別することができないという問題があった。

【００１５】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、その目的とするところは、絶縁膜の不良の発
生箇所を検出し、しかも不良の種類毎に分類しつつ迅速
に検出できる方法およびその装置を提供するところにあ
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の半導体デバイスの絶縁膜の不良検出方法は、
図２に示すように、絶縁膜に電気的ストレスを印加し
て、この絶縁膜からの発光を検出して、絶縁膜の不良を
検出する半導体デバイスの絶縁膜の不良検出方法におい
て、複数のエネルギ領域において発光量分布を測定し
（ステップＳ２）、不良の種類に特有の発光量のエネル
ギスペクトルを利用して、この複数の発光量分布から不
良の種類毎に発光量分布を分離して（ステップＳ３）、
不良を特定することを特徴とする。

【００１７】また、本発明の半導体デバイスの絶縁膜の
不良検出装置は、図１に示すように、半導体デバイス１
１が載置される試料台１２と、この半導体デバイス１１
を構成する絶縁膜に電気的ストレスを印加する手段（電
源１４）と、顕微鏡１５と、可変分光手段１６と、２次
元光電子増倍装置１８と、撮像装置１９と、ディスプレ
イ２３と、イメージプロセッシング手段２１と、不良分
離特定手段２２とを備えることを特徴とする。

【００１８】ここでいう可変分光手段とは、可変フィル
タ、分光器等のように、透過させる光のエネルギ領域を
複数選択可能としたものである。光電子増倍装置とは、
光電子増倍管と蛍光板からなり、光電子増倍管において
微弱光を電子に変換し、それを増幅し、これを蛍光板に
入射させ再び光に変換することにより、微弱光を増幅す
るものである。撮像装置とはＣＣＤカメラのように画像
をとりこむ装置のことである。イメージプロセッシング
手段とは、画像情報をディスプレイに表示させたり、画
像情報を内部メモリに記憶するものをいう。不良分離特
定手段とはイメージプロセッシング手段の内部メモリに
記憶されている複数のエネルギ領域における発光量分布
の情報に所定の演算処理を加えて不良の種類毎の発光量
分布の情報に変換するものをいう。

【００１９】

【作用】本発明者は、電気的ストレス下での絶縁膜の不
良の発光について、この発光が不良の種類に特有のエネ
ルギスペクトルを有していること、およびこのエネルギ
スペクトル利用して演算処理により不良の種類毎に発光
を分離できることを知見した。

【００２０】絶縁膜の不良は、図４（ａ）、（ｂ）に示
す２種に大別される。図中４１は半導体基板を、４２は
絶縁膜を、４３は電極をそれぞれ表す。

【００２１】図４（ａ）は絶縁破壊等により電極と基板
が接触している状態を示している。

【００２２】不良箇所４４に電流が流れると、電極４３
および半導体基板４１に用いる半導体材料のバンドギャ
ップＥｇのエネルギーを持つ光およびジュール熱による
赤外線が放射される。半導体基板４１としてシリコンを
用いた場合、Ｅｇは１．１ｅＶであり、発光は近赤外線
となる。

【００２３】図４（ｂ）は絶縁膜中に異物が存在してい
る状態を示している。異物４５は通常重金属等であっ
て、絶縁膜４２よりも導電性は高い。不良箇所は実効的
に絶縁膜の膜厚が薄くなっており、他の部分よりもトン
ネル電流が流れ易い状態になっている。このトンネル電
流に伴う発光は高エネルギーキャリアの制動放射あるい
は絶縁膜の伝導帯における電子のバンド間遷移によるも
のであり、赤外線に比べ高エネルギーのものになる。

【００２４】図５に電気的ストレス下での発光スペクト
ルの測定結果を示す。△が図４（ａ）タイプの不良、○
が図４（ｂ）タイプの不良の発光スペクトルである。測
定にはシリコンＭＯＳ（Metal-Oxide-Semiconductor ）
容量を用いた。その模式的断面図を図６に示す。図中６
３はｎ型ポリシリコン電極を示し、その不純物濃度は１
０²⁰〜１０²¹ｃｍ^-3である。６２は絶縁膜であるシリコ
ン酸化膜を示し、通常のシリコンＬＳＩプロセスで用い
るＬＯＣＯＳ（Local Oxidation of Silicon）プロセス
およびゲート酸化プロセスで作製された熱酸化膜であ
る。電極直下のゲート酸化膜厚は２５ｎｍである。６１
は半導体基板であるＣＺ法により作製されたシリコン基
板を示し、厚さ５００〜６００μｍ、不純物濃度は１０
¹⁵ｃｍ^-3である。電気的ストレスの条件は以下の通りで
ある。図４（ａ）タイプの不良の測定の場合、電流を１
ｍＡ（定電流）とした。図４（ｂ）タイプの不良の測定
の場合、電流を１００μＡ（定電流）とした。また、測
定時間は３０sec であった。

【００２５】図５から、図４（ａ）タイプの不良の発光
スペクトルはバンドギャップＥｇ、本測定では１．１ｅ
Ｖに急峻なピークを持つスペクトルであり、図４（ｂ）
タイプの不良の発光スペクトルは広いエネルギ領域でな
だらかに変化するスペクトルであることがわかる。な
お、図４（ａ）タイプの不良の発光スペクトルにおい
て、１．１ｅＶ以上のエネルギの発光が存在するのは、
キャリアの運動エネルギがＥｇに加わったものと考えら
れる。

【００２６】次に、この２つのタイプの不良からの発光
の分離について説明する。上述したように、図５によれ
ば、図４（ａ）タイプはバンドギャップＥｇのところに
急峻なピークをもち、図４（ｂ）タイプはなだらかな分
布となっている。したがって、図４（ｂ）タイプのみの
発光が得られるエネルギ領域が存在する。図５では１．
５ｅＶ以上の領域である。このエネルギ領域の光のみが
透過するハイパスフィルタまたはバンドパスフィルタを
光学系に挿入することにより、図４（ｂ）タイプのみの
発光量の分布を得ることができる。

【００２７】一方、フィルタを挿入しないか、または
１．５ｅＶ以下のエネルギ領域を含むローパスフィルタ
またはバンドパスフィルタを光学系に挿入することによ
り、図４（ａ）タイプおよび図４（ｂ）タイプの両方を
含む発光量の分布を得ることができる。そして、この両
方を含む発光量の分布から図４（ｂ）タイプのみの発光
量の分布を差し引くことにより、図４（ａ）タイプのみ
の発光量の分布を得ることができる。

【００２８】ただし、図４（ｂ）タイプのみ発光量の分
布を測定する条件（フィルタ、電気的ストレス）と、図
４（ａ）タイプおよび図４（ｂ）タイプの発光量の分布
を測定する条件（フィルタ、電気的ストレス）が異なる
ので、両方を含む発光量の分布から図４（ｂ）タイプの
みの発光の分布を差し引く場合、補正係数αを掛けてお
く必要がある。

【００２９】例えば、図４（ｂ）タイプの発光量に関し
て言えば、エネルギ領域が２．５ｅＶ近傍と１．２５ｅ
Ｖ近傍とでは発光量が約５倍異なる。また、電気的スト
レスの条件が、電流が１ｍＡ（定電流）と１００μＡ
（定電流）とでは、発光量は約３倍と異なる。

【００３０】この補正係数αは、予め図４（ｂ）タイプ
の同一の発光について、図４（ｂ）タイプのみ発光量の
分布を測定する条件（フィルタ、電気的ストレス）と、
図４（ａ）タイプおよび図４（ｂ）タイプの発光量の分
布を測定する条件（フィルタ、電気的ストレス）で、発
光量を測定しておき、この発光量の比により求めておけ
ば良い。

【００３１】また、この２つのタイプの不良からの発光
の分離の簡易な方法として、予め不良の有無を判断する
発光量のしきい値をそれぞれ決めておく方法を用いても
良い。この方法によれば、その位置での発光量がこのし
きい値をこえる場合、不良が存在する（１）と判断し、
しきい値をこえない場合、不良が存在しない（０）と判
断する。こうすることにより、図４（ｂ）タイプのみの
発光量の分布と、図４（ａ）タイプおよび図４（ｂ）タ
イプの発光量の分布を、それぞれ不良の有無のみをあら
わす１、０の２値分布に変換する。したがって、両方を
含む発光量の分布から図４（ｂ）タイプのみの発光量の
分布をそのまま差し引くことができる。

【００３２】以上のようにして、複数のエネルギ領域に
おいて発光量分布を測定し、不良の種類に特有のエネル
ギに対する発光量スペクトルを利用して、この複数の発
光量分布から不良の種類毎に発光量分布を分離すること
により、絶縁膜の不良を不良の種類毎に迅速に分類でき
る。

【００３３】

【実施例】以下、本発明の半導体デバイスの絶縁膜の不
良検出方法およびその装置の実施例を図面に基づいて説
明する。

【００３４】図１は本発明の半導体デバイスの絶縁膜の
不良検出装置の一実施例を示す構成図である。１１は半
導体デバイスである。１２は試料台であり、半導体デバ
イス１１が載置される。１３はプロービングシステムで
ある。１４は電源であり、絶縁膜に電気的ストレスを印
加するためのものである。１５は顕微鏡であり半導体デ
バイス１１を拡大する。１６は可変分光手段であり、発
光を検出するエネルギ領域を複数選択可能になってい
る。１８は２次元光電子増倍装置であり、微弱光を増幅
する。１９はＣＣＤカメラの撮像装置であり、画像情報
をとりこむ。２０はシールドボックスであり、外部から
の光の侵入を防ぐ。２１はイメージプロセッシング手段
であり、画像情報を内部メモリに記憶したり、ディスプ
レイ２３に表示させる。２２は不良分離特定手段であ
り、イメージプロセッシング手段２１の内部メモリに記
憶させた複数のエネルギ領域における発光量分布の情報
に所定の演算処理を加えて不良の種類毎の発光量分布の
情報に変換する。

【００３５】本発明の半導体デバイスの絶縁膜の不良検
出方法の一実施例について説明する。図２はこの実施例
のフローチャートを示す図である。

【００３６】先ず、シールドボックス２０内において、
試料台１２上に半導体デバイス１１を載置する。このと
き、プロービングシステム１３を介して、半導体デバイ
ス１１の絶縁膜の上に設けられる電極には電源１４が接
続され、絶縁膜に電気的ストレスを印加できる状態にす
る。半導体基板は接地されている。

【００３７】顕微鏡１５の光源から光を当てた状態で半
導体デバイス１１の外観像を拡大して、２次元光電子増
倍装置１８を経て撮像装置１９に画像を入力し、ディス
プレイ２３に表示させる。イメージプロセッシング手段
２１は、撮像装置１９の外観像の画像情報Ｌapを内部メ
モリに記憶する。このとき、可変分光手段１６は作用さ
せない。（ステップＳ１）顕微鏡１５および外部からの光を遮断して、半導体デバ
イス１１の電極に必要な電圧を電源１４より印加し、絶
縁膜に電気的ストレスを印加する。可変分光手段１６に
より、図４（ｂ）タイプのみの発光が得られるエネルギ
領域を選択する。そして、絶縁膜からの発光を顕微鏡１
５で拡大して、可変分光手段１６（図４（ｂ）タイプの
みの発光が得られるエネルギ領域を透過させるもの）を
通して、２次元光電子増倍装置１８に入力して高度に増
倍し、その発光量分布Ｌb を撮像装置１９にて画像情報
としディスプレイ２３上に表示させる。一方、この発光
量分布Ｌb をイメージプロセッシング手段２１の内部メ
モリに記憶させる。（ステップＳ２）顕微鏡１５および外部からの光を遮断して、半導体デバ
イス１１の電極に必要な電圧を電源１４より印加し、絶
縁膜に電気的ストレスを印加する。可変分光手段１６に
より、図４（ａ）タイプおよび図４（ｂ）タイプの両方
の発光が得られるエネルギ領域を選択する。そして、そ
の発光を顕微鏡１５で拡大して、可変分光手段１６（図
４（ａ）タイプおよび図４（ｂ）タイプの両方の発光が
得られるエネルギ領域を透過させるもの）を通して、２
次元光電子増倍装置１８に入力して高度に増倍し、その
発光量分布Ｌa+b の出力を撮像装置１９にて画像情報と
しディスプレイ２３上に表示させる。一方、この発光量
分布Ｌa+b をイメージプロセッシング手段２１の内部メ
モリに記憶させる。（ステップＳ２）不良分離特定手段２２において、この発光量分布Ｌa+b
、Ｌb から、図４（ａ）タイプの発光量分布ＬaaはＬa
+b −αＬb で求め、図４（ｂ）タイプの発光量分布Ｌb
bはＬb として、イメージプロセッシング手段２１の内
部メモリに記憶させる。（ステップＳ３）図４（ａ）タイプの不良および図４（ｂ）タイプの不良
の選択の指示に従い、先に半導体デバイスの外観像の画
像情報Ｌapをこの図４（ａ）タイプの、図４（ｂ）タイ
プの発光量分布Ｌaa、Ｌbbと重ねて表示する。（ステッ
プＳ４）こうすることにより、図４（ａ）タイプの不良および図
４（ｂ）タイプの不良のそれぞれについて、発光の場所
および発光量分布を検出することができた。

【００３８】測定に用いた半導体デバイスおよび測定結
果について以下に説明する。測定に用いた半導体デバイ
スは［作用］欄で説明した図６のシリコンＭＯＳ容量で
あり、説明は省略する。

【００３９】図４（ｂ）タイプの発光量分布の測定に
は、バンドパスフィルタ（ピーク値２．５ｅＶ、半値幅
０．１ｅＶ）を用い、電気的ストレスの条件として、電
流を１００μＡ（定電流）とした。測定時間は３０sec
とした。図４（ａ）タイプおよび図４（ｂ）タイプの両
方を含む発光量分布の測定には、バンドパスフィルタ
（ピーク値１．２５ｅＶ、半値幅０．０５ｅＶ）を用
い、電気的ストレスの条件として、電流を１ｍＡ（定電
流）とした。測定時間は同じく３０sec とした。

【００４０】図７は２種の絶縁膜の不良別に分けた発光
量分布の画像を示す図である。（ａ）は図４（ａ）タイ
プの不良（絶縁破壊を起こしたもの）、（ｂ）は図４
（ｂ）タイプの不良（実効的に絶縁膜厚が小さくなった
もの）を表示したものである。

【００４１】図７（ａ）中７１および同図（ｂ）中７２
は発光領域を示す。また、図７（ｂ）の場合、絶縁破壊
部７３は痕跡として外観像の画像中に観測することがで
きた。

【００４２】なお、７４は電極、７５は絶縁膜である。
なお、予め補正係数αとして０．６を得ており、これを
用いて発光画像の分離を行った。

【００４３】本発明の半導体デバイスの絶縁膜の不良検
出方法の別の実施例について説明する。図３はこの実施
例のフローチャートを示す図である。ステップＳ１、Ｓ
２は先の実施例と同じであるので説明を省略し、ステッ
プＳ５から説明する。

【００４４】不良分離特定手段２２において、この発光
量分布Ｌb を予め決めておいたしきい値Ｌbth と比較す
る。このしきい値をこえる場合、２値化された発光量分
布Ｌb'を１とし、このしきい値をこえない場合、２値化
された発光量分布Ｌb'を０として、イメージプロセッシ
ング手段２１の内部メモリに記憶させる。同様に、発光
量分布Ｌa+b 関しても、予め決めておいたしきい値Ｌ
a+bth と比較する。このしきい値をこえる場合、２値化
された発光量分布Ｌa+b'を１とし、このしきい値をこえ
ない場合、２値化された発光量分布Ｌa+b'を０として、
イメージプロセッシング手段２１の内部メモリに記憶さ
せる。（ステップＳ５）さらに、不良分離特定手段２２において、この２値化さ
れた発光量分布Ｌa+b'、Ｌb'から、図４（ａ）タイプの
発光量分布ＬaaはＬa+b'＊（１−Ｌb'）で求め、イメー
ジプロセッシング手段２１の内部メモリに記憶させる。
この式はＬa+b'、Ｌb'がともに１の場合、Ｌaaが０とな
るように定めた。図４（ｂ）タイプの発光量分布Ｌbbは
Ｌb'として、イメージプロセッシング手段２１の内部メ
モリに記憶させる。（ステップＳ６）図４（ａ）タイプの不良および図４（ｂ）タイプの不良
の選択の指示に従い、先に半導体デバイスの外観像の画
像情報Ｌapをこの図４（ａ）タイプの、図４（ｂ）タイ
プの発光量分布Ｌaa、Ｌbbと重ねて表示する。（ステッ
プＳ４）こうすることにより、本実施例においても、図４（ａ）
タイプの不良および図４（ｂ）タイプの不良のそれぞれ
について、発光の場所および発光量分布を検出すること
ができる。

【００４５】なお、上述の実施例においては、図４
（ｂ）タイプの発光量分布の測定と、図４（ａ）タイプ
および図４（ｂ）タイプの両方を含む発光量分布の測定
で、電気的ストレスの条件を変化させたが、電気的スト
レスの条件を同じにしても良いことは言うまでもない。

【００４６】

【発明の効果】上述したように本発明の半導体デバイス
の絶縁膜の不良検出方法および装置によれば、絶縁膜の
不良の発生箇所を検出し、しかも不良の種類毎に迅速に
分類しつつ迅速に検出できる。これによって、製造プロ
セスへのフィードバックも迅速に行えるようになり、ひ
いては高信頼性絶縁膜を持つ半導体デバイスが製造可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体デバイスの絶縁膜の不良検出装
置の一実施例を示す構成図である。

【図２】本発明の半導体デバイスの絶縁膜の不良検出方
法の一実施例のフローチャートを示す図である。

【図３】本発明の半導体デバイスの絶縁膜の不良検出方
法の別の実施例のフローチャートを示す図である。

【図４】２種類の絶縁膜の不良の状態を示す図であっ
て、（ａ）は絶縁破壊等により電極と基板が接触してい
る状態を示し、（ｂ）は絶縁膜中に異物が存在している
状態を示している。

【図５】電気的ストレス下での絶縁膜の不良からの発光
のエネルギスペクトルの測定結果を示す図である。

【図６】測定に用いたシリコンＭＯＳ容量の模式的断面
図である。

【図７】２種の絶縁膜不良別に分けた発光画像を示す図
であって、（ａ）は図４（ａ）タイプの不良（絶縁破壊
を起こしたもの）の発光像を、（ｂ）は図４（ｂ）タイ
プの不良（実効的に絶縁膜厚が小さくなったもの）の発
光像を表示したものである。

【図８】従来の絶縁膜の不良を検出する装置を示す構成
図である。

【図９】微弱光測定装置を示す構成図である。

【符号の説明】

１１半導体デバイス１２試料台１３プロービングシステム１４電源１５顕微鏡１６可変分光手段１７分光手段１８二次元光電子増倍装置１９撮像装置２１イメージプロセッシング手段２２不良分離特定手段２３ディスプレイ４１半導体基板４２絶縁膜４３電極４４不良箇所４５異物７１発光領域７２発光領域７３絶縁破壊部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁膜に電気的ストレスを印加し、この絶
縁膜からの発光を検出して、絶縁膜の不良を検出する半
導体デバイスの絶縁膜の不良検出方法において、複数の
エネルギ領域において発光量分布を測定し、不良の種類
に特有の発光量のエネルギスペクトルを利用して、この
複数の発光量分布から不良の種類毎に発光量分布を分離
して、不良を特定することを特徴とする半導体デバイス
の絶縁膜の不良検出方法。
【請求項２】半導体デバイスが載置される試料台と、こ
の半導体デバイスを構成する絶縁膜に電気的ストレスを
印加する電源と、顕微鏡と、可変分光手段と、２次元光
電子増倍装置と、撮像装置と、ディスプレイと、イメー
ジプロセッシング手段と、不良分離特定手段とを備える
ことを特徴とする半導体デバイスの絶縁膜の不良検出装
置。