JPH0927527A - 半導体装置の評価方法 - Google Patents
半導体装置の評価方法Info
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- JPH0927527A JPH0927527A JP17349695A JP17349695A JPH0927527A JP H0927527 A JPH0927527 A JP H0927527A JP 17349695 A JP17349695 A JP 17349695A JP 17349695 A JP17349695 A JP 17349695A JP H0927527 A JPH0927527 A JP H0927527A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】半導体装置の欠陥を容易に検出できる半導体装
置の評価方法を提供する。 【解決手段】Ａｌ配線２を形成した半導体基板１を水蒸
気雰囲気中に保存する保存工程と、半導体基板１をアル
カリ溶液に浸漬する浸漬工程と、Ａｌ配線２を電気測定
する測定工程とを含むものである。
置の評価方法を提供する。 【解決手段】Ａｌ配線２を形成した半導体基板１を水蒸
気雰囲気中に保存する保存工程と、半導体基板１をアル
カリ溶液に浸漬する浸漬工程と、Ａｌ配線２を電気測定
する測定工程とを含むものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体装置の配
線中に発生した欠陥（ボイド）を容易に検出する半導体
装置の評価方法に関するものである。
線中に発生した欠陥（ボイド）を容易に検出する半導体
装置の評価方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年の半導体装置は、微細化および高集
積化が進み、デバイス構造も複雑化している。その反
面、このような微細化・高集積化の技術動向は必然的に
半導体装置の評価解析を困難にしている。しかし、欠陥
箇所の詳細な観察や定量的評価は不良原因の究明のため
に必要不可欠である。
積化が進み、デバイス構造も複雑化している。その反
面、このような微細化・高集積化の技術動向は必然的に
半導体装置の評価解析を困難にしている。しかし、欠陥
箇所の詳細な観察や定量的評価は不良原因の究明のため
に必要不可欠である。
【０００３】たとえば、半導体基板にアルミドライエッ
チングすることによりＡｌ配線を形成するとき、アルミ
ニウムの表面に残留塩素があると、化学反応によりその
部分に塩化アルミニウムが生成され欠陥（ボイド）の原
因となる。このように、アルミドライエッチング時に発
生するアフターコロージョンを容易に検出することが必
要となる。
チングすることによりＡｌ配線を形成するとき、アルミ
ニウムの表面に残留塩素があると、化学反応によりその
部分に塩化アルミニウムが生成され欠陥（ボイド）の原
因となる。このように、アルミドライエッチング時に発
生するアフターコロージョンを容易に検出することが必
要となる。
【０００４】従来、Ａｌ配線の欠陥箇所の評価方法とし
ては、光学顕微鏡や走査型電子顕微鏡による欠陥箇所の
観察が広く一般的に知られている。また、定量的評価方
法としては、アルミドライエッチング終了後、直ちに半
導体基板を純水に浸漬し、純水中に溶解した塩素イオン
量をイオンクロマトグラフィにより測定する方法が知ら
れている。
ては、光学顕微鏡や走査型電子顕微鏡による欠陥箇所の
観察が広く一般的に知られている。また、定量的評価方
法としては、アルミドライエッチング終了後、直ちに半
導体基板を純水に浸漬し、純水中に溶解した塩素イオン
量をイオンクロマトグラフィにより測定する方法が知ら
れている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の従来の評価方法では、半導体装置の微細化および高集
積化のため、局所的な欠陥箇所を発見するのに多大な時
間と労力を要するという欠点を有していた。これに対し
て、欠陥箇所の検出のための迅速な手段や工夫は発明さ
れていなかった。
の従来の評価方法では、半導体装置の微細化および高集
積化のため、局所的な欠陥箇所を発見するのに多大な時
間と労力を要するという欠点を有していた。これに対し
て、欠陥箇所の検出のための迅速な手段や工夫は発明さ
れていなかった。
【０００６】この発明の目的は、従来の問題点を解決す
るもので、半導体装置の欠陥を容易に検出できる半導体
装置の評価方法を提供することである。
るもので、半導体装置の欠陥を容易に検出できる半導体
装置の評価方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の半導体装置の
評価方法は、Ａｌ配線を形成した半導体基板を水蒸気雰
囲気中に保存する保存工程と、半導体基板をアルカリ溶
液に浸漬する浸漬工程と、Ａｌ配線を電気測定する測定
工程とを含むものである。請求項２の半導体装置の評価
方法は、Ａｌ配線を形成した半導体基板を水蒸気雰囲気
中に保存する保存工程と、半導体基板をアルカリ溶液に
浸漬する浸漬工程と、Ａｌ配線の欠陥の位置等を半導体
解析装置を用いて解析する解析工程とを含むものであ
る。
評価方法は、Ａｌ配線を形成した半導体基板を水蒸気雰
囲気中に保存する保存工程と、半導体基板をアルカリ溶
液に浸漬する浸漬工程と、Ａｌ配線を電気測定する測定
工程とを含むものである。請求項２の半導体装置の評価
方法は、Ａｌ配線を形成した半導体基板を水蒸気雰囲気
中に保存する保存工程と、半導体基板をアルカリ溶液に
浸漬する浸漬工程と、Ａｌ配線の欠陥の位置等を半導体
解析装置を用いて解析する解析工程とを含むものであ
る。
【０００８】請求項３の半導体装置の評価方法は、請求
項２において、半導体解析装置が、Ａｌ配線を電気測定
する手段を有するとともに、Ａｌ配線にレーザ光を照射
するレーザ光照射手段を有するものである。請求項４の
半導体装置の評価方法は、Ａｌ配線を形成した半導体基
板を水蒸気雰囲気中に保存する保存工程と、Ａｌ配線の
欠陥の位置等を走査型トンネル顕微鏡を用いて解析する
解析工程とを含むものである。
項２において、半導体解析装置が、Ａｌ配線を電気測定
する手段を有するとともに、Ａｌ配線にレーザ光を照射
するレーザ光照射手段を有するものである。請求項４の
半導体装置の評価方法は、Ａｌ配線を形成した半導体基
板を水蒸気雰囲気中に保存する保存工程と、Ａｌ配線の
欠陥の位置等を走査型トンネル顕微鏡を用いて解析する
解析工程とを含むものである。
【０００９】請求項５の半導体装置の評価方法は、請求
項４において、走査型トンネル顕微鏡の探針に負の高電
圧を印加する負高電圧供給源を有し、探針よりＡｌ配線
に流れる電界放射電流を測定する手段を有し、さらに探
針をＡｌ配線に走査することにより発生するオージェ電
子を検出する電子検出器を有するものである。請求項６
の半導体装置の評価方法は、Ａｌ配線を形成した半導体
基板を水蒸気雰囲気中に保存する保存工程と、Ａｌ配線
の欠陥の位置等を原子間力顕微鏡を用いて解析する解析
工程とを含むものである。
項４において、走査型トンネル顕微鏡の探針に負の高電
圧を印加する負高電圧供給源を有し、探針よりＡｌ配線
に流れる電界放射電流を測定する手段を有し、さらに探
針をＡｌ配線に走査することにより発生するオージェ電
子を検出する電子検出器を有するものである。請求項６
の半導体装置の評価方法は、Ａｌ配線を形成した半導体
基板を水蒸気雰囲気中に保存する保存工程と、Ａｌ配線
の欠陥の位置等を原子間力顕微鏡を用いて解析する解析
工程とを含むものである。
【００１０】請求項７の半導体装置の評価方法は、請求
項６において、Ａｌ配線上を走査する原子間力顕微鏡の
カンチレバーに高周波電圧を印加する高周波電圧電源を
有するとともに、Ａｌ配線のポテンシャルを測定する手
段を有するものである。請求項８の半導体装置の評価方
法は、請求項６において、Ａｌ配線上を走査する原子間
力顕微鏡のカンチレバーに高周波電圧を印加する高周波
電圧電源を有するとともに、Ａｌ配線とカンチレバー間
の静電容量を測定する手段を有するものである。
項６において、Ａｌ配線上を走査する原子間力顕微鏡の
カンチレバーに高周波電圧を印加する高周波電圧電源を
有するとともに、Ａｌ配線のポテンシャルを測定する手
段を有するものである。請求項８の半導体装置の評価方
法は、請求項６において、Ａｌ配線上を走査する原子間
力顕微鏡のカンチレバーに高周波電圧を印加する高周波
電圧電源を有するとともに、Ａｌ配線とカンチレバー間
の静電容量を測定する手段を有するものである。
【００１１】請求項１の半導体装置の評価方法によれ
ば、Ａｌ配線がエッチングにより形成された半導体基板
を水蒸気雰囲気中に保存すると、アルミニウムの表面に
存在した残留塩素により反応した塩化アルミニウムが水
分と反応して、水酸化アルミニウムが生成される。この
半導体基板をアルカリ溶液に浸漬すると、水酸化アルミ
ニウムはアルカリ溶液に溶解し、Ａｌ配線に局所的に欠
陥が現れる。したがって半導体基板のＡｌ配線を電気測
定すると、Ａｌ配線の欠陥を容易に検出でき、配線歩留
りの評価が可能となり、アフターコロージョンの程度を
定量的に評価することが可能となる。またＡｌ配線の欠
陥箇所が簡単に識別でき、欠陥箇所の詳細な観察が可能
になることから、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。
ば、Ａｌ配線がエッチングにより形成された半導体基板
を水蒸気雰囲気中に保存すると、アルミニウムの表面に
存在した残留塩素により反応した塩化アルミニウムが水
分と反応して、水酸化アルミニウムが生成される。この
半導体基板をアルカリ溶液に浸漬すると、水酸化アルミ
ニウムはアルカリ溶液に溶解し、Ａｌ配線に局所的に欠
陥が現れる。したがって半導体基板のＡｌ配線を電気測
定すると、Ａｌ配線の欠陥を容易に検出でき、配線歩留
りの評価が可能となり、アフターコロージョンの程度を
定量的に評価することが可能となる。またＡｌ配線の欠
陥箇所が簡単に識別でき、欠陥箇所の詳細な観察が可能
になることから、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。
【００１２】請求項２の半導体装置の評価方法によれ
ば、Ａｌ配線に生じた欠陥の位置等を半導体解析装置に
より解析することができるので、請求項１と同効果があ
る。請求項３の半導体装置の評価方法によれば、請求項
２において、半導体解析装置が、Ａｌ配線を電気測定す
る手段を有するとともに、Ａｌ配線にレーザ光を照射す
るレーザ光照射手段を有するため、請求項２の効果のほ
か、レーザ光を欠陥に照射したとき欠陥のない部分より
も抵抗の変化が大きいので、Ａｌ配線の欠陥位置を容易
に検出することができる。
ば、Ａｌ配線に生じた欠陥の位置等を半導体解析装置に
より解析することができるので、請求項１と同効果があ
る。請求項３の半導体装置の評価方法によれば、請求項
２において、半導体解析装置が、Ａｌ配線を電気測定す
る手段を有するとともに、Ａｌ配線にレーザ光を照射す
るレーザ光照射手段を有するため、請求項２の効果のほ
か、レーザ光を欠陥に照射したとき欠陥のない部分より
も抵抗の変化が大きいので、Ａｌ配線の欠陥位置を容易
に検出することができる。
【００１３】請求項４の半導体装置の評価方法によれ
ば、保存工程によってＡｌ配線に生成した水酸化アルミ
ニウムを走査型トンネル顕微鏡により検出することがで
きるので、請求項１と同効果を有する。請求項５の半導
体装置の評価方法によれば、請求項４において、走査型
トンネル顕微鏡の探針に負の高電圧を印加する負高電圧
供給源を有し、探針よりＡｌ配線に流れる電界放射電流
を測定する手段を有し、さらに探針をＡｌ配線に走査す
ることにより発生するオージェ電子を検出する電子検出
器を有するため、請求項４の効果のほか、探針からＡｌ
配線に電界放射電流が流れるが、水酸化アルミニウムは
不導体であるため、その電流の変化によりアフターコロ
ージョンの有無を検出でき、欠陥の位置を容易に検出す
ることができ、したがって半導体装置の微小領域の形状
や、組成分布を定量的に評価することが可能となる。ま
た電界放射電子を試料上に走査することにより発生する
オージェ電子を電子検出器により検出すると、アルミ合
金中の結晶粒界における析出物の分布を測定可能とな
る。
ば、保存工程によってＡｌ配線に生成した水酸化アルミ
ニウムを走査型トンネル顕微鏡により検出することがで
きるので、請求項１と同効果を有する。請求項５の半導
体装置の評価方法によれば、請求項４において、走査型
トンネル顕微鏡の探針に負の高電圧を印加する負高電圧
供給源を有し、探針よりＡｌ配線に流れる電界放射電流
を測定する手段を有し、さらに探針をＡｌ配線に走査す
ることにより発生するオージェ電子を検出する電子検出
器を有するため、請求項４の効果のほか、探針からＡｌ
配線に電界放射電流が流れるが、水酸化アルミニウムは
不導体であるため、その電流の変化によりアフターコロ
ージョンの有無を検出でき、欠陥の位置を容易に検出す
ることができ、したがって半導体装置の微小領域の形状
や、組成分布を定量的に評価することが可能となる。ま
た電界放射電子を試料上に走査することにより発生する
オージェ電子を電子検出器により検出すると、アルミ合
金中の結晶粒界における析出物の分布を測定可能とな
る。
【００１４】請求項６の半導体装置の評価方法によれ
ば、保存工程によってＡｌ配線に生成した水酸化アルミ
ニウムを原子間力顕微鏡により解析するため、請求項１
と同効果がある。請求項７の半導体装置の評価方法によ
れば、請求項６において、Ａｌ配線上を走査する原子間
力顕微鏡のカンチレバーに高周波電圧を印加する高周波
電圧電源を有するとともに、Ａｌ配線のポテンシャルを
測定する手段を有するため、請求項６の効果のほか、水
酸化アルミニウムは不導体であるので欠陥のある部位は
ポテンシャルが小さくなるので、欠陥のある部位を容易
に測定することができる。また絶縁膜も測定可能である
ため、半導体装置の微小領域の形状や、組成分布を定量
的に評価できる。
ば、保存工程によってＡｌ配線に生成した水酸化アルミ
ニウムを原子間力顕微鏡により解析するため、請求項１
と同効果がある。請求項７の半導体装置の評価方法によ
れば、請求項６において、Ａｌ配線上を走査する原子間
力顕微鏡のカンチレバーに高周波電圧を印加する高周波
電圧電源を有するとともに、Ａｌ配線のポテンシャルを
測定する手段を有するため、請求項６の効果のほか、水
酸化アルミニウムは不導体であるので欠陥のある部位は
ポテンシャルが小さくなるので、欠陥のある部位を容易
に測定することができる。また絶縁膜も測定可能である
ため、半導体装置の微小領域の形状や、組成分布を定量
的に評価できる。
【００１５】請求項８の半導体装置の評価方法によれ
ば、請求項６において、Ａｌ配線上を走査する原子間力
顕微鏡のカンチレバーに高周波電圧を印加する高周波電
圧電源を有するとともに、Ａｌ配線とカンチレバー間の
静電容量を測定する手段を有するため、請求項６の効果
のほか、Ａｌ配線とカンチレバー間の静電容量はカンチ
レバーに印加される電圧の変化により変化し、また水酸
化アルミニウムは不導体であるので、静電容量の変化を
測定することにより、アフターコロージョンの有無を容
易に測定することができ、したがって半導体装置の微小
領域の形状や、組成分布を定量的に評価できる。
ば、請求項６において、Ａｌ配線上を走査する原子間力
顕微鏡のカンチレバーに高周波電圧を印加する高周波電
圧電源を有するとともに、Ａｌ配線とカンチレバー間の
静電容量を測定する手段を有するため、請求項６の効果
のほか、Ａｌ配線とカンチレバー間の静電容量はカンチ
レバーに印加される電圧の変化により変化し、また水酸
化アルミニウムは不導体であるので、静電容量の変化を
測定することにより、アフターコロージョンの有無を容
易に測定することができ、したがって半導体装置の微小
領域の形状や、組成分布を定量的に評価できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、この発明の第１の実施の形
態について図１を参照しながら説明する。図１はこの発
明の第１の実施の形態の半導体装置の評価方法を説明す
る工程図である。図１（ａ）は第１の実施例の半導体装
置または積層膜から構成される半導体基板の欠陥評価用
のテストデバイス１である。図１（ａ）において、２は
テストデバイス１にアルミドライエッチングされたＡｌ
配線、３は測定用パッドである。
態について図１を参照しながら説明する。図１はこの発
明の第１の実施の形態の半導体装置の評価方法を説明す
る工程図である。図１（ａ）は第１の実施例の半導体装
置または積層膜から構成される半導体基板の欠陥評価用
のテストデバイス１である。図１（ａ）において、２は
テストデバイス１にアルミドライエッチングされたＡｌ
配線、３は測定用パッドである。
【００１７】半導体装置の評価方法は、保存工程と、浸
漬工程と、測定工程を含む。まず、保存工程は、半導体
基板であるテストデバイス１のＡｌ配線２をエッチング
して配線パターンを形成した後、水蒸気雰囲気中に保存
する。このとき、Ａｌ配線２の表面に残留塩素が存在す
ると、水分と反応し式１および式２の反応式が成立し
て、図１（ｂ）に示すように、水酸化アルミニウム（Ａ
ｌ（ＯＨ）3 ）４が生成される。
漬工程と、測定工程を含む。まず、保存工程は、半導体
基板であるテストデバイス１のＡｌ配線２をエッチング
して配線パターンを形成した後、水蒸気雰囲気中に保存
する。このとき、Ａｌ配線２の表面に残留塩素が存在す
ると、水分と反応し式１および式２の反応式が成立し
て、図１（ｂ）に示すように、水酸化アルミニウム（Ａ
ｌ（ＯＨ）3 ）４が生成される。
【００１８】 Ａｌ＋４Ｃｌ- →ＡｌＣｌ4 ＋３ｅ- …式１ ＡｌＣｌ4 ＋３Ｈ2 Ｏ→Ａｌ（ＯＨ）3 ＋３Ｈ+ ＋４Ｃｌ- …式２ 次に、浸漬工程は、テストデバイス１をアルカリ溶液、
例えばＫＯＨ水溶液に浸漬する。このとき、水酸化アル
ミニウム（Ａｌ（ＯＨ）3 ）４は両性電解質であるた
め、アルカリ溶液に溶解する。したがって、Ａｌ配線２
にアフターコロージョンが発生している場合には、図１
（ｃ）に示すように、Ａｌ配線２に局所的に欠陥５が現
れる。
例えばＫＯＨ水溶液に浸漬する。このとき、水酸化アル
ミニウム（Ａｌ（ＯＨ）3 ）４は両性電解質であるた
め、アルカリ溶液に溶解する。したがって、Ａｌ配線２
にアフターコロージョンが発生している場合には、図１
（ｃ）に示すように、Ａｌ配線２に局所的に欠陥５が現
れる。
【００１９】測定工程は、図１（ｄ）に示すように、テ
ストデバイス１を測定用パッド３に測定器Ｖの両端を接
続して電気測定する。Ａｌ配線２に欠陥がある場合には
電気抵抗が増大し、Ａｌ配線が切れている場合には電流
は流れない。したがって、配線歩留まり、Ａｌ配線の電
気抵抗の上昇の変化、およびエレクトロマイグレーショ
ン寿命を評価することにより、アフターコロージョンの
程度を定量的に評価することができる。
ストデバイス１を測定用パッド３に測定器Ｖの両端を接
続して電気測定する。Ａｌ配線２に欠陥がある場合には
電気抵抗が増大し、Ａｌ配線が切れている場合には電流
は流れない。したがって、配線歩留まり、Ａｌ配線の電
気抵抗の上昇の変化、およびエレクトロマイグレーショ
ン寿命を評価することにより、アフターコロージョンの
程度を定量的に評価することができる。
【００２０】またＡｌ配線２の欠陥箇所が簡単に識別で
き、欠陥箇所の詳細な観察を可能にすることから、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。なお、この
実施の形態ではアルカリ溶液として、ＫＯＨ水溶液につ
いて説明したが、Ｋ2 Ｓ2 Ｏ7 水溶液，ＫＨＳＯ4 水溶
液についても同様の効果を得る。
き、欠陥箇所の詳細な観察を可能にすることから、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。なお、この
実施の形態ではアルカリ溶液として、ＫＯＨ水溶液につ
いて説明したが、Ｋ2 Ｓ2 Ｏ7 水溶液，ＫＨＳＯ4 水溶
液についても同様の効果を得る。
【００２１】この発明の第２の実施の形態について図２
を参照しながら説明する。すなわち、この半導体装置の
評価方法は、第１の実施の形態の測定工程に代えて、浸
漬工程後に半導体解析装置により解析する解析工程を行
なうものであり、その他は第１の実施の形態と同様であ
るので共通の説明は省略している。図２は、第２の実施
の形態に用いた半導体装置の半導体解析装置の構成図で
ある。この半導体解析装置は、Ａｌ配線２を電気測定す
る手段を有するとともに、Ａｌ配線２にレーザ光を照射
するレーザ光照射手段を有する。図２において、２１は
レーザ光源、２２はレーザ走査部、２３は光学顕微鏡、
２４は赤外光用対物レンズであり、レーザ光照射手段を
構成する。２５はＣＣＤカメラである。２６はモニタ用
ＴＶ、２７は信号処理部および画像処理部を有するシス
テム制御部、２８はＯＢＩＣ電流検出部を有する増幅
部、２９は電圧供給源であり、電気測定する手段を構成
する。３０はテストデバイス１である半導体装置、３１
は試料台である。
を参照しながら説明する。すなわち、この半導体装置の
評価方法は、第１の実施の形態の測定工程に代えて、浸
漬工程後に半導体解析装置により解析する解析工程を行
なうものであり、その他は第１の実施の形態と同様であ
るので共通の説明は省略している。図２は、第２の実施
の形態に用いた半導体装置の半導体解析装置の構成図で
ある。この半導体解析装置は、Ａｌ配線２を電気測定す
る手段を有するとともに、Ａｌ配線２にレーザ光を照射
するレーザ光照射手段を有する。図２において、２１は
レーザ光源、２２はレーザ走査部、２３は光学顕微鏡、
２４は赤外光用対物レンズであり、レーザ光照射手段を
構成する。２５はＣＣＤカメラである。２６はモニタ用
ＴＶ、２７は信号処理部および画像処理部を有するシス
テム制御部、２８はＯＢＩＣ電流検出部を有する増幅
部、２９は電圧供給源であり、電気測定する手段を構成
する。３０はテストデバイス１である半導体装置、３１
は試料台である。
【００２２】試料である半導体装置３０のテストデバイ
ス１は、保存工程および浸漬工程によりＡｌ配線２に図
１（ｃ）に示すような欠陥５が現れている。この半導体
装置３０に電圧供給源２９よりバイアス電流を流す。こ
の状態で、Ａｌ配線２にレーザ光源２１として例えば発
振波長１．０６μｍのＮｄ：ＹＡＧレーザ光を直径φ２
００μｍの円形に固定絞りし、透過率２．５％の減衰フ
ィルターおよび倍率１００倍の赤外線用対物レンズ２４
を通じてテストデバイス１に照射すると、Ａｌ配線２が
温度上昇し抵抗が増すのでＡｌ配線２に流れる電流がわ
ずかに減少する。この微小な電流変化をＯＢＩＣ電流検
出部を有する増幅部２８で検出する。ここで、レーザ光
をテストデバイス１上で走査し、走査位置に同期させて
電流変化分を並べると配線形状に対応した電流像が得ら
れ、モニタ用ＴＶ２６上の各点に、抵抗変化が輝度の変
化として表示される。すなわち、レーザ光が照射されな
い場合には、発熱源はバイアス電流によるジュール熱の
みであり、Ａｌ配線２は一様な温度となる。レーザ光が
照射されると配線温度が上昇し、抵抗が上昇する。欠陥
５における電流量変化の増大は欠陥５での熱伝導率の低
下によるレーザ光の加熱温度の上昇のため、欠陥５が存
在しない箇所に照射された瞬間の抵抗の増加より大き
い。よって、欠陥５の位置を容易に検出して明らかにす
ることができ、欠陥５の有無が像のコントラストとして
検出できる。
ス１は、保存工程および浸漬工程によりＡｌ配線２に図
１（ｃ）に示すような欠陥５が現れている。この半導体
装置３０に電圧供給源２９よりバイアス電流を流す。こ
の状態で、Ａｌ配線２にレーザ光源２１として例えば発
振波長１．０６μｍのＮｄ：ＹＡＧレーザ光を直径φ２
００μｍの円形に固定絞りし、透過率２．５％の減衰フ
ィルターおよび倍率１００倍の赤外線用対物レンズ２４
を通じてテストデバイス１に照射すると、Ａｌ配線２が
温度上昇し抵抗が増すのでＡｌ配線２に流れる電流がわ
ずかに減少する。この微小な電流変化をＯＢＩＣ電流検
出部を有する増幅部２８で検出する。ここで、レーザ光
をテストデバイス１上で走査し、走査位置に同期させて
電流変化分を並べると配線形状に対応した電流像が得ら
れ、モニタ用ＴＶ２６上の各点に、抵抗変化が輝度の変
化として表示される。すなわち、レーザ光が照射されな
い場合には、発熱源はバイアス電流によるジュール熱の
みであり、Ａｌ配線２は一様な温度となる。レーザ光が
照射されると配線温度が上昇し、抵抗が上昇する。欠陥
５における電流量変化の増大は欠陥５での熱伝導率の低
下によるレーザ光の加熱温度の上昇のため、欠陥５が存
在しない箇所に照射された瞬間の抵抗の増加より大き
い。よって、欠陥５の位置を容易に検出して明らかにす
ることができ、欠陥５の有無が像のコントラストとして
検出できる。
【００２３】その他、第１の実施の形態と同様な作用効
果がある。なお、この実施の形態ではレーザ光源２１と
して、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ光を用いたが、波長６３３ｎ
ｍのＨｅーＮｅレーザ光についても同様の効果を得る。
また、半導体解析装置は、レーザ光を照射する前記の実
施例に限らず、他のものを適用することができる。
果がある。なお、この実施の形態ではレーザ光源２１と
して、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ光を用いたが、波長６３３ｎ
ｍのＨｅーＮｅレーザ光についても同様の効果を得る。
また、半導体解析装置は、レーザ光を照射する前記の実
施例に限らず、他のものを適用することができる。
【００２４】この発明の第３の実施の形態について図３
および図４を参照しながら説明する。図３は第３の実施
の形態の半導体装置の評価方法を説明する工程図、図４
は第３の実施の形態に用いた半導体装置の解析装置の構
成図である。この半導体装置の評価方法は、保存工程
と、走査型トンネル顕微鏡による解析工程とからなる。
図３（ａ）は保存工程であり、第１の実施例と同様に行
なわれる。したがって、Ａｌ配線２にアフターコロージ
ョンが発生している場合には、図３（ｂ）に示すように
Ａｌ配線２に局所的に水酸化アルミニウム（Ａｌ（Ｏ
Ｈ）3 ）４が生ずる。
および図４を参照しながら説明する。図３は第３の実施
の形態の半導体装置の評価方法を説明する工程図、図４
は第３の実施の形態に用いた半導体装置の解析装置の構
成図である。この半導体装置の評価方法は、保存工程
と、走査型トンネル顕微鏡による解析工程とからなる。
図３（ａ）は保存工程であり、第１の実施例と同様に行
なわれる。したがって、Ａｌ配線２にアフターコロージ
ョンが発生している場合には、図３（ｂ）に示すように
Ａｌ配線２に局所的に水酸化アルミニウム（Ａｌ（Ｏ
Ｈ）3 ）４が生ずる。
【００２５】次に、解析工程では、テストデバイス１を
走査型トンネル顕微鏡を用いた評価解析装置により解析
する。この解析装置は、図４に示すように、走査型トン
ネル顕微鏡の探針４２に負の高電圧を印加する負高電圧
供給源４８を有し、探針４２よりＡｌ配線２に流れる電
界放射電流を測定する手段４６を有し、さらに探針４２
をＡｌ配線２に走査することにより発生するオージェ電
子を検出する電子検出器５２を有する。
走査型トンネル顕微鏡を用いた評価解析装置により解析
する。この解析装置は、図４に示すように、走査型トン
ネル顕微鏡の探針４２に負の高電圧を印加する負高電圧
供給源４８を有し、探針４２よりＡｌ配線２に流れる電
界放射電流を測定する手段４６を有し、さらに探針４２
をＡｌ配線２に走査することにより発生するオージェ電
子を検出する電子検出器５２を有する。
【００２６】探針４２は走査型トンネル顕微鏡（以下Ｓ
ＴＭと略す。）の電解研磨法で製作されたＷ金属を用い
ている。４３は探針駆動部、４４はモニタ用ＴＶ、４５
は信号処理部および画像処理部を有するシステム制御部
である。手段４６は電界放射電流検出部を有する増幅部
である。４７はフィードバック回路部、４９は抵抗、５
０はテストデバイス１である半導体装置、５１は試料
台、５２は電子検出器、５３は電圧供給部である。
ＴＭと略す。）の電解研磨法で製作されたＷ金属を用い
ている。４３は探針駆動部、４４はモニタ用ＴＶ、４５
は信号処理部および画像処理部を有するシステム制御部
である。手段４６は電界放射電流検出部を有する増幅部
である。４７はフィードバック回路部、４９は抵抗、５
０はテストデバイス１である半導体装置、５１は試料
台、５２は電子検出器、５３は電圧供給部である。
【００２７】負高電圧供給源４８により、探針４２に−
５ＫＶを印加し、図３（ｃ）のように測定用パッド３を
接地する。このように探針４２に負の高電圧を印加する
と、探針４２のＷ金属表面より電界放射電子が放出され
ることが知られている。探針４２を走査し、探針４２−
半導体装置５０間の距離を一定に保ったまま、電界放出
電流検出部を有する増幅部４６により電界放射電流を測
定する。また探針４２を走査しながら、走査領域の各点
に対応した各点の電界放射電流を輝度の変化として、モ
ニタ用ＴＶ４４上に表示する。アフターコロージョンが
発生して、Ａｌ配線２に局所的に水酸化アルミニウム
（Ａｌ（ＯＨ）3 ）４が生じている箇所では、水酸化ア
ルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）3 ）４は不導体のため、探針
４２がこの箇所を走査する際に抵抗値が上昇し、電界放
射電流が減少するので、アフターコロージョンの有無が
像のコントラストとして検出できる。さらに、電界放射
電子を試料上に走査することにより発生するオージェ電
子を電子検出器５２により同時に検出することにより、
Ａｌ配線２のアルミ合金中の結晶粒界における析出物の
分布も測定可能である。さらに、測定の空間分解能は探
針４２の曲率半径により決まり、十分に鋭利であれば、
０．１ｎｍが可能である。以上のように、この第３の実
施の形態によれば、半導体装置の微小領域の二次元およ
び三次元の欠陥分布を正確に知ることが可能となる。そ
の他、第１の実施例と同様な作用効果がある。
５ＫＶを印加し、図３（ｃ）のように測定用パッド３を
接地する。このように探針４２に負の高電圧を印加する
と、探針４２のＷ金属表面より電界放射電子が放出され
ることが知られている。探針４２を走査し、探針４２−
半導体装置５０間の距離を一定に保ったまま、電界放出
電流検出部を有する増幅部４６により電界放射電流を測
定する。また探針４２を走査しながら、走査領域の各点
に対応した各点の電界放射電流を輝度の変化として、モ
ニタ用ＴＶ４４上に表示する。アフターコロージョンが
発生して、Ａｌ配線２に局所的に水酸化アルミニウム
（Ａｌ（ＯＨ）3 ）４が生じている箇所では、水酸化ア
ルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）3 ）４は不導体のため、探針
４２がこの箇所を走査する際に抵抗値が上昇し、電界放
射電流が減少するので、アフターコロージョンの有無が
像のコントラストとして検出できる。さらに、電界放射
電子を試料上に走査することにより発生するオージェ電
子を電子検出器５２により同時に検出することにより、
Ａｌ配線２のアルミ合金中の結晶粒界における析出物の
分布も測定可能である。さらに、測定の空間分解能は探
針４２の曲率半径により決まり、十分に鋭利であれば、
０．１ｎｍが可能である。以上のように、この第３の実
施の形態によれば、半導体装置の微小領域の二次元およ
び三次元の欠陥分布を正確に知ることが可能となる。そ
の他、第１の実施例と同様な作用効果がある。
【００２８】なお、第３の実施の形態では探針４２とし
て電解研磨法で製作したＷ針について説明したが、Ｐｔ
Ｉｒ針またはＰｔＲｈ針についても同様の効果を得る。
この発明の第４の実施の形態について図５を参照しなが
ら説明する。図５は第４の実施の形態に用いた半導体装
置の評価解析装置６１の構成図である。この半導体装置
の評価方法は、第３の実施の形態と同様に保存工程と解
析工程とを含み、保存工程は第１の実施の形態と同様で
あるので説明を省略する。工程図は図３と同様である。
解析工程は、Ａｌ配線２の欠陥の位置等を原子間力顕微
鏡を用いて解析する。解析装置は、Ａｌ配線２上を走査
する原子間力顕微鏡（以下ＡＦＭと略す。）のカンチレ
バー６２に高周波電圧を印加する高周波電圧電源６８を
有するとともに、Ａｌ配線２のポテンシャルを測定する
手段を有する。
て電解研磨法で製作したＷ針について説明したが、Ｐｔ
Ｉｒ針またはＰｔＲｈ針についても同様の効果を得る。
この発明の第４の実施の形態について図５を参照しなが
ら説明する。図５は第４の実施の形態に用いた半導体装
置の評価解析装置６１の構成図である。この半導体装置
の評価方法は、第３の実施の形態と同様に保存工程と解
析工程とを含み、保存工程は第１の実施の形態と同様で
あるので説明を省略する。工程図は図３と同様である。
解析工程は、Ａｌ配線２の欠陥の位置等を原子間力顕微
鏡を用いて解析する。解析装置は、Ａｌ配線２上を走査
する原子間力顕微鏡（以下ＡＦＭと略す。）のカンチレ
バー６２に高周波電圧を印加する高周波電圧電源６８を
有するとともに、Ａｌ配線２のポテンシャルを測定する
手段を有する。
【００２９】図５において、６３は試料台駆動部、６４
はモニタ用ＴＶ、６５は信号処理部および画像処理部を
有するシステム制御部、６６は静電気力検出部を有する
増幅部、６７はフィードバック回路部、６９はテストデ
バイス１である半導体装置、７０は試料台である。Ａｌ
配線２のエッチングに伴いＡｌ配線２上に残留塩素があ
ると、第１の実施例で説明したように保存工程によりＡ
ｌ配線２上に水酸化アルミニウムが生成されている。そ
こでまず、テストデバイス１を試料台駆動部６３により
走査する。この時、カンチレバー６２は圧電体のバイモ
ルフを用いた。さらにカンチレバー６２に高周波電圧供
給源６８を印加する。例えば、交互に±１．５Ｖのポテ
ンシャルを印加すると、Ａｌ配線２には交互に３Ｖの電
位差が発生し、絶縁体部では電圧制御されてないがポテ
ンシャルはゼロの測定値が得られる。
はモニタ用ＴＶ、６５は信号処理部および画像処理部を
有するシステム制御部、６６は静電気力検出部を有する
増幅部、６７はフィードバック回路部、６９はテストデ
バイス１である半導体装置、７０は試料台である。Ａｌ
配線２のエッチングに伴いＡｌ配線２上に残留塩素があ
ると、第１の実施例で説明したように保存工程によりＡ
ｌ配線２上に水酸化アルミニウムが生成されている。そ
こでまず、テストデバイス１を試料台駆動部６３により
走査する。この時、カンチレバー６２は圧電体のバイモ
ルフを用いた。さらにカンチレバー６２に高周波電圧供
給源６８を印加する。例えば、交互に±１．５Ｖのポテ
ンシャルを印加すると、Ａｌ配線２には交互に３Ｖの電
位差が発生し、絶縁体部では電圧制御されてないがポテ
ンシャルはゼロの測定値が得られる。
【００３０】そして試料台７０を走査し、カンチレバー
６２−半導体装置６９間の距離を一定に保ったままポテ
ンシャルを測定する。ポテンシャルは静電気力検出部を
有する増幅部６６またはシステム制御部６５により測定
される。試料台駆動部６３を移動して試料台７０を走査
しながら、走査領域の各点に対応した各点のポテンシャ
ルを輝度の変化として、モニタ用ＴＶ６４上に表示す
る。アフターコロージョンが発生して、Ａｌ配線２に局
所的に水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）3 ）４が生じ
ている箇所では、水酸化アルミニウム（Ａｌ（Ｏ
Ｈ）3 ）４は不導体のため、ポテンシャルはゼロの測定
値が得られる。したがって、アフターコロージョンの有
無が像のコントラストとして検出できる。同時に原子間
力（引力または斥力）を検出することにより、凹凸の分
布も測定可能である。
６２−半導体装置６９間の距離を一定に保ったままポテ
ンシャルを測定する。ポテンシャルは静電気力検出部を
有する増幅部６６またはシステム制御部６５により測定
される。試料台駆動部６３を移動して試料台７０を走査
しながら、走査領域の各点に対応した各点のポテンシャ
ルを輝度の変化として、モニタ用ＴＶ６４上に表示す
る。アフターコロージョンが発生して、Ａｌ配線２に局
所的に水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）3 ）４が生じ
ている箇所では、水酸化アルミニウム（Ａｌ（Ｏ
Ｈ）3 ）４は不導体のため、ポテンシャルはゼロの測定
値が得られる。したがって、アフターコロージョンの有
無が像のコントラストとして検出できる。同時に原子間
力（引力または斥力）を検出することにより、凹凸の分
布も測定可能である。
【００３１】ＡＦＭの空間分解能はカンチレバー６２の
曲率半径により決まり、十分に鋭利であれば、０．２ｎ
ｍが可能である。また、ＡＦＭでは酸化膜や窒化膜のよ
うな絶縁膜も測定可能であり、半導体デバイスの微小領
域の二次元および三次元の欠陥分布を正確に知ることが
可能となり、形状および組成分布を定量的に評価でき
る。
曲率半径により決まり、十分に鋭利であれば、０．２ｎ
ｍが可能である。また、ＡＦＭでは酸化膜や窒化膜のよ
うな絶縁膜も測定可能であり、半導体デバイスの微小領
域の二次元および三次元の欠陥分布を正確に知ることが
可能となり、形状および組成分布を定量的に評価でき
る。
【００３２】この発明の第５の実施の形態について図６
を参照しながら説明する。この半導体装置の評価方法
は、図３と同様に行なわれる保存工程と解析工程とを含
み、保存工程は第４の実施例と同様であり、Ａｌ配線２
にアフターコロージョンが発生している場合には、Ａｌ
配線２に局所的に水酸化アルミニウム（Ａｌ（Ｏ
Ｈ）3）４が生ずる。
を参照しながら説明する。この半導体装置の評価方法
は、図３と同様に行なわれる保存工程と解析工程とを含
み、保存工程は第４の実施例と同様であり、Ａｌ配線２
にアフターコロージョンが発生している場合には、Ａｌ
配線２に局所的に水酸化アルミニウム（Ａｌ（Ｏ
Ｈ）3）４が生ずる。
【００３３】解析工程は、原子力間顕微鏡を用いて解析
するものであり、その解析装置は図６に示すようにＡｌ
配線２上を走査する原子間力顕微鏡（以下ＡＦＭと略
す。）のカンチレバー８２に高周波電圧を印加する高周
波電圧電源８８を有するとともに、Ａｌ配線２とカンチ
レバー８２間の静電容量を測定する手段を有する。図６
はこの発明のために用いた半導体装置の評価解析装置の
構成図である。図６において、８３は試料台駆動部、８
４はモニタ用ＴＶ、８５は信号処理部および画像処理部
を有するシステム制御部、８６は静電容量を測定する手
段である静電気力検出部を有する増幅部、８７はフィー
ドバック回路部、８８は高周波電圧供給源、８９はテス
トデバイス１である半導体装置、９０は試料台である。
するものであり、その解析装置は図６に示すようにＡｌ
配線２上を走査する原子間力顕微鏡（以下ＡＦＭと略
す。）のカンチレバー８２に高周波電圧を印加する高周
波電圧電源８８を有するとともに、Ａｌ配線２とカンチ
レバー８２間の静電容量を測定する手段を有する。図６
はこの発明のために用いた半導体装置の評価解析装置の
構成図である。図６において、８３は試料台駆動部、８
４はモニタ用ＴＶ、８５は信号処理部および画像処理部
を有するシステム制御部、８６は静電容量を測定する手
段である静電気力検出部を有する増幅部、８７はフィー
ドバック回路部、８８は高周波電圧供給源、８９はテス
トデバイス１である半導体装置、９０は試料台である。
【００３４】この解析工程は、テストデバイス１を試料
台駆動部８３により走査する。この時、カンチレバー８
２は電解研磨法で製作したＷ金属製の針を用いた。更に
カンチレバー８２に高周波電圧供給源８８を印加する。
カンチレバー８２とテストデバイス１の間に高周波電圧
を印加することにより、静電気力ｆが発生する。静電気
力ｆは式３により表わせる。
台駆動部８３により走査する。この時、カンチレバー８
２は電解研磨法で製作したＷ金属製の針を用いた。更に
カンチレバー８２に高周波電圧供給源８８を印加する。
カンチレバー８２とテストデバイス１の間に高周波電圧
を印加することにより、静電気力ｆが発生する。静電気
力ｆは式３により表わせる。
【００３５】 ｆ＝（１／２）Ｖ2 （∂Ｃ／∂ｚ） …式３ Ｖは印加電圧、Ｃは静電容量である。∂Ｃ／∂ｚは静電
容量のｚ方向（カンチレバー８２とテストデバイス１の
対向する方向）の勾配である。カンチレバーに高周波電
圧を印加させると静電容量も変化し、例えば、単純に平
行平板または球形キャパシタの場合、 ∂Ｃ／∂ｚ＝Ｃ2 ／εＡ …式４ となり、最小静電容量Ｃｍｉｎは式５で表される。
容量のｚ方向（カンチレバー８２とテストデバイス１の
対向する方向）の勾配である。カンチレバーに高周波電
圧を印加させると静電容量も変化し、例えば、単純に平
行平板または球形キャパシタの場合、 ∂Ｃ／∂ｚ＝Ｃ2 ／εＡ …式４ となり、最小静電容量Ｃｍｉｎは式５で表される。
【００３６】 Ｃｍｉｎ＝｛１６ｋB ＴＢ（εＡ）2 ｋ／Ｖ4 Ｑω1 ｝1/4 …式５ ここで、ｋB はボルツマン定数、Ｔは温度、Ｂはバンド
幅、εは誘電率、Ａは面積、ｋはばね定数、Ｖは印加電
圧、Ｑは振動振幅、ω1 は周波数である。試料台９０を
走査し、カンチレバー８２−半導体装置８９間の距離を
一定に保ったまま、静電容量Ｃを静電気力検出部を有す
る増幅部８６により測定する。さらに、試料台９０を走
査しながら、走査領域の各点に対応した各点の静電容量
Ｃを輝度の変化として、モニタ用ＴＶ８４上の表示す
る。アフターコロージョンが発生して、Ａｌ配線２に局
所的に水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）3 ）４が生じ
ている箇所では、水酸化アルミニウム（Ａｌ（Ｏ
Ｈ）3 ）４は不導体のため、静電容量Ｃが大きく変化す
る。そのため、アフターコロージョンの有無が静電容量
Ｃの差として検出できる。同時に原子間力（引力または
斥力）を検出することにより、凹凸の分布も測定可能で
ある。
幅、εは誘電率、Ａは面積、ｋはばね定数、Ｖは印加電
圧、Ｑは振動振幅、ω1 は周波数である。試料台９０を
走査し、カンチレバー８２−半導体装置８９間の距離を
一定に保ったまま、静電容量Ｃを静電気力検出部を有す
る増幅部８６により測定する。さらに、試料台９０を走
査しながら、走査領域の各点に対応した各点の静電容量
Ｃを輝度の変化として、モニタ用ＴＶ８４上の表示す
る。アフターコロージョンが発生して、Ａｌ配線２に局
所的に水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）3 ）４が生じ
ている箇所では、水酸化アルミニウム（Ａｌ（Ｏ
Ｈ）3 ）４は不導体のため、静電容量Ｃが大きく変化す
る。そのため、アフターコロージョンの有無が静電容量
Ｃの差として検出できる。同時に原子間力（引力または
斥力）を検出することにより、凹凸の分布も測定可能で
ある。
【００３７】またＡＦＭの空間分解能はカンチレバー８
２の曲率半径により決まり、十分に鋭利であれば、０．
２ｎｍが可能である。また、ＡＦＭでは酸化膜や窒化膜
のような絶縁膜も測定可能であるため、半導体デバイス
の微小領域の二次元、三次元欠陥分布を正確に知ること
が可能となり、形状および組成分布を定量的に評価でき
る。
２の曲率半径により決まり、十分に鋭利であれば、０．
２ｎｍが可能である。また、ＡＦＭでは酸化膜や窒化膜
のような絶縁膜も測定可能であるため、半導体デバイス
の微小領域の二次元、三次元欠陥分布を正確に知ること
が可能となり、形状および組成分布を定量的に評価でき
る。
【００３８】なお、Ａｌ配線２はアルミニウムおよびア
ルミニウム合金を含む。
ルミニウム合金を含む。
【００３９】
【発明の効果】請求項１の半導体装置の評価方法によれ
ば、Ａｌ配線がエッチングにより形成された半導体基板
を水蒸気雰囲気中に保存すると、アルミニウムの表面に
存在した残留塩素により反応した塩化アルミニウムが水
分と反応して、水酸化アルミニウムが生成される。この
半導体基板をアルカリ溶液に浸漬すると、水酸化アルミ
ニウムはアルカリ溶液に溶解し、Ａｌ配線に局所的に欠
陥が現れる。したがって半導体基板のＡｌ配線を電気測
定すると、Ａｌ配線の欠陥を容易に検出でき、配線歩留
りの評価が可能となり、アフターコロージョンの程度を
定量的に評価することが可能となる。またＡｌ配線の欠
陥箇所が簡単に識別でき、欠陥箇所の詳細な観察が可能
になることから、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。
ば、Ａｌ配線がエッチングにより形成された半導体基板
を水蒸気雰囲気中に保存すると、アルミニウムの表面に
存在した残留塩素により反応した塩化アルミニウムが水
分と反応して、水酸化アルミニウムが生成される。この
半導体基板をアルカリ溶液に浸漬すると、水酸化アルミ
ニウムはアルカリ溶液に溶解し、Ａｌ配線に局所的に欠
陥が現れる。したがって半導体基板のＡｌ配線を電気測
定すると、Ａｌ配線の欠陥を容易に検出でき、配線歩留
りの評価が可能となり、アフターコロージョンの程度を
定量的に評価することが可能となる。またＡｌ配線の欠
陥箇所が簡単に識別でき、欠陥箇所の詳細な観察が可能
になることから、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。
【００４０】請求項２の半導体装置の評価方法によれ
ば、Ａｌ配線に生じた欠陥の位置等を半導体解析装置に
より解析することができるので、請求項１と同効果があ
る。請求項３の半導体装置の評価方法によれば、請求項
２において、半導体解析装置が、Ａｌ配線を電気測定す
る手段を有するとともに、Ａｌ配線にレーザ光を照射す
るレーザ光照射手段を有するため、請求項２の効果のほ
か、レーザ光を欠陥に照射したとき欠陥のない部分より
も抵抗の変化が大きいので、Ａｌ配線の欠陥位置を容易
に検出することができる。
ば、Ａｌ配線に生じた欠陥の位置等を半導体解析装置に
より解析することができるので、請求項１と同効果があ
る。請求項３の半導体装置の評価方法によれば、請求項
２において、半導体解析装置が、Ａｌ配線を電気測定す
る手段を有するとともに、Ａｌ配線にレーザ光を照射す
るレーザ光照射手段を有するため、請求項２の効果のほ
か、レーザ光を欠陥に照射したとき欠陥のない部分より
も抵抗の変化が大きいので、Ａｌ配線の欠陥位置を容易
に検出することができる。
【００４１】請求項４の半導体装置の評価方法によれ
ば、保存工程によってＡｌ配線に生成した水酸化アルミ
ニウムを走査型トンネル顕微鏡により検出することがで
きるので、請求項１と同効果を有する。請求項５の半導
体装置の評価方法によれば、請求項４において、走査型
トンネル顕微鏡の探針に負の高電圧を印加する負高電圧
供給源を有し、探針よりＡｌ配線に流れる電界放射電流
を測定する手段を有し、さらに探針をＡｌ配線に走査す
ることにより発生するオージェ電子を検出する電子検出
器を有するため、請求項４の効果のほか、探針からＡｌ
配線に電界放射電流が流れるが、水酸化アルミニウムは
不導体であるため、その電流の変化によりアフターコロ
ージョンの有無を検出でき、欠陥の位置を容易に検出す
ることができ、したがって半導体装置の微小領域の形状
や、組成分布を定量的に評価することが可能となる。ま
た電界放射電子を試料上に走査することにより発生する
オージェ電子を電子検出器により検出すると、アルミ合
金中の結晶粒界における析出物の分布を測定可能とな
る。
ば、保存工程によってＡｌ配線に生成した水酸化アルミ
ニウムを走査型トンネル顕微鏡により検出することがで
きるので、請求項１と同効果を有する。請求項５の半導
体装置の評価方法によれば、請求項４において、走査型
トンネル顕微鏡の探針に負の高電圧を印加する負高電圧
供給源を有し、探針よりＡｌ配線に流れる電界放射電流
を測定する手段を有し、さらに探針をＡｌ配線に走査す
ることにより発生するオージェ電子を検出する電子検出
器を有するため、請求項４の効果のほか、探針からＡｌ
配線に電界放射電流が流れるが、水酸化アルミニウムは
不導体であるため、その電流の変化によりアフターコロ
ージョンの有無を検出でき、欠陥の位置を容易に検出す
ることができ、したがって半導体装置の微小領域の形状
や、組成分布を定量的に評価することが可能となる。ま
た電界放射電子を試料上に走査することにより発生する
オージェ電子を電子検出器により検出すると、アルミ合
金中の結晶粒界における析出物の分布を測定可能とな
る。
【００４２】請求項６の半導体装置の評価方法によれ
ば、保存工程によってＡｌ配線に生成した水酸化アルミ
ニウムを原子間力顕微鏡により解析するため、請求項１
と同効果がある。請求項７の半導体装置の評価方法によ
れば、請求項６において、Ａｌ配線上を走査する原子間
力顕微鏡のカンチレバーに高周波電圧を印加する高周波
電圧電源を有するとともに、Ａｌ配線のポテンシャルを
測定する手段を有するため、請求項６の効果のほか、水
酸化アルミニウムは不導体であるので欠陥のある部位は
ポテンシャルが小さくなるので、欠陥のある部位を容易
に測定することができる。また絶縁膜も測定可能である
ため、半導体装置の微小領域の形状や、組成分布を定量
的に評価できる。
ば、保存工程によってＡｌ配線に生成した水酸化アルミ
ニウムを原子間力顕微鏡により解析するため、請求項１
と同効果がある。請求項７の半導体装置の評価方法によ
れば、請求項６において、Ａｌ配線上を走査する原子間
力顕微鏡のカンチレバーに高周波電圧を印加する高周波
電圧電源を有するとともに、Ａｌ配線のポテンシャルを
測定する手段を有するため、請求項６の効果のほか、水
酸化アルミニウムは不導体であるので欠陥のある部位は
ポテンシャルが小さくなるので、欠陥のある部位を容易
に測定することができる。また絶縁膜も測定可能である
ため、半導体装置の微小領域の形状や、組成分布を定量
的に評価できる。
【００４３】請求項８の半導体装置の評価方法によれ
ば、請求項６において、Ａｌ配線上を走査する原子間力
顕微鏡のカンチレバーに高周波電圧を印加する高周波電
圧電源を有するとともに、Ａｌ配線とカンチレバー間の
静電容量を測定する手段を有するため、請求項６の効果
のほか、Ａｌ配線とカンチレバー間の静電容量はカンチ
レバーに印加される電圧の変化により変化し、また水酸
化アルミニウムは不導体であるので、静電容量の変化を
測定することにより、アフターコロージョンの有無を容
易に測定することができ、したがって半導体装置の微小
領域の形状や、組成分布を定量的に評価できる。
ば、請求項６において、Ａｌ配線上を走査する原子間力
顕微鏡のカンチレバーに高周波電圧を印加する高周波電
圧電源を有するとともに、Ａｌ配線とカンチレバー間の
静電容量を測定する手段を有するため、請求項６の効果
のほか、Ａｌ配線とカンチレバー間の静電容量はカンチ
レバーに印加される電圧の変化により変化し、また水酸
化アルミニウムは不導体であるので、静電容量の変化を
測定することにより、アフターコロージョンの有無を容
易に測定することができ、したがって半導体装置の微小
領域の形状や、組成分布を定量的に評価できる。
【図１】この発明の第１の実施の形態の半導体装置の評
価方法を説明する工程図である。
価方法を説明する工程図である。
【図２】第２の実施の形態に用いた半導体装置の半導体
解析装置の構成図である。
解析装置の構成図である。
【図３】第３の実施の形態の半導体装置の評価方法を説
明する工程図である。
明する工程図である。
【図４】第３の実施の形態に用いた半導体装置の半導体
解析装置の構成図である。
解析装置の構成図である。
【図５】第４の実施の形態に用いた半導体装置の半導体
解析装置の構成図である。
解析装置の構成図である。
【図６】第５の実施の形態に用いた半導体装置の半導体
解析装置の構成図である。
解析装置の構成図である。
１ 半導体基板のテストデバイス ２ Ａｌ配線 ３ 測定用パッド ４ 水酸化アルミニウム ５ 欠陥 ２１ レーザ光源 ３０ 半導体装置 ４２ 走査型トンネル顕微鏡の探針 ５０ 半導体装置 ５２ 二次電子検出器 ５８ 負高電圧供給源 ６２ 原子間力顕微鏡のカンチレバー ６９ 半導体装置 ８２ 原子間力顕微鏡のカンチレバー ８６ 静電気力検出部を有する増幅部 ８９ 半導体装置
Claims (8)
- 【請求項１】 Ａｌ配線を形成した半導体基板を水蒸気
雰囲気中に保存する保存工程と、前記半導体基板をアル
カリ溶液に浸漬する浸漬工程と、前記Ａｌ配線を電気測
定する測定工程とを含む半導体装置の評価方法。 - 【請求項２】 Ａｌ配線を形成した半導体基板を水蒸気
雰囲気中に保存する保存工程と、前記半導体基板をアル
カリ溶液に浸漬する浸漬工程と、前記Ａｌ配線の欠陥の
位置等を半導体解析装置を用いて解析する解析工程とを
含む半導体装置の評価方法。 - 【請求項３】 半導体解析装置が、Ａｌ配線を電気測定
する手段を有するとともに、前記Ａｌ配線にレーザ光を
照射するレーザ光照射手段を有する請求項２記載の半導
体装置の評価方法。 - 【請求項４】 Ａｌ配線を形成した半導体基板を水蒸気
雰囲気中に保存する保存工程と、前記Ａｌ配線の欠陥の
位置等を走査型トンネル顕微鏡を用いて解析する解析工
程とを含む半導体装置の評価方法。 - 【請求項５】 走査型トンネル顕微鏡の探針に負の高電
圧を印加する負高電圧供給源を有し、前記探針よりＡｌ
配線に流れる電界放射電流を測定する手段を有し、さら
に前記探針を前記Ａｌ配線に走査することにより発生す
るオージェ電子を検出する電子検出器を有する請求項４
記載の半導体装置の評価方法。 - 【請求項６】 Ａｌ配線を形成した半導体基板を水蒸気
雰囲気中に保存する保存工程と、前記Ａｌ配線の欠陥の
位置等を原子間力顕微鏡を用いて解析する解析工程とを
含む半導体装置の評価方法。 - 【請求項７】 Ａｌ配線上を走査する原子間力顕微鏡の
カンチレバーに高周波電圧を印加する高周波電圧電源を
有するとともに、前記Ａｌ配線のポテンシャルを測定す
る手段を有する請求項６記載の半導体装置の評価方法。 - 【請求項８】 Ａｌ配線上を走査する原子間力顕微鏡の
カンチレバーに高周波電圧を印加する高周波電圧電源を
有するとともに、前記Ａｌ配線と前記カンチレバー間の
静電容量を測定する手段を有する請求項６記載の半導体
装置の評価方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17349695A JPH0927527A (ja) | 1995-07-10 | 1995-07-10 | 半導体装置の評価方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17349695A JPH0927527A (ja) | 1995-07-10 | 1995-07-10 | 半導体装置の評価方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0927527A true JPH0927527A (ja) | 1997-01-28 |
Family
ID=15961599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17349695A Withdrawn JPH0927527A (ja) | 1995-07-10 | 1995-07-10 | 半導体装置の評価方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0927527A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100370954B1 (ko) * | 1998-10-23 | 2003-02-05 | 주식회사 하이닉스반도체 | 내부 금속배선의 지연시간 측정용 테스트패턴 |
| KR20030026208A (ko) * | 2001-09-25 | 2003-03-31 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 반도체장치의 검사방법 |
-
1995
- 1995-07-10 JP JP17349695A patent/JPH0927527A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100370954B1 (ko) * | 1998-10-23 | 2003-02-05 | 주식회사 하이닉스반도체 | 내부 금속배선의 지연시간 측정용 테스트패턴 |
| KR20030026208A (ko) * | 2001-09-25 | 2003-03-31 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 반도체장치의 검사방법 |
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|---|---|---|---|
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