JPH10107402A - 絶縁膜のピンホール検査方法及びその装置 - Google Patents
絶縁膜のピンホール検査方法及びその装置Info
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- JPH10107402A JPH10107402A JP8257918A JP25791896A JPH10107402A JP H10107402 A JPH10107402 A JP H10107402A JP 8257918 A JP8257918 A JP 8257918A JP 25791896 A JP25791896 A JP 25791896A JP H10107402 A JPH10107402 A JP H10107402A
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- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】埋め込み酸化膜のピンホールを検査する絶縁膜
のピンホール検査方法及びその装置において、非破壊で
簡便に定量的に即時に測定する。 【解決手段】光照査装置８のスポット状の光で電解液２
を介してＳＯＩ基板１上に走査し、ＳＯＩ基板１の埋め
込み酸化膜９の下地である半導体層に光励起させ発生す
る電荷を電流計１０で測定する。
のピンホール検査方法及びその装置において、非破壊で
簡便に定量的に即時に測定する。 【解決手段】光照査装置８のスポット状の光で電解液２
を介してＳＯＩ基板１上に走査し、ＳＯＩ基板１の埋め
込み酸化膜９の下地である半導体層に光励起させ発生す
る電荷を電流計１０で測定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板に形成
される絶縁膜のピンホールを検査する絶縁膜のピンホー
ル検査方法及びその装置に関する。
される絶縁膜のピンホールを検査する絶縁膜のピンホー
ル検査方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】通常、半導体基板あるいはＳＯＩ基板に
形成される絶縁膜は緻密な膜に形成されることを要求さ
れている。しかしながら、薄膜形成方法における形成条
件などによる膜中にピンホールが発生することが多々あ
る。このように膜中にピンホールが有ると、絶縁膜を挟
む上下の導電層間で短絡事故が発生するという問題があ
った。このように膜中に存在するピンホールを検出する
には、単に顕微鏡などによる外観検査では検出すること
は難しく実用に供しなかった。このため、従来からこの
ピンホールを検査する種々の方法が提案されてきた。
形成される絶縁膜は緻密な膜に形成されることを要求さ
れている。しかしながら、薄膜形成方法における形成条
件などによる膜中にピンホールが発生することが多々あ
る。このように膜中にピンホールが有ると、絶縁膜を挟
む上下の導電層間で短絡事故が発生するという問題があ
った。このように膜中に存在するピンホールを検出する
には、単に顕微鏡などによる外観検査では検出すること
は難しく実用に供しなかった。このため、従来からこの
ピンホールを検査する種々の方法が提案されてきた。
【０００３】図５は特開平７−８６７５７号公報に開示
された絶縁膜のピンホール検出方法を説明するための図
である。この絶縁膜のピンホール検出方法は、図５に示
すように、電解液２とｐＨ指示薬１９とからなる検査液
１８を枠形部材４内に溜め、直流電源５の一方の電極に
繋がる電極板６を検査液１８に浸し、絶縁膜１６のすぐ
下に形成された導体層１５に直流電源５の他方の電極に
プローブピン２０を通して接続し、導体層１５と検査液
１８間に直流電圧を印加して検査液１８中に発生する変
色部によりその位置にピンホール１７があることを検出
することを特徴としている。
された絶縁膜のピンホール検出方法を説明するための図
である。この絶縁膜のピンホール検出方法は、図５に示
すように、電解液２とｐＨ指示薬１９とからなる検査液
１８を枠形部材４内に溜め、直流電源５の一方の電極に
繋がる電極板６を検査液１８に浸し、絶縁膜１６のすぐ
下に形成された導体層１５に直流電源５の他方の電極に
プローブピン２０を通して接続し、導体層１５と検査液
１８間に直流電圧を印加して検査液１８中に発生する変
色部によりその位置にピンホール１７があることを検出
することを特徴としている。
【０００４】図６は従来の他の絶縁膜のピンホール検査
方法の例を説明するための図である。この検査方法は、
ＰＲＯＣＥＥＤＩＮＧＳ ＯＦ ＳＥＶＥＮＴＨ ＩＮ
ＴＥ−ＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＳＹＭＰＯＳＩＵＭ ＯＮ
ＳＩＬＩＣＯＮ ＯＮ Ｉ−ＮＳＵＬＡＴＯＲ ＴＥ
ＣＨＮＯＬＯＧＹ ＡＮＤ ＤＥＶＩＣＥＳ Ｐ．１８
−２７，（１９９６）に開示されている方法である。
方法の例を説明するための図である。この検査方法は、
ＰＲＯＣＥＥＤＩＮＧＳ ＯＦ ＳＥＶＥＮＴＨ ＩＮ
ＴＥ−ＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＳＹＭＰＯＳＩＵＭ ＯＮ
ＳＩＬＩＣＯＮ ＯＮ Ｉ−ＮＳＵＬＡＴＯＲ ＴＥ
ＣＨＮＯＬＯＧＹ ＡＮＤ ＤＥＶＩＣＥＳ Ｐ．１８
−２７，（１９９６）に開示されている方法である。
【０００５】この検査方法は、図６に示すように、ま
ず、ＳＯＩ基板１の下部に電極板７を置き、ＳＯＩ基板
１の上に硫酸銅溶液をしみ込ませたろ紙１５をのせ、さ
らにその上部に電極板６をのせる。そして、電極６と電
極７の間に直流電源５より３０分から１時間程度電圧を
印加する。しかる後、ＳＯＩ基板１を取り出し、ろ紙１
５または基板１の表面の銅析出物密度を測定し、この密
度から埋め込み酸化膜９のピンホール密度を求めること
を特徴としていた。
ず、ＳＯＩ基板１の下部に電極板７を置き、ＳＯＩ基板
１の上に硫酸銅溶液をしみ込ませたろ紙１５をのせ、さ
らにその上部に電極板６をのせる。そして、電極６と電
極７の間に直流電源５より３０分から１時間程度電圧を
印加する。しかる後、ＳＯＩ基板１を取り出し、ろ紙１
５または基板１の表面の銅析出物密度を測定し、この密
度から埋め込み酸化膜９のピンホール密度を求めること
を特徴としていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した検査液の変色
部による検査方法では、ピンホールにより発生する変色
部が検査液中に拡散してしまい、ピンホールの有無を判
定することができるものの、どの程度の大きさのピンホ
ールなのかあるいはどの程度の数があるのかといった定
量的な検査が困難である。例えば、小さなピンホールが
接近してある場合、変色部が拡散し合い一つの変色部に
なるという分解能が得られないという問題がある。
部による検査方法では、ピンホールにより発生する変色
部が検査液中に拡散してしまい、ピンホールの有無を判
定することができるものの、どの程度の大きさのピンホ
ールなのかあるいはどの程度の数があるのかといった定
量的な検査が困難である。例えば、小さなピンホールが
接近してある場合、変色部が拡散し合い一つの変色部に
なるという分解能が得られないという問題がある。
【０００７】また、ろ紙による銅析出による検査方法で
は、破壊検査であるため基板を再利用することができな
いことである。何となれば、絶縁膜に電圧を印加するた
め、これにより酸化膜が劣化するとともに表面にＣｕの
析出物が形成され基板表面が汚染されるためである。さ
らに、銅が析出するのに時間がかかりしかも拡大写真を
撮ったりすると検査が完了するのに数時間要する。この
ように長時間要し判別な困難な検査方法は、実際の生産
ラインに適用できない。
は、破壊検査であるため基板を再利用することができな
いことである。何となれば、絶縁膜に電圧を印加するた
め、これにより酸化膜が劣化するとともに表面にＣｕの
析出物が形成され基板表面が汚染されるためである。さ
らに、銅が析出するのに時間がかかりしかも拡大写真を
撮ったりすると検査が完了するのに数時間要する。この
ように長時間要し判別な困難な検査方法は、実際の生産
ラインに適用できない。
【０００８】従って、本発明の目的は、絶縁膜のピンホ
ールを非破壊で簡便に定量的に即時に測定できる絶縁膜
のピンホール検査方法及びその装置を提供することであ
る。
ールを非破壊で簡便に定量的に即時に測定できる絶縁膜
のピンホール検査方法及びその装置を提供することであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の特徴は、
絶縁膜が施された半導体基板を電解液に浸し、この電解
液を介して前記絶縁膜上にスポット状の光を走査し、前
記絶縁膜を通過する該光によって該絶縁膜の下地の半導
体層に励起され前記電解液中に潜入する電荷を測定する
絶縁膜のピンホール検査方法である。また、前記光のス
ポット径の大きさと同等の距離を前記光が走査する時間
が前記半導体基板の該半導体層のキャリアライフタイム
より長いことが望ましい。
絶縁膜が施された半導体基板を電解液に浸し、この電解
液を介して前記絶縁膜上にスポット状の光を走査し、前
記絶縁膜を通過する該光によって該絶縁膜の下地の半導
体層に励起され前記電解液中に潜入する電荷を測定する
絶縁膜のピンホール検査方法である。また、前記光のス
ポット径の大きさと同等の距離を前記光が走査する時間
が前記半導体基板の該半導体層のキャリアライフタイム
より長いことが望ましい。
【００１０】本発明の第２の特徴は、前記半導体基板上
に水密に載置されるとともに前記電解液を満たす枠部材
と、前記電解液を介して前記半導体基板上に前記光を走
査する光照査装置と、前記電解液に浸漬される電極板と
前記半導体基板の前記半導体層のオーミック電極との間
に直流電圧を印加する直流電源と、前記電極板と前記オ
ーミック電極との間に流れる電流を測定する電流計とを
備える絶縁膜のピンホール検査装置であるか、または、
前記半導体基板上に水密に載置されるとともに前記電解
液を満たす枠部材と、この枠部材の内部を二つに仕切る
仕切板と、前記電解液を介して前記半導体基板上に前記
光を走査する光照査装置と、前記仕切板で仕切られた前
記枠部材の内壁に形成され前記電解液に浸漬される第１
および第２の電極板と、前記第１の電極板と前記第２の
電極板に直流電圧を印加する直流電極と、前記第１の電
極板と前記第２の電極板との間に流れる電流を測定する
電流計と、前記光の移動が仕切板を境にして前記第１の
電極板と前記第２の電極板と接続する前記直流電源の極
性を切替えるスイッチとを備える絶縁膜のピンホール検
査装置である。また、前記枠部材に貼り付けられるとと
もに前記半導体基板の表面と接触する透明で弾力性のあ
る導電性シートを備えることが望ましい。
に水密に載置されるとともに前記電解液を満たす枠部材
と、前記電解液を介して前記半導体基板上に前記光を走
査する光照査装置と、前記電解液に浸漬される電極板と
前記半導体基板の前記半導体層のオーミック電極との間
に直流電圧を印加する直流電源と、前記電極板と前記オ
ーミック電極との間に流れる電流を測定する電流計とを
備える絶縁膜のピンホール検査装置であるか、または、
前記半導体基板上に水密に載置されるとともに前記電解
液を満たす枠部材と、この枠部材の内部を二つに仕切る
仕切板と、前記電解液を介して前記半導体基板上に前記
光を走査する光照査装置と、前記仕切板で仕切られた前
記枠部材の内壁に形成され前記電解液に浸漬される第１
および第２の電極板と、前記第１の電極板と前記第２の
電極板に直流電圧を印加する直流電極と、前記第１の電
極板と前記第２の電極板との間に流れる電流を測定する
電流計と、前記光の移動が仕切板を境にして前記第１の
電極板と前記第２の電極板と接続する前記直流電源の極
性を切替えるスイッチとを備える絶縁膜のピンホール検
査装置である。また、前記枠部材に貼り付けられるとと
もに前記半導体基板の表面と接触する透明で弾力性のあ
る導電性シートを備えることが望ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。
して説明する。
【００１２】図１（ａ）および（ｂ）は本発明の第１の
実施の形態における絶縁膜のピンホール検査方法及びそ
の装置を説明するためのピンホール検査装置の縦断面図
および横断面図である。このピンホール検査装置は、図
１に示すように、ＳＯＩ基板１上にシール１２を介して
水密に載置されるとともに電解液２が満たされた枠形部
材４と、枠形部材４の内壁に形成され電解液２に浸漬さ
れるとともに接続線を介して直流電源５の一方の電極に
接続された電極板６と、枠形部材４が載置されていない
ＳＯＩ基板１の表面の周辺部に当接し他の接続線を介し
て直流電源５の他方電極に接続される電極板７と、枠形
部材４の上部に配置され電解液２を透過し埋め込み酸化
膜９に小さなスポット状の光を走査しながら照射する光
照射装置８と、直流電源５に接続され接続線を流れる電
流を測定するための電流計１０とを備えている。
実施の形態における絶縁膜のピンホール検査方法及びそ
の装置を説明するためのピンホール検査装置の縦断面図
および横断面図である。このピンホール検査装置は、図
１に示すように、ＳＯＩ基板１上にシール１２を介して
水密に載置されるとともに電解液２が満たされた枠形部
材４と、枠形部材４の内壁に形成され電解液２に浸漬さ
れるとともに接続線を介して直流電源５の一方の電極に
接続された電極板６と、枠形部材４が載置されていない
ＳＯＩ基板１の表面の周辺部に当接し他の接続線を介し
て直流電源５の他方電極に接続される電極板７と、枠形
部材４の上部に配置され電解液２を透過し埋め込み酸化
膜９に小さなスポット状の光を走査しながら照射する光
照射装置８と、直流電源５に接続され接続線を流れる電
流を測定するための電流計１０とを備えている。
【００１３】また、枠形部材４の開口には蓋となる窓部
材３が設けられているが、これは、検査装置自体を傾け
たとき電解液２が零れないようにするために設けられて
いる。さらに、この電解液２を枠形部材４内に供給する
には、図面には示していないが、枠形部材４の供給管を
通しポンプによってなされる。
材３が設けられているが、これは、検査装置自体を傾け
たとき電解液２が零れないようにするために設けられて
いる。さらに、この電解液２を枠形部材４内に供給する
には、図面には示していないが、枠形部材４の供給管を
通しポンプによってなされる。
【００１４】光照査装置８は、例えば、白色光ランプと
コンデンサレンズおよびリレーレンズで構成される光照
射ヘッドと、光照射ヘッドからの集光された光を反射し
ＳＯＩ基板１上の一方向に光を走査するポリコンミラー
とを備えている。また、ＳＯＩ基板１はキャリジに載置
され、光走査される方向と垂直な方向に移動し、光走査
とこのキャリジの移動によって基板全面に光を走査させ
ている。
コンデンサレンズおよびリレーレンズで構成される光照
射ヘッドと、光照射ヘッドからの集光された光を反射し
ＳＯＩ基板１上の一方向に光を走査するポリコンミラー
とを備えている。また、ＳＯＩ基板１はキャリジに載置
され、光走査される方向と垂直な方向に移動し、光走査
とこのキャリジの移動によって基板全面に光を走査させ
ている。
【００１５】前述した白色光で行なう場合は、光励起電
流を効率良く得られるものの、集光機構を必要とし光照
射ヘッドが高価なものとなる。そこで、実際には本実施
の形態では、安価な市販のヘリウムネオンガスレーザ発
振器を使用した。
流を効率良く得られるものの、集光機構を必要とし光照
射ヘッドが高価なものとなる。そこで、実際には本実施
の形態では、安価な市販のヘリウムネオンガスレーザ発
振器を使用した。
【００１６】次に、図１のピンホール検査装置の動作を
説明することで本発明の実施の形態におけるピンホール
検査方法について述べる。まず、図示していないキャリ
ッジの上に埋め込み絶縁膜９のあるＳＯＩ基板１を載置
する。そして、ＳＯＩ基板１の上に枠形部材４を載置し
窓部材３で蓋をする。次に、枠形部材４の中に電解液２
（例えば１％程度の希弗酸溶液や希酢酸溶液など）をポ
ンプにより入れて、ＳＯＩ基板１上を電解液２で満たし
準備を完了する。
説明することで本発明の実施の形態におけるピンホール
検査方法について述べる。まず、図示していないキャリ
ッジの上に埋め込み絶縁膜９のあるＳＯＩ基板１を載置
する。そして、ＳＯＩ基板１の上に枠形部材４を載置し
窓部材３で蓋をする。次に、枠形部材４の中に電解液２
（例えば１％程度の希弗酸溶液や希酢酸溶液など）をポ
ンプにより入れて、ＳＯＩ基板１上を電解液２で満たし
準備を完了する。
【００１７】そして、直流電源５の正電極に接続され電
解液２に浸漬された電極板６と、枠形部材４を載置され
ていないＳＯＩ基板１の表面のオーミック電極と接触し
直流電源５の他方の電極に接続された電極板７との間に
直流電圧を印加する。すなわち、ＳＯＩ基板１と電解液
２の間に直流電圧を印加する。枠形部材４に付随した窓
部材３を通して小さなスポット状の光を光照射装置８に
よりＳＯＩ基板１上を走査しながら照射する。このこと
により埋め込み絶縁膜９にピンホール１７があると直流
電源１０につながった電流計１０により測定される電流
値が大きくなる。この電流値の大きさはオッシロスコー
プで観察すれば、パルス状の電流波形として見ることが
できる。
解液２に浸漬された電極板６と、枠形部材４を載置され
ていないＳＯＩ基板１の表面のオーミック電極と接触し
直流電源５の他方の電極に接続された電極板７との間に
直流電圧を印加する。すなわち、ＳＯＩ基板１と電解液
２の間に直流電圧を印加する。枠形部材４に付随した窓
部材３を通して小さなスポット状の光を光照射装置８に
よりＳＯＩ基板１上を走査しながら照射する。このこと
により埋め込み絶縁膜９にピンホール１７があると直流
電源１０につながった電流計１０により測定される電流
値が大きくなる。この電流値の大きさはオッシロスコー
プで観察すれば、パルス状の電流波形として見ることが
できる。
【００１８】図２はＳＩＭＯＸ（Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ
ｂｙ Ｉｍｐｌａｎｔｅｄ ＯＸ−ｙｇｅｎ）基板の
埋め込み酸化膜のピンホール箇所の観察した図である。
次に、具体的に行なった実施例を説明する。この実施例
は、図１のＳＯＩ基板１はキャリアライフタイムが３０
μｓ程度のＰ型基板で、電解液２として１％のＨＦ溶液
（４９％ＨＦ：Ｈ2 Ｏ）または１％酢酸溶液を用いた。
この電解液２を正とし、ＳＯＩ基板１の周辺部に設けた
電極板６を負として５Ｖの電圧を電流計１０を通して直
流電源５より印加した。また、光照射装置８として直径
１ｍｍのスポット径で波長６７０ｎｍのレーザ発振器を
用いた。この１ｍｍのスポット径にした理由は、分解能
を１ｍｍにするためである。
ｂｙ Ｉｍｐｌａｎｔｅｄ ＯＸ−ｙｇｅｎ）基板の
埋め込み酸化膜のピンホール箇所の観察した図である。
次に、具体的に行なった実施例を説明する。この実施例
は、図１のＳＯＩ基板１はキャリアライフタイムが３０
μｓ程度のＰ型基板で、電解液２として１％のＨＦ溶液
（４９％ＨＦ：Ｈ2 Ｏ）または１％酢酸溶液を用いた。
この電解液２を正とし、ＳＯＩ基板１の周辺部に設けた
電極板６を負として５Ｖの電圧を電流計１０を通して直
流電源５より印加した。また、光照射装置８として直径
１ｍｍのスポット径で波長６７０ｎｍのレーザ発振器を
用いた。この１ｍｍのスポット径にした理由は、分解能
を１ｍｍにするためである。
【００１９】ここで、酸化膜９に二つのピンホールが間
隔１ｍｍ程度で存在する場合を想定し、これら二つのピ
ンホールが分離して検出できるように光走査速度を設定
した。このことは、ライフタイムに比べ光走査速度が早
いと、最初のピンホールによって光励起されたキャリア
が消滅しない内に次のピンホールによって励起されたキ
ャリアがオーバーラップすることになり、あたかも一つ
の大きいピンホールであると検出されるからである。
隔１ｍｍ程度で存在する場合を想定し、これら二つのピ
ンホールが分離して検出できるように光走査速度を設定
した。このことは、ライフタイムに比べ光走査速度が早
いと、最初のピンホールによって光励起されたキャリア
が消滅しない内に次のピンホールによって励起されたキ
ャリアがオーバーラップすることになり、あたかも一つ
の大きいピンホールであると検出されるからである。
【００２０】そこで、本実施例では、基板のキャリアラ
イフタイムが３０μｓ程度であることを考慮して、２５
ｍｍ／ｓとした。この速度で基板全面を走査すると、略
１５分かかった。ちなみに、隣接するピンホールの間隔
を１ｍｍとすると、限界光走査速度は、１ｍｍ／３０μ
ｓ＝３３．３ｍｍ／ｓとなる。従って、３０ｍｍ／ｓま
で速度を上げることができるので、走査する時間を短縮
できる。
イフタイムが３０μｓ程度であることを考慮して、２５
ｍｍ／ｓとした。この速度で基板全面を走査すると、略
１５分かかった。ちなみに、隣接するピンホールの間隔
を１ｍｍとすると、限界光走査速度は、１ｍｍ／３０μ
ｓ＝３３．３ｍｍ／ｓとなる。従って、３０ｍｍ／ｓま
で速度を上げることができるので、走査する時間を短縮
できる。
【００２１】このうに光走査しながら流れる電流を電流
計１０を通して測定しオッシログラフやディスプレイな
どで同時に観察した。図２に示すように、白い部分が電
流値が他の部分より大きかったところでピンホールであ
ることを示している。
計１０を通して測定しオッシログラフやディスプレイな
どで同時に観察した。図２に示すように、白い部分が電
流値が他の部分より大きかったところでピンホールであ
ることを示している。
【００２２】図３は図１のピンホール検査装置の一変形
例を説明するための断面図である。このピンホール検査
装置は、図３に示すように、基板１ａの絶縁膜９ａに直
接接触し枠形部材４ａの底面に張られる透明で弾力のあ
る導電性シート１３を設けたことである。また、導電性
シート１３が絶縁膜９ａに密着するように電解液２に加
圧力を与える電解液循環装置２１を設けている。
例を説明するための断面図である。このピンホール検査
装置は、図３に示すように、基板１ａの絶縁膜９ａに直
接接触し枠形部材４ａの底面に張られる透明で弾力のあ
る導電性シート１３を設けたことである。また、導電性
シート１３が絶縁膜９ａに密着するように電解液２に加
圧力を与える電解液循環装置２１を設けている。
【００２３】導電性シート１３は、例えば、透明性のあ
るエチレンビニールアセテートのような高分子プラスチ
ックにグラファイトなど含有させて導電性をもたせたも
のである。また、電解液循環装置２１は、小型のベロー
ズポンプと枠形部材４ａからの電解液を蓄えるリザーブ
タンクから構成され、ポンプを作動することによって枠
形部材４ａ内に電解液を充満させ導電性シート１３を膨
らませ表面に凹凸面のある絶縁膜９ａでも一様に密着し
空気層を無くし、走査光の損失を最少限にとどめること
ができる。
るエチレンビニールアセテートのような高分子プラスチ
ックにグラファイトなど含有させて導電性をもたせたも
のである。また、電解液循環装置２１は、小型のベロー
ズポンプと枠形部材４ａからの電解液を蓄えるリザーブ
タンクから構成され、ポンプを作動することによって枠
形部材４ａ内に電解液を充満させ導電性シート１３を膨
らませ表面に凹凸面のある絶縁膜９ａでも一様に密着し
空気層を無くし、走査光の損失を最少限にとどめること
ができる。
【００２４】また、測定してからも、ドレイン側のバル
ブを開いて供給側のバルブを閉じポンプを動作すれば、
枠形部材４ａ内の電解液２は容易に回収できる。さら
に、この装置の利点は、単にバルブとポンプの動作で導
電性シート１３の絶縁膜９ａとの接触と離間とが行なえ
るので自動化し易いことである。その他の電極板６、直
流電源５および光照査装置８は前述の実施の形態におけ
るピンホール検査装置と同じである。ただ、電極板７は
基板１ａの裏面に形成されたオーミック電極と接触して
いる。
ブを開いて供給側のバルブを閉じポンプを動作すれば、
枠形部材４ａ内の電解液２は容易に回収できる。さら
に、この装置の利点は、単にバルブとポンプの動作で導
電性シート１３の絶縁膜９ａとの接触と離間とが行なえ
るので自動化し易いことである。その他の電極板６、直
流電源５および光照査装置８は前述の実施の形態におけ
るピンホール検査装置と同じである。ただ、電極板７は
基板１ａの裏面に形成されたオーミック電極と接触して
いる。
【００２５】図４（ａ）および（ｂ）は図１のピンホー
ル検査装置の他の変形例を説明するための縦断面図およ
び横断面図である。このピンホール検査装置は、図４に
示すように、ＳＯＩ基板１上に電解液２を満たすべく枠
形部材４の中央部に設けられる仕切板１１と、枠形部材
４に仕切板１１を境に一方の内壁に形成されることで電
解液２に浸漬される接続線を介して直流電源５の一方の
電極に接続された電極板６と、枠形部材４の仕切板１１
を境に他方の内壁に形成されることで電解液１２に浸漬
される接続線を介して直流電源５の他方の電源に接続さ
れた他の電極板７とを備えている。それ以外は図１のピ
ンホール検査装置と同じである。
ル検査装置の他の変形例を説明するための縦断面図およ
び横断面図である。このピンホール検査装置は、図４に
示すように、ＳＯＩ基板１上に電解液２を満たすべく枠
形部材４の中央部に設けられる仕切板１１と、枠形部材
４に仕切板１１を境に一方の内壁に形成されることで電
解液２に浸漬される接続線を介して直流電源５の一方の
電極に接続された電極板６と、枠形部材４の仕切板１１
を境に他方の内壁に形成されることで電解液１２に浸漬
される接続線を介して直流電源５の他方の電源に接続さ
れた他の電極板７とを備えている。それ以外は図１のピ
ンホール検査装置と同じである。
【００２６】この検査装置によるＳＯＩ基板１の埋め込
み絶縁膜９のピンホール検査方法はまず、ＳＯＩ基板１
上に電解液２，１２を満たすべく枠形部材４を載置し、
枠形部材４の中に電解液２，１２を入れて、ＳＯＩ基板
１上を電解液２，１２で満たす。そして、直流電源５の
正電極に接続された電極板６を電解液２に浸漬し、直流
電源５の負電極に接続された電極板７を電解液１２に浸
漬し、該形部材４内の仕切板１１によって分離された電
解液２，１２に直流電圧を印加する。枠形部材４に付随
した窓３を通して光照査装置８により光走査する。この
とき、仕切板１１の左側の電解液１２に光が照射されて
いる場合には、電極板６に正，電極板７に負の電圧を印
加するように自動切替えスイッチが作動する。また、仕
切板１１の右側の電解液２に光が照射されている場合に
は、該電極板７に正，電極板６に負の電圧を印加するす
るように自動切替えスイッチが作動する。そして、ピン
ホールの検出は埋め込み絶縁膜９にピンホールがあると
直流電源につながった電流計１０により測定される電流
値が大きくなる。
み絶縁膜９のピンホール検査方法はまず、ＳＯＩ基板１
上に電解液２，１２を満たすべく枠形部材４を載置し、
枠形部材４の中に電解液２，１２を入れて、ＳＯＩ基板
１上を電解液２，１２で満たす。そして、直流電源５の
正電極に接続された電極板６を電解液２に浸漬し、直流
電源５の負電極に接続された電極板７を電解液１２に浸
漬し、該形部材４内の仕切板１１によって分離された電
解液２，１２に直流電圧を印加する。枠形部材４に付随
した窓３を通して光照査装置８により光走査する。この
とき、仕切板１１の左側の電解液１２に光が照射されて
いる場合には、電極板６に正，電極板７に負の電圧を印
加するように自動切替えスイッチが作動する。また、仕
切板１１の右側の電解液２に光が照射されている場合に
は、該電極板７に正，電極板６に負の電圧を印加するす
るように自動切替えスイッチが作動する。そして、ピン
ホールの検出は埋め込み絶縁膜９にピンホールがあると
直流電源につながった電流計１０により測定される電流
値が大きくなる。
【００２７】このピンホール検査装置は、前述の検査装
置のように基板の周辺部に金属電極を接触させないの
で、金属汚染がないという利点がある。また、光照査装
置と測定回路を独立に設ければ、平行運転ができるので
測定時間が短縮できる。
置のように基板の周辺部に金属電極を接触させないの
で、金属汚染がないという利点がある。また、光照査装
置と測定回路を独立に設ければ、平行運転ができるので
測定時間が短縮できる。
【００２８】次に、このピンホール検査装置で、ＳＯＩ
基板１がＰ型の場合に実施してみた。まず、電解液２と
して１％のＨＦ溶液（４９％ＨＦ：Ｈ2 Ｏ）または１％
酢酸溶液を準備し、電極板電極板６を通して電解液２を
正とし、電極板７を通して電解液２を負として５Ｖの電
圧を電流計１０を通して直流電源５より印加させた。さ
らに光照射装置８よりたとえば直径１ｍｍで波長６７０
μｍのレーザ光を電解液２側に照射し、この際、流れる
電流を電流計１０を通して測定する。その後レーザ光の
照射位置を変えながら電流計１０を電流を測定して行っ
た。
基板１がＰ型の場合に実施してみた。まず、電解液２と
して１％のＨＦ溶液（４９％ＨＦ：Ｈ2 Ｏ）または１％
酢酸溶液を準備し、電極板電極板６を通して電解液２を
正とし、電極板７を通して電解液２を負として５Ｖの電
圧を電流計１０を通して直流電源５より印加させた。さ
らに光照射装置８よりたとえば直径１ｍｍで波長６７０
μｍのレーザ光を電解液２側に照射し、この際、流れる
電流を電流計１０を通して測定する。その後レーザ光の
照射位置を変えながら電流計１０を電流を測定して行っ
た。
【００２９】同様にしてＳＩＭＯＸ（Ｓｅｐａｒａｔｉ
ｏｎ ｂｙ Ｉｍｐｌａｎｔｅｄ−ＯＸｙｇｅｎ）基板
の埋め込み酸化膜のピンホール箇所をこの測定装置及び
測定法により評価した結果、前述の実施例と同様の測定
結果が得られた。なお、仕切板の無い装置では、１０11
ａｔｏｍｓ／ｃｍ2 程度の基板の重金属汚染量であるの
に対して、仕切板のある装置は、１０10ａｔｏｍｓ／ｃ
ｍ2 以下の少ない重金属汚染量であることが認められ
た。
ｏｎ ｂｙ Ｉｍｐｌａｎｔｅｄ−ＯＸｙｇｅｎ）基板
の埋め込み酸化膜のピンホール箇所をこの測定装置及び
測定法により評価した結果、前述の実施例と同様の測定
結果が得られた。なお、仕切板の無い装置では、１０11
ａｔｏｍｓ／ｃｍ2 程度の基板の重金属汚染量であるの
に対して、仕切板のある装置は、１０10ａｔｏｍｓ／ｃ
ｍ2 以下の少ない重金属汚染量であることが認められ
た。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、絶縁膜の
下地の半導体層に光励起される電荷を発生させるように
絶縁膜上を電解液を介して光ビームで走査し、絶縁膜の
ピンホールから抜け電解液中に存在する電荷を測定する
ことによってピンホールの密度を定量的に簡便に測定で
きるという効果がある。また、絶縁膜あるいは半導体層
と接触するのは電解液や光なので、絶縁膜や半導体層に
汚染やダメージを与えないで測定できるという効果を有
する。さらに、ピンホールから抜ける電荷を即電流計で
測定できるので極めて迅速に測定できる。
下地の半導体層に光励起される電荷を発生させるように
絶縁膜上を電解液を介して光ビームで走査し、絶縁膜の
ピンホールから抜け電解液中に存在する電荷を測定する
ことによってピンホールの密度を定量的に簡便に測定で
きるという効果がある。また、絶縁膜あるいは半導体層
と接触するのは電解液や光なので、絶縁膜や半導体層に
汚染やダメージを与えないで測定できるという効果を有
する。さらに、ピンホールから抜ける電荷を即電流計で
測定できるので極めて迅速に測定できる。
【図１】本発明の第１の実施の形態における絶縁膜のピ
ンホール検査方法及びその装置を説明するためのピンホ
ール検査装置の縦断面図および横断面図である。
ンホール検査方法及びその装置を説明するためのピンホ
ール検査装置の縦断面図および横断面図である。
【図２】ＳＩＭＯＸ（Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｂｙ Ｉ
ｍｐｌａｎｔｅｄ ＯＸ−ｙｇｅｎ）基板の埋め込み酸
化膜のピンホール箇所の観察した図である。
ｍｐｌａｎｔｅｄ ＯＸ−ｙｇｅｎ）基板の埋め込み酸
化膜のピンホール箇所の観察した図である。
【図３】図１のピンホール検査装置の一変形例を説明す
るための断面図である。
るための断面図である。
【図４】図１のピンホール検査装置の他の変形例を説明
するための縦断面図および横断面図である。
するための縦断面図および横断面図である。
【図５】特開平７−８６７５７号公報に開示された絶縁
膜のピンホール検出方法を説明するための図である。
膜のピンホール検出方法を説明するための図である。
【図６】従来の他の絶縁膜のピンホール検査方法の例を
説明するための図である。
説明するための図である。
１ ＳＯＩ基板 １ａ，１４ 基板 ２，１２ 電解液 ３ 窓部材 ４，４ａ 枠形部材 ５ 直流電源 ６ 電極板 ７ 電極板 ８ 光照査装置 ９ 埋め込み酸化膜 ９ａ，１６ 絶縁膜 １７ ピンホール １８ 検査液 １９ ＰＨ指示液 ２０ プローブピン ２１ 電解液循環装置
Claims (5)
- 【請求項１】 絶縁膜が施された半導体基板を電解液に
浸し、この電解液を介して前記絶縁膜上にスポット状の
光を走査し、前記絶縁膜を通過する該光によって該絶縁
膜の下地の半導体層に励起され前記電解液中に潜入する
電荷を測定することを特徴とする絶縁膜のピンホール検
査方法。 - 【請求項２】 前記光のスポット径の大きさと同等の距
離を前記光が走査する時間が前記半導体基板の該半導体
層のキャリアライフタイムより長いことを特徴とする請
求項１記載の絶縁膜のピンホール検査方法。 - 【請求項３】 前記半導体基板上に水密に載置されると
ともに前記電解液を満たす枠部材と、前記電解液を介し
て前記半導体基板上に前記光を走査する光照査装置と、
前記電解液に浸漬される電極板と前記半導体基板の前記
半導体層のオーミック電極との間に直流電圧を印加する
直流電源と、前記電極板と前記オーミック電極との間に
流れる電流を測定する電流計とを備えることを特徴とす
る絶縁膜のピンホール検査装置。 - 【請求項４】 前記半導体基板上に水密に載置されると
ともに前記電解液を満たす枠部材と、この枠部材の内部
を二つに仕切る仕切板と、前記電解液を介して前記半導
体基板上に前記光を走査する光照査装置と、前記仕切板
で仕切られた前記枠部材の内壁に形成され前記電解液に
浸漬される第１および第２の電極板と、前記第１の電極
板と前記第２の電極板に直流電圧を印加する直流電極
と、前記第１の電極板と前記第２の電極板との間に流れ
る電流を測定する電流計と、前記光の移動が仕切板を境
にして前記第１の電極板と前記第２の電極板と接続する
前記直流電源の極性を切替えるスイッチとを備えること
を特徴とする絶縁膜のピンホール検査装置。 - 【請求項５】 前記枠部材に貼り付けられるとともに前
記半導体基板の表面と接触する透明で弾力性のある導電
性シートを備えることを特徴とする請求項３および４記
載の絶縁膜のピンホール検査装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8257918A JP2776382B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 絶縁膜のピンホール検査方法及びその装置 |
| US08/940,378 US5999006A (en) | 1996-09-30 | 1997-09-30 | Method of and apparatus for conducting analysis of buried oxides |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8257918A JP2776382B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 絶縁膜のピンホール検査方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10107402A true JPH10107402A (ja) | 1998-04-24 |
| JP2776382B2 JP2776382B2 (ja) | 1998-07-16 |
Family
ID=17313008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8257918A Expired - Fee Related JP2776382B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 絶縁膜のピンホール検査方法及びその装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5999006A (ja) |
| JP (1) | JP2776382B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012216670A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-08 | Tdk Corp | 化合物半導体薄膜の評価装置、化合物半導体薄膜の評価方法、及び太陽電池の製造方法。 |
| RU2618598C1 (ru) * | 2015-11-17 | 2017-05-04 | Акционерное общество "Эпиэл" | Измерительное зондовое устройство и способ измерения электрофизических параметров полупроводниковых пластин |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6411110B1 (en) * | 1999-08-17 | 2002-06-25 | Micron Technology, Inc. | Apparatuses and methods for determining if protective coatings on semiconductor substrate holding devices have been compromised |
| US7019511B1 (en) * | 2001-01-05 | 2006-03-28 | Advanced Micro Devices, Inc. | Optical analysis of integrated circuits |
| CN103033543A (zh) * | 2011-09-30 | 2013-04-10 | 深圳市海盈科技有限公司 | 一种锂离子电池用铝塑膜外壳破损的检测方法 |
| US9153649B2 (en) * | 2012-11-30 | 2015-10-06 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for evaluating semiconductor device |
Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| JPS5242379A (en) * | 1975-10-01 | 1977-04-01 | Hitachi Ltd | Method of inspecting pinholes of insulating film formed on semiconduct or surface |
| JPH0221254A (ja) * | 1988-07-08 | 1990-01-24 | Kyushu Electron Metal Co Ltd | シリコン基板の絶縁膜欠陥検出方法 |
| JPH05332981A (ja) * | 1992-06-02 | 1993-12-17 | Fujikura Ltd | 絶縁被覆層のピンホール等の検査方法及び検査装置 |
| JPH0831898A (ja) * | 1994-07-18 | 1996-02-02 | Hitachi Ltd | 半導体ウエハの酸化膜評価方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4125440A (en) * | 1977-07-25 | 1978-11-14 | International Business Machines Corporation | Method for non-destructive testing of semiconductor articles |
| JPS5933267B2 (ja) * | 1979-08-28 | 1984-08-14 | 三菱電機株式会社 | 半導体素子の不良解析法 |
| US4473795A (en) * | 1983-02-23 | 1984-09-25 | International Business Machines Corporation | System for resist defect measurement |
| JPH0786757A (ja) * | 1993-09-13 | 1995-03-31 | Fujitsu Ltd | 絶縁膜のピンホール検査方法及びその検査装置 |
-
1996
- 1996-09-30 JP JP8257918A patent/JP2776382B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-09-30 US US08/940,378 patent/US5999006A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
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| RU2618598C1 (ru) * | 2015-11-17 | 2017-05-04 | Акционерное общество "Эпиэл" | Измерительное зондовое устройство и способ измерения электрофизических параметров полупроводниковых пластин |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2776382B2 (ja) | 1998-07-16 |
| US5999006A (en) | 1999-12-07 |
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|---|---|---|---|
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