JPH1050783A - Method and apparatus for evaluating oxide film in semiconductor device - Google Patents

Method and apparatus for evaluating oxide film in semiconductor device

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JPH1050783A
JPH1050783A JP20683496A JP20683496A JPH1050783A JP H1050783 A JPH1050783 A JP H1050783A JP 20683496 A JP20683496 A JP 20683496A JP 20683496 A JP20683496 A JP 20683496A JP H1050783 A JPH1050783 A JP H1050783A
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JP
Japan
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oxide film
probe
evaluating
mercury
semiconductor device
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JP20683496A
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Kiyoshi Ikeda
清 池田
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Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and an apparatus for evaluating an oxide film deposited on a semiconductor substrate easily over a wide area in a short time with high operability. SOLUTION: In a method for evaluating an oxide film 51 deposited on a semiconductor substrate 50 wherein the characteristics of an objective part of the oxide film 51 are evaluated based on an electric signal received from an electrode formed by bringing a mercury 3 into contact with the objective part using a probe 2 for dripping the mercury 3, the probe 2 is moved continuously on the semiconductor substrate 50 while sustaining the state where the mercury 3 of the probe 2 touches the oxide film 51 and the oxide 51 of large area is measured and evaluated continuously.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハー上
に形成された酸化膜の評価方法および評価装置に関し、
とりわけ半導体基盤上に形成された大面積の酸化膜の評
価方法および評価装置に関する。
The present invention relates to a method and an apparatus for evaluating an oxide film formed on a semiconductor wafer.
In particular, the present invention relates to a method and an apparatus for evaluating a large-area oxide film formed on a semiconductor substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置の製造工程にあっては、半導
体基盤上に酸化膜が形成されることが多いが、とりわけ
重要なものとして、半導体基盤上の大面積にわたり均一
特性の酸化膜を形成させるものがある。例えばシリコン
ウエハーの製造工程では、基板上に薄いシリコン単結晶
層であるシリコンエピタキシャル層を成長させ、積層さ
せるが、このように成長させたシリコンエピタキシャル
層の膜厚と膜質特性の検査は、不純物濃度測定で為さ
れ、さらにこのようなエピタキシャル層不純物濃度測定
は、表面に酸化膜を形成させることにより行われてい
る。
2. Description of the Related Art In the process of manufacturing a semiconductor device, an oxide film is often formed on a semiconductor substrate. Particularly important is the formation of an oxide film having uniform characteristics over a large area on the semiconductor substrate. There is something to make. For example, in the manufacturing process of a silicon wafer, a silicon epitaxial layer, which is a thin silicon single crystal layer, is grown and laminated on a substrate. Inspection of the film thickness and film quality characteristics of the silicon epitaxial layer grown in this manner is based on impurity concentration. The measurement of the impurity concentration of the epitaxial layer is performed by forming an oxide film on the surface.

【0003】前記のように半導体ウエハー上に酸化膜を
形成させた場合、その酸化膜自体を評価することが必要
となる。とりわけ酸化膜を大面積にわたって簡易かつ高
精度に評価する必要がある。
When an oxide film is formed on a semiconductor wafer as described above, it is necessary to evaluate the oxide film itself. In particular, it is necessary to easily and accurately evaluate an oxide film over a large area.

【0004】従来、こうした半導体ウエハー上の大面積
の酸化膜を評価する方法として、着目する酸化膜が表面
に形成された半導体ウエハー上にさらに電極を形成する
ものがあったが、こうした方法は半導体ウエハーへの新
たな加工を施す必要があるため、試料の作成が繁雑であ
り、また作成に時間がかかるという欠点があった。
Conventionally, as a method for evaluating a large-area oxide film on a semiconductor wafer, there is a method in which an electrode is further formed on a semiconductor wafer having an oxide film of interest formed on the surface. Since it is necessary to perform new processing on the wafer, there is a drawback that the preparation of the sample is complicated and the preparation takes a long time.

【0005】そこで最近、酸化膜の非加工かつ非破壊式
の評価方法として、水銀プローブを電極として計測する
方法が実施されるに至っている。この方法の原理は、先
端に水銀が液滴状に実装された水銀プローブを用い、測
定対象である酸化膜に、水銀プローブの先端をあてがっ
て先端の水銀を酸化膜にコンタクトさせると、酸化膜が
欠乏層を形成してショトキーダイオードが形成される
が、このショトキーダイオードの特性値を測定すること
によって、測定対象である酸化膜の評価を為すものであ
る。
[0005] Recently, as a non-processing and non-destructive evaluation method of an oxide film, a method of measuring using a mercury probe as an electrode has been implemented. The principle of this method is to use a mercury probe with mercury mounted in the form of droplets at the tip, and apply the tip of the mercury probe to the oxide film to be measured and contact the mercury at the tip with the oxide film. Forms a depletion layer to form a Schottky diode. By measuring characteristic values of the Schottky diode, an oxide film to be measured is evaluated.

【0006】ここで濃度測定の原理上、酸化膜の膜厚は
15オングストローム〜25オングストローム程度が必
要とされている。
Here, from the principle of concentration measurement, the thickness of the oxide film is required to be about 15 Å to 25 Å.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】前記のように、水銀プ
ローブによる酸化膜の評価方法は非破壊かつ非加工で計
測できる特徴を有するものであり、したがって好ましい
方法として、水銀プローブを用いた測定器が実用化され
るに至っているが、ところが従来のこうした評価方法お
よび評価装置は基本的に点状(ポイント的)の測定を行
うに適した構成とされている。
As described above, the method for evaluating an oxide film using a mercury probe has a feature that it can be measured nondestructively and without processing. Therefore, as a preferable method, a measuring instrument using a mercury probe is preferred. However, such conventional evaluation methods and evaluation apparatuses are basically configured to be suitable for performing point-like (point-like) measurements.

【0008】このため、半導体ウエハー上の大面積にわ
たって形成された酸化膜を評価するには、半導体ウエハ
ー上の必要と目される複数の位置毎に水銀プローブをあ
てがい、測定するといった反復作業が必要になる。とこ
ろが、こうした作業は煩雑であるばかりか、作業時間が
かかるゆえ、よって測定の生産性を向上させることが困
難であった。
[0008] Therefore, in order to evaluate an oxide film formed over a large area on a semiconductor wafer, it is necessary to apply a mercury probe to each of a plurality of positions on the semiconductor wafer which are considered to be necessary, and to repeat the measurement. become. However, such an operation is not only complicated but also requires a long operation time, so that it has been difficult to improve measurement productivity.

【0009】本発明は従来技術の前記のような課題や欠
点を解決するためなされたもので、その目的は操作性に
優れ、短時間の測定が可能であり、かつ広い面積にわた
る測定が容易な、半導体基盤上に形成された酸化膜の評
価方法および評価装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems and disadvantages of the prior art, and has an object of being excellent in operability, capable of short-time measurement, and easy to measure over a wide area. Another object of the present invention is to provide a method and an apparatus for evaluating an oxide film formed on a semiconductor substrate.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
本発明に係る半導体装置の酸化膜の評価方法は、水銀を
滴装するプローブを用いて前記水銀を半導体基盤上に形
成された酸化膜の被評価部分に接触させて電極となし、
前記電極から得る電気信号に基づいて前記被評価部分の
特性を評価する、半導体基盤上に形成された酸化膜の評
価方法において、前記プローブの前記水銀が前記酸化膜
に接触した状態を維持しつつ、前記プローブを前記半導
体基盤上で連続的に移動させることにより、大面積の酸
化膜を連続的に測定して評価する構成とされる。
According to the present invention, there is provided a method for evaluating an oxide film of a semiconductor device according to the present invention, wherein the mercury is formed on a semiconductor substrate using a probe for dropping mercury. Contact with the part to be evaluated
Evaluating the characteristics of the portion to be evaluated based on the electric signal obtained from the electrode, in the method for evaluating an oxide film formed on a semiconductor substrate, while maintaining a state in which the mercury of the probe is in contact with the oxide film. By continuously moving the probe on the semiconductor substrate, a large-area oxide film is continuously measured and evaluated.

【0011】前記の評価方法によれば、試料作成時間が
短縮され、また操作性が改善されて短時間の測定と評価
が可能になる。
According to the above-described evaluation method, the time for preparing a sample is shortened, and the operability is improved, so that measurement and evaluation can be performed in a short time.

【0012】本発明に係る半導体装置の酸化膜の評価装
置は、滴装する水銀を電極とするプローブと、前記電極
から得る電気信号に基づき、所定の時間間隔毎に計測を
反復する計測部とを備えて構成されたことを特徴とす
る。前記の構成によれば、短時間に多くの被評価部分の
測定と評価が可能となる。
An apparatus for evaluating an oxide film of a semiconductor device according to the present invention includes a probe using mercury to be dropped as an electrode, and a measuring unit that repeats measurement at predetermined time intervals based on an electric signal obtained from the electrode. It is characterized by comprising. According to the above configuration, it is possible to measure and evaluate many evaluation portions in a short time.

【0013】本発明に係る半導体装置の酸化膜の評価装
置が、前記のプローブの駆動機構を備え、前記の計測部
が駆動機構の移動を制御する手段を備えて構成された場
合は、測定が自動化され、測定時間が短縮されるととも
に、操作の信頼性が向上する。
In the case where the apparatus for evaluating an oxide film of a semiconductor device according to the present invention includes the driving mechanism for the probe and the measuring unit includes means for controlling the movement of the driving mechanism, the measurement is performed. It is automated, shortens measurement time, and improves operation reliability.

【0014】また、本発明に係る半導体装置の酸化膜の
評価方法は、水銀を滴装するプローブを用いて前記水銀
を半導体基盤上に形成された酸化膜の被評価部分に接触
させて電極となし、前記電極から得る電気信号に基づい
て前記被評価部分の特性を評価する、半導体基盤上に形
成された酸化膜の評価方法において、前記プローブを複
数本用い、前記各プローブの前記水銀が前記酸化膜の各
被評価部分に接触した状態で、前記各プローブの各電極
から得る各電気信号に基づき同時に多点測定して評価す
る構成とすることもできる。
Further, according to the method for evaluating an oxide film of a semiconductor device according to the present invention, the mercury is brought into contact with a portion to be evaluated of the oxide film formed on the semiconductor substrate by using a probe for dropping mercury, thereby forming an electrode and an electrode. None, evaluating the characteristics of the portion to be evaluated based on an electric signal obtained from the electrode, in the method for evaluating an oxide film formed on a semiconductor substrate, using a plurality of the probes, the mercury of each probe is the said It is also possible to adopt a configuration in which, in a state of being in contact with each portion to be evaluated of the oxide film, multiple points are simultaneously measured and evaluated based on each electric signal obtained from each electrode of each probe.

【0015】前記の構成の評価方法によれば、大面積の
酸化膜の多点測定が瞬時に一挙に実行される。
According to the above-described method for evaluating the configuration, multipoint measurement of a large-area oxide film is instantaneously performed at once.

【0016】あるいは、本発明に係る半導体装置の酸化
膜の評価方法が、前記の各プローブの各水銀が酸化膜に
接触した状態を維持しつつ、各プローブを半導体基盤上
で同期させて連続的に移動させることにより、大面積の
酸化膜を連続的に測定して評価する構成とされた場合
は、複数本のプローブそれぞれが大面積の酸化膜を掃引
することによって、被評価部分がさらに広範囲となり、
しかも複数の被評価部分から一挙に複数の測定結果が得
られる。
Alternatively, the method for evaluating an oxide film of a semiconductor device according to the present invention is characterized in that the probes are synchronized with each other on a semiconductor substrate while maintaining the state in which each mercury of each probe is in contact with the oxide film. When a large area oxide film is continuously measured and evaluated by moving the probe, the plurality of probes each sweep the large area oxide film, so that the portion to be evaluated is further expanded. Becomes
Moreover, a plurality of measurement results can be obtained at once from a plurality of evaluated portions.

【0017】あるいは、本発明に係る半導体装置の酸化
膜の評価方法が、前記の各プローブの移動を曲線に沿っ
てなす構成である場合は、各プローブが広い範囲の被評
価部分を掃引することが可能となり、大面積の評価が容
易になる。
Alternatively, when the method of evaluating an oxide film of a semiconductor device according to the present invention has a configuration in which the movement of each probe is performed along a curve, each probe sweeps a wide range of a portion to be evaluated. And evaluation of a large area becomes easy.

【0018】あるいは、本発明に係る半導体装置の酸化
膜の評価方法が、前記の各プローブの移動を直線に沿っ
てなす構成である場合は、各プローブが広い範囲の被評
価部分をもれなく掃引することが可能となり、大面積に
わたる評価が容易になる。
Alternatively, when the method for evaluating an oxide film of a semiconductor device according to the present invention has a configuration in which the movement of each probe is performed along a straight line, each probe sweeps a wide range of the portion to be evaluated without fail. And evaluation over a large area becomes easy.

【0019】また、本発明に係る半導体装置の酸化膜の
評価装置は、滴装する水銀を電極とする複数本のプロー
ブと、前記各電極から得る電気信号に基づき、同時に多
点計測する計測部とを備えて構成することもできる。前
記の構成の評価装置によれば、多点の測定と評価の迅速
な実行が可能になる。
Further, according to the present invention, there is provided an apparatus for evaluating an oxide film of a semiconductor device, comprising: a plurality of probes using mercury to be dropped as electrodes; May be provided. According to the evaluation device having the above-described configuration, it is possible to quickly perform multi-point measurement and evaluation.

【0020】さらに、本発明に係る半導体装置の酸化膜
の評価装置の前記計測部が、前記の各電極から得る電気
信号に基づき、所定の時間間隔毎に計測を反復する制御
手段を備えて構成された場合は、操作が容易になり、ま
た短時間に多くの被評価部分の連続測定と評価が可能と
なる。
Further, the measuring unit of the apparatus for evaluating an oxide film of a semiconductor device according to the present invention comprises a control means for repeating the measurement at predetermined time intervals based on the electric signal obtained from each of the electrodes. In this case, the operation becomes easy, and continuous measurement and evaluation of many evaluated portions can be performed in a short time.

【0021】あるいは、本発明に係る半導体装置の酸化
膜の評価装置が、前記の各プローブが取付けられた駆動
機構を備え、前記の計測部が駆動機構の移動を制御する
手段を備えて構成される場合は、大面積の酸化膜に対す
る多点測定をさらに広範囲に実行することが可能にな
る。
Alternatively, an apparatus for evaluating an oxide film of a semiconductor device according to the present invention includes a driving mechanism to which each of the probes is attached, and the measuring unit includes means for controlling movement of the driving mechanism. In such a case, it is possible to perform multi-point measurement on a large-area oxide film over a wider range.

【0022】また、本発明に係る半導体装置の酸化膜の
評価装置の前記駆動機構が、前記の各プローブを曲線に
沿って同期して移動させる構成の場合は、各プローブが
広い範囲の被評価部分を掃引することが可能となり、大
面積の連続測定と評価が容易になる。
In a case where the driving mechanism of the apparatus for evaluating an oxide film of a semiconductor device according to the present invention has a structure in which the probes are moved synchronously along a curve, each probe has a wide range of evaluation targets. A portion can be swept, and continuous measurement and evaluation of a large area are facilitated.

【0023】あるいは、本発明に係る半導体装置の酸化
膜の評価装置の前記駆動機構が、前記の各プローブを直
線に沿って同期して移動させる構成の場合は、各プロー
ブが広い範囲の被評価部分をもれなく掃引することが可
能となり、大面積にわたる連続測定と評価が容易にな
る。
Alternatively, in the case where the driving mechanism of the oxide film evaluation apparatus for a semiconductor device according to the present invention has a configuration in which the probes move synchronously along a straight line, each probe has a wide range of evaluation targets. It is possible to sweep all parts, and continuous measurement and evaluation over a large area are facilitated.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を添
付図面に基づいて説明する。図1は本発明に係る半導体
装置の酸化膜の評価装置の第1の実施形態のブロック構
成図である。図1に示されるように、本発明に係る半導
体装置の酸化膜の評価装置1は、先端に水銀3を滴装す
るプローブ2と、プローブ2から得る電気信号に基づ
き、所定の時間間隔毎に計測を反復する計測部10とを
備えて構成される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of an evaluation apparatus for an oxide film of a semiconductor device according to the present invention. As shown in FIG. 1, an evaluation apparatus 1 for an oxide film of a semiconductor device according to the present invention includes a probe 2 for dropping mercury 3 on a tip thereof and an electric signal obtained from the probe 2 at predetermined time intervals. And a measurement unit 10 that repeats measurement.

【0025】プローブ2は、測定時にその先端を、ウエ
ハー50の表面に形成されている酸化膜51の、着目す
る部分すなわち被評価部分に当接させることにより、滴
装する水銀3をノズルから出して、酸化膜51の被評価
部分に接触させて電極とする。この水銀3で構成される
電極から得られる電気信号は、プローブ2内の(図示さ
れない)回路で処理されるか、あるいは直接に、プロー
ブ出力2aとして計測部10に入力される。
The probe 2 makes the tip of the probe abut the portion of interest, that is, the portion to be evaluated, of the oxide film 51 formed on the surface of the wafer 50 at the time of measurement, so that the mercury 3 to be dropped is ejected from the nozzle. Then, an electrode is brought into contact with the portion to be evaluated of the oxide film 51. An electric signal obtained from the electrode composed of the mercury 3 is processed by a circuit (not shown) in the probe 2 or is directly input to the measuring unit 10 as a probe output 2a.

【0026】計測部10は、本実施形態ではマイクロコ
ンピュータで構成され、その内部は、共通バスにそれぞ
れ接続されたCPU11、ADコンバータ13、ROM
14、インタフェース20を備える。また、また、図中
に記載されていないRAMや不揮発性メモリ等を備えて
構成することもできる。
In the present embodiment, the measuring unit 10 is constituted by a microcomputer, and the inside thereof includes a CPU 11, an AD converter 13, and a ROM connected to a common bus, respectively.
14, an interface 20 is provided. In addition, it may be configured to include a RAM, a non-volatile memory, or the like not shown in the figure.

【0027】ROM14には、プローブ出力信号処理手
段15がCPU11の実行可能なプログラム形式で格納
されている。また、ROM14にはこの他に、図中に記
載されていない制御モニタ等の手段が格納されている。
The ROM 14 stores the probe output signal processing means 15 in a program format executable by the CPU 11. The ROM 14 also stores other means such as a control monitor not shown in the figure.

【0028】計測部10にはさらに、共通バスに接続さ
れないハードウエアタイマ12が備えられ、このハード
ウエアタイマ12は予め設定した所定の時間間隔でイン
タラプト信号12aを発し、このインタラプト信号12
aはCPU11の割込ポートINTに入力される。
The measuring section 10 is further provided with a hardware timer 12 which is not connected to the common bus. The hardware timer 12 issues an interrupt signal 12a at a predetermined time interval, and the interrupt signal 12a.
a is input to the interrupt port INT of the CPU 11.

【0029】さらに前記のプローブ出力2aは、アナロ
グ信号としてADコンバータ13に入力され、デジタル
値に変換されて系にとりこまれる。さらに、インタフェ
ース20にはペンレコーダ21が接続されている。
Further, the probe output 2a is input to the AD converter 13 as an analog signal, converted into a digital value, and taken into the system. Further, a pen recorder 21 is connected to the interface 20.

【0030】つぎに動作を説明する。測定を開始する
と、まずプローブ2を、酸化膜51の最初の被評価部分
に接触させ、この位置に水銀3による暫定電極を構成さ
せる。この状態でのプローブ出力2aは、ADコンバー
タ13を経てデジタル値となる。
Next, the operation will be described. When the measurement is started, first, the probe 2 is brought into contact with the first portion to be evaluated of the oxide film 51, and a temporary electrode of mercury 3 is formed at this position. The probe output 2a in this state becomes a digital value via the AD converter 13.

【0031】ここでハードウエアタイマ12が、予め設
定した所定の時間間隔Δtでインタラプト信号12aを
発すると、このインタラプト信号12aはCPU11の
割込ポートINTに入力され、CPU11は割込処理ル
ーチンを実行する。この割込処理ルーチンの中味を、プ
ローブ出力信号処理手段15を実行する設定としておけ
ば、ここでCPU11はプローブ出力信号処理手段15
を実行する。
Here, when the hardware timer 12 issues an interrupt signal 12a at a predetermined time interval Δt, the interrupt signal 12a is input to the interrupt port INT of the CPU 11, and the CPU 11 executes an interrupt processing routine. I do. If the contents of this interrupt processing routine are set to execute the probe output signal processing means 15, the CPU 11
Execute

【0032】プローブ出力信号処理手段15は、デジタ
ル値となったプローブ出力2aに基づいて例えば正規化
等の処理を施し、処理結果をインタフェース20を介し
てペンレコーダ21に記録させる。
The probe output signal processing means 15 performs processing such as normalization on the basis of the probe output 2a which has become a digital value, and causes the pen recorder 21 to record the processing result via the interface 20.

【0033】操作者はついで、水銀3を表面張力により
ノズルに吸着させた状態のまま、プローブ2を酸化膜5
1に接して移動させる。このプローブ2の移動は、例え
ば蛇行状の掃引軌跡4のように行い、酸化膜51上を連
続掃引(あるいは連続走査)する。
The operator then puts the probe 2 on the oxide film 5 with the mercury 3 adsorbed on the nozzle by surface tension.
Move in contact with 1. The movement of the probe 2 is performed, for example, like a meandering sweep locus 4 to continuously sweep (or continuously scan) the oxide film 51.

【0034】前記の連続掃引の途中で、所定の時間間隔
Δtが経過すると再びインタラプト信号12aが発せら
れ、前記と同様にプローブ出力信号処理手段15が実行
されて対応する位置の酸化膜51における測定信号がサ
ンプリングされて取り込まれ、処理結果がインタフェー
ス20を介してペンレコーダ21に記録される。
In the course of the continuous sweep, when a predetermined time interval Δt elapses, an interrupt signal 12a is generated again, and the probe output signal processing means 15 is executed in the same manner as described above to measure the oxide film 51 at the corresponding position. The signal is sampled and taken in, and the processing result is recorded on the pen recorder 21 via the interface 20.

【0035】このように、引き続きプローブ2を酸化膜
51に接して移動させると、時間間隔Δt毎にサンプリ
ングされた測定信号が続々とペンレコーダ21に記録さ
れ、連続した計測がなされる。
As described above, when the probe 2 is continuously moved in contact with the oxide film 51, measurement signals sampled at time intervals Δt are successively recorded in the pen recorder 21, and continuous measurement is performed.

【0036】前記のように、本実施形態の評価装置によ
れば、操作者はプローブ2を酸化膜51に接して移動さ
せるだけで、所定の時間インタバルで計測結果が自動的
に連続記録されるから、操作性に優れ、しかも短時間に
多くの被評価部分の測定がなされることにより、大面積
の酸化膜の連続的な測定と評価が可能となる。この結
果、半導体ウエハーの歩留まり改善に寄与するデータを
容易に得ることができる。
As described above, according to the evaluation apparatus of the present embodiment, the measurement result is automatically and continuously recorded at predetermined time intervals only by the operator moving the probe 2 in contact with the oxide film 51. Therefore, the operability is excellent, and a large number of portions to be measured are measured in a short period of time, so that a large area oxide film can be continuously measured and evaluated. As a result, it is possible to easily obtain data that contributes to improving the yield of semiconductor wafers.

【0037】なお前記の構成では、計測結果をペンレコ
ーダ21に記録させる構成としたが、この構成に限定さ
れることなく、例えば計測結果をディスプレイ表示させ
る等の構成としても差し支えない。
In the above-described configuration, the measurement result is recorded on the pen recorder 21. However, the configuration is not limited to this configuration. For example, the measurement result may be displayed on a display.

【0038】図2は、本発明に係る半導体装置の酸化膜
の評価装置の第2の実施形態のブロック構成図である。
なお同図で、前記実施形態におけると同じ部分には前記
と同一符号を付けて説明は省略される。
FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the apparatus for evaluating an oxide film of a semiconductor device according to the present invention.
In the figure, the same parts as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0039】第2の実施形態である半導体装置の酸化膜
の評価装置1Aは、プローブ2が取付けられてプローブ
2を自動的に移動させる駆動機構5を備え、さらに計測
部10AのROM14A中には、駆動機構5の動作を制
御する駆動機構制御手段16を備えて構成されている。
駆動機構制御手段16は、CPU11の実行可能なプロ
グラム形式で格納されている。
The evaluation apparatus 1A for an oxide film of a semiconductor device according to the second embodiment includes a drive mechanism 5 to which the probe 2 is attached and which automatically moves the probe 2, and further includes a ROM 14A of the measuring unit 10A. , A drive mechanism control means 16 for controlling the operation of the drive mechanism 5.
The drive mechanism control means 16 is stored in a program format executable by the CPU 11.

【0040】駆動機構5は、例えばXYテーブルと同様
な構成の直角座標上での移動自在の構造で実現でき、ま
た駆動機構制御手段16は、図中の蛇行状の掃引軌跡4
となるようプログラム制作されている。
The driving mechanism 5 can be realized by a structure which is movable on rectangular coordinates having the same configuration as that of an XY table, for example. The driving mechanism control means 16 controls the meandering sweep trajectory 4 in FIG.
The program is produced to be.

【0041】この評価装置1Aの動作を説明すると、駆
動機構5に取付けられたプローブ2が酸化膜51の着目
する最初の被評価部分に接するよう配置された状態で、
計測が開始される。CPU11は、駆動機構制御手段1
6を実行して駆動機構5を駆動制御しつつ、割り込みが
入ると直ちにプローブ出力信号処理手段15を実行す
る。
The operation of the evaluation apparatus 1A will be described. In a state where the probe 2 attached to the driving mechanism 5 is arranged so as to be in contact with the first portion of the oxide film 51 to be evaluated.
Measurement starts. The CPU 11 controls the driving mechanism control unit 1
6 to control the drive of the drive mechanism 5 and execute the probe output signal processing means 15 immediately upon interruption.

【0042】これにより、プローブ2は自動的に掃引軌
跡4に沿って移動し、この移動途中にあって所定の時間
間隔毎にサンプリングがなされ、計測結果は連続してペ
ンレコーダ21に記録される。
As a result, the probe 2 automatically moves along the sweep locus 4, is sampled at predetermined time intervals during this movement, and the measurement results are continuously recorded on the pen recorder 21. .

【0043】出力値Vのサンプリング例を、図3に示
す。同図のように、掃引軌跡4に沿った自動的な移動に
したがい、掃引時間が経過し、酸化膜51上のサンプリ
ングされた各位置のデータが出力値Vとして、時間間隔
Δt毎に自動的にプロットされていく。
FIG. 3 shows an example of sampling the output value V. As shown in the figure, in accordance with the automatic movement along the sweep locus 4, the sweep time elapses, and the data at each sampled position on the oxide film 51 is automatically set as the output value V at each time interval Δt. Are plotted in

【0044】前記のように、本実施形態によれば測定を
自動化できるから、操作の信頼性が向上するとともに、
測定時間を短縮できて酸化膜評価を低コストで実現する
ことができる。さらに、大面積の酸化膜評価を容易に行
うことが可能になる。
As described above, according to this embodiment, the measurement can be automated, so that the reliability of the operation is improved and
Measurement time can be shortened, and oxide film evaluation can be realized at low cost. Further, it is possible to easily evaluate a large-area oxide film.

【0045】図4は、本発明に係る半導体装置の酸化膜
の評価装置の第3の実施形態のブロック構成図である。
なお同図で、前記実施形態におけると同じ部分には前記
と同一符号を付けて説明は省略される。
FIG. 4 is a block diagram showing a third embodiment of the evaluation apparatus for an oxide film of a semiconductor device according to the present invention.
In the figure, the same parts as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0046】第3の実施形態である半導体装置の酸化膜
の評価装置1Bは、先端にそれぞれ水銀3を滴装する複
数本のプローブ2A〜2Iと、プローブ2A〜2Iから
得る複数の出力信号2a〜2iのうちの一信号を選択す
るマルチプレクサ30と、測定信号2a〜2iをデジタ
ル変換ののち処理を施して表示させる計測部10Bと、
結果の表示のためのディスプレイ装置22を備えて構成
される。
The evaluation apparatus 1B for an oxide film of a semiconductor device according to the third embodiment comprises a plurality of probes 2A to 2I each of which has mercury 3 dropped at the tip and a plurality of output signals 2a obtained from the probes 2A to 2I. A measuring unit 10B for selecting and processing one of the signals 30 to 2i, processing the measured signals 2a to 2i after digital conversion, and displaying the processed signals.
It comprises a display device 22 for displaying the result.

【0047】複数本のプローブ2A〜2Iは、各先端
を、ウエハー50の表面に形成されている酸化膜51
の、着目する各部分すなわち各被評価部分に当接させる
ことにより、滴装する水銀3を各々のノズルから出し
て、酸化膜51の各被評価部分に接触させて各電極とす
る。この水銀3で構成される電極から得られる電気信号
は、プローブ2A〜2I内の(図示されない)回路で処
理されるか、あるいは直接に、プローブ出力信号2a〜
2iとしてマルチプレクサ30に入力される。
Each of the plurality of probes 2A to 2I has an end formed with an oxide film 51 formed on the surface of the wafer 50.
By contacting each portion of interest, that is, each portion to be evaluated, the mercury 3 to be dropped is taken out from each nozzle and brought into contact with each portion to be evaluated of the oxide film 51 to form each electrode. The electric signal obtained from the electrode composed of the mercury 3 is processed by a circuit (not shown) in the probes 2A to 2I or directly output from the probe output signals 2a to 2I.
2i is input to the multiplexer 30.

【0048】マルチプレクサ30は所定の時間差で、こ
れらの出力信号2a〜2iを切り換え、一信号づつ順に
送り出す。送りだされた信号は、ADコンバータ13に
よりデジタル変換されてデジタル値となり、順に処理さ
れることになる。またマルチプレクサ30の切り換えタ
イミングは、後述するように計測部10Bから、切換信
号20aとしてマルチプレクサ30に与えられる。
The multiplexer 30 switches these output signals 2a to 2i with a predetermined time difference and sends out the signals one by one in order. The sent signal is converted into a digital value by the AD converter 13 and converted into a digital value, which is sequentially processed. The switching timing of the multiplexer 30 is provided to the multiplexer 30 as a switching signal 20a from the measuring unit 10B as described later.

【0049】計測部10Bは、本実施形態ではマイクロ
コンピュータで構成され、その内部は、共通バスにそれ
ぞれ接続されたCPU11、ADコンバータ13、RO
M14B、インタフェース20を備える。さらに、共通
バスにはディスプレイ装置22が接続される。また、図
中に記載されていないRAMや不揮発性メモリ等を備え
て構成することもできる。
In the present embodiment, the measuring unit 10B is constituted by a microcomputer, and the inside thereof includes a CPU 11, an AD converter 13, and an RO connected to a common bus, respectively.
M14B, an interface 20 is provided. Further, a display device 22 is connected to the common bus. Further, a configuration including a RAM, a non-volatile memory, and the like, which are not illustrated in the drawing, may be provided.

【0050】ROM14Bには、プローブ出力信号処理
手段15、パターン編成手段17、マルチプレクサ制御
手段18が、いずれもCPU11の実行可能なプログラ
ム形式で格納されている。また、ROM14にはこの他
に、図中に記載されていない制御モニタ等の手段が格納
されている。
The ROM 14B stores the probe output signal processing means 15, the pattern organization means 17, and the multiplexer control means 18, all in the form of a program executable by the CPU 11. The ROM 14 also stores other means such as a control monitor not shown in the figure.

【0051】プローブ出力信号処理手段15は、デジタ
ル値となったプローブ出力信号2a〜2iに、例えば正
規化等の処理を施して表示に適する数値に整える構成と
なっている。
The probe output signal processing means 15 is configured to apply, for example, a process such as normalization to the probe output signals 2a to 2i, which have become digital values, to adjust them to numerical values suitable for display.

【0052】パターン編成手段17は、前記のプローブ
出力信号処理手段15により処理が施された数値に基づ
き、ディスプレイ装置22による表示に適するデータに
編成する。
The pattern organizing means 17 organizes data suitable for display by the display device 22 based on the numerical values processed by the probe output signal processing means 15.

【0053】マルチプレクサ制御手段18は、マルチプ
レクサ30の切換タイミングを制御する切換信号20a
を発生させ、この切換信号20aをインタフェース20
を介してマルチプレクサ30に与える。この切換信号2
0aの発生タイミングは、ADコンバータ13の所要処
理時間を考慮して予め決定される。
The multiplexer control means 18 has a switching signal 20a for controlling the switching timing of the multiplexer 30.
And the switching signal 20a is transmitted to the interface 20.
To the multiplexer 30. This switching signal 2
The generation timing of 0a is determined in advance in consideration of the required processing time of the AD converter 13.

【0054】つぎに動作を説明する。測定開始におい
て、まずプローブ2A〜2Iを、酸化膜51の各被評価
部分に接触させる。マルチプレクサ30は、最初は例え
ばプローブ2Aからのプローブ出力2aをADコンバー
タ13に出力し、プローブ出力2aは、ADコンバータ
13を経てデジタル値となる。
Next, the operation will be described. At the start of the measurement, first, the probes 2A to 2I are brought into contact with the respective portions to be evaluated of the oxide film 51. The multiplexer 30 first outputs, for example, the probe output 2a from the probe 2A to the AD converter 13, and the probe output 2a becomes a digital value via the AD converter 13.

【0055】CPU11は、プローブ出力信号処理手段
15を実行してプローブ出力2aを処理する。ついでC
PU11はマルチプレクサ制御手段18を実行して切換
信号20aを発生させ、マルチプレクサ30を切換え
る。この結果、マルチプレクサ30はプローブ2Bから
のプローブ出力2bをADコンバータ13に出力し、プ
ローブ出力2bは、ADコンバータ13を経てデジタル
値となる。
The CPU 11 executes the probe output signal processing means 15 to process the probe output 2a. Then C
The PU 11 executes the multiplexer control means 18 to generate the switching signal 20a, and switches the multiplexer 30. As a result, the multiplexer 30 outputs the probe output 2b from the probe 2B to the AD converter 13, and the probe output 2b becomes a digital value via the AD converter 13.

【0056】CPU11は、プローブ出力信号処理手段
15を実行してプローブ出力2bを処理する。ついでC
PU11はマルチプレクサ制御手段18を実行して切換
信号20aを発生させ、マルチプレクサ30を切換え
る。
The CPU 11 executes the probe output signal processing means 15 to process the probe output 2b. Then C
The PU 11 executes the multiplexer control means 18 to generate the switching signal 20a, and switches the multiplexer 30.

【0057】以下、同様の動作を反復して、複数本のプ
ローブすべてのプローブ出力の処理が為されると、CP
U11はパターン編成手段17を実行する。パターン編
成手段17の実行により、複数本のプローブの測定結果
は、ディスプレイ装置22による表示に適するデータに
編成される。
Hereinafter, when the same operation is repeated to process the probe outputs of all the plurality of probes, the CP
U11 executes the pattern knitting means 17. By executing the pattern knitting means 17, the measurement results of the plurality of probes are knitted into data suitable for display by the display device 22.

【0058】図5は、前記のようにして処理されたデー
タがパターン編成手段17によって画面表示された一例
を示す。同図に示されるように、画面80には斜視図状
に半導体ウエハーが表示され、その酸化膜上の、複数本
のプローブによって測定された各被評価部分に相当する
位置に、出力値V1〜V9が棒グラフで表示されてい
る。
FIG. 5 shows an example in which the data processed as described above is displayed on the screen by the pattern organizing means 17. As shown in the figure, a semiconductor wafer is displayed in a perspective view on a screen 80, and output values V1 to V1 are provided at positions on the oxide film corresponding to the portions to be evaluated measured by a plurality of probes. V9 is displayed as a bar graph.

【0059】この画面80の表示では、出力値V1〜V
9のうちで、規定値を外れたV2とV9が、規定値に入
った他の出力値例えばV1とは異なる色で表示されてい
る。このような画面構成とすることによって、不良部分
の有無および各不良部分が、一目瞭然にされ、評価が極
めて容易になる。
In the display of the screen 80, the output values V1 to V
Among 9, the output values V2 and V9 that are out of the specified value are displayed in a different color from the other output values that are within the specified value, for example, V1. With such a screen configuration, the presence / absence of a defective portion and each defective portion are made clear at a glance, and the evaluation becomes extremely easy.

【0060】また図6は、他の画面表示の例を示す。同
図に示されるように、画面81には半導体ウエハーの上
面図が表示され、その酸化膜上の、複数本のプローブに
よって測定された各被評価部分に相当する位置に、出力
値V1〜V9が数値で表示されている。前記の画面表示
の例と同様に、規定値を外れた数値を特別な表現で表示
する構成とすることも可能である。
FIG. 6 shows another example of screen display. As shown in the figure, a top view of a semiconductor wafer is displayed on a screen 81, and output values V1 to V9 are displayed on the oxide film at positions corresponding to respective evaluated portions measured by a plurality of probes. Is displayed as a numerical value. As in the case of the above-described screen display, it is also possible to adopt a configuration in which a numerical value outside the specified value is displayed in a special expression.

【0061】前記のように、本実施形態によれば、各プ
ローブの各電極から得る各測定信号に基づき同時に多点
測定して評価する構成であるから、大面積の酸化膜の多
点測定を瞬時に一挙に実行することができ、よって評価
作業の生産性を飛躍的に改善することができるものであ
る。
As described above, according to the present embodiment, since the multipoint measurement is performed at the same time based on each measurement signal obtained from each electrode of each probe and the evaluation is performed, the multipoint measurement of a large-area oxide film is performed. It can be executed instantaneously and at a glance, thereby dramatically improving the productivity of the evaluation work.

【0062】図7は、本発明に係る半導体装置の酸化膜
の評価装置の第4の実施形態のブロック構成図である。
なお同図で、前記実施形態におけると同じ部分には前記
と同一符号を付けて説明は省略される。以下、同図に基
づき、第4の実施形態の評価装置を説明する。
FIG. 7 is a block diagram of a fourth embodiment of the apparatus for evaluating an oxide film of a semiconductor device according to the present invention.
In the figure, the same parts as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Hereinafter, an evaluation device according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG.

【0063】第4の実施形態である半導体装置の酸化膜
の評価装置1Cは、複数本のプローブ2A〜2Iと、マ
ルチプレクサ30と、複数本のプローブ2A〜2Iが取
付けられて、これら複数本のプローブ2A〜2Iを同期
させて自動的に移動させる駆動機構31と、各プローブ
2A〜2Iの測定信号2a〜2iをデジタル変換ののち
処理を施して表示させる計測部10Cと、結果を記録さ
せる、インタフェース内蔵型ののためのマルチペンレコ
ーダ21Aを備えて構成される。
The evaluation apparatus 1C for an oxide film of a semiconductor device according to the fourth embodiment comprises a plurality of probes 2A to 2I, a multiplexer 30, and a plurality of probes 2A to 2I. A drive mechanism 31 for automatically moving the probes 2A to 2I in synchronization with each other, a measuring unit 10C for performing processing after digitally converting the measurement signals 2a to 2i of the probes 2A to 2I and displaying the results, and recording the results. A multi-pen recorder 21A for a built-in interface is provided.

【0064】計測部10CはROM14Cを備えるマイ
クロコンピュータで構成される。ROM14C中には、
プローブ出力信号処理手段15、パターン編成手段1
7、マルチプレクサ制御手段18に加えて、駆動機構3
1の動作を制御する駆動機構制御手段19が、いずれも
CPU11の実行可能なプログラム形式で格納されてい
る。
The measuring section 10C is constituted by a microcomputer having a ROM 14C. In ROM14C,
Probe output signal processing means 15, pattern knitting means 1
7. In addition to the multiplexer control means 18, the driving mechanism 3
Each of the drive mechanism control means 19 for controlling the operation 1 is stored in a program format executable by the CPU 11.

【0065】駆動機構制御手段19は、駆動機構31の
動作を制御する制御信号20bを、インタフェース20
を介して駆動機構31に与える構成となっている。
The drive mechanism control means 19 transmits a control signal 20 b for controlling the operation of the drive mechanism 31 to the interface 20.
To the drive mechanism 31 via the.

【0066】駆動機構31の構成例を、図8の正面図に
示す。またその上面図を図9に示す。この構成例では、
複数本のプローブ2A〜2Iが円板状のフレーム32の
下端面に固定位置で取付けられ、フレーム32の上端面
には偏心ピン33が峻立して設けられている。またフレ
ーム32は、既存のXYテーブルの土台と同等な、図示
されない構成のレール等によって、XY方向に移動自在
に、しかもそれ自身は回転不可に構成されているものと
する。
An example of the structure of the drive mechanism 31 is shown in the front view of FIG. FIG. 9 shows a top view thereof. In this configuration example,
A plurality of probes 2A to 2I are mounted at fixed positions on the lower end surface of a disc-shaped frame 32, and an eccentric pin 33 is provided on the upper end surface of the frame 32 in an upright manner. The frame 32 is configured to be movable in the X and Y directions by a rail or the like (not shown) equivalent to the base of the existing XY table, and is not rotatable by itself.

【0067】フレーム32の上方にはサーボモータ35
が固設され、サーボモータ35の軸にはガイド円板34
が取付けられている。ガイド円板34の偏心位置にはガ
イド孔34aが設けられ、ガイド孔34aに前記フレー
ム32の偏心ピン33が、摺動自在に嵌挿されている。
A servo motor 35 is provided above the frame 32.
The guide disk 34 is fixed to the axis of the servomotor 35.
Is installed. A guide hole 34a is provided at an eccentric position of the guide disk 34, and an eccentric pin 33 of the frame 32 is slidably fitted in the guide hole 34a.

【0068】固設されているサーボモータ35が回転す
ると、ガイド円板34も回転し、偏心位置にあるガイド
孔34aは軸を中心とする円を描いて移動する。これに
伴い、摺動自在に嵌挿されている偏心ピン33も円を描
いて移動し、よってフレーム32ならびにフレーム32
に取付けられた複数本のプローブ2A〜2Iが円を軌跡
として移動することになる。
When the fixed servo motor 35 rotates, the guide disk 34 also rotates, and the guide hole 34a at the eccentric position moves in a circle around the axis. Along with this, the eccentric pin 33 slidably inserted also moves in a circle, so that the frame 32 and the frame 32
Are moved along a circle as a trajectory.

【0069】図11は、各プローブのこのような円状の
移動軌跡を説明する図である。各プローブの円状移動に
ともない、酸化膜上の水銀3は図示されるように移動
し、この結果、水銀3の直径を幅とするリング状の領域
が掃引で測定されることになる。
FIG. 11 is a diagram for explaining such a circular movement locus of each probe. With the circular movement of each probe, the mercury 3 on the oxide film moves as shown, and as a result, a ring-shaped region whose width is the diameter of the mercury 3 is measured by sweeping.

【0070】また、駆動機構31をXYテーブルとして
構成することも可能である。この場合は、図12に示さ
れるような、直線で構成された蛇行状の掃引軌跡をとる
ようにでき、空きがない充填状態の掃引が可能になる。
The driving mechanism 31 can be configured as an XY table. In this case, as shown in FIG. 12, a meandering sweep trajectory constituted by a straight line can be taken, and sweeping in a filled state with no space can be performed.

【0071】図7に戻って、この評価装置1Cの動作を
説明すると、駆動機構31に取付けられたプローブ2A
〜2Iが酸化膜51の着目する最初の被評価部分に接す
るよう配置された状態で、計測が開始される。
Returning to FIG. 7, the operation of the evaluation device 1C will be described. The probe 2A attached to the drive mechanism 31
The measurement is started in a state where .about.2I are arranged so as to be in contact with the first evaluated portion of the oxide film 51.

【0072】CPU11は、駆動機構制御手段19を実
行して駆動機構31を駆動制御しつつ、ソフトウエアに
より駆動されるソフトウエアタイマーに基づく所定イン
タバル毎にプローブ出力信号処理手段15を実行し、さ
らに1個のプローブ出力信号を処理すると、マルチプレ
クサ制御手段18を実行してマルチプレクサ30を切換
制御する。
The CPU 11 executes the driving mechanism control means 19 to control the driving of the driving mechanism 31 and, at the same time, executes the probe output signal processing means 15 at predetermined intervals based on a software timer driven by software. When one probe output signal is processed, the multiplexer control means 18 is executed to switch and control the multiplexer 30.

【0073】これにより、複数本のプローブ2A〜2I
は同期して自動的に、例えば前記の円状の掃引軌跡に沿
って移動し、この移動途中にあって所定の時間間隔毎に
各プローブのサンプリングがなされる。
Thus, the plurality of probes 2A to 2I
Moves automatically, for example, along the above-mentioned circular sweep locus, and sampling of each probe is performed at predetermined time intervals during the movement.

【0074】このようにして得られた計測結果は、連続
してマルチペンレコーダ21Aに記録される。円軌跡に
基づく各プローブの出力値の例を、図10に示す。同図
のように、回転角が0〜2πラジアンの間に、複数回の
サンプリングが各プローブ毎になされ、各位置の出力デ
ータが自動的にプロットされていく。同図のケースで
は、プローブ2Bの、回転角πラジアン前後Wの位置の
酸化膜が規定値を外れていることがわかる。
The measurement results obtained in this manner are continuously recorded on the multi-pen recorder 21A. FIG. 10 shows an example of the output value of each probe based on the circular locus. As shown in the figure, a plurality of samplings are performed for each probe while the rotation angle is between 0 and 2π radians, and output data at each position is automatically plotted. In the case shown in the figure, it can be seen that the oxide film of the probe 2B at a position at a rotation angle of about π radians W is out of the specified value.

【0075】前記のように、本実施形態によれば、複数
本のプローブによる多点の測定と評価を迅速に実行する
ことが可能になり、さらに測定を自動化できるから、操
作の信頼性が向上し、測定時間を短縮できて酸化膜評価
を低コストで実現することができる。さらに、大面積の
酸化膜の多点測定をさらに広範囲にわたりもれなく掃引
することが可能となり、よって評価作業の生産性を飛躍
的に改善することができる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to quickly perform multipoint measurement and evaluation using a plurality of probes, and furthermore, it is possible to automate the measurement, thereby improving the reliability of operation. However, the measurement time can be reduced, and the oxide film evaluation can be realized at low cost. Further, it is possible to sweep the multi-point measurement of the oxide film having a large area over a wider range without fail, thereby dramatically improving the productivity of the evaluation work.

【0076】[0076]

【発明の効果】以上述べたように、本発明の請求項1に
係る半導体装置の酸化膜の評価方法は、プローブの滴装
する水銀が酸化膜に接触した状態を維持しつつ、プロー
ブを半導体基盤上で連続的に移動させることにより、大
面積の酸化膜を連続的に測定して評価する構成とされる
から、試料作成時間が短縮でき、また操作性に優れて短
時間の測定と評価が可能であり、よって超LSIなど半
導体装置製造の歩留まり向上に寄与することができる。
As described above, according to the method for evaluating an oxide film of a semiconductor device according to the first aspect of the present invention, the probe is connected to the semiconductor device while maintaining the state in which the mercury dropped by the probe is in contact with the oxide film. By moving continuously on the substrate, a large area oxide film is continuously measured and evaluated, so that the sample preparation time can be shortened, and the operability is excellent, and the measurement and evaluation can be performed in a short time. Therefore, it is possible to contribute to an improvement in the yield of manufacturing a semiconductor device such as an VLSI.

【0077】本発明の請求項2に係る半導体装置の酸化
膜の評価装置は、滴装する水銀を電極とするプローブ
と、電極から得る電気信号に基づき、所定の時間間隔毎
に計測を反復する計測部とを備えて構成されるから、操
作性に優れて短時間に多くの被評価部分の測定と評価が
可能となり、よって半導体装置の製造工程における歩留
まり向上に寄与することができるという効果がある。
According to a second aspect of the present invention, an apparatus for evaluating an oxide film of a semiconductor device repeats measurement at predetermined time intervals based on a probe using mercury to be dropped as an electrode and an electric signal obtained from the electrode. Since it is configured to include a measurement unit, it is possible to measure and evaluate many evaluated portions in a short time with excellent operability, and thus to contribute to an improvement in the yield in the semiconductor device manufacturing process. is there.

【0078】本発明の請求項3に係る半導体装置の酸化
膜の評価装置は、前記のプローブを移動させる駆動機構
を備え、さらに前記の計測部が駆動機構の移動を制御す
る手段を兼ね備えたものであるから、測定が自動化で
き、操作の信頼性が向上するとともに、測定時間を短縮
できて低コストの評価を実現できるという効果がある。
An apparatus for evaluating an oxide film of a semiconductor device according to a third aspect of the present invention includes a drive mechanism for moving the probe, and the measuring unit also has a means for controlling the movement of the drive mechanism. Therefore, there is an effect that the measurement can be automated, the reliability of the operation can be improved, the measurement time can be shortened, and a low-cost evaluation can be realized.

【0079】本発明の請求項4に係る半導体装置の酸化
膜の評価方法は、プローブを複数本用い、各プローブの
水銀が酸化膜の各被評価部分に接触した状態で、各プロ
ーブの各電極から得る各電気信号に基づき同時に多点測
定して評価する構成であるから、大面積の酸化膜の多点
測定を瞬時に一挙に実行することができ、よって評価作
業の生産性を飛躍的に改善することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for evaluating an oxide film of a semiconductor device, comprising the steps of: The multi-point measurement of the large-area oxide film can be performed instantaneously at a glance, and the productivity of the evaluation work can be dramatically improved. Can be improved.

【0080】本発明の請求項5に係る半導体装置の酸化
膜の評価方法は、プローブを複数本用い、各プローブの
各水銀が酸化膜に接触した状態を維持しつつ、各プロー
ブを半導体基盤上で同期させて連続的に移動させること
により、大面積の酸化膜を連続的に測定して評価する構
成であるから、複数本のプローブそれぞれが大面積の酸
化膜を掃引することによって、被評価部分をさらに広範
囲とでき、しかも複数の被評価部分から一挙に複数の測
定結果が得られるので、さらに生産性の高い評価作業を
実現できるという効果がある。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for evaluating an oxide film of a semiconductor device, wherein a plurality of probes are used and each probe is placed on a semiconductor substrate while maintaining a state where each mercury of each probe is in contact with the oxide film. In this configuration, large-area oxide films are continuously measured and evaluated by continuously moving them in synchronization with each other. Since the portion can be made wider, and a plurality of measurement results can be obtained at once from a plurality of evaluated portions, there is an effect that an evaluation operation with higher productivity can be realized.

【0081】本発明の請求項6に係る半導体装置の酸化
膜の評価方法は、各プローブの移動を、曲線に沿ってな
す構成としたものであるから、各プローブが広い範囲の
被評価部分を掃引することが可能となり、大面積の評価
が容易にできるという効果がある。
In the method for evaluating an oxide film of a semiconductor device according to claim 6 of the present invention, each probe is moved along a curve, so that each probe covers a wide range of the portion to be evaluated. Sweep can be performed, and there is an effect that evaluation of a large area can be easily performed.

【0082】本発明の請求項7に係る半導体装置の酸化
膜の評価方法は、各プローブの移動を、直線に沿ってな
す構成としたものであるから、各プローブが広い範囲の
被評価部分をもれなく掃引することが可能となり、大面
積にわたる評価が容易にできるという効果がある。
In the method for evaluating an oxide film of a semiconductor device according to claim 7 of the present invention, the movement of each probe is made along a straight line. Sweep can be performed without omission, and there is an effect that evaluation over a large area can be easily performed.

【0083】本発明の請求項8に係る半導体装置の酸化
膜の評価装置は、滴装する水銀を電極とする複数本のプ
ローブと、各電極から得る電気信号に基づき、同時に多
点計測する計測部とを備えて構成されたものであるか
ら、多点の測定と評価を迅速に実行することが可能にな
る。
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided an apparatus for evaluating an oxide film of a semiconductor device, comprising: a plurality of probes using mercury to be dropped as electrodes; Since it is configured to include a unit, it is possible to quickly execute multi-point measurement and evaluation.

【0084】本発明の請求項9に係る半導体装置の酸化
膜の評価装置は、前記の計測部が各電極から得る電気信
号に基づき、所定の時間間隔毎に計測を反復する制御手
段を備えて構成されたものであるから、操作性に優れて
短時間に多くの被評価部分の連続測定と評価が可能とな
り、よって半導体装置の製造工程における歩留まり向上
に寄与することができるという効果がある。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided an oxide film evaluation apparatus for a semiconductor device, comprising a control means for repeating the measurement at predetermined time intervals based on an electric signal obtained from each electrode by the measuring unit. Since it is configured, it is excellent in operability, enables continuous measurement and evaluation of many evaluated parts in a short time, and thus has the effect of contributing to an improvement in the yield in the semiconductor device manufacturing process.

【0085】本発明の請求項10に係る半導体装置の酸
化膜の評価装置は、複数本のプローブが取付けられた駆
動機構を備え、前記の計測部は駆動機構の移動を制御す
る手段を備えて構成されたものであるから、大面積の酸
化膜の多点測定をさらに広範囲に実行することができ、
よって評価作業の生産性を飛躍的に改善することができ
る。
According to a tenth aspect of the present invention, an apparatus for evaluating an oxide film of a semiconductor device includes a driving mechanism having a plurality of probes mounted thereon, and the measuring section includes a means for controlling movement of the driving mechanism. Since it is configured, multi-point measurement of a large-area oxide film can be performed over a wider range,
Therefore, the productivity of the evaluation work can be dramatically improved.

【0086】本発明の請求項11に係る半導体装置の酸
化膜の評価装置は、前記の駆動機構が各プローブを曲線
に沿って同期して移動させる構成としたものであるか
ら、各プローブが広い範囲の被評価部分を掃引すること
が可能となり、大面積の連続測定と評価が容易にできる
という効果がある。
According to the apparatus for evaluating an oxide film of a semiconductor device according to the eleventh aspect of the present invention, since the driving mechanism is configured to move each probe in synchronization with a curve, each probe is wide. The portion to be evaluated in the range can be swept, and there is an effect that continuous measurement and evaluation of a large area can be easily performed.

【0087】本発明の請求項12に係る半導体装置の酸
化膜の評価装置は、前記の駆動機構が各プローブを直線
に沿って同期して移動させる構成としたものであるか
ら、各プローブが広い範囲の被評価部分をもれなく掃引
することが可能となり、大面積にわたる連続測定と評価
が容易に実行できるという効果がある。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the apparatus for evaluating an oxide film of a semiconductor device, the driving mechanism is configured to move the respective probes synchronously along a straight line. The portion to be evaluated in the range can be completely swept, and there is an effect that continuous measurement and evaluation over a large area can be easily performed.

【0088】前記のように本発明に係る評価方法および
評価装置によって、例えば従来の評価技術におけるよう
な、酸化膜を表面に形成した半導体ウエハー上にさらに
電極を形成するといった操作が必要なく、さらにまた水
銀プローブを用いた測定においても、従来のように時間
を要することがなく、しかも低コストで評価がなされ、
よって評価作業の生産性を大幅に向上させることが可能
になる。
As described above, the evaluation method and the evaluation apparatus according to the present invention do not require the operation of forming an electrode on a semiconductor wafer having an oxide film formed on the surface thereof as in the conventional evaluation technique. Also, in the measurement using a mercury probe, evaluation is performed at a low cost without requiring time as in the past,
Therefore, the productivity of the evaluation work can be significantly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る半導体装置の酸化膜の評価装置の
第1の実施形態のブロック構成図である。
FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of a device for evaluating an oxide film of a semiconductor device according to the present invention.

【図2】本発明に係る半導体装置の酸化膜の評価装置の
第2の実施形態のブロック構成図である。
FIG. 2 is a block diagram of a second embodiment of an evaluation apparatus for an oxide film of a semiconductor device according to the present invention.

【図3】本発明に係る半導体装置の酸化膜の評価装置の
出力値の例図である。
FIG. 3 is an example of output values of an evaluation device for an oxide film of a semiconductor device according to the present invention.

【図4】本発明に係る半導体装置の酸化膜の評価装置の
第3の実施形態のブロック構成図である。
FIG. 4 is a block diagram of a third embodiment of an evaluation apparatus for an oxide film of a semiconductor device according to the present invention.

【図5】図4に示す第3の実施形態の評価装置による出
力画面の例図である。
FIG. 5 is an example of an output screen of the evaluation device according to the third embodiment shown in FIG. 4;

【図6】図4に示す第3の実施形態の評価装置による他
の出力画面の例図である。
FIG. 6 is an example of another output screen by the evaluation device of the third embodiment shown in FIG. 4;

【図7】本発明に係る半導体装置の酸化膜の評価装置の
第4の実施形態のブロック構成図である。
FIG. 7 is a block diagram of a fourth embodiment of a device for evaluating an oxide film of a semiconductor device according to the present invention.

【図8】本発明に係る半導体装置の酸化膜の評価装置に
適用される駆動機構の例の正面図である。
FIG. 8 is a front view of an example of a driving mechanism applied to the oxide film evaluation device of the semiconductor device according to the present invention.

【図9】図8に示す駆動機構の上面図である。FIG. 9 is a top view of the drive mechanism shown in FIG.

【図10】図7に示す第4の実施形態の評価装置による
出力結果の例図である。
FIG. 10 is an example of an output result by the evaluation device of the fourth embodiment shown in FIG. 7;

【図11】本発明に係る半導体装置の酸化膜の評価装置
に適用される駆動機構によるプローブの移動軌跡例の説
明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram of an example of a movement locus of a probe by a drive mechanism applied to the oxide film evaluation device of the semiconductor device according to the present invention.

【図12】本発明に係る半導体装置の酸化膜の評価装置
に適用される駆動機構によるプローブの他の移動軌跡例
の説明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram of another example of the movement locus of the probe by the drive mechanism applied to the oxide film evaluation device of the semiconductor device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1……本発明に係る半導体装置の酸化膜の評価装置、2
……プローブ、2a…プローブ出力、3……水銀、4…
…掃引軌跡、10……計測部、11……CPU、12…
…ハードウエアタイマ、12a……インタラプト信号、
13……ADコンバータ、14……ROM、15……プ
ローブ出力信号処理手段、20……インタフェース、2
1……ペンレコーダ、50……表面に酸化膜を形成した
ウエハー、51……酸化膜。
1 .... Evaluation device for oxide film of semiconductor device according to the present invention, 2.
…… Probe, 2a… Probe output, 3… Mercury, 4…
... Sweep locus, 10 ... Measurement unit, 11 ... CPU, 12 ...
... hardware timer, 12a ... interrupt signal,
13 AD converter, 14 ROM, 15 probe output signal processing means, 20 interface, 2
1 ... Pen recorder, 50 ... Wafer with oxide film formed on the surface, 51 ... Oxide film.

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 水銀を滴装するプローブを用いて前記水
銀を半導体基盤上に形成された酸化膜の被評価部分に接
触させて電極となし、前記電極から得る電気信号に基づ
いて前記被評価部分の特性を評価する、半導体基盤上に
形成された酸化膜の評価方法において、 前記プローブの前記水銀が前記酸化膜に接触した状態を
維持しつつ、前記プローブを前記半導体基盤上で連続的
に移動させることにより、大面積の酸化膜を連続的に測
定して評価する構成とされたことを特徴とする半導体装
置の酸化膜の評価方法。
An electrode is formed by bringing said mercury into contact with a portion to be evaluated of an oxide film formed on a semiconductor substrate using a probe for dropping mercury thereon, and said mercury is evaluated based on an electric signal obtained from said electrode. Evaluating the characteristics of the portion, in the method of evaluating an oxide film formed on a semiconductor substrate, while continuously maintaining the state where the mercury of the probe is in contact with the oxide film, the probe continuously on the semiconductor substrate A method for evaluating an oxide film of a semiconductor device, characterized in that a large-area oxide film is continuously measured and evaluated by being moved.
【請求項2】 滴装する水銀を電極とするプローブと、
前記電極から得る電気信号に基づき、所定の時間間隔毎
に計測を反復する計測部とを備えて構成されたことを特
徴とする半導体装置の酸化膜の評価装置。
2. A probe using mercury to be dropped as an electrode,
An evaluation device for evaluating an oxide film of a semiconductor device, comprising: a measurement unit that repeats measurement at predetermined time intervals based on an electric signal obtained from the electrode.
【請求項3】 前記プローブを移動させる駆動機構を備
え、前記計測部は前記駆動機構の移動を制御する手段を
備えて構成されたことを特徴とする請求項2記載の半導
体装置の酸化膜の評価装置。
3. The oxide film of a semiconductor device according to claim 2, further comprising a driving mechanism for moving said probe, and wherein said measuring unit includes means for controlling movement of said driving mechanism. Evaluation device.
【請求項4】 水銀を滴装するプローブを用いて前記水
銀を半導体基盤上に形成された酸化膜の被評価部分に接
触させて電極となし、前記電極から得る電気信号に基づ
いて前記被評価部分の特性を評価する、半導体基盤上に
形成された酸化膜の評価方法において、 前記プローブを複数本用い、前記各プローブの前記水銀
が前記酸化膜の各被評価部分に接触した状態で、前記各
プローブの各電極から得る各電気信号に基づき同時に多
点測定して評価する構成とされたことを特徴とする半導
体装置の酸化膜の評価方法。
4. An electrode is formed by bringing said mercury into contact with a portion to be evaluated of an oxide film formed on a semiconductor substrate using a probe for dropping mercury, and said mercury is evaluated based on an electric signal obtained from said electrode. In the method for evaluating an oxide film formed on a semiconductor substrate, evaluating a characteristic of a portion, wherein a plurality of the probes are used, and the mercury of each probe is in contact with each portion to be evaluated of the oxide film, A method for evaluating an oxide film of a semiconductor device, wherein a multi-point measurement is performed at the same time based on each electric signal obtained from each electrode of each probe for evaluation.
【請求項5】 前記各プローブの前記各水銀が前記酸化
膜に接触した状態を維持しつつ、前記各プローブを前記
半導体基盤上で同期させて連続的に移動させることによ
り、大面積の酸化膜を連続的に測定して評価する構成と
されたことを特徴とする請求項4記載の半導体装置の酸
化膜の評価方法。
5. A large-area oxide film by continuously moving each probe in synchronization with the semiconductor substrate while keeping the mercury of each probe in contact with the oxide film. 5. The method for evaluating an oxide film of a semiconductor device according to claim 4, wherein said method is configured to continuously measure and evaluate.
【請求項6】 前記各プローブの移動は、曲線に沿って
なされる構成とされたことを特徴とする請求項5記載の
半導体装置の酸化膜の評価方法。
6. The method for evaluating an oxide film of a semiconductor device according to claim 5, wherein the movement of each probe is performed along a curve.
【請求項7】 前記各プローブの移動は、直線に沿って
なされる構成とされたことを特徴とする請求項5記載の
半導体装置の酸化膜の評価方法。
7. The method for evaluating an oxide film of a semiconductor device according to claim 5, wherein the movement of each probe is performed along a straight line.
【請求項8】 滴装する水銀を電極とする複数本のプロ
ーブと、前記各電極から得る電気信号に基づき、同時に
多点計測する計測部とを備えて構成されたことを特徴と
する半導体装置の酸化膜の評価装置。
8. A semiconductor device comprising: a plurality of probes each having mercury as an electrode to be dropped thereon; and a measuring unit for simultaneously performing multipoint measurement based on electric signals obtained from each of the electrodes. Oxide film evaluation device.
【請求項9】 前記計測部は前記各電極から得る電気信
号に基づき、所定の時間間隔毎に計測を反復する制御手
段を備えて構成されたことを特徴とする請求項8記載の
半導体装置の酸化膜の評価装置。
9. The semiconductor device according to claim 8, wherein said measurement unit includes a control unit that repeats measurement at predetermined time intervals based on an electric signal obtained from each of said electrodes. Oxide film evaluation device.
【請求項10】 前記各プローブが取付けられた駆動機
構を備え、前記計測部は前記駆動機構の移動を制御する
手段を備えて構成されたことを特徴とする請求項8また
は9記載の半導体装置の酸化膜の評価装置。
10. The semiconductor device according to claim 8, further comprising a driving mechanism to which each of said probes is attached, and wherein said measuring unit includes means for controlling movement of said driving mechanism. Oxide film evaluation device.
【請求項11】 前記駆動機構は、前記各プローブを曲
線に沿って同期して移動させる構成とされたことを特徴
とする請求項10記載の半導体装置の酸化膜の評価装
置。
11. The apparatus for evaluating an oxide film of a semiconductor device according to claim 10, wherein said drive mechanism is configured to move each of said probes synchronously along a curve.
【請求項12】 前記駆動機構は、前記各プローブを直
線に沿って同期して移動させる構成とされたことを特徴
とする請求項10記載の半導体装置の酸化膜の評価装
置。
12. The apparatus according to claim 10, wherein the driving mechanism is configured to move the probes synchronously along a straight line.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2001267385A (en) * 2000-03-21 2001-09-28 Oki Electric Ind Co Ltd Evaluation method for semiconductor wafer
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