JPH11287775A - Method and device for evaluating crystal defect - Google Patents
Method and device for evaluating crystal defectInfo
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- JPH11287775A JPH11287775A JP9116598A JP9116598A JPH11287775A JP H11287775 A JPH11287775 A JP H11287775A JP 9116598 A JP9116598 A JP 9116598A JP 9116598 A JP9116598 A JP 9116598A JP H11287775 A JPH11287775 A JP H11287775A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の解析方
法、特に結晶欠陥評価方法および結晶欠陥評価装置に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for analyzing a semiconductor device, and more particularly to a method and apparatus for evaluating a crystal defect.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体装置製造技術の中で用いられてい
る技術にイオン注入技術がある。イオン注入技術は、導
入不純物元素をイオン化した後、質量分析器によって選
別し、電界エネルギーで加速することによって、半導体
基板に必要な不純物を所望の注入量と加速エネルギーと
で導入する技術である。このイオン注入の後、所定の温
度と時間とで熱処理を行うことによって、所望の導電型
や導電率の不純物分布を形成することが、半導体装置製
造技術の中で行われている。このイオン注入とその後の
熱処理によって形成される欠陥(結晶欠陥)は、半導体
装置の接合リーク不良という重大な問題を引き起こすた
め、イオン注入によって引き起こされた欠陥の密度や電
気的特性を評価する必要がある。2. Description of the Related Art There is an ion implantation technique as a technique used in a semiconductor device manufacturing technique. The ion implantation technique is a technique of introducing a necessary impurity into a semiconductor substrate at a desired implantation amount and acceleration energy by ionizing an introduced impurity element, selecting the impurity element by a mass analyzer, and accelerating the element by electric field energy. After the ion implantation, a heat treatment is performed at a predetermined temperature and for a predetermined time to form an impurity distribution having a desired conductivity type and conductivity in the semiconductor device manufacturing technology. Defects (crystal defects) formed by the ion implantation and the subsequent heat treatment cause a serious problem of poor junction leakage of the semiconductor device. Therefore, it is necessary to evaluate the density and electrical characteristics of the defects caused by the ion implantation. is there.
【0003】従来、欠陥の密度の評価方法としては、通
常、ライト(Wright Jenkins)エッチン
グ、ジルトル(Sirtle)エッチング、セコ(Se
cco)エッチングで知られる湿式エッチング法によっ
て、欠陥を試料表面の凹凸情報として顕在化させ、大き
さや分布状況(欠陥密度)を計測していた。[0003] Conventionally, as a method of evaluating the density of defects, usually, a light Jenkins etching, a Siltle etching, a seco (Se) are used.
cco) By using a wet etching method known as etching, defects are revealed as unevenness information on the sample surface, and the size and distribution (defect density) are measured.
【0004】また、前記イオン注入層に生じた注入欠陥
そのものの評価方法としては、透過型電子顕微鏡法があ
る。この透過型電子顕微鏡法では、どこにどの程度の大
きさのイオン注入欠陥が存在するのかを知ることができ
ない。つまり、透過電子顕微鏡法でイオン注入欠陥を観
察する場合、どこにどの程度の注入欠陥が存在するかを
予め知る必要がある。そのための方法として、半導体装
置が形成してある場合には電気的評価結果から知ること
が可能である。Further, as a method of evaluating the implantation defect itself generated in the ion implantation layer, there is a transmission electron microscope. With this transmission electron microscopy, it is not possible to know where and how large an ion implantation defect exists. That is, when observing ion implantation defects by transmission electron microscopy, it is necessary to know in advance where and how many implantation defects exist. As a method therefor, when a semiconductor device is formed, it can be known from the electrical evaluation result.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半導体
装置の回路構成によっては、どこに欠陥があるかを特定
できない場合もある。また、半導体装置の形成されてい
ない一様な試料表面の場合、なんらかの方法によってイ
オン注入欠陥を特定する必要がある。この場合、上記し
た湿式エッチング法を用いると欠陥の顕在化によって欠
陥を破壊してしまう。また、湿式エッチングによる欠陥
の顕在化技術は、顕在化時のエッチング液の温度、周辺
の明るさによって安定しないこともある。また、近年の
半導体装置の微細化の進行によって、湿式エッチングで
は、湿式エッチングの表面荒れに欠陥が埋もれてしまう
ため、欠陥の観察が困難となる。However, depending on the circuit configuration of the semiconductor device, it may not be possible to identify where the defect exists. In the case of a uniform sample surface on which no semiconductor device is formed, it is necessary to specify an ion implantation defect by some method. In this case, when the above-mentioned wet etching method is used, the defect is destroyed due to the appearance of the defect. In addition, the technique of revealing defects by wet etching may not be stable depending on the temperature of the etchant at the time of revealing and the brightness of the surroundings. In addition, due to the progress of miniaturization of semiconductor devices in recent years, defects are buried in the surface roughness of the wet etching in the wet etching, which makes it difficult to observe the defects.
【0006】本発明はかかる点に鑑み、どこにどの程度
の欠陥、特に半導体製造工程で形成されたイオン注入欠
陥などが存在するかを予め知る方法を提供することを目
的とする。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the foregoing, it is an object of the present invention to provide a method for knowing in advance where and how many defects, particularly ion implantation defects formed in a semiconductor manufacturing process, exist.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、試料と電極と
の間の水溶液に流れる電流量を測定する結晶欠陥評価方
法であって、試料にレーザー光を走査しながら照射して
電流量を測定する結晶欠陥評価方法である。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a crystal defect evaluation method for measuring the amount of current flowing in an aqueous solution between a sample and an electrode. This is a crystal defect evaluation method to be measured.
【0008】本発明では紫外光を試料に照射しながら電
流量を測定することが好ましい。また本発明では水溶液
の温度を調節しながら電流量を測定することが好まし
い。In the present invention, it is preferable to measure the amount of current while irradiating the sample with ultraviolet light. In the present invention, it is preferable to measure the amount of current while adjusting the temperature of the aqueous solution.
【0009】また本発明では試料と電極との間に流れる
電流が交流電流であることが好ましい。In the present invention, the current flowing between the sample and the electrode is preferably an alternating current.
【0010】また本発明では試料は陽極酸化膜を形成、
除去したものであることが好ましい。In the present invention, the sample forms an anodic oxide film,
It is preferable that it has been removed.
【0011】また本発明は、試料と電極との間の水溶液
に流れる電流量を測定する結晶欠陥評価装置であって、
水溶液が入り、電極が設置されたセルと、前記電極に接
続された電源および電流測定装置と、試料にレーザー光
を走査しながら照射する手段と、前記電流測定装置によ
って測定した電流値を表示する手段とを備えた結晶欠陥
評価装置である。[0011] The present invention is also a crystal defect evaluation apparatus for measuring the amount of current flowing in an aqueous solution between a sample and an electrode,
A cell in which an aqueous solution is placed, an electrode is installed, a power supply and a current measuring device connected to the electrode, a means for irradiating a sample with laser light while scanning, and a current value measured by the current measuring device are displayed. Means for evaluating a crystal defect.
【0012】また本発明では紫外光光源を有することが
好ましい。また本発明では水溶液の温度調節手段を有す
ることが好ましい。In the present invention, it is preferable to have an ultraviolet light source. Further, in the present invention, it is preferable to have a means for adjusting the temperature of the aqueous solution.
【0013】本発明は上記のような結晶欠陥評価方法お
よび結晶欠陥評価装置である。半導体基板(試料)にH
e−Neレーザー光を照射すると半導体基板表面の温度
が上昇する。そのため、半導体基板が膨張し、半導体基
板表面が変形する。この変形量は、半導体基板中に導入
された欠陥の密度に依存する。この理由は、結晶中に欠
陥が多いと熱伝導が妨げられ、レーザー光の照射された
領域が局所的に温度が上昇するため、変形量(半導体基
板の厚さ方向長さの増大)が大きくなるためである。一
方、結晶中の欠陥が少ないと熱伝導が妨げられないた
め、レーザー光が照射された領域の温度が上昇が少な
く、変形量(半導体基板の厚さ方向長さの増大)が少な
い。これらの変位量の差を電極、電気伝導性の水溶液、
試料の間を流れる電流の変化として捕える。The present invention is a crystal defect evaluation method and a crystal defect evaluation device as described above. H on the semiconductor substrate (sample)
Irradiation with e-Ne laser light increases the temperature of the semiconductor substrate surface. Therefore, the semiconductor substrate expands, and the surface of the semiconductor substrate deforms. The amount of deformation depends on the density of defects introduced into the semiconductor substrate. The reason for this is that if there are many defects in the crystal, heat conduction is hindered, and the temperature of the region irradiated with the laser light locally rises, so that the amount of deformation (increase in the thickness direction of the semiconductor substrate) is large. It is because it becomes. On the other hand, when the number of defects in the crystal is small, heat conduction is not hindered, so that the temperature of the region irradiated with the laser light is small, and the amount of deformation (increase in the length of the semiconductor substrate in the thickness direction) is small. The difference between these displacements is determined by the
It is captured as a change in the current flowing between the samples.
【0014】このとき、レーザー光を走査し、同期させ
て、測定した電流値を表示することによって密度の二次
元分布として表示することができる。また、欠陥の種類
によっては、レーザー光を照射しただけで電気抵抗が低
く、測定した電流値を表示することによって密度の二次
元分布として同様に表示することができる場合もある。At this time, by scanning the laser beam, synchronizing it, and displaying the measured current value, the density can be displayed as a two-dimensional distribution. Further, depending on the type of defect, the electric resistance may be low only by irradiating the laser beam, and the measured current value may be displayed as a two-dimensional distribution of the density in the same manner.
【0015】また、特定波長、例えば紫外光を試料全面
に照射することによって、レーザー光の走査だけでは電
流値の変化を引き起こすことのできない結晶欠陥も光学
的に励起することによって電流値の変化を引き起こすよ
うになり、結晶欠陥の分布を電流値の変化として検出す
ることができる。Further, by irradiating the entire surface of the sample with a specific wavelength, for example, ultraviolet light, a change in the current value can be reduced by optically exciting crystal defects that cannot cause a change in current value only by scanning with laser light. And the distribution of crystal defects can be detected as a change in current value.
【0016】また、セルの温度調節手段を備えることに
よって、レーザー光の走査だけでは電流値の変化を引き
起こすことのできない結晶欠陥も適当な温度調節を行う
ことによって電流値の変化を引き起こすようになり、結
晶欠陥の分布を電流値の変化として検出することができ
る。Further, by providing the cell temperature adjusting means, a crystal defect which cannot be caused to change its current value only by scanning with a laser beam can be caused to change its current value by performing appropriate temperature adjustment. The distribution of crystal defects can be detected as a change in current value.
【0017】また、試料に陽極酸化膜を形成する工程と
前記陽極酸化膜を除去する工程とを組合せた処理をする
ことによって、結晶学的にまったく損傷を与えることな
く水溶液と結晶欠陥の間に存在する試料を削りとること
ができる。その後、測定を行えば、さらに微小な結晶欠
陥まで検出することができる。ここで述べた陽極酸化法
は室温で良質な陽極酸化膜を水溶液中で形成する方法で
あり、試料に熱的影響を与えることなく酸化膜を形成す
ることができる。Further, by performing a process in which the step of forming the anodic oxide film on the sample and the step of removing the anodic oxide film are combined, the crystallographically damaged aqueous solution and the crystal defect can be completely prevented. Existing samples can be scraped off. Thereafter, by performing measurement, even finer crystal defects can be detected. The anodic oxidation method described here is a method of forming a high-quality anodic oxide film at room temperature in an aqueous solution, and can form an oxide film without thermally affecting a sample.
【0018】また、交流電流を用い、そのインピーダン
スを測定することによって、欠陥の誘電的特性を測定で
きる。Further, the dielectric characteristics of a defect can be measured by measuring the impedance of the defect using an alternating current.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】本発明の第1の実施の形態である
結晶欠陥評価装置について説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A crystal defect evaluation apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described.
【0020】図1において、1はレーザー光源、2はミ
ラー、3はレーザー光、4は試料押さえ、5はセル(水
溶液容器)、6は水溶液、7は電極、8は試料、9は試
料台、10はワークステーション、11は画像表示装置
である。ここでは、厚さ100nmの熱酸化膜を形成し
たシリコン基板(p−Si(100)10〜15Ω・c
m)上よりP(リン)イオン注入(加速エネルギー:1
50keV、注入量:3×1015cm-2)を行い、95
0℃、10秒の短時間熱処理を行った試料を用いた。こ
こで、ワークステーション10には電源および電流測定
装置を含む。In FIG. 1, 1 is a laser light source, 2 is a mirror, 3 is a laser beam, 4 is a sample holder, 5 is a cell (aqueous solution container), 6 is an aqueous solution, 7 is an electrode, 8 is a sample, and 9 is a sample stage. Reference numeral 10 denotes a workstation, and 11 denotes an image display device. Here, a silicon substrate (p-Si (100) 10 to 15 Ω · c on which a thermal oxide film having a thickness of 100 nm is formed is used.
m) P (phosphorus) ion implantation from above (acceleration energy: 1
50 keV, injection amount: 3 × 10 15 cm −2 ), and 95
A sample subjected to a short-time heat treatment at 0 ° C. for 10 seconds was used. Here, the workstation 10 includes a power supply and a current measuring device.
【0021】本発明の第1の実施の形態によって結晶欠
陥が検出できることを図2、図3を用いて説明する。図
2において、21はレーザー光、22は上部電極、23
は上部配線、24は試料、25は下部配線、26は電流
の流れを説明する補助線、27は電流測定装置、28は
電流源を示す。図2は、電流源28、上部配線23、上
部電極22、水溶液、試料24、下部配線25、電流測
定装置27へと電流の流れを示す補助線26に沿って電
流が流れることを説明する図である。The fact that a crystal defect can be detected according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In FIG. 2, 21 is a laser beam, 22 is an upper electrode, 23
Denotes an upper wiring, 24 denotes a sample, 25 denotes a lower wiring, 26 denotes an auxiliary line for explaining a current flow, 27 denotes a current measuring device, and 28 denotes a current source. FIG. 2 is a diagram illustrating that a current flows along an auxiliary line 26 indicating a current flow to a current source 28, an upper wiring 23, an upper electrode 22, an aqueous solution, a sample 24, a lower wiring 25, and a current measuring device 27. It is.
【0022】図2において、水溶液から試料24へは、
レーザー光21が照射された点を経て電流が流れること
を示している。レーザーの照射されていない部分からの
電流の流れも存在するが、ここではレーザー光によって
特定された点(pointing)からの特定された電
流の流れを表示している。この図2のように結晶欠陥の
含んでいない場合、試料全面にわたってレーザー光を走
査しながら電流を計測しても、電流値の変化はなく、ほ
ぼ10-11Aと一定であった。In FIG. 2, from the aqueous solution to the sample 24,
This indicates that a current flows through a point irradiated with the laser light 21. Although there is a current flow from a portion not irradiated with the laser, here, the specified current flow from a point specified by the laser light is indicated. As shown in FIG. 2, when no crystal defect was contained, even when the current was measured while scanning the laser beam over the entire surface of the sample, the current value did not change and was almost constant at 10 −11 A.
【0023】ここでの水溶液には、わずかに電気電導性
を生じる0.1%酢酸溶液を用いたが、電気電導性を有
するものであれば、他の水溶液でもかまわない。The aqueous solution used here is a 0.1% acetic acid solution that slightly generates electric conductivity, but any other aqueous solution may be used as long as it has electric conductivity.
【0024】図3において、31はレーザー光、32は
上部電極、33は上部配線、34は試料、35は下部配
線、36は電流の流れを説明する補助線、37は電流測
定装置、38は電流源、39は欠陥、40はレーザー光
を照射することによって生じた試料表面の変位への電流
の流れを示す。図3において、水溶液から試料34へ
は、レーザー光31が照射された点を経て電流が流れる
ことを示している。図3のように欠陥を含んでいる場合
は、欠陥39にレーザー光が照射されると、欠陥近傍で
は熱伝導が良くないために欠陥近傍の温度が結晶欠陥が
ない場合に比べて高くなり、欠陥近傍の体積膨張が大き
くなり、変位が生じる。その結果、電気抵抗が増大し電
流値が減少する。In FIG. 3, 31 is a laser beam, 32 is an upper electrode, 33 is an upper wiring, 34 is a sample, 35 is a lower wiring, 36 is an auxiliary line for explaining a current flow, 37 is a current measuring device, and 38 is a current measuring device. A current source, 39 indicates a defect, and 40 indicates a current flow to the displacement of the sample surface caused by irradiating the laser beam. FIG. 3 shows that an electric current flows from the aqueous solution to the sample 34 via a point irradiated with the laser beam 31. In the case where a defect is included as shown in FIG. 3, when the defect 39 is irradiated with a laser beam, the temperature near the defect becomes higher than when there is no crystal defect due to poor heat conduction near the defect, The volume expansion near the defect increases, causing displacement. As a result, the electric resistance increases and the current value decreases.
【0025】図4は本発明の第1の実施の形態の結晶欠
陥評価装置によって、結晶欠陥分布を測定した結果の例
を示す。微小な点欠陥からなる注入一次欠陥(イオン注
入を行った直後に形成される欠陥)では、上記したよう
に電流が減少する。また注入二次欠陥(イオン注入を行
った後に、さらに熱処理を行うことによって形成される
比較的大きな欠陥)は、レーザー光によって注入二次欠
陥部を特定(pointing)した場合、単に電気抵
抗が低く電流が増大することになる。したがって、図4
では注入一次欠陥は10-12オーダーに、注入二次欠陥
は10-9オーダーに分布している。なお、図1中の画像
表示装置11には注入二次欠陥分布が表示されており、
この注入二次欠陥分布を処理したものが図4である。以
上、本発明によって、欠陥(イオン注入欠陥)の規模と
個数を表示することが可能となった。FIG. 4 shows an example of the result of measuring the crystal defect distribution by the crystal defect evaluation apparatus according to the first embodiment of the present invention. As described above, the current decreases in the primary implanted defect (defect formed immediately after ion implantation) composed of minute point defects. In addition, an implanted secondary defect (a relatively large defect formed by further performing a heat treatment after performing ion implantation) simply has a low electric resistance when the implanted secondary defect is pointed by a laser beam. The current will increase. Therefore, FIG.
In the figure, primary implanted defects are distributed on the order of 10 -12 , and secondary implanted defects are distributed on the order of 10 -9 . In addition, the distribution of the injected secondary defects is displayed on the image display device 11 in FIG.
FIG. 4 shows a result of processing the distribution of the injected secondary defects. As described above, according to the present invention, it is possible to display the scale and the number of defects (ion implantation defects).
【0026】本発明の第2の実施の形態である結晶欠陥
評価装置について説明する。図5において、41はレー
ザー光源、42はミラー、43はレーザー光、44は試
料押さえ、45はセル(水溶液容器)、46は水溶液、
47は電極、48は試料、49は試料台、50はワーク
ステーション、51は画像表示装置、52は紫外光源
(高圧水銀ランプ/波長365nm)である。試料48
には第1の実施の形態と同様のものを用いた。本発明の
第2の実施の形態によって結晶欠陥が検出できる理由
は、本発明の第1の実施の形態で図2、図3を用いて説
明したものとほぼ同じである。A description will be given of a crystal defect evaluation apparatus according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 5, 41 is a laser light source, 42 is a mirror, 43 is a laser beam, 44 is a sample holder, 45 is a cell (aqueous solution container), 46 is an aqueous solution,
47 is an electrode, 48 is a sample, 49 is a sample stage, 50 is a workstation, 51 is an image display device, and 52 is an ultraviolet light source (high-pressure mercury lamp / wavelength 365 nm). Sample 48
Used was the same as in the first embodiment. The reason why a crystal defect can be detected by the second embodiment of the present invention is substantially the same as that described with reference to FIGS. 2 and 3 in the first embodiment of the present invention.
【0027】図6は本発明の第2の実施の形態の結晶欠
陥評価装置によって、結晶欠陥分布を測定した結果の例
を示す。本発明の第2の実施の形態では、比較的大電流
が流れている注入二次欠陥について、紫外光源(高圧水
銀ランプ/波長365nm)52を照射しながら、測定
を行っているため、第1の実施の形態に比べて感度よく
欠陥を検出できている。FIG. 6 shows an example of the result of measuring the crystal defect distribution by the crystal defect evaluation apparatus according to the second embodiment of the present invention. In the second embodiment of the present invention, since the implantation secondary defect where a relatively large current is flowing is measured while irradiating with an ultraviolet light source (high-pressure mercury lamp / wavelength 365 nm) 52, the first The defect can be detected with higher sensitivity than in the embodiment.
【0028】本発明の第3の実施の形態である結晶欠陥
評価装置について説明する。図7において、61はレー
ザー光源、62はミラー、63はレーザー光、64は試
料押さえ、65はセル(水溶液容器)、66は水溶液、
67は電極、68は試料、69は試料台、70はワーク
ステーション、71は画像表示装置、72は温度調節装
置である。試料68には第1の実施の形態と同様のもの
を用いた。本発明の第3の実施の形態によって結晶欠陥
が検出できる理由は、本発明の第1の実施の形態で図
2、図3を用いて説明したものとほぼ同じである。A description will be given of a crystal defect evaluation apparatus according to a third embodiment of the present invention. In FIG. 7, 61 is a laser light source, 62 is a mirror, 63 is a laser beam, 64 is a sample holder, 65 is a cell (aqueous solution container), 66 is an aqueous solution,
67 is an electrode, 68 is a sample, 69 is a sample stage, 70 is a work station, 71 is an image display device, and 72 is a temperature control device. A sample 68 similar to that of the first embodiment was used. The reason why a crystal defect can be detected by the third embodiment of the present invention is almost the same as that described with reference to FIGS. 2 and 3 in the first embodiment of the present invention.
【0029】図8は本発明の第3の実施の形態の結晶欠
陥評価装置によって、結晶欠陥分布を測定した例を示
す。本発明の第3の実施の形態では、比較的大電流が流
れている注入二次欠陥について、試料温度を温度調節装
置72で60℃に保ちながら、測定を行っているため、
第1の実施の形態に比べて感度よく欠陥を検出できてい
る。FIG. 8 shows an example in which the crystal defect distribution is measured by the crystal defect evaluation apparatus according to the third embodiment of the present invention. In the third embodiment of the present invention, since the implantation secondary defect where a relatively large current is flowing is measured while maintaining the sample temperature at 60 ° C. by the temperature controller 72,
Defects can be detected with higher sensitivity than in the first embodiment.
【0030】図9は、本発明の第4の実施の形態におい
て陽極酸化膜形成に用いた反応セルの構造概略図であ
る。図9において、81はセル(容器)、82は電解
液、83は陽極(試料)、84は陰極(白金)、85は
電流計、86は電圧計、87は定電圧定電流源である。
図9に示すように、陽極83となる試料は電解液82中
に設置した。電解液82は、N−メチルアセトアミド
(CH3CONHCH3/300cc)+硝酸カリウム
(KNO3/0.6g)+水(H2O/2cc)よりなる
混合液を用いた。陽極酸化は電流密度7mA/cm2の
定電流条件で行った。陰極−陽極間電圧上昇値200V
の場合、厚さ約100nmの陽極酸化膜が形成された。
同陽極酸化膜をHF/NH4F混合液(HF/NH4F=
1:10)を用いて除去した。このとき、厚さ約50n
mシリコン基板が後退した。この工程を図10を用いて
説明する。図10中91は、半導体装置断面に存在する
欠陥を示している。92は図9に示す装置を用いて形成
された陽極酸化膜を示す。93は陽極酸化膜92を除去
することによって、シリコン基板表面が後退したことを
示す。このようにシリコン基板が後退することによって
欠陥部分が試料表面に出てくるため半導体装置を形成し
ているシリコン基板内部の欠陥は感度よく検出された。FIG. 9 is a schematic structural view of a reaction cell used for forming an anodic oxide film in the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 9, 81 is a cell (container), 82 is an electrolytic solution, 83 is an anode (sample), 84 is a cathode (platinum), 85 is an ammeter, 86 is a voltmeter, and 87 is a constant voltage constant current source.
As shown in FIG. 9, the sample to be the anode 83 was placed in the electrolytic solution 82. Electrolyte 82 used was N- methylacetamide (CH 3 CONHCH 3 / 300cc) + potassium nitrate (KNO 3 /0.6g)+ water (H 2 O / 2cc) from consisting mixture. Anodization was performed under a constant current condition of a current density of 7 mA / cm 2 . Cathode-anode voltage rise 200V
In this case, an anodic oxide film having a thickness of about 100 nm was formed.
The anodic oxide film was coated with an HF / NH 4 F mixed solution (HF / NH 4 F =
1:10). At this time, the thickness is about 50n
The m silicon substrate receded. This step will be described with reference to FIG. Reference numeral 91 in FIG. 10 indicates a defect existing in the cross section of the semiconductor device. Reference numeral 92 denotes an anodic oxide film formed by using the apparatus shown in FIG. Numeral 93 indicates that the silicon substrate surface receded by removing the anodic oxide film 92. As the silicon substrate recedes, a defective portion comes out on the surface of the sample, so that a defect inside the silicon substrate forming the semiconductor device is detected with high sensitivity.
【0031】図11は本発明の第4の実施の形態の結晶
欠陥評価装置によって、結晶欠陥分布を測定した結果の
例を示す。本発明の第4の実施の形態では、欠陥と試料
表面の間にあるシリコン層を除去しているため、第1の
実施の形態に比べて感度よく、より多数の欠陥を検出で
きている。FIG. 11 shows an example of the result of measuring the crystal defect distribution by the crystal defect evaluation apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. In the fourth embodiment of the present invention, since the silicon layer between the defect and the sample surface is removed, more defects can be detected with higher sensitivity than in the first embodiment.
【0032】図12は、本発明の第5の実施の形態であ
る。また、陰極と陽極を備えたセルと前記セル内に満た
された水溶液と、前記陰極と陽極との間に接続された電
源および電流測定装置を用いて交流電流を印加し、その
インピーダンスを測定することによって、欠陥の誘電的
特性を測定できる。FIG. 12 shows a fifth embodiment of the present invention. Further, a cell having a cathode and an anode, an aqueous solution filled in the cell, an alternating current is applied using a power supply and a current measuring device connected between the cathode and the anode, and the impedance is measured. This allows the dielectric properties of the defect to be measured.
【0033】本発明の第5の実施の形態である結晶欠陥
評価装置について説明する。図12において、101は
レーザー光源、102はミラー、103はレーザー光、
104は試料押さえ、105はセル(水溶液容器)、1
06は水溶液、107は電極、108は試料、109は
試料台、110はワークステーション、111は画像表
示装置である。試料108には第1の実施例で用いたの
と同様のものを用いた。ここで、ワークステーション1
10には交流電源および交流電流測定装置を含む。ま
た、ここで、半径1mmのレーザー光のよってpoin
tingした部分から流れる電流は、周波数f=200
kHzの場合、2.6(nA)となる。A description will be given of a crystal defect evaluation apparatus according to a fifth embodiment of the present invention. 12, 101 is a laser light source, 102 is a mirror, 103 is a laser beam,
104 is a sample holder, 105 is a cell (aqueous solution container), 1
Reference numeral 06 denotes an aqueous solution, 107 denotes an electrode, 108 denotes a sample, 109 denotes a sample stage, 110 denotes a work station, and 111 denotes an image display device. The sample 108 used was the same as that used in the first embodiment. Here, workstation 1
10 includes an AC power supply and an AC current measuring device. In addition, here, the laser beam having a radius of 1 mm
The current flowing from the tinged portion has a frequency f = 200
In the case of kHz, it is 2.6 (nA).
【0034】I=2πfc・V=2πf・4πεrε
0(s/d)・V=2.6(nA) f=200kHz、εr=11.9(シリコン)、ε0=
8.854X10-12(F/m)、s=π(1X1
0-6)2(m2)、d=1X10-6(m) このように、nAのオーダーであれば、上記第1〜第4
の実施の形態のように欠陥の検出が可能である。本第5
の実施の形態では、交流周波数を200kHzとした
が、周波数を変化させることによって、欠陥について他
の附加的情報が得られる。I = 2πfc · V = 2πf · 4πε r ε
0 (s / d) · V = 2.6 (nA) f = 200 kHz, ε r = 11.9 (silicon), ε 0 =
8.854 × 10 −12 (F / m), s = π (1 × 1
0 −6 ) 2 (m 2 ), d = 1 × 10 −6 (m) As described above, in the order of nA, the first to fourth values are used.
The defect can be detected as in the embodiment. Book 5
In the embodiment, the AC frequency is set to 200 kHz, but by changing the frequency, other additional information about the defect can be obtained.
【0035】なお、本発明では、イオン注入欠陥として
全体の説明を行ったが、金属汚染・体積膜応力・熱処理
工程に起因する結晶欠陥が検出できることは言うまでも
ない。Although the present invention has been described as an ion implantation defect as a whole, it goes without saying that a crystal defect caused by metal contamination, volume film stress and a heat treatment step can be detected.
【0036】また、本発明ではレーザー光を用いた場合
について説明したが、レーザー光に限らず共焦点光学系
の光を用いることもできる。In the present invention, the case where laser light is used has been described. However, not only laser light but also light of a confocal optical system can be used.
【0037】[0037]
【発明の効果】以上、本発明は簡便な方法で結晶欠陥を
従来より感度よく検出できるものであり、半導体製造工
程の評価や、改善にもつながるものである。As described above, according to the present invention, a crystal defect can be detected with a simpler method with higher sensitivity than ever before, which leads to evaluation and improvement of a semiconductor manufacturing process.
【図1】本発明の第1の実施の形態の結晶欠陥評価装置
の構造図FIG. 1 is a structural diagram of a crystal defect evaluation apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の結晶欠陥評価方法の原理図(欠陥のあ
る場合)FIG. 2 is a diagram showing the principle of the crystal defect evaluation method of the present invention (when there is a defect).
【図3】本発明の結晶欠陥評価方法の原理図(欠陥のな
い場合)FIG. 3 is a diagram showing the principle of the crystal defect evaluation method of the present invention (when there is no defect).
【図4】本発明の第1の実施の形態の結晶欠陥評価装置
による測定結果を示す図FIG. 4 is a diagram showing a measurement result obtained by the crystal defect evaluation device according to the first embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第2の実施の形態の結晶欠陥評価装置
の構造図FIG. 5 is a structural diagram of a crystal defect evaluation apparatus according to a second embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第2の実施の形態の結晶欠陥評価装置
による測定結果を示す図FIG. 6 is a diagram showing measurement results obtained by a crystal defect evaluation device according to a second embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第3の実施の形態の結晶欠陥評価装置
の構造図FIG. 7 is a structural diagram of a crystal defect evaluation apparatus according to a third embodiment of the present invention.
【図8】本発明の第3の実施の形態の結晶欠陥評価装置
による測定結果を示す図FIG. 8 is a diagram showing measurement results obtained by a crystal defect evaluation device according to a third embodiment of the present invention.
【図9】本発明の第4の実施の形態の陽極酸化膜形成装
置の構造図FIG. 9 is a structural diagram of an anodic oxide film forming apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
【図10】本発明の第4の実施の形態の陽極酸化膜形成
と除去の工程説明図FIG. 10 is an explanatory view of a process of forming and removing an anodic oxide film according to a fourth embodiment of the present invention.
【図11】本発明の第4の実施の形態の結晶欠陥評価装
置による測定結果を示す図FIG. 11 is a diagram showing measurement results obtained by a crystal defect evaluation device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図12】本発明の第5の実施の形態の結晶欠陥評価装
置の構造図FIG. 12 is a structural diagram of a crystal defect evaluation apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
【図13】本発明の第5の実施の形態の結晶欠陥評価装
置による測定結果を示す図FIG. 13 is a diagram showing measurement results obtained by a crystal defect evaluation device according to a fifth embodiment of the present invention.
1、41、61、101 レーザー光源 3、21、31、43、63、103 レーザー光 4、44、64、104 試料押さえ 5、45、65、105 セル(水溶液容器) 6、46、66、106 水溶液 7、47、67、107 電極 8、24、34、48、68、108 試料 10、50、70、110 ワークステーション 11、51、71 画像表示装置 27、37、111 電流測定装置 28、38 電流源 39 欠陥 52 紫外光源 72 温度調節装置 1, 41, 61, 101 Laser light source 3, 21, 31, 43, 63, 103 Laser light 4, 44, 64, 104 Sample holder 5, 45, 65, 105 Cell (aqueous solution container) 6, 46, 66, 106 Aqueous solution 7, 47, 67, 107 Electrode 8, 24, 34, 48, 68, 108 Sample 10, 50, 70, 110 Workstation 11, 51, 71 Image display device 27, 37, 111 Current measurement device 28, 38 Current Source 39 Defect 52 UV light source 72 Temperature controller
Claims (8)
量を測定する結晶欠陥評価方法であって、前記試料にレ
ーザー光を走査しながら照射して前記電流量を測定する
結晶欠陥評価方法。1. A crystal defect evaluation method for measuring an amount of current flowing in an aqueous solution between a sample and an electrode, the method comprising irradiating the sample with a laser beam while scanning the same to measure the amount of current. .
流量を測定する請求項1に記載の結晶欠陥評価方法。2. The method according to claim 1, wherein the amount of current is measured while irradiating the sample with ultraviolet light.
流量を測定する請求項1または請求項2に記載の結晶欠
陥評価方法。3. The crystal defect evaluation method according to claim 1, wherein the amount of current is measured while adjusting the temperature of the aqueous solution.
が交流電流である請求項1ないし請求項3のいずれかに
記載の結晶欠陥評価方法。4. The method according to claim 1, wherein the current flowing between the sample and the electrode is an alternating current.
ものである請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の
結晶欠陥評価方法。5. The crystal defect evaluation method according to claim 1, wherein the sample has an anodic oxide film formed and removed.
量を測定する結晶欠陥評価装置であって、水溶液が入
り、電極が設置されたセルと、前記電極に接続された電
源および電流測定装置と、試料にレーザー光を走査しな
がら照射する手段と、前記電流測定装置によって測定し
た電流値を表示する手段とを備えた結晶欠陥評価装置。6. A crystal defect evaluation apparatus for measuring an amount of current flowing in an aqueous solution between a sample and an electrode, comprising: a cell in which the aqueous solution is contained, an electrode is provided; a power supply connected to the electrode; An apparatus for evaluating a crystal defect, comprising: an apparatus; means for irradiating a sample with laser light while scanning; and means for displaying a current value measured by the current measuring apparatus.
晶欠陥評価装置。7. The crystal defect evaluation apparatus according to claim 6, further comprising an ultraviolet light source.
項6または請求項7に記載の結晶欠陥評価装置。8. The crystal defect evaluation apparatus according to claim 6, further comprising a temperature adjusting unit for the aqueous solution.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9116598A JPH11287775A (en) | 1998-04-03 | 1998-04-03 | Method and device for evaluating crystal defect |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP9116598A JPH11287775A (en) | 1998-04-03 | 1998-04-03 | Method and device for evaluating crystal defect |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH11287775A true JPH11287775A (en) | 1999-10-19 |
Family
ID=14018876
Family Applications (1)
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JP9116598A Pending JPH11287775A (en) | 1998-04-03 | 1998-04-03 | Method and device for evaluating crystal defect |
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Country | Link |
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JP (1) | JPH11287775A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013004567A (en) * | 2011-06-13 | 2013-01-07 | Pioneer Electronic Corp | Inspection apparatus and method |
KR101694852B1 (en) * | 2015-12-01 | 2017-01-10 | 한국항공우주연구원 | Apparatus for Measuring Heater Resistance |
-
1998
- 1998-04-03 JP JP9116598A patent/JPH11287775A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013004567A (en) * | 2011-06-13 | 2013-01-07 | Pioneer Electronic Corp | Inspection apparatus and method |
KR101694852B1 (en) * | 2015-12-01 | 2017-01-10 | 한국항공우주연구원 | Apparatus for Measuring Heater Resistance |
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