JPH1131726A - Evaluation method of semiconductor device - Google Patents

Evaluation method of semiconductor device

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JPH1131726A
JPH1131726A JP18691397A JP18691397A JPH1131726A JP H1131726 A JPH1131726 A JP H1131726A JP 18691397 A JP18691397 A JP 18691397A JP 18691397 A JP18691397 A JP 18691397A JP H1131726 A JPH1131726 A JP H1131726A
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JP
Japan
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insulating film
wafer
damage
protective insulating
semiconductor device
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Application number
JP18691397A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshihisa Nozawa
俊久 野沢
Yoshito Fukumoto
吉人 福本
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make feasible measuring of the insulation breakdown strength under various conditions, by a method wherein multiple times of protective steps, processing steps and measuring steps are repeated toward a wafer with multiple patterns of semiconductor device wherein a conductive film in a specific times of area ratio of a thin film in a specific thickness is formed. SOLUTION: A field insulation film 2 is selectively formed on the surface of a p type silicon substrate 1 as a base electrode so as to form a 10-300 Åthick gate insulation film 3 thinner than the field insulation film 2. Next, a wafer wherein multiple patterns of a semiconductor device forming an upper part electrode 4 as a conductive film in the area ratio of 1 to 10000000 times of the gate insulation film 3 are arranged is prepared. Next, a protective step forming protective films 20a, a processing step by a plasma and a measuring step are repeated so as to make four times of evaluating tests on the same wafer. Through these procedures, the conditions for processing by ions for the tests on the semiconductor device can be pertinently made.

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、LSI等の半導体
装置を製造する際のプラズマ処理中に発生する半導体基
板上の薄い絶縁膜(例えばシリコン酸化膜)の損傷を評
価する方法に関し、特に、前記薄い絶縁膜の損傷をひと
つのウエハで複数回評価することができる半導体装置の
評価方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for evaluating damage to a thin insulating film (for example, a silicon oxide film) on a semiconductor substrate which occurs during plasma processing when manufacturing a semiconductor device such as an LSI. The present invention relates to a semiconductor device evaluation method capable of evaluating the damage of the thin insulating film a plurality of times on one wafer.

【0002】[0002]

【従来の技術】近時、半導体製造工程においてプラズマ
処理及びイオン注入のようにイオン又は電子を使用して
処理を行う工程が多く使用されている。そして、LSI
のパターンの微細化及び薄膜化に伴い、半導体装置をイ
オン又は電子で処理する工程において、チャージアップ
現象による損傷、即ち、半導体基板上の薄い絶縁膜(シ
リコン酸化膜)が破壊する等のダメージを受けることが
重大な問題となっている。
2. Description of the Related Art In recent years, in semiconductor manufacturing processes, processes using ions or electrons, such as plasma processing and ion implantation, are often used. And LSI
In the process of treating a semiconductor device with ions or electrons as the pattern becomes finer and thinner, damage due to a charge-up phenomenon, that is, damage such as destruction of a thin insulating film (silicon oxide film) on a semiconductor substrate, is caused. Receiving it is a serious problem.

【0003】この問題を解決するためには、前記各処理
工程において、チャージアップダメージを低減すること
ができる処理条件を採用する必要がある。そのために
は、チャージアップダメージと相関のある情報を測定
し、それを基にしてプロセスを最適化する必要がある。
In order to solve this problem, it is necessary to employ processing conditions that can reduce charge-up damage in each of the processing steps. For that purpose, it is necessary to measure information correlated with charge-up damage and optimize the process based on the information.

【0004】MOS構造の半導体装置においては、一般
的に、シリコン基板に薄いゲート絶縁膜が形成されてお
り、このゲート絶縁膜の上には、ゲート電極が形成され
ている。このように構成されたシリコン基板に対してプ
ラズマ処理を施すと、シリコン基板の表面のプラズマ電
位が不均一になる。これにより、電荷が電極からシリコ
ン基板の内部を伝わり、プラズマ電位の高い場所から低
い場所に移動する。その結果、上部電極から、その下方
のゲート絶縁膜を通じて基板に電流が流れて、チャージ
アップによる損傷が発生する。
In a semiconductor device having a MOS structure, a thin gate insulating film is generally formed on a silicon substrate, and a gate electrode is formed on the gate insulating film. When plasma processing is performed on the silicon substrate configured as described above, the plasma potential on the surface of the silicon substrate becomes non-uniform. As a result, electric charges are transmitted from the electrode to the inside of the silicon substrate, and move from a place where the plasma potential is high to a place where the plasma potential is low. As a result, current flows from the upper electrode to the substrate through the gate insulating film below the upper electrode, and damage due to charge-up occurs.

【0005】このような絶縁膜のチャージアップによる
損傷を評価する方法として、MOS(Metal-Oxide-Semi
conductor) キャパシタ構造を有するデバイスの絶縁破
壊強度を測定する方法(D.Takehara et al.:Proc.Symp.
on Dry Prosess 45(1993),pp.51-54、野尻一男 他 Se
miconductor World (1992.10.)pp.86-93)がある。この
方法においては、チャージアップによる損傷の測定方法
に、MOSキャパシタの絶縁破壊又はMOS構造のゲー
ト絶縁膜に一定電流を流したときの電圧値を測定する方
法がとられており、デバイスをウエハ上に数十〜数百個
作製し、このウエハに評価したいプラズマ処理をした
後、これらのデバイスについて前記ダメージを測定し、
評価する。この方法に使用されるデバイスは実際に使用
されるデバイスと同じ構造であるので、発生するチャー
ジアップダメージは実際に使用されるデバイスのそれと
同程度である。
[0005] As a method of evaluating such damage due to charge-up of an insulating film, a MOS (Metal-Oxide-Semi-
conductor) Method for measuring the dielectric breakdown strength of a device having a capacitor structure (D. Takehara et al .: Proc. Symp.
on Dry Prosess 45 (1993), pp. 51-54, Kazuo Nojiri and others Se
miconductor World (1992.10.) pp.86-93). In this method, as a method of measuring damage due to charge-up, a method of measuring a dielectric breakdown of a MOS capacitor or a voltage value when a constant current is applied to a gate insulating film of a MOS structure is used. After several tens to several hundreds are produced and subjected to the plasma processing to be evaluated on this wafer, the damage is measured for these devices,
evaluate. Since the device used in this method has the same structure as the device actually used, the charge-up damage that occurs is comparable to that of the device actually used.

【0006】また、EEPROM(Electrically Erasa
ble Programable Read-Only-Memory)又はMNOS(Me
tal-Nitride-Oxide-Semiconductor) 構造デバイスの静
電容量−電圧を測定する方法(CV測定法)も公知であ
る(セミコンダクタワールド、1992年10月号第8
6〜93頁)。CV測定法は、プラズマ中に受けたチャ
ージアップ電圧を凍結して、C−V(静電容量−電圧)
特性を測定することにより絶縁膜のチャージアップによ
る損傷を評価する方法である。この測定方法は破壊検査
ではないため、チャージアップをリセットすると、デバ
イスを再使用することができ、表面の導電性膜がなくな
るまで複数回の使用が可能である。
An EEPROM (Electrically Erasa)
ble Programmable Read-Only-Memory) or MNOS (Me
tal-Nitride-Oxide-Semiconductor) A method of measuring the capacitance-voltage of a structural device (CV measurement method) is also known (Semiconductor World, October 1992, No. 8).
6-93). The CV measurement method freezes the charge-up voltage received in the plasma and calculates CV (capacitance-voltage).
This is a method of evaluating damage due to charge-up of an insulating film by measuring characteristics. Since this measurement method is not a destructive inspection, the device can be reused when the charge-up is reset, and the device can be used a plurality of times until the conductive film on the surface disappears.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、NMO
S又はEEPROMのCV測定法においては、測定原理
がプラズマ電位の測定であるため、実際の酸化膜の損傷
との相関関係が一意的に定まらないという問題点があ
る。また、このダメージ測定方法においては、不感帯が
存在するという欠点もある。従って、低電圧領域と高電
圧領域の測定精度が低いという難点がある。
However, the NMO
In the S or EEPROM CV measurement method, there is a problem that the correlation with the actual damage to the oxide film cannot be uniquely determined because the measurement principle is the measurement of the plasma potential. Also, this damage measuring method has a disadvantage that a dead zone exists. Therefore, there is a disadvantage that the measurement accuracy in the low voltage region and the high voltage region is low.

【0008】一方、MOS構造のデバイスを使用した損
傷の測定方法においては、実デバイスと同じ構造を有し
ているので、発生する損傷は実デバイスと同じものであ
るため、このダメージを測定すれば、実デバイスとの相
関をとることができる。しかし、この方法は破壊検査で
あるため、デバイスの再利用ができないという問題点が
ある。
On the other hand, in the method of measuring damage using a device having a MOS structure, since the damage generated is the same as that of the actual device since it has the same structure as that of the actual device, if this damage is measured, , Can be correlated with the actual device. However, since this method is a destructive inspection, there is a problem that the device cannot be reused.

【0009】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、実際の半導体装置に形成されたデバイスが
受けるチャージアップによる損傷と直接対比することが
できると共に、1つのウエハー上で複数回の絶縁破壊強
度の測定が可能な半導体装置の評価方法を提供すること
を目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and can be directly compared with damage caused by charge-up of a device formed in an actual semiconductor device, and can be performed a plurality of times on one wafer. It is an object of the present invention to provide a semiconductor device evaluation method capable of measuring the dielectric breakdown strength.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体装置
の評価方法は、半導体基板上に10乃至300Å厚の薄
い絶縁膜とこれより厚い絶縁膜が形成され、前記薄い絶
縁膜上にこの薄い絶縁膜の1乃至10000000倍の
面積比で導電性膜が形成された半導体装置のパターンが
複数個配置されたウエハを用意し、前記ウエハ上の一部
のパターンを保護絶縁膜で被覆する工程と、前記ウエハ
をイオン又は電子で処理する工程と、前記保護絶縁膜で
被覆されていないパターンの前記薄い絶縁膜の損傷を測
定する工程と、前記保護絶縁膜で被覆されていたパター
ンの全部又は一部について前記保護絶縁膜を剥離し他の
パターンの全部又は一部について保護絶縁膜で被覆する
保護工程と、前記ウエハをイオン又は電子で処理する処
理工程と、前記保護絶縁膜で被覆されていないパターン
の前記薄い絶縁膜の損傷を測定する測定工程と、を有
し、前記保護工程、処理工程及び測定工程からなる一連
の工程を1又は複数回繰り返すことを特徴とする。
According to a method for evaluating a semiconductor device according to the present invention, a thin insulating film having a thickness of 10 to 300 mm and a thicker insulating film are formed on a semiconductor substrate, and the thin insulating film is formed on the thin insulating film. Preparing a wafer on which a plurality of semiconductor device patterns on which a conductive film is formed at an area ratio of 1 to 10000000 times the insulating film are provided, and covering a part of the pattern on the wafer with a protective insulating film; Treating the wafer with ions or electrons, measuring damage to the thin insulating film of the pattern not covered with the protective insulating film, and removing all or one of the patterns covered with the protective insulating film. A protective step of peeling the protective insulating film from the portion and covering the whole or part of the other pattern with the protective insulating film; a processing step of treating the wafer with ions or electrons; A measuring step of measuring the damage of the thin insulating film of the pattern not covered with the insulating film, wherein a series of steps consisting of the protection step, the processing step and the measuring step is repeated one or more times. I do.

【0011】本発明に係る半導体装置の評価方法は、半
導体基板上に10乃至300Å厚の薄い絶縁膜とこれよ
り厚い絶縁膜が形成され、前記薄い絶縁膜上にこの薄い
絶縁膜の1乃至10000000倍の面積比で導電性膜
が形成された半導体装置のパターンが複数個配置された
ウエハを用意し、前記ウエハ上の一部のパターンを保護
絶縁膜で被覆する工程と、前記ウエハをイオン又は電子
で処理する工程と、前記保護絶縁膜で被覆されていたパ
ターンの全部又は一部について前記保護絶縁膜を剥離し
他のパターンの全部について保護絶縁膜で被覆する保護
工程と、前記ウエハをイオン又は電子で処理する処理工
程と、前記保護絶縁膜を剥離し前記薄い絶縁膜の損傷を
測定する工程と、を有し、前記保護工程と前記処理工程
とを1又は複数回繰り返すことを特徴とする。
According to the semiconductor device evaluation method of the present invention, a thin insulating film having a thickness of 10 to 300 mm and a thicker insulating film are formed on a semiconductor substrate, and the thin insulating film having a thickness of 1 to 10000000 is formed on the thin insulating film. A step of preparing a wafer on which a plurality of patterns of a semiconductor device having a conductive film formed with a double area ratio are arranged, and covering a part of the pattern on the wafer with a protective insulating film; A step of treating with electrons, a step of peeling the protective insulating film for all or a part of the pattern covered with the protective insulating film, and a step of covering the entire other pattern with the protective insulating film, and ionizing the wafer. Or a step of treating with an electron, and a step of peeling the protective insulating film and measuring damage to the thin insulating film, wherein the protecting step and the processing step are performed one or more times. Characterized in that the return Ri.

【0012】前記保護絶縁膜は酸化ケイ素、窒化ケイ素
及びレジストからなる群から選択された絶縁膜であるこ
とが好ましい。
Preferably, the protective insulating film is an insulating film selected from the group consisting of silicon oxide, silicon nitride and resist.

【0013】一般的に、MOS構造の半導体装置の薄い
ゲート絶縁膜は、10乃至300Åの膜厚を有するの
で、本発明においても、評価する対象となる半導体装置
に併せて、上記範囲の薄い絶縁膜を形成する。また、導
電性膜についても、薄い絶縁膜の面積に対する面積比
(アンテナ比)は、通常の半導体装置のアンテナ比に対
応させて、1乃至10000000倍とする。
In general, a thin gate insulating film of a semiconductor device having a MOS structure has a thickness of 10 to 300.degree., And therefore, in the present invention, a thin insulating film in the above range is added together with a semiconductor device to be evaluated. Form a film. In addition, the area ratio (antenna ratio) of the conductive film to the thin insulating film is set to 1 to 10000000 times in accordance with the antenna ratio of a normal semiconductor device.

【0014】本発明においては、ウエハ上に複数個形成
した半導体装置パターンのうちその一部を使用して、1
回のダメージ測定を行う。即ち、一部のパターンのみ露
出させ、他のパターンは保護絶縁膜で被覆してイオン又
は電子による処理によりダメージを受けないようにし、
露出させた半導体装置のパターンの前記処理によるダメ
ージを測定する。その後、別の条件でイオン又は電子に
よる処理を行うが、その場合は、最初の処理において保
護絶縁膜で被覆していた半導体装置のパターンのうち、
全部又は一部のパターンの保護絶縁膜を剥離し、このパ
ターンについてダメージを測定する。このような工程を
1又は複数回繰り返すことにより、1つのウエハについ
て、2又は3回以上のダメージ測定を行うことができ
る。なお、ダメージの測定自体はイオン又は電子による
処理を行う都度、その直後に測定してもよいし、イオン
又は電子による処理の後、この処理後のパターンを保護
絶縁膜で被覆しておき、最後に、全ての保護絶縁膜を剥
離して、まとめて全てのパターンについて測定してもよ
い。
In the present invention, a part of a plurality of semiconductor device patterns formed on a wafer is used to
Perform damage measurement twice. That is, only a part of the pattern is exposed, and the other pattern is covered with a protective insulating film so as not to be damaged by the treatment with ions or electrons,
The damage of the exposed pattern of the semiconductor device due to the above processing is measured. After that, treatment with ions or electrons is performed under another condition. In that case, among the patterns of the semiconductor device covered with the protective insulating film in the first treatment,
The protective insulating film of all or a part of the pattern is peeled, and the damage is measured for this pattern. By repeating such a process one or more times, two or three or more damage measurements can be performed on one wafer. The measurement of the damage itself may be performed immediately after each treatment with ions or electrons, or after the treatment with ions or electrons, the pattern after this treatment is covered with a protective insulating film, and Then, all the protective insulating films may be peeled off, and the measurement may be performed on all the patterns at once.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例に係る半導
体装置の評価方法について、添付の図面を参照して具体
的に説明する。図1は本発明の実施例に係る半導体装置
の評価に使用するMOSキャパシタ構造を有するデバイ
スを示す断面図である。また、図2(a)はチップ(デ
バイス群)が形成されたウエハを示す平面図であり、
(b)はこのチップを拡大して示す平面図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a method for evaluating a semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a sectional view showing a device having a MOS capacitor structure used for evaluating a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2A is a plan view showing a wafer on which chips (device groups) are formed,
(B) is an enlarged plan view showing this chip.

【0016】先ず、図2(a)に示すように、例えば、
8インチウエハ7の全面に複数のチップ6を形成し、評
価用ウエハを作製する。本実施例においては、ウエハ7
の形状に沿って行列状に複数のチップ6を形成し、これ
らの各チップ6には、例えば、MOSキャパシタ構造を
有するデバイスを形成する。このデバイスのMOSキャ
パシタ構造を図1に示す。下部電極としてのp型シリコ
ン基板1の表面にフィールド絶縁膜2が選択的に形成さ
れており、これにより、素子領域が区画されている。ま
た、区画された素子領域の表面に、フィールド絶縁膜2
よりも薄い10乃至300Å厚のゲート絶縁膜3が形成
されている。更に、ゲート絶縁膜3の上には、ポリシリ
コンからなる上部電極4が前記ゲート絶縁膜3よりも広
い範囲で形成されている。このようにして、MOSキャ
パシタ構造が構成されている。
First, as shown in FIG. 2A, for example,
A plurality of chips 6 are formed on the entire surface of an 8-inch wafer 7, and an evaluation wafer is manufactured. In this embodiment, the wafer 7
A plurality of chips 6 are formed in a matrix along the shape of the above, and a device having a MOS capacitor structure is formed on each of these chips 6, for example. The MOS capacitor structure of this device is shown in FIG. A field insulating film 2 is selectively formed on a surface of a p-type silicon substrate 1 serving as a lower electrode, thereby defining an element region. A field insulating film 2 is formed on the surface of the partitioned element region.
A thinner gate insulating film 3 having a thickness of 10 to 300 mm is formed. Further, an upper electrode 4 made of polysilicon is formed on the gate insulating film 3 over a wider area than the gate insulating film 3. Thus, a MOS capacitor structure is formed.

【0017】本実施例においては、図2(b)に示すよ
うに、面積が異なる分離された複数の電極が形成される
ようにポリシリコン膜を加工して上部電極4を形成し、
これにより、各評価デバイスA1、A2、A3、A4、
P1、P2、P3、S1及びS2をチップ6上に形成す
る。これは、上部電極(アンテナ)4の面積と、絶縁膜
のゲート部分(ゲート絶縁膜3)の面積との比(アンテ
ナ比)を変化させることにより、種々の形状及び大きさ
のデバイスを想定した。各評価デバイスのアンテナ比を
下記表1に示す。
In this embodiment, as shown in FIG. 2B, the upper electrode 4 is formed by processing the polysilicon film so that a plurality of separated electrodes having different areas are formed.
Thereby, each evaluation device A1, A2, A3, A4,
P1, P2, P3, S1 and S2 are formed on the chip 6. This assumes devices with various shapes and sizes by changing the ratio (antenna ratio) of the area of the upper electrode (antenna) 4 to the area of the gate portion (gate insulating film 3) of the insulating film. . Table 1 below shows the antenna ratio of each evaluation device.

【0018】[0018]

【表1】 [Table 1]

【0019】次に上記ウエハ7の全面に行列状に配列さ
れた複数個のチップ6(デバイス群)のうち、その一部
を保護絶縁膜で被覆する。図3は一部のチップ6が保護
絶縁膜で被覆されたウエハを示す平面図である。この、
図3においては、行列状に配列された複数のチップ6の
最上行を第1行目として順次第2行目、第3行目・・・
第16行目とし、最左端列を第一列目として順次第二列
目、第三列目・・・第十六列目とする。
Next, a part of the plurality of chips 6 (device group) arranged in a matrix on the entire surface of the wafer 7 is covered with a protective insulating film. FIG. 3 is a plan view showing a wafer in which some chips 6 are covered with a protective insulating film. this,
In FIG. 3, the uppermost row of the plurality of chips 6 arranged in a matrix is set as the first row, and the second row, the third row,.
The 16th row, the leftmost column is the first column, the second column, the third column,... The 16th column.

【0020】図4(a)は保護絶縁膜で被覆されていな
いデバイスを示す断面図、図4(b)は表面が保護絶縁
膜で被覆されたデバイスを示す断面図である。なお、図
4に示すデバイスにおいて、図1と同一物には同一符号
を付して、その詳細な説明は省略する。図4(a)に示
すように、保護絶縁膜20aで被覆されていないチップ
6上のデバイスは、表面の上部電極4が露出している。
また、図4(b)に示すように、チップ6の表面を保護
絶縁膜20aで被覆すると、チップ6上のデバイスの上
部電極4は保護絶縁膜20aによって完全に保護されて
いる。なお、本実施例においては、チップ6を被覆する
保護絶縁膜20aとして、有機レジスト膜を使用した
が、SOG(SPIN on GLASS)等の石英か
らなる膜を使用してもよい。
FIG. 4A is a sectional view showing a device not covered with a protective insulating film, and FIG. 4B is a sectional view showing a device whose surface is covered with a protective insulating film. In the device shown in FIG. 4, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. As shown in FIG. 4A, in the device on the chip 6 that is not covered with the protective insulating film 20a, the upper electrode 4 on the surface is exposed.
As shown in FIG. 4B, when the surface of the chip 6 is covered with the protective insulating film 20a, the upper electrode 4 of the device on the chip 6 is completely protected by the protective insulating film 20a. In this embodiment, an organic resist film is used as the protective insulating film 20a covering the chip 6, but a film made of quartz such as SOG (SPIN on GLASS) may be used.

【0021】本実施例においては、先ず、図3に示すよ
うに、偶数番目となる行、即ち、第2、第4、第6、・
・・及び第16行目に配置されたチップ6の表面を保護
絶縁膜20aで被覆すると共に、偶数番目となる列、即
ち、第二,第四,第六,・・・及び第十六列目に配置さ
れたチップ6の表面を保護絶縁膜20aで被覆した。
In this embodiment, first, as shown in FIG. 3, even-numbered rows, that is, the second, fourth, sixth,.
.. And the surface of the chip 6 arranged in the 16th row is covered with the protective insulating film 20a, and the even-numbered columns, ie, the second, fourth, sixth,. The surface of the chip 6 placed on the eye was covered with the protective insulating film 20a.

【0022】次に、上記ウエハ7にイオン又は電子を使
用する処理として、LSIの製造工程を想定し、1回目
のプラズマ処理を施す。即ち、ウエハ7をプラズマエッ
チング装置に設置し、これを第1の条件(ガス種、ガス
圧、高周波プラズマ電力及びバイアス電極)でエッチン
グ処理する。
Next, as a process using ions or electrons on the wafer 7, a first plasma process is performed assuming an LSI manufacturing process. That is, the wafer 7 is set in a plasma etching apparatus, and the wafer 7 is subjected to an etching process under the first condition (gas type, gas pressure, high-frequency plasma power, and bias electrode).

【0023】次いで、エッチングが終了したウエハ7を
プローバ評価装置に設置し、各デバイスのIV(電流−
電圧)特性を測定する。プラズマ処理の条件が一定であ
る場合、各デバイスのゲート絶縁膜3が受けるチャージ
アップダメージの大きさは、アンテナ面積(アンテナ
比)に比例することが公知である。従って、本実施例に
おいては、異なる条件でプラズマ処理が施されて、異な
る大きさのチャージアップダメージを受けたゲート絶縁
膜のIV特性を評価した結果と同様となる。
Then, the etched wafer 7 is set in a prober evaluation apparatus, and the IV (current-current) of each device is set.
Measure the voltage) characteristics. It is known that when the conditions of the plasma processing are constant, the magnitude of the charge-up damage to the gate insulating film 3 of each device is proportional to the antenna area (antenna ratio). Therefore, in the present embodiment, the result is the same as the result of evaluating the IV characteristics of the gate insulating film subjected to the plasma treatment under different conditions and having received the charge-up damage of different sizes.

【0024】図4(a)に示すように、保護絶縁膜20
aで被覆されていない領域においては、上部電極4(ポ
リシリコン膜又はMetal層)が保護絶縁膜20aに
被われていないため、この状態でプラズマ処理されると
ゲート絶縁膜3が絶縁破壊によるダメージを受ける。一
方、図4(b)に示すように、表面が保護絶縁膜20a
で被覆された領域においては、上部電極4(ポリシリコ
ン膜又はMetal層)が保護絶縁膜20aに被われて
いるため、プラズマ処理されてもゲート絶縁膜3がチャ
ージアップダメージを受けることはない。従って、この
ように、保護絶縁膜20aによって被覆されていない各
チップ6について、IV特性を測定することにより、第
1の条件でウエハ7をエッチング処理した場合のチャー
ジアップダメージの大きさを測定することができる。
As shown in FIG. 4A, the protective insulating film 20
Since the upper electrode 4 (polysilicon film or metal layer) is not covered with the protective insulating film 20a in a region not covered with a, the gate insulating film 3 is damaged by dielectric breakdown if plasma treatment is performed in this state. Receive. On the other hand, as shown in FIG.
In the region covered with, the upper electrode 4 (polysilicon film or metal layer) is covered with the protective insulating film 20a, so that the gate insulating film 3 does not suffer charge-up damage even if the plasma processing is performed. Therefore, the magnitude of the charge-up damage when the wafer 7 is etched under the first condition is measured by measuring the IV characteristics of each chip 6 not covered with the protective insulating film 20a. be able to.

【0025】次いで、同様にして、1回目のプラズマ処
理前に被覆した保護絶縁膜20aを全て剥離する。その
後、図5に示すように、偶数行目及び奇数列目に位置す
るチップ6のみを保護絶縁膜20bで被覆した後、ウエ
ハ7に対して第2の条件で2回目のプラズマ処理を施
す。そうすると、1回目のプラズマ処理の場合と同様
に、保護絶縁膜20bで被覆されていないチップ6に形
成されたデバイスのみが2回目のプラズマ処理による損
傷を受ける。その後、保護絶縁膜20bで被われていな
いデバイスのゲート絶縁膜の損傷を測定する。
Next, in the same manner, all the protective insulating film 20a coated before the first plasma treatment is removed. Thereafter, as shown in FIG. 5, after only the chips 6 located in the even-numbered rows and the odd-numbered columns are covered with the protective insulating film 20b, the wafer 7 is subjected to the second plasma treatment under the second condition. Then, as in the case of the first plasma processing, only the devices formed on the chip 6 not covered with the protective insulating film 20b are damaged by the second plasma processing. Thereafter, the damage of the gate insulating film of the device not covered with the protective insulating film 20b is measured.

【0026】次いで、2回目のプラズマ処理前に被覆し
た保護絶縁膜20bを全て剥離する。その後、図6に示
すように、奇数行目及び偶数列目に位置するチップ6の
みを保護絶縁膜20cで被覆した後、ウエハ7に対して
第3の条件で3回目のプラズマ処理を施す。その後、保
護絶縁膜20cで被われていないデバイスのゲート絶縁
膜の損傷を測定する。
Next, the protective insulating film 20b coated before the second plasma treatment is entirely removed. Thereafter, as shown in FIG. 6, after only the chips 6 located in the odd-numbered rows and the even-numbered columns are covered with the protective insulating film 20c, the third plasma treatment is performed on the wafer 7 under the third condition. Thereafter, the damage of the gate insulating film of the device not covered with the protective insulating film 20c is measured.

【0027】次いで、同様にして、3回目のプラズマ処
理前に被覆した保護絶縁膜20cを全て剥離する。その
後、図7に示すように、奇数行目及び奇数列目に位置す
るチップ6のみを保護絶縁膜20dで被覆した後、ウエ
ハ7に対して第4の条件で4回目のプラズマ処理を施
す。その後、保護絶縁膜20dで被われていないデバイ
スのゲート絶縁膜の損傷を測定する。
Next, similarly, all the protective insulating film 20c coated before the third plasma treatment is peeled off. Thereafter, as shown in FIG. 7, after only the chips 6 located in the odd-numbered rows and the odd-numbered columns are covered with the protective insulating film 20d, the wafer 7 is subjected to the fourth plasma treatment under the fourth condition. After that, the damage of the gate insulating film of the device not covered with the protective insulating film 20d is measured.

【0028】このように、本実施例においては、図3及
び5乃至7に示すように、保護絶縁膜を形成する保護工
程、プラズマによる処理工程及び測定工程を繰り返すこ
とにより、同一ウエハで4回の評価試験を実施すること
ができる。なお、保護工程の被覆パターンを変更すれ
ば、1つのウエハでゲート絶縁膜の損傷の測定を複数回
行うことができる。
As described above, in the present embodiment, as shown in FIGS. 3 and 5 to 7, the protection step of forming a protective insulating film, the processing step by plasma, and the measurement step are repeated four times on the same wafer. Evaluation test can be conducted. By changing the coating pattern in the protection step, the damage of the gate insulating film can be measured a plurality of times on one wafer.

【0029】また、評価デバイスの構造は、図1に示す
構造に限定されず、本発明においては、種々の構造を有
する評価デバイスを使用することができる。
Further, the structure of the evaluation device is not limited to the structure shown in FIG. 1. In the present invention, evaluation devices having various structures can be used.

【0030】図8及び9は本発明に係る半導体装置の評
価方法において使用することができる評価デバイスの構
造例を示す断面図である。図8及び9に示すデバイスに
おいて、図1と同一物には同一符号を付して、その詳細
な説明は省略する。
FIGS. 8 and 9 are cross-sectional views showing examples of the structure of an evaluation device that can be used in the semiconductor device evaluation method according to the present invention. In the devices shown in FIGS. 8 and 9, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0031】図8に示す評価デバイスは、図1に示す上
部電極4を加工する前のポリシリコン膜8の上に、フォ
トレジスト9が選択的に形成されたものである。また、
図9に示す評価デバイスは、上部電極4及びフィールド
絶縁膜2を含む表面全面に層間絶縁膜10が形成されて
おり、この層間絶縁膜10は、ゲート絶縁膜3に整合す
る領域にコンタクトホール10aが設けられていて、更
に、層間絶縁膜10の上に、コンタクトホール10aを
埋める金属膜11が形成されたものである。
In the evaluation device shown in FIG. 8, a photoresist 9 is selectively formed on the polysilicon film 8 before the upper electrode 4 shown in FIG. 1 is processed. Also,
In the evaluation device shown in FIG. 9, an interlayer insulating film 10 is formed on the entire surface including the upper electrode 4 and the field insulating film 2, and the interlayer insulating film 10 has a contact hole 10 a in a region matching the gate insulating film 3. And a metal film 11 filling the contact hole 10a is formed on the interlayer insulating film 10.

【0032】このように構成された評価デバイスによっ
ても、図1に示す評価デバイスと同様に、絶縁膜におけ
る絶縁破壊ダメージの程度を評価することができる。こ
の場合に、図10(b)及び図11(b)に示すよう
に、フォトレジスト9又は金属膜11を被覆する保護絶
縁膜20aを被覆形成することにより図4に示す保護工
程と同様に、プラズマ処理されてもゲート絶縁膜3がチ
ャージアップダメージを受けることはなく、複数回の絶
縁破壊強度の測定が可能となる。
With the evaluation device thus configured, the degree of dielectric breakdown damage in the insulating film can be evaluated, similarly to the evaluation device shown in FIG. In this case, as shown in FIGS. 10 (b) and 11 (b), a protective insulating film 20a which covers the photoresist 9 or the metal film 11 is formed by coating, as in the protection step shown in FIG. Even if the plasma treatment is performed, the gate insulating film 3 is not subjected to charge-up damage, and the dielectric breakdown strength can be measured a plurality of times.

【0033】また、本実施例においては、プラズマエッ
チング装置を使用してエッチング処理時におけるチャー
ジアップダメージを測定したが、本発明においては、そ
の他のプラズマ処理、例えば、レジスト除去(アッシン
グ)装置又はイオン注入装置を使用したレジスト除去時
又はイオン注入時におけるチャージアップダメージを測
定することができる。
In this embodiment, the charge-up damage during the etching process was measured using a plasma etching apparatus. However, in the present invention, other plasma processing, such as a resist removal (ashing) apparatus or an ion It is possible to measure charge-up damage at the time of removing a resist using an implantation apparatus or at the time of ion implantation.

【0034】また、本実施例に示すように、イオン又は
電子による処理工程を実施する都度、その直後にゲート
絶縁膜の損傷の測定工程を実施してもよいが、イオン又
は電子による処理の後、この処理後のパターンを保護絶
縁膜で被覆しておき、最後に、全ての保護絶縁膜を剥離
して、まとめて全てのパターンについて測定してもよ
い。
As shown in this embodiment, every time a process using ions or electrons is performed, a process for measuring the damage to the gate insulating film may be performed immediately after the process. Alternatively, the pattern after this processing may be covered with a protective insulating film, and finally, all the protective insulating films may be peeled off, and the measurement may be performed on all the patterns collectively.

【0035】[0035]

【実施例】以下、本発明の実施例に係る半導体装置の評
価方法により半導体装置を評価した試験結果について、
具体的に説明する。
Hereinafter, test results obtained by evaluating a semiconductor device by a semiconductor device evaluation method according to an embodiment of the present invention will be described.
This will be specifically described.

【0036】先ず、図3に示すように、複数のチップ6
が形成されたウエハ7を準備し、一部のチップ6を保護
絶縁膜20aで被覆した後、このウエハに対して第1回
目のプラズマ処理を施した。次いで、保護絶縁膜20a
で被覆されていないチップ6上のデバイスについて、ゲ
ート絶縁膜3のチャージアップダメージを測定した。そ
の後、保護絶縁膜20aをウエハ7から剥離し、再度、
保護工程として、ウエハ7表面を選択的に保護絶縁膜2
0bで被覆した後、処理工程として、このウエハ7に対
して第2回目のプラズマ処理を施した。そして、測定工
程として、第1回目のプラズマ処理と同様にして、ゲー
ト絶縁膜3のチャージアップダメージを測定した後、保
護絶縁膜20bをウエハから剥離した。
First, as shown in FIG.
Was prepared, a part of the chips 6 was covered with a protective insulating film 20a, and then the wafer was subjected to a first plasma treatment. Next, the protective insulating film 20a
The charge-up damage of the gate insulating film 3 was measured for the device on the chip 6 which was not covered with. Thereafter, the protective insulating film 20a is peeled off from the wafer 7, and again,
As a protection step, the surface of the wafer 7 is selectively covered with the protective insulating film 2.
After coating with Ob, the wafer 7 was subjected to a second plasma treatment as a processing step. Then, as a measurement step, after measuring the charge-up damage of the gate insulating film 3 in the same manner as in the first plasma treatment, the protective insulating film 20b was peeled off from the wafer.

【0037】その後、同様にして、保護工程、処理工程
及び測定工程を繰り返すことにより、合計4回のチャー
ジアップダメージの評価を実施した。本実施例において
は、保護絶縁膜の形状は、図3及び5乃至7に示す形状
と同様とした。また、第1乃至第4回目のプラズマ処理
工程においては、本実施例に係る評価方法による信頼性
を調査するために、同一条件でエッチング処理を実施し
た。
Thereafter, the protection step, the processing step, and the measurement step were repeated in the same manner to evaluate the charge-up damage four times in total. In this embodiment, the shape of the protective insulating film is the same as the shapes shown in FIGS. In the first to fourth plasma treatment steps, etching was performed under the same conditions in order to investigate the reliability by the evaluation method according to the present embodiment.

【0038】図12乃至15は、夫々、1乃至4回目の
プラズマ処理後のチャージアップダメージの評価結果を
示す平面図である。なお、図12乃至15においては、
チャージアップダメージの大きさに応じて、チップ6を
3種のハッチングによって示す。
FIGS. 12 to 15 are plan views showing the evaluation results of the charge-up damage after the first to fourth plasma treatments, respectively. 12 to 15,
The chip 6 is indicated by three types of hatching according to the magnitude of the charge-up damage.

【0039】図12に示すように、保護絶縁膜20aに
被われていなかったデバイス群は、ウエハ7の中心付近
ではゲート絶縁膜の損傷をほとんど受けておらず、ウエ
ハ7の外側になるにつれてデバイス群のゲート絶縁膜の
損傷は大きくなっている。
As shown in FIG. 12, the device group which was not covered with the protective insulating film 20a was hardly damaged by the gate insulating film near the center of the wafer 7, The damage to the gate insulating films of the group has increased.

【0040】2回目の保護工程においては、隅数行目及
び奇数列目に配置されたチップ6は、保護絶縁膜2bで
被覆されているため、2回目のプラズマ処理後の測定工
程においては、奇数行目及び隅数列目が交叉する位置に
配置されたチップのみについてゲート絶縁膜の損傷の程
度を評価することができる。図13に示すように、2回
目のプラズマ処理によっても、ゲート絶縁膜の損傷の程
度及びばらつきは、図12に示すものと略同様となっ
た。
In the second protection step, the chips 6 arranged in the corner rows and the odd columns are covered with the protective insulating film 2b. Therefore, in the measurement step after the second plasma processing, It is possible to evaluate the degree of damage to the gate insulating film only for the chip arranged at the position where the odd-numbered row and the corner-numbered column intersect. As shown in FIG. 13, even after the second plasma treatment, the degree and variation of damage to the gate insulating film were substantially the same as those shown in FIG.

【0041】また、図14及び15に示すように、ゲー
ト絶縁膜の損傷の分布は1回目のプラズマ処理による結
果と同じようにして分布している。1〜4回目のプラズ
マ処理終了後におけるゲート絶縁膜のチャージアップダ
メージの程度を下記表2に示す。但し、表2中におい
て、(A)はチャージアップダメージを受けなかったデ
バイス、(B)はチャージアップダメージをある程度受
けているデバイス、(C)はチャージアップダメージの
程度が大きいデバイスの個数を示す。
As shown in FIGS. 14 and 15, the distribution of damage to the gate insulating film is distributed in the same manner as the result of the first plasma treatment. Table 2 below shows the degree of charge-up damage to the gate insulating film after the first to fourth plasma treatments. In Table 2, (A) indicates the number of devices that did not receive the charge-up damage, (B) indicates the number of devices that received the charge-up damage to some extent, and (C) indicates the number of devices that had a large degree of the charge-up damage. .

【0042】[0042]

【表2】 [Table 2]

【0043】表2に示すように、図12乃至15に示し
た4回の保護工程により同一条件でプラズマ処理を行っ
た場合、その薄い絶縁膜の破壊電圧によるチャージアッ
プダメージ分布は略同様の結果となった。即ち、本実施
例に係る半導体装置の評価方法によれば、1枚のウエハ
を複数回使用しても、高い信頼性を得ることができた。
従って、1枚のウエハを使用してプラズマ処理の条件を
種々変化させ、複数回の測定を実施することにより、実
際の半導体装置の製造工程におけるプラズマ処理条件を
適切に設計することができる。
As shown in Table 2, when the plasma treatment was performed under the same conditions by the four protection steps shown in FIGS. 12 to 15, the charge-up damage distribution due to the breakdown voltage of the thin insulating film was almost the same. It became. That is, according to the evaluation method of the semiconductor device according to the present example, high reliability could be obtained even if one wafer was used plural times.
Therefore, the plasma processing conditions in the actual semiconductor device manufacturing process can be appropriately designed by performing various measurements using a single wafer and varying the plasma processing conditions.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
1枚のウエハ上に複数個形成された半導体装置パターン
の一部を露出させて、残りのパターンを保護絶縁膜で被
覆する保護工程と、イオン又は電子で処理する処理工程
と、薄い絶縁膜の損傷を測定する測定工程とを複数回繰
り返して実施するか又は前記保護工程と前記処理工程と
を複数回繰り返して実施した後に、保護絶縁膜を繰り返
して測定するので、1枚のウエハで実際の半導体装置に
形成されたデバイスが受けるチャージアップダメージと
直接対比することができる絶縁破壊強度を種々の条件で
測定することができる。従って、半導体装置に対して実
施するイオン又は電子による処理条件を適切に設定する
ことができる。 また、チャージアップダメージの測定
のために作製するテスト用デバイスにかかる費用を大幅
に削減することができ、実用的な評価用デバイスを提供
することができる。
As described in detail above, according to the present invention,
A protection step of exposing a part of a plurality of semiconductor device patterns formed on one wafer and covering the remaining pattern with a protective insulating film, a processing step of treating with ions or electrons, The measurement step of measuring damage is repeatedly performed or the protection step and the processing step are repeatedly performed, and then the protection insulating film is repeatedly measured. The dielectric breakdown strength, which can be directly compared with the charge-up damage received by a device formed in a semiconductor device, can be measured under various conditions. Therefore, it is possible to appropriately set processing conditions of ions or electrons to be performed on the semiconductor device. Further, the cost of a test device manufactured for measuring the charge-up damage can be significantly reduced, and a practical evaluation device can be provided.

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

【図1】本発明の実施例に係る半導体装置の評価に使用
するMOSキャパシタ構造を有するデバイスを示す断面
図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a device having a MOS capacitor structure used for evaluating a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図2】(a)はチップ(デバイス群)が形成されたウ
エハを示す平面図であり、(b)はこのチップを拡大し
て示す平面図である。
FIG. 2A is a plan view showing a wafer on which a chip (device group) is formed, and FIG. 2B is an enlarged plan view showing the chip.

【図3】一部のチップが保護絶縁膜で被覆されたウエハ
を示す平面図である。
FIG. 3 is a plan view showing a wafer in which some chips are covered with a protective insulating film.

【図4】(a)は保護絶縁膜で被覆されていないデバイ
スを示す断面図、(b)は表面が保護絶縁膜で被覆され
たデバイスを示す断面図である。
4A is a cross-sectional view showing a device not covered with a protective insulating film, and FIG. 4B is a cross-sectional view showing a device whose surface is covered with a protective insulating film.

【図5】2回目のプラズマ処理する際の保護絶縁膜の被
覆配置図である。
FIG. 5 is a diagram showing a covering arrangement of a protective insulating film during a second plasma treatment.

【図6】3回目のプラズマ処理する際の保護絶縁膜の被
覆配置図である。
FIG. 6 is a diagram showing a covering arrangement of a protective insulating film during a third plasma treatment.

【図7】4回目のプラズマ処理する際の保護絶縁膜の被
覆配置図である。
FIG. 7 is a diagram showing a covering arrangement of a protective insulating film when performing a fourth plasma treatment.

【図8】本発明例に係る半導体装置の評価方法において
使用することができる評価デバイスの構造例を示す断面
図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a structural example of an evaluation device that can be used in the semiconductor device evaluation method according to the example of the present invention.

【図9】本発明例に係る半導体装置の評価方法において
使用することができる評価デバイス他の構造例を示す断
面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing another example of the structure of an evaluation device that can be used in the semiconductor device evaluation method according to the example of the present invention.

【図10】(a)は保護絶縁膜で被覆されていないデバ
イスを示す断面図、(b)は表面が保護絶縁膜で被覆さ
れたデバイスを示す断面図である。
10A is a cross-sectional view illustrating a device not covered with a protective insulating film, and FIG. 10B is a cross-sectional view illustrating a device whose surface is covered with a protective insulating film.

【図11】(a)は保護絶縁膜で被覆されていないデバ
イスを示す断面図、(b)は表面が保護絶縁膜で被覆さ
れたデバイスを示す断面図である。
11A is a cross-sectional view showing a device not covered with a protective insulating film, and FIG. 11B is a cross-sectional view showing a device whose surface is covered with a protective insulating film.

【図12】1回目のプラズマ処理後のゲート絶縁膜のダ
メージ分布を示す平面図である。
FIG. 12 is a plan view showing a damage distribution of the gate insulating film after the first plasma processing.

【図13】2回目のプラズマ処理後のゲート絶縁膜のダ
メージ分布を示す平面図である。
FIG. 13 is a plan view showing a damage distribution of the gate insulating film after the second plasma processing.

【図14】3回目のプラズマ処理後のゲート絶縁膜のダ
メージ分布を示す平面図である。
FIG. 14 is a plan view showing a damage distribution of the gate insulating film after the third plasma treatment.

【図15】4回目のプラズマ処理後のゲート絶縁膜のダ
メージ分布を示す平面図である。
FIG. 15 is a plan view showing a damage distribution of the gate insulating film after the fourth plasma processing.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1;基板 2;フィールド絶縁膜 3;ゲート絶縁膜 4;上部電極 6;チップ 7;ウエハ 8;ポリシリコン膜 9;フォトレジスト 10;層間絶縁膜 10a;コンタクトホール 11;金属膜 20a、20b、20c、20d;絶縁膜(レジスト) A1、A2、A3、A4;デバイス P1、P2、P3;デバイス S1、S2;デバイス Reference Signs List 1; substrate 2: field insulating film 3: gate insulating film 4: upper electrode 6; chip 7; wafer 8; polysilicon film 9; photoresist 10; interlayer insulating film 10a; , 20d; insulating film (resist) A1, A2, A3, A4; device P1, P2, P3; device S1, S2; device

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上に10乃至300Å厚の薄
い絶縁膜とこれより厚い絶縁膜が形成され、前記薄い絶
縁膜上にこの薄い絶縁膜の1乃至10000000倍の
面積比で導電性膜が形成された半導体装置のパターンが
複数個配置されたウエハを用意し、前記ウエハ上の一部
のパターンを保護絶縁膜で被覆する工程と、前記ウエハ
をイオン又は電子で処理する工程と、前記保護絶縁膜で
被覆されていないパターンの前記薄い絶縁膜の損傷を測
定する工程と、前記保護絶縁膜で被覆されていたパター
ンの全部又は一部について前記保護絶縁膜を剥離し他の
パターンの全部又は一部について保護絶縁膜で被覆する
保護工程と、前記ウエハをイオン又は電子で処理する処
理工程と、前記保護絶縁膜で被覆されていないパターン
の前記薄い絶縁膜の損傷を測定する測定工程と、を有
し、前記保護工程、処理工程及び測定工程からなる一連
の工程を1又は複数回繰り返すことを特徴とする半導体
装置の評価方法。
A thin insulating film having a thickness of 10 to 300 mm and a thicker insulating film are formed on a semiconductor substrate, and a conductive film is formed on the thin insulating film at an area ratio of 1 to 10000000 times that of the thin insulating film. Providing a wafer on which a plurality of patterns of the formed semiconductor device are arranged, covering a part of the pattern on the wafer with a protective insulating film, treating the wafer with ions or electrons, Measuring the damage of the thin insulating film of the pattern not covered with the insulating film, and peeling off the protective insulating film for all or part of the pattern covered with the protective insulating film, or all or other of the patterns; A protection step of covering a part with a protective insulating film, a processing step of treating the wafer with ions or electrons, and a processing of the thin insulating film in a pattern not covered with the protective insulating film. A measuring step of measuring damage, wherein a series of steps including the protection step, the processing step, and the measuring step is repeated one or more times.
【請求項2】 半導体基板上に10乃至300Å厚の薄
い絶縁膜とこれより厚い絶縁膜が形成され、前記薄い絶
縁膜上にこの薄い絶縁膜の1乃至10000000倍の
面積比で導電性膜が形成された半導体装置のパターンが
複数個配置されたウエハを用意し、前記ウエハ上の一部
のパターンを保護絶縁膜で被覆する工程と、前記ウエハ
をイオン又は電子で処理する工程と、前記保護絶縁膜で
被覆されていたパターンの全部又は一部について前記保
護絶縁膜を剥離し他のパターンの全部について保護絶縁
膜で被覆する保護工程と、前記ウエハをイオン又は電子
で処理する処理工程と、前記保護絶縁膜を剥離し前記薄
い絶縁膜の損傷を測定する工程と、を有し、前記保護工
程と前記処理工程とを1又は複数回繰り返すことを特徴
とする半導体装置の評価方法。
2. A thin insulating film having a thickness of 10 to 300 ° and a thicker insulating film are formed on a semiconductor substrate, and a conductive film is formed on the thin insulating film at an area ratio of 1 to 10000000 times that of the thin insulating film. Providing a wafer on which a plurality of patterns of the formed semiconductor device are arranged, covering a part of the pattern on the wafer with a protective insulating film, treating the wafer with ions or electrons, A protection step of peeling off the protective insulating film for all or a part of the pattern covered with the insulating film and covering the entire other pattern with a protective insulating film, and a processing step of treating the wafer with ions or electrons, Removing the protective insulating film and measuring damage to the thin insulating film, wherein the protecting step and the processing step are repeated one or more times. Evaluation methods.
【請求項3】 前記保護絶縁膜は酸化ケイ素、窒化ケイ
素及びレジストからなる群から選択された絶縁膜である
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体装置の
評価方法。
3. The method according to claim 1, wherein the protective insulating film is an insulating film selected from the group consisting of silicon oxide, silicon nitride, and resist.
【請求項4】 前記薄い絶縁膜の損傷の測定は、前記半
導体基板と導電性膜との間に電圧を印加し、電流−電圧
特性又は電圧−キャパシタンス特性を測定するものであ
ることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記
載の半導体装置の評価方法。
4. The method according to claim 1, wherein the measurement of the damage to the thin insulating film comprises measuring a current-voltage characteristic or a voltage-capacitance characteristic by applying a voltage between the semiconductor substrate and the conductive film. The method for evaluating a semiconductor device according to claim 1, wherein:
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