JPS594854B2 - 絶縁膜の膜質評価法 - Google Patents
絶縁膜の膜質評価法Info
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- JPS594854B2 JPS594854B2 JP14670477A JP14670477A JPS594854B2 JP S594854 B2 JPS594854 B2 JP S594854B2 JP 14670477 A JP14670477 A JP 14670477A JP 14670477 A JP14670477 A JP 14670477A JP S594854 B2 JPS594854 B2 JP S594854B2
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、半導体基板または導電性基板の上に形成さ
れた絶縁膜の膜質評価法に係る。
れた絶縁膜の膜質評価法に係る。
半導体基板上の絶縁膜の膜質は、半導体装置の製造歩留
、信頼性に極めて大きな影響をおよぼす。
、信頼性に極めて大きな影響をおよぼす。
ピンホール欠陥、局部的に電気的絶縁耐圧の弱くなつて
いる欠陥の存在している不良膜質の絶縁膜を用いては、
高い製造歩留と高信頼性の半導体装置の製造は望めない
。したがつて半導体工業においては、これら欠陥のない
成膜技術が要求される５ 訳だが、その成膜技術の向上
のためには、詳しく膜質を評価する必要がある。ピンホ
ール欠陥や耐圧不良欠陥を検出し、膜質を評価する従来
の代表的な方法として、金属Ｍ、絶縁膜Ｉ、半導体Ｓの
サンドイッチ構造からなる１０いわゆるＭＩＳキャパシ
タ法がある。
いる欠陥の存在している不良膜質の絶縁膜を用いては、
高い製造歩留と高信頼性の半導体装置の製造は望めない
。したがつて半導体工業においては、これら欠陥のない
成膜技術が要求される５ 訳だが、その成膜技術の向上
のためには、詳しく膜質を評価する必要がある。ピンホ
ール欠陥や耐圧不良欠陥を検出し、膜質を評価する従来
の代表的な方法として、金属Ｍ、絶縁膜Ｉ、半導体Ｓの
サンドイッチ構造からなる１０いわゆるＭＩＳキャパシ
タ法がある。
だが、この従来の方法には次の欠点がある。すなわち比
較的広面積の絶縁膜に対して評価する場合や、一定面積
の絶縁膜に対して稠密に評価する場合には、これら絶縁
膜の上へ多数の導電性電極を形成し、半１５導体基板と
個々の導電性電極の間に電圧を印加し、両者間の耐圧、
漏洩電流を測定する操作を全導電性電極にわたつて行い
、導電性電極群の幾何学的配置に対応させて、これらの
測定値をマッピングしなければならない。この個々の導
電性電極によ加 る測定は詳細な電気的測定結果の得ら
れる反面、欠陥の分布、性質を詳細に観測しようとすれ
ば、絶縁膜上に形成した多数の導電性電極の個々に対し
て測定しなければならないから、すべての導電性電極に
わたり迅速に観測するには高価な自動測２５定装置とマ
ッピング装置を要する欠点がある。また個々の導電性電
極へ電気的接続を行うための探針を必要とするから導電
性電極の寸法をあまり小さくすることのできない欠点が
ある。この探針による電気的接続では、探針の先が導電
性電極を傷３０つけるばかりでなく、導電性電極下の絶
縁膜を傷つけてしまう恐れがある。さらに絶縁膜の欠陥
分布の観測結果は、マッピング装置によつてはじめて具
現化され、半導体基板上で直接に観測者の視覚に訴えら
れない欠点がある。３５また、従来、上記欠点を除去す
るようにした評価方法として、特開昭５０−１３４３７
９号公報に記載されているように、被検査回路をＡＣ又
はＣ■、０−１）Ｃ電田あるいはパルス状の電界でもつ
て付勢し、液晶層中の複屈折的変化を視覚的に覗察する
ようにした方法があつた。
較的広面積の絶縁膜に対して評価する場合や、一定面積
の絶縁膜に対して稠密に評価する場合には、これら絶縁
膜の上へ多数の導電性電極を形成し、半１５導体基板と
個々の導電性電極の間に電圧を印加し、両者間の耐圧、
漏洩電流を測定する操作を全導電性電極にわたつて行い
、導電性電極群の幾何学的配置に対応させて、これらの
測定値をマッピングしなければならない。この個々の導
電性電極によ加 る測定は詳細な電気的測定結果の得ら
れる反面、欠陥の分布、性質を詳細に観測しようとすれ
ば、絶縁膜上に形成した多数の導電性電極の個々に対し
て測定しなければならないから、すべての導電性電極に
わたり迅速に観測するには高価な自動測２５定装置とマ
ッピング装置を要する欠点がある。また個々の導電性電
極へ電気的接続を行うための探針を必要とするから導電
性電極の寸法をあまり小さくすることのできない欠点が
ある。この探針による電気的接続では、探針の先が導電
性電極を傷３０つけるばかりでなく、導電性電極下の絶
縁膜を傷つけてしまう恐れがある。さらに絶縁膜の欠陥
分布の観測結果は、マッピング装置によつてはじめて具
現化され、半導体基板上で直接に観測者の視覚に訴えら
れない欠点がある。３５また、従来、上記欠点を除去す
るようにした評価方法として、特開昭５０−１３４３７
９号公報に記載されているように、被検査回路をＡＣ又
はＣ■、０−１）Ｃ電田あるいはパルス状の電界でもつ
て付勢し、液晶層中の複屈折的変化を視覚的に覗察する
ようにした方法があつた。
しかしながらこの従来方法は、視覚的覗察によるもので
あるため、検査精度が低く、しかも個人差が生じ易いと
いう欠点があつた。本発明は、上記絶縁膜のピンホール
欠陥や耐圧不良欠陥の評価に関し、上記従来の欠点を除
去するためになされよものど、半導体基板等上の絶縁膜
上に導電性電極群を形成し、少なくとも該電極群上にネ
マチツク液晶膜を、その上に透明導電膜を形成し、これ
と半導体基板間に階段状の直流電圧を印加し、上記電極
群の各々についての光反射率を光反射率測定手段で剖噸
１することになり、従来のＭＩＳキヤパシタ法の欠点が
なく、検査精度が高く、かつ個人差のない絶縁膜の膜質
評価法を提供することを目的としている。
あるため、検査精度が低く、しかも個人差が生じ易いと
いう欠点があつた。本発明は、上記絶縁膜のピンホール
欠陥や耐圧不良欠陥の評価に関し、上記従来の欠点を除
去するためになされよものど、半導体基板等上の絶縁膜
上に導電性電極群を形成し、少なくとも該電極群上にネ
マチツク液晶膜を、その上に透明導電膜を形成し、これ
と半導体基板間に階段状の直流電圧を印加し、上記電極
群の各々についての光反射率を光反射率測定手段で剖噸
１することになり、従来のＭＩＳキヤパシタ法の欠点が
なく、検査精度が高く、かつ個人差のない絶縁膜の膜質
評価法を提供することを目的としている。
以下図面を参照しながら、本発明について詳しく説明す
ることにする。
ることにする。
なお説明では、半導体基板として、けい素Ｓｉ基板、絶
縁膜として二酸化 二けい素ＳｉＯ，膜、導電性電極と
してアルミニウムＡｌ電極を用いた場合について述べる
。第１図は、液晶の動的散乱現象によつてピンホール欠
陥、耐圧不良欠陥が検出できる原理を説明するための断
面図である。
縁膜として二酸化 二けい素ＳｉＯ，膜、導電性電極と
してアルミニウムＡｌ電極を用いた場合について述べる
。第１図は、液晶の動的散乱現象によつてピンホール欠
陥、耐圧不良欠陥が検出できる原理を説明するための断
面図である。
図において、被評価試 Ｚ料１００は、Ｓｉ基板１の上
にＳｉＯ２膜２が形成されている。ＳｉＯ２膜２には欠
陥３を含んでいるものとする。この欠陥３はＳｉＯ２膜
２に電界を加えるまえに存在していた欠陥や電界を加え
たために生じた欠陥で、ピンホール欠陥や耐圧不良欠陥
３を示すものである。ＳｉＯ２膜２の全面にわたり公
知のＡｌ蒸着技術と写真食刻技術により多数のＡｌ電極
４を形成する。次にＡｌ電極４の上をネマチツク液晶膜
５で被覆する。この場合Ａｌ電極４の存在しない部分の
ＳｉＯ，膜２の上をもネマチツク ５液晶膜５で被覆し
てもよい。つづいてネマチツク液晶膜５の上にネマチツ
ク液晶膜５と接触させて透明導電膜６を載置する。透明
導電膜６は薄膜であるから通常ではガラス板７に被着さ
れている。また透明導電膜６とＡｌ電極４の電気的短絡
を防 ４ぎ、動的散乱現象を生じせしめるに十分かつ均
一な膜厚のネマチツク液晶膜５を確保するため、被評価
試料１００の周辺のＡｌ電極４と透明導電膜６の間に開
孔を有するポリエチレンフイルムのごとき絶縁スペーサ
８を介在させておく。次にＳｉ基板１と透明導電膜６の
間に、直流電圧値の変えられる直流電源９により階段状
の直流電圧印加する。直流電圧がネマチツク液晶膜５に
動的散乱現象を生じせしめるしきい値以上であり、 欠
陥３がＡｌ電極４とＳｉ基板１の間で電気的漏洩をもた
らすピンホール欠陥ならば、欠陥３のあるＡｌ電極４１
の上のネマチツク液晶膜５は動的散乱現象を発生する。
また直流電圧がしきい値以上であり、かつＳｉＯ２膜２
中の絶縁耐圧の低い箇所を絶縁破かいさせる直流電圧で
あるならば、欠陥３は耐圧不良欠陥としてＡｌ電極４と
Ｓｉ基板１の間を電気的漏洩状態とさせるので、前述の
ごとく欠陥３のあるＡｌ電極４１の上のネマチツク液晶
膜５は動的散乱現象を発生する。かかる動的散乱現象の
発生している状況のもとで、被評価試料１００面へその
法線に対して傾角をもつ照射光１０を入射せしめ、法線
方向の反射光１１を観測すれば、動的散乱現象の発生し
ているＡｌ電極４１上のネマチツク液晶膜５すなわち動
的散乱発生箇所１２のところの反射光１１１は照射光１
０の乱反射のため、その光量が比較的多い。だが動的散
乱現象の発生していないＡｌ電極４２では照射光１０の
乱反射がないためその反射光１１２の光量は比較的少な
い。照射光１０の方向が被評価試料１００面の法線方向
であり、法線方向の反射光１１を観測するならば、動的
散乱現象の発生しているＡｌ電極４１からの反射光１１
１の光量は照射光１０の散乱のため比較的少ない。だが
動的散乱現象の発生していないＡｌ電極４２からの反射
光１１２の光量は照射光１０の散乱のないため比較的多
い。いずれにしても反射光１１の光量は、動的散乱現象
の有無によつて差異がある。したがつて、照射光１０と
観測する反射光１１の被評価試料１００面に対する相対
的角度関係を一定に保てば、動的散乱現象の発生してい
るＡｌ電極４１と発生していないＡｌ電極４２を明確に
識別できる。これはとりもなおさず欠陥３の有無の識別
であつて、ＳｉＯ２膜２中の欠陥３の検出および分布表
示のできることを示すものである。ネマチツク液晶膜５
として膜厚約１０μｍのＭＢＢＡ膜を用いるならば、こ
の膜面に垂直な抵抗は１０８Ω／Ｃｄ以下であり、Ｓｌ
Ｏ２膜２の膜厚が１０００人であれば、この膜面に垂直
な抵抗は１０１０Ω／ｄ以上である。
にＳｉＯ２膜２が形成されている。ＳｉＯ２膜２には欠
陥３を含んでいるものとする。この欠陥３はＳｉＯ２膜
２に電界を加えるまえに存在していた欠陥や電界を加え
たために生じた欠陥で、ピンホール欠陥や耐圧不良欠陥
３を示すものである。ＳｉＯ２膜２の全面にわたり公
知のＡｌ蒸着技術と写真食刻技術により多数のＡｌ電極
４を形成する。次にＡｌ電極４の上をネマチツク液晶膜
５で被覆する。この場合Ａｌ電極４の存在しない部分の
ＳｉＯ，膜２の上をもネマチツク ５液晶膜５で被覆し
てもよい。つづいてネマチツク液晶膜５の上にネマチツ
ク液晶膜５と接触させて透明導電膜６を載置する。透明
導電膜６は薄膜であるから通常ではガラス板７に被着さ
れている。また透明導電膜６とＡｌ電極４の電気的短絡
を防 ４ぎ、動的散乱現象を生じせしめるに十分かつ均
一な膜厚のネマチツク液晶膜５を確保するため、被評価
試料１００の周辺のＡｌ電極４と透明導電膜６の間に開
孔を有するポリエチレンフイルムのごとき絶縁スペーサ
８を介在させておく。次にＳｉ基板１と透明導電膜６の
間に、直流電圧値の変えられる直流電源９により階段状
の直流電圧印加する。直流電圧がネマチツク液晶膜５に
動的散乱現象を生じせしめるしきい値以上であり、 欠
陥３がＡｌ電極４とＳｉ基板１の間で電気的漏洩をもた
らすピンホール欠陥ならば、欠陥３のあるＡｌ電極４１
の上のネマチツク液晶膜５は動的散乱現象を発生する。
また直流電圧がしきい値以上であり、かつＳｉＯ２膜２
中の絶縁耐圧の低い箇所を絶縁破かいさせる直流電圧で
あるならば、欠陥３は耐圧不良欠陥としてＡｌ電極４と
Ｓｉ基板１の間を電気的漏洩状態とさせるので、前述の
ごとく欠陥３のあるＡｌ電極４１の上のネマチツク液晶
膜５は動的散乱現象を発生する。かかる動的散乱現象の
発生している状況のもとで、被評価試料１００面へその
法線に対して傾角をもつ照射光１０を入射せしめ、法線
方向の反射光１１を観測すれば、動的散乱現象の発生し
ているＡｌ電極４１上のネマチツク液晶膜５すなわち動
的散乱発生箇所１２のところの反射光１１１は照射光１
０の乱反射のため、その光量が比較的多い。だが動的散
乱現象の発生していないＡｌ電極４２では照射光１０の
乱反射がないためその反射光１１２の光量は比較的少な
い。照射光１０の方向が被評価試料１００面の法線方向
であり、法線方向の反射光１１を観測するならば、動的
散乱現象の発生しているＡｌ電極４１からの反射光１１
１の光量は照射光１０の散乱のため比較的少ない。だが
動的散乱現象の発生していないＡｌ電極４２からの反射
光１１２の光量は照射光１０の散乱のないため比較的多
い。いずれにしても反射光１１の光量は、動的散乱現象
の有無によつて差異がある。したがつて、照射光１０と
観測する反射光１１の被評価試料１００面に対する相対
的角度関係を一定に保てば、動的散乱現象の発生してい
るＡｌ電極４１と発生していないＡｌ電極４２を明確に
識別できる。これはとりもなおさず欠陥３の有無の識別
であつて、ＳｉＯ２膜２中の欠陥３の検出および分布表
示のできることを示すものである。ネマチツク液晶膜５
として膜厚約１０μｍのＭＢＢＡ膜を用いるならば、こ
の膜面に垂直な抵抗は１０８Ω／Ｃｄ以下であり、Ｓｌ
Ｏ２膜２の膜厚が１０００人であれば、この膜面に垂直
な抵抗は１０１０Ω／ｄ以上である。
したがつてＳｉ基板１と透明導電膜６の間へ印加した直
流電圧のほとんどがＳｉＯ２膜２へ印加されていること
になる。またネマチツク液晶のしきい値電圧は一般に１
０Ｖ前後である。さらに半導体工業で用いられるＳｉＯ
２膜２の絶縁 ！耐圧は１０７Ｖ／？近くの電界強度に
対応するものである。ところで本発明の絶縁膜の膜質評
価法は、これまでに述べたネマチツク液晶膜５の動的散
乱現象の有無による欠陥３の検出および分布表示の簡便
１さ、探針不要などの従来法の欠点除去のみならず、
次のような着目点と特徴を更に具備したものである。
流電圧のほとんどがＳｉＯ２膜２へ印加されていること
になる。またネマチツク液晶のしきい値電圧は一般に１
０Ｖ前後である。さらに半導体工業で用いられるＳｉＯ
２膜２の絶縁 ！耐圧は１０７Ｖ／？近くの電界強度に
対応するものである。ところで本発明の絶縁膜の膜質評
価法は、これまでに述べたネマチツク液晶膜５の動的散
乱現象の有無による欠陥３の検出および分布表示の簡便
１さ、探針不要などの従来法の欠点除去のみならず、
次のような着目点と特徴を更に具備したものである。
すなわち、ネマチツク液晶膜５の動的散乱現象による光
散乱の度合はネマチツク液晶膜５の膜面に垂直な電界強
度によつて変化することに本発明は着目している。
散乱の度合はネマチツク液晶膜５の膜面に垂直な電界強
度によつて変化することに本発明は着目している。
この変化現象はネマチツク液晶の性質として広く知られ
ている現象であつて、本発明の説明で用いているＡｌ電
極４、ネマチツク液晶膜５、透明導電膜６の構造からい
えば、Ａｌ電極４と透明導電膜６の間の電位差Ｖ１によ
つて、動的散乱現象を発生しているＡｌ電極４１の反射
光１１１の光量が変わる現象である。この現象は電位差
Ｖ，力伏きくなれば光散乱の度合も大きくなるもので、
反射光１１１の光量の変化量も大き７くなる。電位差１
は、Ｓｉ基板１と透明導電膜６の間の印加電圧Ｖから、
Ｓｉ基板１とＡｌ電極４１の間の電位差２を差引いたも
のである。このＶ２（＝Ｖ−Ｖ１）は欠陥３のないＡｌ
電極４２に対しては、前述のネマチツク液晶膜とＳｉＯ
２膜の代表例で分かるようにＳｉ基板１とＡｌ電極４２
の間の抵抗力塙いので２二であるが、欠陥３のあるＡｌ
電極４１に対してはＳ１基板１とＡｌ電極４１の間の抵
抗が低くなるのでＶ２〈Ｖとなる。そしてこの差Ｖ１（
＝Ｖ−Ｖ２）がネマチツク液晶膜５の動的散乱現象を発
生させるしきい値Ｔｈより大きければＡｌ電極４１の上
のネマチツク液晶膜５は動的散乱現象を呈する。そして
欠陥３の電気的障害度の軽重、すなわち電気的漏洩の大
小によつてＶ１（〉Ｖ，ｈ）は変化し、反射光１１１の
光量も変化する。それゆえ反射光１１１の光量は欠陥３
の電気的障害度の軽重を示す。本発明は上記の点に着目
したものであつて、反射光１１１の光量の変化、照射光
１０の光量で比フ較するならば透明導電膜６ネマチツク
液晶膜５詳しくはガラス板７を含めたＡｌ電極４１の反
射率Ｒの変化を光反射率測定器を用いて計測して、欠陥
３の電気的障害度の軽重を判定し、より詳細なＳｉＯ２
膜２の膜質評価を行おうとするものである。
ている現象であつて、本発明の説明で用いているＡｌ電
極４、ネマチツク液晶膜５、透明導電膜６の構造からい
えば、Ａｌ電極４と透明導電膜６の間の電位差Ｖ１によ
つて、動的散乱現象を発生しているＡｌ電極４１の反射
光１１１の光量が変わる現象である。この現象は電位差
Ｖ，力伏きくなれば光散乱の度合も大きくなるもので、
反射光１１１の光量の変化量も大き７くなる。電位差１
は、Ｓｉ基板１と透明導電膜６の間の印加電圧Ｖから、
Ｓｉ基板１とＡｌ電極４１の間の電位差２を差引いたも
のである。このＶ２（＝Ｖ−Ｖ１）は欠陥３のないＡｌ
電極４２に対しては、前述のネマチツク液晶膜とＳｉＯ
２膜の代表例で分かるようにＳｉ基板１とＡｌ電極４２
の間の抵抗力塙いので２二であるが、欠陥３のあるＡｌ
電極４１に対してはＳ１基板１とＡｌ電極４１の間の抵
抗が低くなるのでＶ２〈Ｖとなる。そしてこの差Ｖ１（
＝Ｖ−Ｖ２）がネマチツク液晶膜５の動的散乱現象を発
生させるしきい値Ｔｈより大きければＡｌ電極４１の上
のネマチツク液晶膜５は動的散乱現象を呈する。そして
欠陥３の電気的障害度の軽重、すなわち電気的漏洩の大
小によつてＶ１（〉Ｖ，ｈ）は変化し、反射光１１１の
光量も変化する。それゆえ反射光１１１の光量は欠陥３
の電気的障害度の軽重を示す。本発明は上記の点に着目
したものであつて、反射光１１１の光量の変化、照射光
１０の光量で比フ較するならば透明導電膜６ネマチツク
液晶膜５詳しくはガラス板７を含めたＡｌ電極４１の反
射率Ｒの変化を光反射率測定器を用いて計測して、欠陥
３の電気的障害度の軽重を判定し、より詳細なＳｉＯ２
膜２の膜質評価を行おうとするものである。
第２図は、Ａｌ電極４群の個々に対する反射率Ｒを、第
１図に示した被評価試料１００面の法線に対して傾角を
もつた照射光１０、法線方向の反射光１１の光学的配置
で、第１図記載より多いＡｌ電極４数についての反射率
特性図のｌ例を示す。欠陥３があるため動的散乱現象を
発生しているＡｌ電極４１１，４１２，４１３・・・・
・・の反射率Ｒ，ｌ，Ｒｌ２，Ｒｌ３・・・は種々の比
較的大きい値を示すが、欠陥３のないため動的散乱現象
を発生していないＡｌ電極４２１，４２２，４２３・・
・・・・の反射率Ｒ２ｌ，Ｒ２２，Ｒ２３・・・は同じ
低い値Ｒ２を示す。したがつてＲ２に対するＲｌ，Ｒｌ
２，Ｒｌ３・・・の各値を統計的に、あるいは被評価試
料１００面上のＡｌ電極４の幾何学的配置に対応させて
分布的に処理すればより詳細な膜質評価を行えることと
なる。上記の反射率Ｒの計測は、光電変換による反射率
測定器を用いて行なつたため、微小寸法のＡｌ電極４に
対しても容易になし得るものであり、被評価試料１００
を試料移動台に取付けることにより個々のＡｌ電極４に
ついて容易に計測できる。
１図に示した被評価試料１００面の法線に対して傾角を
もつた照射光１０、法線方向の反射光１１の光学的配置
で、第１図記載より多いＡｌ電極４数についての反射率
特性図のｌ例を示す。欠陥３があるため動的散乱現象を
発生しているＡｌ電極４１１，４１２，４１３・・・・
・・の反射率Ｒ，ｌ，Ｒｌ２，Ｒｌ３・・・は種々の比
較的大きい値を示すが、欠陥３のないため動的散乱現象
を発生していないＡｌ電極４２１，４２２，４２３・・
・・・・の反射率Ｒ２ｌ，Ｒ２２，Ｒ２３・・・は同じ
低い値Ｒ２を示す。したがつてＲ２に対するＲｌ，Ｒｌ
２，Ｒｌ３・・・の各値を統計的に、あるいは被評価試
料１００面上のＡｌ電極４の幾何学的配置に対応させて
分布的に処理すればより詳細な膜質評価を行えることと
なる。上記の反射率Ｒの計測は、光電変換による反射率
測定器を用いて行なつたため、微小寸法のＡｌ電極４に
対しても容易になし得るものであり、被評価試料１００
を試料移動台に取付けることにより個々のＡｌ電極４に
ついて容易に計測できる。
本発明は、Ｓｉ基板１と透明導電膜６の間に印加する直
流電圧Ｖを階段状に変化させたため、さらに詳細な膜質
評価を行えるものである。第３図は、印加直流電圧Ｖを
変化させたときのＡｌ電極４群の個々の反射率Ｒを計測
した反射率特性図のｌ例を示す。
流電圧Ｖを階段状に変化させたため、さらに詳細な膜質
評価を行えるものである。第３図は、印加直流電圧Ｖを
変化させたときのＡｌ電極４群の個々の反射率Ｒを計測
した反射率特性図のｌ例を示す。
図においては、電圧ＶＯのときの各々のＡｌ電極４１１
，４１２，４１３・・・，４２１，４２２，４２３・・
・の反射率（Ｒ，ｌｎ，Ｒｌ２ｎ，Ｒ！３ｎ′゜゜゜Ｒ
２１ｎ′Ｒ２２ｎ′Ｒ２３ｎ゜゜゜）とｒ増分△を加え
たＶｎ．＋ｉ＝Ｖｎ＋Δのときの各々の反射率（Ｒｌｌ
（ｎ＋１）９Ｒ１２（ｎ＋１）２Ｒ１３（ｎ＋！），゜
゜゜”゜゜Ｒ２１（ｎ＋！），Ｒ２２（ｎ＋１）９Ｒ２
３（ｎ＋１）・・・）および増分Δを加えたのち増分Δ
Ｖを減じたＶｎ′（＝ｎ）のときの反射率（Ｒｌｌｎ′
山１２ｎ′９Ｒ，３。′・・・Ｒ２ｌ。′，Ｒ２２Ｏ′
，Ｒ２３。′・・・）を示してある。ただし理解しやす
いようにＲ２ｌ。，Ｒ２２。，Ｒ２３。は。＋１，Ｖ０
′で不変としてある。ここでＲｌｌ。，Ｒｌｌ（。＋１
），Ｒ１、。′を取上げて説明すれば、欠陥３のあるＡ
ｌ電極４１１の。における電気的障害度、増分Δを加え
たための電気的障害度の進行（Ｒｌｌ（。＋１）〉Ｒｌ
，。）、増分ΔＶを減じてもとの。に戻してももとのＶ
Ｏのときの電気的障害度に回復しない状況（Ｒｌｌｒ．
′＊Ｒｌｌｎ）をＲｌｌｌＲ！ｌ（ｎ＋１ ）′Ｒ１１
ｎ′が表現しているＯしたがつてＶＯを初期値のＶ。か
ら順次増加させつつ、ΔＶの増分の加減を繰り返して、
欠陥３のあるＡｌ電極４１、まだ耐圧不良の現われてい
ない、またはピンホール欠陥のない、Ａｌ電極４２の個
々の反射率を計測し、これらの反射率の変化を統計的あ
るいは分布的に処理すれば、より詳細な，膜質評価を行
える。初期値Ｖ。
，４１２，４１３・・・，４２１，４２２，４２３・・
・の反射率（Ｒ，ｌｎ，Ｒｌ２ｎ，Ｒ！３ｎ′゜゜゜Ｒ
２１ｎ′Ｒ２２ｎ′Ｒ２３ｎ゜゜゜）とｒ増分△を加え
たＶｎ．＋ｉ＝Ｖｎ＋Δのときの各々の反射率（Ｒｌｌ
（ｎ＋１）９Ｒ１２（ｎ＋１）２Ｒ１３（ｎ＋！），゜
゜゜”゜゜Ｒ２１（ｎ＋！），Ｒ２２（ｎ＋１）９Ｒ２
３（ｎ＋１）・・・）および増分Δを加えたのち増分Δ
Ｖを減じたＶｎ′（＝ｎ）のときの反射率（Ｒｌｌｎ′
山１２ｎ′９Ｒ，３。′・・・Ｒ２ｌ。′，Ｒ２２Ｏ′
，Ｒ２３。′・・・）を示してある。ただし理解しやす
いようにＲ２ｌ。，Ｒ２２。，Ｒ２３。は。＋１，Ｖ０
′で不変としてある。ここでＲｌｌ。，Ｒｌｌ（。＋１
），Ｒ１、。′を取上げて説明すれば、欠陥３のあるＡ
ｌ電極４１１の。における電気的障害度、増分Δを加え
たための電気的障害度の進行（Ｒｌｌ（。＋１）〉Ｒｌ
，。）、増分ΔＶを減じてもとの。に戻してももとのＶ
Ｏのときの電気的障害度に回復しない状況（Ｒｌｌｒ．
′＊Ｒｌｌｎ）をＲｌｌｌＲ！ｌ（ｎ＋１ ）′Ｒ１１
ｎ′が表現しているＯしたがつてＶＯを初期値のＶ。か
ら順次増加させつつ、ΔＶの増分の加減を繰り返して、
欠陥３のあるＡｌ電極４１、まだ耐圧不良の現われてい
ない、またはピンホール欠陥のない、Ａｌ電極４２の個
々の反射率を計測し、これらの反射率の変化を統計的あ
るいは分布的に処理すれば、より詳細な，膜質評価を行
える。初期値Ｖ。
をＶｌｈに設定しておけば、Ａｌ電極４とＳｉ基板１が
完全な導通状態となつている最悪の電気的障害度を有す
る欠陥３を含むＳｉＯ２膜２の部分のＡｌ電極４１から
評価を始めることができる。なお、これまでの説明では
Ｓｉ基板上のＳｉＯ２膜にＡｌ電極を設けた膜質評価法
を例示したが、Ｓｉ基板以外のゲルマニウムＧｅｌひ化
ガリウムＧａＡｓなどの半導体基板、アルミニウムＡｌ
５金Ａｕなどの導電性基板とＳｉＯ２膜以外の窒化けい
素Ｓｉ３Ｎ４、アルミナＡｌ３Ｏ３などの絶縁膜に、Ａ
ｌ電極以外の多結晶状のけい素Ｓｉ５モリブデンＭＯな
どの電極を構成体とする被評価試料に対しても適用でき
るものである。
完全な導通状態となつている最悪の電気的障害度を有す
る欠陥３を含むＳｉＯ２膜２の部分のＡｌ電極４１から
評価を始めることができる。なお、これまでの説明では
Ｓｉ基板上のＳｉＯ２膜にＡｌ電極を設けた膜質評価法
を例示したが、Ｓｉ基板以外のゲルマニウムＧｅｌひ化
ガリウムＧａＡｓなどの半導体基板、アルミニウムＡｌ
５金Ａｕなどの導電性基板とＳｉＯ２膜以外の窒化けい
素Ｓｉ３Ｎ４、アルミナＡｌ３Ｏ３などの絶縁膜に、Ａ
ｌ電極以外の多結晶状のけい素Ｓｉ５モリブデンＭＯな
どの電極を構成体とする被評価試料に対しても適用でき
るものである。
さらに半導体基板または導電性基板と透明導電膜の間に
印加する電圧を、従来のＭＩＳキヤパシタ法のごとく直
流電圧としたが、膜質に関する多様な情報を得るために
は、交流電圧でもよい。
印加する電圧を、従来のＭＩＳキヤパシタ法のごとく直
流電圧としたが、膜質に関する多様な情報を得るために
は、交流電圧でもよい。
また直流電圧の印加時の極性について、本文ではとくに
特定しなかつたが、多様な情報を得るためには、半導体
基板または導電性基板の極性がそれぞれ４電位、８電位
の場合と６電位、４電位の場合について評価してもよい
。また導電性電極の寸法サイズについて特に言及しなか
つたが、通常の絶縁膜の欠陥密度値から算出して、１個
の導電性電極の下に１個以下の欠陥が存在するような寸
法サイズよりも小さい値としておけば、動的散乱現象の
発生している導電性電極と欠陥がｌ対１に対応する。
特定しなかつたが、多様な情報を得るためには、半導体
基板または導電性基板の極性がそれぞれ４電位、８電位
の場合と６電位、４電位の場合について評価してもよい
。また導電性電極の寸法サイズについて特に言及しなか
つたが、通常の絶縁膜の欠陥密度値から算出して、１個
の導電性電極の下に１個以下の欠陥が存在するような寸
法サイズよりも小さい値としておけば、動的散乱現象の
発生している導電性電極と欠陥がｌ対１に対応する。
例えば通常の絶縁膜の場合には導電性電極の寸法サイズ
をｌ〜２ｍ７ｎ角とし、導電性電極の相互間隔をできる
だけ小さくすればよい。この相互間隔は現在の写真食刻
技術で極めて小さくすることが可能である。以上詳しく
説明したように、本発明による絶縁膜の膜質評価法によ
れば、絶縁膜上の電極群上にネマチツク液晶層を、その
上に透明導電膜を形成し、これと基板間に階段状の直流
電圧を印加し、電極群の各々についての光反射率を光反
射率測定手段で計測するようにしたので、従来のＭＩＳ
キヤパシタ法の欠点、例えば探針が必要であるというこ
とはなくなり、また作業容易で欠陥の数およびその位置
分布を知ることができるだけでなく、印加電圧を可変に
したので導電性電極群の反射率変化から欠陥の諸性質を
多面的に知ることができ、詳細で精度が高くかつ個人差
のない膜質評価を行える効果がある。
をｌ〜２ｍ７ｎ角とし、導電性電極の相互間隔をできる
だけ小さくすればよい。この相互間隔は現在の写真食刻
技術で極めて小さくすることが可能である。以上詳しく
説明したように、本発明による絶縁膜の膜質評価法によ
れば、絶縁膜上の電極群上にネマチツク液晶層を、その
上に透明導電膜を形成し、これと基板間に階段状の直流
電圧を印加し、電極群の各々についての光反射率を光反
射率測定手段で計測するようにしたので、従来のＭＩＳ
キヤパシタ法の欠点、例えば探針が必要であるというこ
とはなくなり、また作業容易で欠陥の数およびその位置
分布を知ることができるだけでなく、印加電圧を可変に
したので導電性電極群の反射率変化から欠陥の諸性質を
多面的に知ることができ、詳細で精度が高くかつ個人差
のない膜質評価を行える効果がある。
この評価法によつて欠陥のない成膜技術の向上、ひいて
は高い製造歩留と高信頼性の半導体装置の製造を期待で
きるものである。
は高い製造歩留と高信頼性の半導体装置の製造を期待で
きるものである。
第１図は本発明の絶縁膜の膜質評価法で欠陥を検出でき
る原理を説明するための断面図、第２図および第３図は
本発明の絶縁膜の膜質評価法を詳細に説明するための反
射率特性図である。 １はＳｉ基板、２はＳｉＯ２膜、３は欠陥、４はＡｌ電
極、５はネマチツク液晶膜、６は透明導電膜、９は直流
電源、１０は照射光、１１は反射光、４１は動的散乱現
象の発生しているＡｌ電極、４２は動的散乱現象の発生
していないＡｌ電極、１００は被評価試料、Ｖは電圧、
Ｒは反射率である。
る原理を説明するための断面図、第２図および第３図は
本発明の絶縁膜の膜質評価法を詳細に説明するための反
射率特性図である。 １はＳｉ基板、２はＳｉＯ２膜、３は欠陥、４はＡｌ電
極、５はネマチツク液晶膜、６は透明導電膜、９は直流
電源、１０は照射光、１１は反射光、４１は動的散乱現
象の発生しているＡｌ電極、４２は動的散乱現象の発生
していないＡｌ電極、１００は被評価試料、Ｖは電圧、
Ｒは反射率である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 半導体基板または導電性基板の上に形成された絶縁
膜の上に導電性電極群を形成し、少なくとも該導電性電
極群の上にネマチツク液晶膜を形成し、該液晶膜上にこ
れと接触させて透明導電膜を形成し、上記半導体基板ま
たは導電性基板と上記透明導電膜との間に階段状の直流
電圧を印加し、上記透明導電膜および液晶膜を含めた上
記導電性電極群の各々についての光反射率を光反射率測
定手段を用いて計測することを特徴とする絶縁膜の膜質
評価法。 ２ 上記階段状の直流電圧を印加する際において、該直
流電圧の初期値を上記ネマチツク液晶の動的散乱現象発
生のしきい値としたことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の絶縁膜の膜質評価法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14670477A JPS594854B2 (ja) | 1977-12-06 | 1977-12-06 | 絶縁膜の膜質評価法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14670477A JPS594854B2 (ja) | 1977-12-06 | 1977-12-06 | 絶縁膜の膜質評価法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5478984A JPS5478984A (en) | 1979-06-23 |
| JPS594854B2 true JPS594854B2 (ja) | 1984-02-01 |
Family
ID=15413650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14670477A Expired JPS594854B2 (ja) | 1977-12-06 | 1977-12-06 | 絶縁膜の膜質評価法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS594854B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0532685Y2 (ja) * | 1986-03-26 | 1993-08-20 |
-
1977
- 1977-12-06 JP JP14670477A patent/JPS594854B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0532685Y2 (ja) * | 1986-03-26 | 1993-08-20 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5478984A (en) | 1979-06-23 |
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