SU1027653A1 - Устройство дл контрол полупроводниковых структур по фотоответу - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СТРУКТУР ПО ФОТООТВЕТУ, источник лазерного из чени , выход которого собдинен с периым входом блока сканировани , выход которого подключен к входу оптической системы, выход которой св зан с попупроводтисовой структурой , выход которой соединен с входом усилител , выход которого подключен к первому входу видеоконтрол1 ного блока, первьтй и второй выходь генератора си хроимпупьсов сс)единены с вторым и третьим входами блока сканировани  соответственно , отпичающеес   тем, что, с целью повышетш быстродействи , в него ведены первый н второй ждущий мультивибраторы, первый и второй формй1Х)ватели импульсов, блок совпадени , формирователь метки, к 4мутатор и импульсный вольтметр, причем входы первого и второго ждущих мультивибраторов подключены к первому и второму выходам генератора синхроимпульсов и второму и третьему входам видеоконтрольного блока соответственно, выходы Первого и второго ждущих мультивибраторов соедитены через первый и второй фо н«пфоватепи импульсов с первым и вторым входами блока совпадени  соответственно, выход которого сое (Л динен с управл ющим Ьходом коммутатора и через формирователь метки - с четвертым входом видеоконтрольного блока, первый вход которого подключен к сигнальному входу коммутатора, выход которого подключен к входу импульгсного вольтметра.

Description

Изобретение относитс  к иэмеритепьгной технике и может быть использовано

О

в эпектронной промышленности дп  неразрушающего контрол  и анализа полупроводниковых структур.

Известно устройство дл  бесконтакт1ЮГО измерени  потенциалов, содержащее электронную оптическую систему дл  сканировани  пуча, исследуемую инте грапьную схему (ИС), камеру, систему механической фиксации ИС в камере, коллектор вторичных электронов и спектрометр , В этом устройстве измер ющим зондом служит электронный луч растрового электронного микроскопа (РЭМ). Электронный луч, направленный на измер емук точку, создает поток вторичньтх электронов, электроны проход т через сетку коллектора вторичных эпектрочрв, попадают на электроды, размещенные за коллектором и направл ютс  в спектрометр дл -определени  энергии рассе нных вторичных электронов 1 J

К недостаткам указанного устройства относ тс  необходимость создани  в камере с исследуемой ИС высокого ваку ума и возникновение повреждений ИС в процессе облучени  высокоэнергетичес- КИМ пучком электронов.

Наиболее близким к предлагаемому но технической с тцности  вл етс  лазерный сканирующий микроскоп дл  анализа полупроводниковых структур микроэлектроники , содержащий источник лазерного излучени , систему сканировани  , оптическую систему, исследуемую полупроводниковую структуру, усилитель и видеоконтрольное устройство (ВКУ).Ана:ш полупроводниковых структур может производитьс  визуально по фотоответному изображению в режиме Модул ци   ркости , при этом сигнал фотоответа подаетс  на модул тор электронно-лучевой трубки ВКУ, и количественно в режиме Модул ци  отклонени , при этом сигна фотоответа складываетс  с сигналом кадровой развертки и подаетс  в канал вертикального отклонени  ВКУ. При отключении кадровой развертки имеет мест режим Линейное сканирование, позвол ющий получить информацию о топологии и величине фотоотвега вдоль одйой строки 2.

Недостатками известного устройства  вл ютс  низка  производительность v ,. точность контрол  при измерении величины фотоответного сигнала в заданной точке поверхности структуры. Это.вызва но тем, что измерение прр Еэводйтс  с

применением значительного числа ручных операций. Так, например, дл  измерени  фотонапр жени  в заданной точке необходимо выделить выбранную точку на

фотоответном изображении в режиме Модул ци   ркости, затем в ретсиме Ли1юйное сканирование получить на экране ВКУ осциллограмму одной строки фотоответного изображени , содержащую заданную точку и, выделив местонахожде:ние заданной точки на осциллограмме, произвести в ней измерение фотоответного напр жени  путем сравдани  с амплитудой калибровочного сигнала. Точность таких измерений по осциллографическому изображению не превышает +10%.

Цель изобретени  - повыщение быстро- действи  контрол  при измерении величины фотонапр жени  в заданной точке .поверх-

ности полупровойниковой структуры.

Дл  достижени  указанной цели в устройство дл  контрол  полупроводниковых структур по фотоответу, содержащее источник лазерного излучени , выход которого соединен с первым входом блока

сканировани , выход которого подключен к к входу оптической системы, выход которой св зан с полупроводниковой структурой , вь1хоц которой соединен с входом

усилител , выход которого подключен к первому входу видеоконтропьного блока, первый и второй выходы генератора с:инхроимпупьсов соединены с вторым и третьим входами блока сканировани  соответственно , введены первый и второй ждущий мультивибраторы, первый и вто{мэй формирователи импульсов, блок совпадени , формирователь метки, коммутатор и импульсный вольтметр, причем

входы первого и второго ждущих мультивибраторов подключены к первому и второму выходам генератора синхроимпульсов и второму и третьему входам видеоконтрольного блока соответственно, выходы первого и второго ждущих мультивибраторов соединены через первый и второй формирователи импульсов с первым и вторым входами Яблока совпадени  соответственно , выход которого соединен с

управл ющим входом коммутатора и через 4юрмироватепь метки - с четвертым входом видеоконтродьного блока, первый вход которого подключен к сигнальному входу коммутатора, выход которого подключен к . входу импульсного вольтметра .

, На чертеже представлена структурйа  скема предлагаемого устройства. Лазерный пуч источника 1 пазерного излучени  направл етс  на бпок 2 сканировани , с которого поступает в оптическую систему 3, а затем на исспедуемую попупроводниковую структуру 4. Выход иссгаедуемой полупроводниковой структуры 4 соединен с входом усилител  5 фотонапр жени , выход которого соединен с первым входомвицеоконтропьного блока (ВКБ) 6. Синхронна  работа всего устройства задаетс  генератором 7 синхроимпульсов , первый и второй выходы которого соединены соответственно с первыми и вторыми входами синхронизации блока 2 сканировани , блока 6 и блока 8 управлени , состо щего из первого и второго ждущих мультивибраторов 9 и 1О, первого и второго формирователей 11 и 12 импульсов и блока 13 совпадени . Выход блока 8 управлени  соединен с входом формирсжател  14 метки и с входом коммутатора 15, второй вход соединен с выходом усилител  5, а выход электронного коммутато ра 15 соедиией с входом импульсного . вольтметра 16. Выход формировател  14 метки соединен с вторым сигнальным входом блока 6. Устройство работает следующим образом . Лазерный луч от источника 1 лазерного излучени  развр1 чиваетс  в растр блоком 2 сканировада , фокусируетс  оптичесхой системой 3 и сканирует по поверхности исследуемой полупроводниковой структуры 4, в результате чего возникает наведейное фотонапр жение. Сигнал наведенного фотонапр жени  усиливаетс  ускпителем 5 фотонапр жени  и поступает на первый сигнальный вход ВКБ 6. . Развертывание по строкам фотоответного изображени  на экране ВКБ 6 и построч ное сканирование лазерным пучом поверхностИ исследуемой полупроводниковой стр туры 4 производитс  синхронно путем подача на первые и вторые входы синхронизации блока.2 сканировани  и ВКБ 6 синхроимпульсов соответственно с первого и второго выходов генератора 7 синхроимпульсов . При этом с первого выхода генератора 7 синхроимпульсов снимают строчные синхроимпульсы, а с второго выхода - кадровые синхроимпуль сь. Синхроимпульсы с первого и второго выходов генератора 7 синхроимпульсов поступают соответственно на первый и второй входы блока 8 управлени . Блок 8 управлени  предназначен дл  запуска формировател  14 метки, электронного коммутатора 15 и управлени  перемещением метки по экрану ВКБ 6. Дл  этого поступающие на первый вход блока 8 управлени  строчные синхроимпульсы запускают ждуШий мультивибратор 9, формирующий импульсы с длительностью, регулируемой в пределах длительности одной строки, задним фронтом которых запускаетс  формирователь 11 импуль COJ3. Аналогично псютупающие. на второй вход блока 8 управлени  кадровые синхроимпульсы запускают ждущий мультивибратор 1О, формирующий импульсы с длительностью, регулируемой в пределах длительности одного кадра, задним фронтом которых запускаетс  формирователь 12импульсов, формирующий импульсы длительностью равной длительности одной строки. С формирователей 11 и 12 импульсов импульсы поступают соответственно на первый и второй входы блока 13совпадени . В мсмент поступлени , импульсов одновременно на два входа блока 13 совпадени  m его выходе формируетс  импульс. Регулировкой длитепьгности {{мпульсов ждущих мультивибраторов 9 и Ю и, следовательно, регулировкой задержки запуска формирователей 11 и 12 импульсов относитепьно начала соответственно строки и кадра получают на выходе блока 13 совпадени  импульсы с . заданной задержкой относительно начала развертывани  изображени  на экране ВКБ 6, которые сиедуют с частотой кадров. Импульсы с выхода блока 8 управлени  одновременно посту пают на формирователь 14 метки и ва перный вход электронного коммутатора 15. С выхода формировател  14 метки импульсы поступают на второй вход ВКБ 6 и на телевизионном экране высвечЕваетс   ркостна  метка. Одновременно электронный коммутатор 15 подкшочает к выходу усилител  5 фотонапр жени  импульсный вольтметр 16, который иэмер ет мгновенное значение напр жени , соответствующее фотонапр жению.в точке., высвечивани   ркостной меткой.Дл  измере ни  фотонапр жени  в заданной точке попу проводниковой структуры 4 необходимо подключить импульсный вольтметр 16 в момент прохождени  пазерного пуча по соответствующей точке на поверхности полупроводниковой структуры 4. Так как сканирование поверхности полупроводш ковой структуры 4 производитс  синхро но с разверткой фотоотвегного изображени  на экране ВКБ 6, дл  измерени  фотонапр жени  в заданной точке необходи10 МО с помощью бпока 8 управ пешет, регупиру  задержку запуска формироватеп  14 метки, совместить  ркоствую метку с заданной точкой на фотоответном изображении , при этом импупьсы с выхода бпока 8 управпени  одновременно подключат через эпектронный коммутатор 1 импупьсный вольтметр 16 к выходу усипитепн 5 фотонапр жени , и измеренное |импупьсным вольтметром 16 мгновенное значение напр жени  будет соответство вать фотонапр жению в выбранной точке на фотоответном изображении. С цепью контрол  или анализа полупроводниковой структур. по фотоответу измер ют фотонапр жение в заданных контрольных точе на фотоответном изображении исспедуемой структуры и сравнивают его со значени ми фотонапр жени , полученными в тех же точках пл  эталонной полупроводниковой стрзгктуры. По результатам количественного сравнени  в контрольных точках суд т о ка3 честве исследуемой структуры или о наличии дефекта и его местонахождении. Высока  производительность контрол  и точность совмещени  с заданной точкой поверхности полупроводниковой структуры позвол ет использовать данное устройство дл  покапиэации мест микроплазмы , каналов утечки и различнь1Х неоднородностей в -переходах. Использование предлагаемого устройства возможно на этапах изготовлени  кремниевых пластин, полупроводниковых приборов и интегральных схем. Контроль полупроводниковых материалов позвол ет отбраковать дефектные пластины на ранних стади  производства полупроводнир новых щзиборов, а контроль и анализ : полупроводниковых приборов позволит обеспечить повышение выхода годных изделий и повысит технико-экономические показатели производства за счет совершенствовани  технологии производства.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СТРУКТУР ПО ФОТООТВЕТУ, содержащее источник лазерного излучения, выход которого соединен с первым входом блока сканирования, выход которого подключен к входу оптической системы, выход которой связан с полупроводниковой структурой, выход которой соединен с входом усилителя, выход которого подключен к первому входу видеоконтрольного блока, первый и второй выходы генератора синхроимпульсов соединены с вторым и третьим входами блока сканирования со- ответственно, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены первый и второй ждущий мультивибраторы, первый и второй формирователи импульсов, блок совпадения, формирователь метки, коммутатор и импульсный вольтметр, причем . входы первого и второго ждущих мультивибраторов подключены к первому и второму выходам генератора синхроимпульсов и второму и третьему входам видеоконтрольного блока соответственно, выходы первого и второго ждущих мультивибраторов соединены через первый и второй формирователи импульсов с первым и вторым входами блока совпадения соответственно, выход которого соединен с управляющим входом коммутатора и через формирователь метки - с четвертым входом видеоконтрольного блока, первый вход которого подключен к сигнальному входу коммутатора, выход которого подключен к входу импульсного вольтметра.