Устройство для неразрушающего контроля полупроводниковых структур

 

ОПИСАНИЕ уц

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

-! т! вфФ,»!

» с.

-- г (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 0 1080 (21) 2987882/18-21 р1)М Кп з с присоединением заявки №6 01 R 31/26

Н 01 L 21/66

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет.РИ УДК 621.382. .002(088.3) Опубликовано 300782. Бюллетень ¹ 28

Дата опубликования описания 30,07,82

". !гСОЮЗНМ

Н.A.ÄÐoçËîâ, А.А.Патрнн, Э.И.Подольный и Ю.И.Саватин ! (72) Авторы изобретения

Лл гЛ1ТНО1 !ехиичк!! .. 1

Белорусский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. B.H.Ëåíêíà

БИБЛИОТЕКА (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СТРУКТУР

Изобретение относится к технике нераэрушающего контроля и может быть использовано при контроле параметров полупроводниковых структур, например кремниевых, на стадиях входной и пооперационной раэбраковки их в технологическом процессе

|изготовления полупроводниковых приборов и интегральных схем по планарной технологии.

Известно устройство контроля параметров полупроводниковых структур в приповерхностном слое методом измерения фото-ЭДС, содержащее источник света, систему фокусировки светового пятна на пластину полупроводника (исследуемую структуру), устройство сканирования светоaoio пятна по поверхности структуры, электроды съема фото-ЭДС, одним из которых служит сама структура, синхродетектор и устройство регистрации(1) .

Однако известному устройству присущи существенные недостатки, контроль большой поверхности структуры возможен при перемещении охранного кольца, которое приклеивается к структуре и наполняется электролитом. 30

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство неразрушающего контроля, содержащее источник света, систему фокусировки луча, блок сканирования луча, кювету с электролитом, в которую помецена контролируемая структура; и блок регистрации 2).

Недостатком -этого устройства является погрешность измерения, вызванная тем, что электрод съема фото-ЭДС выполнен в виде платиновой пластины, расположенной в стороне от контролируемой структуры. Это приводит к тому, что электрическая длина пути возбужденного фототока оказывается различной в зависимости от положения светового пятна, что вносит существенную погрешность в измеряемую величину иэ-за пропорциональной вариации внутреннего сопротивления источника фото-ЭДС. Для снижения этой погрешности требуется снижать сопротивление электролита, т.е. повышать его концентрацию, что приводит к частичному разрушению поверхности полупроводника и его загрязнению. Это, в свою очередь, также снижает точность измерения.

947791

Цель изобретения - повьайение точ-. ности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для неразрушающего контроля полупроводниковых структур, содержащем оптически сое- S диненные источник света, оптический модулятор и отклоняющую призму с объективом, соединенную через мехаяйзм перемещения с электрической кюветой для размещения контролируемой 10 структуры, выполненной в виде корпуса с прозрачной стенкой, размещен ной перед объективом отклоняющей призмы, синхродетектор один выход которого соединен с клеммой для подключения контролируемой структуры, а второй - с электродом съема фотоЭДС, размещенным в электролитической кювете, выход синхродетектора соединен с входом блока регистрации, первый, второй, третий и четвертый выходы блока управления соединены соответственно с управляющими входами оптического модулятора, механизма перемещения, синхродетектора и блока регистрации, электрод съема фото-ЭДС нанесен на внутреннюю поверхность прозрачной стенки злектролитической кюветы и выполнен в виде сетки, шаг которой выбран кратным шагу скрайбирования контроли- 30 руемой структуры.

Функциональная схема устройства приведена на чертеже.

Устройство содержит источник 1 света, луч которого проходит через 35 оптический модулятор 2, блок 3 управления, отклонякщую призму 4 с объективом 5, которые синхронно пе ремещаются по горизонтали механизмом б перемещения, электролитическую 40 кювету 7, состоящую из прозрачного стекла 8 с нанесенным на него электродом 9 съема фото-ЭДС в виде сетки и заполненного электролитом 10 корпуса 11 В котором фиксируется 45 контролируемая структура 12. Кювета 7 перемещается механизмом .б в вертикальном направлении. Синхродетектор 13 подключен к структуре 12 клеммой 14 и к электроду съема фото-ЭДС - 50 клеммой 15, блок 16 регистрации, клем му 17 "Пуск".

Устройство работает следующим образом.

Блок 3 по сигналу запуска от оператора вырабатывает частоту, которая управляет модулятором 2 и служит опорной частотой синхродетектора 13.

Промодулированный луч отклоняется призмой 4 и через объектив 5 и сеточный электрод 9 попадает иа поверх- 60 ность структуры 12. Иежду точкой засветки структуры (точкой возбуждения) и электродом 9 возникает модулиро.ванная фото-ЭДС, которай прикладывается к детектору 13. Одновременно 65 включается механизм б, который синхронно перемещает по горизонтали призму 4 и объектив 5, сканируя тем самым точку возбуждения между горизонтальными линиями скрайбирования структуры 12. Скорость сканирования выбирается из условия (аф д1 где д х - ширина штриха сетки, y t - период частоты модуляции модулятора 2.

Одновременно на блок 16 поступает разрешение от блока 3 и выходной сигнал с детектора 13 заносится в блок 16 в цифровой или аналоговой форме. По окончании сканирования по горизонтали, блок 3 управления переключает механизм б на вертикальное перемещение и запрещает занесение информации в блок 16 регистрации. Механизм б смещает кювету 7 таким образом, что точка возбуждения оказывается между двумя другими дорожками скрайбирования.

При этом блок 3 переключает механизм б в режим перемещения призмы 4 и объектива 5 .и далее цикл повторяется.

Точность измерения в предлагаемом устройстве повышается вследствие того, что электрод съема оказывается удаленным на одинаковое расстояние от любой точки возбуждения на поверхности структуры. Это позволяет применять высокоомные электролитч, чем достигается меньшая степень взаимодействия электролита с материалом структуры. Ввиду того, что шаг сетки выполняется кратным шагу скрайбирования и выбирается равным максимальному расстоянию между вертикальными линиями скрайбирования, а также тому, что структура и сетка жестко зафиксированы друг относительно друга, теневые эоны сетки оказываются совмещенными с линиями скрайбирования и не оказывают влияния на точность измерения.

Формула изобретения

Устройство для неразрушающего контроля полупроводниковых структур, содержащее оптически соединенные источник света, оптический модулятор и отклоняющую призму с объективом, соединенную через механизм перемещения с злектролитической кюветой для размещения контролируемой струк турй,,выполненной в виде корпуса с прозрачной стенкой, размещенной перед объективом отклоняющей призмы, синхродетектор, один выход которого соединен с клеммой для подключения контролируемой структуры, а вто947791

Составитель Н.Чистякова

Техред С. Мигунова Корректор Ю.Макаренко

P едак тор Н . Гриша нов а

Заказ 5645/69

Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 рой — с электродом съема фото-ЭДС, размещенным в электрической кювете, выход синхродетектора соединен с входом блока регистрации, первый, второй,.третий и четвертый выходй блока управления соединены соответственно с управляющими входами оптического модулятора, механизма перемещения, синхродетектора и блока регистрации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, электрод съема фотоЭДС нанесен на внутреннюю поверхность прозрачной стенки электролитической кюветы и выполнен в виде сетки, шаг которой выбран кратным шагу скрайбирования контролируемой структуры. °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 171925., кл. С 01 М 15/00, 1964.

10 2. Патент CILIA Э 4051437, кл. 324-158, 1977.