Устройство для неразрушающего контроля полупроводниковых структур

О П И С А Н И Е у 91ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик(61)Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 011080 (21) 2987882/18-21 1 э 11 М. КП. э с присоединением заявки М 6 01 Й 31/26 Н 01 1, 21/66 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения длгЛ 1 ТНО 1 ехиичк,." 1Белорусский ордена Трудового Красного Знаменигосударственный университет им. В.И.Ленина БИБЛИОТЕКА(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СТРУКТУР10 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 методомизмерения фото-ЭДС, содержащееисточник света, систему фокусировки светового пятна на пластину полупроводника (исследуемую структуру 1, устройство сканирования Светового 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 регистрацииТ 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.Цель изобретения - повяаение точ-. ности измерений.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве длянеразрушающего контроля полупроводниковых структур, содержащем оптически сое диненные источник света, оптический юдулятор и отклоняющую призму с объективом, соединенную через механйзм перемещения с электрической кю" ветой для размещения контролируемой 1 О структуры, выполненной в виде кор" пуса с прозрачной стенкой, размещенной перед объективом отклоняющей призмы, синхродетектор один выход которого соединен с клеммой для подключения контролируемой структуры, а второй - с электродом съема Фото" ЭДС, 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 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 перемещаются по горизонтали механизмом б перемещения, электролитическую 4 О 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- клеммой 15, блок 16 регистрации, клем му 17 дПускдУстройство 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- бО ность структуры 12. Иежду точкой засветки структуры (точкой возбуждения) и электродом 9 возникает модулиро.ванная Фото-ЭДС, которай прикладывается к детектору 13, Одновременно б 5 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 д 1 где д х - ширина штриха сетки,б й - 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 бна вертикальное перемещение и запрещает занесение информации в блок 16регистрации. Механизм б смещает кювету 7 таким образом, что точка возбуждения оказывается между двумядругими дорожками скрайбирования.При этом блок 3 переключает механизм б в режим перемещения призмы 4и объектива 5 .и далее цикл повторяется.Точность измерения в предлагаемомустройстве повышается вследствиетого, что электрод съема оказывается удаленным на одинаковое расстояние от любой точки возбуждения наповерхности структуры. Это позволяет применять высокоомные электролитч, чем достигается меньшая степень взаимодействия электролита с материалом структуры, Ввиду того, чтошаг сетки выполняется кратным шагускрайбирования и выбирается равныммаксимальному расстоянию между вертикальными линиями скрайбирования,а также тому, что структура и сеткажестко зафиксированы друг относительно друга, теневые эоны сеткиоказываются совмещенными с линиямискрайбирования и не оказывают влияния на точность измерения.Формула изобретенияУстройство 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 структурйвыполненной 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.ЧистяковаТехред С. Мигунова Корректор Ю.Макаренко Редактор Н.Гришанова Заказ 5645/69 Тираж 717 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, 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 свходом блока регистрации, первый,второй,.третий и четвертый выходйблока управления соединены соответственно с управляющими входами оптического модулятора, механизма перемещения,синхродетектора и блокарегистрации, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точности измерений, электрод съема фотоЭДС нанесен на внутреннюю поверхность прозрачной стенки электролитической кюветы и выполнен в видесетки, шаг которой выбоан кратнымшагу скрайбирования контролируемой5 структуры.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 171925., кл. С 01 М 15/00, 1964.10 2. Патент США Э 4051437,кл. 324-158, 1977,