JP2001033526A - 半導体集積回路の不良解析方法および装置 - Google Patents
半導体集積回路の不良解析方法および装置Info
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- JP2001033526A JP2001033526A JP11206937A JP20693799A JP2001033526A JP 2001033526 A JP2001033526 A JP 2001033526A JP 11206937 A JP11206937 A JP 11206937A JP 20693799 A JP20693799 A JP 20693799A JP 2001033526 A JP2001033526 A JP 2001033526A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体集積回路の画像とレイアウト図の画像
とを容易に照合することができ、半導体集積回路におけ
る発光箇所を容易に特定して、半導体集積回路の不良解
析も容易に行うことができる半導体集積回路の不良解析
方法および装置を提供する。 【解決手段】 半導体集積回路104は、露出した裏面
を顕微鏡102側に向けてステージ103に設置され、
反対側の表面に赤外レーザー110から出力された赤外
光が照射され、赤外レーザー110から半導体集積回路
104を透過した赤外光は顕微鏡102を通じてカメラ
105によって撮影され、その画像は画像処理装置10
6によりレイアウト図と合成し画像表示装置107上で
照合する。
とを容易に照合することができ、半導体集積回路におけ
る発光箇所を容易に特定して、半導体集積回路の不良解
析も容易に行うことができる半導体集積回路の不良解析
方法および装置を提供する。 【解決手段】 半導体集積回路104は、露出した裏面
を顕微鏡102側に向けてステージ103に設置され、
反対側の表面に赤外レーザー110から出力された赤外
光が照射され、赤外レーザー110から半導体集積回路
104を透過した赤外光は顕微鏡102を通じてカメラ
105によって撮影され、その画像は画像処理装置10
6によりレイアウト図と合成し画像表示装置107上で
照合する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路に
対して、その表面側あるいは裏面側からのエミッション
顕微鏡装置による観測結果から、不良状態を解析する半
導体集積回路の不良解析方法および装置に関するもので
ある。
対して、その表面側あるいは裏面側からのエミッション
顕微鏡装置による観測結果から、不良状態を解析する半
導体集積回路の不良解析方法および装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来から、半導体集積回路の不良箇所を
特定する半導体不良解析方法として、半導体集積回路に
対して、その表面側あるいは裏面側からエミッション顕
微鏡装置を用いて観測し、その観測結果から半導体集積
回路中の不良箇所を特定する方法が広く利用されてい
る。
特定する半導体不良解析方法として、半導体集積回路に
対して、その表面側あるいは裏面側からエミッション顕
微鏡装置を用いて観測し、その観測結果から半導体集積
回路中の不良箇所を特定する方法が広く利用されてい
る。
【0003】この方法では、半導体素子に漏れ電流が流
れる時の電子と正孔の再結合による発光や金属配線の短
絡による熱幅射による赤外線を観測し、半導体集積回路
上の発光箇所を特定することで、不良箇所の特定を行っ
ている。このように不良箇所を特定するために光を観測
しているが、半導体集積回路の集積化に伴い金属配線層
の多層化が進んでおり、金属配線は光を透過しないた
め、金属配線層下にある半導体素子での発光を表面から
観測することは困難となってきている。そこで、シリコ
ンが赤外光を透過することに着目して、シリコン基板裏
面側からの観測が行われている。
れる時の電子と正孔の再結合による発光や金属配線の短
絡による熱幅射による赤外線を観測し、半導体集積回路
上の発光箇所を特定することで、不良箇所の特定を行っ
ている。このように不良箇所を特定するために光を観測
しているが、半導体集積回路の集積化に伴い金属配線層
の多層化が進んでおり、金属配線は光を透過しないた
め、金属配線層下にある半導体素子での発光を表面から
観測することは困難となってきている。そこで、シリコ
ンが赤外光を透過することに着目して、シリコン基板裏
面側からの観測が行われている。
【0004】まず、従来の技術における半導体集積回路
の表面側から発光箇所を特定する方法について説明す
る。図12は従来の半導体集積回路の不良解析方法によ
るエミッション顕微鏡装置での表面側観察の説明図であ
り、半導体集積回路上の微少発光箇所の特定方法を説明
するためのエミッション顕微鏡装置の概略図である。半
導体集積回路104は露出した表面を顕微鏡側に向けて
ステージ103に設置されており、ランプ101から出
力された光は半導体集積回路104の表面に照射され
る。半導体集積回路の金属配線層に反射した光は顕微鏡
102を通過して、カメラ105によって撮影される。
撮影された画像は画像処理装置106によりレイアウト
図と合成され、画像表示装置107上で表示される。
の表面側から発光箇所を特定する方法について説明す
る。図12は従来の半導体集積回路の不良解析方法によ
るエミッション顕微鏡装置での表面側観察の説明図であ
り、半導体集積回路上の微少発光箇所の特定方法を説明
するためのエミッション顕微鏡装置の概略図である。半
導体集積回路104は露出した表面を顕微鏡側に向けて
ステージ103に設置されており、ランプ101から出
力された光は半導体集積回路104の表面に照射され
る。半導体集積回路の金属配線層に反射した光は顕微鏡
102を通過して、カメラ105によって撮影される。
撮影された画像は画像処理装置106によりレイアウト
図と合成され、画像表示装置107上で表示される。
【0005】図4は半導体集積回路の金属配線の一般的
なレイアウト図であり、200はトランジスタのポリシ
リコンゲート層、210、211、212、213は基
板より一層目の金属配線、220、221、222は基
板より二層目の金属配線、230はトランジスタ領域を
示す図形である。図5は半導体集積回路の金属配線の層
構造を示す断面図であり、300はトランジスタのポリ
シリコンゲート層、310は基板より一層目の金属配
線、320は基板より二層目の金属配線、330は絶縁
膜、340はシリコン基板、350はシリコンを酸化さ
せたシリコン酸化膜である。トランジスタ領域の形成は
シリコン基板340上にシリコンを酸化させた絶縁領域
と酸化されない領域を形成することで行われ、図4のト
ランジスタ領域230は半導体集積回路ではシリコン酸
化膜350に覆われていない部分にあたる。
なレイアウト図であり、200はトランジスタのポリシ
リコンゲート層、210、211、212、213は基
板より一層目の金属配線、220、221、222は基
板より二層目の金属配線、230はトランジスタ領域を
示す図形である。図5は半導体集積回路の金属配線の層
構造を示す断面図であり、300はトランジスタのポリ
シリコンゲート層、310は基板より一層目の金属配
線、320は基板より二層目の金属配線、330は絶縁
膜、340はシリコン基板、350はシリコンを酸化さ
せたシリコン酸化膜である。トランジスタ領域の形成は
シリコン基板340上にシリコンを酸化させた絶縁領域
と酸化されない領域を形成することで行われ、図4のト
ランジスタ領域230は半導体集積回路ではシリコン酸
化膜350に覆われていない部分にあたる。
【0006】図6は半導体集積回路のレイアウト上の不
良箇所を示す表面図であり、400はトランジスタのポ
リシリコンゲート層、410、411は基板より一層目
の金属配線、420、421、422は基板より二層目
の金属配線、430はトランジスタ領域、440は発光
点である。半導体集積回路中の微少発光箇所をレイアウ
ト図上で特定する方法はレイアウト図と半導体集積回路
の図形の照合を行ない座標値を合わせ、その後、レイア
ウト図上に対応する半導体集積回路の発光点の位置を特
定し座標を読み取ることで行う。具体的に図6の発光点
440の座標を特定する方法を説明する。
良箇所を示す表面図であり、400はトランジスタのポ
リシリコンゲート層、410、411は基板より一層目
の金属配線、420、421、422は基板より二層目
の金属配線、430はトランジスタ領域、440は発光
点である。半導体集積回路中の微少発光箇所をレイアウ
ト図上で特定する方法はレイアウト図と半導体集積回路
の図形の照合を行ない座標値を合わせ、その後、レイア
ウト図上に対応する半導体集積回路の発光点の位置を特
定し座標を読み取ることで行う。具体的に図6の発光点
440の座標を特定する方法を説明する。
【0007】図4の図形210、211は図5の図形3
10の層に相当し、図形220、221は図5の図形3
20の層に相当する。最上層にあたる基板より二層目の
金属配線のレイアウト図と同形の図形を半導体集積回路
の中から選択する。例えば図4では、基板より二層目の
金属配線221の形状に注目し、図形220、222の
形状を見て図形221の形状と図形220、222の形
状と位置関係が、金属配線421と420、422の形
状と位置関係と一致するかどうかで、図形221と金属
配線421の座標の対応を決定し、レイアウト図と半導
体集積回路の座標を合わせることで、位置情報を照合す
る。
10の層に相当し、図形220、221は図5の図形3
20の層に相当する。最上層にあたる基板より二層目の
金属配線のレイアウト図と同形の図形を半導体集積回路
の中から選択する。例えば図4では、基板より二層目の
金属配線221の形状に注目し、図形220、222の
形状を見て図形221の形状と図形220、222の形
状と位置関係が、金属配線421と420、422の形
状と位置関係と一致するかどうかで、図形221と金属
配線421の座標の対応を決定し、レイアウト図と半導
体集積回路の座標を合わせることで、位置情報を照合す
る。
【0008】これにより、レイアウト図上での発光点4
40の位置の対応を取ることで、発光点440の座標を
確定できる。図形220は図形210の上部に位置する
ため図形220は図形210の上部を覆っており、図形
210の形状の全てを確認できない。このように下層に
ある基板より一層目の金属配線が認識しにくい場合があ
るため、最上層の金属配線を目印に使用する。
40の位置の対応を取ることで、発光点440の座標を
確定できる。図形220は図形210の上部に位置する
ため図形220は図形210の上部を覆っており、図形
210の形状の全てを確認できない。このように下層に
ある基板より一層目の金属配線が認識しにくい場合があ
るため、最上層の金属配線を目印に使用する。
【0009】次に、裏面側から微少発光箇所を特定する
方法を説明する。図7は従来の半導体集積回路の不良解
析方法における裏面側反射像の説明図である。図8は同
従来例における半導体集積回路の左右反転した裏面側反
射像の説明図である。図13は従来の半導体集積回路の
不良解析方法によるエミッション顕微鏡装置での裏面側
観察の説明図であり、半導体集積回路における裏面側か
らの微少発光箇所の特定方法を説明するためのエミッシ
ョン顕微鏡装置の概略図である。
方法を説明する。図7は従来の半導体集積回路の不良解
析方法における裏面側反射像の説明図である。図8は同
従来例における半導体集積回路の左右反転した裏面側反
射像の説明図である。図13は従来の半導体集積回路の
不良解析方法によるエミッション顕微鏡装置での裏面側
観察の説明図であり、半導体集積回路における裏面側か
らの微少発光箇所の特定方法を説明するためのエミッシ
ョン顕微鏡装置の概略図である。
【0010】図13において、半導体集積回路104は
露出した裏面を顕微鏡側に向けてステージ103に設置
されており、赤外ランプ108から出力された赤外光は
半導体集回路104の裏面に照射される。半導体集積回
路の金属配線層に反射した赤外光は顕微鏡102を通過
してカメラ105によって撮影される。撮影された画像
は図7のように表面から観測した場合と比べて左右が反
対になっているため、画像処理装置106により画像を
図8のように左右反転させ、レイアウト図と合成し、画
像表示装置107上で表示する。
露出した裏面を顕微鏡側に向けてステージ103に設置
されており、赤外ランプ108から出力された赤外光は
半導体集回路104の裏面に照射される。半導体集積回
路の金属配線層に反射した赤外光は顕微鏡102を通過
してカメラ105によって撮影される。撮影された画像
は図7のように表面から観測した場合と比べて左右が反
対になっているため、画像処理装置106により画像を
図8のように左右反転させ、レイアウト図と合成し、画
像表示装置107上で表示する。
【0011】半導体集積回路中の微少発光箇所をレイア
ウト図上で特定する方法は表面側と同様に、レイアウト
図上に対応する半導体集積回路の発光点の位置を特定し
座標を読み取ることで行う。しかし裏面から観測した場
合、基板より一層目の金属配線が最上層となるため、例
えば図8では図形211のレイアウト図と同形の図形を
半導体集積回路の中から選択する。金属配線411の形
状に注目し、金属配線411と図形211の形状と位置
関係、さらに周辺の金属配線410、412、413と
図形210、211、213の形状と位置関係が一致す
るかどうかで金属配線411と図形211の座標の対応
を決定し、レイアウト図と半導体集積回路の座標を合わ
せる。これにより、発光点440の半導体回路上の位置
と図4のレイアウト図上での位置の対応を取ることがで
き、発光点440の座標を確定できる。
ウト図上で特定する方法は表面側と同様に、レイアウト
図上に対応する半導体集積回路の発光点の位置を特定し
座標を読み取ることで行う。しかし裏面から観測した場
合、基板より一層目の金属配線が最上層となるため、例
えば図8では図形211のレイアウト図と同形の図形を
半導体集積回路の中から選択する。金属配線411の形
状に注目し、金属配線411と図形211の形状と位置
関係、さらに周辺の金属配線410、412、413と
図形210、211、213の形状と位置関係が一致す
るかどうかで金属配線411と図形211の座標の対応
を決定し、レイアウト図と半導体集積回路の座標を合わ
せる。これにより、発光点440の半導体回路上の位置
と図4のレイアウト図上での位置の対応を取ることがで
き、発光点440の座標を確定できる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな従来の半導体集積回路の不良解析方法では、裏面側
からの観測の場合、赤外光は可視光より波長が長いため
観察像の分解能は可視光より低くなる。また、さらにシ
リコン基板は半導体集積回路表面の絶縁膜が数μmの厚
みであるのに対して数百μmの厚みがあり、表面側より
光を照射した場合より光は減衰・散乱しやすく、半導体
集積回路の観察像の分解能が低下するため、基板より一
層目の金属配線層は観測できるが、それより上層の金属
配線層の観測は困難となる。
うな従来の半導体集積回路の不良解析方法では、裏面側
からの観測の場合、赤外光は可視光より波長が長いため
観察像の分解能は可視光より低くなる。また、さらにシ
リコン基板は半導体集積回路表面の絶縁膜が数μmの厚
みであるのに対して数百μmの厚みがあり、表面側より
光を照射した場合より光は減衰・散乱しやすく、半導体
集積回路の観察像の分解能が低下するため、基板より一
層目の金属配線層は観測できるが、それより上層の金属
配線層の観測は困難となる。
【0013】そのため、半導体集積回路の画像とレイア
ウト図の画像とが照合させにくくなり、半導体集積回路
における発光箇所の特定がむずかしく、半導体集積回路
の不良解析も容易でなくなるという問題点を有してい
た。本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、観
測画像の分解能を向上することができるとともに、赤外
光を透過させることにより上層の金属配線層も観測し
て、半導体集積回路の画像とレイアウト図の画像とを容
易に照合することができ、半導体集積回路における発光
箇所を容易に特定して、半導体集積回路の不良解析も容
易に行うことができる半導体集積回路の不良解析方法お
よび装置を提供する。
ウト図の画像とが照合させにくくなり、半導体集積回路
における発光箇所の特定がむずかしく、半導体集積回路
の不良解析も容易でなくなるという問題点を有してい
た。本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、観
測画像の分解能を向上することができるとともに、赤外
光を透過させることにより上層の金属配線層も観測し
て、半導体集積回路の画像とレイアウト図の画像とを容
易に照合することができ、半導体集積回路における発光
箇所を容易に特定して、半導体集積回路の不良解析も容
易に行うことができる半導体集積回路の不良解析方法お
よび装置を提供する。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明の半導体集積回路の不良解析方法および装置
は、照射光の減衰および散乱を抑え、観測画像の分解能
を向上させるとともに、赤外光を透過させることにより
上層の金属配線層の観測を可能とすることを特徴とす
る。
めに本発明の半導体集積回路の不良解析方法および装置
は、照射光の減衰および散乱を抑え、観測画像の分解能
を向上させるとともに、赤外光を透過させることにより
上層の金属配線層の観測を可能とすることを特徴とす
る。
【0015】以上により、観測画像の分解能を向上する
ことができるとともに、赤外光を透過させることにより
上層の金属配線層も観測して、半導体集積回路の画像と
レイアウト図の画像とを容易に照合することができ、半
導体集積回路における発光箇所を容易に特定して、半導
体集積回路の不良解析も容易に行うことができる。
ことができるとともに、赤外光を透過させることにより
上層の金属配線層も観測して、半導体集積回路の画像と
レイアウト図の画像とを容易に照合することができ、半
導体集積回路における発光箇所を容易に特定して、半導
体集積回路の不良解析も容易に行うことができる。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の半導体
集積回路の不良解析方法は、半導体集積回路に対して、
エミッション顕微鏡装置による観測結果から、不良状態
を解析する半導体集積回路の不良解析方法であって、前
記半導体集積回路の裏面側から赤外レーザーを照射して
得られる赤外反射像と前記半導体集積回路のレイアウト
位置情報とを照合し、その照合結果に基づいて前記半導
体集積回路の発光箇所を特定して前記不良状態を解析す
る方法とする。
集積回路の不良解析方法は、半導体集積回路に対して、
エミッション顕微鏡装置による観測結果から、不良状態
を解析する半導体集積回路の不良解析方法であって、前
記半導体集積回路の裏面側から赤外レーザーを照射して
得られる赤外反射像と前記半導体集積回路のレイアウト
位置情報とを照合し、その照合結果に基づいて前記半導
体集積回路の発光箇所を特定して前記不良状態を解析す
る方法とする。
【0017】請求項4に記載の半導体集積回路の不良解
析装置は、半導体集積回路に対して、エミッション顕微
鏡装置による観測結果から、不良状態を解析するよう構
成した半導体集積回路の不良解析装置において、前記半
導体集積回路の裏面側から赤外レーザーを照射して得ら
れる赤外反射像と前記半導体集積回路のレイアウト位置
情報とを照合する手段と、その照合結果に基づいて前記
半導体集積回路の発光箇所を特定して前記不良状態を解
析する手段とを有する構成とする。
析装置は、半導体集積回路に対して、エミッション顕微
鏡装置による観測結果から、不良状態を解析するよう構
成した半導体集積回路の不良解析装置において、前記半
導体集積回路の裏面側から赤外レーザーを照射して得ら
れる赤外反射像と前記半導体集積回路のレイアウト位置
情報とを照合する手段と、その照合結果に基づいて前記
半導体集積回路の発光箇所を特定して前記不良状態を解
析する手段とを有する構成とする。
【0018】これらの方法および構成によると、単一波
長の赤外レーザーを用いることにより、シリコン基板へ
の入射時の屈折や金属配線層での反射時の散乱量を低下
し、赤外光反射像の分解能を向上させ、上層の金属配線
層の観測を可能とする。請求項2に記載の半導体集積回
路の不良解析方法は、半導体集積回路に対して、エミッ
ション顕微鏡装置による観測結果から、不良状態を解析
する半導体集積回路の不良解析方法であって、前記半導
体集積回路の表面側から赤外光を透過させて裏面側から
得られる赤外透過像と前記半導体集積回路のレイアウト
位置情報とを照合し、その照合結果に基づいて前記半導
体集積回路の発光箇所を特定して前記不良状態を解析す
る方法とする。
長の赤外レーザーを用いることにより、シリコン基板へ
の入射時の屈折や金属配線層での反射時の散乱量を低下
し、赤外光反射像の分解能を向上させ、上層の金属配線
層の観測を可能とする。請求項2に記載の半導体集積回
路の不良解析方法は、半導体集積回路に対して、エミッ
ション顕微鏡装置による観測結果から、不良状態を解析
する半導体集積回路の不良解析方法であって、前記半導
体集積回路の表面側から赤外光を透過させて裏面側から
得られる赤外透過像と前記半導体集積回路のレイアウト
位置情報とを照合し、その照合結果に基づいて前記半導
体集積回路の発光箇所を特定して前記不良状態を解析す
る方法とする。
【0019】請求項5に記載の半導体集積回路の不良解
析装置は、半導体集積回路に対して、エミッション顕微
鏡装置による観測結果から、不良状態を解析するよう構
成した半導体集積回路の不良解析装置において、前記半
導体集積回路の表面側から赤外光を透過させて裏面側か
ら得られる赤外透過像と前記半導体集積回路のレイアウ
ト位置情報とを照合する手段と、その照合結果に基づい
て前記半導体集積回路の発光箇所を特定して前記不良状
態を解析する手段とを有する構成とする。
析装置は、半導体集積回路に対して、エミッション顕微
鏡装置による観測結果から、不良状態を解析するよう構
成した半導体集積回路の不良解析装置において、前記半
導体集積回路の表面側から赤外光を透過させて裏面側か
ら得られる赤外透過像と前記半導体集積回路のレイアウ
ト位置情報とを照合する手段と、その照合結果に基づい
て前記半導体集積回路の発光箇所を特定して前記不良状
態を解析する手段とを有する構成とする。
【0020】これらの方法および構成によると、シリコ
ン基板表面から赤外光を透過することにより、赤外光が
シリコン基板を通過する距離が従来に比べて半分にな
り、光の減衰量は低下して赤外光反射像の分解能を向上
するとともに、透過像は、上層から下層の金属配線層を
重ね合わせた影が図形となり半導体集積回路の各座標に
おいて特徴のある図形が得られる。
ン基板表面から赤外光を透過することにより、赤外光が
シリコン基板を通過する距離が従来に比べて半分にな
り、光の減衰量は低下して赤外光反射像の分解能を向上
するとともに、透過像は、上層から下層の金属配線層を
重ね合わせた影が図形となり半導体集積回路の各座標に
おいて特徴のある図形が得られる。
【0021】請求項3に記載の半導体集積回路の不良解
析方法は、半導体集積回路に対して、エミッション顕微
鏡装置による観測結果から、不良状態を解析する半導体
集積回路の不良解析方法であって、前記半導体集積回路
の表面側から赤外レーザーを透過させて裏面側から得ら
れる赤外透過像と前記半導体集積回路のレイアウト位置
情報とを照合し、その照合結果に基づいて前記半導体集
積回路の発光箇所を特定して前記不良状態を解析する方
法とする。
析方法は、半導体集積回路に対して、エミッション顕微
鏡装置による観測結果から、不良状態を解析する半導体
集積回路の不良解析方法であって、前記半導体集積回路
の表面側から赤外レーザーを透過させて裏面側から得ら
れる赤外透過像と前記半導体集積回路のレイアウト位置
情報とを照合し、その照合結果に基づいて前記半導体集
積回路の発光箇所を特定して前記不良状態を解析する方
法とする。
【0022】請求項6に記載の半導体集積回路の不良解
析装置は、半導体集積回路に対して、エミッション顕微
鏡装置による観測結果から、不良状態を解析するよう構
成した半導体集積回路の不良解析装置において、前記半
導体集積回路の表面側から赤外レーザーを透過させて裏
面側から得られる赤外透過像と前記半導体集積回路のレ
イアウト位置情報とを照合する手段と、その照合結果に
基づいて前記半導体集積回路の発光箇所を特定して前記
不良状態を解析する手段とを有する構成とする。
析装置は、半導体集積回路に対して、エミッション顕微
鏡装置による観測結果から、不良状態を解析するよう構
成した半導体集積回路の不良解析装置において、前記半
導体集積回路の表面側から赤外レーザーを透過させて裏
面側から得られる赤外透過像と前記半導体集積回路のレ
イアウト位置情報とを照合する手段と、その照合結果に
基づいて前記半導体集積回路の発光箇所を特定して前記
不良状態を解析する手段とを有する構成とする。
【0023】これらの方法および構成によると、赤外レ
ーザーによる赤外光をシリコン基板表面から透過するこ
とにより、赤外光の減衰量を抑え、赤外光反射像の分解
能を向上するとともに、透過することにより、上層から
下層の金属配線層を重ね合わせた影が図形となり半導体
集積回路の各座標において特徴のある図形が得られる。
ーザーによる赤外光をシリコン基板表面から透過するこ
とにより、赤外光の減衰量を抑え、赤外光反射像の分解
能を向上するとともに、透過することにより、上層から
下層の金属配線層を重ね合わせた影が図形となり半導体
集積回路の各座標において特徴のある図形が得られる。
【0024】以下、本発明の実施の形態を示す半導体集
積回路の不良解析方法および装置について、図面を参照
しながら具体的に説明する。 (実施の形態1)本発明の実施の形態1の半導体集積回
路の不良解析方法および装置を説明する。
積回路の不良解析方法および装置について、図面を参照
しながら具体的に説明する。 (実施の形態1)本発明の実施の形態1の半導体集積回
路の不良解析方法および装置を説明する。
【0025】図1は本実施の形態1の半導体集積回路の
不良解析装置の一例を示す構成図である。図1におい
て、109はハーフミラー、110は赤外レーザー、1
02は顕微鏡、103はステージ、104は不良解析対
象である半導体集積回路、106は画像処理装置、10
7は画像表示装置であり、従来の技術で説明した図1
2、図13に示す赤外ランプ108を赤外レーザー11
0に置き換えている。
不良解析装置の一例を示す構成図である。図1におい
て、109はハーフミラー、110は赤外レーザー、1
02は顕微鏡、103はステージ、104は不良解析対
象である半導体集積回路、106は画像処理装置、10
7は画像表示装置であり、従来の技術で説明した図1
2、図13に示す赤外ランプ108を赤外レーザー11
0に置き換えている。
【0026】以下に本実施の形態1の半導体集積回路の
不良解析方法を説明する。図9は本実施の形態1の半導
体集積回路の不良解析方法における裏面側から観測した
画像の反射像の説明図であり、裏面側から観測した画像
を左右反転させた図である。図9において、410、4
11、412、413は、それぞれ図5に示すシリコン
基板340より一層目の金属配線に対応している。
不良解析方法を説明する。図9は本実施の形態1の半導
体集積回路の不良解析方法における裏面側から観測した
画像の反射像の説明図であり、裏面側から観測した画像
を左右反転させた図である。図9において、410、4
11、412、413は、それぞれ図5に示すシリコン
基板340より一層目の金属配線に対応している。
【0027】半導体集積回路104は露出した裏面を顕
微鏡102側に向けてステージ103に設置されてお
り、赤外レーザー110から出力された赤外光はハーフ
ミラー109と顕微鏡102を通過して半導体集積回路
104の裏面に照射される。半導体集積回路の金属配線
層に反射した赤外光は顕微鏡102を通過してカメラ1
05によって撮影される。この画像を画像処理装置10
6により左右反転させ、この左右反転により得られた図
9に示す図形とレイアウト図とを合成することにより、
画像表示装置107上で照合する。
微鏡102側に向けてステージ103に設置されてお
り、赤外レーザー110から出力された赤外光はハーフ
ミラー109と顕微鏡102を通過して半導体集積回路
104の裏面に照射される。半導体集積回路の金属配線
層に反射した赤外光は顕微鏡102を通過してカメラ1
05によって撮影される。この画像を画像処理装置10
6により左右反転させ、この左右反転により得られた図
9に示す図形とレイアウト図とを合成することにより、
画像表示装置107上で照合する。
【0028】以上のように、図12、図13に示す赤外
ランプ108から赤外レーザー110に置き換えたこと
により、反射像の分解能が向上する。以上の作用によ
り、図9に示すように、その反射像は、図8の反射像と
比べてより鮮明となり、レイアウト図との図形の照合が
容易になる。 (実施の形態2)本発明の実施の形態2の半導体集積回
路の不良解析方法および装置を説明する。
ランプ108から赤外レーザー110に置き換えたこと
により、反射像の分解能が向上する。以上の作用によ
り、図9に示すように、その反射像は、図8の反射像と
比べてより鮮明となり、レイアウト図との図形の照合が
容易になる。 (実施の形態2)本発明の実施の形態2の半導体集積回
路の不良解析方法および装置を説明する。
【0029】図2は本実施の形態2の半導体集積回路の
不良解析装置の一例を示す構成図である。図2におい
て、108は赤外ランプ、102は顕微鏡、103はス
テージ、104は不良解析対象である半導体集積回路、
106は画像処理装置、107は画像表示装置であり、
従来の技術では、例えば図13に示す構成により図8に
示すような反射像が得られるのに対して、赤外ランプ1
08で照射された半導体集積回路104の透過像が、顕
微鏡102およびカメラ105を通じて撮影できるよう
に変更する。
不良解析装置の一例を示す構成図である。図2におい
て、108は赤外ランプ、102は顕微鏡、103はス
テージ、104は不良解析対象である半導体集積回路、
106は画像処理装置、107は画像表示装置であり、
従来の技術では、例えば図13に示す構成により図8に
示すような反射像が得られるのに対して、赤外ランプ1
08で照射された半導体集積回路104の透過像が、顕
微鏡102およびカメラ105を通じて撮影できるよう
に変更する。
【0030】次に本実施の形態2の半導体集積回路の不
良解析方法を説明する。図10は本実施の形態2の半導
体集積回路の不良解析方法における裏面側透過像の説明
図であり、裏面側から観測した画像を左右反転させた図
である。図10において、410、411、412、4
13は、それぞれ図5に示すシリコン基板340より一
層目の金属配線に対応し、421、422は、それぞれ
図5に示すシリコン基板340より二層目の金属配線に
対応している。
良解析方法を説明する。図10は本実施の形態2の半導
体集積回路の不良解析方法における裏面側透過像の説明
図であり、裏面側から観測した画像を左右反転させた図
である。図10において、410、411、412、4
13は、それぞれ図5に示すシリコン基板340より一
層目の金属配線に対応し、421、422は、それぞれ
図5に示すシリコン基板340より二層目の金属配線に
対応している。
【0031】半導体集積回路104は、露出した裏面を
顕微鏡102側に向けてステージ103に設置されてお
り、反対側の表面に赤外ランプ108から出力された赤
外光が照射される。赤外ランプ108から半導体集積回
路104を透過した赤外光は顕微鏡102を通じてカメ
ラ105によって撮影される。撮影された画像は、画像
処理装置106によりレイアウト図と合成することで画
像表示装置107上で照合する。撮影された画像として
は、図10に示すように、基板より二層目の金属配線4
21、422と、基板より一層目の金属配線410、4
11、412、413との各図形を重ね合わせた影が写
る。
顕微鏡102側に向けてステージ103に設置されてお
り、反対側の表面に赤外ランプ108から出力された赤
外光が照射される。赤外ランプ108から半導体集積回
路104を透過した赤外光は顕微鏡102を通じてカメ
ラ105によって撮影される。撮影された画像は、画像
処理装置106によりレイアウト図と合成することで画
像表示装置107上で照合する。撮影された画像として
は、図10に示すように、基板より二層目の金属配線4
21、422と、基板より一層目の金属配線410、4
11、412、413との各図形を重ね合わせた影が写
る。
【0032】以上のように、図8の反射像では、光の減
衰と散乱のため、半導体集積回路の観察像の分解能は低
下し、シリコン基板より二層目の金属配線層は観測しに
くいが、本実施の形態2では、半導体集積回路104が
赤外ランプ108からの赤外光を透過することで、その
赤外光がシリコン基板を通過する距離は反射に比べ半分
となるため、光の減衰量は減少し像の分解能は向上す
る。さらに、図10に示すように、シリコン基板より一
層目の金属配線410、411、412、413に対応
する図形のみならず、シリコン基板より二層目以上の金
属配線421、422に対応する図形までも写る。
衰と散乱のため、半導体集積回路の観察像の分解能は低
下し、シリコン基板より二層目の金属配線層は観測しに
くいが、本実施の形態2では、半導体集積回路104が
赤外ランプ108からの赤外光を透過することで、その
赤外光がシリコン基板を通過する距離は反射に比べ半分
となるため、光の減衰量は減少し像の分解能は向上す
る。さらに、図10に示すように、シリコン基板より一
層目の金属配線410、411、412、413に対応
する図形のみならず、シリコン基板より二層目以上の金
属配線421、422に対応する図形までも写る。
【0033】以上の作用により、図10に示すように、
その透過像は、図8の反射像と比べてより分解能が高
く、かつ特徴の多い図形が得られ、レイアウト図との図
形の照合が容易になる。 (実施の形態3)本発明の実施の形態3の半導体集積回
路の不良解析方法および装置を説明する。
その透過像は、図8の反射像と比べてより分解能が高
く、かつ特徴の多い図形が得られ、レイアウト図との図
形の照合が容易になる。 (実施の形態3)本発明の実施の形態3の半導体集積回
路の不良解析方法および装置を説明する。
【0034】図3は本実施の形態3の半導体集積回路の
不良解析装置の一例を示す構成図である。図3におい
て、110は赤外レーザー、102は顕微鏡、103は
ステージ、104は不良解析対象である半導体集積回
路、106は画像処理装置、107は画像表示装置であ
り、上記の実施の形態1と実施の形態2で説明した不良
解析方法を併用する。
不良解析装置の一例を示す構成図である。図3におい
て、110は赤外レーザー、102は顕微鏡、103は
ステージ、104は不良解析対象である半導体集積回
路、106は画像処理装置、107は画像表示装置であ
り、上記の実施の形態1と実施の形態2で説明した不良
解析方法を併用する。
【0035】次に本実施の形態3の半導体集積回路の不
良解析方法を説明する。図11は本実施の形態3の半導
体集積回路の不良解析方法における裏面側透過像の説明
図であり、裏面側から観測した画像を左右反転させた図
である。なお、図11には特に符号を付していないが、
各図形に対応する金属配線は、図10の場合と同様とす
る。
良解析方法を説明する。図11は本実施の形態3の半導
体集積回路の不良解析方法における裏面側透過像の説明
図であり、裏面側から観測した画像を左右反転させた図
である。なお、図11には特に符号を付していないが、
各図形に対応する金属配線は、図10の場合と同様とす
る。
【0036】半導体集積回路104は、露出した裏面を
顕微鏡102側に向けてステージ103に設置されてお
り、反対側の表面に赤外レーザー110から出力された
赤外光が照射される。赤外レーザー110から半導体集
積回路104を透過した赤外光は、顕微鏡102を通じ
てカメラ105によって撮影される。撮影された画像
は、画像処理装置106により、レイアウト図と合成し
て画像表示装置107上で照合する。
顕微鏡102側に向けてステージ103に設置されてお
り、反対側の表面に赤外レーザー110から出力された
赤外光が照射される。赤外レーザー110から半導体集
積回路104を透過した赤外光は、顕微鏡102を通じ
てカメラ105によって撮影される。撮影された画像
は、画像処理装置106により、レイアウト図と合成し
て画像表示装置107上で照合する。
【0037】以上のように、実施の形態2の場合のよう
な赤外ランプ108で半導体集積回路104を照射する
方法から、赤外レーザー110からの赤外光の半導体集
積回路104での透過に変更したことにより、赤外光の
減衰量が減少し像の分解能が上がる。また、透過するこ
とにより基板より一層目の金属配線の図形のみならず、
基板より二層目以上の金属配線の影までも写る。
な赤外ランプ108で半導体集積回路104を照射する
方法から、赤外レーザー110からの赤外光の半導体集
積回路104での透過に変更したことにより、赤外光の
減衰量が減少し像の分解能が上がる。また、透過するこ
とにより基板より一層目の金属配線の図形のみならず、
基板より二層目以上の金属配線の影までも写る。
【0038】以上の作用により、図11に示すように、
その透過像は、図10の場合より分解能の良い像が得ら
れ、かつ図9の反射像より特徴の多い図形を得ることが
でき、レイアウト図との図形の照合が容易となる。以上
の結果、半導体集積回路における発光箇所を容易に特定
して、半導体集積回路の不良解析も容易に行うことがで
きる。
その透過像は、図10の場合より分解能の良い像が得ら
れ、かつ図9の反射像より特徴の多い図形を得ることが
でき、レイアウト図との図形の照合が容易となる。以上
の結果、半導体集積回路における発光箇所を容易に特定
して、半導体集積回路の不良解析も容易に行うことがで
きる。
【0039】
【発明の効果】以上のように、請求項1または請求項4
に記載の発明によれば、単一波長の赤外レーザーを用い
ることにより、シリコン基板への入射時の屈折や金属配
線層での反射時の散乱量を低下し、赤外光反射像の分解
能を向上させ、上層の金属配線層をも観測することがで
きる。
に記載の発明によれば、単一波長の赤外レーザーを用い
ることにより、シリコン基板への入射時の屈折や金属配
線層での反射時の散乱量を低下し、赤外光反射像の分解
能を向上させ、上層の金属配線層をも観測することがで
きる。
【0040】また、請求項2または請求項5に記載の発
明によれば、シリコン基板表面から赤外光を透過するこ
とにより、赤外光がシリコン基板を通過する距離が従来
に比べて半分になり、光の減衰量は低下して赤外光反射
像の分解能を向上するとともに、透過像は、上層から下
層の金属配線層を重ね合わせた影が図形となり半導体集
積回路の各座標において特徴のある図形を得ることがで
きる。
明によれば、シリコン基板表面から赤外光を透過するこ
とにより、赤外光がシリコン基板を通過する距離が従来
に比べて半分になり、光の減衰量は低下して赤外光反射
像の分解能を向上するとともに、透過像は、上層から下
層の金属配線層を重ね合わせた影が図形となり半導体集
積回路の各座標において特徴のある図形を得ることがで
きる。
【0041】また、請求項3または請求項6に記載の発
明によれば、赤外レーザーによる赤外光をシリコン基板
表面から透過することにより、赤外光の減衰量を抑え、
赤外光反射像の分解能を向上するとともに、透過するこ
とにより、上層から下層の金属配線層を重ね合わせた影
が図形となり半導体集積回路の各座標において特徴のあ
る図形を得ることができる。
明によれば、赤外レーザーによる赤外光をシリコン基板
表面から透過することにより、赤外光の減衰量を抑え、
赤外光反射像の分解能を向上するとともに、透過するこ
とにより、上層から下層の金属配線層を重ね合わせた影
が図形となり半導体集積回路の各座標において特徴のあ
る図形を得ることができる。
【0042】以上により、観測画像の分解能を向上する
ことができるとともに、その分解能向上により上層の金
属配線層も観測して、半導体集積回路の画像とレイアウ
ト図の画像とを容易に照合することができ、半導体集積
回路における発光箇所を容易に特定して、半導体集積回
路の不良解析も容易に行うことができる。
ことができるとともに、その分解能向上により上層の金
属配線層も観測して、半導体集積回路の画像とレイアウ
ト図の画像とを容易に照合することができ、半導体集積
回路における発光箇所を容易に特定して、半導体集積回
路の不良解析も容易に行うことができる。
【図1】本発明の実施の形態1の半導体集積回路の不良
解析装置の一例を示す構成図
解析装置の一例を示す構成図
【図2】本発明の実施の形態2の半導体集積回路の不良
解析装置の一例を示す構成図
解析装置の一例を示す構成図
【図3】本発明の実施の形態3の半導体集積回路の不良
解析装置の一例を示す構成図
解析装置の一例を示す構成図
【図4】半導体集積回路の金属配線の一般的なレイアウ
ト図
ト図
【図5】半導体集積回路の金属配線の層構造を示す断面
図
図
【図6】半導体集積回路のレイアウト上の不良箇所を示
す表面図
す表面図
【図7】従来の半導体集積回路の不良解析方法における
裏面側反射像の説明図
裏面側反射像の説明図
【図8】同従来例における半導体集積回路の左右反転し
た裏面側反射像の説明図
た裏面側反射像の説明図
【図9】本発明の実施の形態1の半導体集積回路の不良
解析方法における裏面側反射像の説明図
解析方法における裏面側反射像の説明図
【図10】本発明の実施の形態2の半導体集積回路の不
良解析方法における裏面側透過像の説明図
良解析方法における裏面側透過像の説明図
【図11】本発明の実施の形態3の半導体集積回路の不
良解析方法における裏面側透過像の説明図
良解析方法における裏面側透過像の説明図
【図12】従来の半導体集積回路の不良解析方法による
エミッション顕微鏡装置での表面側観察の説明図
エミッション顕微鏡装置での表面側観察の説明図
【図13】従来の半導体集積回路の不良解析方法による
エミッション顕微鏡装置での裏面側観察の説明図
エミッション顕微鏡装置での裏面側観察の説明図
101 ランプ 102 顕微鏡 103 ステージ 104 半導体集積回路 105 カメラ 106 画像処理装置 107 画像表示装置 108 赤外ランプ 109 ハーフミラー 110 赤外レーザー 200 ポリシリコンゲート層 210、211、212、213 基板より一層目の
金属配線 220、221、222 基板より二層目の金属配線 230 トランジスタ領域を示す図形 300 ポリシリコンゲート層 400 ポリシリコンゲート層 310、410、411、412、413 基板より
一層目の金属配線 320、420、421、422 基板より二層目の
金属配線 330 絶縁膜 340 シリコン基板 350 シリコン酸化膜 430 トランジスタ領域 440 発光点
金属配線 220、221、222 基板より二層目の金属配線 230 トランジスタ領域を示す図形 300 ポリシリコンゲート層 400 ポリシリコンゲート層 310、410、411、412、413 基板より
一層目の金属配線 320、420、421、422 基板より二層目の
金属配線 330 絶縁膜 340 シリコン基板 350 シリコン酸化膜 430 トランジスタ領域 440 発光点
Claims (6)
- 【請求項1】 半導体集積回路に対して、エミッション
顕微鏡装置による観測結果から、不良状態を解析する半
導体集積回路の不良解析方法であって、前記半導体集積
回路の裏面側から赤外レーザーを照射して得られる赤外
反射像と前記半導体集積回路のレイアウト位置情報とを
照合し、その照合結果に基づいて前記半導体集積回路の
発光箇所を特定して前記不良状態を解析する半導体集積
回路の不良解析方法。 - 【請求項2】 半導体集積回路に対して、エミッション
顕微鏡装置による観測結果から、不良状態を解析する半
導体集積回路の不良解析方法であって、前記半導体集積
回路の表面側から赤外光を透過させて裏面側から得られ
る赤外透過像と前記半導体集積回路のレイアウト位置情
報とを照合し、その照合結果に基づいて前記半導体集積
回路の発光箇所を特定して前記不良状態を解析する半導
体集積回路の不良解析方法。 - 【請求項3】 半導体集積回路に対して、エミッション
顕微鏡装置による観測結果から、不良状態を解析する半
導体集積回路の不良解析方法であって、前記半導体集積
回路の表面側から赤外レーザーを透過させて裏面側から
得られる赤外透過像と前記半導体集積回路のレイアウト
位置情報とを照合し、その照合結果に基づいて前記半導
体集積回路の発光箇所を特定して前記不良状態を解析す
る半導体集積回路の不良解析方法。 - 【請求項4】 半導体集積回路に対して、エミッション
顕微鏡装置による観測結果から、不良状態を解析するよ
う構成した半導体集積回路の不良解析装置において、前
記半導体集積回路の裏面側から赤外レーザーを照射して
得られる赤外反射像と前記半導体集積回路のレイアウト
位置情報とを照合する手段と、その照合結果に基づいて
前記半導体集積回路の発光箇所を特定して前記不良状態
を解析する手段とを有する半導体集積回路の不良解析装
置。 - 【請求項5】 半導体集積回路に対して、エミッション
顕微鏡装置による観測結果から、不良状態を解析するよ
う構成した半導体集積回路の不良解析装置において、前
記半導体集積回路の表面側から赤外光を透過させて裏面
側から得られる赤外透過像と前記半導体集積回路のレイ
アウト位置情報とを照合する手段と、その照合結果に基
づいて前記半導体集積回路の発光箇所を特定して前記不
良状態を解析する手段とを有する半導体集積回路の不良
解析装置。 - 【請求項6】 半導体集積回路に対して、エミッション
顕微鏡装置による観測結果から、不良状態を解析するよ
う構成した半導体集積回路の不良解析装置において、前
記半導体集積回路の表面側から赤外レーザーを透過させ
て裏面側から得られる赤外透過像と前記半導体集積回路
のレイアウト位置情報とを照合する手段と、その照合結
果に基づいて前記半導体集積回路の発光箇所を特定して
前記不良状態を解析する手段とを有する半導体集積回路
の不良解析装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11206937A JP2001033526A (ja) | 1999-07-22 | 1999-07-22 | 半導体集積回路の不良解析方法および装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11206937A JP2001033526A (ja) | 1999-07-22 | 1999-07-22 | 半導体集積回路の不良解析方法および装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001033526A true JP2001033526A (ja) | 2001-02-09 |
Family
ID=16531518
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP11206937A Pending JP2001033526A (ja) | 1999-07-22 | 1999-07-22 | 半導体集積回路の不良解析方法および装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001033526A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100825785B1 (ko) * | 2006-10-20 | 2008-04-29 | 삼성전자주식회사 | 칩 위치 식별장치 및 이를 이용한 칩 위치 식별 방법 |
JP2017011277A (ja) * | 2010-09-29 | 2017-01-12 | クラーナ ニーラジKHURANA, Neeraj | サブ光学解像度によるcadレイアウトへのチップの自動配向システムおよび方法 |
-
1999
- 1999-07-22 JP JP11206937A patent/JP2001033526A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100825785B1 (ko) * | 2006-10-20 | 2008-04-29 | 삼성전자주식회사 | 칩 위치 식별장치 및 이를 이용한 칩 위치 식별 방법 |
JP2017011277A (ja) * | 2010-09-29 | 2017-01-12 | クラーナ ニーラジKHURANA, Neeraj | サブ光学解像度によるcadレイアウトへのチップの自動配向システムおよび方法 |
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