JP2001185590A - 集積回路の試験方法 - Google Patents
集積回路の試験方法Info
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Abstract
LSIにおける高密度配線電極領域においても、任意の
配線電極の信号波形を高精度に測定できるようにする。 【解決手段】 配線電極103における信号強度に応じ
て面積を大きくした金属パッド106から発生する電界
を電気光学結晶110に結合させる。
Description
LSI内部の任意ノードの信号を高精度に測定し、故障
原因や故障箇所を特定する集積回路の試験方法に関す
る。
ーに用いる方法が、高速の電気信号波形を計測する手段
として知られている。これは、電界によって複屈折率が
変化するという電気光学結晶の性質を利用するものであ
る。簡単に説明すると、この電気光学結晶にレーザ光を
プローブ光として照射すると、照射した光の直交する2
つの方向の振動成分の位相差、すなわち偏光状態が、電
気光学結晶に対する電界の大きさに応じて変化する。こ
の偏光状態の変化は、ある適当な軸方向に設定された偏
光板を通すことによってレーザ光の強度変化に変換でき
るので、レーザ光の強度の変化を検出すれば、電気光学
結晶に対する電界の変化を検出できる。また、レーザ光
にパルス波を用いれば、時間的に変化する電界,すなわ
ち電気信号の時間変化を、パルス幅に相当する分解能で
測定可能となる。これは、「電気光学サンプリング」と
呼ばれている。
配線電極上に配置して用いれば、配線電極に信号が流れ
たときに発生する電界を検出することが可能となり、配
線電極の導通試験を行うことができる。なかでも、図4
に示す方法が最も汎用的な方法であり、一般に「外部プ
ローブ法」と呼ばれている。「外部プローブ法」では、
回路基板401上に絶縁膜402を介して形成された配
線電極403を、この上に形成されている絶縁保護膜4
04などを介して試験する。試験方法について簡単に説
明すると、まず、配線電極403上で、電気光学結晶4
10の誘電体多層膜ミラー411が形成された面を、絶
縁保護膜404に近づけて配置する。そして、配線電極
403からの漏れ電界420を電気光学結晶410に結
合させ、電界強度変化に応じて誘電体多層膜ミラー41
1を反射してくるレーザ光413の偏光変化を検出すれ
ば、配線電極403の試験を行うことができる。
O)サンプリング技術は、電気光学結晶に結合する電界
を検出する。このため、図4に示す測定対象以外の近隣
の配線電極403a,403bからの電界が強い場合に
は、近隣の配線電極により発生する漏れ電界420aで
クロストーク430が発生して影響を受ける場合があ
り、配線電極に直接プローブを接触させるメカニカルプ
ローブ法に比べて空間分解能が劣っていた。
LSI(集積回路)の内部ノード測定などの試験に適用
する場合には、測定すべき配線電極上で隣接配線電極が
近くにない箇所を、電気光学素子を配置する測定箇所と
して選ぶようにしていた。また、隣接配線電極が近くに
あっても、隣接配線電極を伝搬する信号が固定電圧信号
や微小電圧信号のように、信号による電界が測定に対し
て特に問題とならないような箇所を選んで測定してい
た。また、できるだけ電界が結合しやすいように、上層
配線電極やスルーホールを選んで測定していた。
に、電気光学サンプリング技術を高密度集積化されたL
SIの内部ノード測定に適用しようとした場合、隣接配
線電極からの電界も同時に検出されてしまうために正確
に波形を測定することが困難な場合があった。また、多
層配線電極化されたLSIでは、下層配線電極の信号を
測定しようとすると配線電極と電気光学結晶との距離が
長くなり、電気光学結晶に結合する電界が減衰するため
に測定感度が低下するという問題があった。また、上記
の問題のために、LSI内部の測定箇所が限定され、故
障解析が困難になる場合もあった。
ためになされたものであり、電気光学サンプリングの空
間分解能を上げ、LSIにおける高密度配線電極領域に
おいても、任意の配線電極の信号波形を高精度に測定で
きるようにすることを目的とする。
方法は、回路基板上に形成された複数の配線電極とこれ
らを覆うように回路基板上に形成された絶縁膜とを備え
た集積回路を用意する工程と、集積回路の所望とする試
験対象の配線電極上に集積回路表面に到達して配線電極
上の一部を露出させるスルーホールを形成する工程と、
スルーホール内を充填して試験対象の配線電極に接続す
る金属柱を形成する工程と、絶縁膜上に金属柱と接続す
る金属パッドを形成する工程と、金属パッド上に電界の
強度によって複屈折率が変化する電気光学結晶を近づけ
て配置する工程と、集積回路に信号を印加して動作させ
た状態で、電気光学結晶に光を入射してこの電気光学結
晶の偏光状態の変化を測定することで、電気光学結晶に
結合した金属パッドからの電界の強度変化を測定する工
程とを備え、金属パッドは試験対象の配線電極における
信号の強度に応じて面積を変えて形成するものである。
この発明によれば、配線電極に流れる信号の変化が金属
パッドから生じる電界の強度変化として電気光学的に検
出される。上記の発明において、金属パッドは、試験対
象の配線電極における信号の強度が小さいほど大きい面
積に形成することで、信号強度の小さい配線電極の測定
感度が向上する。
照して説明する。はじめに、本発明の試験方法について
簡単に説明すると、図1(a)のフローチャートに示す
ように、まず、ステップS101で、試験対象の集積回
路内の測定対象とする配線電極に流れる信号の大きさを
回路シミュレーションなどで調べる。ただし、本ステッ
プS101は、省略することも可能である。ステップS
102で、試験対象の集積回路内の測定対象とする配線
電極上の領域において、絶縁膜を部分的に除去してスル
ーホールを形成する。つぎに、ステップS103でスル
ーホール内に金属などの導電材料を充填し、測定対象の
配線電極に接続して表面に露出部を備えた金属柱を形成
する。
ステップS103で形成した金属柱に接続して、ステッ
プS101で求めた測定対象とする配線電極を通る信号
の大きさに応じた面積の金属パッドを形成する。そし
て、ステップS105で、金属パッドを用いてEOサン
プリングによる配線電極の試験を行うようにした。ここ
で、測定感度不足で信号波形が測定できない場合はステ
ップ104に戻り、金属パッドの面積を大きくして測定
を繰り返す。
ングによる配線電極の試験方法に関して、簡単に説明す
ると、図1(b)に示すように、回路基板101上に絶
縁膜102を介して配線電極103が形成され、この上
に絶縁保護膜104などが形成された集積回路が試験対
象となる。そして、まず、配線電極103上にスルーホ
ール104aを形成し、この中に金属柱105を形成す
る。そして、絶縁保護膜104上に金属柱105と接続
するように金属パッド106を形成する。このとき、金
属パッド106は配線電極103を通る信号の大きさに
応じた面積にする。そして、金属パッド106上で、電
気光学結晶110の誘電体多層膜ミラー111が形成さ
れた面を、絶縁保護膜104に近づけて配置する。ま
た、金属パッド106からの漏れ電界120を電気光学
結晶110に結合させる。
13aを例えばカドミウムテルルからなる電気光学結晶
110に照射し、誘電体多層膜ミラー111を反射して
くるレーザ光113bを偏光検出部114で受光する。
ここで、漏れ電界120の電界強度変化に応じたレーザ
光113bの偏光変化を電気信号として検出し、検出し
た電気信号を信号処理部115で信号処理し、信号処理
した結果を表示部116に表示する。これらのことによ
り、例えば、測定対象の電極配線103に金属柱105
を介して接続している金属パッド106からの漏れ電界
120の変化が、表示される数字の変化として表示部1
16に表示される。
て、より詳細に説明する。まず、図2(a)に示すよう
に、試験対象となる回路基板101上に絶縁膜102を
介して配線電極103,103a,103bが形成さ
れ、これらの上に絶縁保護膜104などが形成された集
積回路を用意する。つぎに、集積回路における試験対象
の配線電極103位置を、光学顕微鏡を用いて観察する
ことで特定する。そして、集積回路をFIB(Focused
Ion Beam)装置処理室内の所定箇所に固定し、試験のた
めに必要な配線を施す。次いで、処理室内を密閉して所
定の真空度に真空排気し、集積回路上をイオンビームで
走査することによる(SIM)観察で、上記の光学顕微
鏡で特定した箇所を探し出す。
速エネルギーとしたイオンビームを特定箇所に照射する
ことで、図2(b)に示すように、探し出した試験対象
の配線電極103上における絶縁保護膜104の所定領
域を除去し、スルーホール104aを形成する。次い
で、上記のFIB装置の処理室内において、今度は、ス
ルーホール104a底部に露出した配線電極103に、
タングステンイオン銃を用いてタングステンイオンのビ
ームを照射しつつ上述したイオンビームを同時に照射す
ることで、図2(c)に示すように、スルーホール10
4a内を埋めるように、配線電極103に接続したタン
グステンからなる金属柱105を形成する。
いて、今度は、金属柱105表面を領域内に含む絶縁保
護膜104上に、タングステンイオン銃を用いてタング
ステンイオンのビームを照射しつつ上述したイオンビー
ムを同時に照射することで、図2(d)に示すように、
金属柱105に接続したタングステンからなる金属パッ
ド106を形成する。このとき、金属パッド106の面
積は、予め回路シミュレーション等で求めた試験対象と
する配線電極103に流れる信号の大きさに応じた面積
とする。例えば電気光学結晶110がカドミウムテルル
の場合、測定感度と金属パッド106の面積との関係
は、図3に示す状態となる。したがって、図3の関係を
用いて、金属パッド106の面積を必要な測定感度の得
られる面積にする。また、図3の関係から、金属パッド
の面積に対する測定電圧の校正が可能である。
に、金属パッド106が形成された箇所の上に、誘電体
多層膜ミラー111が形成された面を向けて電気光学結
晶110を近づけて配置する。そして、前述した試験の
ための配線を介して集積回路に信号を与えた状態で、配
置した電気光学結晶110に上部よりレーザ光113a
を照射し、誘電体多層膜ミラー111で反射したレーザ
兆113bの偏光変化を検出する。なお、図2には示し
ていないが、レーザ先113bは偏光検出部114で偏
光変化が検出され、検出した信号を信号処理部115で
信号処理し、信号処理した結果を表示部116に表示す
る。前述したように、レーザ光113bの偏光変化は、
漏れ電界120の電界強度変化に対応しているので、前
述したことにより、金属パッド106の電位の状態を検
出できる。そしてやはり、金属パッド106は金属柱1
05を介して配線電極103に接続されているので、結
果として、配線電極103の電位の状態が検出される。
サンプリングにおける試験において、試験対象の配線電
極103に接続させて絶縁保護膜104上面にまで引き
出した金属柱105に接続している金属パッド106か
らの漏れ電界120を電気光学結晶110に結合させる
ようにしているので、実質的に配線電極103と電気光
学結晶110との距離を短くさせた状態となっている。
これに対して、試験対象外の配線電極103a,103
bは、電気光学結晶110から離れているので、試験対
象外の配線電極からの漏れ電界120aは減衰してい
る。
が非常に小さい場合でも、金属パッド106を適切な面
積にすることで測定感度を向上できる。この結果、この
実施の形態によれば、漏れ電界120と漏れ電界120
aとのクロストークがほとんど発生せず、雑音に対する
信号の比も大きくできるので、試験対象の配線電極10
3における信号波形を、極めて高精度に測定できるよう
になる。また、金属パッド106の面積は配線電極10
3における信号強度に応じて変えることができるので、
金属パッド106の面積を最適化した状態で形成でき
る。従来では、ある程度余裕を持たせてパッドを大きめ
に形成していたので、パッド形成に無駄な時間をかけて
いたが、本実施の形態によれば、面積が最適化できるの
で金属パッド106が必要最小限の時間で形成できるよ
うになり、効率的な測定ができる。
基板上に形成された複数の配線電極とこれらを覆うよう
に回路基板上に形成された絶縁膜とを備えた集積回路を
用意する工程と、集積回路の所望とする試験対象の配線
電極上に集積回路表面に到達して配線電極上の一部を露
出させるスルーホールを形成する工程と、スルーホール
内を充填して試験対象の配線電極に接続する金属柱を形
成する工程と、絶縁膜上に金属柱と接続する金属パッド
を形成する工程と、金属パッド上に電界の強度によって
複屈折率が変化する電気光学結晶を近づけて配置する工
程と、集積回路に信号を印加して動作させた状態で、電
気光学結晶に光を入射してこの電気光学結晶の偏光状態
の変化を測定することで、電気光学結晶に結合した金属
パッドからの電界の強度変化を測定する工程とを備え、
金属パッドは試験対象の配線電極における信号の強度に
応じて面積を変えて形成するものである。この発明によ
れば、配線電極に流れる信号の変化が金属パッドから生
じる電界の強度変化として電気光学的に検出される。し
たがって、測定対象の電極配線における信号強度に応じ
た測定感度を設定できるので、高密度配線領域における
配線電極の信号波形を高精度に測定できるようになる。
また、本発明によれば、金属パッドの面積は配線電極に
おける信号強度に応じて変えることができ、金属パッド
の面積を最適化した状態で形成できる。この結果、本発
明によれば、金属パッドが必要最小限の時間で形成でき
るようになり、効率的な測定ができるようになる。
フローチャート(a)と試験装置の概略的な構成を示す
構成図(b)である。
を示す工程図である。
関図である。
路の試験方法を示す説明図である。
極、104…絶縁保護膜、104a…スルーホール、1
05…金属柱、106…金属パッド、110…電気光学
結晶、111…誘電体多層膜ミラー、112…レーザ光
源、113a,113b…レーザ光、114…偏光検出
部、115…信号処理部、116…表示部。
Claims (2)
- 【請求項1】 回路基板上に形成された複数の配線電極
とこれらを覆うように前記回路基板上に形成された絶縁
膜とを備えた集積回路を用意する工程と、 前記集積回路の所望とする試験対象の配線電極上に集積
回路表面に到達して前記配線電極上の一部を露出させる
スルーホールを形成する工程と、 前記スルーホール内を充填して前記試験対象の配線電極
に接続する金属柱を形成する工程と、 前記絶縁膜上に前記金属柱と接続する金属パッドを形成
する工程と、 前記金属パッド上に電界の強度によって複屈折率が変化
する電気光学結晶を近づけて配置する工程と、 前記集積回路に信号を印加して動作させた状態で、前記
電気光学結晶に光を入射してこの電気光学結晶の偏光状
態の変化を測定することで、前記電気光学結晶に結合し
た前記金属パッドからの電界の強度変化を測定する工程
とを備え、 前記金属パッドは前記試験対象の配線電極における信号
の強度に応じて面積を変えて形成することを特徴とする
集積回路の試験方法。 - 【請求項2】 請求項1記載の集積回路の試験方法にお
いて、 前記金属パッドは、前記試験対象の配線電極における信
号の強度が小さいほど大きい面積に形成することを特徴
とする集積回路の試験方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP37005599A JP3734994B2 (ja) | 1999-12-27 | 1999-12-27 | 集積回路の試験方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP37005599A JP3734994B2 (ja) | 1999-12-27 | 1999-12-27 | 集積回路の試験方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001185590A true JP2001185590A (ja) | 2001-07-06 |
JP3734994B2 JP3734994B2 (ja) | 2006-01-11 |
Family
ID=18495965
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP37005599A Expired - Fee Related JP3734994B2 (ja) | 1999-12-27 | 1999-12-27 | 集積回路の試験方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3734994B2 (ja) |
-
1999
- 1999-12-27 JP JP37005599A patent/JP3734994B2/ja not_active Expired - Fee Related
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