JP2518533B2 - 半導体集積回路内部相互配線の検査装置 - Google Patents
半導体集積回路内部相互配線の検査装置Info
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- JP2518533B2 JP2518533B2 JP5237082A JP23708293A JP2518533B2 JP 2518533 B2 JP2518533 B2 JP 2518533B2 JP 5237082 A JP5237082 A JP 5237082A JP 23708293 A JP23708293 A JP 23708293A JP 2518533 B2 JP2518533 B2 JP 2518533B2
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- semiconductor integrated
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- internal interconnection
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- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体集積回路チップ上
の欠陥の検査方法および装置に関し、特に半導体集積回
路チップ上内部相互配線の欠陥をレーザビームまたは電
子ビームやイオンビームを用いて検査する方法および装
置に関するものである。
の欠陥の検査方法および装置に関し、特に半導体集積回
路チップ上内部相互配線の欠陥をレーザビームまたは電
子ビームやイオンビームを用いて検査する方法および装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の欠陥の「検査方法および
装置」（以下「方法」とのみ略して記す）は、たとえば
「Ｗ．， Ｌｅｅ Ｓｍｉｔｈ ｅｔ． ａｌ， ”
Ｄｉｒｅｃｔ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｓｔｒ
ｅｓｓ−ｉｎｄｕｃｅｄ ｖｏｉｄ ｇｒｏｗｔｈ ｂ
ｙ ｔｈｅｒｍａｌ ｗａｖｅ ｍｏｄｕｌａｔｅｄｏ
ｐｔｉｃａｌ ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ ｉｍａｇｉｎ
ｇ”， １９９０ＩＲＰＳ （ＩＥＥＥ）， ２００−
２０８ （１９９０）．」に示される様に、２種類のレ
ーザビームを用い、一方のレーザビームでプローブし、
もう一方のビームで検知するという方法をとっている。
装置」（以下「方法」とのみ略して記す）は、たとえば
「Ｗ．， Ｌｅｅ Ｓｍｉｔｈ ｅｔ． ａｌ， ”
Ｄｉｒｅｃｔ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｓｔｒ
ｅｓｓ−ｉｎｄｕｃｅｄ ｖｏｉｄ ｇｒｏｗｔｈ ｂ
ｙ ｔｈｅｒｍａｌ ｗａｖｅ ｍｏｄｕｌａｔｅｄｏ
ｐｔｉｃａｌ ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ ｉｍａｇｉｎ
ｇ”， １９９０ＩＲＰＳ （ＩＥＥＥ）， ２００−
２０８ （１９９０）．」に示される様に、２種類のレ
ーザビームを用い、一方のレーザビームでプローブし、
もう一方のビームで検知するという方法をとっている。
【０００３】図３は、従来の半導体集積回路チップ上内
部相互配線の欠陥をレーザビームを用いて検査する方法
の一例を示す図である。ポンプレーザと呼ばれる強度変
化のあるレーザ２０をサンプル２６上に照射し、その結
果サンプル上に生じた反射率の変化をプローレーザ２１
の反射率の変化としてサーマルウェーブシグナル検出器
２２で検出する。
部相互配線の欠陥をレーザビームを用いて検査する方法
の一例を示す図である。ポンプレーザと呼ばれる強度変
化のあるレーザ２０をサンプル２６上に照射し、その結
果サンプル上に生じた反射率の変化をプローレーザ２１
の反射率の変化としてサーマルウェーブシグナル検出器
２２で検出する。
【０００４】次にレーザビームを用いる類似の従来法に
ついて説明する（第２の従来例）。これは図４にその概
念図を示すように、半導体試料にレーザビームを照射
し、その結果半導体内部に発生する電子ー正孔対を電流
の変化として検出しようとするものでＯＢＩＣ（ｏｐｔ
ｉｃａｌ ｂｅａｍ ｉｎｄｕｃｅｄ ｃｕｒｒｅｎ
ｔ）法としてよく知られている。この方法は試料が半導
体あるいは半導体を含むものである点を除くと、本発明
と類似である。本発明は金属を対象物質として用いてい
る点が従来のＯＢＩＣとまったくことなる。この発明は
本発明者のこのような現象の新発見に基づくものであ
る。
ついて説明する（第２の従来例）。これは図４にその概
念図を示すように、半導体試料にレーザビームを照射
し、その結果半導体内部に発生する電子ー正孔対を電流
の変化として検出しようとするものでＯＢＩＣ（ｏｐｔ
ｉｃａｌ ｂｅａｍ ｉｎｄｕｃｅｄ ｃｕｒｒｅｎ
ｔ）法としてよく知られている。この方法は試料が半導
体あるいは半導体を含むものである点を除くと、本発明
と類似である。本発明は金属を対象物質として用いてい
る点が従来のＯＢＩＣとまったくことなる。この発明は
本発明者のこのような現象の新発見に基づくものであ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この従来の欠陥検出法
では、レーザを２台用いる必要があり、かつその２つの
レーザビームをμｍオーダからサブμｍオーダの精度で
同一箇所に照射しなければならないため、レーザビーム
を直接走査できず、試料台を走査しなければならない。
従って走査に時間がかかり、像を取得するのに時間がか
かるという問題があった。
では、レーザを２台用いる必要があり、かつその２つの
レーザビームをμｍオーダからサブμｍオーダの精度で
同一箇所に照射しなければならないため、レーザビーム
を直接走査できず、試料台を走査しなければならない。
従って走査に時間がかかり、像を取得するのに時間がか
かるという問題があった。
【０００６】また図３で説明した従来のＯＢＩＣ法は、
試料が半導体あるいは半導体を含むものを対象物質とし
ており、金属を対象物質とすることについては、開示し
ていない。
試料が半導体あるいは半導体を含むものを対象物質とし
ており、金属を対象物質とすることについては、開示し
ていない。
【０００７】本発明の目的は、照射レーザ自体を走査で
き、容易に精度よく任意の層中の配線上に焦点を合わ
せ、半導体集積回路の内部相互配線の欠陥を短時間で非
破壊で検出する検査装置を提供することにある。
き、容易に精度よく任意の層中の配線上に焦点を合わ
せ、半導体集積回路の内部相互配線の欠陥を短時間で非
破壊で検出する検査装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体集積回路
内部相互配線の検査装置は、半導体集積回路の内部配線
に電流を供給する手段と半導体集積回路にレーザビーム
を走査しながら照射するレーザビーム照射手段と、内部
相互配線に流れる電流変化を検知し、前記内部相互配線
の欠陥を検出する手段を備えた半導体集積回路内部相互
配線の検査装置においてレーザビーム光学系が共焦点型
であることを特徴とする。
内部相互配線の検査装置は、半導体集積回路の内部配線
に電流を供給する手段と半導体集積回路にレーザビーム
を走査しながら照射するレーザビーム照射手段と、内部
相互配線に流れる電流変化を検知し、前記内部相互配線
の欠陥を検出する手段を備えた半導体集積回路内部相互
配線の検査装置においてレーザビーム光学系が共焦点型
であることを特徴とする。
【０００９】また前記レーザビーム光学系に自動焦点機
構を含むことを特徴とする。
構を含むことを特徴とする。
【００１０】
【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。図１は本発明の一実施例をしめす装置構成図
である。チップ１に電圧供給源９から電圧を供給した状
態で、μｍオーダからサブμｍオーダに絞ったレーザビ
ームをチップ１上に照射し、ハーフミラー３０、チップ
１上のレーザビームの焦点と共焦点の位置にあるアパー
チャー３１を通して、光検出器で得られたチップ１から
の反射光信号を信号処理／画像処理／システム制御部７
で前記信号の位置と輝度の情報に変換したのちＣＲＴ１
５上に対応した像を表示する。この像を観察することに
より、目的の層中の配線上に焦点を容易に合わせること
が出来る。従って、像の分解能も向上する。
説明する。図１は本発明の一実施例をしめす装置構成図
である。チップ１に電圧供給源９から電圧を供給した状
態で、μｍオーダからサブμｍオーダに絞ったレーザビ
ームをチップ１上に照射し、ハーフミラー３０、チップ
１上のレーザビームの焦点と共焦点の位置にあるアパー
チャー３１を通して、光検出器で得られたチップ１から
の反射光信号を信号処理／画像処理／システム制御部７
で前記信号の位置と輝度の情報に変換したのちＣＲＴ１
５上に対応した像を表示する。この像を観察することに
より、目的の層中の配線上に焦点を容易に合わせること
が出来る。従って、像の分解能も向上する。
【００１１】この焦点合わせの作業は、光検出器で得ら
れた前記反射信号を自動焦点機構に入力し、この自動焦
点機構により前記反射光信号の対物レンズの位置を微調
した際に得られる局所的極値を検出することにより自動
的に目的の配線上に焦点を合わせることが出来る。この
ようにして、焦点を合わせたレーザビームを走査しなが
ら照射し、チップ１上の各点での電流の変化をＯＢＩＣ
電流検出／増幅部８で検出し、信号処理／画像処理／シ
ステム制御部７で信号を位置と輝度の情報に変換したの
ちＣＲＴ１５上に、輝度が電流値の変化に対応した像と
して表示する。欠陥がある箇所は熱伝導が悪いためその
付近の抵抗が増大する。従って電流の変化に対応したコ
ントラストの変化が観測できる。欠陥が表面に出ておら
ず光学顕微鏡像や走査型電子顕微鏡像では検出できない
欠陥が検出できる点は前述の第１の従来例と同様であ
る。また、検出の感度を上げるためにレーザを照射しな
い状態での電流量を出来る限り減らすために、温度制御
部１０を設け外部からチップの温度を制御し最も電流の
小さい温度においてこの検査を実施することも有効であ
る。
れた前記反射信号を自動焦点機構に入力し、この自動焦
点機構により前記反射光信号の対物レンズの位置を微調
した際に得られる局所的極値を検出することにより自動
的に目的の配線上に焦点を合わせることが出来る。この
ようにして、焦点を合わせたレーザビームを走査しなが
ら照射し、チップ１上の各点での電流の変化をＯＢＩＣ
電流検出／増幅部８で検出し、信号処理／画像処理／シ
ステム制御部７で信号を位置と輝度の情報に変換したの
ちＣＲＴ１５上に、輝度が電流値の変化に対応した像と
して表示する。欠陥がある箇所は熱伝導が悪いためその
付近の抵抗が増大する。従って電流の変化に対応したコ
ントラストの変化が観測できる。欠陥が表面に出ておら
ず光学顕微鏡像や走査型電子顕微鏡像では検出できない
欠陥が検出できる点は前述の第１の従来例と同様であ
る。また、検出の感度を上げるためにレーザを照射しな
い状態での電流量を出来る限り減らすために、温度制御
部１０を設け外部からチップの温度を制御し最も電流の
小さい温度においてこの検査を実施することも有効であ
る。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の欠陥検査
法では、欠陥検出のための特性値として抵抗の温度変化
を用いているので、その変化を見るために照射するレー
ザとまったく独立な方法が使用できる。このため、照射
レーザ自体を走査することが容易にでき、高速な走査が
可能なため像取得時間の大幅な短縮が図れる。また、レ
ーザビームの焦点合わせを共焦点型にしているため、容
易に高い精度と分解能をえることができる。一事例で
は、第１の従来例では６分かかったものが、本発明によ
る方法では０．５秒と実に７２００分の１という大幅な
短縮が実現できた。
法では、欠陥検出のための特性値として抵抗の温度変化
を用いているので、その変化を見るために照射するレー
ザとまったく独立な方法が使用できる。このため、照射
レーザ自体を走査することが容易にでき、高速な走査が
可能なため像取得時間の大幅な短縮が図れる。また、レ
ーザビームの焦点合わせを共焦点型にしているため、容
易に高い精度と分解能をえることができる。一事例で
は、第１の従来例では６分かかったものが、本発明によ
る方法では０．５秒と実に７２００分の１という大幅な
短縮が実現できた。
【図１】第１の実施例を示す装置構成図
【図２】第１の従来例を示す概念図
【図３】第２の従来例を示す概念図
１ チップ ２ パッケージ ３ 試料台 ４ 顕微鏡部 ５ レーザ走査部 ６ レーザ発生部 ７ 信号処理／画像処理／システム制御部 ８ ＯＢＩＣ電流検出／増幅部 ９ 電圧供給源 １０ 温度制御部 １１ 光伝送路 １２ 熱媒体用パイプ １３ 電流伝送路（電源線） １４ 信号線 １５ ＣＲＴ １６ ＬＳＩテスタ １７ レーザ １８ ポンプレーザ発生部 １９ プローブレーザ発生部 ２０ ポンプレーザ ２１ プローブレーザ ２２ サーマルウェーブシグナル検出器 ２３ ポンプレーザ強度の時間変化概念図 ２４ プローブレーザ強度の時間変化概念図 ２５ サーマルウェーブシグナルによる反射率の検出概
念図 ２６ サンプル ２７ 半導体試料 ２８ 電子 ２９ 正孔 ３０ ハーフミラー ３１ アパーチャー ３２ 光検出器 ３３ 自動焦点機構 ３４ 対物レンズ
念図 ２６ サンプル ２７ 半導体試料 ２８ 電子 ２９ 正孔 ３０ ハーフミラー ３１ アパーチャー ３２ 光検出器 ３３ 自動焦点機構 ３４ 対物レンズ
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体集積回路の内部配線に電流を供給
する手段と半導体集積回路にレーザビームを走査しなが
ら照射するレーザビーム照射手段と、内部相互配線に流
れる電流変化を検知し、前記内部相互配線の欠陥を検出
する手段を備えた半導体集積回路内部相互配線の検査装
置においてレーザビーム光学系が共焦点型であることを
特徴とする半導体集積回路内部相互配線の検査装置。 - 【請求項２】 前記レーザビーム光学系に自動焦点機構
を含むことを特徴とする、請求項１記載の半導体集積回
路内部相互配線の検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5237082A JP2518533B2 (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | 半導体集積回路内部相互配線の検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5237082A JP2518533B2 (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | 半導体集積回路内部相互配線の検査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0792237A JPH0792237A (ja) | 1995-04-07 |
| JP2518533B2 true JP2518533B2 (ja) | 1996-07-24 |
Family
ID=17010151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5237082A Expired - Lifetime JP2518533B2 (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | 半導体集積回路内部相互配線の検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2518533B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10431506B2 (en) | 2017-01-17 | 2019-10-01 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of processing substrate and method of fabricating semiconductor device using the same |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2900877B2 (ja) * | 1996-03-22 | 1999-06-02 | 日本電気株式会社 | 半導体デバイスの配線電流観測方法、配線系欠陥検査方法およびその装置 |
| CN103026216B (zh) | 2010-06-08 | 2016-09-07 | Dcg系统有限公司 | 三维热点定位 |
| TWI460422B (zh) * | 2010-10-22 | 2014-11-11 | Dcg Systems Inc | 從裝置一側作鎖相熱雷射激發並從另一側取得鎖相熱發散影像 |
| CN103522265B (zh) * | 2013-09-26 | 2015-07-22 | 新天科技股份有限公司 | 无线模块自动检测台 |
-
1993
- 1993-09-24 JP JP5237082A patent/JP2518533B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10431506B2 (en) | 2017-01-17 | 2019-10-01 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of processing substrate and method of fabricating semiconductor device using the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0792237A (ja) | 1995-04-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19960326 |