JP2714727B2 - 半導体装置の検査装置 - Google Patents
半導体装置の検査装置Info
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- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
- B24B37/005—Control means for lapping machines or devices
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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- G01R31/302—Contactless testing
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の断面を検
査するための半導体装置の検査装置に関する。
査するための半導体装置の検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】以下の説明において、半導体装置とは、
複数のチップパターンが形成されたダイシング前のウエ
ハ又はダイシング後のチップをいうものとする。半導体
装置のプロセス工程の適否の確認、半導体装置の故障解
析等のため、半導体装置の断面を観察する検査がある。
かかる検査のための試料調整は、劈開による方法と、研
磨による方法とがある。前者の方法は、検査すべき断面
に相当する部分にダイヤモンドペン等によって傷を付
け、当該傷から半導体装置を劈開することによって行
う。一方、後者の方法は、図４に示すように、回転研磨
板300に治具310 を用いて 半導体装置200 を押し当て
て研磨し、検査すべき断面を露出することによって行
う。
複数のチップパターンが形成されたダイシング前のウエ
ハ又はダイシング後のチップをいうものとする。半導体
装置のプロセス工程の適否の確認、半導体装置の故障解
析等のため、半導体装置の断面を観察する検査がある。
かかる検査のための試料調整は、劈開による方法と、研
磨による方法とがある。前者の方法は、検査すべき断面
に相当する部分にダイヤモンドペン等によって傷を付
け、当該傷から半導体装置を劈開することによって行
う。一方、後者の方法は、図４に示すように、回転研磨
板300に治具310 を用いて 半導体装置200 を押し当て
て研磨し、検査すべき断面を露出することによって行
う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た２種類の試料調整には、以下のような問題点がある。
すなわち、前者の方法では、検査すべき断面を正確に得
ることが非常に困難である。ダイヤモンドペンで傷を付
ける際の精度はミリメートル単位であるのに対し、高密
度化が進んだ現代の半導体装置では、サブミクロン単位
の精度が要求される。さらに、半導体装置のパターン
は、直線状に並んでいることが多く、断面にはできるだ
け多くのパターンが現れることが望ましいのだが、劈開
の場合には断面を直線状に得ることは困難である。
た２種類の試料調整には、以下のような問題点がある。
すなわち、前者の方法では、検査すべき断面を正確に得
ることが非常に困難である。ダイヤモンドペンで傷を付
ける際の精度はミリメートル単位であるのに対し、高密
度化が進んだ現代の半導体装置では、サブミクロン単位
の精度が要求される。さらに、半導体装置のパターン
は、直線状に並んでいることが多く、断面にはできるだ
け多くのパターンが現れることが望ましいのだが、劈開
の場合には断面を直線状に得ることは困難である。
【０００４】また、後者の方法では、検査すべき断面が
得られたか否かを確認するために、研磨を中断して顕微
鏡による観察が必要となる。また、最終段階の仕上げに
おいて、研磨砥粒を使用した浮遊砥粒による研磨を行う
ため、研磨砥粒が半導体装置の断面に現れた配線等に食
い込んだり、抉り取ったりするため、良好な断面を得る
ことが困難である。さらに、この方法では直線状の断面
を得ることは可能であるが、検査すべき断面に研磨方向
を一致させることが困難である。
得られたか否かを確認するために、研磨を中断して顕微
鏡による観察が必要となる。また、最終段階の仕上げに
おいて、研磨砥粒を使用した浮遊砥粒による研磨を行う
ため、研磨砥粒が半導体装置の断面に現れた配線等に食
い込んだり、抉り取ったりするため、良好な断面を得る
ことが困難である。さらに、この方法では直線状の断面
を得ることは可能であるが、検査すべき断面に研磨方向
を一致させることが困難である。
【０００５】さらに、両方法とも、半導体装置で配線や
ボンディングワイヤ等に用いられるアルミニウムが、劈
開や研磨の際に伸びて断面に付着し、正確な断面を得る
ことが難しい。また、両方法とも熟練を要し、だれでも
ができるわけではない。
ボンディングワイヤ等に用いられるアルミニウムが、劈
開や研磨の際に伸びて断面に付着し、正確な断面を得る
ことが難しい。また、両方法とも熟練を要し、だれでも
ができるわけではない。
【０００６】本発明は上記事情に鑑みて創案されたもの
で、検査すべき断面を容易に、かつ直線状に得ることが
でき、しかもすぐに検査が可能で、だれでもが断面を得
ることができる半導体装置の検査装置を提供することを
目的としている。
で、検査すべき断面を容易に、かつ直線状に得ることが
でき、しかもすぐに検査が可能で、だれでもが断面を得
ることができる半導体装置の検査装置を提供することを
目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体装置
の検査装置は、半導体装置の断面検査を行う箇所を特定
するための第１の顕微鏡と、この第１の顕微鏡で特定さ
れた箇所を研磨する回転砥石と、この回転砥石で研磨さ
れた断面を検査する第２の顕微鏡と、第１及び第２の顕
微鏡と回転砥石との間で移動可能になった半導体装置固
定ステージとを備えており、前記第１の顕微鏡と第２の
顕微鏡とを相互に直交する方向に設置している。
の検査装置は、半導体装置の断面検査を行う箇所を特定
するための第１の顕微鏡と、この第１の顕微鏡で特定さ
れた箇所を研磨する回転砥石と、この回転砥石で研磨さ
れた断面を検査する第２の顕微鏡と、第１及び第２の顕
微鏡と回転砥石との間で移動可能になった半導体装置固
定ステージとを備えており、前記第１の顕微鏡と第２の
顕微鏡とを相互に直交する方向に設置している。
【０００８】
【実施例】図１は本発明の一実施例に係る半導体装置の
検査装置の概略的構成図、図２は第１の顕微鏡の視野を
示す説明図、図３は研磨を行う際の第１の顕微鏡の視野
を示す説明図である。なお、以下の説明において、Ｘ軸
方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は、図１の矢印に従うもの
とする。
検査装置の概略的構成図、図２は第１の顕微鏡の視野を
示す説明図、図３は研磨を行う際の第１の顕微鏡の視野
を示す説明図である。なお、以下の説明において、Ｘ軸
方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は、図１の矢印に従うもの
とする。
【０００９】本実施例に係る半導体装置の検査装置100
は、半導体装置200 の断面検査を行う箇所を特定するた
めの第１の顕微鏡110 と、この第１の顕微鏡110 で特定
された箇所を研磨する回転砥石140 と、この回転砥石14
0 で研磨された箇所を検査する第２の顕微鏡120 と、第
１及び第２の顕微鏡110 、120 と回転砥石140 との間で
移動可能になった半導体装置固定ステージ130 とを備え
ている。
は、半導体装置200 の断面検査を行う箇所を特定するた
めの第１の顕微鏡110 と、この第１の顕微鏡110 で特定
された箇所を研磨する回転砥石140 と、この回転砥石14
0 で研磨された箇所を検査する第２の顕微鏡120 と、第
１及び第２の顕微鏡110 、120 と回転砥石140 との間で
移動可能になった半導体装置固定ステージ130 とを備え
ている。
【００１０】半導体装置固定ステージ130 は、半導体装
置200を固定する固定部131 と、スクリューネジ134 が
貫通した基台132 と、この基台132 に設けられ前記固定
部131 をθ方向に回転させる回転台133 とを有してい
る。前記スクリューネジ134 は、パルスモータ135 によ
って回転させられ、半導体装置固定ステージ130 をＸ軸
方向に移動させるようになっている。なお、図面中136
は、半導体装置200 を固定部131 に対して固定するクリ
ップを示している。また、図面中137 は、回転台133 の
微調整用ネジを示している。
置200を固定する固定部131 と、スクリューネジ134 が
貫通した基台132 と、この基台132 に設けられ前記固定
部131 をθ方向に回転させる回転台133 とを有してい
る。前記スクリューネジ134 は、パルスモータ135 によ
って回転させられ、半導体装置固定ステージ130 をＸ軸
方向に移動させるようになっている。なお、図面中136
は、半導体装置200 を固定部131 に対して固定するクリ
ップを示している。また、図面中137 は、回転台133 の
微調整用ネジを示している。
【００１１】第１の顕微鏡110 は、前記半導体装置固定
ステージ130 に固定された半導体装置200 の表面を観察
するものであって、ステージ150 に設けられたアーム15
1 の先端に取り付けられている。かかる第１の顕微鏡11
0 は、100 倍の対物レンズ111 と10倍〜20倍の接眼レン
ズ112 とを有し、ビデオカメラ113 によって拡大画像を
図外のディスプレイに写し出すことも可能になってい
る。また、アーム151 と第１の顕微鏡110 との間には、
第１の顕微鏡110 をＸ軸及びＹ軸方向に微調整する微動
装置152 が設けられている。
ステージ130 に固定された半導体装置200 の表面を観察
するものであって、ステージ150 に設けられたアーム15
1 の先端に取り付けられている。かかる第１の顕微鏡11
0 は、100 倍の対物レンズ111 と10倍〜20倍の接眼レン
ズ112 とを有し、ビデオカメラ113 によって拡大画像を
図外のディスプレイに写し出すことも可能になってい
る。また、アーム151 と第１の顕微鏡110 との間には、
第１の顕微鏡110 をＸ軸及びＹ軸方向に微調整する微動
装置152 が設けられている。
【００１２】かかる第１の顕微鏡110 には、図２に示す
ように、ヘアーラインＨＬが形成されている。このヘア
ーラインＨＬで視野の中心を示す部分、すなわち中心線
ＨＬＣは、他のものより長めに形成されている。かかる
ヘアーラインＨＬの中心線ＨＬＣは、回転砥石140 が研
磨する部分と一致するように設定されている。従って、
半導体装置200 の検査すべき断面、すなわち断面予定部
Ａ (図面では破線で示している) を中心線ＨＬＣに一致
させて、半導体装置固定ステージ130 を回転砥石140 側
に移動させると、断面予定部Ａが研磨されて、検査すべ
き断面が露出することになる。
ように、ヘアーラインＨＬが形成されている。このヘア
ーラインＨＬで視野の中心を示す部分、すなわち中心線
ＨＬＣは、他のものより長めに形成されている。かかる
ヘアーラインＨＬの中心線ＨＬＣは、回転砥石140 が研
磨する部分と一致するように設定されている。従って、
半導体装置200 の検査すべき断面、すなわち断面予定部
Ａ (図面では破線で示している) を中心線ＨＬＣに一致
させて、半導体装置固定ステージ130 を回転砥石140 側
に移動させると、断面予定部Ａが研磨されて、検査すべ
き断面が露出することになる。
【００１３】一方、回転砥石140 は、半導体装置200 を
研磨するものであって、前記ステージ150 に設けられた
モータ141 の駆動軸142 の先端のフランジ部143 に着脱
可能に取り付けられている。前記モータ141 のケーシン
グには、スクリューネジ143が設けられており、パルス
モータ144 によって上下動、すなわちＺ軸方向に昇降可
能になっている。また、前記ケーシングには、一対のガ
イドアーム145 が設けられており、確実な昇降が可能な
ようになっている。なお、この回転砥石140 の研磨砥粒
の粒度は、研磨すべき半導体装置200 によっても異なる
が、♯8000或いは♯10000 番のものが用いられる。
研磨するものであって、前記ステージ150 に設けられた
モータ141 の駆動軸142 の先端のフランジ部143 に着脱
可能に取り付けられている。前記モータ141 のケーシン
グには、スクリューネジ143が設けられており、パルス
モータ144 によって上下動、すなわちＺ軸方向に昇降可
能になっている。また、前記ケーシングには、一対のガ
イドアーム145 が設けられており、確実な昇降が可能な
ようになっている。なお、この回転砥石140 の研磨砥粒
の粒度は、研磨すべき半導体装置200 によっても異なる
が、♯8000或いは♯10000 番のものが用いられる。
【００１４】なお、第１の顕微鏡110 及び回転砥石140
が設けられたステージ150 は、スクリューネジ152 とパ
ルスモータ153 とによってＹ軸方向に移動可能になって
いる。
が設けられたステージ150 は、スクリューネジ152 とパ
ルスモータ153 とによってＹ軸方向に移動可能になって
いる。
【００１５】第２の顕微鏡120 は、半導体装置200 の断
面を観察するため、第１の顕微鏡110 とは直交する方
向、すなわちＹ軸方向から半導体装置200 を観察するこ
とができるように、対物レンズ122 が半導体装置200 の
断面と一致するような位置に設置されている。なお、こ
の第２の顕微鏡120 は、第２の顕微鏡120 をＸ軸、Ｙ軸
及びＺ軸方向に微調整することができる微動装置121 に
取り付けられている。また、対物レンズ122 は100 倍、
接眼レンズ123 は10〜20倍に設定されており、その視野
はテレビカメラ124 を介して図外のディスプレイに写し
出すことができるようになっている。
面を観察するため、第１の顕微鏡110 とは直交する方
向、すなわちＹ軸方向から半導体装置200 を観察するこ
とができるように、対物レンズ122 が半導体装置200 の
断面と一致するような位置に設置されている。なお、こ
の第２の顕微鏡120 は、第２の顕微鏡120 をＸ軸、Ｙ軸
及びＺ軸方向に微調整することができる微動装置121 に
取り付けられている。また、対物レンズ122 は100 倍、
接眼レンズ123 は10〜20倍に設定されており、その視野
はテレビカメラ124 を介して図外のディスプレイに写し
出すことができるようになっている。
【００１６】次に、上述した構成の半導体装置の検査装
置による半導体装置200 の検査について説明する。ま
ず、半導体装置200 は研磨量を可能な限り少なくするた
めに、検査すべき断面、すなわち断面予定部Ａに可能な
限り近い部分を劈開しておく。
置による半導体装置200 の検査について説明する。ま
ず、半導体装置200 は研磨量を可能な限り少なくするた
めに、検査すべき断面、すなわち断面予定部Ａに可能な
限り近い部分を劈開しておく。
【００１７】半導体装置固定ステージ130 の固定部131
に検査すべき半導体装置200 を固定する。この際、断面
予定部Ａが少なくとも第１の顕微鏡110 の視野に収まる
ような位置に半導体装置200 を固定する。固定した半導
体装置200 を第１の顕微鏡110 で観察し、断面予定部Ａ
をヘアーラインＨＬの中心線ＨＬＣに一致させるべく、
回転台133 や微動装置152 を調整する。
に検査すべき半導体装置200 を固定する。この際、断面
予定部Ａが少なくとも第１の顕微鏡110 の視野に収まる
ような位置に半導体装置200 を固定する。固定した半導
体装置200 を第１の顕微鏡110 で観察し、断面予定部Ａ
をヘアーラインＨＬの中心線ＨＬＣに一致させるべく、
回転台133 や微動装置152 を調整する。
【００１８】断面予定部Ａが中心線ＨＬＣに一致したな
らば、回転砥石140 による半導体装置200 の研磨を行う
ために、半導体装置固定ステージ130 をＸ軸方向に移動
させる。研磨の際の半導体装置固定ステージ130 の送り
速度は0.2mm/秒程度に、回転砥石140 の回転速度は1000
0rpm〜30000rpmにそれぞれ設定しておくのが好ましい。
なお、研磨作業は、回転砥石140 の近傍に設けられた洗
浄冷却水噴射口146 から洗浄冷却水を噴射しながら行
う。
らば、回転砥石140 による半導体装置200 の研磨を行う
ために、半導体装置固定ステージ130 をＸ軸方向に移動
させる。研磨の際の半導体装置固定ステージ130 の送り
速度は0.2mm/秒程度に、回転砥石140 の回転速度は1000
0rpm〜30000rpmにそれぞれ設定しておくのが好ましい。
なお、研磨作業は、回転砥石140 の近傍に設けられた洗
浄冷却水噴射口146 から洗浄冷却水を噴射しながら行
う。
【００１９】研磨によって検査すべき断面を得ることが
できたならば、半導体装置固定ステージ130 を第２の顕
微鏡120 の方向へ移動させる。第２の顕微鏡120 の対物
レンズ122 は、半導体装置200 の断面と一致するように
設けられているので、半導体装置固定ステージ130 を所
定の位置に移動させるだけで、半導体装置200 の断面の
検査を行うことができる。この断面は、テレビカメラ12
4 を介して図外のディスプレイに写し出される。なお、
必要に応じて半導体装置200 を半導体装置固定ステージ
130 から取り外し、電子顕微鏡等の他の検査装置での検
査を行う。
できたならば、半導体装置固定ステージ130 を第２の顕
微鏡120 の方向へ移動させる。第２の顕微鏡120 の対物
レンズ122 は、半導体装置200 の断面と一致するように
設けられているので、半導体装置固定ステージ130 を所
定の位置に移動させるだけで、半導体装置200 の断面の
検査を行うことができる。この断面は、テレビカメラ12
4 を介して図外のディスプレイに写し出される。なお、
必要に応じて半導体装置200 を半導体装置固定ステージ
130 から取り外し、電子顕微鏡等の他の検査装置での検
査を行う。
【００２０】なお、上述した実施例では、１回の研磨で
断面予定部Ａにまで研磨を行うことができるとしたが、
１回の研磨量は数ミクロン以下に設定しているので、場
合によっては複数回の研磨が必要になることがある。か
かる場合には、１回の研磨が終了するごとに、数ミクロ
ンずつ半導体装置200 を微動装置152 によってＹ軸方向
に移動させ、断面予定部Ａに到達するまで複数回の研磨
を行う。
断面予定部Ａにまで研磨を行うことができるとしたが、
１回の研磨量は数ミクロン以下に設定しているので、場
合によっては複数回の研磨が必要になることがある。か
かる場合には、１回の研磨が終了するごとに、数ミクロ
ンずつ半導体装置200 を微動装置152 によってＹ軸方向
に移動させ、断面予定部Ａに到達するまで複数回の研磨
を行う。
【００２１】また、研磨量を少なくするために、半導体
装置２００は予め劈開されていたが、当該半導体装置の
検査装置１００に研磨ではなく切断を行う回転砥石１４
０を取り付け、当該回転砥石１４０によって研磨と同様
に切断を行い、この後に回転砥石１４０を交換して研磨
を行うことも可能である。しかし、あくまで半導体装置
２００の劈開された部分を研磨する回転砥石１４０が中
心であり、切断可能な回転砥石１４０には交換可能とな
っているだけである。
装置２００は予め劈開されていたが、当該半導体装置の
検査装置１００に研磨ではなく切断を行う回転砥石１４
０を取り付け、当該回転砥石１４０によって研磨と同様
に切断を行い、この後に回転砥石１４０を交換して研磨
を行うことも可能である。しかし、あくまで半導体装置
２００の劈開された部分を研磨する回転砥石１４０が中
心であり、切断可能な回転砥石１４０には交換可能とな
っているだけである。
【００２２】
【発明の効果】本発明に係る半導体装置の検査装置は、
半導体装置の断面検査を行う箇所を特定するための第１
の顕微鏡と、この第１の顕微鏡で特定された箇所を研磨
する回転砥石と、この回転砥石で研磨された断面を検査
する第２の顕微鏡と、第１及び第２の顕微鏡と回転砥石
との間で移動可能になった半導体装置固定ステージとを
備えており、前記第１の顕微鏡と第２の顕微鏡とを相互
に直交する方向に設置している。このため、本発明に係
る半導体装置の検査装置によれば、検査すべき断面をだ
れでも容易に、かつ直線的に得ることができ、しかもす
ぐに検査が可能である。しかも、浮遊砥粒を使用しない
ので、良好な断面とすることができる。さらに、第１の
顕微鏡と第２の顕微鏡とを直交するようにしているの
で、半導体装置固定ステージを所定の位置に移動させる
だけで、半導体装置の断面を観察することが可能であ
る。
半導体装置の断面検査を行う箇所を特定するための第１
の顕微鏡と、この第１の顕微鏡で特定された箇所を研磨
する回転砥石と、この回転砥石で研磨された断面を検査
する第２の顕微鏡と、第１及び第２の顕微鏡と回転砥石
との間で移動可能になった半導体装置固定ステージとを
備えており、前記第１の顕微鏡と第２の顕微鏡とを相互
に直交する方向に設置している。このため、本発明に係
る半導体装置の検査装置によれば、検査すべき断面をだ
れでも容易に、かつ直線的に得ることができ、しかもす
ぐに検査が可能である。しかも、浮遊砥粒を使用しない
ので、良好な断面とすることができる。さらに、第１の
顕微鏡と第２の顕微鏡とを直交するようにしているの
で、半導体装置固定ステージを所定の位置に移動させる
だけで、半導体装置の断面を観察することが可能であ
る。
【図１】本発明の一実施例に係る半導体装置の検査装置
の概略的構成図である。
の概略的構成図である。
【図２】第１の顕微鏡の視野を示す説明図である。
【図３】研磨を行う際の第１の顕微鏡の視野を示す説明
図である。
図である。
【図４】従来の半導体装置の研磨方法を示す説明図であ
る。
る。
100 半導体装置の検査装置 110 第１の顕微鏡 120 第２の顕微鏡 130 半導体装置固定ステージ 140 回転砥石 200 半導体装置
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体装置の断面検査を行う箇所を特定
するための第１の顕微鏡と、この第１の顕微鏡で特定さ
れた箇所を研磨する回転砥石と、この回転砥石で研磨さ
れた断面を検査する第２の顕微鏡と、第１及び第２の顕
微鏡と回転砥石との間で移動可能になった半導体装置固
定ステージとを具備しており、前記第１の顕微鏡と第２
の顕微鏡とを相互に直交する方向に設置したことを特徴
とする半導体装置の検査装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3119441A JP2714727B2 (ja) | 1991-04-22 | 1991-04-22 | 半導体装置の検査装置 |
| US07/870,872 US5301002A (en) | 1991-04-22 | 1992-04-20 | Apparatus for inspecting a semiconductor device |
| EP92303583A EP0510928B1 (en) | 1991-04-22 | 1992-04-22 | An apparatus for inspecting a semiconductor device |
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