JP2962234B2 - 半導体デバイスの寄生ＭＩＭ構造箇所解析法及びＳｉ半導体デバイスの寄生ＭＩＭ構造箇所解析法 - Google Patents
半導体デバイスの寄生ＭＩＭ構造箇所解析法及びＳｉ半導体デバイスの寄生ＭＩＭ構造箇所解析法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体集積回路チツ
プ上の配線やビアやコンタクト等の配線系の欠陥を検査
するのに好適な半導体デバイスの寄生ＭＩＭ（ｍｅｔａ
ｌ／ｉｎｓｕｌａｔｏｒ／ｍｅｔａｌ、金属／絶縁膜／
金属）構造箇所解析法及びＳｉ半導体デバイスの寄生Ｍ
ＩＭ構造箇所解析法に関する。
プ上の配線やビアやコンタクト等の配線系の欠陥を検査
するのに好適な半導体デバイスの寄生ＭＩＭ（ｍｅｔａ
ｌ／ｉｎｓｕｌａｔｏｒ／ｍｅｔａｌ、金属／絶縁膜／
金属）構造箇所解析法及びＳｉ半導体デバイスの寄生Ｍ
ＩＭ構造箇所解析法に関する。
【０００２】
【従来の技術】本発明の対象となる半導体集積回路等の
半導体デバイスについての従来の欠陥検出・解析方法に
ついては、例えば特開平５−８５８１７号（以下文献１
という）やＮｉｋａｗａ，Ｋ．，Ｃ．Ｍａｔｓｕｍｏｔ
ｏ，ａｎｄ Ｓ．Ｉｎｏｕｅ，”Ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉ
ｏｎ ａｎｄ Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ
Ｏｐｔｉｃａｌ Ｂｅａｍ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｒｅｓｉ
ｓｔａｎｃｅ Ｃｈａｎｇｅ （ＯＢＩＲＣＨ） Ｍｅ
ｔｈｏｄ，”Ｐｒｏｃ．Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ
Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｆｏｒ ｔｅｓｔｉｎｇ ａｎｄ
Ｆａｉｌｕｒｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ，ｐｐ．１１−１
６（１９９４）（以下文献２という）（以上、従来技術
１）、Ｋｏｙａｍａ，Ｔ．,Ｙ．Ｍａｓｈｉｋｏ，Ｍ．
Ｓｅｋｉｎｅ，Ｈ．Ｋｏｙａｍａ ａｎｄ Ｋ．Ｈｏｒ
ｉｅ，”Ｎｅｗ ｎｏｎ−ｂｉａｓ ｏｐｔｉｃａｌ
ｂｅａｍ ｉｎｄｕｃｅｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ｔｅｃｈ
ｎｉｑｕｅ ｆｏｒ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ Ａ
ｌ ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｓ，”Ｐｒｏｃ．ＩＲＰ
Ｓ，ｐｐ．２２８−２３３（１９９５）（以下文献３と
いう）やＭａｓｈｉｋｏ，Ｙ．,Ｔ．Ｋｏｙａｍａ，ａ
ｎｄ Ｈ．Ｋｏｙａｍａ，Ｐｒｏｃ．６ｔｈ Ｅｕｒｏ
ｐｅａｎ Ｓｙｍｐ．Ｒｅｌ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｄｅ
ｖｉｃｅｓ，Ｆａｉｌｕｒｅ Ｐｈｙｓ．ａｎｄ Ａｎ
ａｌｙｓｉｓ，ｐｐ．２９３−２９８（１９９５）．
（以下文献４という）（以上、従来技術２）、に開示が
ある。
半導体デバイスについての従来の欠陥検出・解析方法に
ついては、例えば特開平５−８５８１７号（以下文献１
という）やＮｉｋａｗａ，Ｋ．，Ｃ．Ｍａｔｓｕｍｏｔ
ｏ，ａｎｄ Ｓ．Ｉｎｏｕｅ，”Ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉ
ｏｎ ａｎｄ Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ
Ｏｐｔｉｃａｌ Ｂｅａｍ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｒｅｓｉ
ｓｔａｎｃｅ Ｃｈａｎｇｅ （ＯＢＩＲＣＨ） Ｍｅ
ｔｈｏｄ，”Ｐｒｏｃ．Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ
Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｆｏｒ ｔｅｓｔｉｎｇ ａｎｄ
Ｆａｉｌｕｒｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ，ｐｐ．１１−１
６（１９９４）（以下文献２という）（以上、従来技術
１）、Ｋｏｙａｍａ，Ｔ．,Ｙ．Ｍａｓｈｉｋｏ，Ｍ．
Ｓｅｋｉｎｅ，Ｈ．Ｋｏｙａｍａ ａｎｄ Ｋ．Ｈｏｒ
ｉｅ，”Ｎｅｗ ｎｏｎ−ｂｉａｓ ｏｐｔｉｃａｌ
ｂｅａｍ ｉｎｄｕｃｅｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ｔｅｃｈ
ｎｉｑｕｅ ｆｏｒ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ Ａ
ｌ ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｓ，”Ｐｒｏｃ．ＩＲＰ
Ｓ，ｐｐ．２２８−２３３（１９９５）（以下文献３と
いう）やＭａｓｈｉｋｏ，Ｙ．,Ｔ．Ｋｏｙａｍａ，ａ
ｎｄ Ｈ．Ｋｏｙａｍａ，Ｐｒｏｃ．６ｔｈ Ｅｕｒｏ
ｐｅａｎ Ｓｙｍｐ．Ｒｅｌ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｄｅ
ｖｉｃｅｓ，Ｆａｉｌｕｒｅ Ｐｈｙｓ．ａｎｄ Ａｎ
ａｌｙｓｉｓ，ｐｐ．２９３−２９８（１９９５）．
（以下文献４という）（以上、従来技術２）、に開示が
ある。
【０００３】従来技術１、２は装置の構成としては共通
である。図７はこれらの文献に開示された半導体デバイ
スの検査装置の構成を示したものである。試料台１１１
には試料としての集積回路１１６が載置されている。レ
ーザビーム発生部１１３から出力されるレーザビーム１
１９は顕微鏡部１１４に入射し、集積回路１１６のチツ
プ上に集東して照射される。試料台１１１には、定電圧
源１１５、電流変化検出部１１７およびテストパタン発
生部１１８が接続されている。テストパタン発生部１１
８は、レーザビーム１１９の照射される集積回路１１６
をある特定の状態に設定するためのテストパタンを発生
する部分である。試料台１１１に接続されたこれらの各
部１１５、１１７、１１８は、集積回路１１６の該当す
るピンと電気的に接続されている。
である。図７はこれらの文献に開示された半導体デバイ
スの検査装置の構成を示したものである。試料台１１１
には試料としての集積回路１１６が載置されている。レ
ーザビーム発生部１１３から出力されるレーザビーム１
１９は顕微鏡部１１４に入射し、集積回路１１６のチツ
プ上に集東して照射される。試料台１１１には、定電圧
源１１５、電流変化検出部１１７およびテストパタン発
生部１１８が接続されている。テストパタン発生部１１
８は、レーザビーム１１９の照射される集積回路１１６
をある特定の状態に設定するためのテストパタンを発生
する部分である。試料台１１１に接続されたこれらの各
部１１５、１１７、１１８は、集積回路１１６の該当す
るピンと電気的に接続されている。
【０００４】顕微鏡部１１４、定電圧源１１５、電流変
化検出部１１７およびテストパタン発生部１１８は、シ
ステム全体を制御すると共に取得した信号の処理を行う
ためのシステム制御・信号処理部１２１に接続されてい
る。システム制御・信号処理部１２１は、所定の制御動
作や信号処理を行うようになっている。像表示部１２２
はＣＲＴからなり、システム制御・信号処理部１２１に
接続されている。像表示部１２２には、取得した信号を
処理した結果としての像が表示されるようになってい
る。
化検出部１１７およびテストパタン発生部１１８は、シ
ステム全体を制御すると共に取得した信号の処理を行う
ためのシステム制御・信号処理部１２１に接続されてい
る。システム制御・信号処理部１２１は、所定の制御動
作や信号処理を行うようになっている。像表示部１２２
はＣＲＴからなり、システム制御・信号処理部１２１に
接続されている。像表示部１２２には、取得した信号を
処理した結果としての像が表示されるようになってい
る。
【０００５】この半導体デバイスの欠陥検出・解析方法
では、レーザビームを集積回路１１６の対象とする領域
に走査しながら照射している。そして、照射光による温
度上昇に起因した抵抗の増加（従来技術１）、熱起電力
の発生（従来技術２）を、電流変化検出部１１７を用い
て電流の変化として検出する。そして、例えばレーザビ
ーム１１９の走査と同期して対象とする配線の電流の変
化を照射位置ごとに輝度の変化あるいは輝度をカラーに
擬似的に置き換えた擬似カラーとして像表示部１２２に
表示するようにしている。これにより、配線中の０．１
μｍ以上のボイドを検出したり（文献２）、配線中の
０．５μｍ以上のボイドを検出したり（文献３）、ビア
と配線間の５０ｎｍ程度の寄生介在層を検出したり（文
献４）できる。
では、レーザビームを集積回路１１６の対象とする領域
に走査しながら照射している。そして、照射光による温
度上昇に起因した抵抗の増加（従来技術１）、熱起電力
の発生（従来技術２）を、電流変化検出部１１７を用い
て電流の変化として検出する。そして、例えばレーザビ
ーム１１９の走査と同期して対象とする配線の電流の変
化を照射位置ごとに輝度の変化あるいは輝度をカラーに
擬似的に置き換えた擬似カラーとして像表示部１２２に
表示するようにしている。これにより、配線中の０．１
μｍ以上のボイドを検出したり（文献２）、配線中の
０．５μｍ以上のボイドを検出したり（文献３）、ビア
と配線間の５０ｎｍ程度の寄生介在層を検出したり（文
献４）できる。
【０００６】このような検出の行われる原理を簡単に説
明する。まず従来技術１の原理である。集積回路チップ
の配線の箇所にビームを照射した際の温度上昇による電
流の変化を△Ｉとする。配線とそれに直列な系の両端に
定電圧が印加されているものとすると、電流の変化△Ｉ
は次の（１）式で近似することができる。
明する。まず従来技術１の原理である。集積回路チップ
の配線の箇所にビームを照射した際の温度上昇による電
流の変化を△Ｉとする。配線とそれに直列な系の両端に
定電圧が印加されているものとすると、電流の変化△Ｉ
は次の（１）式で近似することができる。
【０００７】 △Ｉ≒−（△Ｒ／Ｒ）Ｉ ・・・（１） ここでＲはビームの照射がないときの配線とそれに直列
な系の合計の抵抗であり、△Ｒはビームの照射による配
線の抵抗の変化分である。また、Ｉはビームの照射が行
われないときの配線に流れる電流である。
な系の合計の抵抗であり、△Ｒはビームの照射による配
線の抵抗の変化分である。また、Ｉはビームの照射が行
われないときの配線に流れる電流である。
【０００８】抵抗Ｒは観測対象の配線とそれに直列な系
が決まれば一定なので、他の条件を一定にしておけば、
電流の変化△Ｉを観測することで、抵抗の変化△Ｒと電
流Ｉの積が求められる。更に電流Ｉを一定にすれば、配
線内の各場所での抵抗の変化△Ｒを判別することができ
る。これについて以下で詳述する。
が決まれば一定なので、他の条件を一定にしておけば、
電流の変化△Ｉを観測することで、抵抗の変化△Ｒと電
流Ｉの積が求められる。更に電流Ｉを一定にすれば、配
線内の各場所での抵抗の変化△Ｒを判別することができ
る。これについて以下で詳述する。
【０００９】これは、文献１、２において欠陥（ボイド
やＳｉ析出）の検出法として開示されている。即ち、ビ
ームの条件や、被照射箇所の材質、形状等が同一であれ
ば、場所ごとの抵抗の変化△Ｒの違いは、それぞれの箇
所での熱伝導の違いによる。配線中にボイドやＳｉ析出
等の欠陥があれば、熱伝導が異なってくる。この効果に
より抵抗の変化△Ｒの違いが観測されることが実験的に
も確認されている。配線中のボイドやＳｉ析出は、集積
回路の信頼性を決定する要因として重要なものなので、
この効果は重要である。この方法で検出できるボイドの
大きさとしては最小で０．１μｍ程度であることが、文
献２に開示されている。この際０．１μｍ程度のボイド
の存在を検証するためにはＳＩＭ（走査型イオン顕微
鏡）を用いている。この方法はＯＢＩＲＣＨ法（Ｏｐｔ
ｉｃａｌ Ｂｅａｍ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｒｅｓｉｓｔａ
ｎｃｅ Ｃｈａｎｇｅ ｍｅｔｈｏｄ）と呼ばれてい
る。
やＳｉ析出）の検出法として開示されている。即ち、ビ
ームの条件や、被照射箇所の材質、形状等が同一であれ
ば、場所ごとの抵抗の変化△Ｒの違いは、それぞれの箇
所での熱伝導の違いによる。配線中にボイドやＳｉ析出
等の欠陥があれば、熱伝導が異なってくる。この効果に
より抵抗の変化△Ｒの違いが観測されることが実験的に
も確認されている。配線中のボイドやＳｉ析出は、集積
回路の信頼性を決定する要因として重要なものなので、
この効果は重要である。この方法で検出できるボイドの
大きさとしては最小で０．１μｍ程度であることが、文
献２に開示されている。この際０．１μｍ程度のボイド
の存在を検証するためにはＳＩＭ（走査型イオン顕微
鏡）を用いている。この方法はＯＢＩＲＣＨ法（Ｏｐｔ
ｉｃａｌ Ｂｅａｍ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｒｅｓｉｓｔａ
ｎｃｅ Ｃｈａｎｇｅ ｍｅｔｈｏｄ）と呼ばれてい
る。
【００１０】なお、ビームによる加熱を使用する方法と
して、レーザビームの加熱による熱電効果を利用したＮ
Ｂ−ＯＢＩＣ法（Ｎｏｎ−Ｂｉａｓ Ｏｐｔｉｃａｌ
Ｂｅａｍ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｃｕｒｒｅｎｔ ｍｅｔｈ
ｏｄ）と呼ばれる方法（従来技術２）も、配線系のボイ
ド等の異常検出に有効であることが示されている（文献
３）。この方法でＯＢＩＲＣＨ法と異なる工程は、対象
となる集積回路に電圧を印加しなくともよいという点の
みであり、他は同じである。但し、ＯＢＩＲＣＨ法とは
異なり、以下で述ベる原理上ＮＢ−ＯＢＩＣ法は電流の
観測には用いることができない。ＮＢ−ＯＢＩＣ法の原
理は、配線系に欠陥がある場合にその近傍で熱伝能が異
なるために、あるいは欠陥がある場合には熱伝導状態が
異なるため温度勾配ができ、その結果熱起電力が発生
し、これが電流として検出されるものであると説明され
ている。この方法で検出できる最小のボイドは０．５μ
ｍ程度であることが文献３に開示されている。この際
０．５μｍ程度のボイドの存在を検証するためにはＳＥ
Ｍ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏ
ｓｃｏｐｅ、走査型電子顕微鏡）が用いられている。
して、レーザビームの加熱による熱電効果を利用したＮ
Ｂ−ＯＢＩＣ法（Ｎｏｎ−Ｂｉａｓ Ｏｐｔｉｃａｌ
Ｂｅａｍ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｃｕｒｒｅｎｔ ｍｅｔｈ
ｏｄ）と呼ばれる方法（従来技術２）も、配線系のボイ
ド等の異常検出に有効であることが示されている（文献
３）。この方法でＯＢＩＲＣＨ法と異なる工程は、対象
となる集積回路に電圧を印加しなくともよいという点の
みであり、他は同じである。但し、ＯＢＩＲＣＨ法とは
異なり、以下で述ベる原理上ＮＢ−ＯＢＩＣ法は電流の
観測には用いることができない。ＮＢ−ＯＢＩＣ法の原
理は、配線系に欠陥がある場合にその近傍で熱伝能が異
なるために、あるいは欠陥がある場合には熱伝導状態が
異なるため温度勾配ができ、その結果熱起電力が発生
し、これが電流として検出されるものであると説明され
ている。この方法で検出できる最小のボイドは０．５μ
ｍ程度であることが文献３に開示されている。この際
０．５μｍ程度のボイドの存在を検証するためにはＳＥ
Ｍ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏ
ｓｃｏｐｅ、走査型電子顕微鏡）が用いられている。
【００１１】また、若干の電圧（０．２３Ｖ）を加える
ことで、この原理により、ビア下の５０ｎｍ程度の厚さ
の寄生介在層が検出できることが文献４に開示されてい
る。この際、５０ｎｍ程度の厚さの寄生介在層の存在を
検証するためにもＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）が用いら
れている。
ことで、この原理により、ビア下の５０ｎｍ程度の厚さ
の寄生介在層が検出できることが文献４に開示されてい
る。この際、５０ｎｍ程度の厚さの寄生介在層の存在を
検証するためにもＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）が用いら
れている。
【００１２】図８は以上説明した従来技術１および２に
より欠陥を検出する方法の基本的な概念を説明するため
の説明図である。
より欠陥を検出する方法の基本的な概念を説明するため
の説明図である。
【００１３】簡単のためにカバー絶縁膜、層間絶縁膜、
下地酸化膜等の絶縁膜とＳｉ基板は省略してある。従来
技術１や２では配線１０２の底にあり層間絶縁膜２０１
の上にあるボイド５０８が検出できるがその大きさは
０．１μｍ程度以上であることは前述の通りである。
下地酸化膜等の絶縁膜とＳｉ基板は省略してある。従来
技術１や２では配線１０２の底にあり層間絶縁膜２０１
の上にあるボイド５０８が検出できるがその大きさは
０．１μｍ程度以上であることは前述の通りである。
【００１４】また、従来技術２を用いれば寄生介在層５
０７が検出できるが、その厚さは５０ｎｍ程度以上であ
ることも前述の通りである。その検出方法は以下の通り
である。半導体デバイスの第２層目金属配線１０２にレ
ーザビーム５０４が照射され、場合によっては破線で示
した矢印１２３方向に走査されるとする。配線１０２、
ビア１０３、配線１０１を通して電流１１２が流れてい
る場合、レーザビーム５０４の照射によって寄生介在層
５０７の温度が上昇し、その結果、寄生介在層５０７に
流れる電流がその温度特性によって増加する。従って電
流の変化△Ｉを検出することによって半導体デバイス上
にできた寄生介在層構造の箇所の検出を行うことができ
る。
０７が検出できるが、その厚さは５０ｎｍ程度以上であ
ることも前述の通りである。その検出方法は以下の通り
である。半導体デバイスの第２層目金属配線１０２にレ
ーザビーム５０４が照射され、場合によっては破線で示
した矢印１２３方向に走査されるとする。配線１０２、
ビア１０３、配線１０１を通して電流１１２が流れてい
る場合、レーザビーム５０４の照射によって寄生介在層
５０７の温度が上昇し、その結果、寄生介在層５０７に
流れる電流がその温度特性によって増加する。従って電
流の変化△Ｉを検出することによって半導体デバイス上
にできた寄生介在層構造の箇所の検出を行うことができ
る。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したような従
来の半導体デバイスの異常検出・解析方法および装置に
ついては次のような問題があり、これが配線系の高感度
な解析ヘの適用の障害となっていた。
来の半導体デバイスの異常検出・解析方法および装置に
ついては次のような問題があり、これが配線系の高感度
な解析ヘの適用の障害となっていた。
【００１６】（１）従来技術を用いて検出できるボイド
の最小値は０．１μｍ程度であり、ビア下の介在層の最
小厚さは５０ｎｍ程度であることは上述の通りである
が、現実の不具合品では１０ｎｍ程度以下の薄い絶縁膜
がビアと配線の界面に出来、抵抗異常に結びつく現象
が、デバイス特性に影響を与え、問題となっている。
の最小値は０．１μｍ程度であり、ビア下の介在層の最
小厚さは５０ｎｍ程度であることは上述の通りである
が、現実の不具合品では１０ｎｍ程度以下の薄い絶縁膜
がビアと配線の界面に出来、抵抗異常に結びつく現象
が、デバイス特性に影響を与え、問題となっている。
【００１７】このような薄い膜はＴＥＭ（Ｔｒａｎｓｍ
ｉｓｓｉｏｎ ＥｌｅｃｔｒｏｎＭｉｃｒｏｓｃｏｐ
ｅ、透過型電子顕微鏡）を用いないと明瞭な観察が出来
ない。また、電気的な異常と推定される多数のビアの中
でどのビア部にこのような薄い絶縁膜が存在するかを知
る方法がないため、電気的に観測できる範囲のほとんど
あるいは全部のビアに薄い絶縁膜が存在するような極端
な条件でサンプルが作成された場合しか、１０ｎｍ程度
以下の薄い絶縁膜がビアと配線の界面に出来た箇所（寄
生ＭＩＭ構造箇所）をＴＥＭで解析することは出来なか
った。
ｉｓｓｉｏｎ ＥｌｅｃｔｒｏｎＭｉｃｒｏｓｃｏｐ
ｅ、透過型電子顕微鏡）を用いないと明瞭な観察が出来
ない。また、電気的な異常と推定される多数のビアの中
でどのビア部にこのような薄い絶縁膜が存在するかを知
る方法がないため、電気的に観測できる範囲のほとんど
あるいは全部のビアに薄い絶縁膜が存在するような極端
な条件でサンプルが作成された場合しか、１０ｎｍ程度
以下の薄い絶縁膜がビアと配線の界面に出来た箇所（寄
生ＭＩＭ構造箇所）をＴＥＭで解析することは出来なか
った。
【００１８】（２）現在のＳｉデバイスは２層、３層は
めずらしくなく、４層以上の多層配線構造のデバイスも
登場している。このような多層配線構造では、通常上層
部の配線ほど幅が広く、チップ表面からの観測では下層
部の配線系の観測は困難度を増している。
めずらしくなく、４層以上の多層配線構造のデバイスも
登場している。このような多層配線構造では、通常上層
部の配線ほど幅が広く、チップ表面からの観測では下層
部の配線系の観測は困難度を増している。
【００１９】（３）また、実装後の解析では、ＬＯＣ
（Ｌｅａｄ Ｏｎ Ｃｈｉｐ）パッケージの様にチップ
の表面の多くの部分がリードで覆われているような実装
形態では、チップ表面からはチップ全面の観測が非常に
困難である。さらに、フリップチップ形態の様にチップ
の表面が完全にセラミック基板等で覆われているような
実装形態では、チップ表面からの観測が非常に困難であ
る。
（Ｌｅａｄ Ｏｎ Ｃｈｉｐ）パッケージの様にチップ
の表面の多くの部分がリードで覆われているような実装
形態では、チップ表面からはチップ全面の観測が非常に
困難である。さらに、フリップチップ形態の様にチップ
の表面が完全にセラミック基板等で覆われているような
実装形態では、チップ表面からの観測が非常に困難であ
る。
【００２０】上記従来技術の問題点に鑑み、本発明の目
的は、配線系の高感度な解析が可能な半導体デバイスの
寄生ＭＩＭ構造箇所解析法及びＳｉ半導体デバイスの寄
生ＭＩＭ構造箇所解析法を提供することにある。
的は、配線系の高感度な解析が可能な半導体デバイスの
寄生ＭＩＭ構造箇所解析法及びＳｉ半導体デバイスの寄
生ＭＩＭ構造箇所解析法を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体デバイス
の寄生ＭＩＭ構造箇所解析法は、照射工率１ｍＷ以上の
レーザビームを半導体デバイスの被観測領域にチップの
表面から照射し、レーザビームの照射による温度上昇に
伴って半導体デバイスチップ上の寄生金属／絶縁膜／金
属構造箇所である寄生ＭＩＭ構造箇所に、その電流電圧
特性の温度依存性により現れる電流の増加を、半導体デ
バイスの所定の端子に現われる電流の増加として検出
し、被観測領域内の寄生ＭＩＭ構造箇所を検出する。
の寄生ＭＩＭ構造箇所解析法は、照射工率１ｍＷ以上の
レーザビームを半導体デバイスの被観測領域にチップの
表面から照射し、レーザビームの照射による温度上昇に
伴って半導体デバイスチップ上の寄生金属／絶縁膜／金
属構造箇所である寄生ＭＩＭ構造箇所に、その電流電圧
特性の温度依存性により現れる電流の増加を、半導体デ
バイスの所定の端子に現われる電流の増加として検出
し、被観測領域内の寄生ＭＩＭ構造箇所を検出する。
【００２２】即ち、本発明では、このように照射工率１
ｍＷ以上のレーザビームを使用することで、従来法では
困難であった１０ｎｍ程度以下の絶縁物層を絶縁膜部と
してもつ寄生ＭＩＭ構造部を検出することが可能となっ
た。
ｍＷ以上のレーザビームを使用することで、従来法では
困難であった１０ｎｍ程度以下の絶縁物層を絶縁膜部と
してもつ寄生ＭＩＭ構造部を検出することが可能となっ
た。
【００２３】また、上述の半導体デバイスの寄生ＭＩＭ
構造箇所解析法であって、検出した寄生ＭＩＭ構造箇所
を研磨又は集束イオンビーム装置による加工により前処
理を施し、透過型電子顕微鏡用のサンプルを作成する段
階と、透過型電子顕微鏡で観測を行う段階とを有しても
よい。
構造箇所解析法であって、検出した寄生ＭＩＭ構造箇所
を研磨又は集束イオンビーム装置による加工により前処
理を施し、透過型電子顕微鏡用のサンプルを作成する段
階と、透過型電子顕微鏡で観測を行う段階とを有しても
よい。
【００２４】即ち、本発明では、第１の工程で、照射エ
率１ｍＷ以上のレーザビームを照射し、その際の電流変
化を検出することで寄生ＭＩＭ構造箇所を検出するよう
にし、第２の工程ではこの検出した箇所でＴＥＭを使用
して寄生ＭＩＭ構造箇所の構造解析等の解析をするよう
にしている。
率１ｍＷ以上のレーザビームを照射し、その際の電流変
化を検出することで寄生ＭＩＭ構造箇所を検出するよう
にし、第２の工程ではこの検出した箇所でＴＥＭを使用
して寄生ＭＩＭ構造箇所の構造解析等の解析をするよう
にしている。
【００２５】また、上述の半導体デバイスの寄生ＭＩＭ
構造箇所解析法であって、前記レーザビームは波長１．
０μｍ以上のレーザビームであってもよい。
構造箇所解析法であって、前記レーザビームは波長１．
０μｍ以上のレーザビームであってもよい。
【００２６】即ち、本発明では、このように波長１．０
μｍ以上のレーザを用いることで、Ｓｉチップ表面から
だけでなくチップ裏面からも寄生ＭＩＭ構造箇所の検出
が可能になり、さらに１．２μｍ以上のレーザを用いる
ことで、０ＢＩＣ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｂｅａｍ Ｉｎｄ
ｕｃｅｄ Ｃｕｒｒｅｎｔ）現象の発生が問題になるよ
うなデバイスにたいしても寄生ＭＩＭ構造箇所の検出が
容易になる。
μｍ以上のレーザを用いることで、Ｓｉチップ表面から
だけでなくチップ裏面からも寄生ＭＩＭ構造箇所の検出
が可能になり、さらに１．２μｍ以上のレーザを用いる
ことで、０ＢＩＣ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｂｅａｍ Ｉｎｄ
ｕｃｅｄ Ｃｕｒｒｅｎｔ）現象の発生が問題になるよ
うなデバイスにたいしても寄生ＭＩＭ構造箇所の検出が
容易になる。
【００２７】また、上述の半導体デバイスの寄生ＭＩＭ
構造箇所解析法であって、検出した寄生ＭＩＭ構造箇所
を研磨又は集束イオンビーム装置による加工により前処
理を施し、透過型電子顕微鏡用のサンプルを作成する段
階と、透過型電子顕微鏡で観測を行う段階とを有しても
よい。
構造箇所解析法であって、検出した寄生ＭＩＭ構造箇所
を研磨又は集束イオンビーム装置による加工により前処
理を施し、透過型電子顕微鏡用のサンプルを作成する段
階と、透過型電子顕微鏡で観測を行う段階とを有しても
よい。
【００２８】即ち、本発明では、第１の工程で、波長
１．０μｍ以上のレーザビームを照射し、その際の電流
変化を検出することで寄生ＭＩＭ構造箇所を検出するよ
うにし、第２の工程ではこの検出した箇所でＴＥＭを使
用して寄生ＭＩＭ構造箇所の構造解析等の解析をするよ
うにしている。
１．０μｍ以上のレーザビームを照射し、その際の電流
変化を検出することで寄生ＭＩＭ構造箇所を検出するよ
うにし、第２の工程ではこの検出した箇所でＴＥＭを使
用して寄生ＭＩＭ構造箇所の構造解析等の解析をするよ
うにしている。
【００２９】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て説明する。
て説明する。
【００３０】本発明の半導体デバイスの寄生ＭＩＭ構造
箇所解析法の第１の実施の形態では、（イ）照射工率１
ｍＷ以上のレーザビームを半導体デバイスの被観測領域
にチップの表面から照射し、（ロ）このレーザビームの
照射に伴ってこの半導体デバイスチップ上の寄生ＭＩＭ
（ｍｅｔａｌ／ｉｎｓｕｌａｔｏｒ／ｍｅｔａｌ、金属
／絶縁膜／金属）構造箇所に現れる電流の変化を、この
半導体デバイスの所定の端子に現われる電流の変化とし
て検出しその被観測領域内の寄生ＭＩＭ構造箇所を検出
することにしている。
箇所解析法の第１の実施の形態では、（イ）照射工率１
ｍＷ以上のレーザビームを半導体デバイスの被観測領域
にチップの表面から照射し、（ロ）このレーザビームの
照射に伴ってこの半導体デバイスチップ上の寄生ＭＩＭ
（ｍｅｔａｌ／ｉｎｓｕｌａｔｏｒ／ｍｅｔａｌ、金属
／絶縁膜／金属）構造箇所に現れる電流の変化を、この
半導体デバイスの所定の端子に現われる電流の変化とし
て検出しその被観測領域内の寄生ＭＩＭ構造箇所を検出
することにしている。
【００３１】即ち、第１の実施の形態では照射工率１ｍ
Ｗ以上のレーザビームを使用する。ここで、レーザビー
ムの照射工率とは試料に照射される工率をいう。
Ｗ以上のレーザビームを使用する。ここで、レーザビー
ムの照射工率とは試料に照射される工率をいう。
【００３２】従来法では文献３、４に記載されている通
り、照射工率約０．７ｍＷのＨｅ−Ｎｅレーザ（波長：
６３３ｎｍ）を用いていた。ちなみに、このときのレー
ザ光源の出力の工率は、文献２にあるとおり２ｍＷであ
る。従って、照射工率１ｍＷ以上のレーザビームとは、
従来の約１．５倍程度以上の工率である。この工率と検
出できる現象の間の明確な関係はまだ解明されていな
い。しかし、後の実施の形態で見るように従来法の１０
倍の工率である７ｍＷの実験により３ｎｍ程度の薄い絶
縁層を含む寄生ＭＩＭ構造が観測できた。また、チップ
裏面からの観測では照射工率２．４ｍＷでの実験により
３ｎｍ程度の薄い絶縁層を含む寄生ＭＩＭ構造が観測で
きた。チップ裏面からの観測では配線ヘの照射量は約半
分になっていることから、このときの配線ヘの照射工率
は約１．２ｍＷであったと推定できる。一方我々の現在
までの実験でも照射工率０．７ｍＷの観測では、寄生Ｍ
ＩＭ構造が観測できた事例はない。これが第１の実施の
形態で照射工率１ｍＷ以上とする理由である。
り、照射工率約０．７ｍＷのＨｅ−Ｎｅレーザ（波長：
６３３ｎｍ）を用いていた。ちなみに、このときのレー
ザ光源の出力の工率は、文献２にあるとおり２ｍＷであ
る。従って、照射工率１ｍＷ以上のレーザビームとは、
従来の約１．５倍程度以上の工率である。この工率と検
出できる現象の間の明確な関係はまだ解明されていな
い。しかし、後の実施の形態で見るように従来法の１０
倍の工率である７ｍＷの実験により３ｎｍ程度の薄い絶
縁層を含む寄生ＭＩＭ構造が観測できた。また、チップ
裏面からの観測では照射工率２．４ｍＷでの実験により
３ｎｍ程度の薄い絶縁層を含む寄生ＭＩＭ構造が観測で
きた。チップ裏面からの観測では配線ヘの照射量は約半
分になっていることから、このときの配線ヘの照射工率
は約１．２ｍＷであったと推定できる。一方我々の現在
までの実験でも照射工率０．７ｍＷの観測では、寄生Ｍ
ＩＭ構造が観測できた事例はない。これが第１の実施の
形態で照射工率１ｍＷ以上とする理由である。
【００３３】なお寄生ＭＩＭ構造箇所にレーザビームを
照射したことにより電流が増加する現象について、ここ
で説明しておく。この現象は光によるものでなく熱によ
るものであることは、実験により確認した。即ち、試料
表面に炭素膜を付着させた後、この現象が増強されるこ
とを実験により確認した。炭素膜の付着により光は遮蔽
されるが、レーザの熱ヘの変換効率は増す。このことか
ら、寄生ＭＩＭ構造箇所での電流増加は熱によるもので
あるといえる。
照射したことにより電流が増加する現象について、ここ
で説明しておく。この現象は光によるものでなく熱によ
るものであることは、実験により確認した。即ち、試料
表面に炭素膜を付着させた後、この現象が増強されるこ
とを実験により確認した。炭素膜の付着により光は遮蔽
されるが、レーザの熱ヘの変換効率は増す。このことか
ら、寄生ＭＩＭ構造箇所での電流増加は熱によるもので
あるといえる。
【００３４】また、次のような実験結果から寄生ＭＩＭ
構造箇所での電流増加は従来技術１、２とは異なるとい
える寄生ＭＩＭ構造箇所で第１の実施の形態による方法
で長時間観測を続けていると、電流増加が起こらなくな
ることがある。このような箇所の断面をＦＩＢ（Ｆｏｃ
ｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ、集束イオンビーム）で試
料作成した後、ＴＥＭで観察すると寄生絶縁膜のごく一
部が破れているのが観測された。もし、従来技術１や２
による現象が起きているのなら、この程度のごく一部の
損傷で電流変化が起こらなくはならない。このことから
寄生ＭＩＭ構造箇所での電流増加は第３の現象によるも
のであるといえる。
構造箇所での電流増加は従来技術１、２とは異なるとい
える寄生ＭＩＭ構造箇所で第１の実施の形態による方法
で長時間観測を続けていると、電流増加が起こらなくな
ることがある。このような箇所の断面をＦＩＢ（Ｆｏｃ
ｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ、集束イオンビーム）で試
料作成した後、ＴＥＭで観察すると寄生絶縁膜のごく一
部が破れているのが観測された。もし、従来技術１や２
による現象が起きているのなら、この程度のごく一部の
損傷で電流変化が起こらなくはならない。このことから
寄生ＭＩＭ構造箇所での電流増加は第３の現象によるも
のであるといえる。
【００３５】この第３の現象がいかなる現象であるかに
ついては、以下に示す実験により現象論的に明らかにな
った。寄生ＭＩＭ構造を多数個含んだビアチェーンの抵
抗の温度係数（ＴＣＲ）は、正常なビアチェーンとは異
なり負であることを実験的に確認した。即ち、温度が上
昇すると抵抗が低下する。この測定結果から寄生ＭＩＭ
構造箇所のＴＣＲは負であることがいえる。これが本発
明のもとになる物理現象である。
ついては、以下に示す実験により現象論的に明らかにな
った。寄生ＭＩＭ構造を多数個含んだビアチェーンの抵
抗の温度係数（ＴＣＲ）は、正常なビアチェーンとは異
なり負であることを実験的に確認した。即ち、温度が上
昇すると抵抗が低下する。この測定結果から寄生ＭＩＭ
構造箇所のＴＣＲは負であることがいえる。これが本発
明のもとになる物理現象である。
【００３６】なお、検出感度を決める主な要因は、照射
レーザの工率と、電流変化検出器の感度であるが、文献
２、３、４に開示された事例では全て同じ型の電流変化
検出器（日本電子製のＤＯＢ−１０）を用いているの
で、電流変化検出器の感度は一定であり、以下でも特に
必要がない場合は、検出器の感度については触れない。
レーザの工率と、電流変化検出器の感度であるが、文献
２、３、４に開示された事例では全て同じ型の電流変化
検出器（日本電子製のＤＯＢ−１０）を用いているの
で、電流変化検出器の感度は一定であり、以下でも特に
必要がない場合は、検出器の感度については触れない。
【００３７】第１の実施の形態では、このように照射工
率１ｍＷ以上のレーザビームを使用することで、従来法
では困難であった１０ｎｍ程度以下の絶縁物層を絶縁膜
部としてもつ寄生ＭＩＭ構造部を検出することが可能と
なった。
率１ｍＷ以上のレーザビームを使用することで、従来法
では困難であった１０ｎｍ程度以下の絶縁物層を絶縁膜
部としてもつ寄生ＭＩＭ構造部を検出することが可能と
なった。
【００３８】次に、本発明のＳｉ半導体デバイスの寄生
ＭＩＭ構造箇所解析法の第２の実施の形態が、第１の実
施の形態と異なる点は、使用レーザの波長を「１．０μ
ｍ以上の波長のレーザを用いる」と規定した点とＳｉデ
バイスに限定した点である。請求項１では波長は特に規
定しなかったが、従来技術では６３３ｎｍが用いられて
おり、後の実施例でも６３３ｎｍが用いられた例を示
す。
ＭＩＭ構造箇所解析法の第２の実施の形態が、第１の実
施の形態と異なる点は、使用レーザの波長を「１．０μ
ｍ以上の波長のレーザを用いる」と規定した点とＳｉデ
バイスに限定した点である。請求項１では波長は特に規
定しなかったが、従来技術では６３３ｎｍが用いられて
おり、後の実施例でも６３３ｎｍが用いられた例を示
す。
【００３９】波長を１．０μｍ以上と規定した理由と、
Ｓｉデバイスに限定した理由は関係しており、その理由
はふたつある。
Ｓｉデバイスに限定した理由は関係しており、その理由
はふたつある。
【００４０】（１）チップの表面からの観測が困難にな
っていることは上述した。チップの裏面から観測できれ
ば、この困難は取り除ける。チップの裏面から観測する
ためにはレーザビームがある程度Ｓｉ基板を透過する必
要がある。Ｓｉ基板として現在日本で最もよく使われて
いるＰ−基板について述ベる。基板厚６２５μｍでの光
の透過率の波長依存性がＪｏｓｅｐｈ，Ｔ．Ｗ．，Ａ．
Ｌ．Ｂｅｒｒｙ ａｎｄ Ｂ．Ｂｏｓｓｍａｎ，”Ｉｎ
ｆｒａｒｅｄ Ｌａｓｅｒ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ ｏ
ｆ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｏｎ Ｈｅａｖｉｌｙ Ｄ
ｏｐｅｄ Ｓｉｌｉｃｏｎ，”Ｐｒｏｃ．Ｉｎｔｅｒｎ
ａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍｆｏｒ ｔｅｓｔ
ｉｎｇ ａｎｄ Ｆａｉｌｕｒｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ，
ｐｐ．１−７（１９９２）（文献５）に開示されてい
る。それによると、その透過率は波長が１．０μｍ以下
ではほぼゼロであるが、波長が長くなるにつれて透過率
が増し、１．１μｍで約４３％、１．２μｍ付近が最高
で約５６％、１．３μｍで約５５％、１．３μｍ以上
１．７μｍまでは少しずつ減少するものの５０％以上は
保っている。従って、チップ裏面からの観測を行うとい
う点からは１．０μｍ以上の波長が必要であり、１．１
〜１．７μｍ付近が適している。
っていることは上述した。チップの裏面から観測できれ
ば、この困難は取り除ける。チップの裏面から観測する
ためにはレーザビームがある程度Ｓｉ基板を透過する必
要がある。Ｓｉ基板として現在日本で最もよく使われて
いるＰ−基板について述ベる。基板厚６２５μｍでの光
の透過率の波長依存性がＪｏｓｅｐｈ，Ｔ．Ｗ．，Ａ．
Ｌ．Ｂｅｒｒｙ ａｎｄ Ｂ．Ｂｏｓｓｍａｎ，”Ｉｎ
ｆｒａｒｅｄ Ｌａｓｅｒ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ ｏ
ｆ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｏｎ Ｈｅａｖｉｌｙ Ｄ
ｏｐｅｄ Ｓｉｌｉｃｏｎ，”Ｐｒｏｃ．Ｉｎｔｅｒｎ
ａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍｆｏｒ ｔｅｓｔ
ｉｎｇ ａｎｄ Ｆａｉｌｕｒｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ，
ｐｐ．１−７（１９９２）（文献５）に開示されてい
る。それによると、その透過率は波長が１．０μｍ以下
ではほぼゼロであるが、波長が長くなるにつれて透過率
が増し、１．１μｍで約４３％、１．２μｍ付近が最高
で約５６％、１．３μｍで約５５％、１．３μｍ以上
１．７μｍまでは少しずつ減少するものの５０％以上は
保っている。従って、チップ裏面からの観測を行うとい
う点からは１．０μｍ以上の波長が必要であり、１．１
〜１．７μｍ付近が適している。
【００４１】（２）本発明および上記の従来技術の対象
になっている現象以外にレーザビームにより電流変化を
起こす現象として、ＯＢＩＣ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｂｅａ
ｍＩｎｄｕｃｅｄ Ｃｕｒｒｅｎｔ）現象が知られてい
る。ＯＢＩＣ現象はレーザビームによりＳｉ中に励起さ
れた電子・正孔対が外部端子から電流として検出される
現象である。観測中にＯＢＩＣ現象がおきると寄生ＭＩ
Ｍ構造に起因する電流変化との分離が困難な場合が起
き、寄生ＭＩＭ構造の検出が困難になるため、ＯＢＩＣ
現象が起きるようなデバイスの場合にはＯＢＩＣ現象が
起きない様な方策が必要である。その方策としては、Ｏ
ＢＩＣ現象が起きない波長のレーザを用いればよい。
になっている現象以外にレーザビームにより電流変化を
起こす現象として、ＯＢＩＣ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｂｅａ
ｍＩｎｄｕｃｅｄ Ｃｕｒｒｅｎｔ）現象が知られてい
る。ＯＢＩＣ現象はレーザビームによりＳｉ中に励起さ
れた電子・正孔対が外部端子から電流として検出される
現象である。観測中にＯＢＩＣ現象がおきると寄生ＭＩ
Ｍ構造に起因する電流変化との分離が困難な場合が起
き、寄生ＭＩＭ構造の検出が困難になるため、ＯＢＩＣ
現象が起きるようなデバイスの場合にはＯＢＩＣ現象が
起きない様な方策が必要である。その方策としては、Ｏ
ＢＩＣ現象が起きない波長のレーザを用いればよい。
【００４２】なお、「ＯＢＩＣ現象が起きるようなデバ
イス」とは、どのようなデバイスかを、簡単に説明して
おく。ＯＢＩＣ現象はレーザビームが照射された箇所に
電界が存在し、その箇所と外部で電流変化を検出してい
る端子との間に電流が流れる経路があれば、現れる。Ｔ
ＥＧ（Ｔｅｓｔ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｇｒｏｕｐ，試験専
用構造）を除くと、このような場合は普通に起きる。従
って、通常のデバイスではＯＢＩＣ現象が起きない様な
方策が必要である。
イス」とは、どのようなデバイスかを、簡単に説明して
おく。ＯＢＩＣ現象はレーザビームが照射された箇所に
電界が存在し、その箇所と外部で電流変化を検出してい
る端子との間に電流が流れる経路があれば、現れる。Ｔ
ＥＧ（Ｔｅｓｔ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｇｒｏｕｐ，試験専
用構造）を除くと、このような場合は普通に起きる。従
って、通常のデバイスではＯＢＩＣ現象が起きない様な
方策が必要である。
【００４３】ＯＢＩＣ現象を起こす波長の制限は、Ｓｉ
真性半導体ではＳｉのバンドギャツプエネルギー１．１
２ｅＶであり、通常のＳｉ半導体デバイスに使われてい
るドナー、アクセプター間のエネルギー差という意味で
はＡｓ，Ｂ間の１．０３ｅＶである。なお、ここで用い
たエネルギー値はＳｚｅ，Ｓ．Ｍ．，Ｐｈｙｓｉｃｓｏ
ｆ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｄｅｖｉｃｅｓ（Ｆ
ｉｒｓｔ ｅｄ．），Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏ
ｎｓ，ｐ．３０（１９６９）（文献６）に開示されてい
る値であり、３００Ｋでの値である。この値から、１．
０３ｅＶに対応する波長である１．２０μｍ以上の波長
のレーザを用いれば、ＯＢＩＣ現象の発生は抑えられ
る。実験的には、１．３μｍの波長のレーザダイオード
を用いてＯＢＩＣ現象がほとんど現れないことが、Ｎｉ
ｋａｗａ，Ｋ．ａｎｄ Ｓ．Ｉｎｏｕｅ，”Ｎｅｗ Ｌ
ａｓｅｒ Ｂｅａｍ Ｈｅａｔｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄｓ
Ａｐｐｌｉｃａｂｌｅ ｔｏ Ｆａｕｌｔ Ｌｏｃａｌ
ｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄＤｅｆｅｃｔ Ｄｅｔｅｃｔｉ
ｏｎ ｉｎ ＶＬＳＩ Ｄｅｖｉｃｅｓ，”Ｐｒｏｃ．
Ｉｎｔ．Ｒｅｌ．Ｐｈｙｓ．Ｓｙｍｐ．，ｐｐ．３４６
−３５４（１９９６）（文献７）に開示されている。
真性半導体ではＳｉのバンドギャツプエネルギー１．１
２ｅＶであり、通常のＳｉ半導体デバイスに使われてい
るドナー、アクセプター間のエネルギー差という意味で
はＡｓ，Ｂ間の１．０３ｅＶである。なお、ここで用い
たエネルギー値はＳｚｅ，Ｓ．Ｍ．，Ｐｈｙｓｉｃｓｏ
ｆ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｄｅｖｉｃｅｓ（Ｆ
ｉｒｓｔ ｅｄ．），Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏ
ｎｓ，ｐ．３０（１９６９）（文献６）に開示されてい
る値であり、３００Ｋでの値である。この値から、１．
０３ｅＶに対応する波長である１．２０μｍ以上の波長
のレーザを用いれば、ＯＢＩＣ現象の発生は抑えられ
る。実験的には、１．３μｍの波長のレーザダイオード
を用いてＯＢＩＣ現象がほとんど現れないことが、Ｎｉ
ｋａｗａ，Ｋ．ａｎｄ Ｓ．Ｉｎｏｕｅ，”Ｎｅｗ Ｌ
ａｓｅｒ Ｂｅａｍ Ｈｅａｔｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄｓ
Ａｐｐｌｉｃａｂｌｅ ｔｏ Ｆａｕｌｔ Ｌｏｃａｌ
ｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄＤｅｆｅｃｔ Ｄｅｔｅｃｔｉ
ｏｎ ｉｎ ＶＬＳＩ Ｄｅｖｉｃｅｓ，”Ｐｒｏｃ．
Ｉｎｔ．Ｒｅｌ．Ｐｈｙｓ．Ｓｙｍｐ．，ｐｐ．３４６
−３５４（１９９６）（文献７）に開示されている。
【００４４】第２の実施の形態では、このように波長
１．０μｍ以上のレーザを用いることで、Ｓｉチップ表
面からだけでなくチップ裏面からも寄生ＭＩＭ構造箇所
の検出が可能になり、さらに１．２μｍ以上のレーザを
用いることで、ＯＢＩＣ現象の発生が問題になるような
デバイスにたいしても寄生ＭＩＭ構造箇所の検出が容易
になる。
１．０μｍ以上のレーザを用いることで、Ｓｉチップ表
面からだけでなくチップ裏面からも寄生ＭＩＭ構造箇所
の検出が可能になり、さらに１．２μｍ以上のレーザを
用いることで、ＯＢＩＣ現象の発生が問題になるような
デバイスにたいしても寄生ＭＩＭ構造箇所の検出が容易
になる。
【００４５】次に、検出した寄生ＭＩＭ構造箇所をダイ
サー及び集束イオンビーム装置等により前処理し、透過
型電子顕微鏡用のサンプルを作成する段階と、透過型電
子顕微鏡で観測を行う段階の本発明の実施の形態につい
て説明する。
サー及び集束イオンビーム装置等により前処理し、透過
型電子顕微鏡用のサンプルを作成する段階と、透過型電
子顕微鏡で観測を行う段階の本発明の実施の形態につい
て説明する。
【００４６】まず、本発明の半導体デバイスの寄生ＭＩ
Ｍ構造箇所解析法の第３の実施の形態では、（イ）照射
工率１ｍＷ以上のレーザビームを半導体デバイスの被観
測領域にチップの表面から照射し、このレーザビームの
照射に伴ってこの半導体デバイスチップ上の寄生ＭＩＭ
構造箇所に現れる電流の変化を、この半導体デバイスの
所定の端子に現われる電流の変化として検出し、その被
観測領域内の寄生ＭＩＭ構造箇所を検出する第１の工程
と、（ロ）この第１の工程で検出した寄生ＭＩＭ構造箇
所をＦＩＢ等による前処理の後、ＴＥＭで観測を行う第
２の工程とを、半導体デバイスの寄生ＭＩＭ構造箇所解
析法に使用することにしている。
Ｍ構造箇所解析法の第３の実施の形態では、（イ）照射
工率１ｍＷ以上のレーザビームを半導体デバイスの被観
測領域にチップの表面から照射し、このレーザビームの
照射に伴ってこの半導体デバイスチップ上の寄生ＭＩＭ
構造箇所に現れる電流の変化を、この半導体デバイスの
所定の端子に現われる電流の変化として検出し、その被
観測領域内の寄生ＭＩＭ構造箇所を検出する第１の工程
と、（ロ）この第１の工程で検出した寄生ＭＩＭ構造箇
所をＦＩＢ等による前処理の後、ＴＥＭで観測を行う第
２の工程とを、半導体デバイスの寄生ＭＩＭ構造箇所解
析法に使用することにしている。
【００４７】即ち、第３の実施の形態では、第１の工程
で第１の実施の形態と同様に、照射エ率１ｍＷ以上のレ
ーザビームを照射し、その際の電流変化を検出すること
で寄生ＭＩＭ構造箇所を検出するようにし、第２の工程
ではこの検出した箇所でＴＥＭを使用して寄生ＭＩＭ構
造箇所の構造解析等の解析をするようにしている。
で第１の実施の形態と同様に、照射エ率１ｍＷ以上のレ
ーザビームを照射し、その際の電流変化を検出すること
で寄生ＭＩＭ構造箇所を検出するようにし、第２の工程
ではこの検出した箇所でＴＥＭを使用して寄生ＭＩＭ構
造箇所の構造解析等の解析をするようにしている。
【００４８】次に、本発明のＳｉ半導体デバイスの寄生
ＭＩＭ構造箇所解析法の第４の実施の形態では、（イ）
波長１．０μｍ以上のレーザビームをＳｉ半導体デバイ
スの被観測領域にチップの表面または裏面から照射し、
このレーザビームの照射に伴ってこの半導体デバイスチ
ップ上の寄生ＭＩＭ構造箇所に現れる電流の変化を、こ
の半導体デバイスの所定の端子に現われる電流の変化と
して検出し、その被観測領域内の寄生ＭＩＭ構造箇所を
検出する第１の工程と、（ロ）この第１の工程で検出し
た寄生ＭＩＭ構造箇所をＦＩＢ等による前処理の後、Ｔ
ＥＭで観測を行う第２の工程とを、半導体デバイスの寄
生ＭＩＭ構造箇所解析法に使用することにしている。
ＭＩＭ構造箇所解析法の第４の実施の形態では、（イ）
波長１．０μｍ以上のレーザビームをＳｉ半導体デバイ
スの被観測領域にチップの表面または裏面から照射し、
このレーザビームの照射に伴ってこの半導体デバイスチ
ップ上の寄生ＭＩＭ構造箇所に現れる電流の変化を、こ
の半導体デバイスの所定の端子に現われる電流の変化と
して検出し、その被観測領域内の寄生ＭＩＭ構造箇所を
検出する第１の工程と、（ロ）この第１の工程で検出し
た寄生ＭＩＭ構造箇所をＦＩＢ等による前処理の後、Ｔ
ＥＭで観測を行う第２の工程とを、半導体デバイスの寄
生ＭＩＭ構造箇所解析法に使用することにしている。
【００４９】即ち、第４の実施の形態では、第１の工程
で第２の実施の形態と同様に、波長１．０μｍ以上のレ
ーザビームを照射し、その際の電流変化を検出すること
で寄生ＭＩＭ構造箇所を検出するようにし、第２の工程
ではこの検出した箇所でＴＥＭを使用して寄生ＭＩＭ構
造箇所の構造解析等の解析をするようにしている。
で第２の実施の形態と同様に、波長１．０μｍ以上のレ
ーザビームを照射し、その際の電流変化を検出すること
で寄生ＭＩＭ構造箇所を検出するようにし、第２の工程
ではこの検出した箇所でＴＥＭを使用して寄生ＭＩＭ構
造箇所の構造解析等の解析をするようにしている。
【００５０】図１は以上説明した本発明の半導体デバイ
スの寄生ＭＩＭ構造箇所解析法の第１の実施の形態の基
本概念を示したものである。簡単のためにカバー絶縁
膜、層間絶縁膜、下地酸化膜等の絶縁膜とＳｉ基板は省
略してある。半導体デバイスの第２層目金属配線１０２
にレーザビーム１０４が照射され、場合によっては破線
で示した矢印１２３方向に走査されるとする。なお、走
査法等装置構成は従来法と同じである。配線１０２、ビ
ア１０３、配線１０１を通して電流１１２が流れている
場合、レーザビーム１０４の照射によって寄生絶縁膜１
０７の温度が上昇し、その結果、寄生絶縁膜１０７に流
れる電流がその温度特性によって増加する。従って電流
の変化△Ｉを検出することによって半導体デバイス上に
できた寄生絶縁膜構造の箇所の検出を行うことができ
る。
スの寄生ＭＩＭ構造箇所解析法の第１の実施の形態の基
本概念を示したものである。簡単のためにカバー絶縁
膜、層間絶縁膜、下地酸化膜等の絶縁膜とＳｉ基板は省
略してある。半導体デバイスの第２層目金属配線１０２
にレーザビーム１０４が照射され、場合によっては破線
で示した矢印１２３方向に走査されるとする。なお、走
査法等装置構成は従来法と同じである。配線１０２、ビ
ア１０３、配線１０１を通して電流１１２が流れている
場合、レーザビーム１０４の照射によって寄生絶縁膜１
０７の温度が上昇し、その結果、寄生絶縁膜１０７に流
れる電流がその温度特性によって増加する。従って電流
の変化△Ｉを検出することによって半導体デバイス上に
できた寄生絶縁膜構造の箇所の検出を行うことができ
る。
【００５１】図２は、本発明のＳｉ半導体デバイスの寄
生ＭＩＭ構造箇所解析法の第２の実施の形態の基本概念
を示したものである。図１と同じものには同じ番号を付
けてあり、これらの説明は適宜省略する。チップを大き
く配線系１０９とＳｉ基板１１０に分けて示す。また、
レーザビームを照射した箇所を拡大した図も示す。この
部分はレーザビームを除けば図１と同じである。レーザ
ビーム１０８は波長１．０μｍ以上であり、前述のよう
にチップの表面からだけでなく、チップの裏面からも透
過する。その他検出原理は第１の実施の形態の場合と同
じである。
生ＭＩＭ構造箇所解析法の第２の実施の形態の基本概念
を示したものである。図１と同じものには同じ番号を付
けてあり、これらの説明は適宜省略する。チップを大き
く配線系１０９とＳｉ基板１１０に分けて示す。また、
レーザビームを照射した箇所を拡大した図も示す。この
部分はレーザビームを除けば図１と同じである。レーザ
ビーム１０８は波長１．０μｍ以上であり、前述のよう
にチップの表面からだけでなく、チップの裏面からも透
過する。その他検出原理は第１の実施の形態の場合と同
じである。
【００５２】図３は、本発明の半導体デバイスの寄生Ｍ
ＩＭ構造箇所解析法の第３の実施の形態の工程を示した
ものである。Ｓｌ０ｌでは、照射主率１ｍＷ以上のレー
ザビーム照射と電流変化検出により寄生ＭＩＭ構造箇所
を検出する。Ｓｌ０２では、検出された寄生ＭＩＭ構造
箇所をＦＩＢ等で前処理しＴＥＭ観測用のサンプルを作
成する。最後にＳｌ０３で、ＴＥＭ観察により寄生ＭＩ
Ｍ構造箇所の構造解析を行うとともに、必要に応じＴＥ
Ｍに付属したＥＤＸ（Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉ
ｖｅ Ｘ−ｒａｙ ａｎａｌｕｚｅｒ）による元素分析
やＥＥＬＳ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｅｎｅｒｇｙ Ｌｏｓ
ｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）による元素分析や、状
態解析も行い、絶縁物の素性を解析する。
ＩＭ構造箇所解析法の第３の実施の形態の工程を示した
ものである。Ｓｌ０ｌでは、照射主率１ｍＷ以上のレー
ザビーム照射と電流変化検出により寄生ＭＩＭ構造箇所
を検出する。Ｓｌ０２では、検出された寄生ＭＩＭ構造
箇所をＦＩＢ等で前処理しＴＥＭ観測用のサンプルを作
成する。最後にＳｌ０３で、ＴＥＭ観察により寄生ＭＩ
Ｍ構造箇所の構造解析を行うとともに、必要に応じＴＥ
Ｍに付属したＥＤＸ（Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉ
ｖｅ Ｘ−ｒａｙ ａｎａｌｕｚｅｒ）による元素分析
やＥＥＬＳ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｅｎｅｒｇｙ Ｌｏｓ
ｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）による元素分析や、状
態解析も行い、絶縁物の素性を解析する。
【００５３】図４は、本発明のＳｉ半導体デバイスの寄
生ＭＩＭ構造箇所解析法の第４の実施の形態の工程を示
したものである。第３の実施の形態での照射工率１ｍＷ
以上のレーザを用いるかわりに波長１．０μｍ以上のレ
ーザを用いる点を除けば、第３の実施の形態と同じであ
る。波長１．０μｍ以上のレーザを用いるメリツトは第
２の実施の形態で述ベた通りである。
生ＭＩＭ構造箇所解析法の第４の実施の形態の工程を示
したものである。第３の実施の形態での照射工率１ｍＷ
以上のレーザを用いるかわりに波長１．０μｍ以上のレ
ーザを用いる点を除けば、第３の実施の形態と同じであ
る。波長１．０μｍ以上のレーザを用いるメリツトは第
２の実施の形態で述ベた通りである。
【００５４】
【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。
【００５５】（第１の実施例）図５を用いて本発明の第
１の実施例を説明する。
１の実施例を説明する。
【００５６】図１と同じものは同じ番号で示してあり、
適宜説明を省略する。この実施例では２層配線のＴＥＧ
が用いられた。このようなＴＥＧは半導体デバイスの開
発や試作、場合によっては量産の段階での製造プロセス
条件の最適化を行うために用いられる。
適宜説明を省略する。この実施例では２層配線のＴＥＧ
が用いられた。このようなＴＥＧは半導体デバイスの開
発や試作、場合によっては量産の段階での製造プロセス
条件の最適化を行うために用いられる。
【００５７】ＴＥＧを種々製造プロセスの条件を振り作
成したところ、配線系の抵抗が異常に高いものが見つか
った。これをサンプルとした。このサンプルはビア約２
０００個の前後を第１層目配線と第２層目配線で交互に
直列につないだ構造になっている。その内の一箇所を示
したのが図５の配線およびビア部である。ビアの寸法は
約０．６μｍφである。
成したところ、配線系の抵抗が異常に高いものが見つか
った。これをサンプルとした。このサンプルはビア約２
０００個の前後を第１層目配線と第２層目配線で交互に
直列につないだ構造になっている。その内の一箇所を示
したのが図５の配線およびビア部である。ビアの寸法は
約０．６μｍφである。
【００５８】定電圧源１０５に４．４Ｖを印加したとこ
ろ、１０１μＡの電流が流れた。この状態で、照射工率
約７ｍＷのレーザビームを、このビアチェーン全体が観
測できる約３００μｍ□の領域に走査しながら５１２Ｘ
５１２画素の各点での電流変化を輝度変化として表示し
たところ、一箇所明るい箇所、即ち、レーザ照射により
電流が増加した箇所、が見られた。次に、その箇所を含
んだ３０μｍ□の領域を同様に観測したところ、一箇所
のビアを中心に明るい箇所が見られた。
ろ、１０１μＡの電流が流れた。この状態で、照射工率
約７ｍＷのレーザビームを、このビアチェーン全体が観
測できる約３００μｍ□の領域に走査しながら５１２Ｘ
５１２画素の各点での電流変化を輝度変化として表示し
たところ、一箇所明るい箇所、即ち、レーザ照射により
電流が増加した箇所、が見られた。次に、その箇所を含
んだ３０μｍ□の領域を同様に観測したところ、一箇所
のビアを中心に明るい箇所が見られた。
【００５９】次に、この箇所の断面をＦＩＢで出し、そ
の場観察したが、特に異常は見つからなかつた。次に、
ＴＥＭでの断面観察用に試料をダイサーとＦＩＢで加工
した。この際、Ｎｉｋａｗａ，Ｋ．，”Ｆｏｃｕｓｅｄ
Ｉｏｎ Ｂｅａｍ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｔｏ
Ｆａｉｌｕｒｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ＳｉＤｅ
ｖｉｃｅ Ｃｈｉｐ，”ＩＥＩＣＥ Ｔｒａｎｓ．ｏｎ
Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ
ｉｃｓ，Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｃｏ
ｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，ｖｏｌ．Ｅ７７−
Ａ，ｎｏ．１，ｐｐ．１７４−１７９（１９９４）（以
下文献８）に開示された方法を用いた。このようにして
加工された試料の断面をＴＥＭで観察したところ、ビア
と第１層目配線の間に約３ｎｍ程度の薄い寄生層３０７
があるのが確認できた。ＴＥＭ付属のＥＤＸによる元素
分析から、この部分には酸素が多く、絶縁膜であると推
定された。
の場観察したが、特に異常は見つからなかつた。次に、
ＴＥＭでの断面観察用に試料をダイサーとＦＩＢで加工
した。この際、Ｎｉｋａｗａ，Ｋ．，”Ｆｏｃｕｓｅｄ
Ｉｏｎ Ｂｅａｍ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｔｏ
Ｆａｉｌｕｒｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ＳｉＤｅ
ｖｉｃｅ Ｃｈｉｐ，”ＩＥＩＣＥ Ｔｒａｎｓ．ｏｎ
Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ
ｉｃｓ，Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｃｏ
ｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，ｖｏｌ．Ｅ７７−
Ａ，ｎｏ．１，ｐｐ．１７４−１７９（１９９４）（以
下文献８）に開示された方法を用いた。このようにして
加工された試料の断面をＴＥＭで観察したところ、ビア
と第１層目配線の間に約３ｎｍ程度の薄い寄生層３０７
があるのが確認できた。ＴＥＭ付属のＥＤＸによる元素
分析から、この部分には酸素が多く、絶縁膜であると推
定された。
【００６０】（第２の実施例）図６を用いて本発明の第
２の実施例を説明する。
２の実施例を説明する。
【００６１】図１と同じものは同じ番号で示してあり、
適宜説明を省略する。この実施例では３層配線構造のＬ
ＳＩが用いられた。実施例１とは異なり、このデバイス
は３層目の配線４０３の幅が広く１層目、２層目の配線
の多くの部分は３層目配線に覆われてチップ表面からは
見通しがきかない。このため、表面からのレーザビーム
照射は行わず、裏面から照射することとした。
適宜説明を省略する。この実施例では３層配線構造のＬ
ＳＩが用いられた。実施例１とは異なり、このデバイス
は３層目の配線４０３の幅が広く１層目、２層目の配線
の多くの部分は３層目配線に覆われてチップ表面からは
見通しがきかない。このため、表面からのレーザビーム
照射は行わず、裏面から照射することとした。
【００６２】裏面からの観測のためレーザは波長１．３
μｍのレーザダイオードを使用した試料ヘの照射工率は
２．４ｍＷであるが、Ｓｉ基板内で約５０％減衰するた
め、配線部に照射される工率は約１．２ｍＷと推定でき
る。
μｍのレーザダイオードを使用した試料ヘの照射工率は
２．４ｍＷであるが、Ｓｉ基板内で約５０％減衰するた
め、配線部に照射される工率は約１．２ｍＷと推定でき
る。
【００６３】サンプルは、プラスチックパッケージの裏
面をグラインダーで薄くした後、サンドペーパでチップ
裏面を露出し、その後研磨機で鏡面研磨を行った。その
後は、実施例１と同じ手順で観測を行ったところ、ビア
部で明るい箇所が見つかった。その後、チップの表面側
も露出した後、実施例１と同じ手順で、今度は直接ＴＥ
Ｍによる断面観察を行ったところ、実施例１と同じ様な
寄生層４０７がビアと第１層配線との間に観察された。
これもＥＤＸによる解析を行ったところ、酸素が多く検
出され、絶縁層であると推定された。
面をグラインダーで薄くした後、サンドペーパでチップ
裏面を露出し、その後研磨機で鏡面研磨を行った。その
後は、実施例１と同じ手順で観測を行ったところ、ビア
部で明るい箇所が見つかった。その後、チップの表面側
も露出した後、実施例１と同じ手順で、今度は直接ＴＥ
Ｍによる断面観察を行ったところ、実施例１と同じ様な
寄生層４０７がビアと第１層配線との間に観察された。
これもＥＤＸによる解析を行ったところ、酸素が多く検
出され、絶縁層であると推定された。
【００６４】
【発明の効果】以上説明したように請求項１又は請求項
３記載の本発明によれば、半導体デバイスまたはＳｉ半
導体デバイスに定電圧を印加し所定の工率以上のレーザ
ビームを試料としての半導体デバイスまたはＳｉ半導体
デバイスに照射して任意の端子間に流れる電流の変化を
検出することで寄生ＭＩＭ構造が存在する箇所が検出で
き、所定の波長以上の波長のレーザビームを照射するこ
とで、チップ裏面からも、これが可能になるという効果
がある。
３記載の本発明によれば、半導体デバイスまたはＳｉ半
導体デバイスに定電圧を印加し所定の工率以上のレーザ
ビームを試料としての半導体デバイスまたはＳｉ半導体
デバイスに照射して任意の端子間に流れる電流の変化を
検出することで寄生ＭＩＭ構造が存在する箇所が検出で
き、所定の波長以上の波長のレーザビームを照射するこ
とで、チップ裏面からも、これが可能になるという効果
がある。
【００６５】また、請求項２または請求項４記載の本発
明によれば、このようにして検出された寄生ＭＩＭ構造
の箇所の構造解析や元素分析、状態解析もが可能にな
り、従来からの課題であった、ごく薄い絶縁層に起因す
るデバイスの特性異常の原因解明が迅速に行えるように
なるという効果がある。
明によれば、このようにして検出された寄生ＭＩＭ構造
の箇所の構造解析や元素分析、状態解析もが可能にな
り、従来からの課題であった、ごく薄い絶縁層に起因す
るデバイスの特性異常の原因解明が迅速に行えるように
なるという効果がある。
【図１】本発明の半導体デバイスの寄生ＭＩＭ構造箇所
解析法の第１の実施の形態の基本的な概念を示す説明図
である。
解析法の第１の実施の形態の基本的な概念を示す説明図
である。
【図２】本発明のＳｉ半導体デバイスの寄生ＭＩＭ構造
箇所解析法の第２の実施の形態の基本的な概念を示す説
明図である。
箇所解析法の第２の実施の形態の基本的な概念を示す説
明図である。
【図３】本発明の半導体デバイスの寄生ＭＩＭ構造箇所
解析法の第３の実施の形態の基本的な工程を示す説明図
である。
解析法の第３の実施の形態の基本的な工程を示す説明図
である。
【図４】本発明のＳｉ半導体デバイスの寄生ＭＩＭ構造
箇所解析法の第４の実施の形態の基本的な工程を示す説
明図である。
箇所解析法の第４の実施の形態の基本的な工程を示す説
明図である。
【図５】本発明の第１の実施例を説明するための説明図
である。
である。
【図６】本発明の第２の実施例を説明するための説明図
である。
である。
【図７】従来提案されていた半導体デバイスの欠陥検出
装置の構成を表わしたブロック図である。
装置の構成を表わしたブロック図である。
【図８】従来技術１および２により欠陥を検出する方法
の基本的な概念を説明するための説明図である。
の基本的な概念を説明するための説明図である。
１０１ 第１層目金属配線 １０２ 第２層目金属配線 １０３ ビア １０４ レーザビーム（工率１ｍＷ以上） １０５、１１５ 定電圧源 １０６ 電流変化検出器 １０７、３０７、４０７ 寄生絶縁膜 １０８ レーザビーム（波長１．０μｍ以上） １０９ 配線系 １１０ Ｓｉ基板 １１１ 試料台 １１２ 電流 １１３ レーザビーム発生部 １１４ 顕微鏡部 １１６ 試料（集積回路） １１７ 電流変化検出部 １１８ テストパタン発生部 １１９ レーザビーム １２１ システム制御・信号処理部 １２２ 像・波形表示部 １２３ 走査 ２０１ 層間絶縁膜 ３０４ レーザビーム（工率約７ｍＷ） ３０８ レーザビーム（波長１．３μｍ、工率２．４
ｍＷ） ４０３ 第３層目金属配線 ５０４ レーザビーム（工率約０．７ｍＷ、波長６３
３ｎｍ） ５０７ 寄生介在層 ５０８ ボイド
ｍＷ） ４０３ 第３層目金属配線 ５０４ レーザビーム（工率約０．７ｍＷ、波長６３
３ｎｍ） ５０７ 寄生介在層 ５０８ ボイド
Claims (4)
- 【請求項１】 照射工率１ｍＷ以上のレーザビームを半
導体デバイスの被観測領域にチップの表面から照射し、 前記レーザビームの照射による温度上昇に伴って、前記
半導体デバイスチップ上の寄生金属／絶縁膜／金属構造
箇所である寄生ＭＩＭ構造箇所に、その電流電圧特性の
温度依存性により現れる電流の増加を、前記半導体デバ
イスの所定の端子に現われる電流の増加として検出し、
前記被観測領域内の前記寄生ＭＩＭ構造箇所を検出する
ことを特徴とする半導体デバイスの寄生ＭＩＭ構造箇所
解析法。 - 【請求項２】 請求項１記載の半導体デバイスの寄生Ｍ
ＩＭ構造箇所解析法であって、 前記検出した寄生ＭＩＭ構造箇所を研磨又は集束イオン
ビーム装置による加工により前処理を施し、透過型電子
顕微鏡用のサンプルを作成する段階と、 前記透過型電子顕微鏡で観測を行う段階とを有すること
を特徴とする半導体デバイスの寄生ＭＩＭ構造箇所解析
法。 - 【請求項３】 請求項１記載の半導体デバイスの寄生Ｍ
ＩＭ構造箇所解析法であって、 前記レーザビームは 波長１．０μｍ以上のレーザビーム
であることを特徴とする半導体デバイスの寄生ＭＩＭ構
造箇所解析法。 - 【請求項４】 請求項３記載の半導体デバイスの寄生Ｍ
ＩＭ構造箇所解析法であって、 前記検出した寄生ＭＩＭ構造箇所を研磨又は集束イオン
ビーム装置による加工により前処理を施し、透過型電子
顕微鏡用のサンプルを作成する段階と、 前記透過型電子顕微鏡で観測を行う段階とを有すること
を特徴とする半導体デバイスの寄生ＭＩＭ構造箇所解析
法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8208102A JP2962234B2 (ja) | 1996-08-07 | 1996-08-07 | 半導体デバイスの寄生ＭＩＭ構造箇所解析法及びＳｉ半導体デバイスの寄生ＭＩＭ構造箇所解析法 |
| DE19734047A DE19734047A1 (de) | 1996-08-07 | 1997-08-06 | Parasitär-MIM-Strukturspotanalyseverfahren für Halbleitervorrichtungen und Parasitär-MIM-Strukturspotanalyseverfahren für eine Siliziumhalbleitervorrichtung |
| US08/906,979 US6320396B1 (en) | 1996-08-07 | 1997-08-06 | Parasitic MIM structural spot analysis method for semiconductor device and parasitic MIM structure spot analysis method for silicon semiconductor device |
| KR1019970037761A KR100263258B1 (ko) | 1996-08-07 | 1997-08-07 | 반도체 디바이스의 기생 엠아이엠 구조 개소 해석 방법 및 실리콘 반도체 디바이스의 기생 엠아이엠 구조 개소 해석 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8208102A JP2962234B2 (ja) | 1996-08-07 | 1996-08-07 | 半導体デバイスの寄生ＭＩＭ構造箇所解析法及びＳｉ半導体デバイスの寄生ＭＩＭ構造箇所解析法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1050784A JPH1050784A (ja) | 1998-02-20 |
| JP2962234B2 true JP2962234B2 (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=16550676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8208102A Expired - Fee Related JP2962234B2 (ja) | 1996-08-07 | 1996-08-07 | 半導体デバイスの寄生ＭＩＭ構造箇所解析法及びＳｉ半導体デバイスの寄生ＭＩＭ構造箇所解析法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6320396B1 (ja) |
| JP (1) | JP2962234B2 (ja) |
| KR (1) | KR100263258B1 (ja) |
| DE (1) | DE19734047A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7193824B2 (en) | 2003-11-27 | 2007-03-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method and apparatus for testing magnetic head with TMR element |
Families Citing this family (35)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US6072179A (en) * | 1998-08-07 | 2000-06-06 | Intel Corporation | Method and apparatus using an infrared laser based optical probe for measuring voltages directly from active regions in an integrated circuit |
| US6445202B1 (en) | 1999-06-30 | 2002-09-03 | Cascade Microtech, Inc. | Probe station thermal chuck with shielding for capacitive current |
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| US6965226B2 (en) | 2000-09-05 | 2005-11-15 | Cascade Microtech, Inc. | Chuck for holding a device under test |
| TW477019B (en) * | 2000-09-15 | 2002-02-21 | Promos Technologies Inc | Via chain structure and process with testing potential |
| DE20114544U1 (de) | 2000-12-04 | 2002-02-21 | Cascade Microtech Inc | Wafersonde |
| US6696847B1 (en) * | 2001-07-17 | 2004-02-24 | Advanced Micro Devices, Inc. | Photo assisted electrical linewidth measurement method and apparatus |
| AU2002327490A1 (en) | 2001-08-21 | 2003-06-30 | Cascade Microtech, Inc. | Membrane probing system |
| US6914443B2 (en) * | 2002-07-24 | 2005-07-05 | Applied Materials Israel, Ltd. | Apparatus and method for enhanced voltage contrast analysis |
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| US7492172B2 (en) | 2003-05-23 | 2009-02-17 | Cascade Microtech, Inc. | Chuck for holding a device under test |
| US7057404B2 (en) | 2003-05-23 | 2006-06-06 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | Shielded probe for testing a device under test |
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| US7250626B2 (en) | 2003-10-22 | 2007-07-31 | Cascade Microtech, Inc. | Probe testing structure |
| US7187188B2 (en) | 2003-12-24 | 2007-03-06 | Cascade Microtech, Inc. | Chuck with integrated wafer support |
| JP2007517231A (ja) | 2003-12-24 | 2007-06-28 | カスケード マイクロテック インコーポレイテッド | アクティブ・ウェハプローブ |
| JP2008512680A (ja) | 2004-09-13 | 2008-04-24 | カスケード マイクロテック インコーポレイテッド | 両面プロービング構造体 |
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| US7535247B2 (en) | 2005-01-31 | 2009-05-19 | Cascade Microtech, Inc. | Interface for testing semiconductors |
| US7764072B2 (en) | 2006-06-12 | 2010-07-27 | Cascade Microtech, Inc. | Differential signal probing system |
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