JP2996195B2 - Semiconductor device positioning method - Google Patents

Semiconductor device positioning method

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JP2996195B2
JP2996195B2 JP9022217A JP2221797A JP2996195B2 JP 2996195 B2 JP2996195 B2 JP 2996195B2 JP 9022217 A JP9022217 A JP 9022217A JP 2221797 A JP2221797 A JP 2221797A JP 2996195 B2 JP2996195 B2 JP 2996195B2
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wiring
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の位置決
め方法に関し、特に多層配線化された半導体装置におい
て、配線パターンが形成されているおもて面側からで
は、上層配線によって覆い隠されてしまう下層の配線パ
ターンの位置を、上層配線の上から正確に決定する半導
体装置の位置決め方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for positioning a semiconductor device, and more particularly, to a semiconductor device having a multi-layered wiring, which is covered by an upper layer wiring from a front surface side on which a wiring pattern is formed. The present invention relates to a semiconductor device positioning method for accurately determining the position of a lower wiring pattern from above an upper wiring.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在の半導体装置の需要の増加に伴い、
その故障解析、修理及び検査等のための様々な半導体装
置の位置決めを行う方法が提案されている。特に、半導
体装置の裏面、あるいは、おもて面から赤外光を含む光
を照射し、透過あるいは反射光によって配線等を認識す
る方法が有用であり、以下に説明するような方法又は装
置が公報に開示されている。
2. Description of the Related Art With the current demand for semiconductor devices,
Various methods of positioning various semiconductor devices for failure analysis, repair, inspection, and the like have been proposed. In particular, a method of irradiating light including infrared light from the back surface or the front surface of the semiconductor device and recognizing wiring or the like by transmitted or reflected light is useful, and the method or device described below is useful. It is disclosed in the gazette.

【0003】特開平01−109735号公報に記載の
方法では、半導体基板上に配線層を形成後、同基板の裏
面より波長1.3μm〜6μmの赤外光を含む光を照射
し、同基板を透過する光を赤外検出器で検出し、透過光
により、前述の配線層の被覆状態を検査することを特徴
とした配線層の検査方法が記載されている。
In the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 01-109735, after a wiring layer is formed on a semiconductor substrate, light including infrared light having a wavelength of 1.3 μm to 6 μm is irradiated from the back surface of the semiconductor substrate. There is described an inspection method of a wiring layer, characterized in that light transmitted through the wiring layer is detected by an infrared detector, and the covering state of the wiring layer is inspected by the transmitted light.

【0004】また、特開平04−194736号公報で
は、絶縁層である有機化合物がその構造に特有の赤外光
吸収スペクトルを有することに着目し、多層配線基板の
樹脂系絶縁層各層にそれぞれ特有の吸収波長の赤外光を
照射し、その反射光を受光し映像化することにより、絶
縁層内の欠陥を映像として非破壊に検出することを特徴
とした多層配線基板の絶縁層検査装置について記載され
ている。
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 04-194736, attention is paid to the fact that an organic compound serving as an insulating layer has an infrared light absorption spectrum peculiar to its structure, and is specially applied to each layer of a resin-based insulating layer of a multilayer wiring board. Insulation layer inspection equipment for multi-layer wiring boards, which detects non-destructive defects in the insulation layer as an image by irradiating infrared light with the absorption wavelength of the light and receiving the reflected light and imaging it. Are listed.

【0005】さらに、特開平04−206927号公報
では、Siウェハの裏面側に特定波長の赤外線を検出す
る検出器を配置し、Siウェハのおもて面側からウェハ
上に形成されたアルミ膜に赤外光を照射し、エッチング
前には赤外光がアルミ膜に反射され、エッチング後には
赤外光がウェハを透過し、検出器に検出される構成によ
って、Siウェハおもて面に形成された被膜のエッチン
グの終点検出を容易にする装置が記載されている。
Further, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 04-206927, a detector for detecting infrared rays of a specific wavelength is arranged on the back side of a Si wafer, and an aluminum film formed on the wafer from the front side of the Si wafer is arranged. Irradiation is performed on the front surface of the Si wafer by the configuration in which the infrared light is reflected on the aluminum film before etching and the infrared light is transmitted through the wafer after etching and detected by the detector. An apparatus is described that facilitates detecting the end point of etching of a formed coating.

【0006】このように、多層配線化された半導体装置
に対して故障解析を行う場合、上述のような半導体装置
の位置決め方法又は装置を用いてその位置を特定し、イ
オンビームによるエッチング技術やレーザによる剥離技
術を用いて、上層の配線を局所的に除去し、下層の素子
や配線を露出させ、観察や分析を行う手法が有効であ
る。
As described above, when a failure analysis is performed on a semiconductor device having a multi-layered wiring, the position is specified using the above-described semiconductor device positioning method or apparatus, and an etching technique using an ion beam or a laser is used. It is effective to use an exfoliation technique by using the technique described above to locally remove an upper layer wiring, expose a lower layer element or wiring, and perform observation and analysis.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
半導体装置では、その大規模化、高集積化に伴い、多層
配線化が進展し、上層配線に覆い隠される下層配線の領
域が多くなっており、特に配線幅の広い上層配線がパタ
ーニングされている半導体装置では、上層配線の上から
下層にある解析箇所の位置が認識できないため、上層配
線において局所的に除去する箇所を正確に決めることが
できず、解析時間が増大するといった問題が顕在化して
きた。
However, in recent semiconductor devices, with an increase in the scale and integration of the semiconductor device, multilayer wiring has been developed, and the area of the lower wiring covered by the upper wiring has increased. In particular, in a semiconductor device in which an upper wiring having a large wiring width is patterned, the position of an analysis portion in a lower layer cannot be recognized from above the upper wiring, so that a portion to be locally removed in the upper wiring can be accurately determined. However, the problem that the analysis time increases has become apparent.

【0008】また、半導体装置の配線修正、断面観察、
電子ビームプロービング等に用いられている二次粒子像
の場合、照射されたイオンビームあるいは電子ビームが
到達しない深度にある下層配線は、上層配線に覆われて
いない箇所であっても、画像として認識することができ
ないという問題点がある。特に配線層の多層化が進んだ
半導体装置では、配線パターン像が観測できない下層の
領域が増えてきている。従って、場所探しの目安として
利用してきた下層の配線パターン像を失ったことによっ
て、加工箇所の特定に多大な困難を伴うという問題点を
有する。
In addition, wiring correction of semiconductor devices, cross-section observation,
In the case of secondary particle images used for electron beam probing, etc., the lower wiring at a depth where the irradiated ion beam or electron beam does not reach is recognized as an image even if it is not covered by the upper wiring. There is a problem that cannot be done. In particular, in a semiconductor device in which the wiring layers are multi-layered, the area of the lower layer where a wiring pattern image cannot be observed is increasing. Therefore, there is a problem that it is extremely difficult to specify a processed portion by losing the lower layer wiring pattern image used as a guide for searching for a place.

【0009】先に、従来技術についての説明において赤
外光の透過または反射を利用した方法等を挙げたが、こ
れらの方法等では前述の問題点を解決することができな
い。その理由について以下に説明する。
In the description of the prior art, methods using transmission or reflection of infrared light have been described. However, these methods cannot solve the above-mentioned problems. The reason will be described below.

【0010】まず、特開平01−109735号公報に
開示された検査方法であるが、この方法は、半導体装置
の裏面側から赤外光を照射し、Siを透過した赤外光を
おもて面側に設置された検出器で検出する構成であるた
め、裏面から下層の配線付近を透過した赤外光は、配線
幅の広い上層配線に遮断されてしまい、おもて面には現
れない。従って、下層配線のシルエットを得ることがで
きず、その結果、赤外光像には上層配線のシルエットの
みが映像化され、下層の素子あるいは配線を、上層配線
の上から認識することができない。
First, there is an inspection method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 01-109735. In this method, infrared light is irradiated from the back side of a semiconductor device, and infrared light transmitted through Si is exposed. Infrared light transmitted through the lower layer near the wiring from the back side is blocked by the upper layer wiring having a wide wiring width, and does not appear on the front surface because the detection is performed by the detector installed on the surface side. . Therefore, the silhouette of the lower wiring cannot be obtained, and as a result, only the silhouette of the upper wiring is visualized in the infrared light image, and the lower element or wiring cannot be recognized from above the upper wiring.

【0011】次に、特開平04−194736号公報に
開示された装置であるが、これは絶縁層である有機化合
物に赤外光を照射し、その反射光を受光して絶縁層内の
欠陥を検出する装置であるが、上層配線に覆い隠れた下
層配線の位置を、上層配線の上から認識し、上層配線の
上からの局所的除去の際の加工箇所決めに反映させるた
めの方法が開示されておらず、効果的に上層配線の上か
らの局所的除去を行うことができない。
An apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 04-194736 is a device which irradiates an organic compound which is an insulating layer with infrared light, receives reflected light thereof, and receives defects in the insulating layer. However, there is a method for recognizing the position of the lower layer wiring covered by the upper layer wiring from above the upper layer wiring and reflecting it in the processing location determination at the time of local removal from above the upper layer wiring. Since it is not disclosed, it is not possible to effectively perform local removal from above the upper wiring.

【0012】最後に、特開平04−206927号公報
に開示された装置では、半導体装置のおもて面側から赤
外光を照射し、Siを透過した赤外光を裏面側に設置さ
れた検出器で検出する構成であるため、上層配線に覆い
隠された下層の素子あるいは配線を、上層配線の上から
認識することができない。
Finally, in the device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 04-206927, infrared light is irradiated from the front side of the semiconductor device, and the infrared light transmitted through Si is set on the back side. Since the detection is performed by the detector, the lower layer element or wiring covered by the upper wiring cannot be recognized from above the upper wiring.

【0013】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
半導体装置の位置決めにおいて、上層配線に覆い隠れた
下層の素子や配線の位置を上層配線の上から正確に認識
し、故障解析を正確かつ効率良く行うことのできる半導
体装置の位置決め方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances,
To provide a semiconductor device positioning method capable of accurately recognizing the position of a lower element or wiring covered by an upper wiring from above the upper wiring in the positioning of the semiconductor device, and performing accurate and efficient failure analysis. With the goal.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
光学顕微鏡像、レーザ顕微鏡像又は二次粒子像のいずれ
かにより表される半導体装置のおもて面の配線パターン
像を用いて半導体装置の位置決めを行う半導体装置の位
置決め方法において、前記半導体装置の裏面から波長
1.3〜6μmの範囲にある赤外光を含む光を照射する
工程と、前記半導体装置のSi基板を透過した後、該半
導体装置の金属配線に反射し、再び半導体装置の裏面側
に現れた前記照射された赤外光を含む光を検出する工程
と、前記検出した光に基づき半導体装置の裏面から見た
配線パターンを裏面から見た裏面配線パターン像として
得る工程と、前記半導体装置の裏面から見た裏面配線パ
ターン像を鏡面反転し、半導体装置のおもて面側から見
た裏面配線パターン像として得る工程と、前記半導体装
置のおもて面側から見た裏面配線パターン像を、前記光
学顕微鏡、レーザ顕微鏡又は二次粒子像のいずれかによ
り表される半導体装置のおもて面配線パターン像に重ね
合わせ、該おもて面配線パターン像上に前記裏面配線パ
ターン像を映し出す工程とを有し、該裏面配線パターン
像が映し出されたおもて面配線パターン像を用いて、半
導体装置の加工、観察を行うことを特徴とする。
According to the first aspect of the present invention,
An optical microscope image, a laser microscope image, or a secondary particle image, a method for positioning a semiconductor device using a wiring pattern image on a front surface of the semiconductor device, the method comprising: Irradiating light including infrared light having a wavelength in the range of 1.3 to 6 μm from the back surface, and transmitting the light through the Si substrate of the semiconductor device, reflecting the metal wiring of the semiconductor device, and again returning the back surface of the semiconductor device. Detecting light including the irradiated infrared light that appeared on the side, and obtaining a wiring pattern viewed from the back surface of the semiconductor device as a back wiring pattern image viewed from the back surface based on the detected light; A step of mirror-inverting the backside wiring pattern image viewed from the backside of the semiconductor device to obtain a backside wiring pattern image viewed from the front side of the semiconductor device, and from the front side of the semiconductor device. The back side wiring pattern image is superimposed on the front side wiring pattern image of the semiconductor device represented by any of the optical microscope, the laser microscope or the secondary particle image, and the And projecting and observing the semiconductor device using the front surface wiring pattern image on which the back surface wiring pattern image is projected.

【0015】従ってこの発明によれば、半導体装置の裏
面から波長1.3〜6μmの赤外光を含む光を照射し、
照射された前述の光がSi基板を透過した後、金属配線
に反射し、再び半導体装置の裏面側にあらわれた光を検
出し、画像処理することによって得られた配線パターン
像を、半導体装置のおもて面から観測した配線パターン
像に重ね合わせ、おもて面画像上に下層の配線パターン
を映し出すことによって、上層配線に覆い隠れた下層の
素子や配線の位置を上層配線が表されている像の上から
正確に認識することができる。
Therefore, according to the present invention, light including infrared light having a wavelength of 1.3 to 6 μm is irradiated from the back surface of the semiconductor device.
After the irradiated light passes through the Si substrate, the reflected light is reflected on the metal wiring, and the light that has appeared again on the back surface side of the semiconductor device is detected. By overlaying the wiring pattern image observed from the front surface and projecting the lower wiring pattern on the front image, the upper layer wiring shows the position of the lower element and wiring covered by the upper wiring. It can be accurately recognized from the image that exists.

【0016】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、前記半導体装置のおもて面側から見た裏面
配線パターン像を、前記光学顕微鏡、レーザ顕微鏡又は
二次粒子像のいずれかにより表される半導体装置のおも
て面配線パターン像に重ね合わせ、該おもて面配線パタ
ーン像上に前記裏面配線パターン像を映し出す工程は、
前記おもて面配線パターン像と、前記おもて面側から見
た裏面配線パターン像とに共通して現れている像の一部
を目安にして重ね合わせる工程を有することを特徴とす
る。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the backside wiring pattern image viewed from the front surface side of the semiconductor device is selected from the group consisting of the optical microscope, the laser microscope, and the secondary particle image. Superimposing on the front surface wiring pattern image of the semiconductor device represented by, and projecting the back surface wiring pattern image on the front surface wiring pattern image,
The method further comprises a step of superimposing a part of an image commonly appearing on the front surface wiring pattern image and the back surface wiring pattern image viewed from the front side as a guide.

【0017】従ってこの発明によれば、前記おもて面配
線パターン像と、前記おもて面から見た裏面配線パター
ン像とに共通して現れている像の一部を目安にして重ね
合わせているので、おもて面配線パターン像上に映し出
された裏面配線パターン像の位置のずれが少なく正確な
位置決めを行うことができる。また、重ね合わせの位置
がずれたとしても共通パターンを目安に位置のズレを容
易に修正することができる。
Therefore, according to the present invention, the front surface wiring pattern image and the back surface wiring pattern image viewed from the front surface are partially superimposed on each other as a guide. Therefore, the position of the back wiring pattern image projected on the front wiring pattern image is less likely to shift, and accurate positioning can be performed. Further, even if the overlapping position is shifted, the positional deviation can be easily corrected using the common pattern as a guide.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明に係る
半導体装置の位置決め方法の第1の実施形態を説明す
る。図1の(a)は、半導体装置をおもて面側から見た
場合の二次粒子像である。ただし通常は像化されること
のない、下層の配線1AL、2ALも説明を簡単にする
ため示されている(点線で描かれた部分)。図1の
(b)は、図1の(a)のa−b間を切断した場合の断
面図である。以下これらの図に示されるように、半導体
装置は4層の配線層を有しているとし、半導体装置の最
上層にある配線を4AL、この4ALの1つ下の層の配
線を3AL、さらに1つ下の層の配線を2AL、そして
最下層の配線を1ALと呼ぶことにする。また、特に配
線を指定することなく半導体装置の最上層を4AL層、
この4AL層の1つ下の層を3AL層と呼び、以下同じ
ように層を指定するためにも用いる。また、最下層の配
線1ALの下には、シリコンSiを有する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of a semiconductor device positioning method according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1A is a secondary particle image when the semiconductor device is viewed from the front side. However, the wirings 1AL and 2AL in the lower layer, which are not normally imaged, are also shown for simplicity of description (portions drawn by dotted lines). FIG. 1B is a cross-sectional view taken along a line a-b in FIG. Hereinafter, as shown in these figures, it is assumed that the semiconductor device has four wiring layers, the wiring at the uppermost layer of the semiconductor device is 4AL, the wiring one layer below this 4AL is 3AL, and The wiring in the lower layer is called 2AL, and the wiring in the lowermost layer is called 1AL. Also, the top layer of the semiconductor device can be set to the 4AL layer without specifying the wiring.
A layer immediately below this 4AL layer is called a 3AL layer, and is used to designate a layer in the same manner. In addition, silicon Si is provided under the lowermost wiring 1AL.

【0019】図2の(a)は、半導体装置の裏面側から
赤外光を照射し、配線に反射されて再び半導体装置の裏
面側に現れた光に基づいて得た像、つまり半導体装置の
裏面側から見た場合の赤外光像を示す図である。図2の
(b)に示す像1bは、図2の(a)において太破線で
囲われた部分1aを鏡面反転し、さらに所定の倍率で拡
大した像である。
FIG. 2A shows an image obtained by irradiating infrared light from the back side of the semiconductor device and reflecting it on the wiring and reappearing on the back side of the semiconductor device, that is, an image of the semiconductor device. It is a figure which shows the infrared light image when it sees from a back surface side. The image 1b shown in FIG. 2B is an image obtained by mirror-inverting the portion 1a surrounded by the thick broken line in FIG. 2A and further enlarging it at a predetermined magnification.

【0020】図3の(a)は、半導体装置のおもて面側
から見た図2の(a)と同じ箇所の二次粒子像である。
図3の(b)に示す像2bは、図3の(a)において太
破線で囲われた部分2aを拡大した像である。
FIG. 3A is a secondary particle image of the same portion as FIG. 2A viewed from the front side of the semiconductor device.
An image 2b shown in FIG. 3B is an enlarged image of a portion 2a surrounded by a thick broken line in FIG.

【0021】図4は上述の図2の(b)に示される像1
b及び図3の(b)に示される像2bを重ね合わせる工
程を示す図であり、図5は、図4に示す重ね合わせの工
程が完了し、赤外光像と二次粒子像とが重なり合った状
態を示す図である。
FIG. 4 shows the image 1 shown in FIG.
FIG. 5B is a view showing a step of superimposing the image 2b shown in FIG. 3B and FIG. 3B, and FIG. 5 shows the completion of the superposition step shown in FIG. It is a figure showing the state where it overlapped.

【0022】以下、本発明に係る半導体装置の位置決め
方法の第1の実施形態について上述の図を用いてさらに
詳細に説明する。
Hereinafter, a first embodiment of the method for positioning a semiconductor device according to the present invention will be described in more detail with reference to the above-described drawings.

【0023】図1の(a)は、最上層の配線パターンで
ある4ALとその1層下の配線パターンである3ALの
下部に2ALと1ALとが配置されている箇所の上面図
であり、おもて面側から見た場合2ALと1ALとが、
4ALと3ALとに覆い隠されていることを表してい
る。そして、この図1の(a)のa−b間の断面図であ
る図1の(b)では、4つの配線層にそれぞれ配線が配
置されていることが表されている。
FIG. 1A is a top view of a portion where 2AL and 1AL are arranged below 4AL which is the uppermost wiring pattern and 3AL which is a wiring pattern under the uppermost layer. When viewed from the front side, 2AL and 1AL are
4AL and 3AL indicate that they are obscured. FIG. 1B, which is a cross-sectional view taken along a line a-b in FIG. 1A, shows that wirings are arranged in four wiring layers.

【0024】図2の(a)は、半導体装置の裏面から赤
外線を照射することによって得られた配線パターン図で
あり、4AL、3AL層の配線パターンだけでなく、下
層にある2AL、1ALも画像に表れている。この画像
は、半導体装置の裏面から波長1.3〜6μmの赤外光
を含む光を照射し、照射された前述の光がSi基板を透
過した後、金属配線に反射し、再び半導体装置の裏面側
にあらわれた光を検出し、画像処理することによって得
られたものであり、従って、半導体装置のおもて面方向
から見た図とは鏡面反転された図となっている。
FIG. 2A is a wiring pattern diagram obtained by irradiating infrared rays from the back surface of the semiconductor device. Not only the wiring patterns of the 4AL and 3AL layers but also the underlying 2AL and 1AL images are shown. It appears in. This image is obtained by irradiating light including infrared light having a wavelength of 1.3 to 6 μm from the back surface of the semiconductor device, transmitting the above-mentioned light through the Si substrate, reflecting the light on the metal wiring, and again irradiating the semiconductor device. This is obtained by detecting light appearing on the back surface side and performing image processing, and is therefore a mirror-inverted view from the front view of the semiconductor device.

【0025】そこでまず、図2の(b)のように、図2
の(a)の太破線で囲まれた部分1aを画像処理によっ
て拡大し、鏡面反転させる。この拡大画像1bには、後
に説明する、図3の(b)の二次粒子像においても認識
できる4AL層と3AL層との配線パターンが、それぞ
れ4AL1、3AL1として表示されている。この鏡面
反転は、配線パターン方向が半導体装置のおもて面から
見た方向と同じにするために実行される。
Therefore, first, as shown in FIG.
The portion 1a surrounded by the thick broken line in (a) is enlarged by image processing and mirror-inverted. In the enlarged image 1b, wiring patterns of the 4AL layer and the 3AL layer that can be recognized even in the secondary particle image of FIG. 3B described later are displayed as 4AL1 and 3AL1, respectively. This mirror surface inversion is performed so that the wiring pattern direction is the same as the direction viewed from the front surface of the semiconductor device.

【0026】図3の(a)は、半導体装置のおもて面か
ら見た、図2の(a)と同じ箇所の、二次粒子像による
配線パターン図である。この図は図2の(a)とは異な
り、下層にある1ALや2ALは、4AL2と3AL2
とに隠されていてこの画像上には現れていない。この図
3の(a)のようなおもて面画像を用いて、4AL2と
3AL2とに隠された2ALと1ALとに対し配線修正
加工等を行う場合、最上層である4AL2の上から2A
Lと1ALの位置を知る必要がある。
FIG. 3A is a wiring pattern diagram of a secondary particle image at the same position as FIG. 2A as viewed from the front surface of the semiconductor device. This figure is different from FIG. 2 (a), where 1AL and 2AL in the lower layer are 4AL2 and 3AL2
And is not visible on this image. When wiring correction processing or the like is performed on 2AL and 1AL hidden by 4AL2 and 3AL2 using the front surface image as shown in FIG. 3A, 2A from the top of 4AL2 as the uppermost layer.
It is necessary to know the positions of L and 1AL.

【0027】そのため、図3の(b)のように、まず図
3の(a)中の、図2の(a)の太破線で囲まれた部分
1aと同じ箇所2aを画像処理によって拡大し、図2の
(b)と同じ倍率で拡大した像2bを得る。
For this reason, as shown in FIG. 3B, first, in FIG. 3A, the same portion 2a as the portion 1a surrounded by the thick broken line in FIG. 2A is enlarged by image processing. An image 2b enlarged at the same magnification as that of FIG.

【0028】そして、図4に示すように、図2の(b)
に示される像1bと図3の(b)に示される像2bとを
重ね合わせ、像2b上に図2の(b)に示される像1b
の配線パターン図を映し出す。重ね合わせる際には、像
1b及び像2bに共通に現れているパターンである4A
L1と3AL1の配線パターンとを目安にして、これら
目安にしたパターン4AL1と3AL1とを重ね合わせ
る。従って、図2の(b)に表示されたその他の各配線
の位置は、図3の(b)の配線の位置と一致する。
Then, as shown in FIG. 4, (b) of FIG.
The image 1b shown in FIG. 2B is superimposed on the image 1b shown in FIG. 3B and the image 2b shown in FIG.
Project the wiring pattern diagram. At the time of superposition, 4A which is a pattern commonly appearing in the image 1b and the image 2b
Using the L1 and 3AL1 wiring patterns as a guide, the reference patterns 4AL1 and 3AL1 are overlapped. Therefore, the positions of the other wirings shown in FIG. 2B correspond to the positions of the wirings in FIG.

【0029】この結果、図5に示すように、図3の
(b)の二次粒子像上では現れない2ALと1ALの位
置を、重ね合わされた図2の(b)の赤外光像1bによ
って認識することができ、4AL2と3AL2に隠され
た2ALと1ALに対する加工位置の正確な決定が可能
となる。なお、この第1の実施形態で示した半導体装置
の位置決め方法は、光学画像を用いて配線修正を行うレ
ーザ加工にも適用でき、同様な効果が得られる。すなわ
ち、図3の(a)を半導体装置のおもて面側から見た光
学画像とし、図3の(b)では、光学画像が画像処理に
よって拡大され、図4、図5では、半導体装置の裏面か
ら得られた赤外光像とおもて面側から観測された光学画
像が重ね合わされる。
As a result, as shown in FIG. 5, the positions of 2AL and 1AL that do not appear on the secondary particle image of FIG. 3B are superimposed on the infrared light image 1b of FIG. 2B. This allows accurate determination of the processing position for 2AL and 1AL hidden by 4AL2 and 3AL2. Note that the method for positioning a semiconductor device described in the first embodiment can be applied to laser processing for correcting wiring using an optical image, and similar effects can be obtained. That is, FIG. 3A is an optical image viewed from the front side of the semiconductor device, FIG. 3B is an enlarged optical image by image processing, and FIGS. And an optical image observed from the front side is superimposed on the infrared light image obtained from the back side.

【0030】次に本発明に係る半導体装置の位置決め方
法の第2の実施形態について図面を参照して説明する。
図6は、半導体装置のおもて面側からみた場合、本来な
らば4AL3及び3AL3に覆われてしまう1AL1と
2AL1とを半導体装置の裏面から得た赤外光像を前述
の方法により重ね合わせてそのおもて面に現れるように
した二次粒子像である。
Next, a second embodiment of the method for positioning a semiconductor device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 6 shows an infrared image obtained from the back surface of the semiconductor device by superimposing the infrared light images of 1AL1 and 2AL1, which are originally covered by 4AL3 and 3AL3 when viewed from the front surface side of the semiconductor device, by the above-described method. This is a secondary particle image that appears on the front surface of the lever.

【0031】この第2の実施形態は、修理、加工箇所が
図7の(b)に示されるように、位置合わせの目安とな
る上層の配線パターンが加工倍率の画面にはあらわれな
い場合の位置決め方法である。
In the second embodiment, as shown in FIG. 7 (b), the repair and processing location is determined when the upper wiring pattern serving as a guide for positioning does not appear on the processing magnification screen. Is the way.

【0032】まず、図6では、4AL4と3AL4の配
線パターンを目安にして、赤外光像が二次粒子像に重ね
合わされているため、1AL1の位置が認識できる。次
に、この加工対象の1AL1が重ね合わせ画面の中心に
来るように、つまり図6の矢印方向に移動させて、画像
位置を調整する。
First, in FIG. 6, since the infrared light image is superimposed on the secondary particle image using the wiring patterns of 4AL4 and 3AL4 as a guide, the position of 1AL1 can be recognized. Next, the image position is adjusted by moving the 1AL1 to be processed to the center of the superimposed screen, that is, moving it in the direction of the arrow in FIG.

【0033】次に、図7の(a)のように、加工対象の
1AL1を重ね合わせ画像の中心に移動した後、加工対
象を含む領域(太破線で囲まれた部分)3aを、図7の
(b)に示すように、重ね合わせ画像を加工倍率に拡大
する。このとき、加工画像である二次粒子像と、二次粒
子像に重ね合わされた赤外光像は、画面の中心点を中心
にして、重ね合わされたまま拡大される。所望の加工倍
率にしたら、赤外光像によって表された1AL1の加工
箇所25にイオンビーム26を照射し、エッチング加工
を行う。なお、イオンビーム26によるエッチング加工
では、イオンビームの不安定、被加工サンプルのチャー
ジアップ等の理由により、ビームの照射位置にズレが生
じることがあり、このような位置ズレが生じた場合には
早期に補正する必要がある。
Next, as shown in FIG. 7A, after the 1AL1 to be processed is moved to the center of the superimposed image, an area 3a including the processing object (portion surrounded by a thick broken line) is moved to the position shown in FIG. (B), the superimposed image is enlarged to the processing magnification. At this time, the secondary particle image as the processed image and the infrared light image superimposed on the secondary particle image are enlarged while being superimposed on the center point of the screen. When the processing magnification is set to a desired value, the ion beam 26 is irradiated to the processing area 25 of 1AL1 represented by the infrared light image to perform the etching processing. In the etching process using the ion beam 26, the irradiation position of the beam may be shifted due to instability of the ion beam, charge-up of a sample to be processed, or the like. It needs to be corrected early.

【0034】従って、図7の(b)に示される画面を監
視しながらエッチング加工を行う際には、上述の位置ズ
レの補正のため、その加工を所定の時間毎に中断し、中
断毎に低倍率の二次粒子像と赤外光像を観測し、図8に
示すような重ね合わせ像を得て、実際の1AL1の位置
と加工箇所25の重なり具合を観察し、両者の間に位置
ズレが生じていたら補正する。
Therefore, when performing the etching process while monitoring the screen shown in FIG. 7B, the process is interrupted at predetermined time intervals to correct the above-mentioned positional deviation, and the process is interrupted at every interruption. Observing the secondary particle image and the infrared light image at low magnification, obtaining a superimposed image as shown in FIG. 8, observing the actual 1AL1 position and the degree of overlap between the processing locations 25, and determining the position between the two. Correct any deviation.

【0035】図8は、位置合わせの目安となる4AL4
と3AL4とが画面上にあらわれる程度の低倍率にした
二次粒子像と赤外光像とを重ね合わせた図である。この
図では、目安としての4AL4と3AL4とによって、
二次粒子像と赤外光像との重なり具合を確認することが
できる。さらに、図7の(b)においてイオンビーム2
6が照射された加工箇所25では、エッチングによって
穴が掘られており、その穴は、図8の二次粒子像にも加
工箇所25として現れる。このエッチングによって開け
られた穴と赤外光像によってあらわされた1AL1の位
置を比較し、両者の一致確認を行う。一致の確認ができ
たら、図7の(b)に戻り、エッチング加工を再開す
る。位置ズレが生じていた場合には、位置の補正を行っ
た後、図7の(b)に戻り、エッチング加工を再開す
る。
FIG. 8 shows 4AL4 which is a guide for positioning.
FIG. 7 is a diagram in which a secondary particle image and an infrared light image at such a low magnification that 3AL4 and 3AL4 appear on the screen are superimposed. In this figure, by using 4AL4 and 3AL4 as a guide,
The degree of overlap between the secondary particle image and the infrared light image can be confirmed. Further, in FIG.
At the processing location 25 irradiated with 6, a hole is dug by etching, and the hole appears as the processing location 25 in the secondary particle image of FIG. The hole formed by this etching is compared with the position of 1AL1 represented by the infrared light image, and the coincidence between the two is confirmed. When the agreement is confirmed, the process returns to FIG. 7B, and the etching process is restarted. If the position shift has occurred, after the position is corrected, the process returns to FIG. 7B and the etching process is restarted.

【0036】従って、この実施形態によれば、加工を行
っている際であっても、その加工位置の正確な確認がで
きるので、半導体装置の修理、点検をさらに正確かつ効
率良く行うことができる。
Therefore, according to this embodiment, even during the processing, the processing position can be confirmed accurately, so that the repair and inspection of the semiconductor device can be performed more accurately and efficiently. .

【0037】[0037]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、多層配線化された半導体装置において、配線
パターンが形成されているおもて面側からの観察では上
層配線によって覆い隠されてしまう下層の配線パターン
の位置を正確に決定することが可能となり、多層配線化
の進展によって、ますます困難となってきた故障解析の
短TATに大きく寄与することができる半導体装置の位
置決め方法を提供することができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, in a semiconductor device having a multi-layered wiring structure, when viewed from the front surface side where the wiring pattern is formed, the semiconductor device is covered by the upper layer wiring. A method of positioning a semiconductor device, which can accurately determine the position of a lower wiring pattern to be performed and can greatly contribute to a short TAT for failure analysis, which has become increasingly difficult due to the progress of multilayer wiring. Can be provided.

【0038】さらに、半導体装置のおもて面側から得ら
れた像と、裏面側から得られた像とに共通するパターン
を目安として両像の位置の一致確認を行うことによりさ
らに正確に半導体装置の位置決めを行うことができる半
導体装置の位置決め方法を提供することができる。
Further, the position of both images can be confirmed more accurately by using a pattern common to the image obtained from the front side of the semiconductor device and the image obtained from the back side as a guide. A method for positioning a semiconductor device capable of positioning the device can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】半導体装置の構造を示す図であり、(a)は半
導体装置のおもて面側から見た二次粒子像を示す図であ
り、(b)は(a)に示す半導体装置の断面図である。
1A and 1B are diagrams illustrating a structure of a semiconductor device, wherein FIG. 1A is a diagram illustrating a secondary particle image viewed from a front surface side of the semiconductor device, and FIG. 1B is a diagram illustrating a semiconductor device illustrated in FIG. FIG.

【図2】半導体装置の構造を示す図であり、(a)は半
導体装置の裏面側から見た赤外光像を示す図であり、
(b)は(a)に示す赤外光像を、鏡面反転及び拡大し
た像を示す図である。
2A and 2B are diagrams illustrating a structure of a semiconductor device, and FIG. 2A is a diagram illustrating an infrared light image viewed from a back surface side of the semiconductor device;
(B) is a diagram showing an image obtained by mirror-inverting and enlarging the infrared light image shown in (a).

【図3】半導体装置の構造を示す図であり、(a)は図
2の(a)に示す箇所と同じ箇所をおもて面側から見た
二次粒子像を示す図であり、(b)は(a)に示す二次
粒子像を拡大した像を示す図である。
3A and 3B are diagrams illustrating a structure of a semiconductor device, in which FIG. 3A is a diagram illustrating a secondary particle image of the same portion as that illustrated in FIG. (b) is a view showing an enlarged image of the secondary particle image shown in (a).

【図4】図2の(b)に示す像と図3の(b)に示す像
とを重ね合わせる工程を示す図である。
FIG. 4 is a view showing a process of superimposing the image shown in FIG. 2B and the image shown in FIG. 3B.

【図5】図4に示す重ね合わせの工程が完了した状態の
像を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an image in a state where a superposition process shown in FIG. 4 is completed.

【図6】赤外光像と二次粒子像とを重ね合わせた状態の
像を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an image in a state where an infrared light image and a secondary particle image are superimposed.

【図7】半導体装置の構造を示す図であり、(a)は図
6に示す像を平行移動した状態の像を示す図であり、
(b)は(a)に示される像を拡大して、半導体装置に
加工を行う際の工程を示す図である。
7A and 7B are diagrams illustrating a structure of the semiconductor device, and FIG. 7A is a diagram illustrating an image obtained by translating the image illustrated in FIG. 6;
FIG. 2B is a view illustrating a process when processing the semiconductor device by enlarging the image illustrated in FIG.

【図8】位置ズレの補正を行う際に確認する像を示す図
である。
FIG. 8 is a diagram showing an image to be confirmed when correcting positional deviation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

4AL、4AL1、4AL2、4AL3、4AL4 半
導体装置の最上層の配線パターン 3AL、3AL1、3AL2、3AL3、3AL4 半
導体装置の最上層から1層下の層の配線パターン 2AL、2AL1 半導体装置の最上層から2層下の層
の配線パターン 1AL、1AL1 半導体装置の最上層から3層下の層
の配線パターン 25 加工箇所 26 イオンビーム
4AL, 4AL1, 4AL2, 4AL3, 4AL4 Wiring pattern of the uppermost layer of the semiconductor device 3AL, 3AL1, 3AL2, 3AL3, 3AL4 Wiring pattern of the layer one layer below the uppermost layer of the semiconductor device 2AL, 2AL1 2 from the uppermost layer of the semiconductor device Wiring pattern of lower layer 1AL, 1AL1 Wiring pattern of lower three layers from the uppermost layer of semiconductor device 25 Processing location 26 Ion beam

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 光学顕微鏡像、レーザ顕微鏡像又は二次
粒子像のいずれかにより表される半導体装置のおもて面
の配線パターン像を用いて半導体装置の位置決めを行う
半導体装置の位置決め方法において、 前記半導体装置の裏面から波長1.3〜6μmの範囲に
ある赤外光を含む光を照射する工程と、 前記半導体装置のSi基板を透過した後、該半導体装置
の金属配線に反射し、再び半導体装置の裏面側に現れた
前記照射された赤外光を含む光を検出する工程と、 前記検出した光に基づき半導体装置の裏面から見た配線
パターンを裏面から見た裏面配線パターン像として得る
工程と、 前記半導体装置の裏面から見た裏面配線パターン像を鏡
面反転し、半導体装置のおもて面側から見た裏面配線パ
ターン像として得る工程と、 前記半導体装置のおもて面側から見た裏面配線パターン
像を、前記光学顕微鏡、レーザ顕微鏡又は二次粒子像の
いずれかにより表される半導体装置のおもて面配線パタ
ーン像に重ね合わせ、該おもて面配線パターン像上に前
記裏面配線パターン像を映し出す工程とを有し、 該裏面配線パターン像が映し出されたおもて面配線パタ
ーン像を用いて、半導体装置の加工、観察を行うことを
特徴とする半導体装置の位置決め方法。
1. A semiconductor device positioning method for positioning a semiconductor device by using a wiring pattern image on a front surface of the semiconductor device, which is represented by an optical microscope image, a laser microscope image, or a secondary particle image. Irradiating light including infrared light having a wavelength in the range of 1.3 to 6 μm from the back surface of the semiconductor device; and transmitting the light through the Si substrate of the semiconductor device, and reflecting the light on the metal wiring of the semiconductor device; Detecting the light including the irradiated infrared light again appearing on the back surface side of the semiconductor device; and forming the wiring pattern viewed from the back surface of the semiconductor device based on the detected light as a back wiring pattern image viewed from the back surface. Obtaining the back surface wiring pattern image as viewed from the back surface of the semiconductor device, and obtaining a back surface wiring pattern image as viewed from the front surface side of the semiconductor device, The back side wiring pattern image viewed from the front side is superimposed on the front side wiring pattern image of the semiconductor device represented by any one of the optical microscope, the laser microscope, and the secondary particle image. Projecting the backside wiring pattern image on the surface wiring pattern image, and processing and observing the semiconductor device using the front surface wiring pattern image on which the backside wiring pattern image is projected. Semiconductor device positioning method.
【請求項2】 前記半導体装置のおもて面側から見た裏
面配線パターン像を、前記光学顕微鏡、レーザ顕微鏡又
は二次粒子像のいずれかにより表される半導体装置のお
もて面配線パターン像に重ね合わせ、該おもて面配線パ
ターン像上に前記裏面配線パターン像を映し出す工程
は、 前記おもて面配線パターン像と、前記おもて面側から見
た裏面配線パターン像とに共通して現れている像の一部
を目安にして重ね合わせる工程を有することを特徴とす
る請求項1記載の半導体装置の位置決め方法。
2. A front surface wiring pattern of a semiconductor device, wherein a back surface wiring pattern image viewed from the front surface side of the semiconductor device is represented by any one of the optical microscope, the laser microscope, and the secondary particle image. Superimposing on the image, projecting the back wiring pattern image on the front wiring pattern image, the front wiring pattern image and the back wiring pattern image viewed from the front side 2. The method according to claim 1, further comprising the step of superimposing a part of the image which appears in common as a guide.
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