JP4279412B2

JP4279412B2 - 半導体デバイス検査装置

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Publication number: JP4279412B2
Application number: JP19333599A
Authority: JP
Inventors: 茂久小栗; 浩敏寺田
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 1999-07-07
Filing date: 1999-07-07
Publication date: 2009-06-17
Anticipated expiration: 2019-07-07
Also published as: JP2001024040A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体デバイスの異常発生解析や信頼性評価などに供される半導体デバイス検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＶＬＳＩなどの半導体デバイスの高集積化に伴い、半導体チップに形成されている内部回路などの異常解析や信頼性評価を行うことが益々困難となってきている。
【０００３】
このような現状において、半導体デバイスから発生する極めて微弱な光（以下、極微弱光という）を検出することにより異常箇所を突き止める解析技術が注目され、この解析技術を適用した半導体デバイス検査装置にエミッション顕微鏡を取り入れた技術が知られている。
【０００４】
エミッション顕微鏡は、半導体デバイス内部の異常箇所に電界が集中したときに生じるホットキャリアに起因する極微弱光や、ラッチアップなどに起因する赤外域の極微弱光を高感度で撮像する顕微鏡である。このエミッション顕微鏡を半導体デバイス検査システムに適用した技術は、特開平７−１９０９４６号公報に掲載されている。
【０００５】
図９は、特開平７−１９０９４６号公報掲載されている半導体デバイス検査システムを示しており、観測部Ａ、制御部Ｂおよび解析部Ｃで構成されている。観測部Ａ内部には基板Ｓがデバイス形成面を下向きにして、つまり基板Ｓ裏面を上向きにして配置されており、その上部にエミッション顕微鏡４が配置されている。そして、制御部Ｂの制御により半導体チップにおける多層配線などの遮蔽物が形成されていない裏面側を赤外光照射部４５にて照明しつつ、その反射光像を冷却ＣＣＤカメラ４２でエミッション顕微鏡４を通して撮像する。更に、無照明下で半導体デバイスＳから生じる極微弱光の発光像をエミッション顕微鏡４４を通して冷却ＣＣＤカメラ４２で撮像し、これらの反射光像の左右反転画像と発光像の左右反転画像とを重畳加算することによって、基板Ｓの表面側から撮像したのと等価な観測画像を得るようにしている。つまり、同一の撮像部によって半導体デバイス内部の回路構造を撮像し、同一の撮像部によって基板Ｓからの発光を撮像している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
近年は半導体デバイスのメタル配線の多層化、フリップチップ、ＣＳＰ化およびＬＯＣ化等あらたなデバイス構造化が進み、更なる半導体デバイスの大規模、大集積化に伴い、回路の複雑さや集積度が増してきた。そのため、従来の半導体デバイス検査システムでは、基板に形成された半導体デバイスの回路を鮮明に撮像することが困難となってきており、高解像度で半導体デバイスを撮像したいという要求が高まってきている。
【０００７】
しかし、従来の半導体デバイス検査システムでは、基板に赤外光を照射しその反射光を冷却ＣＣＤなどの撮像デバイスを用いて撮像することにより半導体デバイス像を得ていたため、冷却ＣＣＤの画素数に分解能が制限され、不鮮明な回路像しか得ることができなかった。
【０００８】
そこで本発明は、従来の半導体デバイス検査システムを更に改良することを目的とし、特に、基板内部に形成されている半導体デバイスを鮮明に撮像することが可能な半導体デバイス検査装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明に係る半導体デバイス検査装置は、基板に設けられた半導体デバイスからの発光を検出し評価を行う半導体デバイス検査装置であって、基板の裏面より前記半導体デバイス像を撮像するための第一の撮像部と、基板からの発光を撮像するための第二の撮像部と、第一の撮像部によって撮像された第一の画像の画素データと、第二の撮像部によって撮像された第二の画像の画素データとを、それぞれ標準画素データに変換し、画像上の位置を一致させて重畳加算するための加算部と、加算部から出力される重量加算データに基づいて、表示部に再生画像を表示させる重畳表示制御手段とを備え、第一の撮像部は、ＸＹスキャナによって赤外レーザ光をＸ−Ｙ走査させて、半導体デバイス像を撮像するＬＳＭユニットを含み、第二の撮像部は、基板からの発光を受光面に結像させて、基板の発光像を撮像する撮像デバイスを含み、加算部は、半導体デバイス像を撮像した第一の画像の画素データを、対応する変換関数によって第一標準画素データに変換し、発光像を撮像した第二の画像の画素データを、対応する変換関数によって第二標準画素データに変換するとともに、画像上の位置が一致された第一標準画素データ及び第二標準画素データを画素単位で重畳加算することを特徴とする。
【００１０】
この様に、基板の裏面より半導体デバイスの回路像を撮像するための第一の撮像部と、基板からの発光を撮像するための第二の撮像部とをそれぞれ撮像対象物に適した撮像部を別々に設け、特に、第一の撮像部に分解能のよい顕微鏡を使用することによって、従来よりも鮮明な半導体デバイス像を撮像することが可能となる。
【００１１】
また、本発明に係る半導体デバイス検査装置は、第一の撮像部がコンフォーカルレーザ顕微鏡を含むことを特徴としてもよい。この様に、コンフォーカルレーザ顕微鏡を用いると、共焦点光学系を用いた光学軸方向の分解能を高めることができるので、焦点から外れた層の配線のボケが重畳することなく鮮明な像を得ることができる。また、平面分解能が共焦点開口の大きさに依存して決定されるので、光軸方向に垂直な平面方向に関しても、高い分解能を得ることができる。故に、コンフォーカルレーザ顕微鏡を用いることによって、高解像度の画像を得ることができる。
【００１２】
また、本発明に係る半導体デバイス検査装置は、第一の撮像部および第二の撮像部を倒立型または落射型として用いることを特徴としてもよい。このため、半導体デバイス検査装置の構造に応じて、それぞれの撮像部を倒立型または落射型として用いることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１４】
図１は本発明に係る実施形態の構成図を示している。これは、落射型の撮像部を用いた実施形態である。この半導体デバイス検査装置は、暗箱１を有する観測部Ａと、観測部Ａ内に設置された冷却ＣＣＤカメラ７およびその他の構成要素を制御するための制御部Ｂと、冷却ＣＣＤカメラ７およびＬＳＭ（Laser Scanning Microscope：ＬＳＭ）ユニット１１から出力される画像信号が上記の制御部Ｂを介して入力され、所定の画像処理を行う画像処理部Ｃとを具備している。
【００１５】
外部からの光の入射を遮断する暗箱１内には、測定対象である半導体デバイスが形成された面を下向きにした基板Ｓを載せて、ＸＹＺ座標方向へ移動させることにより基板Ｓを位置決めする電動ＸＹＺステージ３と、電動ＸＹＺステージ３に対向配置されると共に基板Ｓからの像を所定倍率で拡大などする撮像光学系４と、撮像光学系４を通過した光を分離する光学系５と、光学系５を透過した光を肉眼で観察する接眼レンズ６と、光学系５を透過した基板Ｓからの発光を撮像する冷却ＣＣＤカメラ７と、光学系５、光学系８および光学系９を介して基板Ｓに赤外光を照射する赤外光照射用ファイバ１０と、光学系５、光学系８および光学系９を介して基板Ｓに形成された半導体デバイス像を撮像するＬＳＭユニット１１と、電動ＸＹＺステージ３を駆動制御するＸＹＺ駆動部２と、基板Ｓに電気信号を印加するテストフィクチャ１３とを備えており、暗箱１外部に設けられたバイアス印加制御部１２ａが、コネクタパネル１２を介してテストフィクチャ１３への制御信号の供給を行っている。
【００１６】
観測部Ａの詳細な構成を図２を用いて説明する。撮像光学系４は、半導体デバイスが形成された面を下に向けて配置された基板Ｓからの像を所定の倍率で拡大することができる対物レンズ系４ａと、この対物レンズ系４ａで拡大した像を冷却ＣＣＤカメラ７内部の受光面（図示せず）に結像させるための結像レンズ５ａと、対物レンズ系４ａと結像レンズ５ａの間に介在されたビームスプリッタ５ｂとを有している。
【００１７】
これら構成要素の作用を説明すると、基板Ｓにテストフィクチャ１３より電圧を印加した状態で、基板Ｓから発生する光は対物レンズ系４ａを透過し所定の倍率に拡大され、ビームスプリッタ５ｂを透過する。そして、その光を結像レンズ５ａによって冷却ＣＣＤカメラ７の受光面に結像させることにより、基板Ｓの発光画像を得ることができる。
【００１８】
また、観察部Ａは、赤外線を照射する赤外光照射用ファイバ１０と、赤外光照射用ファイバ１０より照射された赤外光を透過するビームスプリッタ９ｂと、ビームスプリッタ９ｂより透過した光を対物レンズ系４ａの出射瞳位置近傍に結像させ、基板Ｓをテレセントリックに照明するための瞳リレーレンズ９ａおよび８ａと、光路を折り曲げるミラー８ｂとを有する。
【００１９】
これら構成要素の作用を説明すると、瞳リレーレンズ８ａを透過した光はビームスプリッタ５ｂにより反射され、対物レンズ系４ａを通して基板Ｓに入射される。基板Ｓに入射した光は、基板Ｓに形成されている半導体デバイスに反射散乱され、対物レンズ系４ａに入射する。この光は、前述したように冷却ＣＣＤカメラ７に結像され、半導体デバイスの回路構造を撮像することが可能となる。
【００２０】
更に、観察部Ａは、赤外レーザ光を照射するレーザ導入ファイバ１１ａと、レーザ導入ファイバ１１ａから照射された赤外レーザ光を平行光にするコリメータ１１ｂと、コリメータ１１ｂにより平行光となった光を反射するビームスプリッタ１１ｃと、ビームスプリッタ１１ｃから反射された光をＸＹ方向に走査するＸＹスキャナ１１ｄと、走査された光を反射するビームスプリッタ９ｂとを有している。
【００２１】
これら構成要素の作用を説明すると、前述したように、ビームスプリッタ９ｂから反射された光は光学系８、５および４を通って基板Ｓに照射され、基板Ｓ内に入射する。入射光に対する基板Ｓからの反射散乱光は半導体デバイスの回路構造を反映している。そして、反射光は入射光と逆の経路を辿り、ビームスプリッタ１１ｃに到達し、ビームスプリッタ１１ｃを透過する。
【００２２】
観察部Ａは、更にビームスプリッタ１１ｃを透過した光を集光するコンデンサ１１ｅと、コンデンサ１１ｅによって集光された光を検出する検出用ファイバ１１ｆとを備えている。この検出用ファイバ１１ｆで検出された光は、基板Ｓに形成された半導体デバイスの回路像を反映した強度となっている。そのため、ＸＹスキャナ１１ｄによってレーザ導入ファイバ１１ａより導入された赤外レーザ光が基板Ｓ上をＸ−Ｙ走査することにより、基板Ｓ内部の半導体デバイス像を鮮明に撮像することができる。
【００２３】
以上のように、観察部Ａによって基板Ｓの発光像および内部に形成されている半導体デバイスの回路像を撮像することが可能となる。ただし、通常操作において半導体デバイスの回路像を撮像するのはＬＳＭユニット１１であり、赤外光照射用ファイバ１０を用いて冷却ＣＣＤカメラ７によって半導体デバイス像を撮像する方法は、後述する発光像と回路像の重畳加算方法を適用する際に用いられる。
【００２４】
ここで、本実施形態は一実施形態を示しており、本発明に係る実施形態はこれに限られるものではない。例えば、撮像部にコンフォーカル顕微鏡を用いてもよい。また、電圧印加手段としてテストフィクチャ１３ではなく、カンチレバーやＬＳＩテスタなどを用いてもよい。また、本実施形態ではでは撮像光学系を落射型として用いたが、倒立型として用いてもよい。この場合、暗箱１内には、半導体デバイスが形成された面を上向きにして基板Ｓを載置するガラスチャックを有した、基板Ｓの位置決めを行う電動ＸＹＺステージと、基板Ｓ上部から所定の電気信号を印加する電圧印加部とを備えている。さらに、電動ＸＹＺステージに対して電圧印加部の反対側に倒立型の撮像部が配置される。この場合、電圧印加は基板Ｓの上部から行われ、また、基板Ｓ内部の半導体デバイスおよび発光像の撮像は、電動ＸＹＺステージの下側からガラスチャックを介して行われる。ここで、ガラスチャックは、ＬＳＭユニット１１から照射される赤外レーザ光や基板Ｓ内部で発生する光に対して透明な部材でできているとする。
【００２５】
次に、図１および図３を用いて制御部Ｂについて説明する。図３のブロック図において、点線はマイクロプロセッサ３０ａからの制御信号を伝達する方向を示している。制御部Ｂは観測部Ａの光学系５および冷却ＣＣＤカメラ７並びにＬＳＭユニット１１およびテストフィクチャ１３を制御している。
【００２６】
詳細に述べると、ビームスプリッタ５ｂの角度および図示されない照明の光量は照明・ビームスプリッタ制御部２３によって制御されている。冷却ＣＣＤカメラ７の画像読み出しおよびデジタル信号への変換、並びにシャッタ駆動および撮像速度はカメラコントロールユニット２１に制御されている。ＬＳＭユニット１１の画像読み出しおよびデジタル信号への変換、並びにスキャン速度および赤外レーザ強度はＬＳＭコントロールユニット２２によって制御されている。テストフィクチャ１３の基板Ｓへの電気信号の印加はコネクタパネル１２を介してバイアス印加ユニット２４によって制御されている。だたし、これら制御部Ｂ内の制御装置は制御・画像処理部３０の構成要素であるマイクロプロセッサ３０ａとインターフェース回路３０ｈを介して入力制御されている。
【００２７】
解析部Ｃにおける画像処理方法を図１および図３とともに説明する。図３のブロック図において、実線の矢印が画素データの伝達方向を示している。解析部Ｃは、種々の演算機能を有するマイクロプロセッサ３０ａを内蔵する制御・画像処理部３０と、制御・画像処理部３０に付随して接続されるマウス入力装置３１、キーボード入力装置３２およびカラーモニタ３３とを備えている。ここで制御・画像処理部３０には制御部Ｂから転送されてくる画素データＤ_L，Ｄ_Cが入力される。
【００２８】
図３に示すように、制御・画像処理部３０は、制御部ＢのＬＳＭコントロールユニット２２およびカメラコントロールユニット２１より転送されてくる所定個数づつの画素データＤ_LおよびＤ_Cを１フレーム分の画素データを格納する画像メモリ３０ｂおよび３０ｃと、画像メモリ３０ｂから読み出されてくる画素データＤ_Lを変換関数Ｆ₁によって標準画素データに変換する画素位置変換テーブル３０ｄと、画素メモリ３０ｃから読み出されてくる画素データＤ_Cを変換関数Ｆ₂によって標準画素データに変換する画素位置変換テーブル３０ｅと、画素位置変換テーブル３０ｄまたは３０ｅから読み出されてくる画素データＦ₁（Ｄ_L）およびＦ₂（Ｄ_c）を画素単位で重畳加算してその画素データ（Ｆ₁（Ｄ_L）＋Ｆ₂（Ｄ_c））を出力する重畳加算部３０ｆと、重畳加算データ（Ｆ₁（Ｄ_L）＋Ｆ₂（Ｄ_c））をビデオ信号Ｖ_Dに変換する重畳表示制御部３０ｇとを有している。
【００２９】
ここで、別々の撮像系で撮像されたデータ、つまり冷却ＣＣＤカメラ１６で撮像された画素データＤ_cとＬＳＭユニット１１で撮像された画素データＤ_Lを重畳加算する方法について図４を参照して述べる。ここで、ＬＳＭユニット１１は、例えば１０２４ｘ１０２４の画素数を持ち、冷却ＣＣＤカメラ７は、例えば１０００ｘ１０１８の画素数を持つとする。また、ＬＳＭユニット１１と冷却ＣＣＤカメラ７では視野サイズおよび視野位置（オフセットおよび回転）が異なっている。
【００３０】
まず、図４（ａ）に示すような高精度に位置決めされたドットが格子状に形成されている高精度ドットチャートＤを用意する。ただし、高精度ドットチャートＤは赤外領域の波長の光を反射する部材で形成されているものとする。次に前述したように、ＬＳＭユニット１１および赤外光照射用ファイバ１０を使用した冷却ＣＣＤカメラ７で高精度ドットチャートＤをそれぞれ撮像する。図４（ｂ）はＬＳＭユニット１１で撮像した高精度ドットチャートＤの画像を示し、図４（ｃ）は冷却ＣＣＤカメラ７で撮像した高精度ドットチャートＤの画像を示している。それぞれの画像は、画素数、視野サイズおよび視野位置（オフセットおよび回転）が異なっているため、お互いのドットの位置がずれていたり、格子状であるはずのドット配列が歪んでいたりする。
【００３１】
次に、それぞれの画像の画素データＤ_LおよびＤ_Cを高精度に位置決めされた格子状のドット画像の画素データに変換するための変換関数Ｆ₁およびＦ₂を作成する。ＬＳＭユニット１１で撮像した画素データＤ_Lは変換関数Ｆ₁によって変換され、その画素データＦ₁（Ｄ_L）による画像は、図４（ｄ）に示すような高精度に位置決めされた格子状のドットの画像に変換される。同じように、冷却ＣＣＤカメラ７で撮像した画素データＤ_Cは変換関数Ｆ₂によって変換され、その画素データＦ₂（Ｄ_C）による画像は、図４（ｅ）に示すような高精度に位置決めされた格子状のドットの画像に変換される。この変換関数の作成は、使用する対物レンズごとに行われ、画素位置変換テーブル３０ｄおよび３０ｅに記憶させておく。また、必要に応じて変換関数Ｆ₁およびＦ₂の変更ができるようになっている。
【００３２】
この様に、ＬＳＭユニット１１および冷却ＣＣＤカメラ７によって撮像された画像は、変換関数Ｆ₁およびＦ₂によって標準画素データＦ₁（Ｄ_L）およびＦ₂（Ｄ_C）に変換されることになる。そして、標準画素データに変換された画素データＦ₁（Ｄ_L）およびＦ₂（Ｄ_C）が、重畳加算部３０ｆにより重畳加算されることにより、重畳加算画素データ（Ｆ₁（Ｄ_L）＋Ｆ₂（Ｄ_C））が作成される。
【００３３】
次に、図３に示すように、重畳加算画素データ（Ｆ₁（Ｄ_L）＋Ｆ₂（Ｄ_C））は、重畳表示制御部３０ｇに入力され、これに基づいてビデオ信号Ｖ_Dが作成される。Ｖ_Dはカラーモニタ３３に入力され、基板Ｓに形成されている半導体デバイスの回路構造の画像と基板Ｓからの発光像とが重畳加算された画像を、操作者がカラーモニタ３３で観察することができる。
【００３４】
更に、図３に示すように、マウス入力装置３１およびキーボード入力装置３２は、操作者が測定開始の指示や測定停止の指示、その他装置の動作を制御するための入力装置として機能する。
【００３５】
以上のように本実施形態では、二つの異なる撮像部によって基板Ｓ内部に形成されている半導体デバイスの撮像または基板Ｓからの発光像を撮像し、それぞれ撮像された画素データを標準画素データに変換し、スーパーインポーズすることができる。これにより、カラーモニタ３３上で基板Ｓに形成されている半導体デバイスのどの箇所で発光が生じているのか確認できる。なお、本実施形態は一実施形態を示しており、本発明に係る実施形態はこれに限られるものではない。
【００３６】
次に、かかる構成の半導体デバイス検査装置の作動を図５に示すフローチャートに基づいて説明する。ただし、あらかじめ対物レンズごとに画素データを標準画素データに変換する変換関数Ｆ₁およびＦ₂の作成が行われているものとする。
【００３７】
まず、同図中のステップ(a) において、観測者は、基板Ｓの半導体デバイスが形成されていない裏側を鏡面研磨し、その基板Ｓをその裏面側が対物レンズ系４ａに対向するようにしてテストフィクチャ１３に装着する。ここで、基板Ｓの裏面を鏡面研磨し基板Ｓを薄くするのは、裏面に照射された赤外光および基板Ｓで発生する光が基板Ｓ内部で吸収されるのを極力防ぐためである。
【００３８】
次に、ステップ(b) において、観測者はマウス入力装置３１若しくはキーボード入力装置３２を操作し、ＬＳＭユニット１１にて基板Ｓ内部に形成されている半導体デバイスの像の撮像を開始する。撮像された画像はカラーモニタ３３に逐次表示され、観測者がカラーモニタ３３に表示される画像を見ながら電動ＸＹＺステージ３をＸＹ方向に移動させることにより、半導体デバイスＳの観測すべき部分を特定することができる。また、電動ＸＹＺステージ３をＺ方向に高さ調節することによって、合焦状態を設定することができる。
【００３９】
次に、ステップ(c) において、マウス入力装置３１若しくはキーボード入力装置３２を操作し、基板Ｓに形成されている半導体デバイスへの電気信号の印加を指示すると、画像メモリ３０ｂがその指示直前までに記憶していた１フレーム画分の画素データＤ_Lを保持する。そして、テストフィクチャ１３が基板Ｓに所定の電気信号の印加を開始する。
【００４０】
次に、ステップ（ｄ）において、観測者はマウス入力装置３１若しくはキーボード入力装置３２を操作し、冷却ＣＣＤカメラ７による基板Ｓからの発光像の撮像開始を指示すると、暗箱１内の全ての光を消灯し、冷却ＣＣＤカメラ７によって基板Ｓの発光像の撮像を開始する。そして、その画像はカラーモニタ３３に逐次表示され、観測者はカラーモニタ３３に表示される画像を見ることができる。
【００４１】
次に、ステップ（ｅ）において、観測者はマウス入力装置３１若しくはキーボード入力装置３２を操作し、発光像の撮像の停止を指示すると、画像メモリ３０ｃがその指示直前までに記憶していた１フレーム画分の画素データＤ_Cを保持する。画像メモリ３０ｂに保持されていた画素データＤ_Lは、画素位置変換テーブル３０ｄで変換関数Ｆ₁によって標準画素データＦ₁（Ｄ_L）に変換される（ステップ（ｅ））。同時に、画像メモリ３０ｃに保持されていた画素データＤ_cは画素位置変換テーブル３０ｅで変換関数Ｆ₂によって標準画素データＦ₂（Ｄ_C）に変換される（ステップ（ｆ））。
【００４２】
そして、標準画素データＦ₁（Ｄ_L）およびＦ₂（Ｄ_C）は順次タイミングに同期して同時に重畳加算部３０ｆへ供給される。重畳加算部３０ｆは、重畳加算画素データ（Ｆ₁（Ｄ_L）＋Ｆ₂（Ｄ_C））を重畳表示制御部３０ｇに出力し、重畳表示制御部３０ｇは、重畳加算画素データ（（Ｆ₁（Ｄ_L）＋Ｆ₂（Ｄ_C））に基づいてビデオ信号Ｖ_Dを形成する。この結果、カラーモニタ３３には、基板Ｓに形成されている半導体デバイスの像に発光箇所を示す像が、いわゆるスーパーインポーズされて静止画像が表示される（ステップ（ｇ））。
【００４３】
以上のように、図５に示すフローチャートに基づいて、半導体デバイス検査装置は操作され、基板Ｓの内部に形成された半導体デバイスの像を明瞭に撮像することができ、半導体デバイス像と基板Ｓにおける発光像をスーパーインポーズしてカラーモニタ３３に表示することができる。これにより、基板Ｓの発光箇所による異常解析や信頼性評価などを行うことが可能となる。なお、本実施形態は一実施形態を示しており、本発明にかかる実施形態はこれに限られるものではない。例えば、カラーモニタ３３に表示された画像を記録するビデオプリンタを更に備えてもよい。
【００４４】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明は、基板に形成された半導体デバイス像を撮像するのに適した分解能の高い撮像系を用いることにより、基板に形成された半導体デバイスの回路像をより明瞭に撮像することができる。また、基板に形成された半導体デバイスを撮像した画像および基板からの発光を撮像した画像、つまり別々の撮像系によって得られた画素データを、それぞれ標準画素データに変換する変換関数を作成し、変換関数によって変換したそれぞれの標準画素データをスーパーインポーズすることにより、基板に形成された半導体デバイスを撮像した画像および基板からの発光を撮像した画像の位置関係を確実に合わせてモニタに表示することができる。そのため、半導体デバイスのどの箇所で発光が生じているのか明確にとらえることができるようになり、基板の異常解析や信頼性評価などを確実に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる半導体デバイス検査装置の一実施形態の全体構成を示す図である。
【図２】本実施形態にかかる撮像部の詳細な構成を示した図である。
【図３】本実施形態にかかる制御信号および画素データの流れを示すブロック図である。
【図４】本実施形態にかかる撮像部１によって撮像された画素データと、撮像部２によって撮像された画素データのスーパーインポーズ方法を示した図である。
【図５】本実施形態にかかる半導体デバイス検査装置の作動を説明するためのフローチャートである。
【図６】従来技術の半導体デバイス検査システムの全体構成を示す図である。
【符号の説明】
Ａ…観測部、Ｂ…制御部、Ｃ…解析部、Ｓ…基板、Ｓ１…金属電極パッド、１…暗箱、２…ＸＹＺ駆動部、３…電動ＸＹＺステージ、４…撮像光学系、５…光学系、６…接眼レンズ、７…冷却ＣＣＤカメラ、８…光学系、９…光学系、１０…赤外光照射用ファイバ、１１…ＬＳＭユニット、１２…コネクタパネル、１３…テストフィクチャ、２１…カメラコントロールユニット、２２…ＬＳＭコントロールユニット、２３…照明・ビームスプリッタ制御部、２４…バイアス印加ユニット、３０…制御・画像処理部、３１…マウス入力装置、３２…キーボード入力装置、３３…カラーモニタ

Claims

基板に設けられた半導体デバイスからの発光を検出し評価を行う半導体デバイス検査装置であって、
前記基板の裏面より前記半導体デバイス像を撮像するための第一の撮像部と、
前記基板からの発光を裏面より撮像するための第二の撮像部と、
前記第一の撮像部によって撮像された第一の画像の画素データと、前記第二の撮像部によって撮像された第二の画像の画素データとを、それぞれ標準画素データに変換し、画像上の位置を一致させて重畳加算するための加算部と、
前記加算部から出力される重量加算データに基づいて、表示部に再生画像を表示する表示制御手段と
を備え、
前記第一の撮像部は、ＸＹスキャナによって赤外レーザ光をＸ−Ｙ走査させて、前記半導体デバイス像を撮像するＬＳＭユニットを含み、
前記第二の撮像部は、前記基板からの発光を受光面に結像させて、前記基板の発光像を撮像する撮像デバイスを含み、
前記加算部は、前記半導体デバイス像を撮像した前記第一の画像の画素データを、対応する変換関数によって第一標準画素データに変換し、前記発光像を撮像した前記第二の画像の画素データを、対応する変換関数によって第二標準画素データに変換するとともに、画像上の位置が一致された前記第一標準画素データ及び前記第二標準画素データを画素単位で重畳加算することを特徴とする半導体デバイス検査装置。
前記第一の撮像部および前記第二の撮像部を倒立型または落射型として用いることを特徴とする請求項１記載の半導体デバイス検査装置。