JP6822572B2 - Soft error inspection method, soft error inspection device and soft error inspection system - Google Patents
Soft error inspection method, soft error inspection device and soft error inspection system Download PDFInfo
- Publication number
- JP6822572B2 JP6822572B2 JP2019533802A JP2019533802A JP6822572B2 JP 6822572 B2 JP6822572 B2 JP 6822572B2 JP 2019533802 A JP2019533802 A JP 2019533802A JP 2019533802 A JP2019533802 A JP 2019533802A JP 6822572 B2 JP6822572 B2 JP 6822572B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor device
- soft error
- error inspection
- laser beam
- thickness
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
Description
本発明は、ソフトエラー検査方法、ソフトエラー検査装置及びソフトエラー検査システムに関するものである。 The present invention relates to a soft error inspection method, a soft error inspection apparatus, and a soft error inspection system.
LSI(Large Scale Integration)等の半導体デバイスでは、放射線による誤動作、いわゆるソフトエラーが生じることが知られている。このようなソフトエラーは、インフラ系サーバやスパコンなどのミッションクリティカルな機器だけでなく、宇宙用や医療用等の耐放射線が求められる装置、FA(Factory Automation)機器や通信基地局機材等の24時間止められない装置においては、課題となっている。 It is known that semiconductor devices such as LSI (Large Scale Integration) cause malfunctions due to radiation, so-called soft errors. Such soft errors occur not only in mission-critical equipment such as infrastructure servers and spacons, but also in equipment that requires radiation resistance for space and medical use, FA (Factory Automation) equipment, communication base station equipment, etc. This is a problem for devices that cannot stop time.
一般に、ソフトエラーは欠陥が残らないため検査が困難である。具体的には、ソフトエラーの検査方法としては、高地でのランニング試験や加速器を使った試験等がある。加速器を使った試験は、更に、中性子やイオンをLSIチップの全面に照射する方法と、集光可能な電子やレーザ光を局所的に照射する方法とに分けられる。これらの方法のうち、レーザ評価法は、真空にする必要がないため小規模な機材で実現可能であり、また特定のメモリ領域を個別に評価できる点で優れている。 In general, soft errors are difficult to inspect because no defects remain. Specifically, soft error inspection methods include running tests at high altitudes and tests using accelerators. The test using an accelerator is further divided into a method of irradiating the entire surface of the LSI chip with neutrons and ions and a method of locally irradiating condensing electrons and laser light. Of these methods, the laser evaluation method is superior in that it can be realized with small-scale equipment because it does not need to be evacuated, and that a specific memory area can be evaluated individually.
レーザ評価法では、赤外域の波長(例えば、1500nm)のレーザ光を用いて二光子吸収という過程を経て電荷を発生させる。具体的には、LSIチップ等の半導体デバイスの表面側にはトランジスタ等が形成されており、これらのトランジスタ等に接続される配線等が金属材料により形成されているため、半導体デバイスの裏面側よりレーザ光を照射して検査を行う。従って、レーザ光をトランジスタが形成されている部分に、所定のパワーで照射するためには、裏面から表面側のトランジスタが形成されている部分までの距離、即ち、半導体デバイスの厚さが所定の厚さとなるようにシリコン基板の裏面を研磨する必要がある。 In the laser evaluation method, a laser beam having a wavelength in the infrared region (for example, 1500 nm) is used to generate an electric charge through a process called two-photon absorption. Specifically, transistors and the like are formed on the front surface side of a semiconductor device such as an LSI chip, and wiring and the like connected to these transistors and the like are formed of a metal material. Therefore, from the back surface side of the semiconductor device. The inspection is performed by irradiating a laser beam. Therefore, in order to irradiate the portion where the transistor is formed with the laser beam with a predetermined power, the distance from the back surface to the portion where the transistor is formed on the front surface side, that is, the thickness of the semiconductor device is predetermined. It is necessary to polish the back surface of the silicon substrate to a thickness.
しかしながら、半導体デバイスの裏面から表面側のトランジスタが形成されている部分までの距離、即ち、半導体デバイスの厚さが、全面にわたり略一定の厚さとなるように研磨することは極めて困難である。このため、レーザ評価法により半導体デバイスのソフトエラー検査を行う場合、正確な検査を行うことができなかった。尚、研磨に熟練した人であれば、時間と労力をかけることにより、半導体デバイスの厚さが略均一になるように研磨することは可能であるかもしれない。しかしながら、この場合には多大な時間と労力を要するためスループットの低下招き、また、半導体デバイスの厚さを研磨により完全に均一にすることはほぼ不可能であるため、厳密にはソフトエラー検査を正確には行うことができない。 However, it is extremely difficult to polish the semiconductor device so that the distance from the back surface to the portion where the transistor is formed on the front surface side, that is, the thickness of the semiconductor device is substantially constant over the entire surface. For this reason, when performing a soft error inspection of a semiconductor device by the laser evaluation method, an accurate inspection could not be performed. It should be noted that a person who is skilled in polishing may be able to polish the semiconductor device so that the thickness is substantially uniform by spending time and effort. However, in this case, a large amount of time and labor is required, which leads to a decrease in throughput, and it is almost impossible to make the thickness of the semiconductor device completely uniform by polishing. Therefore, strictly speaking, a soft error inspection is performed. It cannot be done exactly.
このため、レーザ評価法によるソフトエラー検査方法において、半導体デバイスのソフトエラーの評価を正確、かつ、迅速に行うことのできる方法が求められている。 Therefore, in the soft error inspection method by the laser evaluation method, there is a demand for a method capable of accurately and quickly evaluating soft errors in semiconductor devices.
本実施の形態の一観点によれば、半導体デバイスにおけるソフトエラー検査方法において、前記半導体デバイスの裏面を研磨する工程と、前記研磨の後に、前記半導体デバイスのソフトエラー検査領域における複数の部分の厚さを測定する工程と、前記半導体デバイスの厚さに対応する波長のレーザ光を前記半導体デバイスの裏面に照射する工程と、前記半導体デバイスの前記レーザ光が照射されている部分のビット反転の時間を測定する工程と、を有することを特徴とする。 According to one aspect of the present embodiment, in the soft error inspection method for a semiconductor device, the step of polishing the back surface of the semiconductor device and the thickness of a plurality of portions in the soft error inspection region of the semiconductor device after the polishing. The step of measuring the size, the step of irradiating the back surface of the semiconductor device with a laser beam having a wavelength corresponding to the thickness of the semiconductor device, and the time of bit inversion of the portion of the semiconductor device irradiated with the laser beam. It is characterized by having a step of measuring.
開示のソフトエラー検査方法によれば、半導体デバイスのソフトエラーの評価を正確、かつ、迅速に行うことができる。 According to the disclosed soft error inspection method, soft error evaluation of a semiconductor device can be performed accurately and quickly.
実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。 The embodiment for carrying out will be described below. The same members and the like are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
最初に、ソフトエラー及びソフトエラー検査方法の概要について説明する。高エネルギービームがLSIチップ内部に入射するとエネルギーが失われつつも進み続け、その飛跡に沿って電子・正孔対が生成される。これらの電荷が電極に移動してストレージノード内に流入し、閾値以上の電荷になると、それまで記録されていたビット情報が反転する(0→1、または、1→0)。この現象はシングルイベントアップセット(SEU:Single Event Upset)と呼ばれ、LSIチップ内メモリの最大の誤動作要因である。 First, the outline of the soft error and the soft error inspection method will be described. When a high-energy beam enters the inside of an LSI chip, it continues to travel while losing energy, and electron-hole pairs are generated along the track. When these charges move to the electrodes and flow into the storage node and reach a charge equal to or higher than the threshold value, the bit information recorded up to that point is inverted (0 → 1 or 1 → 0). This phenomenon is called a single event upset (SEU), and is the biggest cause of malfunction of the memory in the LSI chip.
後述するように、本実施の形態においては、SEUを加速評価するためエネルギービームを用いているが、電子線等の荷電粒子と、レーザ光とではSEUの発生メカニズムが異なる。電子線等の荷電粒子の場合では、LSIチップに電子線等の荷電粒子を照射することにより、電離作用により電子・正孔対が生成される。これに対し、レーザ光の場合では、LSIチップにレーザ光を照射すると、二光子吸収といって2個の光子を同時に吸収する励起過程により、電子・正孔対が生成される。具体的には、光子によるエネルギーがSiのバンドギャップエネルギーである1.12eVを上回れば、間接遷移により電子・正孔対が生成される。このように、電子線等の荷電粒子とレーザ光では電子・正孔対の発生メカニズムは異なるが、その後のSEUを誘起する過程は同じである。 As will be described later, in the present embodiment, an energy beam is used for accelerated evaluation of SEU, but the mechanism of SEU generation differs between charged particles such as electron beams and laser light. In the case of charged particles such as electron beams, by irradiating the LSI chip with charged particles such as electron beams, electron-hole pairs are generated by ionization. On the other hand, in the case of laser light, when the LSI chip is irradiated with laser light, electron-hole pairs are generated by an excitation process called two-photon absorption, which absorbs two photons at the same time. Specifically, if the energy due to photons exceeds 1.12 eV, which is the bandgap energy of Si, electron-hole pairs are generated by indirect transition. As described above, the mechanism of electron-hole pair generation differs between charged particles such as electron beams and laser light, but the subsequent process of inducing SEU is the same.
上記のように、レーザ評価法により半導体デバイスのソフトエラー検査を行う際には、シリコン基板の裏面より研磨を行う。具体的には、図1に示されるように、半導体デバイス10のシリコン基板の表面10aには、トランジスタ形成層11が形成されている。トランジスタ形成層11には、トランジスタとトランジスタに接続される金属により形成された配線等が形成されており、このような配線等はソフトエラー検査を行う際に障害となる場合がある。従って、半導体デバイス10のシリコン基板の裏面10b側より赤外線を照射するため、半導体デバイス10のシリコン基板の裏面10bの研磨を行う。
As described above, when performing a soft error inspection of a semiconductor device by the laser evaluation method, polishing is performed from the back surface of the silicon substrate. Specifically, as shown in FIG. 1, a
この場合、図1(a)に示すように、半導体デバイス10のシリコン基板の裏面10bからトランジスタ形成層11までの距離が同じとなるように、即ち、半導体デバイス10のシリコン基板の裏面10bと表面10aとが平行となるように研磨する必要がある。しかしながら、このような研磨は極めて困難であり、実際に研磨を行うと、図1(b)に示すように、半導体デバイス10のシリコン基板の裏面10bは、表面10aに対し傾斜してしまう。このような傾向は、研磨に慣れていない人が行った場合に、より一層顕著となる。
In this case, as shown in FIG. 1A, the distance from the
図1(b)に示すように、半導体デバイス10のシリコン基板の裏面10bが、表面10aに対し傾斜していると、半導体デバイス10のシリコン基板の裏面10bから表面側のトランジスタ形成層11までの距離が場所によって異なってしまう。従って、ソフトエラー検査のために赤外域のレーザ光を照射した場合、トランジスタ形成層11に到達するまでの透過率も異なるため、正確なソフトエラー検査を行うことができない。
As shown in FIG. 1B, when the
尚、半導体デバイス10のシリコン基板の裏面10bの研磨の方法としては、上記以外には、半導体デバイス10のシリコン基板の裏面10bにディンプル面10cを形成するディンプル研磨のような局所研磨がある。しかしながら、このようなディンプル研磨では、検査したい所望の位置の裏面10bに正確にディンプル面10cを形成する必要があるが、半導体デバイス10のシリコン基板の所望の位置の裏面10bに正確にディンプル面10cを形成することは極めて困難である。また、ディンプル研磨では、ディンプル面10cにおける厚さは部分ごとに異なる。
In addition to the above, as a method for polishing the
以上のように、半導体デバイスのソフトエラーの評価を行う際には、半導体デバイスのシリコン基板の裏面から研磨を行う必要があるが、シリコン基板の厚さが均一になるように研磨することは極めて困難である。このため、半導体デバイスのソフトエラーの検査を正確、かつ、簡単で迅速に行うことのできるレーザ評価法によるソフトエラー検査方法が求められている。 As described above, when evaluating the soft error of a semiconductor device, it is necessary to polish from the back surface of the silicon substrate of the semiconductor device, but it is extremely difficult to polish so that the thickness of the silicon substrate is uniform. Have difficulty. Therefore, there is a demand for a soft error inspection method based on a laser evaluation method that can accurately, easily, and quickly inspect soft errors in semiconductor devices.
ところで、シリコンが用いられている半導体デバイスにおいては、二光子吸収が起きる赤外光の波長は1.1μm〜2.1μmであるが、シリコンにおける透過率は波長(エネルギー)に依存しており、照射される赤外光の波長が変化すると透過率も変化する。図3は、シリコンにおいて、照射される光の波長と透過深さとの関係を示す。図3に示されるように、シリコンに照射される光の波長が変化するとシリコンにおける透過深さも変化する。 By the way, in a semiconductor device in which silicon is used, the wavelength of infrared light in which two-photon absorption occurs is 1.1 μm to 2.1 μm, but the transmittance in silicon depends on the wavelength (energy). When the wavelength of the irradiated infrared light changes, the transmittance also changes. FIG. 3 shows the relationship between the wavelength of the irradiated light and the transmission depth in silicon. As shown in FIG. 3, when the wavelength of the light applied to the silicon changes, the transmission depth in the silicon also changes.
図3は、非特許文献1の記載に基づくものであり、透過深さは吸光度測定から定義することができる。既知の波長、試料厚さに対して入射光と出射光の比を取り、完全に吸収されれば吸光度は1、透過率は0となり、その厚さをプロットしたものが図3である。図3は光がそれ以上侵入できない深さともいうことができる。尚、吸光度と透過性の関係性は、Aを吸光度、I0を入射光強度、Iを試料通過後の光(出射光)の強度とした場合、A=−log10(I/I0)となり、透過率はI/I0である。FIG. 3 is based on the description of Non-Patent
また、シリコンに不純物元素がドープされている場合には、ドープされている不純物元素の濃度に対応して、透過深さの値も変化する。具体的には、図3に示されるように、不純物元素がドープされているシリコンでは、波長が1.1μm〜1.2μmの赤外光の透過率が最も高く、ドープされている不純物の濃度に依存して透過深さが変化し、例えば、数十μmから数百μmまで変化する。尚、N=2.4×1019cm−3は、シリコンにN型となる不純物元素が2.4×1019cm−3の濃度でドープされているものである。また、N=6×1018cm−3は、シリコンにN型となる不純物元素が6×1018cm−3の濃度でドープされているものである。Further, when the silicon is doped with an impurity element, the value of the transmission depth also changes according to the concentration of the doped impurity element. Specifically, as shown in FIG. 3, in silicon doped with an impurity element, the transmittance of infrared light having a wavelength of 1.1 μm to 1.2 μm is the highest, and the concentration of the doped impurity is high. The transmission depth changes depending on the above, for example, from several tens of μm to several hundreds of μm. In addition, N = 2.4 × 10 19 cm -3 is silicon coated with an N-type impurity element at a concentration of 2.4 × 10 19 cm -3 . Further, N = 6 × 10 18 cm -3 is obtained by doping silicon with an N-type impurity element at a concentration of 6 × 10 18 cm -3 .
このため、シリコン基板に不純物元素がドープされている半導体デバイスの検査を行う場合には、図3に示されるように、照射される光の波長と透過深さとの関係が既知である場合には、その関係を用いることができる。また、既知ではない場合には、ドープされている不純物元素の濃度が既知であるシリコン基板を準備し、そのシリコン基板において、波長を変化させた場合における透過率や透過深さを測定し、波長と透過深さとの関係のグラフやテーブル等を作成してもよい。 Therefore, when inspecting a semiconductor device in which an impurity element is doped in a silicon substrate, as shown in FIG. 3, when the relationship between the wavelength of the irradiated light and the transmission depth is known, , The relationship can be used. If it is not known, prepare a silicon substrate in which the concentration of the doped impurity element is known, and measure the transmittance and transmission depth when the wavelength is changed on the silicon substrate to measure the wavelength. You may create a graph, table, etc. of the relationship between and the transparency depth.
ところで、半導体デバイスであるLSIチップの厚さは、仕様により様々であり、例えば、チップ化された時点で厚さが約100μmまでバックグラインドされているものや、厚さが約1mm程度のものまである。レーザ評価法によるソフトエラー検査方法では、レーザ光をLSIチップのシリコン基板の裏面から照射して、トランジスタが形成されているトランジスタ形成層まで透過させる必要がある。このため、LSIチップのシリコン基板の厚さが厚い場合には、裏面から研磨し薄くする必要があるが、シリコン基板を裏面より研磨して、全体的に厚さが数μm程度となるようにすることは困難である。尚、シリコン基板は、厚さが50μm程度であれば、研磨に関するノウハウがなくとも、シリコン基板が割れたり破損したりすることなく、比較的容易に研磨することができる。 By the way, the thickness of an LSI chip, which is a semiconductor device, varies depending on the specifications. For example, when the chip is made into a chip, the thickness is back-grinded to about 100 μm, or the thickness is about 1 mm. is there. In the soft error inspection method by the laser evaluation method, it is necessary to irradiate the laser beam from the back surface of the silicon substrate of the LSI chip and transmit the laser light to the transistor forming layer on which the transistor is formed. Therefore, when the silicon substrate of the LSI chip is thick, it is necessary to polish it from the back surface to make it thinner. However, the silicon substrate is polished from the back surface so that the overall thickness is about several μm. It is difficult to do. If the thickness of the silicon substrate is about 50 μm, the silicon substrate can be polished relatively easily without cracking or breaking even without know-how regarding polishing.
ところで、ソフトエラーの原因となる電荷を発生させる場所は、シリコン基板の表面側のトランジスタが形成されているトランジスタ形成層である。従って、本実施の形態においては、裏面が研磨されたシリコン基板の検査対象となる領域における各々の部分の厚さを測定し、各々の部分における透過率が略一定になるように赤外光の波長を設定し照射する。即ち、シリコン基板の厚さに応じて、透過率が略一定となるように赤外光の波長を変化させてシリコン基板に照射する。これにより、シリコン基板の表面側に形成されているトランジスタ形成層に入射する赤外光の強度を均一にすることができ、シリコン基板の厚さが部分ごとに異なる場合であっても、正確なソフトエラーの検査を行うことが可能となる。 By the way, the place where the electric charge that causes the soft error is generated is the transistor forming layer on which the transistor on the surface side of the silicon substrate is formed. Therefore, in the present embodiment, the thickness of each portion in the region to be inspected of the silicon substrate whose back surface is polished is measured, and infrared light is emitted so that the transmittance in each portion becomes substantially constant. Set the wavelength and irradiate. That is, the silicon substrate is irradiated by changing the wavelength of infrared light so that the transmittance is substantially constant according to the thickness of the silicon substrate. As a result, the intensity of infrared light incident on the transistor cambium formed on the surface side of the silicon substrate can be made uniform, and even if the thickness of the silicon substrate varies from portion to portion, it is accurate. It is possible to inspect for soft errors.
シリコン基板の検査対象となる領域の厚さの測定は、共焦点顕微鏡や光干渉計等の干渉顕微鏡を用いて行うことができる。本実施の形態においては、半導体デバイスのシリコン基板の厚さをソフトエラーの検査の対象となる領域の部分ごとに測定し、測定された厚さに基づき波長を変化させながらレーザ光を照射して、ソフトエラーの検査を行う。これにより、ソフトエラーの検査を正確、かつ、迅速に行うことができる。 The thickness of the region to be inspected on the silicon substrate can be measured by using an interference microscope such as a confocal microscope or an optical interferometer. In the present embodiment, the thickness of the silicon substrate of the semiconductor device is measured for each portion of the region to be inspected for soft errors, and laser light is irradiated while changing the wavelength based on the measured thickness. , Check for soft errors. As a result, soft error inspection can be performed accurately and quickly.
(ソフトエラー検査装置及びソフトエラー検査システム)
次に、本実施の形態におけるソフトエラー検査装置について説明する。図4は、本実施の形態におけるソフトエラー検査装置及びソフトエラー検査システムを示す。本実施の形態におけるソフトエラー検査装置は、走査ステージ20、走査制御部21、照射源30、照射制御部31、基板厚測定部40、基板厚測定制御部41、測定器50、制御部60等を有している。制御部60は、情報処理部61、記憶部62を有しており、表示部63及び入力部64が接続されている。(Soft error inspection device and soft error inspection system)
Next, the soft error inspection device according to the present embodiment will be described. FIG. 4 shows a soft error inspection device and a soft error inspection system according to the present embodiment. The soft error inspection device according to the present embodiment includes a
検査対象となる試料である半導体デバイス10は、LSIチップ等であり、半導体デバイス10は走査ステージ20の上に設置され、走査ステージ20により2次元、即ち、X軸方向及びY軸方向に動かすことができる。走査ステージ20は、走査制御部21により制御される。尚、本実施の形態においては、半導体デバイス10は、図1(a)または図1(b)に示されるものである。
The
照射源30は、半導体デバイス10に照射されるレーザ光を出射するものであり、波長を変化させることのできる波長可変レーザであって、照射制御部31により制御される。本実施の形態においては、照射源30からレーザ光が出射される場合について説明するが、電子線等の荷電粒子が出射されるものであってもよい。半導体デバイス10がシリコンにより形成された半導体デバイスである場合には、シリコンにおいて二光子吸収が生じる波長領域が1100nm〜2100nmであるため、例えば、照射源30より出射されるレーザ光の波長は、約1500nmである。
The irradiation source 30 emits a laser beam to be irradiated to the
基板厚測定部40は、共焦点顕微鏡や光干渉計等の干渉顕微鏡であり、基板厚測定制御部41により制御される。測定器50は、テスタ等であり、半導体デバイス10の端子に接続されており、半導体デバイス10内に記憶されている情報の変化を測定することができる。
The substrate
制御部60は、本実施の形態におけるソフトエラー検査装置全体の制御及びソフトエラー検査方法に関する情報処理動作を行うものであり、走査制御部21、照射制御部31、基板厚測定制御部41、測定器50等が接続されている。また、情報処理部61には、情報を記憶する記憶部62、必要な情報を表示するための表示部63、情報処理部61に情報を入力するための入力部64等が接続されている。本実施の形態においては、制御部60における制御により、以下に説明するソフトエラー検査方法を実行することができるソフトエラー検査システムとなっている。
The
(ソフトエラー検査方法)
次に、本実施の形態におけるソフトエラー検査方法について、図5に基づき説明する。本実施の形態におけるソフトエラー検査方法の検査の対象となる半導体デバイス10は、SRAM(Static Random Access Memory)、フラッシュメモリ、FPGA(field-programmable gate array)、ASIC(application specific integrated circuit)等である。本実施の形態におけるソフトエラー検査方法は、制御部60における制御に基づき行われる。尚、本実施の形態においては、シリコンに照射される赤外光の波長と透過深さとの関係は予め測定されているか、または、文献等より得られているものとし、この情報は記憶部62に記憶されているものとする。(Soft error inspection method)
Next, the soft error inspection method in the present embodiment will be described with reference to FIG. The
最初に、ステップ102(S102)において、ソフトエラーの検査対象となる半導体デバイス10におけるシリコン基板の裏面を研磨する。具体的には、半導体デバイス10のシリコン基板の厚さが、約50μm程度となるように研磨する。この厚さであれば、シリコン基板において割れや破損が生じないからである。本実施の形態においては、研磨後のシリコン基板の厚さにバラツキ等があってもよい。
First, in step 102 (S102), the back surface of the silicon substrate in the
次に、ステップ104(S104)からステップ108(S108)では、半導体デバイス10のソフトエラーの検査対象となる領域(ソフトエラー検査領域)における複数の部分の厚さを各々部分ごとに2次元的に測定する。これにより、ソフトエラー検査領域における厚さの2次元情報を得る。
Next, in steps 104 (S104) to 108 (S108), the thicknesses of a plurality of portions in the region (soft error inspection region) to be inspected for soft errors of the
具体的には、ステップ104では、半導体デバイス10のソフトエラーの検査対象となる領域のある部分の厚さを基板厚測定部40により測定し、ステップ106(S106)に移行する。ステップ106では、半導体デバイス10のソフトエラーの検査対象となる領域の部分ごとの厚さの測定が終了したか否か、即ち、検査対象となる領域の部分ごとの厚さを測定するための走査が終了したか否かを判断する。ソフトエラーの検査対象となる領域の部分ごとの厚さを測定するための走査が終了した場合には、ステップ110に移行し、ソフトエラーの検査対象となる領域の部分ごとの厚さを測定するための走査が終了していない場合には、ステップ108に移行する。ステップ108では、半導体デバイス10のソフトエラーの検査対象となる領域内において、次に厚さが測定される部分に位置を動かし、ステップ104に移行する。この後、ステップ104において、位置が動かされた次に厚さが測定される部分の半導体デバイス10の厚さを測定する。このように、ステップ104からステップ108の工程を繰り返して行うことにより、半導体デバイス10のソフトエラーの検査対象となる領域における厚さの分布のマップを作成する。この情報は、制御部60内の記憶部62に記憶される。
Specifically, in
次に、ステップ110(S110)において、半導体デバイス10における不純物濃度の値を入力する。具体的には、半導体デバイス10における不純物濃度の値が既知であれば、その値を入力部64より入力する。また、既知でない場合には、様々な方法により半導体デバイス10における不純物濃度の値を測定し入力してもよい。
Next, in step 110 (S110), the value of the impurity concentration in the
次に、ステップ112(S112)において、入力された半導体デバイス10の不純物濃度の値に基づき、照射される透過率が均一となるように、ステップ104からステップ108において測定された半導体デバイス10の厚さに対応した赤外光の波長を抽出する。
Next, in step 112 (S112), the thickness of the
次に、ステップ114(S114)において、ステップ112において抽出された波長に基づき波長制御条件テーブルを作成する。波長制御条件テーブルは、例えば、図6に示されるように、半導体デバイス10の厚さに対応した赤外光の波長が2次元状にM行N列で配列されているものであり、記憶部62に記憶される。
Next, in step 114 (S114), a wavelength control condition table is created based on the wavelength extracted in step 112. In the wavelength control condition table, for example, as shown in FIG. 6, the wavelengths of infrared light corresponding to the thickness of the
次に、ステップ116(S116)において、図6に示される波長制御条件テーブルに基づき、レーザ光の波長を変化させながら、検査対象となる半導体デバイス10に、所定の時間、レーザ光を照射することにより、ソフトエラーの検査を行う。具体的には、図7に示されるように、半導体デバイス10の所定の位置にレーザ光を所定の時間照射し、レーザ光が照射されている位置のビット情報の時系列データを測定し、記憶部62等に記憶する。
Next, in step 116 (S116), the
具体的には、図7に示されるように、レーザ光が照射されている状態で、テスタ等の測定器50により、レーザ光が照射されている位置のビット情報の時系列データ、即ち、ビット情報の時間的変化を測定し、記憶部62等に記憶する。図8は、測定器50により検出されたレーザ光が照射されている位置のビット情報の時系列データを示す。図8(a)は、レーザ光の照射開始より、時間t1が経過した時点で、ビット情報が0→1に反転している様子を示す。図8(b)は、レーザ光の照射開始より、時間t2が経過した時点で、ビット情報が0→1に反転している様子を示す。図8(c)は、レーザ光の照射開始より、時間t3が経過した時点で、ビット情報が0→1に反転し、更に、時間t4が経過した時点で、ビット情報が1→0に再反転している様子を示す。尚、本願においては、ビット情報の反転をビット反転と記載する場合がある。Specifically, as shown in FIG. 7, the time-series data of the bit information of the position where the laser beam is irradiated by the measuring
このような測定を半導体デバイス10においてソフトエラーの検査対象となる領域において、測定する場所を変えるとともに、レーザ光の波長を変化させて、レーザ光を走査して測定を行う。
In the region to be inspected for soft errors in the
以上により、本実施の形態におけるソフトエラー検査方法は終了する。 As described above, the soft error inspection method in the present embodiment is completed.
本実施の形態におけるソフトエラー検査方法によれば、半導体デバイス10の厚さが均一ではない場合であっても、ソフトエラーの検査対象となる領域において、正確な検査を行うことができる。
According to the soft error inspection method in the present embodiment, even when the thickness of the
以上、実施の形態について詳述したが、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。 Although the embodiments have been described in detail above, the embodiments are not limited to the specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims.
10 半導体デバイス
20 走査ステージ
21 走査制御部
30 照射源
31 照射制御部
40 基板厚測定部
41 基板厚測定制御部
50 測定器
60 制御部
61 情報処理部
62 記憶部
63 表示部
64 入力部10
Claims (9)
前記半導体デバイスの裏面を研磨する工程と、
前記研磨の後に、前記半導体デバイスのソフトエラー検査領域における複数の部分の厚さを測定する工程と、
前記半導体デバイスの厚さに対応する波長のレーザ光を前記半導体デバイスの裏面に照射する工程と、
前記半導体デバイスの前記レーザ光が照射されている部分のビット反転の時間を測定する工程と、
を有することを特徴とするソフトエラー検査方法。In the soft error inspection method for semiconductor devices
The process of polishing the back surface of the semiconductor device and
After the polishing, a step of measuring the thickness of a plurality of portions in the soft error inspection region of the semiconductor device, and
A step of irradiating the back surface of the semiconductor device with a laser beam having a wavelength corresponding to the thickness of the semiconductor device,
A step of measuring the bit inversion time of the portion of the semiconductor device irradiated with the laser beam, and
A soft error inspection method characterized by having.
前記半導体デバイスへの前記レーザ光の照射は、前記ソフトエラー検査領域において前記レーザ光を走査しながら行うことを特徴とする請求項1または2に記載のソフトエラー検査方法。The measurement of the thickness of the semiconductor device is performed two-dimensionally in the soft error inspection region of the semiconductor device.
The soft error inspection method according to claim 1 or 2, wherein the irradiation of the laser beam to the semiconductor device is performed while scanning the laser beam in the soft error inspection region.
前記レーザ光を走査する際には、前記波長制御条件テーブルにおける波長のレーザ光を照射することを特徴とする請求項3に記載のソフトエラー検査方法。It has a step of creating a wavelength control condition table in which information on the wavelength distribution of the laser beam irradiated in the soft error inspection region is arranged based on the thickness of the semiconductor device measured two-dimensionally.
The soft error inspection method according to claim 3, wherein when scanning the laser beam, the laser beam having a wavelength in the wavelength control condition table is irradiated.
前記半導体デバイスに照射されるレーザ光を出射する照射源と、
前記半導体デバイスに接続され、前記レーザ光が照射されている領域のビット反転を測定する測定器と、
前記半導体デバイスのソフトエラー検査領域における複数の部分の厚さを測定する基板厚測定部と、
前記測定器により測定された前記半導体デバイスの前記レーザ光が照射されている部分ごとのビット反転の時間を記憶する記憶部と、
前記半導体デバイスの厚さに対応して前記照射源より出射するレーザ光の波長を変化させる制御を行う制御部と、
を有することを特徴とするソフトエラー検査装置。The stage where the semiconductor device is installed and
An irradiation source that emits laser light that irradiates the semiconductor device,
A measuring instrument connected to the semiconductor device and measuring bit inversion in the region irradiated with the laser beam.
A substrate thickness measuring unit that measures the thickness of a plurality of parts in the soft error inspection region of the semiconductor device, and a substrate thickness measuring unit.
A storage unit that stores the bit inversion time for each portion of the semiconductor device that is irradiated with the laser beam measured by the measuring instrument.
A control unit that controls to change the wavelength of the laser beam emitted from the irradiation source according to the thickness of the semiconductor device.
A soft error inspection device characterized by having.
前記レーザ光の波長は、前記半導体デバイスの厚さが変化しても、レーザ光の透過率が均一となるように設定されたものであることを特徴とする請求項7に記載のソフトエラー検査装置。The storage unit stores the wavelength of the laser beam corresponding to the thickness of the semiconductor device.
The soft error inspection according to claim 7, wherein the wavelength of the laser beam is set so that the transmittance of the laser beam becomes uniform even if the thickness of the semiconductor device changes. apparatus.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2017/028111 WO2019026213A1 (en) | 2017-08-02 | 2017-08-02 | Soft error inspection method, soft error inspection device, and soft error inspection system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2019026213A1 JPWO2019026213A1 (en) | 2020-07-16 |
JP6822572B2 true JP6822572B2 (en) | 2021-01-27 |
Family
ID=65232523
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019533802A Active JP6822572B2 (en) | 2017-08-02 | 2017-08-02 | Soft error inspection method, soft error inspection device and soft error inspection system |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6822572B2 (en) |
WO (1) | WO2019026213A1 (en) |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH073454B2 (en) * | 1988-03-30 | 1995-01-18 | 株式会社日立製作所 | Semiconductor device testing equipment |
US5982691A (en) * | 1998-09-30 | 1999-11-09 | Advanced Micro Devices, Inc. | Method and apparatus for determining the robustness of memory cells to induced soft errors using equivalent diodes |
JP5239346B2 (en) * | 2008-01-15 | 2013-07-17 | 富士通株式会社 | Stress evaluation method using Raman spectroscopy and semiconductor device manufacturing method |
JP6575222B2 (en) * | 2015-08-19 | 2019-09-18 | 富士通株式会社 | Method and apparatus |
-
2017
- 2017-08-02 WO PCT/JP2017/028111 patent/WO2019026213A1/en active Application Filing
- 2017-08-02 JP JP2019533802A patent/JP6822572B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPWO2019026213A1 (en) | 2020-07-16 |
WO2019026213A1 (en) | 2019-02-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2019536057A (en) | Full beam measurement of X-ray scatterometry system | |
US6489801B1 (en) | Apparatus and method for evaluating a semiconductor wafer | |
JP2019519759A (en) | Beam shaping slit for small spot size transmission type small angle X-ray scatterometry | |
Schwank et al. | Estimation of heavy-ion LET thresholds in advanced SOI IC technologies from two-photon absorption laser measurements | |
TW201945726A (en) | Methods and systems for real time measurement control | |
JP5983275B2 (en) | Inspection apparatus and inspection method | |
CN106199392A (en) | chip single particle effect detection method and device | |
US7019311B1 (en) | Laser-based irradiation apparatus and methods for monitoring the dose-rate response of semiconductor devices | |
McMorrow et al. | Single-event upsets in substrate-etched CMOS SOI SRAMs using ultraviolet optical pulses with sub-micrometer spot size | |
JP6822572B2 (en) | Soft error inspection method, soft error inspection device and soft error inspection system | |
Zhang et al. | Investigation of threshold ion range for accurate single event upset measurements in both SOI and bulk technologies | |
JP6870740B2 (en) | Soft error inspection method, soft error inspection device and soft error inspection system | |
JP5469677B2 (en) | Integrated circuit test apparatus and test method | |
Fouillat et al. | Fundamentals of the pulsed laser technique for single-event upset testing | |
TWI823125B (en) | Charged-particle beam apparatus and related non-transitory computer readable medium | |
US11461939B2 (en) | Tomographic method of determining a 3D map of a charge collection efficiency and an apparatus for performing the method | |
Darracq et al. | Investigation on the single event burnout sensitive volume using two-photon absorption laser testing | |
JP6863460B2 (en) | Soft error inspection method, soft error inspection device and soft error inspection system | |
JP6575222B2 (en) | Method and apparatus | |
Fouillat et al. | Investigation of single-event transients in fast integrated circuits with a pulsed laser | |
Mavritskii et al. | The laser-only single-event effects test method for space electronics based on ultrashort-pulsed-laser'local irradiation' | |
Jakšić et al. | Comparison of proton microbeam and gamma irradiation for the radiation hardness testing of silicon PIN diodes | |
KR20130125153A (en) | Analysis apparatus for high energy particle and analysis method using the same | |
RU2661556C1 (en) | Method of calculating and experimental estimation of radiation resistance of integrated circuits to the action of separate charged particles based on local laser irradiation | |
McMorrow et al. | Single-event effects in microelectronics induced by through-wafer sub-bandgap two-photon absorption |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200122 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20201208 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20201221 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6822572 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |