JP6871070B2 - 半導体デバイス検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体デバイス検査方法に関する。

特許文献１には、半導体デバイス内で発生する熱源の位置を特定する方法が開示されている。この方法では、半導体デバイスに電気信号を印加しながら、赤外線センサを用いて半導体デバイスを撮影し、撮影した画像から半導体デバイスの温度分布を検出している。

特表２０１３−５２６７２３号公報

上記のような従来の方法では、半導体デバイスの内部において発熱している部分があったとしても、半導体デバイスの表面を構成する材料によっては、熱線（熱放射）の検出精度が低下する場合がある。特に、半導体デバイスの表面が金属によって被覆されている場合には、放射される熱線の量が低下しやすい。

本発明は、熱線の検出精度を向上可能な半導体デバイス検査方法を提供することを目的とする。

本発明の一側面に係る半導体デバイス検査方法は、被検査体である半導体デバイスの検査を行う半導体デバイス検査方法であって、放射率（輻射率）が０．９以上であり、且つ、３００ｎｍから２０００ｎｍまでの波長における光の透過率が６０％以上である粘着テープを半導体デバイスの被検査面に貼着する第１ステップと、被検査面のうち、粘着テープが貼着されている面を含む領域からの光を検出して、第１のパターン画像を取得する第２ステップと、粘着テープが貼着されている半導体デバイスに電気信号を入力する第３ステップと、電気信号が入力されている状態で、粘着テープが貼着されている面を含む領域からの熱放射に応じた光を検出して、第１の発熱画像を取得する第４ステップと、第１のパターン画像と第１の発熱画像とを重畳する第５ステップと、を含む。

このような半導体デバイス検査方法では、電気信号の入力によって半導体デバイス内で発熱源が発熱する。発熱は、例えば半導体デバイス内における故障箇所で発生する。被検査面における第１の発熱画像と第１のパターン画像とが重畳されることによって、半導体デバイスにおける発熱箇所の特定がなされ得る。ここで、被検査面に０．９以上という高い放射率を有する粘着テープが貼着されていることによって、半導体デバイス表面の材料によらず被検査面における放射率が高い値で均一化される。また、粘着テープは、光を透過しやすいため、粘着テープが貼着された状態で被検査面の第１のパターン画像を取得することができる。したがって、熱線の検出精度を向上させることができ、精度良く発熱位置の特定をすることができる。

また、一側面においては、半導体デバイスは、被検査面側に電気信号を入力するための電極を有し、第１ステップでは、電極の少なくとも一部が露出するように、粘着テープを被検査面に貼着してもよい。この構成によれば、粘着テープが貼着された状態で、半導体デバイスに対して電気信号を容易に印加することができる。

また、一側面においては、第１ステップでは、放射率が互いに異なる領域を含むように、粘着テープを被検査面に貼着してもよい。この場合、粘着テープが貼着された領域の放射率が均一化され得る。

また、一側面においては、粘着テープを貼着するよりも前に、半導体デバイスに電気信号を入力した状態で、半導体デバイスの熱放射に応じた光を検出して、第２の発熱画像を取得する第６ステップを更に含み、第１ステップでは、第２の発熱画像に基づいて、半導体デバイスの発熱源を含むように粘着テープを貼着してもよい。予め第２の発熱画像に基づいて発熱源を絞り込むことによって、発熱源を含むように粘着テープを貼着することができる。

また、一側面においては、粘着テープを貼着するよりも前に、半導体デバイスからの光を検出して、第２のパターン画像を取得する第７ステップを更に含み、第１ステップでは、第２のパターン画像と第２の発熱画像とが互いに重畳した画像に基づいて、半導体デバイスの発熱源を含むように粘着テープを貼着してもよい。第２のパターン画像と第２の発熱画像とが互いに重畳した画像を用いることによって、発熱位置の絞り込みを容易に行うことができる。

また、一側面においては、粘着テープにおける被検査面に貼着される面と逆側の面は、凹凸を有してもよい。凹凸を有していることによって、粘着テープの表面における反射率が低くなる。これにより、粘着テープの表面で反射した余分な光が撮像装置に入射されることを抑制できる。

また、一側面においては、粘着テープは、粘着テープに塗布された感圧型接着剤によって被検査面に貼着されてもよい。感圧型接着剤が用いられることによって、例えば検査終了後に容易に粘着テープを剥がすことができる。

また、一側面においては、第２ステップでは、第１のパターン画像として、赤外カメラによって撮像された画像を取得してもよい。この場合、パターン画像及び発熱画像を同一の赤外カメラによって取得することができる。

また、一側面においては、第２ステップでは、粘着テープが貼着されている面を含む領域からの反射光を光検出器によって検出して、第１のパターン画像を取得してもよい。この場合、より高精度のパターン画像を取得しやすい。

一側面の半導体デバイス検査方法によれば、熱線の検出精度を向上させることができる。

半導体デバイス検査装置の構成図である。 一実施形態に係る半導体デバイス検査方法を示すフローチャートである。 半導体デバイス検査方法において取得される測定画像を示す模式図である。 半導体デバイス検査方法において取得される測定画像を示す模式図である。 半導体デバイス検査方法において取得される測定画像を示す模式図である。 半導体デバイス検査方法において取得される測定画像を示す模式図である。 変形例に係る半導体デバイス検査方法を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。便宜上、実質的に同一の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。

本実施形態に係る半導体デバイス検査方法では、半導体デバイス検査装置を用いて半導体デバイス内における熱源が検出される。一例として、熱源の位置が検出されることによって、半導体デバイスの故障解析を行うことができる。まず、半導体デバイス検査装置の一例について説明する。図１は、一実施形態に係る半導体デバイス検査装置の概略構成を示すブロック図である。半導体デバイス検査装置１は、被検査体である半導体デバイスＤの発熱点の位置を検出して故障解析を行う装置である。半導体デバイスＤとしては、例えば、個別半導体素子（ディスクリート）、オプトエレクトロニクス素子、センサ／アクチュエータ、ロジックＬＳＩ（Large Scale Integration）、メモリ素子、若しくはリニアＩＣ（Integrated Circuit）等、又はそれらの混成デバイス等である。個別半導体素子は、ダイオード、パワートランジスタ等を含む。ロジックＬＳＩは、ＭＯＳ（Metal-Oxide-Semiconductor）構造のトランジスタ、バイポーラ構造のトランジスタ等で構成される。また、半導体デバイスＤは、半導体デバイスを含むパッケージ、複合基板等であってもよい。

半導体デバイス検査装置１は、試料ステージ１０と、試料ステージ１０を駆動するステージ駆動部１２と、電圧印加部（電気信号供給部）１４と、撮像装置１８と、制御部２０と、画像処理部３０とを備えて構成されている。

半導体デバイスＤは、試料ステージ１０上に載置されている。試料ステージ１０は、ステージ駆動部１２によってＸ軸方向、Ｙ軸方向（水平方向）、及びＺ軸方向（垂直方向）にそれぞれ駆動可能に構成されている。これにより、半導体デバイスＤに対する撮像の焦点合わせ、撮像位置の位置合わせ等が行われる。試料ステージ１０の上方には、撮像装置１８が設置されている。半導体デバイスＤが試料ステージ１０に載置された状態では、半導体デバイスＤの上面が撮像装置１８側を向いている。この場合、半導体デバイスＤの上面が被検査面Ｄａ（図３参照）となる。

撮像装置１８は、半導体デバイスＤの２次元の画像を取得し得る。本実施形態では、撮像装置１８は、半導体デバイスＤの被検査面Ｄａからの熱放射に応じた赤外線を検出して、赤外線の強度に基づく発熱画像を取得する。発熱画像は、被検査面Ｄａの発熱量の分布を可視化した画像であり、例えば発熱量に応じた階調が表示された画像であってよい。被検査面Ｄａからの熱放射は、半導体デバイスＤ内の熱源に起因している。また、撮像装置１８は、半導体デバイスＤにおける被検査面Ｄａからの光を検出して、パターン画像を取得する。パターン画像は、半導体デバイスＤにおける被検査面Ｄａの外観を示す画像であってよい。撮像装置１８は、例えば、半導体デバイスＤの熱源から発生した赤外線（熱線）を撮像する赤外カメラ（例えば、ＩｎＳｂカメラ）であってよい。この場合、赤外カメラによって撮像される半導体デバイスＤの外観が、パターン画像として取得される。また、撮像装置１８は、赤外カメラとは別に二次元カメラ等の光検出器を備えてもよく、光検出器によってパターン画像を取得してもよい。

試料ステージ１０と撮像装置１８との間の光軸上には、半導体デバイスＤの表面の像を撮像装置１８へと導く対物レンズなどの導光光学系１６が設けられている。なお、導光光学系１６にＸＹＺステージなどの駆動機構を設けて、この駆動機構によって半導体デバイスＤに対する撮像の焦点合わせ、撮像位置の位置合わせ等が可能とされていてもよい。

電圧印加部１４は、試料ステージ１０上に配置された半導体デバイスＤの電極と電気的に接続され、半導体デバイスＤに対して電流、電圧信号等の電気信号を印加し得る。本実施形態では、電圧印加部１４は、発熱源を発熱させるのに必要な電気信号を半導体デバイスＤ内の電子回路に印加する。例えば、電圧印加部１４は、バイアス電圧として、周期的に増減する電圧信号を印加してもよい。また、電圧信号を変調させることによって、撮像装置によるロックイン検出が行われてよい。

制御部２０は、試料ステージ１０、ステージ駆動部１２、電圧印加部１４、導光光学系１６、及び撮像装置１８の動作を制御する。この制御部２０は、撮像制御部２１と、ステージ制御部２２と、同期制御部２３とを有して構成されている。

撮像制御部２１は、電圧印加部１４による電圧信号の印加動作、及び、撮像装置１８による画像取得動作を制御することにより、半導体デバイスＤの解析画像の取得を制御する。また、ステージ制御部２２は、試料ステージ１０及びステージ駆動部１２の動作（試料ステージ１０上の半導体デバイスＤの移動動作）を制御する。また、同期制御部２３は、撮像制御部２１及びステージ制御部２２と、撮像装置１８に対して設けられた画像処理部３０との間で必要な同期をとるための制御を行う。

画像処理部３０は、撮像装置１８によって取得された画像に対して、半導体デバイスＤの故障解析に必要な画像処理を行う画像処理手段である。本実施形態では、画像処理部３０は、パターン画像に発熱画像を重畳させた重畳画像を生成することができる。すなわち、画像処理部３０は、撮像装置１８からパターン画像及び発熱画像のデータを受け取り、受け取ったパターン画像に対して発熱画像を重畳することができる。画像処理部３０は、例えばプロセッサ（ＣＰＵ：Central Processing Unit）、並びに記憶媒体であるＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＨＤＤ（Hard Disk Drive）等を含むコンピュータを用いて構成される。画像処理部３０は、記憶媒体に記憶されたデータに対し、プロセッサによる処理を実行する。また、画像処理部３０はマイコンやＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、クラウドサーバ、スマートデバイス等で構成されていてもよい。また、この画像処理部３０に対しては、入力装置３６及び表示装置３７が接続されている。入力装置３６は、例えばキーボードやマウス等から構成され、半導体デバイス検査装置１における画像取得動作、故障解析動作の実行に必要な情報や動作指示の入力等に用いられる。また、表示装置３７は、例えばＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイ等から構成され、画像処理部３０によって取得された画像等の各種情報の表示等に用いられる。撮像装置１８で取得された半導体デバイスＤの画像は、画像処理部３０に入力され、必要に応じて記憶、蓄積されてもよい。

なお、この画像処理部３０については、制御部２０と共に単一の制御装置（例えば、単一のコンピュータ）によって実現される構成としてもよい。また、画像処理部３０に接続される入力装置３６及び表示装置３７についても、同様に、画像処理部３０のみでなく制御部２０に接続される入力装置及び表示装置として機能してもよい。

次に、本実施形態に係る半導体デバイス検査方法について説明する。図２は、半導体デバイス検査装置１を用いた半導体デバイス検査方法を示すフローチャートである。図３は、半導体デバイス検査方法において取得される測定画像を示す模式図である。図３の（ａ）は、半導体デバイスＤのパターン画像１０１を示す。図３の（ｂ）は、半導体デバイスＤの発熱画像１０２を示す。図４は、図３の（ａ）の画像に図３の（ｂ）の画像が重畳された重畳画像１０３を示す。図５は、半導体デバイス検査方法において取得される測定画像を示す模式図である。図５の（ａ）は、半導体デバイスＤのパターン画像１０４を示す。図５の（ｂ）は、半導体デバイスＤの発熱画像１０５を示す。図６は、図５の（ａ）の画像に図５の（ｂ）の画像が重畳された重畳画像１０６を示す。

本実施形態に係る半導体デバイス検査方法では、半導体デバイスＤの被検査面Ｄａに粘着テープＴが貼着された状態で、半導体デバイスＤのパターン画像及び発熱画像が取得され得る。なお、図３及び図４においては、半導体デバイスＤに対して粘着テープＴが貼着されておらず、図５及び図６においては、半導体デバイスＤに対して粘着テープＴが貼着されている。本方法に使用される粘着テープＴにおける放射率は、０．９以上である。なお、この放射率は、例えば常温（５℃〜３５℃［４１°Ｆ〜９５°Ｆ］）で、２０００ｎｍから６５００ｎｍまでの波長域の一部でも０．９以上となっていればよい。また、３００ｎｍから２０００ｎｍまでの波長において、粘着テープＴの光の透過率は、６０％以上である。なお、光の透過率は、３００ｎｍから２０００ｎｍまでの波長における透過率の平均であってよい。粘着テープＴは、合成樹脂からなるフィルム状の基材と、基材の一方面に塗布された感圧型接着剤とから形成されている。基材の他方面には、微小な凹凸が形成されていてもよい。基材の他方面に形成される凹凸によって、当該面が物理的にざらざらした形状（粗面）となり、当該面につや消し効果が付与される。一例として、粘着テープＴは、アセテートフィルムを基材とする、いわゆるメンディングテープである。

半導体デバイス検査方法において、被検査体としての半導体デバイスＤは、試料ステージ１０に載置されている。半導体デバイスＤの被検査面Ｄａには、半導体デバイスＤ内の電子回路に電気的に接続された電極Ｄｂ，Ｄｃ，Ｄｄが設けられている（図３の（ａ）参照）。電極Ｄｂ，Ｄｃ，Ｄｄは、例えばアルミニウム等の金属材料からなり、被検査面の一部を被覆するように膜状に形成されている。被検査面Ｄａにおいて、電極Ｄｂ，Ｄｃ，Ｄｄで被覆されていない領域Ｄｅは、例えば絶縁性の高いポリイミド等の樹脂材料によって形成されている。

図２に示すように、本方法では、粘着テープＴを貼着するよりも前に、試料ステージ１０に載置された半導体デバイスＤからの光を検出して、半導体デバイスＤのパターン画像（第２のパターン画像）１０１を取得する（ステップＳ１０（第７ステップ））。このステップＳ１０では、例えば、試料ステージ１０上に位置決めされた半導体デバイスＤの電極Ｄｂ、Ｄｃに対して電圧印加部１４が電気的に接続される。この状態で、ステージ駆動部１２の駆動によって、試料ステージ１０上の半導体デバイスＤと撮像装置１８との相対位置が調整される。半導体デバイスＤの被検査面Ｄａが撮像可能となるように調整された状態で、撮像装置１８によって半導体デバイスＤのパターン画像１０１が取得される。図３の（ａ）に示されるパターン画像１０１の例では、電圧印加部１４に設けられた電圧印加用のニードル１４ａが映り込んでいる。

続いて、粘着テープＴを貼着するよりも前に、半導体デバイスＤに電気信号を印加した状態で、半導体デバイスＤの熱放射に応じた光を検出して、発熱画像（第２の発熱画像）１０２を取得する（ステップＳ１１，ステップＳ１２（第６ステップ））。ステップＳ１１では、電圧印加部１４から半導体デバイスＤに電気信号として電流又は電圧信号を印加する。電気信号が印加されることにより、半導体デバイスＤ内の電子回路において、故障箇所を発熱源として熱線が発生する。赤外カメラ等の撮像装置１８を用いて被検査面Ｄａが撮像されることによって、発熱画像１０２が取得される（図３の（ｂ）参照）。図３の（ｂ）の例では、発熱源から拡散した熱の一部が検出されており、発熱領域１０２ａ，１０２ｂとして表示されている。

続いて、パターン画像１０１と発熱画像１０２とが互いに重畳された重畳画像１０３が取得される（ステップＳ１３）。すなわち、ステップＳ１０において取得されたパターン画像１０１とステップＳ１２において取得された発熱画像１０２とは、画像処理部３０によって重畳される。本実施形態では、パターン画像１０１に対して発熱画像１０２が重畳される。図４に示す重畳画像１０３では、電極Ｄｄで被覆された領域の外側において、樹脂材料で構成される領域Ｄｅからの熱線が検出されている。検出された熱線の位置から、発熱源が電極Ｄｄの下方にあることが推測できる。特に、図４の例では、電極Ｄｄのうち発熱領域１０２ａ，１０２ｂ側の位置に発熱源があると推測できる。このように、重畳画像１０３を参照することによって、半導体デバイスＤにおける発熱源の位置を大まかに特定することができる。

続いて、粘着テープＴを半導体デバイスＤの被検査面Ｄａに貼着する（ステップＳ１４（第１ステップ））。本実施形態では、半導体デバイスＤの発熱源を含むように粘着テープＴが貼着される。このステップＳ１４では、ステップＳ１３で取得された重畳画像１０３に基づいて、半導体デバイスＤの発熱源を含むように粘着テープＴを貼着することができる。図５の（ａ）に示すように、電極Ｄｄのうち発熱領域１０２ａ，１０２ｂ側の位置に粘着テープＴが貼着されている。また、発熱領域１０２ａ，１０２ｂの位置にも粘着テープＴが貼着されている。

このステップＳ１４では、半導体デバイスＤの電極の少なくとも一部が露出するように、粘着テープＴを被検査面Ｄａに貼着することができる。図５の（ａ）に示すように、例えば、電極Ｄｂ．Ｄｃ，Ｄｄのうち、電圧印加部１４の一対のニードルとの接続が予定されている部分を露出させることができる。また、ステップＳ１４では、放射率が互いに異なる領域を含むように、粘着テープＴを被検査面Ｄａに貼着することができる。本実施形態では、低い放射率を有する電極Ｄｄと、電極Ｄｄに比べて高い放射率を有する樹脂材料の領域Ｄｅとに跨がるように、粘着テープＴが貼着されている。また、図示例では、平面視において、半導体デバイスＤの周縁に傾斜するように、粘着テープＴが斜めに貼着されている。なお、粘着テープＴを貼着する際には、空気層による熱伝導の低下を抑制するために、粘着テープＴと半導体デバイスＤとの間に空気が入らないようにする。粘着テープＴが貼着された半導体デバイスＤは、試料ステージ１０上に再び載置される。

続いて、被検査面Ｄａのうち、粘着テープＴが貼着されている面を含む領域からの光を検出して、パターン画像（第１のパターン画像）を取得する（ステップＳ１５（第２ステップ））。このステップＳ１５では、試料ステージ１０上に位置決めされた半導体デバイスＤの電極Ｄｂ，Ｄｃに対して、再び電圧印加部１４が電気的に接続される。この状態で、ステージ駆動部１２の駆動によって、試料ステージ１０上の半導体デバイスＤと撮像装置１８との相対位置が調整される。半導体デバイスＤの被検査面Ｄａが撮像可能となるように調整された状態で、撮像装置１８によって半導体デバイスＤのパターン画像１０４が取得される。本実施形態における粘着テープＴは、撮像装置１８によって検出可能な波長帯域の光を透過するため、粘着テープＴが貼着された状態で取得されたパターン画像１０４であっても、パターンを確認することができる。

続いて、粘着テープＴが貼着されている半導体デバイスＤに電気信号を入力する（ステップＳ１６（第３ステップ））。そして、電気信号が入力されている状態で、粘着テープＴが貼着されている面を含む領域からの熱放射に応じた光を検出して、発熱画像（第１の発熱画像）１０５を取得する（ステップＳ１７（第４ステップ））。ステップＳ１６では、電圧印加部１４から半導体デバイスＤに電気信号として電流又は電圧信号を印加する。電気信号が印加されることにより、半導体デバイスＤ内の電子回路において、故障箇所を発熱源として熱線が発生する。撮像装置１８を用いて粘着テープＴが貼着された被検査面Ｄａが撮像されることによって、発熱画像１０５が取得される。発熱画像１０５では、発熱領域１０２ａ，１０２ｂに対応する発熱領域１０５ａ，１０５ｂと、発熱画像１０２に表示されていない発熱領域１０５ｃとが表示されている。本実施形態では、ステップＳ１７における発熱画像１０５の取得をもって、撮像装置１８による画像の取得が終了する。

続いて、ステップＳ１５で取得されたパターン画像１０４とステップＳ１７で取得された発熱画像１０５とが画像処理部３０によって重畳され、重畳画像１０６が取得される（ステップＳ１８（第５ステップ））。図６に示すように、本実施形態では、パターン画像１０４に対して発熱画像１０５が重畳される。また、同図においては、電極Ｄｄによって被覆された部分に、発熱領域１０５ｃが重畳されている。この発熱領域１０５ｃは、粘着テープＴが貼着された領域と重複している。例えば、重畳画像１０６に基づいて、発熱領域１０５ｃに対応する位置が発熱源であることが解析され得る。撮像装置１８による画像の取得が終了した後の任意のタイミングで、粘着テープＴを半導体デバイスＤから剥離することができる（ステップＳ１９）。

以上説明した半導体デバイス検査方法では、電気信号の入力によって半導体デバイスＤ内で発熱源が発熱する。このような発熱は、例えば半導体デバイスＤ内における電子回路の故障箇所で発生する。そこで、被検査面Ｄａにおけるパターン画像１０４と発熱画像１０５とが重畳されることによって、半導体デバイスＤにおける発熱源の特定がなされ得る。しかしながら、金属によって形成された電極は、その放射率が低いため、発熱源の位置が電極の位置と重複している場合には、放射される赤外線の強度が低下し、発熱源が発熱画像に現れない場合がある。本実施形態では、被検査面Ｄａに対して、０．９以上という高い放射率を有する粘着テープＴが貼着されている。このように、被検査面Ｄａに粘着テープＴが貼着されることによって、粘着テープＴが貼着された領域における放射率が高い値で均一化される。これにより、発熱源の位置が電極の位置と重複している場合であっても、放射される赤外線を検出することができる。また、粘着テープＴは、光を透過しやすいため、粘着テープＴが貼着された状態のままで、被検査面のパターン画像１０４を取得することができる。したがって、熱線の検出精度を向上させることができるとともに、精度良く発熱位置の特定をすることができる。

また、ステップＳ１４では、電極の少なくとも一部が露出するように、粘着テープＴを被検査面Ｄａに貼着することができる。この構成によれば、粘着テープＴが貼着された状態で、半導体デバイスＤに対して電圧印加部１４を接続することができ、電気信号を容易に印加することができる。

また、ステップＳ１４では、電極で被覆された部分と、樹脂材料で構成される部分とのように、放射率が互いに異なる領域を含むように、粘着テープＴを被検査面Ｄａに貼着してもよい。この場合、粘着テープＴが貼着された領域の放射率が均一化され得る。

また、粘着テープＴを貼着するよりも前に、発熱画像１０２を取得することによって、ステップＳ１４では、発熱画像１０２に基づいて、半導体デバイスＤの発熱源を含むように粘着テープＴを貼着することができる。このように、予め発熱画像１０２に基づいて発熱源を絞り込むことによって、発熱源を確実に含むように粘着テープＴを貼着することができる。この場合、粘着テープＴを貼着するよりも前に、パターン画像１０１を取得することによって、ステップＳ１４では、重畳画像１０３に基づいて、粘着テープＴを貼着してもよい。重畳画像１０３を用いることによって、発熱源の絞り込みを容易に行うことができる。

また、粘着テープＴにおける被検査面Ｄａに貼着される面と逆側の面は、凹凸を有してもよい。凹凸を有していることによって、粘着テープＴの表面につや消し効果が付与され、反射率が低くなる。これにより、粘着テープＴの表面で反射した余分な光が撮像装置１８に入射されることを抑制できる。

また、粘着テープＴは、粘着テープＴに塗布された感圧型接着剤によって被検査面Ｄａに貼着される。感圧型接着剤が用いられることによって、例えば検査終了後に容易に粘着テープＴを剥がすことができる。

また、半導体デバイスＤのパターン画像を赤外カメラによって撮像することができる。この場合、パターン画像及び発熱画像を同一の赤外カメラによって取得することができ、撮像装置１８の構成を単純にすることができる。

また、被検査面Ｄａを含む領域からの反射光を光検出器によって検出して、パターン画像を取得してもよい。この場合、赤外カメラに比べて、より高精度のパターン画像を取得しやすい。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られない。

上記実施形態では、予め重畳画像を取得することによって、発熱源の位置の大まかな見当をつけているが、これに限定されない。図７は、変形例に係る半導体デバイス検査方法を示すフローチャートである。この半導体デバイス検査方法では、まず、粘着テープＴを半導体デバイスの被検査面に貼着する（ステップＳ２０）。本実施形態では、半導体デバイスＤの被検査面のうち、電圧印加部１４の一対のニードルとの接続が予定されている電極の部分のみを露出させて、粘着テープＴを貼着する。これにより、予め重畳画像を取得することなく、発熱源を略確実に含むように粘着テープＴが貼着される。

続いて、被検査面からの光を検出して、パターン画像を取得する（ステップＳ２１）。このステップＳ２１では、試料ステージ１０上に位置決めされた半導体デバイスＤの電極に対して、電圧印加部１４が電気的に接続される。この状態で、撮像装置１８によって半導体デバイスＤのパターン画像１０４が取得される。

続いて、粘着テープＴが貼着されている半導体デバイスＤに電気信号を入力し（ステップＳ２２）、電気信号が入力されている状態で発熱画像１０５を取得する（ステップＳ２３）。本実施形態では、ステップＳ２３における発熱画像１０５の取得をもって、撮像装置１８による画像の取得が終了する。

続いて、ステップＳ２１で取得されたパターン画像１０４とステップＳ２３で取得された発熱画像１０５とが画像処理部３０によって重畳され、重畳画像１０６が取得される（ステップＳ２４）。重畳画像１０６が解析されることによって、発熱箇所が特定され得る。検査後には、粘着テープＴを半導体デバイスＤから剥離する（ステップＳ２５）。

また、上記実施形態では、赤外カメラ等の撮像装置１８によって二次元画像が取得される例を示したが、これに限定されない。例えば、レーザ、スーパールミネッセントダイオード等の光源と、光源からの光によって被検査面を二次元に走査するガルバノミラー等の光スキャナと、被検査面からの反射光を検出するフォトダイオード、アバランシェフォトダイオード等の光検出器とによって撮像装置が構成されてもよい。この場合、被検査面における反射率の変化に基づいて発熱画像を生成してもよい。

１…半導体デバイス検査装置、１０１…パターン画像（第２のパターン画像）、１０２…発熱画像（第２の発熱画像）、１０３…重畳画像、１０４…パターン画像（第１のパターン画像）、１０５…発熱画像（第１の発熱画像）、１０６…重畳画像、Ｄ…半導体デバイス、Ｄａ…被検査面、Ｄｂ，Ｄｃ，Ｄｄ…電極、Ｔ…粘着テープ。

Claims (8)

1. 被検査体である半導体デバイスの検査を行う半導体デバイス検査方法であって、
   放射率が０．９以上であり、且つ、３００ｎｍから２０００ｎｍまでの波長における光の透過率が６０％以上である粘着テープを前記半導体デバイスの被検査面に貼着する第１ステップと、
   前記被検査面のうち、前記粘着テープが貼着されている面を含む領域からの光を検出して、第１のパターン画像を取得する第２ステップと、
   前記粘着テープが貼着されている前記半導体デバイスに電気信号を入力する第３ステップと、
   前記電気信号が入力されている状態で、前記領域からの熱放射に応じた光を検出して、第１の発熱画像を取得する第４ステップと、
   前記第１のパターン画像と前記第１の発熱画像とを重畳する第５ステップと、
   前記粘着テープを貼着するよりも前に、前記半導体デバイスに前記電気信号を入力した状態で、前記半導体デバイスの熱放射に応じた光を検出して、第２の発熱画像を取得する第６ステップと、を含み、
   前記第１ステップでは、前記第２の発熱画像に基づいて、前記半導体デバイスの発熱源を含むように前記粘着テープを貼着する、半導体デバイス検査方法。
2. 前記半導体デバイスは、前記被検査面側に前記電気信号を入力するための電極を有し、
   前記第１ステップでは、前記電極の少なくとも一部が露出するように、前記粘着テープを前記被検査面に貼着する、請求項１に記載の半導体デバイス検査方法。
3. 前記第１ステップでは、放射率が互いに異なる領域を含むように、前記粘着テープを前記被検査面に貼着する、請求項１又は２に記載の半導体デバイス検査方法。
4. 前記粘着テープを貼着するよりも前に、前記半導体デバイスからの光を検出して、第２のパターン画像を取得する第７ステップを更に含み、
   前記第１ステップでは、前記第２のパターン画像と前記第２の発熱画像とが互いに重畳した画像に基づいて、前記半導体デバイスの発熱源を含むように前記粘着テープを貼着する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導体デバイス検査方法。
5. 前記粘着テープにおける前記被検査面に貼着される面と逆側の面は、凹凸を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の半導体デバイス検査方法。
6. 前記粘着テープは、前記粘着テープに塗布された感圧型接着剤によって前記被検査面に貼着される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の半導体デバイス検査方法。
7. 前記第２ステップでは、前記第１のパターン画像として、赤外カメラによって撮像された画像を取得する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の半導体デバイス検査方法。
8. 前記第２ステップでは、前記領域からの反射光を光検出器によって検出して、前記第１のパターン画像を取得する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の半導体デバイス検査方法。

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