JP7042071B2

JP7042071B2 - ｅビーム操作用の局部的に排気された容積を用いる集積回路解析システムおよび方法

Info

Publication number: JP7042071B2
Application number: JP2017238200A
Authority: JP
Inventors: ヤコフ・ボブロフ; セシリア・カンポキアーロ
Original assignee: エフ・イ－・アイ・カンパニー
Priority date: 2016-12-20
Filing date: 2017-12-13
Publication date: 2022-03-25
Anticipated expiration: 2037-12-13
Also published as: TW201837959A; KR20180071985A; US20180197713A1; KR102339530B1; JP2018136306A; CN108226737B; TWI746740B; US10373795B2; CN108226737A

Description

本発明は、荷電粒子ビームを使用した集積回路（ＩＣ）の診断、特性評価および改変に関する。

電気的故障解析は、試験中の完成したＩＣデバイス（ＤＵＴ）の電気的な問題を分離する。ノードの縮小、新規の材料およびより複雑な構造が、故障を検出するための新たな分離技術およびシステム分解能の向上を推進している。

電子ビーム診断システムは、ＩＣの特性評価用途およびデバッグ用途で使用される強力なツールである。電子ビーム診断システムは、例えば２次電子画像化、内蔵コンピュータ自動設計（ＣＡＤ）ディスプレイを使用した回路ナビゲーション、および電位コントラスト原理を使用した能動回路からの電圧測定に対して使用されている（例えば米国特許第４，７０６，０１９号明細書を参照されたい）。別の電子ビーム診断システムは、ビーム中の電子を使用して、故障を検出するための信号に影響を及ぼす。このようなシステムには、電子線誘起電流（ＥＢＩＣ）、レジスティブ・コントラスト・イメージング（ＲＣＩ）、バイアストＲＣＩ（ＢＲＣＩ）、電荷誘起電圧修正（ＣＩＶＡ）、低エネルギーＣＩＶＡ（ＬＥＣＩＶＡ）、電子線吸収電流（ＥＢＡＣ）、および電子線誘起抵抗変化（ＥＢＩＲＣＨ）システムなどがある。

Ｓｈａｗ他の米国特許６，８７２，５８１号明細書は、荷電粒子ビームを使用したＩＣの診断、特性評価または改変のための方法を教示している。一実施態様では、ＩＣのバルク・シリコン基板を、その裏面から、最も深いウェルから約１ないし３μｍのところまで薄くし、その表面の下にある回路要素に電圧を印加する。この印加電圧は、薄くした基板の表面に電位を誘導する。この電位を、誘導電圧と荷電粒子ビームとの相互作用によって検出する。Ｗｏｌｌｅｓｅｎ他の米国特許第５，９７２，７２５号明細書も同様に、機械研磨とプラズマ・エッチングの組合せを使用してシリコン基板の一部分を除去し、回路に供給電圧を印加し、電子ビーム画像中の電位コントラストを観察することによって、裏面電圧測定を可能にする。

このような検査技法では、ＩＣを試験条件で動作させる試験信号設計を用いてＩＣ回路を作動させることが望ましい。ＳＥＭ室内で最新のＩＣを作動させるためには、数百ないし数千の高速電気フィードスルーが必要であり、これを達成することは難題である。必要な高速フィードスルーの数は一般に、サイズ（トランジスタ数）とともに増加し、デバイス上の入出力（Ｉ／Ｏ）端子の数が増加すると一般に回路が複雑になる。過去のｅビーム解決手段は全て、電気信号をＳＥＭの真空室内に「通す」ことに依存しており、そうすることは、時間のかかる厄介なプロセスであり、特定のＩＣに対して専用の接続機器を製作することが必要となることもある。

米国特許第４，７０６，０１９号明細書米国特許第６，８７２，５８１号明細書米国特許第５，９７２，７２５号明細書

本発明の目的は、ＳＥＭを使用してＩＣを解析する方法および装置を提供することにある。

電子ビームが放出されるＳＥＭカラム開口を一端に含むＳＥＭカラムを有する走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を使用してＩＣを検査する方法が提供される。この方法は、ＩＣの裏面のターゲット領域の周囲においてＳＥＭカラム開口を密閉して、ＳＥＭカラム開口の位置に密閉された容積を生み出すことであり、ターゲット領域が、密閉された容積の囲いの一部を形成することと、密閉された容積を排気することと、ＩＣの回路要素に電圧を印加することであり、この電圧が、ターゲット領域内に電位を誘導することと、ターゲット領域を電子ビームで走査して、ターゲット領域の表面の電位を検出することとを含むことができる。

装置は、ＩＣ上の多数の接点に接続するための多数の電気プローブを含む試験用取付け具と、電子源、ターゲット領域に向かって電子ビームが放出される遠位端を有する集束カラム、および入射した電子ビームに反応してターゲット領域から放出された電子を検出するように配置された電子検出器を含むＳＥＭと、ＳＥＭ集束カラムの遠位端に配置されるように適合された密閉要素であり、電子が通り抜けることを許す中心開口を有する密閉要素と、ＳＥＭまたはＩＣを保持する可動マウントであり、ＳＥＭとＩＣの間の相対運動を生じさせて、ＳＥＭ集束カラムとＩＣの間またはＳＥＭ集束カラムと試験用取付け具の間のシールを密閉要素に形成させるように構成されており、このシールがターゲット領域の周囲にある可動マウントと、ＳＥＭ集束カラムに結合された真空ポンプであり、ＩＣと真空カラムの遠位端との間に部分的な真空を生み出すように動作可能な真空ポンプとを含むことができる。

以上では、以下の本発明の詳細な説明をより十分に理解できるように、本発明の特徴および技術上の利点をかなりおおまかに概説した。以下では、本発明の追加の特徴および追加の利点を説明する。開示される着想および特定の実施形態を、本発明の同じ目的を達成するために他の構造を変更しまたは設計するためのベースとして容易に利用することができることを当業者は理解すべきである。さらに、このような等価の構造は、添付の特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を逸脱しないことを当業者は理解すべきである。

次に、本発明および本発明の利点のより完全な理解のため、添付図面に関して書かれた以下の説明を参照する。

ＩＣを検査する、いくつかの実施形態に基づくプロセスの流れ図である。ターゲット領域のところが薄くされたＩＣを示す断面図である。その裏面の表面全体にわたって薄くされたＩＣを示す一連の断面図である。その裏面の表面全体にわたって薄くされたＩＣを示す一連の断面図である。パッケージ化されていないＩＣの裏面に対してシールを形成するためのＳＥＭカラムの相対移動を示す一連の断面図である。パッケージ化されていないＩＣの裏面に対してシールを形成するためのＳＥＭカラムの相対移動を示す一連の断面図である。パッケージ化されていないＩＣの裏面に対してシールを形成するためのＳＥＭカラムの相対移動を示す一連の断面図である。パッケージ化されていないＩＣの裏面に対してシールを形成するためのＳＥＭカラムの相対移動を示す一連の断面図である。パッケージ化されたＩＣの裏面に対してシールを形成するためのＳＥＭカラムの相対移動を示す同様の一連の断面図である。パッケージ化されたＩＣの裏面に対してシールを形成するためのＳＥＭカラムの相対移動を示す同様の一連の断面図である。パッケージ化されたＩＣの裏面に対してシールを形成するためのＳＥＭカラムの相対移動を示す同様の一連の断面図である。パッケージ化されたＩＣの裏面に対してシールを形成するためのＳＥＭカラムの相対移動を示す同様の一連の断面図である。密閉要素を保持しもしくは密閉要素と係合するために、および／または特定のＩＣを検査するのには大き過ぎることがあるカラム開口のサイズを調整するためにＳＥＭカラムの遠位端で使用することができる構造体の変形実施形態を示す断面図である。密閉要素を保持しもしくは密閉要素と係合するために、および／または特定のＩＣを検査するのには大き過ぎることがあるカラム開口のサイズを調整するためにＳＥＭカラムの遠位端で使用することができる構造体の変形実施形態を示す断面図である。密閉要素を保持しもしくは密閉要素と係合するために、および／または特定のＩＣを検査するのには大き過ぎることがあるカラム開口のサイズを調整するためにＳＥＭカラムの遠位端で使用することができる構造体の変形実施形態を示す断面図である。密閉要素を保持しもしくは密閉要素と係合するために、および／または特定のＩＣを検査するのには大き過ぎることがあるカラム開口のサイズを調整するためにＳＥＭカラムの遠位端で使用することができる構造体の変形実施形態を示す断面図である。密閉要素を保持しもしくは密閉要素と係合するために、および／または特定のＩＣを検査するのには大き過ぎることがあるカラム開口のサイズを調整するためにＳＥＭカラムの遠位端で使用することができる構造体の変形実施形態を示す断面図である。本明細書の原理の一部を具体化した例示的な診断システムの断面図である。ルミネセンスも検出するＩＣ検査プロセスの変形実施形態を示す部分流れ図である。ＳＥＭカラム・アダプタ要素を使用して局部的なシールを形成する例示的な方法の流れ図である。

添付図面を一定の尺度で描くことは意図されていない。これらの図面では、さまざまな図に示された同一の構成要素またはほぼ同一の構成要素がそれぞれ同様の符号によって表されている。分かりやすくする目的上、全ての図面の全ての構成要素に符号が付されているわけではない。

ＩＣ半導体デバイス中の故障を解析する新たな手法が記載される。ＩＣ被試験デバイス（ＤＵＴ）に含まれるトランジスタ、トランジスタのドーパント・ウェルおよびトランジスタの補助接続のプロービングを、電子ビーム（ｅビーム）技法を使用して実施することを可能にするシステム設計および方法が提供される。このプロービングは、自動試験機器（ＡＴＥ）テスタによってＤＵＴが電気的に刺激されている間に、またはデバイスがそれ自体で作動している間に、または回路ボードもしくは別のモジュールの中に装着されたホスト・システムの中でデバイスが作動している間に実施される。このＤＵＴは、パッケージ化されたＩＣとすることができ、または完全な製造ウェーハの一部を含むパッケージ化されていない形態で存在することもできる。既存のｅビーム・プロービング・システムでは、ＤＵＴを高真空環境に置く必要がある。本明細書の設計および方法は、ＤＵＴを高真空中に置く必要性を回避することを追求し、ＤＵＴを、比較的に低い（「劣等な」）真空環境に置くことができる環境制御型走査電子顕微鏡（ＥＳＥＭ）または低真空ＳＥＭを使用する。ＤＵＴに対しておよび／またはＤＵＴの周囲において、ＳＥＭカラムを、局部的なシールを用いて密閉して、排気された局所容積を生み出す。ＳＥＭカラムの周囲に構築された室の小さな排気口によって、またはＥＳＥＭの小さな絞りを通してＥＳＥＭ／ＤＵＴ室のカラム側をポンプによって排気することによって、排気されたＥＳＥＭ／ＤＵＴ局所容積内の低真空を維持することができる。このような配置は、ＤＵＴを操作および監視するのに必要な、ことによると数千にもなる信号の真空フィードスルーの必要性を排除し、このような配置はさらに、ＤＵＴがその通常の環境で動作している間にＤＵＴのプロービングを実施すること、例えばＤＵＴのシステム内の回路ボード上またはＡＴＥテスタ上に設置されたＤＵＴのプロービングを実施することを可能にする。このＤＵＴ環境の圧力は通常、約１０Ｐａから２５ｋＰａの間である。ＥＳＥＭは、ガス・カスケード増幅２次電子検出を使用する。いくつかの用途では、低真空レベルのＳＥＭが、後方散乱電子検出器を使用することができる。ＤＵＴの位置の圧力は、有用な信号を検出器が提供する範囲内にあるべきである。この圧力の上限は、ＤＵＴの位置において十分な分解能を有する電子ビームを提供するのに十分な真空を、電子源においておよび光学カラム内において維持するカラム真空ポンプの能力によっても決定される。電子源においておよび集束カラムの大部分にわたってより低い圧力を維持して、源の汚染およびカラムの大部分にわたるビームの分散を防ぐために、ＳＥＭカラムは通常、圧力制限絞りを有する。ＤＵＴまたは試験用取付け具に対してカラムがシールを形成する圧力制限絞りの後方の圧力は、圧力制限絞りよりも前の圧力よりも高くすることができる。

これらのさまざまな態様は、ＳＥＭを用いてＩＣを検査する試験装置が大幅に単純になるという利点を提供する。信号をＩＣに接続する際の機器コスト（通常ならば電気パススルーを備える真空室が必要となる）と、ＩＣＤＵＴへの接続を実施する際の労働時間およびコストの両方における改良された速度およびコストの利益である。ＩＣを検査するはるかに小さな真空容積をポンプによって排気することにより時間の節約となり、ＤＵＴまたは試験用取付け具に対して密閉されたＳＥＭカラムの端に生み出された小さな真空容積内のより低品質の真空（少なくとも部分的な真空）を許容することによって時間の節約となる。ＩＣＤＵＴを検査する位置に別の試験ツールを移動させるための改良されたＩＣへのアクセスが提供され、以前の手順よりも頻繁にツールを切り換えることができる試験手順を設計することが可能になる。カラム・アダプタ要素を使用する変形態様も、機器の相互運用性を向上させ、本明細書の新たな特徴を実行する際に既存のＳＥＭ機器からより多くの価値を実現することを可能にする。本明細書の組合せで使用されるさまざまな特徴から、他の多くの利点を実現することもできる。

一実施形態では、単純なＯリング密閉要素が、Ｏリング・シールの外側では周囲大気条件が存在することが許され、シール内では、ＳＥＭの動作を可能にするのに十分なレベルの真空が維持されるような態様でＤＵＴの一部分を密閉するのに十分である。本明細書で使用されるとき、「ＤＵＴに対して密閉されている」は、ＤＵＴを保持している取付け具またはモジュールに対して密閉されていることも含む。この配置は、ＤＵＴの全体が、ことによるとこれに加えてＡＴＥが、高真空ＳＥＭ室内の真空中にある必要性を排除する。ＳＥＭは、ｅビーム・プロービング、標準光学プロービング、熱放射または他の電気的故障解析ツールをＤＵＴ位置の所定の位置に移動させることができるような態様で、機械式ステージ上に置くことができる。

本明細書に記載されたシステムの一態様は、少なくとも局部的に囲われた容積を生み出すためにＳＥＭカラムの遠位端とＩＣの裏面のターゲット領域との間に局部的なシールを提供するように、密閉要素を提供することを含む。この局部的に囲われた容積を排気して、あるタイプのＳＥＭを動作させるための部分的な真空を生み出すことができる。別の態様は、ＤＵＴのターゲット領域を取り囲む局部的な容積内に生成された少なくとも部分的な真空中でＳＥＭを動作させることであり、これにより、ＤＵＴへの電気接続を真空の外側で実施して、電気接続を真空室内へ延ばすことを回避することができる。これらの技法は、薄型ＩＣＤＵＴとともに使用されることが好ましい。

別の実施形態は、ＩＣを検査する方法を提供する。この方法は、ＩＣの裏面、少なくとも検査対象のターゲット領域を薄くすること、および試験用取付け具の役目を果たす回路モジュールの中にＩＣがまだ装着されていない場合に、試験用取付け具の中にＩＣを置くことを含む。回路モジュール、試験用取付け具、またはＩＣを保持する他の装置は、「ＩＣホルダ」または「回路ホルダ」と呼ばれる。この方法は、次いで、ＳＥＭカラムを、ＩＣの裏面のターゲット領域の近くの位置まで、ＩＣに対して移動させることを含む。ＳＥＭまたはＩＣを移動させてこの相対移動を実施することができる。この方法は、ＳＥＭカラム開口とＩＣの裏面の間に、ターゲット領域を取り囲むシールを形成する。この方法は、次いで、ＳＥＭカラム開口とＩＣの裏側の表面との間の密閉された容積内に、少なくとも部分的な真空を生み出す。ＩＣの回路要素に少なくとも１つの電圧を印加する。この電圧は、ターゲット領域内に電位を誘導する。この方法は次いで、ＳＥＭを使用して、この電位を、ターゲット領域の表面特徴として検出する。

この方法との適当な代替の組合せでは、多くの機能および技法を使用することができる。このシールは、ＳＥＭカラムとターゲット領域の間に開口を形成することができる。このシールは、Ｏリングを用いて形成することができる。このシールは、ＳＥＭカラムの遠位端に配置された密閉要素を用いて形成することもできる。このシールの形成は、ＩＣに向かってＳＥＭカラムを移動させて、密閉要素をＩＣに対して圧縮することを含むことができる。ＩＣに対するＳＥＭカラムの移動は、その上にＳＥＭが装着された運動ステージを移動させることによって実行することができる。いくつかの変形態様では、この少なくとも部分的な真空の圧力が１ｋＰａ以上である。達成可能な場合にはこれよりも高い真空レベル（これよりも低い圧力）を使用することができる。一般に、より高品質のＳＥＭデータのためには、より高い真空レベルの方が好ましい。達成可能な真空レベルは、シールを通した漏れおよび真空ポンプに依存する。この方法はさらに、ＳＥＭで走査している間にＩＣから密閉された容積内に放出された光子を検出することを含むことができる。このＳＥＭカラムを、環境制御型ＳＥＭ（ＥＳＥＭ）カラムとすることができる。このＳＥＭカラムを、低真空ＳＥＭカラムとすることができる。この方法は、近赤外（ＮＩＲ）顕微鏡または他の適当な検査ツールをターゲット領域に隣接する位置に移動させること、およびこの別のツールを用いてＩＣを検査することを含むことができる。この方法はさらに、ターゲット領域に沿った多数の特徴部分の電位を検出することによって、表面の電位分布画像を得ることを含むことができる。この方法は、電位分布画像を使用して、ＳＥＭを用いて検査するＩＣ内の回路要素の位置を突き止めることを含むことができる。この方法はさらに、電位分布画像を使用して、ＩＣ内の回路要素の故障を検出することを含むことができる。この方法は、ＥＢＩＣ、ＲＣＩ、ＢＲＣＩ、ＣＩＶＡ、ＬＥＣＩＶＡ、ＥＢＡＣおよびＥＢＩＲＣＨなど、他の電子ビーム解析技術を使用することを含むことができる。

ＩＣの裏面を薄くすることは、ＩＣの裏面に最も近いターゲット領域内の回路要素から１ミクロン（マイクロメートル）未満の厚さまで薄くすることを含むことができる。ＩＣの裏面を薄くすることは、ＩＣの裏面の表面に最も近いターゲット領域内の回路要素から５０ナノメートル未満の距離まで裏面を薄くすることを含むことができる。ＩＣの裏面を薄くすることは、ターゲット領域内のＩＣの回路要素を露出させることを含むことができる。ＳＥＭカラムは、カラム開口を狭めるためにカラム開口に装着されたカラム・アダプタ要素を有することができる。このようなカラム・アダプタ要素は、直径５ｍｍ未満または直径２ｍｍ未満など、特定のＩＣを検査するのに適した直径までカラム開口を狭めるように構築することができる。このシールは、カラム・アダプタ要素の遠位側に配置された密閉要素によって形成することができる。この方法は、密閉された容積の外側のＩＣの裏面から熱を引き出すことによって、ＩＣ内の回路要素に電圧を印加している間、ＩＣを冷却することを含むことができる。試験用取付け具をプローブ・カードとすることができる。この方法はさらに、ＩＣ内の端子を通して、プローブ・カードを通して、またはその中にＩＣが装着され電気的に接続された回路ボードもしくは別の回路モジュールを通して、時間変化する電圧をＩＣに印加することを含むことができる。ＩＣは、パッケージ化された形態、パッケージ化されていない形態、または部分的にパッケージ化された形態をとることができる。電位をターゲット領域の表面特徴として検出することはさらに、電位の時間変動を検出することを含むことができる。この方法はさらに、ＩＣに接続しＩＣを試験するための時間変化する多数の高速電気信号を提供すること、および前記多数の信号を試験用取付け具に接続することを含むことができる。

他の態様によれば、ＩＣを検査する装置が提供される。この装置は、ＩＣを受け取りＩＣ上の多数の接点に電気的に接続するように適合されたコネクタまたはフットプリントを有する試験用取付け具を含む。この試験用取付け具は、検査対象のＩＣが既に装着された回路ボードまたはモジュールを含むことができる。この装置は、電子源と、ターゲット領域に向かって電子ビームを放出するための遠位端を有する集束カラムと、ターゲット領域からの電子を検出するように配置された電子検出器とを含むＳＥＭを含む。中心開口を有する密閉要素であって、電子がこの中心開口を通り抜けることができるようにＳＥＭカラムの遠位端に配置されるよう適合された密閉要素が提供される。ＳＥＭおよび試験用取付け具を保持する１つまたは複数のマウンティング構造体が提供される。それらのマウンティング構造体のうちの少なくとも１つのマウンティング構造体は、密閉要素およびＳＥＭカラムから離隔したＩＣを試験用取付け具が保持している、作動しない第１の位置と、少なくとも部分的な真空まで排気することができる密閉された容積を形成するシールを、ＩＣの裏面とＳＥＭカラムの遠位端との間に形成するために、その裏面が密閉要素に対して置かれたＩＣを試験用取付け具が保持している、動作する第２の位置とに調整可能である。ＳＥＭ集束カラムに真空ポンプが結合され、この真空ポンプは、部分的な真空を生み出すように動作可能である。

この装置との適当な代替の組合せでは、他の多くの機能を提供することができる。この装置はさらに、ＳＥＭに動作可能に接続されたコントローラであって、ＩＣの裏面の薄くされたターゲット領域上で電位分布画像化を実行するようにＳＥＭを制御するようプログラムされたコントローラを含むことができる。試験用取付け具ソケットは、ＩＣに多数の高速電気信号を結合し、ＩＣからの多数の高速電気信号を結合する多数の電気接続を含み、この電気接続は、密閉された容積の外側でＩＣに結合される。マウンティング構造体は、その上にＳＥＭが装着されたｘ，ｙ，ｚ可動プラットホームを含むことができる。この装置はさらに、前記１つまたは複数のマウンティング構造体のうちの少なくとも１つのマウンティング構造体によって保持された少なくとも１つの追加の検査ツールを含むことができ、このマウンティング構造体は、ＩＣを観察する所定の位置へツールを移動させることができ、この検査ツールは、近赤外顕微鏡、レーザアシステッド・デバイス・オルタレーション（ＬＡＤＡ）装置、可視光プローブ、可視光顕微鏡および光子放出顕微鏡（ＰＥＭ）のうちの１つである。密閉要素は、変形可能なガスケットとすることができ、シールを形成することは、ＩＣに向かってＳＥＭ集束カラムを移動させて、密閉要素をＩＣの裏面に対して圧縮することを含む。密閉要素は、ＳＥＭ集束カラムの遠位端に装着することができる。ＳＥＭカラムは、カラム開口に装着されたカラム・アダプタ要素を有することができる。密閉要素は、このようなカラム・アダプタ要素に装着することができる。密閉要素を保持するように、カラム・アダプタ要素を適合させることができ、この密閉要素は取外し可能かつ交換可能である。カラム開口を狭めるカラム・アダプタ要素を含めることができる。例えば２ｍｍ未満または５ｍｍ未満の直径までカラム開口を狭めることができる。

別の実施形態は、ＩＣを検査する方法を提供する。この方法は、ＩＣの裏面の検査対象のターゲット領域を薄くすることを含む。試験用取付け具の役目を果たす回路モジュール内にＩＣがまだ装着されていない場合、この方法は、試験用取付け具の中にＩＣを置き、試験用取付け具をＩＣ内の回路要素に電気的に接続する。この方法は、ＳＥＭカラムを、ＩＣの裏面のターゲット領域の近くの位置まで、ＩＣに対して移動させる。この方法は次いで、ＳＥＭカラム開口とＩＣの裏面の間に、ターゲット領域を取り囲むシールを形成し、ＳＥＭカラム開口とＩＣの裏面の間の密閉された容積内に、少なくとも部分的な真空を生み出す。この方法は、時間変化する多数の電圧信号を、試験用取付け具から、選択されたＩＣ回路要素に印加して、ＩＣ内に試験条件を生み出す。それらの信号は、ターゲット領域内に、時間変化する少なくとも１つの電位を誘導する。この方法は、ＳＥＭを使用して、この時間変化する少なくとも１つの電位を、ターゲット領域の表面特徴として検出する。

この方法との適当な代替の組合せでは、多くの機能および技法を使用することができる。ＩＣは、キャリヤ基板に装着することができ、キャリヤ基板は、ＩＣの回路要素を外部電気端子に電気的に接続し、試験用取付け具の中にＩＣを置くことは、外部電気端子を通して試験用取付け具をＩＣ回路要素に電気的に接続することを含むことができる。ＩＣを、パッケージ化されたＩＣとすることができ、この方法はさらに、ＩＣの裏面のターゲット領域を薄くする前に、ＩＣの裏面を覆っているパッケージ層の少なくとも一部を除去することを含むことができる。ＩＣの裏面を薄くすることは、ＩＣの裏面の全体を薄くすることを含むことができる。ＩＣの裏面を薄くすることは、ターゲット領域内のＩＣの回路要素を露出させることを含むことができる。１ミクロン未満の層などの薄い層を回路要素の上に残すことができる。この方法は、ＳＥＭカラムをＩＣに対して移動させて、ターゲット領域から遠ざけること、および追加の検査ツールを、ターゲット領域を検査する位置に移動させることを含むことができ、この追加の検査ツールは、近赤外顕微鏡、レーザアシステッド・デバイス・オルタレーション（ＬＡＤＡ）装置、可視光プローブ、可視光顕微鏡および光子放出顕微鏡（ＰＥＭ）のうちの１つである。この方法はさらに、追加の検査ツールを用いてＩＣを検査した後に、その追加の検査ツールをＩＣから遠ざけることを含むことができ、さらに、ＳＥＭカラムを、ＩＣの裏面のターゲット領域の近くの位置に、ＩＣに対して移動させること、ＳＥＭカラム開口とＩＣの裏面の間に、ターゲット領域を取り囲むシールを形成すること、ＳＥＭカラム開口とＩＣの裏側表面の間の密閉された容積内に、少なくとも部分的な真空を生み出すこと、ターゲット領域内に時間変化する電位を誘導する時間変化する多数の電圧信号を、選択されたＩＣ回路要素に印加して、ＩＣ内に試験条件を生み出すこと、および、ＳＥＭを使用して、その時間変化する電位を、ターゲット領域の表面特徴として検出することを繰り返すことを含むことができる。

本明細書の説明に基づく他の実施形態も可能である。例えば、ＳＥＭカラム上に置かれるように、また、密閉要素を含みまたは保持するように、カラム・アダプタ要素を構築することができる。この密閉要素は、ＩＣチップに対してまたはＩＣチップの周囲にシールを形成して、ＳＥＭを用いてＩＣを検査するための局部的に排気された容積を生み出す。別の実施形態は、密閉要素を保持するように構成されたカラム遠位先端を有するＳＥＭを含む。この密閉要素は、ＩＣチップに対してまたはＩＣチップの周囲にシールを形成して、ＳＥＭを用いてＩＣを検査するための局部的に排気された容積を生み出す。別の実施形態では、ＳＥＭカラムの端部が試験用取付け具と接触したときにシールを形成するように、試験用取付け具に、エラストマー・リングなどのシールが組み込まれている。

次に、システムのいくつかの変形実施形態を説明する。それらの例は、ＩＣ回路の検査を可能にする局部的なシールを形成することに関する着想を、さまざまな革新的な要素とともにどのように利用するのかを示すために選択されたものである。示されたそれぞれの例で、それらの革新的な要素の全てが使用されるというわけではない。

図１は、ＩＣを検査および診断する、いくつかの実施形態に基づくプロセスの流れ図である。図９は、本明細書の原理の一部を具体化した例示的な診断システムの断面図である。ＥＳＥＭ室をＤＵＴに直接に結合することは、ＤＵＴをその通常の試験状態で動作させている間に、例えばＤＵＴをＡＴＥテスタ上でまたは回路ボードなどのシステム内で動作させている間に、ＤＵＴのｅビーム・プロービングを実施することを可能にするという課題を解決する。ＥＳＥＭまたは低真空ＳＥＭは比較的に劣等な真空環境内で有効に機能する。そのため、ＤＵＴがその通常の動作環境にある間、ＥＳＥＭ動作を維持する目的には、ＤＵＴに対する単純なＯリング密閉要素で十分である。

次に、図１を参照し、時には図９のシステム図およびその他の図も参照する。ＩＣＤＵＴを検査する例示的なプロセスまたは方法は、ＩＣに対して検査の準備を行うプロセス・ブロック１０２から始まる。パッケージングされていないＩＣについては、この準備が、ブロック１０４で、パッケージ・プレートなどのキャリヤ基板上に装着することを含むことができる。プローブ・カードおよび適当なプローブ・ヘッドまたはソケットを使用してベア（ｂａｒｅ）ＩＣまたは完全なダイを検査することもできるため、いくつかの場合にはこのブロックが任意である。

次に、（任意選択の）ブロック１０６で、このプロセスは、ＩＣの裏面を、少なくともターゲット領域にわたって、場合によってはＩＣの裏面全体にわたって、検査のための所望の深さまで薄くする。この薄化プロセスは、当技術分野においてよく知られており、適当な任意の技法によって実施することができる。いくつかの技法が、例えばＳｈａｗ他の米国特許第６，８７２，５８１号明細書で説明されており、それらの技法は、用途に基づいて、およびＩＣチップ全体を薄くするのかまたはＩＣチップの一部分だけを薄くするのかに基づいて選択することができる。機械的なミリングおよび機械研磨を使用することができる。例えば、湿式もしくは乾式化学エッチングによる全体的基板除去、またはレーザ化学エッチング、フェムト秒レーザ・アブレーション、集束イオン・ビームもしくはＲＩＥ（反応性イオン・エッチング）による局所的基板除去など、他の薄化技法を使用することもできる。図２は、ＩＣ１０の裏面のターゲット領域１２の位置でＩＣの一部分だけを薄くする例を示す。このＩＣは、フリップチップの形態で、キャリヤ基板またはパッケージ・プレート上に装着されている。このキャリヤ基板またはパッケージ・プレートは、ＩＣの前面の端子回路要素と対向しており、それらの端子回路要素を、キャリヤ板６の向かい合う面のはんだボールに電気的に接続する。選択された多数のターゲット領域を薄くすることもでき、または、図３Ａの断面に示されているようにＩＣ１０の全体を薄くすることもできる。図３Ａには、キャリヤ基板６に装着された薄くされていないＩＣ１０が示されており、この薄くされていないＩＣ１０をその裏面１１を横切って薄くして、図３Ｂの薄くされたＩＣ１０’にする。いくつかの実施形態では、ＳＴＩ（浅いトレンチ相互接続）層などの検査したい回路要素を露出させるのに必要な深さまで、薄くされたＩＣ１０’を薄くし、または、他の実施形態では、検査したい回路要素の上に薄いシリコン層を残す。一般に、以下で使用されるとき、「ＩＣ１０」（図２～７および９を参照されたい）は、さまざまな技法に従って薄くした薄型ＩＣを指す。最も好ましい方法では、ターゲット領域のＩＣの裏面の表面に最も近い回路要素からの厚さが５０ナノメートル未満である層など、非常に薄い層を残す。残す層の厚さは、例えば５００ｎｍなど１ミクロン以下であることが好ましいが、本明細書の技法を、２または３ミクロンなどこれよりも厚い層を残す知られているプロセスと一緒に使用することもできる。さらに、基板材料が異なれば、所望の測定のタイプに応じて、および外表面１１とある回路要素との間の結果として生じる電磁結合に応じて、残す厚さを変える必要があることもある。このステップで、完全にパッケージ化されたＩＣ、パッケージ化されていないＩＣまたは部分的にパッケージ化されたＩＣを薄くすることができる。

次に、図１の（任意選択の）ブロック１０８で、このプロセスは、試験用取付け具の中にＩＣ１０を置きまたは装着する。この置くことまたは装着することは、ＩＣ１０のキャリヤ基板上のはんだバンプを使用して、プローブ・カードの試験ソケットの中に置くこと、または回路ボードに装着することを含むことができる。一部の被試験デバイスは、ホスト・システムまたは適当な試験用回路ボードに既に装着された状態で提供され、このプロセスは、ＤＵＴにアクセスできる限りにおいて適当な任意の回路ボード上で実施することができるため、このステップは、任意選択のステップとして示されている。本明細書の技法の他の利点は、それらの技法では、動作状態にあるホスト・システムにＩＣ１０が装着された多くの場合に評価が可能なことである。回路ボードまたは他の回路モジュール、例えばマルチチップ・モジュールにＩＣ１０がまだ装着されていない場合に、このプロセスは一般に、ＩＣ１０を装着することを含む。図４の例では、試験用取付け具が、コネクタ５を有するプローブ・カード４に接続された自動試験機器（ＡＴＥ）３を含む。コネクタ５は、被試験ＩＣがパッケージ化されたＩＣなのか、キャリヤ上に装着されたＩＣなのか、またはベアＩＣなのかに応じて、およびそのＩＣとともに使用される端子のタイプに応じて、プローブ・ヘッド、ソケット・アダプタまたは他の適当なアダプタとすることができる。試験用取付け具は、はんだボール、はんだバンプまたはピンなどのキャリヤ基板の外部電気端子に電気的に接続するのに必要な手法で構築される。図６の例では、試験用取付け具が試験用回路ボードを含み、この試験用回路ボードに、パッケージ化された薄型ＩＣ１０が、通常ははんだ付けによって装着される。これらの例については後にさらに説明する。

次に、このプロセスは、ブロック１１０で、試験用取付け具を移動および動作の範囲内に移動させることによって、試験用取付け具を、試験システム内の所定の位置まで移動させる。このような位置の例は例えば、ＡＴＥ３を示す図９のシステム図に示されており、この図では、ＡＴＥ３の取り付けられたプローブ・カード４およびコネクタ５が、ＳＥＭの上方のＳＥＭ２０の動作範囲内の所定の位置にある。動作範囲は、ＩＣに対してＳＥＭを移動させることによってＳＥＭが走査することができる領域を意味する。図９の試験システムについては後にさらに説明する。

ブロック１１２で、ＳＥＭカラム開口とＩＣの裏面との間に密閉要素１５を配置する。密閉要素１５は通常、ゴム、プラスチックまたは複合材料などの変形態様可能な公知の適当な材料でできた、Ｏリングまたはガスケットなどの変形可能なあるタイプのシールである。前述のとおり、密閉要素１５は、ＳＥＭカラム２０の開口の遠位側に密閉要素１５を取り付けるやり方、ＳＥＭカラム２０とＩＣ１０の間の所定の位置に別の支持構造体を用いて密閉要素１５を支持するやり方、またはＩＣ１０の裏面に密閉要素１５を取り付けるやり方など、いくつかのやり方で配置することができる。好ましい変形態様では、ＳＥＭカラムの遠位端に密閉要素が既に固定されており、動作と動作の間もそこに留まる。密閉要素１５が所定の位置に置かれた後、このプロセスは、次に、ブロック１１４で、ＳＥＭカラムを、ＩＣの裏面のターゲット領域の近くの位置まで、ＩＣ１０に対して移動させる。この移動は、密閉要素１５が、ＩＣ１０またはＩＣ１０のパッケージ材料もしくはＩＣ１０のキャリヤ基板と接触し、それによってＳＥＭカラム２０の開口とＩＣ１０の裏面との間にターゲット領域を取り囲むシールを形成するような態様で実施される。この移動は、ＳＥＭカラム２０とＩＣの裏面の対向する表面間で密閉要素を圧縮して強いシールを形成するのに十分な遠さであることが好ましい。ブロック１１４におけるこの相対移動の例が図４～７に示されている。ＳＥＭカラム２０の位置を測定することによって、または密閉要素の例えばＩＣに対する圧力を測定することによって、この移動を、所望のシーリング圧力を生み出すように制御することができる。Ｏリング型の密閉要素を圧縮することが好ましいが、他のシーリング法およびシーリング手段を、密閉された領域（ＳＥＭカラムおよびＩＣの裏面）の一方または両方の側に使用することもできる。例えば、接着剤によって、密閉要素を一方または両方の側に保持することができる。シーリング発泡体またはシーリング充填材を使用して、密閉要素を一方もしくは両方の側に取り付けること、または密閉要素の全体を形成することもできる。

図４Ａ～Ｂは、キャリヤ基板６などのキャリヤ基板に装着されたベア（パッケージ化されていない）で薄型のＩＣ１０の裏面に対するシールを形成するためのＳＥＭカラム２０の一連の移動を示す断面図である。装着されたＩＣ１０は、ソケットまたはプローブ・ソケットなどのコネクタ５を用いてプローブ・カード４に接続されている。密閉要素１５は、ＳＥＭカラム２０の遠位端とＩＣ１０の間に、カラム開口を取り囲んで配置される。密閉要素は、ＳＥＭカラム２０の遠位端の開口の周囲に装着されることが好ましいが、フィッティング、クランプなどの別の手段が密閉要素を所定の位置に保持してもよく、またはカラム開口の上に密閉要素を置くことを可能にする弾性スリーブを用いて密閉要素を構築してもよい。図４Ａは、プロセス・ブロック１１２の後の相対位置を示し、図４Ｂは、プロセス・ブロック１１４の移動の後の相対位置を示す。このシールの形成は、ＩＣ１０に向かってＳＥＭカラム２０を移動させて、密閉要素１５をＩＣ１０の裏面に対して圧縮することを含むことができる。ＩＣ１０に対するＳＥＭカラム２０の移動は、その上にＳＥＭカラム２０が装着された運動ステージ２２（図９）を移動させることによって実行されることが好ましい。示されるように、密閉要素１５は中心開口を含み、この中心開口によって密閉要素１５は、ＳＥＭカラムとターゲット領域の間に開口を形成する。このシールは、試験用取付け具全体をＳＥＭ真空室内に置く必要なしにＳＥＭを部分真空条件で動作させることを可能にする。このプロセスを、装着されていないＩＣで使用することもできるが、そのような場合、試験装置への電気接続は、より厳格さを要する工程となる。図５Ａ～Ｂは、同様の配置を示すが、この配置では、ＩＣ自体に対して直接に密閉する代わりに、ＩＣのキャリヤ基板６に対してシールが実施される。ＩＣ１０の面積は通常、キャリヤ基板６の面積よりも小さいため、このようなシールは、ＳＥＭ検査のための密閉された環境でＩＣ１０を取り巻くために効果的に実施することができる。

図６Ａ～Ｂは、パッケージ化されたＩＣ１０の裏面に対してシールを形成するためのＳＥＭカラム２０の相対移動を示す別の例示的な一連の断面図である。このプロセスのこの実施形態では、被試験ＩＣがパッケージ化されており、被試験ＩＣが、シリコンＩＣチップ１０と、キャリヤ基板６と、試験用回路ボード６２にＩＣを装着し電気的に接続する目的に使用されるキャリヤ基板上のはんだボールまたははんだバンプと、パッケージ本体８とを含む。パッケージ本体８は、プラスチックまたは公知の他のＩＣパッケージ材料とすることができる。プロセス・ブロック１１４の相対移動の後の位置が図７に示されており、この図では、密閉要素１５が、ＳＥＭカラム２０の遠位端とパッケージ化されたＩＣの裏面との間で圧縮されている。示されているように、この変形態様では、ＩＣ１０のターゲット領域１２のところだけが薄くされており、薄化プロセスでは、パッケージ本体の材料とＩＣ材料の両方を、所望の深さに到達するように除去した。パッケージ化されたＩＣでは、他のいくつかのプロセスを使用することができる。ＩＣ１０の裏面からパッケージ本体８を完全に除去することができる。これに続いて、ＩＣの裏面全体を薄くし、または１つもしくは複数の所望のターゲット領域を個別に薄くすることができる。したがって、図７Ａ～Ｂに示されているように、この相対移動は、ベアＩＣチップの裏面に対してシールを形成し、またはパッケージの裏面に対してシールを形成することができる。この相対移動は、薄くされていない部分に対して、ターゲット領域とは異なる深さまで薄くされた部分に対して、またはターゲット領域の周囲のターゲット領域と同じ深さまで薄くされた領域（例えばＩＣ１０の裏面の表面全体が薄くされたときがこれに当たる）に対してシールを形成することができる。シールが形成される領域は平坦であることが好ましいが、これは限定するものではなく、さまざまなタイプの密閉要素が、密閉要素１５の下のＩＣ表面の凹凸または他の変動を許容し、適当なシールを達成する。さらに、ここに記載された例示的な方法は、ＩＣ（例えば薄くされたシリコンＩＣチップ、キャリヤ基板またはパッケージ充填材）の表面に対してシールを形成するが、これは限定するものではなく、別の実施形態は、例えば、幅の狭いトレンチをミリングし、その幅の狭いトレンチに細い密閉要素を押し込みまたは接着剤で固定することによって、このような表面のうちの１つまたは複数の表面に密閉要素を埋め込む。

再び図１を参照する。シールを形成した後、このプロセスは次にブロック１１６に進み、ブロック１１６で、このプロセスは、ＳＥＭカラム２０の開口とＩＣ１０の裏側の表面との間の密閉された容積内に少なくとも部分的な真空を生み出すように、真空ポンプを動作させる。使用するポンプは、ＳＥＭカラムを排気するのに使用するポンプと同じポンプとすることができ、または、真空品質の向上を可能にするために、別のポンプを、ＳＥＭ内の遠位端の近くの真空孔とともに提供することもできる。最高品質のＳＥＭ感度およびＳＥＭ分解能を可能にするためには、この真空ができるだけ強いことが好ましい。ポンピング時間の制約によってまたはブロック１１４で形成されるシールの品質によって、真空品質が制限されることがある。いくつかの変形態様では、この少なくとも部分的な真空の真空レベルが１ｋＰａ以上である。この文脈で、環境制御型ＳＥＭ（ＥＳＥＭ）または低真空ＳＥＭ（ＬＶＳＥＭ）をＳＥＭ３００として使用すると、より低い真空品質（すなわちより高い圧力）での動作が可能になる。これについては後にさらに論じる。例えば、図８Ａに示されているように、このＳＥＭは、ＳＥＭカラム２０の容積とターゲット領域１２を取り囲む密閉された容積との間に圧力制限絞り２４を含むことができる。別の変形態様は圧力制限絞りを持たず、その場合には、生み出される密閉された容積が、ＳＥＭカラム２０の内側の真空と共通である。

シールを形成し、ＳＥＭの遠位端とターゲット領域との間の容積に真空を形成した後、このプロセスはプロセス・ブロック１１８に進み、プロセス・ブロック１１８で、このプロセスは、ＩＣ１０の回路要素に電圧を印加することにより、ＩＣの検査を開始する。この電圧は、ターゲット領域内に電位を誘導する。次に、ブロック１２０で、このプロセスは、ＳＥＭを使用して、この電位を、ターゲット領域の表面特徴として検出する。ブロック１１８および１２０は、一定の電気信号または時間変化する電気信号を印加して、ＩＣ内の回路の動作試験条件を、当技術分野で公知の適当な技法に従って生み出すことを含むことができる。このプロセスのいくつかの変形態様は、時間変化する少なくとも１つの電位をターゲット領域内に誘導する時間変化する多数の電圧信号を、選択されたＩＣ回路要素に印加して、ＩＣ内に試験条件を生み出すこと、および、次いで、ＳＥＭを使用して、その時間変化する電位を、ターゲット領域の表面特徴として検出することを含む。先行技術の技法では、このような試験を実行するのに一般に、その中でＳＥＭが動作する真空室内にＩＣ１０を置き、試験に必要な全ての電気信号を、パススルーを通して真空室内に接続するか、または真空室内で生成する必要があった。本明細書の技法では、ＳＥＭが動作している真空の外側で試験信号をＩＣに接続することができ、本明細書の技法は、数十または数百の信号をＩＣに接続して所望の試験条件を生み出すことによって、ＩＣを試験する動作試験条件を生み出すプロセスを大幅に単純にする。

ブロック１２０での電位の検出は、いくつかの変形実施形態を含む。いくつかの変形態様では、この電位の検出が、ターゲット領域に沿った多数の特徴部分の電位を検出することによって表面の電位分布画像を得ることを含む。この方法は、電位分布画像を使用して、ＩＣ内の回路要素の位置を突き止めること、または電位分布画像を使用して、ＩＣ内の回路要素の故障を検出することを含むことができる。ＳＥＭを使用してＩＣの裏面の電圧を検出することを、本明細書の技法と組み合わせると、試験プロセスおよび試験装置を改良することができる。例えば、本明細書の背景の項で論じたとおり、露出した回路要素の位置で電圧信号を測定する技法、または所望の深さまでＩＣを薄くした後に残った薄いシリコン層の下の回路要素のところで電圧信号を測定する技法は公知である。本発明のさまざまな実施形態を使用することによって、それらの任意の技法を改良することができる。

図１０は、ルミネセンスも検出するＩＣ検査プロセスの変形実施形態を示す部分流れ図を示す。この技法は、ＳＥＭカラム２０の開口の近くにまたはＳＥＭカラム２０の開口の位置に配置された、図９に示された光子検出器２６などの光子検出器を使用する。このような検出器を使用すると、陰極ルミネセンスまたは光ルミネセンスを、本明細書のＳＥＭ測定と組み合わせることができる。プロセス・ブロック１００２で、このプロセスは、ＳＥＭを用いてＩＣの裏面を走査する。この走査は、図１に関して論じた走査とは別の走査または図１に関して論じた走査と同じ走査とすることができる。走査している間に、このプロセスは、ブロック１００４で、ＳＥＭで走査している間に密閉された容積内のＩＣから放出された光子を検出する。この光子の検出は、ターゲット領域内またはターゲット領域の周囲に存在する全ての回路の中の所望の位置への誘導に特に役立つ追加のデータを提供する。このブロックは、所望のターゲット回路の位置を突き止めること、およびその回路の位置で測定するためにＳＥＭの向きを合わせることを含むことができる。

次に、図９をより詳細に参照すると、本明細書の原理の一部を具体化した例示的な診断システムを示す断面が、（尺度が一定ではない）略図の形で示されている。全体として、ＩＣＤＵＴを検査するシステム９００が示されており、システム９００は、図示されたＳＥＭ３００に加えて、ＩＣの電気的故障解析（ＥＦＡ）のために従来使用されているツールを含む多数の検査ツールを含むことができる。例えば、ＴｈｅｒｍｏＦｉｓｈｅｒＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃのＭｅｒｉｄｉａｎシステムなどの光学的故障分離（ＯＦＩ）システム内に、本明細書に教示されたＳＥＭを設置することができ、このシステムを、本明細書の方法に従ってプログラムすることができる。

試験用取付け具の中に保持された、例えば図示されたＩＣ１０などの、少なくとも１つのＩＣ被試験デバイスを検査するシステム９００が示されている。この変形態様の試験用取付け具は、プローブ・カード４に接続されたＡＴＥ３を含み、プローブ・カード４は、ＩＣ１０に接続するためのコネクタ５を有する。コネクタ５は、被試験ＩＣがパッケージ化されたＩＣなのか、キャリヤ上に装着されたＩＣなのか、またはベアＩＣなのかに応じて、およびそのＩＣとともに使用される端子のタイプに応じて、プローブ・ヘッド、ソケット・アダプタまたは他の適当なアダプタとすることができる。いくつかの場合には、パッケージ・プレートを持たないベアＩＣに接続するために、プローブを備えるソケット・コネクタが使用され、それらのプローブは、ＩＣの前面の表面トレースに形成された端子に接続する。試験用取付け具は、ＩＣ端子に直接に、またははんだボール、はんだバンプもしくはピンなどのキャリヤ基板の外部電気端子を通してＩＣ端子に間接的に電気接続するのに必要な手法で構築される。試験用取付け具のコネクタ５は、ＩＣに多数の高速電気信号を結合し、ＩＣからの多数の高速電気信号を結合する多数の電気接続を含み、この電気接続は、後述するように、密閉された容積の外側でＩＣに結合される。ある先進のコントローラＩＣに関しては、ＩＣに結合されるさまざまな高速電圧信号の数が数百になることがある。図６の例に示されているように、その代わりに、試験用取付け具に対して、試験用回路ボードを使用することもでき、試験用回路ボードのフットプリント上に、パッケージ化された薄型ＩＣ１０が通常ははんだ付けによって装着される。

電子源３０２と、ターゲット領域に向かって電子ビーム３３２を放出する開口を遠位端に有する集束カラム２０と、電子検出器３０４とを含むＳＥＭ３００が、ターゲット領域からの電子を検出するように配置されている。この変形態様のＳＥＭ３００は、標準ＳＥＭ、環境制御型ＳＥＭ（ＥＳＥＭ）、低真空ＳＥＭカラムまたは他の適当なＳＥＭとすることができる。

この変形態様では、所望の全てのターゲット領域への直接経路を含むカラム２０の開口のすぐ内側に装着された電子検出器３０４が示されているが、別の変形態様では、電子検出器３０４が、（密閉要素１５の内側の）カラムの遠位開口の外面に存在し、または開口自体の空間内に装着され、ＩＣ１０のターゲット領域からの電子を検出するように、遠位方向のＩＣ１０の方を向いて、密閉要素１５の内側に配置される。さらに、ＳＥＭカラム２０の遠位開口の近くまたはＳＥＭカラム２０の遠位開口の位置に光子検出器２６が配置されており、光子検出器２６は、（やはり密閉要素１５の内側の）カラム開口の遠位面に置くことができ、または開口の近くのビーム経路の近くに装着することができる。この変形態様では、光子検出器の形状が一般にリング形であり、このリングが、電子検出器３０４によって部分的に隠されることがあるが、別の変形態様は、例えば、弓形に分割されたリングなどの他の適当な形状を使用し、電子検出器を置くことを可能にするためにリングから弓形が取り外される。このような検出器を使用すると、ビームが有効であるときにＩＣ１０からのルミネセンスを測定することができる。検出器３０４および２６は、通常はＳＥＭカラムの外側の真空室内または環境制御室内に装着されるアイテムであるが、このケースでは、密閉要素１５が、カラムの外側に非常に小さな真空環境を生み出す働きをし、カラムの外側に、検出器を置く空間をほとんど残さないことに留意されたい。示されているように、密閉要素１５は、ＳＥＭカラムの遠位端に配置されるように適合されており、密閉要素の中心開口は、カラム開口と整列して、電子が中心開口を通過することを可能にする。

電子ビーム３３２は、陰極３５３と陽極３５４の間に電圧を印加することによって陰極または他の電子源３５３から放出される。電子ビーム３３２は、集束レンズ３５６および対物レンズ３５８によって微細なスポットに集束する。電子ビーム３３２は、偏向コイル３６０によって、試料を２次元的に走査する。システム・コントローラ３３３は、ＳＥＭシステム３００のさまざまな部分の動作を制御する。ＳＥＭカラム２０は、コントローラ３３３の制御の下で、真空ポンプ３６８によって排気される。真空ポンプ３６８は、ＳＥＭカラム２０に接続された真空導管を有するように示されている。この変形態様では、真空ポンプ３６８が、ＳＥＭカラム２０の内側と、カラム２０の遠位端の外側であって密閉要素１５の内側にある密閉された領域内の両方で真空を生み出す。別の変形態様では、カラム・アダプタ要素が、ＳＥＭカラムの外側であってＳＥＭカラムと密閉要素１５の間に、ＳＥＭカラムそれ自体よりもわずかに大きな真空容積を提供する。

システム９００はさらに、ＳＥＭおよび試験用取付け具を保持する１つまたは複数のマウンティング構造体を含む。この１つまたは複数のマウンティング構造体は、ＳＥＭと試験用取付け具の間の相対運動を提供する。それらのマウンティング構造体のうちの少なくとも１つは、密閉要素およびＳＥＭカラムから離隔したＩＣを試験用取付け具が保持している、作動しない第１の位置と、少なくとも部分的な真空まで排気することができる密閉された容積を生み出すシールを、ＩＣの裏面とＳＥＭカラムの遠位端との間に形成するために、その裏面が密閉要素に対して置かれたＩＣを試験用取付け具が保持している、動作する第２の位置とに調整可能である。密閉された容積は、ＩＣの裏面からＳＥＭカラムの圧力制限絞りまで広がることができる。検査するターゲット領域を含むＩＣの裏面は、密閉された容積の囲いの一部を形成する。図示された例では、マウンティング構造体が、Ｘ，Ｙ，Ｚステージ２２と、ＡＴＥ３を所定の位置に保持するように設計されたラックまたはフレーム２８とであり、マウンティング構造体は、新たなＤＵＴを取り付けるためにＡＴＥ３を分離しまたはフレーム２８の外に旋回させることを可能にする。ＳＥＭ３００はＸＹＺステージに装着されており、ＸＹＺステージは、ＩＣに対してシールを形成する本明細書に記載された移動、および別のツールがＩＣを検査することを可能にするためにＳＥＭ３００をＩＣ１０から遠ざける本明細書に記載された移動を可能にする。この変形態様では、検査ツールを移動させるように配置されているが、これは限定するものではなく、別の実施形態は、試験用取付け具を移動させることによって、ＳＥＭカラム２０とＩＣ１０の相対移動を実施することに留意されたい。例えば、ステージ２２を、多数の検査ツールを保持したＸ，Ｙ，Ｚ移動が可能な回転ステージとすることができる。任意選択で、示された１つまたは複数の追加の検査ツール３９０をＸ，Ｙ，Ｚステージ２２に装着することもできる。これらのツール３９０は、例えば近赤外顕微鏡、レーザアシステッド・デバイス・オルタレーション（ＬＡＤＡ）装置、可視光プローブ、可視光顕微鏡および光子放出顕微鏡（ＰＥＭ）を含む。

システム・コントローラ３３３は、ブロック図の形でしか示されていないが、システム・コントローラ３３３は、異なるツールに対する別個のコントローラとして、およびＸ，Ｙ，Ｚステージ２２などのマウンティング構造体の移動を制御する別個のコントローラとして具体化することができる。システム・ユーザ・インタフェースを提供するため、通常は、それぞれのコントローラにＰＣが動作可能に接続またはネットワーク化される。システム・コントローラ３３３または接続された制御ＰＣは、ＳＥＭに動作可能に接続されることによって本明細書の方法の自動化された部分を実行するのに必要なソフトウェアを含むことを理解すべきである。例えば、システム・コントローラ３３３は、回路を解析するためにターゲット領域を走査するようにＳＥＭを制御するようプログラムされる。例えば、ＳＥＭは、ターゲット領域を走査して、ＩＣの裏面の薄くされたターゲット領域上での２次電子の放出を観察することによって、ターゲット領域の表面の電位を検出することができる。このような画像化は電位分布画像化と呼ばれる。例えばＥＢＩＣ、ＲＣＥ、ＥＢＡＣ、ＥＢＩＶまたはＥＢＩＲＣＨを含む、ＳＥＭを使用する任意の回路解析または回路試験を実行することができる。

図８Ａ～Ｅは、密閉要素を保持しもしくは密閉要素と係合するために、および／または特定のＩＣを検査するのには大き過ぎることがあるカラム開口のサイズを調整するためにＳＥＭカラムの遠位端で使用することができる構造体の変形実施形態を示す断面図である。これらの例示的な構造体は、本明細書で論じた薄化状況（パッケージ化されている、パッケージ化されていない、部分的に薄くされている、または完全に薄くされているなど）の任意の変形実施形態とともに使用することができる。図８Ａに示されているように、ＳＥＭカラム２０は、カラム開口に入ることができる空気またはガスの量を制限してＳＥＭ結果を改善する圧力制限絞り２４（ＰＬＡ）を含むことができる遠位開口を有する。開口の周囲には、密閉要素１５が、圧力制限絞り２４の外面に接して置かれている。強く堅い絞りが使用される場合には、密閉要素１５を、カラム２０の端部開口の半径よりも小さくすることができ、ＰＬＡ２４の中心開口の周囲に密閉要素を置いて、密閉された領域のサイズを小さくすることができる。カラム２０内に真空を提供するため、ポンプは通常、カラム２０内に接続されるため、圧力制限絞りは、カラム２０とＩＣ１０の間の密閉された容積内に真空を生み出すためにポンプによって所望の真空レベルまで排気するのに必要な時間を増加させると考えられることに留意されたい。ＳＥＭカラムの端から離れたＳＥＭカラム内のより高い位置にＰＬＡを配置することもできる。

図８Ｂは、カラム開口を狭めるためにカラム２０の開口に装着されたカラム・アダプタ要素１８を有するＳＥＭカラム開口の断面図を示す。このような構造体を使用して、チップまたは実際の開口サイズよりもはるかに小さな所望の領域に対して密閉するように、カラム開口を適合させることができる。例えば、カラム・アダプタ要素は、開口サイズを、元の１０ｍｍのサイズから、直径５ｍｍ、３ｍｍ、２ｍｍまたは２ｍｍ未満に低減させることができる。実質的に曲がることなくカラム２０の遠位端からシールに圧力を加えるため、金属または硬質プラスチックなどの堅い材料でアダプタ１８を製作することができる。このアダプタは、カラム２０の遠位端に被せられるように、またはカラム２０の遠位端に取り付けられるように製作される。真空を形成することを可能にするため、このような取付けは気密性のものであるべきである。図８Ｃは、カラム・アダプタ要素の別の例１９を示す。このケースでは、カラム２０の長さが延長され、開口サイズが狭められている。密閉要素が取外し可能かつ交換可能となるように、密閉要素の取外しを単純にするような形で密閉要素を保持するよう、カラム・アダプタ要素を適合させることができる。例えば、アダプタ要素の遠位表面に、密閉要素１５を保持するための接続具またはトレンチを形成することができる。検査のためにＩＣを動作させている間の熱を放散させるためにＩＣの裏面に対して置かれるヒート・スプレッダを、カラム・アダプタ要素が形成してもよい。アダプタ要素は、密閉要素の半径の内側もしくは密閉要素の半径の外側またはその両方において、ダイアモンド・ヒート・スプレッダなどのヒート・スプレッダをＩＣの裏面に対して保持することができる。

図８Ｄは、同様のカラム・アダプタ要素２１を示す断面図である。このケースでは、カラム・アダプタ要素２１の遠位端の表面に密閉要素１５が接着されている。真空の漏れは密閉要素１５の縁の周囲で起こるため、真空管路取付けポート２３によって密閉要素の近くに追加の真空管路を取り付けて、シールが形成された後の真空の形成を速め、ビーム作動中のターゲット領域付近の真空品質を向上させることができる。ＳＥＭカラム２０の遠位端の近くに、好ましくは数ｍｍ以内の距離のところに、同様の真空ポートを提供することもできることに留意されたい。

図８Ｅは、ＩＣ１０をじかに取り囲む試験用取付け具の表面に対して密閉要素１５が配置された別の変形実施形態の断面図である。この配置は、試験用取付け具がプローブ・カードを使用しているのか、または回路ボードもしくは別の適当な構造体を使用しているのか関わらず、実施することができる。このようなケースでは、排気する必要がある容積を最小化するため、ＩＣ１０の近くにシールを置くことが好ましい。シールの品質を最大にするため、いくつかの実施形態では、試験用取付け具が、表面に沿って存在するトレンチまたはコーティングなどの受取り構造体を有し、密閉要素１５が、この受取り構造体に対して置かれる。カラム・アダプタ要素なしでこれらの技法を使用することもでき、その場合には、試験用取付け具とＳＥＭカラム２０の遠位端の間に密閉要素１５が直接に置かれる。

図１１は、ＳＥＭカラム・アダプタ要素を使用して局部的なシールを形成する例示的な方法の流れ図である。この図は、いくつかの代替実施形態について、図１のプロセス・ブロック１１２および１１４で使用することができる例示的な技法を提供する。ブロック１１０２でシールを形成するこのプロセスは、カラムの遠位端に取り付けられるように構築された図８Ａ～Ｄのカラム・アダプタ要素などのＳＥＭカラム・アダプタ要素を提供することから始まる。この要素は、カラム開口を狭めるように構築されていてもよく、または開口をあまり狭めなくてもよい。例えば、いくつかのカラム・アダプタ要素は、カラム開口の直径よりも大きなＩＣに対してシールを形成する構造体を提供する。カラムの遠位端へのアダプタの取付けは、カラムの遠位端の機械加工された整合するねじ山にアダプタをねじ付けること、溶接もしくは他の手法でアダプタを接着すること、または気密性が高く堅い他の適当な取付け方法を含むことができる。次に、ブロック１１０６で、このプロセスは、カラム・アダプタ要素の遠位側に密閉要素を配置する。この密閉要素は、本明細書に記載された任意の形態および方法、またはさまざまな代替形態をとることができる。ＳＥＭカラム２０の構造が固定されている実施態様または所望の用途に対してカラム２０が特に設計されていない実施態様に対して、カラム取付け要素の使用は、要素のサイズ、形状および取付け方法を設計する際の自由度をはるかに大きくする。カラム・アダプタ要素の遠位端とＩＣの間に密閉要素を配置した後、このプロセスは次いで、ＩＣに対してＳＥＭカラムを移動させて、図１の方法と同様にＩＣの裏面に対して密閉要素を置き、圧縮または本明細書に記載された他の適当な技法を用いてシールを形成する。このプロセスは次いで、前述のシール内の局部的な容積内に、少なくとも部分的な真空を生み出し続ける。

本発明の好ましい方法または装置は多くの新規の態様を有する。本発明は、目的の異なるさまざまな方法または装置として実施することができるため、全ての実施形態に全ての態様が存在する必要はない。さらに、記載された実施形態の態様の多くは別個に特許を受けることができる。本発明は幅広い適用可能性を有し、上記の例において説明し示した多くの利点を提供することができる。本発明の実施形態は、具体的な用途によって大きく異なり、全ての実施形態が、これらの全ての利点を提供するわけではなく、本発明によって達成可能な全ての目的を達成するわけではない。

コンピュータ・ハードウェア、ハードウェアとソフトウェアの組合せ、またはコンピュータ可読の非一時的記憶装置に記憶されたコンピュータ命令によって、本発明の実施形態を実現することができることを認識すべきである。本発明の方法は、標準プログラミング技法を使用し、本明細書に記載された方法および図に基づいて、コンピュータ・プログラムとして実現することができ、このコンピュータ・プログラムは、コンピュータ・プログラムを含むように構成されたコンピュータ可読の非一時的記憶媒体を含み、そのように構成された記憶媒体は、コンピュータを、予め決められた特定の方式で動作させる。コンピュータ・システムと通信するため、それぞれのプログラムは、高水準手続き型プログラミング言語またはオブジェクト指向プログラミング言語で実現することができる。しかしながら、所望ならば、それらのプログラムを、アセンブラ言語または機械語で実現することもできる。いずれにせよ、その言語は、コンパイルまたは解釈される言語とすることができる。さらに、そのプログラムは、そのプログラムを実行するようにプログラムされたＩＣ上で実行することができる。

さらに、方法論は、限定はされないが、荷電粒子ツールもしくは他の画像化装置とは別個の、荷電粒子ツールもしくは他の画像化装置と一体の、または荷電粒子ツールもしくは他の画像化装置と通信するパーソナル・コンピュータ、ミニコンピュータ、メインフレーム、ワークステーション、ネットワーク化されたコンピューティング環境または分散コンピューティング環境、コンピュータ・プラットホームなどを含む、任意のタイプのコンピューティング・プラットホームで実現することができる。本発明の諸態様は、取外し可能であるか、またはコンピューティング・プラットホームと一体であるかを問わない、ハードディスク、光学式読取りおよび／または書込み記憶媒体、ＲＡＭ、ＲＯＭなどの非一時的記憶媒体または記憶装置上に記憶された機械可読コードであって、プログラム可能なコンピュータが、本明細書に記載された手順を実行するために、その記憶媒体または記憶装置を読んだときに、そのコンピュータを構成し、動作させるために、そのコンピュータが読むことができるように記憶された機械可読コードとして実現することができる。さらに、機械可読コードまたは機械可読コードの一部を、有線または無線ネットワークを介して伝送することができる。本明細書に記載された発明は、マイクロプロセッサまたは他のデータ処理装置と連携して上述の諸ステップを実現する命令またはプログラムを含む、これらのさまざまなタイプの非一時的コンピュータ可読記憶媒体、およびその他のさまざまなタイプの非一時的コンピュータ可読記憶媒体を含む。本発明はさらに、本明細書に記載された方法および技法に従ってプログラムされたコンピュータを含む。

入力データに対してコンピュータ・プログラムを使用して、本明細書に記載された機能を実行し、それによって入力データを変換して、出力データを生成することができる。この出力情報は、ディスプレイ・モニタなどの１つまたは複数の出力装置に出力される。本発明の好ましい実施形態では、変換されたデータが物理的な実在する物体を表し、これには、その物理的な実在する物体の特定の視覚的描写をディスプレイ上に生成することが含まれる。

特に明記しない限り、本出願では、用語「加工物」、「試料」、「基板」および「試験体」が相互に交換可能に使用される。さらに、本明細書において、用語「自動」、「自動化された」または類似の用語が使用されるとき、これらの用語は、自動プロセスもしくは自動ステップまたは自動化されたプロセスもしくは自動化されたステップの手動による開始を含むものと理解される。

以下の議論および特許請求の範囲では、用語「含む」および「備える」が、オープン・エンド型の用語として使用されており、したがって、これらの用語は、「．．．を含むが、それらだけに限定されない」ことを意味すると解釈すべきである。ある用語が本明細書で特に定義されていない場合、その用語は、その通常の一般的な意味で使用されることが意図されている。添付図面は、本発明を理解する助けとなることが意図されており、特に明示されていない限り、一定の尺度では描かれていない。

本明細書に記載されたさまざまな特徴は、機能する任意の組合せまたは代替の組合せで使用することができ、本明細書の実施形態に記載された組合せだけで使用されるわけではない。そのため、本開示は、そのような任意の組合せまたは代替の組合せの文書による説明を提供するものと解釈すべきである。

本発明および本発明の利点を詳細に説明したが、添付の特許請求の範囲によって定義された本発明の範囲から逸脱することなく、本明細書に記載された実施形態に、さまざまな変更、置換および改変を加えることができることを理解すべきである。さらに、本出願の範囲が、本明細書に記載されたプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法およびステップの特定の実施形態に限定されることは意図されていない。当業者なら本発明の開示から容易に理解するように、本明細書に記載された対応する実施形態と実質的に同じ機能を実行し、または実質的に同じ結果を達成する既存のまたは今後開発されるプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法またはステップを、本発明に従って利用することができる。したがって、添付の特許請求の範囲は、その範囲内に、このようなプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法またはステップを含むことが意図されている。

３自動試験機器（ＡＴＥ）
４プローブ・カード
５コネクタ
６キャリヤ基板
１０ＩＣ
１５密閉要素
２０ＳＥＭカラム

Claims

電子ビームが放出されるＳＥＭカラム開口を一端に含むＳＥＭカラムを有する走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を使用して集積回路（ＩＣ）を検査する方法であって、
前記ＳＥＭカラム開口の位置に密閉された容積を生み出すために、前記ＩＣの裏面のターゲット領域の周囲において前記ＳＥＭカラム開口を密閉することであり、前記ターゲット領域が、前記密閉された容積の囲いの一部を形成することと、
前記密閉された容積を排気することと、
前記ＩＣの回路要素に電圧を印加することであり、前記電圧が、前記ターゲット領域内に電位を誘導することと、
前記ターゲット領域の表面の前記電位を検出するために、前記ターゲット領域を前記電子ビームで走査することと
を含む方法。
前記ターゲット領域の周囲において前記ＳＥＭカラム開口を密閉することが、密閉要素を使用して、前記ＳＥＭカラム開口を、前記ＩＣの裏面に対してまたは前記ＩＣを保持しているＩＣホルダに対して密閉することを含む、請求項１に記載の方法。
前記ＩＣの裏面のターゲット領域の周囲において前記ＳＥＭカラム開口を密閉することが、前記密閉要素を、前記ＩＣに対してまたは前記ＩＣホルダに対して圧縮するために、前記ＳＥＭカラムと前記ＩＣの間の相対運動を生じさせることを含む、請求項２に記載の方法。
前記ＳＥＭカラムと前記ＩＣの間の相対運動を生じさせることが、前記ＩＣに向かって前記ＳＥＭを移動させることを含む、請求項３に記載の方法。
前記ＩＣの裏側の表面と前記ＩＣの裏面に最も近い前記ターゲット領域内の前記回路要素との間の距離が１マイクロメートル未満になるような態様で、前記ＩＣの裏面、少なくとも前記ターゲット領域を薄くすることと、
試験用取付け具の役目を果たす回路モジュールの中に前記ＩＣがまだ装着されていない場合に、試験用取付け具の中に前記ＩＣを置くことと
をさらに含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
前記密閉された容積を排気することが、前記ＩＣと前記ＳＥＭカラム内の圧力制限絞りとの間の空間を排気することを含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
前記密閉された容積を排気することが、前記密閉された容積を、１０Ｐａから２０ｋＰａの間の圧力まで排気することを含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
前記ＳＥＭカラムが、環境制御型ＳＥＭ（ＥＳＥＭ）カラムまたは他の低真空ＳＥＭカラムを含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
前記ＳＥＭで走査している間に前記密閉された容積内の前記ＩＣから放出された光子を検出することをさらに含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
前記ターゲット領域を前記電子ビームで走査することが、前記ＩＣがＩＣホルダの中に装着された前記ターゲット領域を前記電子ビームで走査することを含み、前記方法が、前記ＩＣホルダの中の前記ＩＣを近赤外顕微鏡を用いて検査することをさらに含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
前記ターゲット領域の表面の前記電位を検出するために、前記ターゲット領域を前記電子ビームで走査することが、入射した前記電子ビームに反応して前記ターゲット領域から放出された２次電子を検出することを含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
入射した前記電子ビームに反応して前記ターゲット領域から放出された２次電子を検出することが、前記ターゲット領域の電位分布画像を形成することを含む、請求項１１に記載の方法。
前記ターゲット領域を前記電子ビームで走査することが、前記カラム開口を直径２ｍｍ未満まで狭めるためにカラム開口に装着されたカラム・アダプタ要素を有するＳＥＭカラムを使用して、前記ターゲット領域を前記電子ビームで走査することを含む、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
前記ＩＣの裏面のターゲット領域の周囲において前記ＳＥＭカラム開口を密閉することが、前記カラム・アダプタ要素の遠位側に配置された密閉要素を使用して、前記ＩＣの裏面のターゲット領域の周囲において前記ＳＥＭカラム開口を密閉することを含む、請求項１３に記載の方法。
ＩＣの裏面のターゲット領域を検査する装置であって、
前記ＩＣ上の複数の接点に接続するための複数の電気プローブを含む試験用取付け具と、
電子源、前記ターゲット領域に向かって電子ビームが放出される遠位端を有する集束カラム、および入射した前記電子ビームに反応して前記ターゲット領域から放出された電子を検出するように配置された電子検出器を含むＳＥＭと、
前記ＳＥＭの集束カラムの前記遠位端に配置されるように適合された密閉要素であり、電子が通り抜けることが可能な中心開口を有する密閉要素と、
前記ＳＥＭまたは前記ＩＣを保持する可動マウントであり、前記ＳＥＭと前記ＩＣの間の相対運動を生じさせて、前記ＳＥＭの集束カラムと前記ＩＣの間または前記ＳＥＭの集束カラムと前記試験用取付け具の間のシールを前記密閉要素に形成させるように構成されており、前記シールが前記ターゲット領域の周囲にある可動マウントと、
前記ＳＥＭの集束カラムに結合された真空ポンプであり、前記ＩＣと前記集束カラムの前記遠位端との間に部分的な真空を生み出すように動作可能な真空ポンプと
を備える装置。
前記ＳＥＭに動作可能に接続されたコントローラであり、前記ターゲット領域上で電位分布画像化を実行するように前記ＳＥＭを制御するようプログラムされたコントローラをさらに備える、請求項１５に記載の装置。
試験用取付け具ソケットが、前記ＩＣに複数の高速電気信号を結合し、前記ＩＣからの複数の高速電気信号を結合する複数の電気接続を含み、前記電気接続が、前記密閉要素の外側で前記ＩＣに結合される、請求項１５または請求項１６に記載の装置。
前記ＳＥＭの集束カラムに装着された光子検出器をさらに備え、前記装置が動作位置にあるときに前記光子検出器が前記密閉要素内にあるような位置に前記光子検出器が装着された、請求項１５から１７のいずれか一項に記載の装置。
前記可動マウントによって保持された少なくとも１つの追加の検査ツールをさらに備え、前記可動マウントがさらに、前記少なくとも１つの追加の検査ツールのうちの選択された１つの検査ツールを、動作する第３の位置まで、前記ＩＣに対して移動させるように調整可能であり、前記第３の位置が、前記選択された追加の検査ツールを、前記ＩＣを観察する位置に置き、前記選択された追加の検査ツールが、近赤外顕微鏡、レーザアシステッド・デバイス・オルタレーション（ＬＡＤＡ）装置、可視光プローブ、可視光顕微鏡または光子放出顕微鏡（ＰＥＭ）のうちの１つである、請求項１５から１８のいずれか一項に記載の装置。
前記密閉要素が変形可能なガスケットであり、前記シールを形成することが、前記密閉要素を前記ＩＣの裏面に対して圧縮するために、前記ＩＣに向かって前記ＳＥＭの集束カラムを移動させることを含む、請求項１５から１９のいずれか一項に記載の装置。
前記ＳＥＭのカラムが、前記カラム開口に装着されたカラム・アダプタ要素を有し、前記カラム・アダプタ要素が、前記カラム開口を直径２ｍｍ未満まで狭める、請求項１５から２０のいずれか一項に記載の装置。