JPH0370153A - Ｃｍｏｓ―ｌｓｉの微小発光評価方法 - Google Patents
Ｃｍｏｓ―ｌｓｉの微小発光評価方法Info
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- JPH0370153A JPH0370153A JP1204848A JP20484889A JPH0370153A JP H0370153 A JPH0370153 A JP H0370153A JP 1204848 A JP1204848 A JP 1204848A JP 20484889 A JP20484889 A JP 20484889A JP H0370153 A JPH0370153 A JP H0370153A
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Landscapes
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、半導体素子から放出される微小発光を位置検
出する半導体素子の発光位置検出装置に関するものであ
る。
出する半導体素子の発光位置検出装置に関するものであ
る。
（従来の技術）
バルクＣＭＯＳ構造に起因するラッチアップの電流バス
を評価する従来の方法として、■赤外線サーモグラフ法
、■液晶法、■ＥＢＩＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂｅａｍ
Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｃｕｒｒｅｎｔ）法、■レーザ照射法
等がある。
を評価する従来の方法として、■赤外線サーモグラフ法
、■液晶法、■ＥＢＩＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂｅａｍ
Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｃｕｒｒｅｎｔ）法、■レーザ照射法
等がある。
これらの方法は、空間分解能が良くない（■、■）とか
、取扱が複雑、ビーム損傷（■、■）で高分解能のラッ
チアップパスの位置検出は困難であった。最近、Ｋｈｕ
ｒａｎａ らにより、ラッチアップ発光・ホットエレク
トロン発光等の箇所を位置検出する半導体素子の発光位
置検出装置の開発が報告されている。（１９８４１ＥＥ
Ｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｒｅ１ｉａｂｉｔｙ
Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｐｐ、１２２
−１２７． １９８６ ＩＥＥＥＩｎｔｅｒｎａｔｉｏ
ｎａｌ Ｒｅ１ｉａｂｉＬｙ Ｐｈｙｓｉｃｓ
Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍｐｐ。
、取扱が複雑、ビーム損傷（■、■）で高分解能のラッ
チアップパスの位置検出は困難であった。最近、Ｋｈｕ
ｒａｎａ らにより、ラッチアップ発光・ホットエレク
トロン発光等の箇所を位置検出する半導体素子の発光位
置検出装置の開発が報告されている。（１９８４１ＥＥ
Ｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｒｅ１ｉａｂｉｔｙ
Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｐｐ、１２２
−１２７． １９８６ ＩＥＥＥＩｎｔｅｒｎａｔｉｏ
ｎａｌ Ｒｅ１ｉａｂｉＬｙ Ｐｈｙｓｉｃｓ
Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍｐｐ。
１８９−１９４）
この装置はエミッション顕微鏡と言われており、第４図
に示すように、二次元光子計数撮像管と画像処理装置で
構成され、発光像を原ＩＣ像と重ね合わせることにより
位置検出できる機能を有し、ＬＳＩの故障解析、設計の
デバッギングッールとして有用であることが示されてい
る。
に示すように、二次元光子計数撮像管と画像処理装置で
構成され、発光像を原ＩＣ像と重ね合わせることにより
位置検出できる機能を有し、ＬＳＩの故障解析、設計の
デバッギングッールとして有用であることが示されてい
る。
しかしながら、ＣＭＯＳＬＳＩからの発光原因を考えた
場合、主に■ホントエレクトロンに起因する発光、■ラ
ッチアンプによる発光があげられる。
場合、主に■ホントエレクトロンに起因する発光、■ラ
ッチアンプによる発光があげられる。
ＬＳＩ内においては前述のように、様々な原因で発光す
るので、従来の技術では、発光場所は検出できるが、そ
の原因は何であるか明確に区別できないという欠点があ
り、電源電流とか、レイアウト図との照合とか、繰り返
しテストパターンと発光との対応関係等によって、原因
を推察してきた。
るので、従来の技術では、発光場所は検出できるが、そ
の原因は何であるか明確に区別できないという欠点があ
り、電源電流とか、レイアウト図との照合とか、繰り返
しテストパターンと発光との対応関係等によって、原因
を推察してきた。
（発明が解決しようとする課題）
本発明は前記の欠点に鑑みなされたもので、ＣＭＯＳＬ
ＳＩ内の素子からの発光箇所の分離・同定を可能とした
半導体素子の発光位置検出装置を提供することにある。
ＳＩ内の素子からの発光箇所の分離・同定を可能とした
半導体素子の発光位置検出装置を提供することにある。
（課題を解決するための手段）
本発明は、半導体素子から放出される微小発光を位置検
出する半導体素子の発光位置検出装置において、発光領
域拡大用の顕微鏡と当該の発光位置検出装置との間に透
過エネルギーのフィルタを挿入した構成とする。本発明
の特徴は、半導体素子からの発光がそのメカニズムに対
応した発光スペクトル特性を有するという点に注目して
、異なる透過エネルギーのフィルタを通して得られる発
光像を比較することにより、発光の原因の分離・同定を
可能とするものである。
出する半導体素子の発光位置検出装置において、発光領
域拡大用の顕微鏡と当該の発光位置検出装置との間に透
過エネルギーのフィルタを挿入した構成とする。本発明
の特徴は、半導体素子からの発光がそのメカニズムに対
応した発光スペクトル特性を有するという点に注目して
、異なる透過エネルギーのフィルタを通して得られる発
光像を比較することにより、発光の原因の分離・同定を
可能とするものである。
（実施例）
以下、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明
する。
する。
第１図は本発明の半導体素子の発光位置検出装置のブロ
ック図である。第１図において、ｌは半導体素子を固定
するステージ、２は微小領域拡大用顕微鏡、３は二次元
光子計数撮像管、４は画像処理装置、５は透過光エネル
ギー選択用フィルタ、１０は被測定用半導体素子である
。
ック図である。第１図において、ｌは半導体素子を固定
するステージ、２は微小領域拡大用顕微鏡、３は二次元
光子計数撮像管、４は画像処理装置、５は透過光エネル
ギー選択用フィルタ、１０は被測定用半導体素子である
。
半導体素子１０からの微小発光領域を顕微鏡２で拡大し
、透過エネルギー１．５ ｅＶ以下のフィルタ５を透過
させることにより、透過光エネルギーを制限し、この透
過エネルギーに対する二次元発光分布を二次元光子計数
撮像管で検出する。次に、フィルタ５を透過光エネルギ
ー１．８ｅν以上のフィルタ５′に交換し、同様にこの
透過エネルギーに対する発光像を得る。これらの発光像
を比較することにより、発光原因を調べることができる
。
、透過エネルギー１．５ ｅＶ以下のフィルタ５を透過
させることにより、透過光エネルギーを制限し、この透
過エネルギーに対する二次元発光分布を二次元光子計数
撮像管で検出する。次に、フィルタ５を透過光エネルギ
ー１．８ｅν以上のフィルタ５′に交換し、同様にこの
透過エネルギーに対する発光像を得る。これらの発光像
を比較することにより、発光原因を調べることができる
。
シリコンＣＭＯＳＬＳＩ におけるＭＯＳＦＥＴのドレ
イン近傍からのホットエレクトロン発光およびＣＭＯＳ
ラッチアップからの発光スペクトル特性を第２図に示す
。ここで発光スペクトルがホットエレクトロン発光では
ラッチアップ発光と異なり、高エネルギー側でのテイル
があるので、ホットエレクトロン発光像およびＣＭＯＳ
ラッチアップからの発光像が共に観測される透過エネル
ギー（少なくとも１．５ ｅＶ以下）のフィルタを介し
た発光像ａと、ホ・ソトエレクトロン発光像のみ検出さ
れ、ＣＭＯＳラッチアップからの発光像は検出されない
透過エネルギー（少なくとも１．８ ｅＶ以上）のフィ
ルタを介した発光像すを比較し、それぞれ画像処理によ
り０−１化し、その差（ａ像−ｂ像）を出力させる。こ
の差の領域がラッチアップ領域である。
イン近傍からのホットエレクトロン発光およびＣＭＯＳ
ラッチアップからの発光スペクトル特性を第２図に示す
。ここで発光スペクトルがホットエレクトロン発光では
ラッチアップ発光と異なり、高エネルギー側でのテイル
があるので、ホットエレクトロン発光像およびＣＭＯＳ
ラッチアップからの発光像が共に観測される透過エネル
ギー（少なくとも１．５ ｅＶ以下）のフィルタを介し
た発光像ａと、ホ・ソトエレクトロン発光像のみ検出さ
れ、ＣＭＯＳラッチアップからの発光像は検出されない
透過エネルギー（少なくとも１．８ ｅＶ以上）のフィ
ルタを介した発光像すを比較し、それぞれ画像処理によ
り０−１化し、その差（ａ像−ｂ像）を出力させる。こ
の差の領域がラッチアップ領域である。
実施例を検証する低倍率（約１００倍）で実測した結果
を第３図に示す。第３図（ａ）は透過エネルギー１．５
ｅＶのバンドパスフィルタを介した発光像、第３図（
ｂ）は透過エネルギー１．９ ｅＶのバンドパスフィル
タを介した発光像を示す。これらの二つの像を比較する
ことにより、第３図（ａ）の上部の発光がホットエレク
トロン発光で、下部の発光がラッチアップ発光であるこ
とがわかる。そこで、この部分をさらに拡大して１００
０倍程度の高倍率で評価し、ＩＣパターン像と対応さセ
たところ、上部の発光がＮＭＯＳＦＥＴのドレイン近傍
からであり、下部の発光が寄生ρｎｐｎ構造からである
ことが判明した。
を第３図に示す。第３図（ａ）は透過エネルギー１．５
ｅＶのバンドパスフィルタを介した発光像、第３図（
ｂ）は透過エネルギー１．９ ｅＶのバンドパスフィル
タを介した発光像を示す。これらの二つの像を比較する
ことにより、第３図（ａ）の上部の発光がホットエレク
トロン発光で、下部の発光がラッチアップ発光であるこ
とがわかる。そこで、この部分をさらに拡大して１００
０倍程度の高倍率で評価し、ＩＣパターン像と対応さセ
たところ、上部の発光がＮＭＯＳＦＥＴのドレイン近傍
からであり、下部の発光が寄生ρｎｐｎ構造からである
ことが判明した。
この実施例ではシリコンＣＭＯＳＬＳＩにおける発光位
置検出装置について述べたが、他の半導体素子について
も本発明の要旨を逸脱しない範囲内で同様に適用できる
ことはもち論である。
置検出装置について述べたが、他の半導体素子について
も本発明の要旨を逸脱しない範囲内で同様に適用できる
ことはもち論である。
また、この実施例においてウェハ段階での評価について
も、半導体素子固定用のステージの代わりにウェハプロ
ーバに置き換えて測定すればよく、本発明の要旨を逸脱
しない範囲内で同様に適用できることはもち論である。
も、半導体素子固定用のステージの代わりにウェハプロ
ーバに置き換えて測定すればよく、本発明の要旨を逸脱
しない範囲内で同様に適用できることはもち論である。
（発明の効果）
本発明の半導体素子の発光位置検出装置は、ＬＳＩ内の
素子から放出される光のエネルギーに対する発光強度を
調べることにより、その発光原因の分離・同定を可能と
する効果がある。
素子から放出される光のエネルギーに対する発光強度を
調べることにより、その発光原因の分離・同定を可能と
する効果がある。
第１図は本発明の半導体素子の発光位置検出装置の一実
施例の構成を示すブロック図、第２図はホットエレクト
ロン発光およびＣＭＯＳラッチアップからの発光スペク
トル特性、第３図は１．５ ｅＶおよび１．９ ｅＶの
透過エネルギーのバンドパスフィルタを介した発光像を
示す図、第４図は従来の半導体素子の発光位置検出装置
の構成を示すブロック図である。 １・・・半導体素子を固定するステージ２・・・微小領
域拡大用顕微鏡 ３・・・二次元光子計数撮像管 ４・・・画像処理装置 ５．５′・・・透過エネルギー選択用フィルタ１０・・
・被測定用半導体素子
施例の構成を示すブロック図、第２図はホットエレクト
ロン発光およびＣＭＯＳラッチアップからの発光スペク
トル特性、第３図は１．５ ｅＶおよび１．９ ｅＶの
透過エネルギーのバンドパスフィルタを介した発光像を
示す図、第４図は従来の半導体素子の発光位置検出装置
の構成を示すブロック図である。 １・・・半導体素子を固定するステージ２・・・微小領
域拡大用顕微鏡 ３・・・二次元光子計数撮像管 ４・・・画像処理装置 ５．５′・・・透過エネルギー選択用フィルタ１０・・
・被測定用半導体素子
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、半導体素子から放出される微小発光を位置検出する
半導体素子の発光位置検出装置において、発光領域拡大
用の顕微鏡と当該の発光位置検出装置との間に、少なく
とも１．５ｅＶ以下の透過エネルギーのフィルタと１．
８ｅＶ以上の透過エネルギーのフィルタを具備すること
を特徴とする半導体素子の発光位置検出装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の半導体素子の発光位置
検出装置において、異なる透過エネルギーの波長フィル
タを通して得られる発光像を比較する画像処理機能を有
することを特徴とする半導体素子の発光位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1204848A JP2602956B2 (ja) | 1989-08-09 | 1989-08-09 | Ｃｍｏｓ―ｌｓｉの微小発光評価方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1204848A JP2602956B2 (ja) | 1989-08-09 | 1989-08-09 | Ｃｍｏｓ―ｌｓｉの微小発光評価方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0370153A true JPH0370153A (ja) | 1991-03-26 |
| JP2602956B2 JP2602956B2 (ja) | 1997-04-23 |
Family
ID=16497396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1204848A Expired - Fee Related JP2602956B2 (ja) | 1989-08-09 | 1989-08-09 | Ｃｍｏｓ―ｌｓｉの微小発光評価方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2602956B2 (ja) |
-
1989
- 1989-08-09 JP JP1204848A patent/JP2602956B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2602956B2 (ja) | 1997-04-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |