JPH043951A - Semiconductor tester - Google Patents
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- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は 半導体装置の不良解析を行うための半導体検
査装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor inspection device for analyzing failures of semiconductor devices.
従来の技術
従来の半導体検査装置としては 例えばアプリケーショ
ン オブ イオン ビーム イン マテリアルズ サイ
エンス（ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ ＯＦ ＩＯＮ ＢＥ
ＡＭＳ ＩＮ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ ５ＣＩＥＮＣＥ）
という本のｐ、３０１に示されている集束イオンビーム
（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ）装置がある。第
３図はこの従来の半導体検査装置の構成図を示すもので
あも 第３図において、 １は一次イオンビーム２を発
生させるイオン源で３は鏡筒である。６は検査される半
導体装置であり、試料室４内の試料ステージ５上に固定
されている。Conventional technology Conventional semiconductor inspection equipment includes, for example, Application of Ion Beam in Materials Science (APPLICATION OF ION BE).
AMS IN MATERIALS 5CIENCE)
There is a focused ion beam (Focused Ion Beam) device shown in the book, p. 301. FIG. 3 shows a configuration diagram of this conventional semiconductor inspection apparatus. In FIG. 3, 1 is an ion source that generates a primary ion beam 2, and 3 is a lens barrel. Reference numeral 6 denotes a semiconductor device to be inspected, which is fixed on a sample stage 5 in the sample chamber 4.
７は一次イオンビーム２を半導体装置６に照射すること
により半導体装置表面から放出される二次電子であり、
８はこの二次電子７を検出する検出器である。また９
は信号処理装置で、 １０は画像表示装置である。7 is secondary electrons emitted from the surface of the semiconductor device by irradiating the semiconductor device 6 with the primary ion beam 2;
8 is a detector for detecting the secondary electrons 7. Also 9
10 is a signal processing device, and 10 is an image display device.
以上のように構成された従来の半導体検査装置において
１よ イオン源１で発生した一次イオンビーム２は鏡筒
３を通り試料室４内の試料ステージ５上に固定された半
導体装置６上を画像表示装置１０の表示面の形状と相似
形の範囲内を二次元に走査する。その結果半導体装置６
の表面より二次電子７が放出される。検出器８はこの放
出された二次電子７を検出し その出力は信号処理装置
９でビデオ信号に変換され 画像表示装置１０に表示さ
れる。In the conventional semiconductor inspection apparatus configured as described above, the primary ion beam 2 generated by the ion source 1 passes through the lens barrel 3 and images the semiconductor device 6 fixed on the sample stage 5 in the sample chamber 4. A range of shapes similar to the shape of the display surface of the display device 10 is scanned two-dimensionally. As a result, the semiconductor device 6
Secondary electrons 7 are emitted from the surface. The detector 8 detects the emitted secondary electrons 7, and the output thereof is converted into a video signal by the signal processing device 9 and displayed on the image display device 10.
発明が解決しようとする課題
しかしながら前記のような構成では 二次電子の発生の
しかたは物質固有のものであるた数 検出器８で放出さ
れた二次電子７を検圧し その８カを信号処理装置９
でビデオ信号に変ＭＬ 画像表示装置１０に表示した
装置 半導体装置６の表面の形状しかわからず、また構
成物質が異なる場合でもそれぞれの物質の二次電子の発
生のしかたが似ている場合に１よ その判別がつかず、
さらにその構成物質の材質を特定することはできないと
いう問題点を有してい九
本発明はかかる点に鑑へ 半導体装置の表面形状を検査
するだけでなく、その構成物質を特定することの出来る
半導体検査装置を提供することを目的とする。Problems to be Solved by the Invention However, in the above configuration, the way in which secondary electrons are generated is unique to each material. Device 9
ML is displayed on the image display device 10. If only the surface shape of the semiconductor device 6 is known, and even if the constituent materials are different, the secondary electron generation methods of the respective materials are similar. I can't tell,
Furthermore, there is a problem in that it is not possible to specify the materials of the constituent substances.The present invention takes this into account. The purpose is to provide inspection equipment.
課題を解決するための手段
本発明は集束イオンビーム装置に分析機能を備えたこと
を特徴とする半導体検査装置である。Means for Solving the Problems The present invention is a semiconductor inspection device characterized in that a focused ion beam device is equipped with an analysis function.
作用
本発明は前記した構成により、半導体装置の表面形状を
検査するだけでなく、その構成物質を特定することが出
来る。Effect of the Invention With the above-described configuration, the present invention can not only inspect the surface shape of a semiconductor device but also specify its constituent materials.
実施例
（実施例１）
第１図は本発明の第１の実施例における半導体検査装置
の構成図を示すものである。第１図において、 １は一
次イオンビーム２を発生させるイオン源で３は鏡筒であ
る。６は検査される半導体装置であり、試料室４内の試
料ステージ５上に固定されている。７は一次イオンビー
ム２を半導体装置６に照射することにより半導体装置６
表面から放出される二次電子であり、 ８はこの二次電
子７を検出する検出器である。また９は信号処理装置で
、 １０は画像表示装置である。 １１は一次電子ビー
ム１２を発生させる電子銃で１３は鏡筒である。 １４
は一次電子ビーム１２を半導体装置６に照射することに
より半導体装置６表面より放出される特性Ｘ線であり、
１５はこの特性Ｘ線を検出する検出器であも まｆ−
１６は信号処理装置で、１７は画像表示装置である。Embodiment (Embodiment 1) FIG. 1 shows a configuration diagram of a semiconductor inspection apparatus according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is an ion source that generates a primary ion beam 2, and 3 is a lens barrel. Reference numeral 6 denotes a semiconductor device to be inspected, which is fixed on a sample stage 5 in the sample chamber 4. 7 is a semiconductor device 6 by irradiating the semiconductor device 6 with the primary ion beam 2;
These are secondary electrons emitted from the surface, and 8 is a detector that detects these secondary electrons 7. Further, 9 is a signal processing device, and 10 is an image display device. 11 is an electron gun that generates a primary electron beam 12, and 13 is a lens barrel. 14
is a characteristic X-ray emitted from the surface of the semiconductor device 6 by irradiating the semiconductor device 6 with the primary electron beam 12,
15 is a detector that detects this characteristic X-ray.
16 is a signal processing device, and 17 is an image display device.
以上のように構成されたこの実施例の半導体検査装置に
おいて、以下その動作を説明する。The operation of the semiconductor inspection apparatus of this embodiment configured as described above will be described below.
イオン源１で発生した一次イオンビーム２（ま鏡筒３を
通り試料室４内の試料ステージ５上に固定された半導体
装置６上を画像表示装置１０の表示面の形状と相似形の
範囲内を二次元に走査する。The primary ion beam 2 generated by the ion source 1 (passes through the lens barrel 3 and onto the semiconductor device 6 fixed on the sample stage 5 in the sample chamber 4 within a range similar to the shape of the display surface of the image display device 10 scan in two dimensions.
その結果半導体装置６の表面より二次電子７か放出され
る。この二次電子７を検出器８で検出しその出力を信号
処理装置９でビデオ信号に変換し画像表示装置１０に表
示する。画像表示装置ＩＯ上に表示された画面上で材質
を特定したい場所を指定する。試料室４内の試料ステー
ジ５上に固定された検査される半導体装置６上で指定さ
れた場所と同一箇所に電子銃１１で発生した一次電子ビ
ーム１２を照射する。その結果半導体装置６の表面より
特性Ｘ線１４が放出される。この特性Ｘ線１４を検出器
１５で検出し その出力を信号処理装置１６で変換し画
像表示装置１７に表示する。As a result, secondary electrons 7 are emitted from the surface of the semiconductor device 6. The secondary electrons 7 are detected by a detector 8, and the output thereof is converted into a video signal by a signal processing device 9 and displayed on an image display device 10. Specify the location on the screen displayed on the image display device IO where you want to specify the material. A primary electron beam 12 generated by an electron gun 11 is irradiated onto the same designated location on a semiconductor device 6 to be inspected fixed on a sample stage 5 in a sample chamber 4 . As a result, characteristic X-rays 14 are emitted from the surface of the semiconductor device 6. This characteristic X-ray 14 is detected by a detector 15, and its output is converted by a signal processing device 16 and displayed on an image display device 17.
以上のようにこの実施例によれは 従来の半導体検査装
置に一次電子ビーム発生装置と特性Ｘ線検出器を設ける
ことにより、半導体装置の表面形状を検査するだけでな
く、その表面上の特定箇所の構成物質を特定することが
出来る。As described above, this embodiment has the following advantages: By providing a primary electron beam generator and a characteristic It is possible to identify the constituent substances of
（実施例２）
第２図は本発明の第２の実施例における半導体検査装置
の構成図を示すものである。第２図において、 １は一
次イオンビーム２を発生させるイオン源で３は鏡筒であ
る。６は検査される半導体装置であり、試料室４内の試
料ステージ５上に固定されている。７は一次イオンビー
ム２を半導体装置６に照射することにより半導体装置表
面より放出される二次電子であり、８はこの二次電子７
を検出する検出器である。また９は信号処理装置で、ｌ
Ｏは画像表示装置である。 ２１は一次イオンビーム２
２を発生させるイオン源で２３は鏡筒である。 ２４は
一次イオンビーム２２を半導体装置６に照射することに
より半導体装置表面より放出される２次イオンであり、
２５は質量分析風２６は２次イオン検出器であも ま
ｆ−２７は信号処理装置で、 ２８は画像表示装置であ
も以上のように構成されたこの実施例の半導体検査装置
において、以下その動作を説明すもイオン源１で発生し
た一次イオンビーム２は鏡筒３を通り試料室４内の試料
ステージ５上に固定された半導体装置６上を画像表示装
置１０の表示面の形状と相似形の範囲内を二次元に走査
する。(Embodiment 2) FIG. 2 shows a configuration diagram of a semiconductor inspection apparatus according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 2, 1 is an ion source that generates a primary ion beam 2, and 3 is a lens barrel. Reference numeral 6 denotes a semiconductor device to be inspected, which is fixed on a sample stage 5 in the sample chamber 4. Reference numeral 7 indicates secondary electrons emitted from the surface of the semiconductor device 6 by irradiating the semiconductor device 6 with the primary ion beam 2, and 8 indicates the secondary electrons 7.
This is a detector that detects. 9 is a signal processing device, l
O is an image display device. 21 is the primary ion beam 2
2 is an ion source that generates 2, and 23 is a lens barrel. 24 are secondary ions emitted from the surface of the semiconductor device 6 by irradiating the semiconductor device 6 with the primary ion beam 22;
25 is a mass spectrometer windshield 26 is a secondary ion detector; F-27 is a signal processing device; and 28 is an image display device. To explain its operation, the primary ion beam 2 generated by the ion source 1 passes through the lens barrel 3 and passes over the semiconductor device 6 fixed on the sample stage 5 in the sample chamber 4 according to the shape of the display surface of the image display device 10. Scan the range of similar shapes two-dimensionally.
その結果半導体装置６の表面より二次電子７が放出され
る。この二次電子７を検出器８で検出しその出力を信号
処理装置９でビデオ信号に変換し画像表示装置１０に表
示する。画像表示装置１０上に表示された画面上で材質
を特定したい場所を指定する。試料室４内の試料ステー
ジ５上に固定された検査される半導体装置６上で指定さ
れた場所と同一箇所にイオン源２１で発生した一次イオ
ンビーム２２を照射すム その結果半導体装置６の表面
より２次イオン２４が放出されも この２次イオン２４
を質量分析機２５で分離し検出器２６で検出し その出
力を信号処理装置２７で変換し画像表示装置２８に表示
する。As a result, secondary electrons 7 are emitted from the surface of semiconductor device 6. The secondary electrons 7 are detected by a detector 8, and the output thereof is converted into a video signal by a signal processing device 9 and displayed on an image display device 10. Specify the location on the screen displayed on the image display device 10 where you want to specify the material. The primary ion beam 22 generated by the ion source 21 is irradiated to the same location as specified on the semiconductor device 6 to be inspected fixed on the sample stage 5 in the sample chamber 4. As a result, the surface of the semiconductor device 6 Even if more secondary ions 24 are released, these secondary ions 24
is separated by a mass spectrometer 25, detected by a detector 26, and its output is converted by a signal processing device 27 and displayed on an image display device 28.
以上のようにこの実施例によれば 従来の半導体検査装
置に一次イオンビーム発生装置と質量分析機２５と２次
イオン検出器２６を設けることにより、半導体装置の表
面形状を検査するだけでなく、その表面上の特定箇所の
構成物質の元素分析および深さ方向の分布分析を行うこ
とが出来る。As described above, according to this embodiment, by providing the primary ion beam generator, the mass spectrometer 25, and the secondary ion detector 26 to the conventional semiconductor inspection equipment, it is possible to not only inspect the surface shape of the semiconductor device, but also to inspect the surface shape of the semiconductor device. Elemental analysis and depth distribution analysis of constituent substances at specific locations on the surface can be performed.
な抵 第１の実施例において特性Ｘ線の検出器１５のか
わりにオージェ電子の検出器を設けることにより、オー
ジェ電子分光分析装置としても利用できる。両方の検出
器を設けてもよｌ、％ また第１の実施例と第２の実
施例を合わせた形で、従来の半導体検査装置に一次電子
ビーム発生装置と一次イオンビーム発生装置 特性Ｘ線
検出器 オージェ電子検出器 質量分析＠ ２次イオン
検出器を設けてもよ（−さらに 第１の実施例において
特性Ｘ線の励起源として集束イオンビーム装置のイオン
ビームを用いてもよく、この場合には鏡筒は１つになる
。同様＆ミ オージェ電子や第２の実施例における２次
イオンの励起源として集束イオンビーム装置のイオンビ
ームを用いてもよ（−従って、従来の半導体検査装置に
特性Ｘ線検出拡オージェ電子検出器 質量分析ａ ２次
イオン検出器を設けてもよ（−さらにまた 集束イオン
ビーム装置内にアルゴンスパッタイオン銃を設けると、
分析領域より集束イオンビーム装置のイオンビームによ
る汚染物質を取り除き、分析領域の材料自体の分析を行
うことができる。また 第１の実施例における一次電子
ビーム１２を一次イオンビーム２と同様に検査される半
導体表面に走査させると、走査電子顕微鏡としても利用
できる。それから、第１、第２の実施例において、検査
する半導体装置６の表面はそのままの素表面だけでなく
、集束イオンビームによる加工面や加工断面でもよい。By providing an Auger electron detector in place of the characteristic X-ray detector 15 in the first embodiment, it can also be used as an Auger electron spectrometer. It is also possible to provide both detectors.Also, in a combination of the first embodiment and the second embodiment, a primary electron beam generator and a primary ion beam generator can be added to a conventional semiconductor inspection equipment. Detector Auger electron detector Mass spectrometry @ A secondary ion detector may be provided (-Furthermore, in the first embodiment, the ion beam of a focused ion beam device may be used as the excitation source for the characteristic X-rays; in this case, Similarly, the ion beam of a focused ion beam device may be used as the excitation source for Auger electrons and secondary ions in the second embodiment (-therefore, the ion beam of a focused ion beam device may be used as the excitation source for Auger electrons or secondary ions in the second embodiment (-therefore, the ion beam of a focused ion beam device may be used as an excitation source for Auger electrons or secondary ions in the second embodiment). A characteristic X-ray detection augmented Auger electron detector, mass spectrometry a, and a secondary ion detector may be installed in the system.
Contaminants caused by the ion beam of the focused ion beam device are removed from the analysis area, and the material itself in the analysis area can be analyzed. Furthermore, if the primary electron beam 12 in the first embodiment is scanned over the semiconductor surface to be inspected in the same way as the primary ion beam 2, it can also be used as a scanning electron microscope. In the first and second embodiments, the surface of the semiconductor device 6 to be inspected is not limited to the bare surface as it is, but may also be a surface processed by a focused ion beam or a processed cross section.
また 検査対象は半導体装置だけでなく、薄膜などどん
な材料でもよしも
発明の詳細
な説明したように、 本発明によれば 半導体装置の
不良解析を行う場合１ 表面形状を検査するだけでなく
、その表面上の特定箇所の構成物質の分析を行うことが
でき、その実用的効果は太き（〜In addition, the object of inspection is not only a semiconductor device but also any material such as a thin film.As described in detail, according to the present invention, when performing failure analysis of a semiconductor device, it is possible to inspect not only the surface shape but also the surface shape. It is possible to analyze constituent substances at specific locations on the surface, and its practical effects are significant (~
第１図は本発明の第１の実施例における半導体検査装置
の構成＠ 第２図は本発明の第２の実施例における半導
体検査装置の構成図 第３図は従来の半導体検査装置の
構成図である。
１．２１・・・イオン爪 ２，２２・・・−次イオンビ
ーペ ３，１３．２３・・・鏡気 ４・・・試料室 ５
・・・試料ステージ、 ６・・・半導体装置 ７・・・
二次電子、 ８・１５．２６・・・検出像 ９，１６．
２７・・・信号処理装置１０．１７．２８・・・画像表
示装置 １１・・・電子紘１２・・・−次電子ビー入
１４・・・特性Ｘ１１Ｌ２４・・・２次イオン、 ２５
・・・質量分析ａ ″代理人の氏名 弁理士 粟野
重孝 ほか１名イオンオ、
／ンにイオ〉じ／ム
２そジートイ＋［ＩＬ
化名処獲乱覧
ｊ１イｔＪ二爪４Ｌ１しFIG. 1 is a configuration diagram of a semiconductor inspection device according to a first embodiment of the present invention @ FIG. 2 is a configuration diagram of a semiconductor inspection device according to a second embodiment of the present invention FIG. 3 is a configuration diagram of a conventional semiconductor inspection device It is. 1.21...Ion claw 2,22...-Next ion beeper 3,13.23...Mirror air 4...Sample chamber 5
...Sample stage, 6...Semiconductor device 7...
Secondary electron, 8・15.26...detected image 9,16.
27...Signal processing device 10.17.28...Image display device 11...Electronic screen 12...-Next electronic beam input
14...Characteristics X11L24...Secondary ions, 25
...Mass spectrometry a ``Name of agent: Patent attorney Shigetaka Awano and 1 other person ion o, /nniio〉ji/mu2sojitoy+[IL
Claims (8)
特徴とする半導体検査装置。(1) A semiconductor inspection device characterized in that a focused ion beam device is equipped with an analysis function.
ことを特徴とする請求項１記載の半導体検査装置。(2) The semiconductor inspection device according to claim 1, wherein the analysis function is an energy dispersive X-ray analysis device.
特徴とする請求項１記載の半導体検査装置。(3) The semiconductor inspection device according to claim 1, wherein the analysis function is a secondary ion mass spectrometer.
を特徴とする請求項１記載の半導体検査装置。(4) The semiconductor inspection device according to claim 1, wherein the analysis function is an Auger electron spectrometer.
源として集束イオンビーム装置のイオンビームを用いる
ことを特徴とする請求項２記載の半導体検査装置。(5) The semiconductor inspection device according to claim 2, wherein an ion beam of a focused ion beam device is used as an excitation source for characteristic X-rays of the energy dispersive X-ray analysis device.
して集束イオンビーム装置のイオンビームを用いること
を特徴とする請求項３記載の半導体検査装置。(6) The semiconductor inspection device according to claim 3, wherein an ion beam of a focused ion beam device is used as an excitation source for secondary ions of the secondary ion mass spectrometer.
源として集束イオンビーム装置のイオンビームを用いる
ことを特徴とする請求項４記載の半導体検査装置。(7) The semiconductor inspection device according to claim 4, wherein an ion beam of a focused ion beam device is used as an excitation source for Auger electrons of the Auger electron spectrometer.
ン銃を備え、分析領域からイオンビームによる汚染物質
を取り除き、分析領域の材料自体の観察および分析を行
うことを特徴とする請求項１記載の半導体検査装置。(8) Semiconductor inspection according to claim 1, characterized in that an argon sputter ion gun is provided in the focused ion beam device, contaminants caused by the ion beam are removed from the analysis region, and the material itself in the analysis region is observed and analyzed. Device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2106183A JPH043951A (en) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | Semiconductor tester |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2106183A JPH043951A (en) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | Semiconductor tester |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH043951A true JPH043951A (en) | 1992-01-08 |
Family
ID=14427107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2106183A Pending JPH043951A (en) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | Semiconductor tester |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH043951A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001318064A (en) * | 2000-05-09 | 2001-11-16 | Agere Systems Guardian Corp | Calibration method for quantitative analysis of element |
| JP2008027669A (en) * | 2006-07-19 | 2008-02-07 | Hitachi High-Technologies Corp | Charged particle beam processing apparatus |
| JP2009038043A (en) * | 2008-11-04 | 2009-02-19 | Hitachi High-Technologies Corp | Processing/observing device of semiconductor, and operating method of processing/observing device of semiconductor |
-
1990
- 1990-04-20 JP JP2106183A patent/JPH043951A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001318064A (en) * | 2000-05-09 | 2001-11-16 | Agere Systems Guardian Corp | Calibration method for quantitative analysis of element |
| JP2008027669A (en) * | 2006-07-19 | 2008-02-07 | Hitachi High-Technologies Corp | Charged particle beam processing apparatus |
| JP2009038043A (en) * | 2008-11-04 | 2009-02-19 | Hitachi High-Technologies Corp | Processing/observing device of semiconductor, and operating method of processing/observing device of semiconductor |
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