JPH0580785B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、LSI（高密度集積回路）やVLSI
（超高密度集積回路）などの高集積度によつて微
細化が進んだ半導体装置の解析に有効な半導体装
置の解析装置に係り、特に、その半導体装置の一
部回路の切断手段とその特性観測手段との一体化
による解析の簡略化および高精度化に関する。

〔従来の技術〕

LSI（高密度集積回路）やVLSI（超高密度集積
回路）などの高集積度によつて微細化が進んだ半
導体装置では、機械的針でそのアルミ配線に直接
接触して解析することは、微細化が進むにつれて
不可能になりつつある。

このような機械的な解析手段に代わつて、スト
ロボ走査電子顕微鏡（scanning electron
microscope：SEM）を用いた非接触の解析手段
では、電子ビームによる照射とその照射部位から
の二次電子によつて非接触状態で検査を行うた
め、 (a) サブミクロン以下の寸法精度に絞れるため、
半導体装置の微細配線に対応できること、 (b) 機械的針による場合と異なり、探針に容量負
荷を生じないため、高速化に対応し易いこと、 (c) 高速動作時における素子内部の電位分布およ
びその変化を観察できること などの特徴がある。

〔問題点を解決するための手段〕

ところで、微細化が進んだ高密度の半導体装置
において、その一部の内部回路を観測評価する場
合、回路が複雑化するにつれて他の回路の影響で
観測対象回路が誤動作し、評価不能になるおそれ
がある。

そこで、この発明は、容易かつ高精度に半導体
装置内の一部の観測対象回路を解析可能にした半
導体装置の解析装置の提供を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の半導体装置（半導体装置２）の解析
装置は、第１図に示すように、半導体装置を任意
の方向に移動可能に設置する移動手段（移動装置
４）と、この移動手段によつて所定位置に移動さ
れた半導体装置にレーザ光を照射してその一部を
切断する切断手段（レーザカツタ装置６）と、前
記移動手段によつて移動された半導体装置内の前
記切断手段による切断前、切断後の対象回路に電
子ビームを照射し、その照射部位で発生した二次
電子を検出してその対象回路の特性を観測する特
性観測手段（SEM８）とから構成したものであ
る。

〔作用〕

この発明の半導体装置の解析装置は、移動手段
によつて半導体装置を切断手段側から特性観測手
段側、または、特性観測手段側から切断手段に移
動させるとともに、各切断手段および特性観測手
段側で半導体装置を移動させて対象回路を所望の
位置に設定することにより、その一部回路を他の
回路から切断した状態または切断前の状態におい
て、特性観測手段から照射される電子ビームによ
つて生じる二次電子を検出し、検出された二次電
子から一部回路の特性を測定することにより、半
導体装置を解析する。したがつて、この発明の半
導体装置の解析装置では、単一の移動手段によつ
て半導体装置を任意の位置に移動させ、他の隣接
する回路の影響を受けることなく、容易かつ高精
度に任意の回路の特性を解析することが可能であ
る。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面を参照して説明
する。

第１図はこの発明の半導体装置の解析装置の実
施例を示す。

第１図において、この実施例の解析装置は、解
析すべき半導体装置２を設置して所望の位置に移
動する移動装置４の上面部に半導体装置２の内部
回路の一部を切断する切断手段としてレーザカツ
タ装置６を設置するとともに、半導体装置２の内
部回路の特性を観測し、解析データを得る特性観
測手段としてストロボ走査電子顕微鏡（SEM）
８が設置されている。したがつて、この解析装置
では、共通の移動装置４によつて半導体装置２
は、レーザカツタ装置６側からSEM８側、また
は、SEM８側からレーザカツタ装置６側に移動
できるとともに、各レーザカツタ装置６および
SEM８において、所望の位置に設定可能である。

この場合、移動装置４の上面には、半導体装置
２を設置してＸ、Ｙ軸方向に移動させる移動台１
０が設置され、この移動台１０の上面に端子装置
１２を介して半導体装置２が取り付けられてい
る。そして、移動装置４には、移動台１０を任意
の方向に移動させる駆動モータなどの駆動手段や
減速手段などが設置されており、移動制御装置５
によつて観測者が矢印Ａで示す任意の位置に移動
することができる。

レーザカツタ装置６は、レーザ発生源１４でレ
ーザ光１６を発生させ、この発生させたレーザ光
１６をシヤツタ１８で遮断、通過を選択し、シヤ
ツタ１８を通過したレーザ光１６をハーフミラー
２０で反射させ、集束用レンズ２２で極めて細い
ビームに集束させた後、半導体装置２に照射す
る。このレーザカツタ装置６で照射されるレーザ
光１６は、半導体装置２の内部回路における配線
導体を切断可能なエネルギを持ち、そのビーム幅
は、その配線導体の最小線幅に対応し、隣接する
回路や配線導体に影響を及ぼさない程度の幅に設
定する。

このレーザカツタ装置６には、切断すべき部位
を観測するための顕微鏡２４が付設されており、
この顕微鏡２４と移動装置４の操作によつて、レ
ーザ光１６の照射位置に半導体装置２の切断箇所
を設定する。顕微鏡２４は、鏡筒２６にレンズ２
８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ，２８ｅ、反射鏡
３０ａ，３０ｂおよび接眼レンズ３２を設置した
ものであり、半導体装置２の内部回路を光学的に
拡大して観測することができる。

また、SEM８は、その鏡筒３３の上部に電子
銃３４を設置し、この電子銃３４によつて発生さ
せた電子ビーム３６を電子レンズ３８で拡大した
後、走査コイル４０で所望の方向に走査し、走査
された電子ビームを集束用電子レンズ４２で集束
して半導体装置２の所定の観測対象回路の部位に
照射し、その部位から生じた二次電子４４は、二
次電子検出器４６で検出される。この場合、電子
銃３４、電子レンズ３８、走査コイル４０、集束
用電子レンズ４２および二次電子検出器４６に
は、ストロボ制御装置４８を介して電源装置５０
から電源が供給され、その駆動ないし検出タイミ
ングがストロボ制御装置４８によつて制御され
る。また、観測対象回路の部位の設定は、移動装
置４の操作によつて移動台１０をＸ、Ｙ軸方向に
移動させて行い、半導体装置２には、駆動手段と
して設置されたドライバ５２から駆動入力を与え
る。

そして、半導体装置２の観測対象回路の部位か
ら生じた二次電子４４は二次電子検出器４６で検
出され、その検出信号は、表示手段としての
CRT表示装置５４に加えられ、このCRT表示装
置５４によつて二次電子量に応じた電位分布像が
表示される。

したがつて、このような解析装置によれば、た
とえば、第２図に示すように、レーザカツタ装置
６側に半導体装置２を設定し、その観測対象回路
を顕微鏡２４で観測し、移動装置４の操作によつ
て、その観測対象回路を独立させるために切断す
べき配線導体の位置をレーザ光１６の照射位置に
設定する。そして、レーザ光１６を照射してその
配線導体を切断する。この切断結果は、顕微鏡２
４で観測することができ、所望の配線導体を切断
した半導体装置２は、SEM８での観測のため、
移動装置４の操作によつて、第３図に示すよう
に、SEM８側に移動する。

そして、その半導体装置２の観測対象回路の適
宜箇所に電子ビーム３６を照射し、その電子ビー
ム３６の照射によつて生起された二次電子４４を
二次電子検出器４６で検出する。この二次電子検
出器４６の検出信号は、CRT表示装置５４に加
えられ、その検出信号によつて二次電子量に応じ
た電位分布像を表示することができる。したがつ
て、この電位分布像を観測することによつて、観
測対象回路の動作特性を解析することができ、た
とえば、その特性が適性か否かを判定することが
できる。

この場合、実施例では、SEM８の鏡筒３３に
平行して、たとえば、その観測者の手前側にレー
ザカツタ装置６とともに、その顕微鏡２４の鏡筒
２６を設置したが、観測者の前面左右側にレーザ
カツタ装置６およびSEM８を設置してもよい。
この場合、レーザカツタ装置６をSEM８の真空
チヤンバに連結しても、切断用レーザ光１６を用
いることができるので、何等不都合は生じない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、移動
手段によつて半導体装置を切断手段側から特性観
測手段側、または、特性観測手段側から切断手段
側に移動させるとともに、各切断手段および特性
観測手段側で半導体装置を移動させて観測対象回
路を所望の位置に設定することにより、その一部
回路を他の回路から切断した状態または切断前の
状態において、特性観測手段から照射される電子
ビームによつて生じる二次電子を検出し、検出さ
れた二次電子から観測対象回路の特性を観測する
ことができるので、単一の移動手段によつて半導
体装置を任意の位置に移動させ、他の隣接する回
路の影響を受けることなく、容易かつ高精度に任
意の半導体装置の内部回路を解析できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の半導体装置の解析装置の実
施例の構成を示す図、第２図はレーザカツタ装置
側に設置した半導体装置の内部回路の切断状況を
示す斜視図、第３図はストロボ走査電子顕微鏡側
に設置した半導体装置の内部回路の観測状況を示
す斜視図である。 ２……半導体装置、４……移動手段としての移
動装置、６……切断手段としてのレーザカツタ装
置、８……特性観測手段としてのストロボ走査電
子顕微鏡。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 半導体装置を任意の方向に移動可能に設置す
   る移動手段と、 この移動手段によつて所定位置に移動された半
   導体装置にレーザ光を照射してその一部を切断す
   る切断手段と、 前記移動手段によつて移動された半導体装置内
   の前記切断手段による切断前、切断後の観測対象
   回路に電子ビームを照射し、その照射部位で発生
   した二次電子を検出してその対象回路の特性を観
   測する特性観測手段とから構成したことを特徴と
   する半導体装置の解析装置。