JPH11317430A - 半導体装置の検査方法 - Google Patents

半導体装置の検査方法

Info

Publication number
JPH11317430A
JPH11317430A JP12453898A JP12453898A JPH11317430A JP H11317430 A JPH11317430 A JP H11317430A JP 12453898 A JP12453898 A JP 12453898A JP 12453898 A JP12453898 A JP 12453898A JP H11317430 A JPH11317430 A JP H11317430A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
integrated circuit
metal
semiconductor integrated
irradiating
analysis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP12453898A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Hizaki
浩 桧崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP12453898A priority Critical patent/JPH11317430A/ja
Publication of JPH11317430A publication Critical patent/JPH11317430A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 配線層等の上層の金属膜で被覆された不良箇
所をディレイヤーすることなく、金属配線層の下部領域
の詳細な故障解析が可能な素子解析法を提供する。 【解決手段】 半導体基板10を一定の傾斜角だけ傾斜
させて集束イオンビームを照射し、所定の素子領域を掘
削加工する工程と、前記掘削加工によって形成した掘削
面を金属蒸着し、金属蒸着反射膜5を形成する工程と、
前記半導体集積回路にバイアス電源によって電圧を印加
すると共に、前記金属蒸着反射膜5を介して光ビームを
検査対象の素子領域に照射する工程と、前記半導体集積
回路のウエル内のpn接合4において、前記光ビームが
光起電力効果によって励起する電子正孔が流すOBIC
電流を検出する工程と、前記OBIC電流の分布を表示
する工程とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の故障
解析方法に関し、特に、金属配線層下部の素子解析技術
に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の微細化及び高集積化が進む
一方で、半導体装置の加工形状評価および不良解析は、
益々困難になってきている。現在のようにディープサブ
ミクロンレベルで加工された不良解析を行う場合は、光
学顕微鏡による不良箇所の発見は非常に困難である。
【0003】そこで、半導体集積回路の不良解析する場
合、素子の上部から光(又は、レーザー)ビームを照射
して、励起電流の変化から不良箇所を検出する方法や、
故障部位を外部からの電位や信号により動作させ、高感
度光検出器(IIF、CCD 等) により発光現象を検出する手
法等による検査方法が用いられている。そのため、能動
的なOBIC(Optical Beam Induced Current)解析のた
めの光励起電流を検解析する装置や、受動的なEMS(E
mission Micro Scope)解析のための微弱な光を検出解析
する装置が利用されている。
【0004】OBIC解析のための光(又は、レーザ
ー)ビーム照射による励起電流あるいはEMS解析にお
ける電圧印加によって放出される微弱な光は、共に解析
部位の上に配線等の金属や絶縁膜等が被覆されている
と、図3に示すように前記金属や絶縁膜等による反射及
び散乱によって測定が困難である。
【0005】このために、一般に、観察したい配線層の
上層の膜を除去(以後、ディレイヤーと呼ぶ)する必要
がある。そのため、絶縁膜であるパシベーション膜に穴
を開けて、配線を剥き出しにしてから、剥き出しにした
配線に新たに電極を形成して、その電極にプローブ針を
立て、半導体集積回路の動作を検査する例などがある。
【0006】また前記パシベーション膜を除去すること
なく不良箇所、原因を解析する方法として、半導体集積
回路に交流信号を印加し、パシベーション膜が交流信号
の正負の電位をその表面に表すため、放出される二次電
子が補足されたり加速されることによって、電子イオン
ビーム照射による前記二次電子による配線電位のコント
ラストを生じる。このコントラストの画像を観測するこ
とによって不良箇所を特定する方法等が特開平5−16
0212号公報に開示されている。
【0007】また半導体ウエーハを動作状態で半導体ウ
エ−ハの表面から電流検出、裏面から光学的解析検査を
同時に行って、不良箇所を検出する等の方法が特開平7
−14898号公報に開示されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
検査方法では、不良箇所の特定はできても、不良箇所の
細部についての詳しい情報を直接得るには不十分であっ
た。本発明は、前記課題を解決するたに、半導体集積回
路の故障解析において、配線層等の上層の金属膜で被覆
された不良箇所をディレイヤーすることなく、金属配線
層の下部領域の詳細な故障解析が可能な素子解析法を提
供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の検
査方法は、半導体集積回路チップを一定の傾斜角だけ傾
斜させて集束イオンビームを照射し、所定の素子領域を
掘削加工する工程と、前記掘削加工によって形成した掘
削面を金属蒸着し、金属蒸着反射膜を形成する工程と、
前記半導体集積回路にバイアス電源によって電圧を印加
すると共に、前記金属蒸着反射膜を介して光ビームを検
査対象の素子領域に照射する工程と、前記半導体集積回
路のウエル内のpn接合において、前記光ビームが光起
電力効果によって励起する電子正孔が流すOBIC電流
を検出する工程と、前記OBIC電流の分布を表示する
工程とを有する。
【0010】本発明の半導体装置の検査方法は、半導体
集積回路チップを一定の傾斜角だけ傾斜させて集束イオ
ンビームを照射し、所定の素子領域を掘削加工する工程
と、前記掘削加工によって形成した掘削面を金属蒸着
し、金属蒸着反射膜を形成する工程と、前記半導体集積
回路にバイアス電源もしくはLSIテスタによって電圧
もしくはテスト信号を印加する工程と、前記半導体集積
回路から放出される微弱な光を前記金属蒸着反射膜を介
して検出する工程と、前記微弱な光を画像処理して表示
する工程とを有する。
【0011】本発明の半導体装置の検査方法の一態様例
において、前記傾斜角は、30°〜60°の範囲内であ
る。
【0012】本発明の半導体装置の検査方法の一態様例
において、前記金属蒸着反射膜は、アルミニウム又はク
ロミウムである。
【0013】
【作用】本発明の構成による解析対象素子領域下部に設
けた傾斜を持つ蒸着金属膜は外部からの励起光を反射
し、解析対象領域の素子の断面に的確に励起光を与える
ことができると共に、電気的外部信号に伴う発光現象に
よる素子領域からの微弱な光を反射し、上部の検出器に
導くことができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施形態を、図
面を参照しながら具体的に説明する。図1及び図2は本
発明の一実施形態に係わる光(又は、レーザー)ビーム
(FIB)装置の概略断面図を示す。図1は本発明のO
BIC解析に係わる一実施形態を示す概略断面図で、図
1に従って、その解析手順を具体的に述べる。
【0015】半導体基板10上に形成されたウエル内の
ソース電極/ドレイン電極(S/D)4及びウエル上部
に金属配線1で覆われたソース/ドレイン電極4間のゲ
ート誘電体膜(酸化膜)3を介して接続されたゲート電
極2を有する高密度の半導体集積回路において、素子解
析するサンプルの解析部位の近傍をFIBで45°の角
度で掘削加工する。この掘削加工はサンプル自体を45
°の角度に傾けることで実現する。次いで、前記掘削加
工によって形成した45°の角度で傾斜した面に、アル
ミニウムやクロミウム等の金属ガス中でレーザービーム
を照射して金属蒸着反射膜5を形成する。
【0016】OBIC観察を行って解析するには、前記
半導体集積回路にバイアス電源によって電圧を印加し、
半導体基板上部から所定の走査を行いつつOBICレー
ザー6を照射する。前記OBICレーザー6の励起光を
解析するメタル配線下の検査対象の素子の側断面に金属
蒸着反射膜5を介して的確に照射し、前記半導体集積回
路のウエル内のpn接合において、前記光ビームが光起
電力効果によって励起する電子正孔が流すOBIC電流
の変化を検出し、前記OBIC電流の分布を表示するこ
とで故障部位を特定する。
【0017】図2は本発明のEMS解析に係わる一実施
形態を示す概略断面図で、図2に従って、その解析手順
を具体的に述べる。半導体基板10上に形成されたウエ
ル内のソース電極/ドレイン電極(S/D)4及びウエ
ル上部に金属配線1で覆われたソース/ドレイン電極4
間のゲート誘電体膜(酸化膜)3を介して接続されたゲ
ート電極2を有する高密度の半導体集積回路において、
素子解析するサンプルの解析部位の近傍を前記OBIC
解析に係わる実施形態の図1と同様な方法で掘削加工す
る。次いで、前記掘削加工によって形成した45°の角
度で傾斜した面に、アルミニウムやクロム等の金属ガス
中でレーザービームを照射して金属蒸着反射膜5を形成
する。
【0018】この金属蒸着反射膜5を形成したサンプル
上部にEMS解析のために高感度光検出器7を設置す
る。前記半導体集積回路にバイアス電源もしくはLSI
テスタによって電圧もしくはテスト信号を印加し、この
電圧による電位や信号を加えることによる発光現象に伴
って、メタル配線下の検査対象の素子の側断面から発生
する微弱な光を金属蒸着反射膜5を介して、前記高感度
光検出器7に導き検出し、画像処理して表示することに
よって、故障部位を特定する。
【0019】また、上記実施形態ではOBIC解析やE
MS解析への適用をそれぞれ個別に述べたが、前記両解
析を前記金属蒸着反射膜5を介して同時に適用して故障
部位を特定する検査方法も無論実施される。
【0020】更に、上記実施形態では素子解析するサン
プルの解析部位の近傍をFIBで45°の角度で掘削加
工したが、30°〜60°の範囲であればよい。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、金属配線下の素子解析
がディレイヤーすることなく可能である。また、ディレ
イヤーで金属を除去しないので、OBICやEMS解析
等有効な解析法の適用が可能で、故障部位の特定及び詳
細な金属配線下の素子解析が行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態のOBIC解析に係わる概
略断面図である。
【図2】本発明の一実施形態のEMS解析に係わる概略
断面図である。
【図3】従来例の金属配線層によるOBICレーザー光
の反射及び散乱を示す概略断面図である。
【符号の説明】
1 金属配線 2 ゲート電極 3 ゲート酸化膜 4 ソース/ドレイン(S/D) 5 金属蒸着反射膜 6 OBICレーザー 7 EMS光検出器 10 半導体基板

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体集積回路チップを一定の傾斜角だ
    け傾斜させて集束イオンビームを照射し、所定の素子領
    域を掘削加工する工程と、 前記掘削加工によって形成した掘削面を金属蒸着し、金
    属蒸着反射膜を形成する工程と、 前記半導体集積回路にバイアス電源によって電圧を印加
    すると共に、前記金属蒸着反射膜を介して光ビームを検
    査対象の素子領域に照射する工程と、 前記半導体集積回路のウエル内のpn接合において、前
    記光ビームが光起電力効果によって励起する電子正孔が
    流すOBIC電流を検出する工程と、 前記OBIC電流の分布を表示する工程とを有すること
    を特徴とする半導体装置の検査方法。
  2. 【請求項2】 半導体集積回路チップを一定の傾斜角だ
    け傾斜させて集束イオンビームを照射し、所定の素子領
    域を掘削加工する工程と、 前記掘削加工によって形成した掘削面を金属蒸着し、金
    属蒸着反射膜を形成する工程と、 前記半導体集積回路にバイアス電源もしくはLSIテス
    タによって電圧もしくはテスト信号を印加する工程と、 前記半導体集積回路から放出される微弱な光を前記金属
    蒸着反射膜を介して検出する工程と、 前記微弱な光を画像処理して表示する工程とを有するこ
    とを特徴とする半導体装置の検査方法。
  3. 【請求項3】 前記傾斜角は、30°〜60°の範囲内
    であることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体
    装置の検査方法。
  4. 【請求項4】 前記金属蒸着反射膜は、アルミニウム又
    はクロミウムであることを特徴とする請求項1又は2に
    記載の半導体装置の検査方法。
JP12453898A 1998-05-07 1998-05-07 半導体装置の検査方法 Withdrawn JPH11317430A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12453898A JPH11317430A (ja) 1998-05-07 1998-05-07 半導体装置の検査方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12453898A JPH11317430A (ja) 1998-05-07 1998-05-07 半導体装置の検査方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11317430A true JPH11317430A (ja) 1999-11-16

Family

ID=14887963

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP12453898A Withdrawn JPH11317430A (ja) 1998-05-07 1998-05-07 半導体装置の検査方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11317430A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013120075A (ja) * 2011-12-06 2013-06-17 Mitsubishi Electric Corp 故障解析装置および故障解析方法ならびにスクリーニングテスト装置およびスクリーニングテスト方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013120075A (ja) * 2011-12-06 2013-06-17 Mitsubishi Electric Corp 故障解析装置および故障解析方法ならびにスクリーニングテスト装置およびスクリーニングテスト方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6911347B2 (en) Method to detect surface metal contamination
US6671398B2 (en) Method and apparatus for inspection of patterned semiconductor wafers
JP4248249B2 (ja) 半導体のマイクロ欠陥の検出と分類
US7385686B2 (en) Method and apparatus for inspecting semiconductor device
US7525325B1 (en) System and method for floating-substrate passive voltage contrast
JP2005277417A (ja) 試料の1つ又は複数の特性を決定するための方法とシステム
US20040212380A1 (en) Failure analyzer
JP2002181725A (ja) 微小異物解析方法、分析装置、半導体装置の製造方法および液晶表示装置の製造方法
US7682844B2 (en) Silicon substrate processing method for observing defects in semiconductor devices and defect-detecting method
US6466040B1 (en) Three dimensional optical beam induced current (3-D-OBIC)
US5976898A (en) Localization of defects of a metallic layer of a semiconductor circuit
US6801596B2 (en) Methods and apparatus for void characterization
JPH11154695A (ja) 集積回路の故障箇所特定方法および故障箇所特定装置
JPH04305954A (ja) 製造プロセスを試験する装置と方法
JPH11317430A (ja) 半導体装置の検査方法
JP3698904B2 (ja) 半導体評価方法及び欠陥位置特定装置
JP2009008396A (ja) 検査装置及び検査方法
JP2815148B2 (ja) 半導体集積回路装置の製造方法
EP0100396B1 (en) Determination of true electrical channel length of surface fet
JPH05144901A (ja) 微細パターンを有するデバイスの不良箇所検出方法
JP2631290B2 (ja) イオンビーム加工装置
KR100511816B1 (ko) 반도체 제조 방법 및 플라즈마 처리 방법 및 그 장치
JP3231639B2 (ja) イオンビーム加工解析方法
JP2003303565A (ja) 電子線検査装置
Jacob Defect-and structure-weakness-localization on power semiconductors using OBIRCH (optical beam induced resistivity change)

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20050802