JPS6164135A - 半導体解析装置 - Google Patents
半導体解析装置Info
- Publication number
- JPS6164135A JPS6164135A JP59185830A JP18583084A JPS6164135A JP S6164135 A JPS6164135 A JP S6164135A JP 59185830 A JP59185830 A JP 59185830A JP 18583084 A JP18583084 A JP 18583084A JP S6164135 A JPS6164135 A JP S6164135A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor
- circuit
- signal
- lsi
- secondary electron
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
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、ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体装置の故障解析ある
いは特性解析に用いる装置に関し、特に半導体装置表面
に半導体装置入力信号用のレーザー光を照射するととも
に電子ビームを照射することによって得られる二次電子
信号を検出してなる半導体解析装置を提供するものであ
る。
いは特性解析に用いる装置に関し、特に半導体装置表面
に半導体装置入力信号用のレーザー光を照射するととも
に電子ビームを照射することによって得られる二次電子
信号を検出してなる半導体解析装置を提供するものであ
る。
従来例の構成とその問題点
ＬＳＩの高密度化、高集積化に伴い、ＬＳＩの故障解析
あるいは特性解析をＬＳＩの入出力端子を用いた電気的
方法だけでは不充分になってきており、ＬＳＩの内部回
路の電気的状態を測定、観察する必要がある。
あるいは特性解析をＬＳＩの入出力端子を用いた電気的
方法だけでは不充分になってきており、ＬＳＩの内部回
路の電気的状態を測定、観察する必要がある。
従来、上記の目的の為に、ＬＳＩのＡｅ配線パターンを
金属探針で接触させて電気的な測定を行っていた。しか
し、本方法はＬＳＩの微細化に作ない、ＬＳＩのＡｌ配
線に対する機械的接触が困碓になると伴に、金属探針に
付遊する容量が測定精度を劣化させる等の問題がある。
金属探針で接触させて電気的な測定を行っていた。しか
し、本方法はＬＳＩの微細化に作ない、ＬＳＩのＡｌ配
線に対する機械的接触が困碓になると伴に、金属探針に
付遊する容量が測定精度を劣化させる等の問題がある。
近年、上記問題に対し、例えば、解説記事（日経エレク
トロニクス ５−１５７ ’８２ Ｆｌ ７２〜２０
１）に記されるような走査形電子顕微鏡（Ｓ、Ｅ、Ｍ、
）を応用したＥ Ｂ （Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂａａｍ
）テスターが開発され実用化されている。本装置は真空
の試料室内のＬＳＩ表面に数ＫＶで加速した電子ビーム
を照射し、ＬＳＩ表面から放出される二次電子信号を検
出し、電位分布像あるいはＬＳＩ内部の信号波形として
観察し、ＬＳＩの故障解析あるいは特性解析を行うもの
でる！７Ｌｓ Ｉの微細化に対応できる特徴を有してい
る。
トロニクス ５−１５７ ’８２ Ｆｌ ７２〜２０
１）に記されるような走査形電子顕微鏡（Ｓ、Ｅ、Ｍ、
）を応用したＥ Ｂ （Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂａａｍ
）テスターが開発され実用化されている。本装置は真空
の試料室内のＬＳＩ表面に数ＫＶで加速した電子ビーム
を照射し、ＬＳＩ表面から放出される二次電子信号を検
出し、電位分布像あるいはＬＳＩ内部の信号波形として
観察し、ＬＳＩの故障解析あるいは特性解析を行うもの
でる！７Ｌｓ Ｉの微細化に対応できる特徴を有してい
る。
しかしながら本方法は、ＬＳＩの外部入力端子に電気的
信号を印加し、これに対するＬＳＩ内部の状態変化を検
出する事に主眼が置かれている。
信号を印加し、これに対するＬＳＩ内部の状態変化を検
出する事に主眼が置かれている。
この為、真空の試料室内にＬＳＩ入力用の多数の信号線
ケーブルを持込み、ＬＳＩの入力端子と結線する必要が
あり、解析作業を煩しくしている。
ケーブルを持込み、ＬＳＩの入力端子と結線する必要が
あり、解析作業を煩しくしている。
又、本作業に伴い、試料室を汚染し、真空度の劣化をき
たす等の問題がある。更に、ＬＳＩ表面上の任意箇所に
、信号印加する手段を有していない為、例えば複数の回
路ブロックからマ４成されるＬＳＩの一部の回路ブロッ
クが故障した場合、入力端子から故障部分に経る回路系
は解析できても、それ以降の回路系、又は回路ブロック
を解析する事ができないという欠点があった。
たす等の問題がある。更に、ＬＳＩ表面上の任意箇所に
、信号印加する手段を有していない為、例えば複数の回
路ブロックからマ４成されるＬＳＩの一部の回路ブロッ
クが故障した場合、入力端子から故障部分に経る回路系
は解析できても、それ以降の回路系、又は回路ブロック
を解析する事ができないという欠点があった。
発明の目的
本発明は上記の従来のＥＢテスターの欠点を改良すべく
なされたものであり、少なくとも１本のレーザー光をＬ
ＳＩ表面の狂態箇所に照射する事により、非接触でＬＳ
Ｉの入力信号をＬＳＩに供給可能とし、非接触でＬＳＩ
の任意の箇所の信号を解析可能とする半導体解析装置を
提供するものである。
なされたものであり、少なくとも１本のレーザー光をＬ
ＳＩ表面の狂態箇所に照射する事により、非接触でＬＳ
Ｉの入力信号をＬＳＩに供給可能とし、非接触でＬＳＩ
の任意の箇所の信号を解析可能とする半導体解析装置を
提供するものである。
発明の構成
本発明は、真空雰囲気中にて被解析半導体装置表面にレ
ーザービームを照射する手段と、電子ビームを照射する
手段と、半導体装置表面から放出される二次電子信号検
出手段とからなる半導体解析装置である。
ーザービームを照射する手段と、電子ビームを照射する
手段と、半導体装置表面から放出される二次電子信号検
出手段とからなる半導体解析装置である。
実施例の説明
本発明による半導体解析装置の一実施例を第１図に示す
構成図を用すて説明する。
構成図を用すて説明する。
第１図に示すように、真空室１内にＨｅ−Ｈｅレーザー
光源２．レーザー光学系３．ＸＹミラー５よりなる被検
査ＬＳ１１１の入力信号源となるレーサービームｌの照
射手段と、電子銃６．ブランキングユニット７、ｅ束し
ンズ８ 、 偏向コイル９よりなる電子ビームｅ、の照
射手段と、ＸＹステージ１０に載置されたＬＳ１１１表
面から放出される二次電子信号ｅ２検出器１２による半
導体解析装置が構成されている。ＬＳＩ１１はＧＮＤ端
子１３及び電源端子１４のみが電気的に接続されている
。
光源２．レーザー光学系３．ＸＹミラー５よりなる被検
査ＬＳ１１１の入力信号源となるレーサービームｌの照
射手段と、電子銃６．ブランキングユニット７、ｅ束し
ンズ８ 、 偏向コイル９よりなる電子ビームｅ、の照
射手段と、ＸＹステージ１０に載置されたＬＳ１１１表
面から放出される二次電子信号ｅ２検出器１２による半
導体解析装置が構成されている。ＬＳＩ１１はＧＮＤ端
子１３及び電源端子１４のみが電気的に接続されている
。
今、レーザー光源２より発生したレーザー光はレーザー
光学系３により微細に絞られたレーザービームとなり、
ＸＹミラー６によりＸ −Ｙ方向に位置制御されてＬＳ
ｌｌｌの所望部分に照射される。
光学系３により微細に絞られたレーザービームとなり、
ＸＹミラー６によりＸ −Ｙ方向に位置制御されてＬＳ
ｌｌｌの所望部分に照射される。
一方、電子銃６より発生した電子ビームｅ、は、ブラン
キングユニット７、収束レンズ８により微細は絞り込ま
れたのち、偏向コイル９にて位置制御され、前記ＬＳＩ
１１の所望部に照射される。
キングユニット７、収束レンズ８により微細は絞り込ま
れたのち、偏向コイル９にて位置制御され、前記ＬＳＩ
１１の所望部に照射される。
ここで、ＬＳ１１１表面からは、電子ビーム照射位置の
電位状態に応じた二次電子ｅ２ が放出される。この二
次電子ｅ２は、前述の二次電子信号検出器１２にて検出
され、外部へＬＳＩ内部の電位情報として取り出される
。
電位状態に応じた二次電子ｅ２ が放出される。この二
次電子ｅ２は、前述の二次電子信号検出器１２にて検出
され、外部へＬＳＩ内部の電位情報として取り出される
。
一般に半導体に光を照射することにより、半導体内で光
量に応じた電子−正孔対が生成され、電子電流、正孔電
流が流れる事はよく知られている。
量に応じた電子−正孔対が生成され、電子電流、正孔電
流が流れる事はよく知られている。
この電子電流、正孔電流により、半導体の内部電位を変
える事ができる。即ち、レーザービームの照射位置を適
当に選ぶか、あるいはＬＳＩの所望部に予め設けられた
受光素子にレーザービーム照射することによシ、ＬＳＩ
の内部に信号印加する事ができる。
える事ができる。即ち、レーザービームの照射位置を適
当に選ぶか、あるいはＬＳＩの所望部に予め設けられた
受光素子にレーザービーム照射することによシ、ＬＳＩ
の内部に信号印加する事ができる。
第２図に於いて、０Ｍ０３回路よりり、ＳＩが構成され
ている。今、インバーター回路Ａの入力側には受光素子
２）が設けられている。インバーター回路人の出力側に
は更にいくつかの回路をへてインバーター回路Ｂに接続
されている。今、真空雰囲気中において電子ビームはイ
ンバーター回路Ｂの出力端子Ｃに照射されており、前述
の二次電子信号検出器は、インバーター回路Ｂの出力端
子の電位状態を検出している。次に、受光素子２）にレ
ーザービームを照射するとＯＦＦ状態であった受光素子
２）ばＯＮし、イン・・−ター回路Ａの入力レベルは１
１１１１からＯＩ＋へ変化する。若しインバーター回路
Ａ〜同Ｂ間の回路が正常でちれば０点の電位変化に応じ
て、前述の二次電子信号の変化を検出する事ができるが
、インバーター回路Ａ〜同Ｂ間に、例えばスタソク不良
があれば、二次電子信号の変化を検出できない。
ている。今、インバーター回路Ａの入力側には受光素子
２）が設けられている。インバーター回路人の出力側に
は更にいくつかの回路をへてインバーター回路Ｂに接続
されている。今、真空雰囲気中において電子ビームはイ
ンバーター回路Ｂの出力端子Ｃに照射されており、前述
の二次電子信号検出器は、インバーター回路Ｂの出力端
子の電位状態を検出している。次に、受光素子２）にレ
ーザービームを照射するとＯＦＦ状態であった受光素子
２）ばＯＮし、イン・・−ター回路Ａの入力レベルは１
１１１１からＯＩ＋へ変化する。若しインバーター回路
Ａ〜同Ｂ間の回路が正常でちれば０点の電位変化に応じ
て、前述の二次電子信号の変化を検出する事ができるが
、インバーター回路Ａ〜同Ｂ間に、例えばスタソク不良
があれば、二次電子信号の変化を検出できない。
以上の説明に於いて、レーザービームは連続的にＬＳＩ
表面を照射したが、前記、第１図の光学系３の中に、例
えば音響光学変調器４を付設する事により、照射時間、
非照射時間を制御したパルスレーザ−ビームとする事が
できる。これにより順序回路を含むＬＳＩの解析が可能
となり、又、レーザービームの０Ｎ−ＯＦＦに対する二
次電子信号の変化を調べる事により、対象回路の応答速
度の解析も可能となる。尚、上述の音響光学変調器は現
在、数１ｏＭＨ２〜１００ＭＨｚ程度の周波数応答を有
する為、一般的なＬＳＩの解析には充分である。
表面を照射したが、前記、第１図の光学系３の中に、例
えば音響光学変調器４を付設する事により、照射時間、
非照射時間を制御したパルスレーザ−ビームとする事が
できる。これにより順序回路を含むＬＳＩの解析が可能
となり、又、レーザービームの０Ｎ−ＯＦＦに対する二
次電子信号の変化を調べる事により、対象回路の応答速
度の解析も可能となる。尚、上述の音響光学変調器は現
在、数１ｏＭＨ２〜１００ＭＨｚ程度の周波数応答を有
する為、一般的なＬＳＩの解析には充分である。
上述の例はロジック動作をなすＬＳＩの解析を対象とし
たが、本発明はアナログ動作をなすＬＳＩの解析をも可
能とする。前述の通り、光照射による半導体内に於ける
電子電流又は正孔電流は照射光量に対応する。従ってレ
ーザービーム光量を時間の推移に伴なって変化させる事
により、アナログ信号をＬＳＩ内部へ印加する事ができ
る。尚、本実施例に於いては、前述の音響光学変調器に
よりレーザーパワ〜を変化させ光量調整している。
たが、本発明はアナログ動作をなすＬＳＩの解析をも可
能とする。前述の通り、光照射による半導体内に於ける
電子電流又は正孔電流は照射光量に対応する。従ってレ
ーザービーム光量を時間の推移に伴なって変化させる事
により、アナログ信号をＬＳＩ内部へ印加する事ができ
る。尚、本実施例に於いては、前述の音響光学変調器に
よりレーザーパワ〜を変化させ光量調整している。
又アナログ信号を二次電子検出器で解析できる事はいう
までもない。
までもない。
今までに述べた例では、ＬＳＩ内部への信号印加手段、
即ち、レーザービームを１本しか有していなかったが、
必要に応じて複数本のンーザービーム照射を行なう事も
可能である。この方法にはレーザー光源を複数備える事
によっても実現できるが、１ケのレーザー光源の光出力
を、必要に応じて分配して、複数のレーザービームとし
て用いる事も可能である。この様に複数のレーザービー
ム照射手段を有する事により、より複雑なＬＳＩ回路の
故障解析、あるいは特性解析が可能となる。
即ち、レーザービームを１本しか有していなかったが、
必要に応じて複数本のンーザービーム照射を行なう事も
可能である。この方法にはレーザー光源を複数備える事
によっても実現できるが、１ケのレーザー光源の光出力
を、必要に応じて分配して、複数のレーザービームとし
て用いる事も可能である。この様に複数のレーザービー
ム照射手段を有する事により、より複雑なＬＳＩ回路の
故障解析、あるいは特性解析が可能となる。
更に、ＬＳＩの入力端子の数だけ、レーザービームを備
える事により、電源端子、ＧＮＤ端子以外の入カイ呂号
線を排除する事が可能となる。
える事により、電源端子、ＧＮＤ端子以外の入カイ呂号
線を排除する事が可能となる。
尚、本実施例に於いてはレーザー光源としてＨｅ−Ｎｅ
レーザーを用いたが、目的に応じて、異なるレーザー光
源を用いる事により、より効果的なＬＳＩの解析が可能
となる。
レーザーを用いたが、目的に応じて、異なるレーザー光
源を用いる事により、より効果的なＬＳＩの解析が可能
となる。
又、本実施例に於いてはレーザー光源、レーザー光学系
を真空中に配置したがこれらは大気中に配置し、レーザ
ービームのみが真空中で照射される構成としてもよい。
を真空中に配置したがこれらは大気中に配置し、レーザ
ービームのみが真空中で照射される構成としてもよい。
発明の効果
本発明半導体解析装置は、ＬＳＩの任意箇所に非接触で
信号印加でき、更に任意の部分の電位状態を非接触で検
出可能とするものであり、高密度化・高集積度のＬＳＩ
の解析を効率的に実現できるものである。
信号印加でき、更に任意の部分の電位状態を非接触で検
出可能とするものであり、高密度化・高集積度のＬＳＩ
の解析を効率的に実現できるものである。
第１図は本発明の一実施例の半導体解析装置の概略構成
図、第２図は本実施例半導体解析装置の一利用形態説明
図である。 ２・・・・・・レーザー光源、３・・・・・・レーザー
光学系、４・・・・・音響光学変調器、５・・・・・・
Ｘ−Ｙミラー、６・・・・・・電子銃、８・・・・・・
収束レンズ、９・・・・・・偏向コイル、１２・・・・
・・二次電子信号検出器。
図、第２図は本実施例半導体解析装置の一利用形態説明
図である。 ２・・・・・・レーザー光源、３・・・・・・レーザー
光学系、４・・・・・音響光学変調器、５・・・・・・
Ｘ−Ｙミラー、６・・・・・・電子銃、８・・・・・・
収束レンズ、９・・・・・・偏向コイル、１２・・・・
・・二次電子信号検出器。
Claims (4)
- （１）真空雰囲気中に、半導体装置表面の任意の部分に
前記半導体装置入力信号源となるレーザービームを照射
する手段と、前記半導体装置表面の任意の部分に電子ビ
ームを照射する手段と、前記電子ビーム照射により半導
体装置表面より放出される二次電子信号を検出する手段
とを備えたことを特徴とする半導体解析装置。 - （２）レーザービームを、時間制御されたパルスビーム
とした事を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導
体解析装置。 - （３）レーザービームの光量を可変にした事を特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の半導体解析装置。 - （４）複数本のレーザービーム照射手段を有することを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体解析装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59185830A JPS6164135A (ja) | 1984-09-05 | 1984-09-05 | 半導体解析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59185830A JPS6164135A (ja) | 1984-09-05 | 1984-09-05 | 半導体解析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6164135A true JPS6164135A (ja) | 1986-04-02 |
Family
ID=16177618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59185830A Pending JPS6164135A (ja) | 1984-09-05 | 1984-09-05 | 半導体解析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6164135A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5287055A (en) * | 1990-01-09 | 1994-02-15 | Siemens Automotive S.A. | Circuit for measuring current in a power MOS transistor |
| DE102008042670A1 (de) * | 2008-10-08 | 2010-04-15 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Hausgeräterahmen |
-
1984
- 1984-09-05 JP JP59185830A patent/JPS6164135A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5287055A (en) * | 1990-01-09 | 1994-02-15 | Siemens Automotive S.A. | Circuit for measuring current in a power MOS transistor |
| DE102008042670A1 (de) * | 2008-10-08 | 2010-04-15 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Hausgeräterahmen |
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