KR20140075757A - 발열점 검출 방법 및 발열점 검출 장치 - Google Patents

Abstract

발열점 검출 방법은 집적 회로 S의 표면의 평균 온도를 안정화하는 스텝 S01과, 집적 회로 S에 저주파수의 바이어스 전압을 인가하고, 그것에 따라서 집적 회로 S로부터 검출되는 발열 검출 신호를 취득하는 스텝 S02, S03과, 집적 회로 S에 고주파수의 바이어스 전압을 공급하고, 그것에 따라서 집적 회로 S로부터 검출되는 발열 검출 신호를 취득하는 스텝 S04, S05와, 저주파수의 바이어스 전압과 발열 검출 신호 사이의 위상차, 및 고주파수의 바이어스 전압과 발열 검출 신호 사이의 위상차를 검출하는 스텝 S06~S08과, 그들의 위상차에 기초하여, 바이어스 전압의 주파수의 평방근에 대한 위상차의 변화율을 산출하고, 변화율로부터 발열점의 깊이 정보를 얻는 스텝 S09를 구비한다.

Description

발열점 검출 방법 및 발열점 검출 장치{METHOD FOR DETECTING HEAT GENERATION POINTS AND DEVICE FOR DETECTING HEAT GENERATE POINTS}

본 발명은 집적 회로의 발열점의 깊이를 검출하기 위한 발열점 검출 방법 및 발열점 검출 장치에 관한 것이다.

종래부터, LSI 패키지 등의 집적 회로의 불량 해석 방법으로서, 집적 회로에 주기적인 펄스 전압을 인가하여 열적인 응답을 검출하는 방법이 알려져 있다. 예를 들면, 하기 비특허 문헌 1에는, 전기적 여기(旅起)와 국소적인 열응답 사이의 위상차 Δφ를 검출하고, 그 위상차 Δφ로부터 결함의 깊이를 결정하는 것이 기재되어 있다.

비특허 문헌 1: C. Schmidt et al. , "Lock-in-Thermography for 3- dimensional localization of electrical defects inside complex packaged devices", ISTFA2008: Proceedings from the 34th International Symposium for Testing and Failure Analysys, 미국, 2008년 11월, p. 102－107

그렇지만, 상술한 종래의 해석 방법에서는, 여기 신호의 크기나 결함점 상태 에 따라서 발열량이 다르거나, 결함점의 위치에 따라서 결함점과 집적 회로의 표면 사이의 열용량(熱容量)이 다르기 때문에, 위상차 Δφ가 결함점의 깊이 이외에, 발열량, 집적 회로의 구조나 결함점의 위치에 의존한다. 이 위상차의 오프셋분의 위치 의존성은, 샘플로서의 집적 회로의 표면으로부터 공기로의 열전달율이 표면의 온도나 표면에서의 대류(對流) 상태에 따라서 결정되는 것에 의해 발생한다.

또, 위상차의 오프셋분의 오차의 요인으로서 샘플의 온도 상승이 있다. 즉, 열적인 응답을 취득할 때에 샘플의 온도가 계속해서 상승하여, 온도 상승에 따른 기울기도 다른 파로서 검출되는 결과, 정확한 위상차가 검출되지 않는 경향이 있었다.

이에, 본 발명은 이러한 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 집적 회로에 있어서의 발열점의 깊이를 그 위치에 의존하는 일 없이 정밀도 좋게 안정적으로 검출할 수 있는 발열점 검출 방법 및 발열점 검출 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 측면에 따른 발열점 검출 방법은, 집적 회로의 발열점의 깊이를 검출하는 발열점 검출 방법으로서, 집적 회로의 표면의 평균 온도를 안정화하는 제1 스텝과, 집적 회로에 제1 주파수로 증감하는 주기적 전기 신호를 공급하고, 그것에 따라서 집적 회로로부터 검출되는 발열량의 변화를 나타내는 제1 검출 신호를 취득하는 제2 스텝과, 집적 회로에 제1 주파수와 다른 제2 주파수로 증감하는 주기적 전기 신호를 공급하고, 그것에 따라서 집적 회로로부터 검출되는 발열량의 변화를 나타내는 제2 검출 신호를 취득하는 제3 스텝과, 제1 및 제2 검출 신호에 기초하여, 발열점의 깊이 정보를 얻는 제4 스텝을 구비한다.

혹은, 본 발명의 다른 측면에 따른 발열점 검출 장치는, 집적 회로의 발열점의 깊이를 검출하는 발열점 검출 장치로서, 집적 회로에 전기 신호를 공급하는 전기 신호 공급부와, 집적 회로에 제1 주파수로 증감하는 주기적 전기 신호, 및 제1 주파수와 다른 제2 주파수로 증감하는 주기적 전기 신호를 공급하도록 전기 신호 공급부를 제어하는 제어부와, 제1 주파수의 주기적 전기 신호의 공급에 따라 집적 회로로부터 검출되는 발열량의 변화를 나타내는 제1 검출 신호를 취득함과 아울러, 제2 주파수의 주기적 전기 신호의 공급에 따라 집적 회로로부터 검출되는 발열량의 변화를 나타내는 제2 검출 신호를 취득하는 검출부와, 제1 및 제2 검출 신호에 기초하여 발열점의 깊이 정보를 얻는 연산부와, 집적 회로의 표면의 평균 온도를 안정화하는 온도 안정화부를 구비한다.

이와 같은 발열점 검출 방법, 혹은 발열점 검출 장치에 의하면, 집적 회로의 표면의 평균 온도가 안정화된 상태에서, 집적 회로로부터, 제1 주파수의 주기적 전기 신호의 공급에 따른 발열량의 변화를 나타내는 제1 검출 신호가 검출되고, 제2 주파수의 주기적 전기 신호의 공급에 따른 발열량의 변화를 나타내는 제2 검출 신호가 검출된다. 그리고 제1 및 제2 검출 신호에 기초하여, 발열점의 깊이 정보가 얻어진다. 이것에 의해, 집적 회로의 표면의 평균 온도가 일정(대략 일정)하게 안정화된 다음 검출된 2개의 주파수의 전기 신호에 대한 열적 응답을 기초로 깊이 정보가 계산되므로, 발열점의 위치에 의존하지 않고 고정밀도의 깊이 정보가 안정적으로 얻어진다.

본 발명에 의하면, 집적 회로에 있어서의 발열점의 깊이를 그 위치에 의존하는 일 없이 정밀도 좋게 안정적으로 검출할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 형태에 따른 집적 회로 고장 해석 장치의 개략 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 온도 안정화부의 구성의 일 예를 나타내는 측면도이다.
도 3은 도 2의 온도 안정화부에 의한 집적 회로에 대한 기체의 방출 상태를 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 1의 집적 회로 고장 해석 장치(1)에 의한 집적 회로 S에 관련된 고장 해석 동작의 절차를 나타내는 순서도이다.
도 5는 도 1의 전압 인가부(14)에 의해서 인가되는 바이어스 전압의 시간 변화를 나타내는 도면이다.
도 6 (a)는 바이어스 전압의 시간 변화, (b)는 저열용량／저열전달율의 재료로 이루어진 집적 회로 S에서 검출되는 발열 검출 신호의 시간 변화, (c)는 고열용량／고열전달율의 재료로 이루어진 집적 회로 S에서 검출되는 발열 검출 신호의 시간 변화를 나타내는 도면이다.
도 7은 집적 회로 S의 표면에서 온도 상승이 생겨 있는 경우에 검출되는 발열 검출 신호의 시간 변화를 나타내는 도면이다.
도 8은 집적 회로 S를 대상으로 검출되는 발열 검출 신호의 시간 변화를 나타내는 도면이다.
도 9 (a)는 저주파수로 인가되는 바이어스 전압의 시간 변화, (b)는 집적 회로 S에서 검출되는 발열 검출 신호의 시간 변화, (c)는 고주파수로 인가되는 바이어스 전압의 시간 변화, (d)는 집적 회로 S에서 검출되는 발열 검출 신호의 시간 변화를 나타내는 도면이다.
도 10은 도 1의 집적 회로 고장 해석 장치에 있어서 집적 회로 S에 인가되는 바이어스 전압의 각(角)주파수의 평방근(平方根)과, 관측되는 위상 지연 bx의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 11은 본 발명의 변형예의 온도 안정화부의 구성의 일 예를 나타내는 측면도이다.
도 12는 도 11의 온도 안정화부에 의한 집적 회로에 대한 기체의 방출 상태를 나타내는 평면도이다.
도 13은 본 발명의 다른 변형예의 온도 안정화부의 구성의 일 예를 나타내는 측면도이다.
도 14는 본 발명의 다른 변형예의 온도 안정화부의 구성의 일 예를 나타내는 측면도이다.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 발열점 검출 장치 및 그것을 이용한 발열점 검출 방법의 바람직한 실시 형태에 대해서 상세하게 설명한다. 또한, 도면의 설명에 있어서는 동일 또는 상당 부분에는 동일 부호를 부여하고, 중복하는 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 형태에 따른 발열점 검출 장치인 집적 회로 고장 해석 장치의 개략 구성을 나타내는 블록도이다. 동 도면에 나타내는 집적 회로 고장 해석 장치(1)는 LSI나 IC 등의 집적 회로 S의 발열점의 위치를 검출하여 고장 해석을 행하는 고장 해석 장치이다. 이 집적 회로 고장 해석 장치(1)는 시료 스테이지(10)와, 시료 스테이지(10)를 구동하는 스테이지 구동부(12)와, 전압 인가부(전기 신호 공급부)(14)와, 촬상 장치(18)와, 제어부(20)와, 화상 처리부(30)와, 온도 안정화부(40)를 구비하여 구성되어 있다.

해석 대상이 되는 집적 회로 S는, X축 방향, Y축 방향(수평 방향), 및 Z축 방향(수직 방향)으로 각각 구동 가능한 XYZ 스테이지를 이용한 시료 스테이지(10)상에 재치되어 있다. 이 시료 스테이지(10)는 스테이지 구동부(12)에 의해서 X, Y, Z방향으로 구동 가능하게 구성되어 있고, 이것에 의해, 집적 회로 S에 대한 촬상의 초점 맞춘, 촬상 위치의 위치 맞춤 등이 행해진다. 시료 스테이지(10)의 상방에는, 집적 회로 S의 2 차원의 화상을 취득하는 촬상 수단인 촬상 장치(18)가 설치되어 있다. 촬상 장치(18)로서는, 집적 회로 S의 표면의 발열상(發熱像)에 의한 화상을 취득하기 위해, 소정의 파장 영역에 감도를 가지는 촬상 장치, 예를 들면 적외광의 파장 영역에 감도를 가지는 적외 촬상 장치가 매우 적합하게 이용된다. 또한, 집적 회로 S의 표면이란, 촬상 장치(18)에 의해서 화상이 취득되는 관찰면을 가리킨다.

시료 스테이지(10)와 촬상 장치(18) 사이의 광축 상에는, 집적 회로 S의 표면의 상(像)을 촬상 장치(18)로 유도하는 대물 렌즈 등의 도광 광학계(16)가 마련되어 있다. 또한, 도광 광학계(16)에 XYZ 스테이지 등의 구동 기구를 마련하고, 이 구동 기구에 의해서 집적 회로 S에 대한 촬상의 초점 맞춘, 촬상 위치의 위치 맞춤 등이 가능하게 되어 있어도 좋다.

또, 시료 스테이지(10) 상의 집적 회로 S에 대해서 전압 신호를 공급하는 전압 인가부(14)가 마련되어 있다. 전압 인가부(14)는 발열점 검출에 의한 고장 해석을 행할 때에, 집적 회로 S 내의 전자 회로에 대해서 필요한 바이어스 전압을 인가하는 전압 인가 수단으로, 전압 인가용의 전원을 포함하여 구성되어 있다. 상세하게는, 전압 인가부(14)는 바이어스 전압으로서, 주기적으로 증감하는 구형파(矩形波)인 전압 신호(주기적 전기 신호)를 인가한다. 이것에 의해, 집적 회로 S에는, 주기적으로 고전압과 저전압이 인가된다. 또, 전압 인가부(14)는 인가하는 바이어스 전압의 주파수(반복 주기)를 제어부(20)의 제어에 의해서 변경 가능하게 구성되어 있다. 또, 전압 인가부(14)는 인가하는 바이어스 전압의 고전압치와 저전압치를 제어부(20)의 제어에 의해서 변경 가능하게 구성되어 있다.

촬상 장치(18)는 전압 인가부(14)에 의해서 집적 회로 S에 바이어스 전압이 인가된 상태에서의 해석 화상을 시계열로 복수 취득한다. 이와 같이 하여 취득되는 해석 화상은, 집적 회로 S의 표면의 발열상을 포함하는 화상이다. 또한, 촬상 장치(18)의 촬상 주파수(프레임 레이트)는 전압 인가부(14)에 의해서, 집적 회로 S에 인가하는 바이어스 전압의 주파수에 기초하여 설정되어도 좋다. 예를 들면, 촬상 장치(18)의 촬상 주파수는, 집적 회로 S에 인가하는 바이어스 전압의 주파수와 동(同)주기여도 좋고, 바이어스 전압의 주파수에 비례하도록 설정해도 좋다. 이것에 의해, 바이어스 전압의 주파수가 달라도, 비교적 동일한 발열 상태의 발열상을 취득할 수 있다.

또한, 집적 회로 고장 해석 장치(1)에는, 이들 시료 스테이지(10), 스테이지 구동부(12), 전압 인가부(14), 도광 광학계(16) 및 촬상 장치(18)에 대해서, 이들의 동작을 제어하는 제어부(20)가 마련되어 있다. 이 제어부(20)는 촬상 제어부(21)와, 스테이지 제어부(22)와, 동기 제어부(23)를 가지고 구성되어 있다.

촬상 제어부(21)는 전압 인가부(14)에 의한 바이어스 전압의 인가 동작, 및 촬상 장치(18)에 의한 화상 취득 동작을 제어함으로써, 집적 회로 S의 해석 화상의 취득을 제어한다. 또, 스테이지 제어부(22)는 시료 스테이지(10) 및 스테이지 구동부(12)의 동작(시료 스테이지(10)상의 집적 회로 S의 이동 동작)을 제어한다. 또, 동기 제어부(23)는 촬상 제어부(21) 및 스테이지 제어부(22)와, 촬상 장치(18)에 대해서 마련된 화상 처리부(30)의 사이에 필요한 동기를 잡기 위한 제어를 행한다. 즉, 동기 제어부(23)는 스테이지 제어부(22)에 대해서 집적 회로 S의 고장 해석을 행하기 위한 소정 위치로 이동시키도록 제어한 후에, 바이어스 전압의 주파수를 소정간격으로 차례로 변경하도록 촬상 제어부(21)를 제어한다. 또, 동기 제어부(23)는, 주기적으로 인가되는 바이어스 전압의 고전압의 값과 저전압의 값을 제어한다. 또, 동기 제어부(23)는, 바이어스 전압의 주파수의 변경 타이밍에 맞춰서 집적 회로 S의 해석 화상을 구분하여 취득하도록 촬상 제어부(21)를 제어한다.

화상 처리부(30)는 촬상 장치(18)에 의해서 취득된 화상에 대해서, 집적 회로 S의 고장 해석에 필요한 화상 처리를 행하는 화상 처리 수단이다. 본 실시 형태에 있어서의 화상 처리부(30)는 화상 기억부(31)와, 발열 신호 취득부(검출부)(32)와, 전압 위상 취득부(33)와, 위상 지연 취득부(검출부, 위상차 검출부)(34)와, 깊이 정보 연산부(35)를 가지고 구성되어 있다. 촬상 장치(18)로 취득된 집적 회로 S의 화상은 화상 처리부(30)에 입력되고, 필요에 따라서 화상 기억부(31)에 기억, 축적된다.

발열 신호 취득부(32)는 시계열로 복수 얻어진 해석 화상을 기초로, 집적 회로 S의 표면의 복수 점에서 검출되는 발열량의 시간 변화를 나타내는 발열 검출 신호를 취득한다.

전압 위상 취득부(33)는 전압 인가부(14)에 의해서 인가되는 바이어스 전압의 파형을 동기 제어부(23)로부터 수취하여, 바이어스 전압의 위상의 정보를 취득한다. 또한, 바이어스 전압의 위상의 정보는, 전압 인가부(14) 혹은 제어부(20)에 의해서 취득되어, 전압 위상 취득부(33)에 공급되어도 좋다.

위상 지연 취득부(34)는 발열 신호 취득부(32)에 의해서 취득된 발열량의 시간 변화를 나타내는 발열 검출 신호, 및 전압 위상 취득부(33)에 의해서 취득된 위상 정보를 기초로, 전압 인가부(14)에 의해서 인가되는 바이어스 전압의 위상의 정보를 기준으로 한 발열 검출 신호의 위상의 정보를 취득한다. 이 발열 검출 신호의 위상의 정보는, 바이어스 전압과 그 바이어스 전압의 인가시에 검출된 발열 검출 신호의 위상차에 상당하고, 구체적으로는, 위상 지연 취득부(34)는 발열 신호 취득부(32)에 의해서 취득된 발열 검출 신호의 위상과, 전압 위상 취득부(33)에 의해서 취득된 위상 정보의 차를 계산한다. 여기서, 위상 지연 취득부(34)는 복수의 주파수로 변경된 바이어스 전압에 대해서, 각각의 바이어스 전압과 발열 검출 신호의 위상차를 검출한다. 또한, 위상 지연 취득부(34)는 발열 검출 신호의 파형과 바이어스 전압의 파형을 대상으로, 록 인 처리에 의해 위상차를 직접 얻어도 좋다. 이 경우, 록 인 검출기에, 발열 검출 신호와 바이어스 전압 신호를 각각 입력함으로써, 위상차에 관련된 출력 신호를 얻을 수 있다.

깊이 정보 연산부(35)는 위상 지연 취득부(34)에 의해서 검출된 복수의 주파수의 바이어스 전압에 대응한 복수의 위상차를 기초로 하여, 집적 회로 S에 있어서의 발열점의 깊이 정보를 연산한다. 즉, 깊이 정보 연산부(35)는 바이어스 전압의 주파수로부터 산출되는 변수인 주파수의 평방근에 대한 위상차의 변화율을 산출하고, 그 변화율 혹은 변화율에 소정 상수를 곱한 값을 깊이 정보로서 산출한다. 이 소정 상수는 집적 회로 S의 재료의 물성(物性)에 의존한 열전달에 관련된 계수로서 미리 설정된다. 이와 같이 하여 산출된 깊이 정보는, 집적 회로 S의 복수 점에 걸쳐서 검출되는 발열점의 깊이를 나타내고, 집적 회로 S의 고장 해석에 이용된다.

이와 같은 화상 처리부(30)는, 예를 들면 컴퓨터를 이용하여 구성된다. 또, 이 화상 처리부(30)에 대해서는, 입력 장치(36) 및 표시 장치(37)가 접속되어 있다. 입력 장치(36)는, 예를 들면 키보드나 마우스 등으로 구성되어, 집적 회로 고장 해석 장치(1)에 있어서의 화상 취득 동작, 고장 해석 동작의 실행에 필요한 정보나 동작 지시의 입력 등에 이용된다. 또, 표시 장치(37)는, 예를 들면 CRT 디스플레이나 액정 디스플레이 등으로 구성되고, 집적 회로 고장 해석 장치(1)에 있어서의 화상 및 고장 해석에 관련된 깊이 정보 등의 각종 정보의 표시 등에 이용된다.

온도 안정화부(40)는 집적 회로 S의 표면의 평균 온도를 안정화하는 기능을 가진다. 도 2는 온도 안정화부의 구성의 일 예를 나타내는 측면도이다. 동 도면에 도시된 바와 같이, 매체 공급부로서의 온도 안정화부(40)는, 공기 등의 기체(매체)를 수용하는 에어 탱크(41)와, 에어 탱크(41)로부터 방출되는 기체의 압력을 조정하는 레귤레이터(압력 조정 밸브)(42)와, 에어 탱크(41)로부터 레귤레이터(42)를 경유하여 방출된 기체 G를 집적 회로 S의 표면을 따라서 흐르도록 유도하는 에어 호스(43)와, 집적 회로 S의 표면의 온도를 검출하고, 그 온도가 일정하게 되도록 레귤레이터(42)를 제어하는 온도 제어부(44)를 포함하여 구성되어 있다. 이 에어 호스(43)는, 그 방출구가 집적 회로 S의 표면의 단부에 배치되고, 그 표면을 따라서 중앙부를 향하도록 배치되어, 시료 스테이지(10)상의 집적 회로 S에 대한 상대적인 위치가 변하지 않도록, 시료 스테이지(10)에 대해서 고정되어 있다. 또, 온도 제어부(44)는 집적 회로 S의 근방에 배치된 서미스트 등의 온도 검출 소자(도시하지 않음)를 포함하고 있고, 온도 검출 소자에 의해서 검출된 온도치가 일정하게 되도록 레귤레이터(42)를 제어함으로써, 에어 호스(43)로부터 공급되는 가스 G의 압력을 증감시킨다.

도 3은 온도 안정화부(40)의 집적 회로 S에 대한 기체의 방출 상태를 나타내는 평면도이다. 동 도면에 도시된 바와 같이, 온도 안정화부(40)의 에어 호스(43)는, 집적 회로 S의 표면상의 일단부 S₁의 폭보다도 넓은 범위에서 타단부 S₂를 향해서 기체 G를 방출 가능한 크기 및 형상을 가지고 있다. 이것에 의해서, 온도 안정화부(40)는 집적 회로 S의 고장 개소 F를 커버하는 표면 전체에 있어서 기체 G의 일 방향을 따른 흐름을 안정된 압력으로 발생시킬 수 있다. 그 결과, 온도 안정화부(40)는 집적 회로 S의 표면 전체의 온도를 소망한 온도로 안정화시킬 수 있다.

또한, 이 화상 처리부(30)에 대해서는, 제어부(20)와 함께 단일의 제어 장치(예를 들면, 단일의 컴퓨터)에 의해서 실현되는 구성이라고 해도 좋다. 또, 화상 처리부(30)에 접속되는 입력 장치(36) 및 표시 장치(37)에 대해서도, 마찬가지로, 화상 처리부(30)뿐만 아니라 제어부(20)에 접속되는 입력 장치 및 표시 장치로서 기능해도 좋다.

다음으로, 집적 회로 고장 해석 장치(1)에 의한 집적 회로 S에 관한 고장 해석 동작의 절차를 설명함과 아울러, 본 실시 형태에 따른 발열점 검출 방법에 대해서 상술한다. 도 4는 집적 회로 고장 해석 장치(1)에 의한 집적 회로 S에 관련된 고장 해석 동작의 절차를 나타내는 순서도이고, 도 5 ~ 도 9는 집적 회로 고장 해석 장치(1)에 의해서 고장 해석 동작시에 처리되는 신호 파형의 시간 변화를 나타내는 도면이다.

먼저, 온도 안정화부(40)를 동작시킴으로써, 시료 스테이지(10)상에 재치된 집적 회로 S의 표면의 평균 온도를 안정화시킨다(스텝 S01). 이 온도 안정화 처리에 의해서 집적 회로 S의 표면의 평균 온도가 안정화된 것이, 온도 안정화부(40)에 의해서 검출된 후에, 동기 제어부(23)에 의해서 전압 인가부(14)로부터 집적 회로 S에 대해서 저주파수(예를 들면, 1Hz)로 증감하는 바이어스 전압이 인가되도록 제어된다(스텝 S02). 이것에 의해, 집적 회로 S에는, 주기적으로 고전압과 저전압이 인가된다. 이것에 대해서, 촬상 제어부(21)에 의해서 저주파수의 바이어스 전압의 인가 타이밍에 따른 화상을 구분하여 취득하도록 촬상 장치(18)가 제어된다. 예를 들면, 촬상 제어부(21)는 집적 회로 S에 인가되는 저주파수와 동주파수 또는 저주파수에 비례한 촬상 주파수(프레임 레이트)로 촬상하도록, 촬상 장치(18)를 제어한다. 이와 같이 하여 취득된 집적 회로 S의 화상은, 화상 기억부(31)에 일단 기억된 후, 발열 신호 취득부(32)에 의해서 처리됨으로써, 복수 점에 있어서의 발열량의 시간 변화를 나타내는 발열 검출 신호가 취득된다(스텝 S03).

다음으로, 동기 제어부(23)에 의해서 전압 인가부(14)로부터 집적 회로 S에 대해서 고주파수(예를 들면, 2Hz)로 증감하는 바이어스 전압이 인가되도록 제어된다(스텝 S04). 이것에 의해, 집적 회로 S에는, 주기적으로 고전압과 저전압이 인가된다. 이것에 대해서, 촬상 제어부(21)에 의해서 고주파수의 바이어스 전압의 인가 타이밍에 따른 화상을 구분하여 취득하도록 촬상 장치(18)가 제어된다. 예를 들면, 촬상 제어부(21)는 집적 회로 S에 인가되는 고주파수와 동주파수 또는 고주파수에 비례한 촬상 주파수(프레임 레이트)로 촬상하도록, 촬상 장치(18)를 제어한다. 이와 같이 하여 취득된 집적 회로 S의 화상은, 화상 기억부(31)에 일단 기억된 후, 발열 신호 취득부(32)에 의해서 처리됨으로써, 복수 점에 있어서의 발열 검출 신호가 취득된다(스텝 S05). 또한, 스텝 S02, S04에서 인가되는 바이어스 전압의 주파수는 적당히 변경되어도 좋지만, 너무 고주파수로 되면 열전달성이나 발열량의 장소 의존성이 생겨 버리기 때문에 10Hz 이하로 설정하는 것이 매우 적합하다. 또, 변경하는 바이어스 전압의 주파수는 2 종류로는 한정되지 않고, 3 종류 이상으로 변경하고 그것에 따라서 발열 검출 신호가 취득되어도 좋다.

도 5에는, 스텝 S02, S04에서 인가되는 바이어스 전압의 시간 변화를 나타내고 있다. 동 도면에 도시된 바와 같이, 저주파수의 기간 P1에 연속하여 고주파수의 기간 P2가 계속되도록 동기 제어부(23)에 의해서 제어되고, 이 기간 P1과 기간 P2 각각에 있어서 발열 검출 신호를 취득하는 기간은, 이들 기간의 사이에서 집적 회로 S에 있어서의 온도가 일정하게 되어 발열량이 변하지 않도록 하기 위하여, 각각의 기간 P1, P2에 있어서의 바이어스 전압의 인가 개시부터 어느 정도의 시간이 경과하도록 설정된다. 또한, 기간 P1과 기간 P2 사이에 전압을 인가하지 않는 기간을 마련해도 좋다. 또, 구형파인 바이어스 전압의 최대 전압 V₁ 및 최소 전압 V₂는, 집적 회로 S에 있어서의 발열시의 조건이 동등하게 되도록 복수 주파수간에 동일 값으로 설정되고, 바이어스 전압의 듀티비도, 집적 회로 S에서의 발열량이 동등하게 되도록 복수 주파수간에 동일 값(예를 들면, 50％, 75％, …)로 설정된다. 이것은, 집적 회로 S에서의 발열량을 일정하게 하여 샘플의 평균 온도를 일정하게 하기 위함이다. 이 경우, 이 기간 P1과 기간 P2 각각에 있어서 발열 검출 신호를 취득하는 기간을 연속시키는 것도 가능하다.

도 4로 돌아가서, 그 후, 스텝 S02, 04에서 집적 회로 S에 인가된 저주파 및 고주파의 바이어스 전압의 파형을 대상으로 하여, 전압 위상 취득부(33)에 의해서, 이들의 위상 정보가 취득된다(스텝 S06).

다음으로, 스텝 S03, S05에서 취득된 저주파 및 고주파의 바이어스 전압의 인가에 대응하는 발열 검출 신호를 처리 대상으로 하여, 위상 지연 취득부(34)에 의해서, 스텝 S06에서 취득된 바이어스 전압의 위상의 정보를 기준으로 한 이들의 위상 정보가 취득되어, 각각의 발열 검출 신호의 위상차가 검출된다(스텝 S07, S08). 구체적으로는, 위상 지연 취득부(34)에 의해서, 스텝 S03, S05에서 취득된 저주파 및 고주파의 바이어스 전압의 인가에 대응하는 발열 검출 신호, 및 스텝 S02, 04에서 집적 회로 S에 인가된 저주파 및 고주파의 바이어스 전압의 파형의 위상의 정보에 기초하여, 저주파수 및 고주파수의 바이어스 전압의 각각에 관련하여 발열 검출 신호와의 위상차가 검출된다. 다음으로, 깊이 정보 연산부(35)에 의해, 2개의 주파수에 대응한 위상차를 기초로, 주파수의 평방근에 대한 위상차의 변화율이 산출되고, 그 변화율에 소정 상수를 곱함으로써 깊이 정보가 산출된다(스텝 S09). 또한, 이 깊이 정보는, 집적 회로 S의 표면의 복수 점에 걸쳐서 산출된다. 마지막으로, 산출된 깊이 정보는, 고장 해석 정보로서 처리되어 표시 장치(37)에 표시된다(스텝 S10).

여기서, 집적 회로 고장 해석 장치(1)에 의한 발열점의 깊이 정보의 검출의 메카니즘에 대해서 설명한다.

도 6에 있어서, (a)에는, 어느 주파수로 인가되는 바이어스 전압의 시간 변화, (b)에는, 그것에 따라서 저열용량／저열전달율의 재료로 이루어진 집적 회로 S에서 검출되는 발열 검출 신호의 시간 변화, (c)에는, 그것에 따라서 고열용량／고열전달율의 재료로 이루어진 집적 회로 S에서 검출되는 발열 검출 신호의 시간 변화를 나타내고 있다. 집적 회로 고장 해석 장치(1)의 위상 지연 취득부(34)에 의해서 산출되는 위상차는 D1이고, 이 위상차 D1에는, 집적 회로 S 내의 발열점의 깊이에 따라서 정해지는 위상의 쉬프트분 D2와, 발열의 지연과 열용량, 열전달 속도의 차이에 의한 위상의 쉬프트분 D3가 포함되어 있다. 위상차 D1 중 쉬프트분 D3는 집적 회로 S의 열전달 경로의 재료에 의해서 크게 좌우된다. 또, 집적 회로 S의 공기로의 열전달율이 표면의 온도나 그것에 기초한 대류에 따라서 정해지는 것으로부터, 쉬프트분 D3는 집적 회로 S의 표면 온도에 의해서도 크게 좌우된다.

이 위상차 D1의 재료에 의한 차이는, 다음과 같이 설명할 수 있다. 집적 회로 S 내부로부터 일차원으로 전해지는 열량 Q는, 하기 식 (1)；

[수 1]

에 의해서 표현된다. 여기서, x는 발열원으로부터 관측점(표면)까지의 거리(=발열점의 깊이), Q는 관측점을 통과해 가는 열량, w는 각주파수(1/2πHz), b는 단위길이당 위상 지연, a는 단위길이당 감쇠율을 나타낸다. 이 열량 Q에 대한 온도 T는 비열(比熱)을 q, 밀도를 ρ로 하면, 변화량으로서, 하기 식 (2)；

[수 2]

에 의해서 표현된다.

추가로, 열 확산의 방정식으로부터, 열전달 계수를 κ로 두면, 하기 식 (3)；

[수 3]

가 도출된다. 여기서, 식 (1)로부터 x의 2회 미분의 식으로서, 하기 식 (4)；

[수 4]

가 도출되고, 식 (2), (3)으로부터, 하기 식 (5)；

[수 5]

이 추가로 도출된다.

식 (4), (5)로부터, 하기 식 (6)；

[수 6]

와 같이 표현된다. 허수 i의 평방근을 계산하여, 하기 식 (7)；

[수 7]

로 표현된다. 상기 식 (7)로부터, 허수와 실수는 독립해 있는 것으로부터 a 및 b는 하기 식 (8)로 표현된다.

[수 8]

위상 지연 b는 하기 식 (9)로서 계산된다.

[수 9]

식 (8), (9)에 있어서 a, b는 허수 성분을 가지지 않지만, 실제의 관측에 있어서, 위상 지연 b에는, 본래 관찰되지 않아야 할 오프셋이 발생해 있다. 이것은 실제의 계측시, 복수의 경로로부터의 열의 전달, 예를 들어 샘플단으로부터의 반사나, 샘플 내부보다 표면으로부터 대기로의 열전달이 늦은 등의 비선형 요인이 있으면, 파형에 왜곡이 생기는 등 하고, 위상 지연량에는 오프셋이 발생할 수 있다.

종래에는, 관측점(표면)에서 관측되는 발열의 위상 지연 bx가 깊이에 비례한다고 생각하여 단순하게 이것을 기초로 발열원의 깊이를 계산하고 있었다. 그렇지만, 실제의 지연량에 있어서는 오프셋이 생길 수 있다. 이것은 집적 회로 S의 내부의 열용량, 발열량, 형상, 인가 바이어스의 주파수 등에 의존한다. 이 때문에, 종래 수법에서는, 집적 회로 S의 어느 위치에서 관측했는지에 따라 위상 오프셋이 변화해 버려, 항상 정확한 발열원의 깊이를 계산하는 것은 곤란하다. 이것에 대해, 본 실시 형태에 따른 발열점 검출 방법에서는, 집적 회로 S의 패키지 내부로부터의 발열 검출 신호에 대해서, 위상 오프셋이 수 Hz 이하의 낮은 인가 바이어스의 주파수에 있어서, 주파수의 평방근에 대해서 거의 변화가 없는 것을 이용한다. 이때 적용 가능한 주파수는, 집적 회로 S에 의존하여 상한치가 변화하지만, 4Hz 이하 정도인 것이 바람직하다.

즉, 본 실시 형태에 따른 발열점 검출 방법에서 검출되는 깊이 정보는, 위상 지연 bx의 주파수의 평방근에 대한 기울기이며, 하기 식 (10)；

[수 10]

으로 표현되는 값이다. 이 값은, 물성(物性)에 의해 정해지는 상수 ρ, q, κ, 상수 π에만 의존하여, 위상 오프셋의 영향을 제거할 수 있다.

여기서, 감쇠율 a에는, 집적 회로 S 표면에서의 열전달율의 변화에 따른 변화도 생긴다. 그리고 집적 회로 S로부터 공기로의 열전달율은, 표면의 온도나 이것에 기초한 대류에 따라서 변화한다. 이에, 상기 식 (10)에서 계산되는 깊이 정보의 정밀도를 높이기 위해서, 집적 회로 S 표면에서의 온도가 안정화되도록 온도 안정화부(40)가 구비된다.

또, 깊이 정보에 오차를 일으키게 하는 요인으로서, 집적 회로 S의 온도의 시간적인 변화도 들 수 있다. 화상 처리부(30)에서의 데이터 취득 시에 집적 회로 S의 온도가 계속해 상승했을 경우, 위상을 계측할 때에 본래의 위상의 검출과는 별도로, 온도 상승에 따른 파형의 기울기도 다른 파로서 검출된다. 이 모습을 도 7에 나타낸다. 동 도면에 도시된 바와 같이, 표면에서 온도 상승이 생겨 있는 경우의 집적 회로 S에서 검출되는 발열 검출 신호의 시간 변화(도 7 (a))는, 표면 온도가 안정 상태에 있는 경우의 집적 회로 S에서 검출되는 발열 검출 신호의 시간 변화(도 7 (b))에, 온도 상승에 대응한 기울기를 가지는 발열 검출 신호의 시간 변화(도 7 (c))를 더한 것이 된다. 이와 같은 온도 상승의 발생시의 발열 검출 신호를 대상으로, 위상 정보를 취득하는 경우에는, 복수의 파가 합파(合波)된 다른 파의 위상을 계산해 버리기 때문에, 깊이 정보에 오차가 생긴다. 이에, 집적 회로 S의 표면 온도를 안정화시켜 표면 온도의 시간적인 변화가 적은 상태로 발열 검출 신호를 취득 가능하게 하기 위해서도, 온도 안정화부(40)가 구비된다.

도 8 (a)에는, 온도 안정화부(40)에 의한 온도 안정화 처리를 행하지 않는 경우에 집적 회로 고장 해석 장치(1)에 의해서 취득되는 발열 검출 신호의 시간 변화를 나타내고 있고, 도 8 (b)에는, 온도 안정화부(40)에 의한 온도 안정화 처리를 행한 경우에 집적 회로 고장 해석 장치(1)에 의해서 취득되는 발열 검출 신호의 시간 변화를 나타내고 있다. 이와 같이, 온도 안정화 처리를 행하면, 어느 정도의 시간 경과 후에 온도 변화에 의한 기울기를 포함하지 않는 발열 검출 신호를 검출 개시함으로써, 취득되는 위상차의 변동이 저감되어 정밀도가 높은 안정된 깊이 정보의 산출이 가능하게 된다.

도 9에 있어서, (a)에는, 1Hz의 저주파수로 인가되는 바이어스 전압의 시간 변화, (b)에는, 그것에 따라서 집적 회로 S에서 검출되는 발열 검출 신호의 시간 변화, (c)에는, 2Hz의 고주파수로 인가되는 바이어스 전압의 시간 변화, (d)는, 그것에 따라서 집적 회로 S에서 검출되는 발열 검출 신호의 시간 변화를 나타내고 있다. 집적 회로 고장 해석 장치(1)에 있어서는, 위상 지연 bx에 대응하는 지연은, 각각의 주파수에 있어서 지연량 D1로서 관측된다. 이 지연량 D1에는, 발열점의 깊이에 따라서 정해지는 위상의 쉬프트분 D2와, 샘플 내부 형상이나 표면 상태 등에 따라서 정해지는 위상의 쉬프트분 D3가 포함되어 있다.

도 10에는, 집적 회로 고장 해석 장치(1)에 있어서, 집적 회로 S에 인가되는 바이어스 전압의 각주파수 w의 평방근과, 관측되는 위상 지연 bx의 관계를 나타내고 있다. 동 도면에 도시된 바와 같이, 저 각주파수 w₁ 및 고 각주파수 w₂에서 관측되는 위상 지연 D1에는, 각각, 쉬프트분 D2와 쉬프트분 D3가 포함되어 있다. 이에, 각주파수 w의 평방근에 대한 위상 지연 bx의 기울기를 계산함으로써, 위상 오프셋분 D3를 제거하여, 발열점의 깊이에 따라서 정해지는 쉬프트분 D2에 따라서 정해지는, 집적 회로 S 내부의 열용량, 발열량, 위치에 의존하지 않는 깊이 정보를 추측할 수 있다.

이상 설명한 집적 회로 고장 해석 장치(1) 및 그것을 이용한 발열점 검출 방법에 의하면, 집적 회로 S로부터, 저주파수의 바이어스 전압의 인가에 따른 발열 검출 신호가 검출되고, 고주파수의 바이어스 전압의 인가에 따른 발열 검출 신호가 검출된다. 그리고 저주파수의 바이어스 전압과 발열 검출 신호 사이의 위상차, 및 고주파수의 바이어스 전압과 발열 검출 신호 사이의 위상차가 검출되고, 주파수의 평방근에 대한 위상차의 변화율로부터, 발열점의 깊이 정보가 얻어진다. 이것에 의해, 발열점의 위치에 의해서 변화하는 발열량의 시간 변화의 오프셋분이 상쇄되어 깊이 정보가 계산되므로, 발열점의 위치에 의존하지 않고 고정밀도의 깊이 정보가 얻어진다. 또, 바이어스 전압의 주파수로부터 산출되는 변수에 대한 위상차의 변화율을 얻음으로써, 발열점의 발열량, 집적 회로의 내부 구조, 및 바이어스 전압의 주파수에 의존하지 않는 깊이 정보도 얻을 수 있다.

즉, 바이어스 전압과 발열 검출 신호 사이의 위상 지연 bx에는, 발열원으로부터의 열량, 집적 회로 S 내에 있어서의 발열점의 위치, 집적 회로의 내부 구조나 열용량 등에 의존하는 발열 검출 파형의 변형이 생기기 때문에, 그것에 따른 변동이 포함된다. 따라서 위상 지연 bx를 직접 평가한 것으로는 정확한 발열점의 깊이를 계산할 수 없다. 예를 들면, 집적 회로 S의 중앙이면 정확한 깊이를 계산할 수 있는 파라미터라도, 그것을 그대로 샘플 에지에 사용하면 큰 오차를 일으키게 한다. 이와 같은 오차는, 열이 전해지는 속도의 차이와, 열이 전해지는 범위의 열용량의 합계치의 차이와, 그리고, 집적 회로 S의 표면에서의 열전달율의 비선형성에 의해서 발생한다. 구체적으로는, 열용량이 크고, 열이 전해지는 속도가 빨라지는 것에 따라서, 도 6에 도시된 바와 같이 변화한다. 위상 지연 bx에는, 발열원으로부터의 위상 지연에 대응하는 쉬프트분 D2와는 별도로, 응답 파형의 변형에 따른 쉬프트분 D3가 최소로 0도에서부터 최대로 90도까지 발생한다. 이것이 불필요한 오프셋이 되어, 정확한 깊이의 계산을 곤란하게 하고 있었다. 본 실시 형태에 의하면, 이와 같은 여분의 오프셋을 제거하여 정확한 깊이 정보를 얻을 수 있다.

또, 집적 회로 S에 인가되는 복수의 주파수의 바이어스 전압의 진폭 및 듀티비는, 서로 동일하게 설정되므로, 발열점에서의 발열량을 보다 균일하게 할 수 있어, 깊이 정보의 바이어스 전압의 주파수에 대한 의존성을 보다 저감시킬 수 있다. 그 결과, 한층 더 정확한 깊이 정보를 취득할 수 있다.

추가로, 집적 회로 S의 전체의 표면의 평균 온도가 일정 온도로 안정화된 다음 검출된 복수의 주파수의 전기 신호에 대한 열적 응답을 기초로 깊이 정보가 계산된다. 이것에 의해, 열전달율의 변화에 따른 오프셋의 변동, 및 집적 회로 S의 온도의 시간적인 변화에 따른 위상차의 오차를 저감시킬 수 있으므로, 발열점의 위치에 의존하지 않고 고정밀도의 깊이 정보가 안정적으로 얻어진다. 특히, 적외선의 복사 강도는 집적 회로 S가 고온일수록 커지기 때문에, 촬상 장치(18)가 포화되지 않는 범위에서 집적 회로 S의 표면의 평균 온도를 보다 고온으로 안정화시킴으로써, 집적 회로 S의 온도 진폭이 일정하더라도 검출 신호의 진폭을 크게 하여 S／N를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 상술한 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 집적 회로 S에 인가되는 바이어스 전압의 파형은, 구형파(矩形波)로는 한정되지 않고, 정현파나 삼각파와 같이 전압이 주기적으로 증감하는 다른 파형으로 변경해도 좋다.

또, 바이어스 전압의 최대치 V₁ 및 최소치 V₂도 집적 회로 S에 종류에 따라 적당히 변경되어도 좋다. 단, 1개의 집적 회로 S에 대해서 복수의 주파수로 변경할 때의 최대치 V₁ 및 최소치 V₂는 일정하게 설정하는 것이 바람직하다.

또, 바이어스 전압의 주파수를 증감시키면 발열 검출 신호의 진폭이 변화하기 때문에, 계측하는 최저 주파수에 있어서의 진폭이 계측 가능 범위를 넘지 않도록 할 필요가 있다. 이에, 발열 검출 신호의 진폭이 계측 가능 범위를 넘었을 경우에 자동적으로 검출하여 에러 출력하는 기능을 집적 회로 고장 해석 장치(1)에 마련해도 좋다.

또, 집적 회로 S의 표면의 평균 온도를 안정화하는 온도 안정화부(40)는, 이하와 같은 구성이어도 좋다.

예를 들면, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 기체를 방출하는 에어 호스(43)에 더하여, 에어 호스(43)의 방출구에 대향하는 흡입구를 가지고, 기체를 흡입하는 에어 호스(45)를 추가하여, 기체를 집적 회로 S의 표면을 따라서 기체를 순환 가능한 구성을 채용해도 좋다. 이 경우, 에어 호스(43)와 에어 호스(45)는, 고장 개소 F를 확실히 커버하는 표면상의 영역 A₁를 사이에 두고 대항(對抗)하도록 배치된다(도 12). 이와 같은 구성의 온도 안정화부(40)에 의하면, 집적 회로 S의 표면상의 영역 A₁에 있어서의 기류를 일정하게 하여, 집적 회로 S의 표면 전체의 온도를 균일하게 할 수 있어, 안정된 깊이 정보의 검출이 실현된다. 또, 온도 안정화부(40)로부터는 반드시 냉각된 매체(냉각용 열 매체)를 공급하는 경우로는 한정되지 않고, 집적 회로 S의 표면 온도를 안정화하는 것이 가능하면, 가열된 매체(가열용 열 매체)를 공급해도 좋다.

또, 도 13에 도시된 본 발명의 변형예에 따른 온도 안정화부(40A)와 같이, 집적 회로 S의 표면상에, 평판 모양의 고열전도판(기판)(46)을 오일 등의 고열 전도율의 도포제(47)를 통하여 접합하고, 그 고열전도판(46)의 표면상의 양단부에 2개의 냉각 소자(온도 조정 부재)(48, 49)를 탑재한 것과 같은 구성이어도 좋다. 이와 같이 집적 회로 S에 근접 배치된 고열전도판(46)은, 집적 회로 S의 표면 전체를 덮도록 하는 크기 및 형상을 가지고, 다이아몬드, Si, SiC 등의 높은 열전도율을 가지며, 또한 적외 영역에 대해서 투과성을 가지는 재료에 의해서 구성된다. 2개의 냉각 소자(48, 49)는 펠티에(peltier) 소자 등의 냉각 소자이며, 집적 회로 S의 표면 근방에 배치된 서미스트 등의 온도 검출 소자(도시하지 않음)를 포함하고 있고, 온도 검출 소자에 의해서 검출된 온도치가 일정하게 되도록 온도를 조정한다. 이 냉각 소자(48, 49)는 히터 소자 등의 가열 소자로 치환되어도 좋고, 열 매체를 집적 회로 S의 표면을 따라서 순환시키도록 하는 관로(管路)로 치환하여도 좋다. 이와 같은 냉각 소자(48, 49)가 고열전도판(46)에 근접해서 배치된 온도 안정화부(40A)에 의하면, 집적 회로 S의 표면 전체의 온도를 보다 한층 안정화시킬 수 있다.

또, 도 14에 도시된 본 발명의 변형예에 따른 온도 안정화부(40B)와 같이, 집적 회로 S의 표면상에 소정의 공극(空隙)을 비워 평판 모양의 고열전도판(46)을 배치하고, 시료 스테이지(10)와 고열전도판(46) 사이의 양단부에, 집적 회로 S의 표면상의 공극에 일 방향을 향해서 오일 등의 열매체를 공급하는 한 쌍의 매체 방출부(50) 및 매체 흡입부(51)를 마련한 것 같은 구성이어도 좋다. 이와 같은 매체 방출부(50) 및 매체 흡입부(51)가 고열전도판(46)에 근접해서 배치된 온도 안정화부(40B)에 의해서도, 집적 회로 S의 표면 전체의 온도를 보다 한층 안정화시킬 수 있다.

여기서, 상기의 발열점 검출 방법에서는, 제1 주파수의 주기적 전기 신호와 제1 검출 신호 사이의 제1 위상차, 및 제2 주파수의 주기적 전기 신호와 제2 검출 신호 사이의 제2 위상차를 검출하는 제5 스텝을 추가로 구비하고. 제4 스텝에서는, 제1 및 제2 위상차에 기초하여, 발열점의 깊이 정보를 얻는 것이 매우 적합하다. 또, 상기의 발열점 검출 장치에서는, 제1 주파수의 주기적 전기 신호와 제1 검출 신호 사이의 제1 위상차, 및 제2 주파수의 주기적 전기 신호와 제2 검출 신호 사이의 제2 위상차를 검출하는 위상차 검출부를 추가로 구비하고, 연산부는 제1 및 제2 위상차에 기초하여, 발열점의 깊이 정보를 얻는 것이 매우 적합하다. 이렇게 하면, 발열점의 위치에 의해서 변화하는 발열량의 시간 변화의 오프셋분이 상쇄되어 깊이 정보가 계산되므로, 발열점의 위치에 의존하지 않고 한층 더 고정밀도인 깊이 정보가 얻어진다.

추가로, 상기의 발열점 검출 방법에서는, 제4 스텝에서는, 제1 및 제2 위상차에 기초하여, 주기적 전기 신호의 주파수로부터 산출되는 변수에 대한 주기적 전기 신호와 검출 신호 사이의 위상차의 변화율을 산출하여, 변화율로부터 발열점의 깊이 정보를 얻는 것도 매우 적합하다. 추가로, 상기의 발열점 검출 장치에서는, 연산부는, 제1 및 제2 위상차에 기초하여, 주기적 전기 신호의 주파수로부터 산출되는 변수에 대한 주기적 전기 신호와 검출 신호 사이의 위상차의 변화율을 산출하여, 변화율로부터 발열점의 깊이 정보를 얻는 것도 매우 적합하다. 이 경우, 주기적 전기 신호의 주파수로부터 산출되는 변수에 대한 위상차의 변화율을 얻음으로써, 발열점의 발열량, 집적 회로의 내부 구조, 및 주기적 전기 신호의 주파수에 의존하지 않는 깊이 정보도 얻을 수 있다.

또 추가로, 온도 안정화부는 상기 집적 회로의 표면의 평균 온도가 일정하게 되도록 매체를 공급하는 매체 공급부를 가지는 것도 매우 적합하다. 이러한 온도 안정화부를 구비하면, 집적 회로의 표면의 평균 온도를 간단하고 쉬운 구성부로 효율적으로 안정화시킬 수 있다.

추가로 또, 온도 안정화부는 적외 영역에 대해서 투과성을 가지고, 집적 회로에 근접시켜서 배치된 기판과, 기판에 근접시켜서 배치된 온도 조정 부재를 가지는 것도 매우 적합하다. 이러한 구성을 구비하면, 집적 회로의 전체의 표면의 평균 온도를 보다 한층 안정화시킬 수 있다.

[산업상의 이용 가능성]

본 발명은 집적 회로의 발열점의 깊이를 검출하기 위한 발열점 검출 방법 및 발열점 검출 장치를 사용 용도로 하여, 집적 회로에 있어서의 발열점의 깊이를 그 위치에 의존하는 일 없이 정밀도 좋게 안정적으로 검출할 수 있는 것이다.

1: 집적 회로 고장 해석 장치, 14: 전압 인가부(전기 신호 공급부),
18: 촬상 장치, 20: 제어부,
21: 촬상 제어부, 22: 스테이지 제어부,
23: 동기 제어부, 30: 화상 처리부,
31: 화상 기억부, 32: 발열 신호 취득부(검출부),
33: 전압 위상 취득부,
34: 위상 지연 취득부(검출부, 위상차 검출부),
35: 깊이 정보 연산부, 40, 40A, 40B: 온도 안정화부,
41: 에어 탱크, 42: 레귤레이터(매체 공급부),
43: 에어 호스(매체 공급부), 44: 온도 제어부(매체 공급부),
46: 고열전도판(기판), 48, 49: 냉각 소자(온도 조정 부재),
50: 매체 방출부(매체 공급부, 온도 조정 부재),
51: 매체 흡입부(온도 조정 부재), S: 집적 회로.

Claims (8)

1. 집적 회로의 발열점의 깊이를 검출하는 발열점 검출 방법으로서,
   상기 집적 회로의 표면의 평균 온도를 안정화하는 제1 스텝과,
   상기 집적 회로에 제1 주파수로 증감하는 주기적 전기 신호를 공급하고, 그것에 따라서 상기 집적 회로로부터 검출되는 발열량의 변화를 나타내는 제1 검출 신호를 취득하는 제2 스텝과,
   상기 집적 회로에 상기 제1 주파수와 다른 제2 주파수로 증감하는 주기적 전기 신호를 공급하고, 그것에 따라서 상기 집적 회로로부터 검출되는 발열량의 변화를 나타내는 제2 검출 신호를 취득하는 제3 스텝과,
   상기 제1 및 제2 검출 신호에 기초하여, 상기 발열점의 깊이 정보를 얻는 제4 스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 발열점 검출 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 주파수의 주기적 전기 신호와 상기 제1 검출 신호 사이의 제1 위상차, 및 상기 제2 주파수의 주기적 전기 신호와 상기 제2 검출 신호 사이의 제2 위상차를 검출하는 제5 스텝을 추가로 구비하고,
   상기 제4 스텝에서는, 상기 제1 및 제2 위상차에 기초하여, 상기 발열점의 깊이 정보를 얻는 것을 특징으로 하는 발열점 검출 방법.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 제4 스텝에서는, 상기 제1 및 제2 위상차에 기초하여, 상기 주기적 전기 신호의 주파수로부터 산출되는 변수에 대한 상기 주기적 전기 신호와 상기 검출 신호 사이의 위상차의 변화율을 산출하고, 상기 변화율로부터 상기 발열점의 깊이 정보를 얻는 것을 특징으로 하는 발열점 검출 방법.
4. 집적 회로의 발열점의 깊이를 검출하는 발열점 검출 장치로서,
   상기 집적 회로에 전기 신호를 공급하는 전기 신호 공급부와,
   상기 집적 회로에 제1 주파수로 증감하는 주기적 전기 신호, 및 상기 제1 주파수와 다른 제2 주파수로 증감하는 주기적 전기 신호를 공급하도록 상기 전기 신호 공급부를 제어하는 제어부와,
   상기 제1 주파수의 주기적 전기 신호의 공급에 따라 상기 집적 회로로부터 검출되는 발열량의 변화를 나타내는 제1 검출 신호를 취득함과 아울러, 상기 제2 주파수의 주기적 전기 신호의 공급에 따라 상기 집적 회로로부터 검출되는 발열량의 변화를 나타내는 제2 검출 신호를 취득하는 검출부와,
   상기 제1 및 제2 검출 신호에 기초하여 상기 발열점의 깊이 정보를 얻는 연산부와,
   상기 집적 회로의 표면의 평균 온도를 안정화하는 온도 안정화부를 구비하는 것을 특징으로 하는 발열점 검출 장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 제1 주파수의 주기적 전기 신호와 상기 제1 검출 신호 사이의 제1 위상차, 및 상기 제2 주파수의 주기적 전기 신호와 상기 제2 검출 신호 사이의 제2 위상차를 검출하는 위상차 검출부를 추가로 구비하고
   상기 연산부는 상기 제1 및 제2 위상차에 기초하여, 상기 발열점의 깊이 정보를 얻는 것을 특징으로 하는 발열점 검출 장치.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 연산부는 상기 제1 및 제2 위상차에 기초하여, 상기 주기적 전기 신호의 주파수로부터 산출되는 변수에 대한 상기 주기적 전기 신호와 상기 검출 신호 사이의 위상차의 변화율을 산출하고, 상기 변화율로부터 상기 발열점의 깊이 정보를 얻는 것을 특징으로 하는 발열점 검출 장치.
7. 청구항 4 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 온도 안정화부는, 상기 집적 회로의 표면의 평균 온도가 일정하게 되도록 매체(媒體)를 공급하는 매체 공급부를 가지는 것을 특징으로 하는 발열점 검출 장치.
8. 청구항 4 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 온도 안정화부는 적외 영역에 대해서 투과성을 가지고, 상기 집적 회로에 근접시켜서 배치된 기판과,
   상기 기판에 근접시켜서 배치된 온도 조정 부재를 가지는 것을 특징으로 하는 발열점 검출 장치.

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