TW202100986A - 半導體裝置檢查方法及半導體裝置檢查設備 - Google Patents

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Abstract

本發明之半導體裝置檢查方法具備以下步驟：根據來自半導體裝置中之包含複數個驅動元件之第1光射束點之光，取得基於來自複數個驅動元件之信號之第1干擾波形；根據來自區域與第1點之一部分重疊並包含複數個驅動元件之第2光射束點之光，取得基於來自複數個驅動元件之信號之第2干擾波形；及基於第1及第2干擾波形，依第1及第2點內之每一驅動元件分離波形信號。

Description

半導體裝置檢查方法及半導體裝置檢查設備
本發明之一態樣係關於一種半導體裝置檢查方法及半導體裝置檢查設備。
作為檢查半導體裝置之技術，已知有稱為EOP(Electro Optical Probing：電光探測)或EOFM(Electro-Optical Frequency Mapping：電光頻率映射)之光探測技術(例如參照專利文獻1及專利文獻2)。於光探測技術中，將自光源出射之光照射至半導體裝置，以光感測器檢測由半導體裝置反射之反射光，並取得檢測信號。且，於取得之檢測信號中，將信號之時間變化顯示為波形，或選出目標頻率，並將該振幅能之時間經過顯示為2維映射。藉此，可判斷指定部位之動作是正常還是異常，或特定以目標頻率動作之電路之位置。因光探測技術可特定並解析半導體裝置中之故障部位及故障原因等，故為非常有效之檢查技術。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開2007-64975號公報 專利文獻2：日本專利特開2010-271307號公報
[發明所欲解決之問題]
此處，考慮藉由半導體裝置小型化，向半導體裝置出射之光之射束點跨及半導體裝置中之複數個驅動元件之情況。於此情形時，檢測信號中產生干擾(與複數個驅動元件各者之反射光對應之信號混存)。有無法根據基於干擾狀態之檢測信號之波形(干擾波形)，高精度地進行半導體裝置之檢查之虞。
本發明之一態樣係鑑於上述實情而完成者，即關於一種可謀求半導體裝置檢查之高精度化之半導體裝置檢查方法及半導體裝置檢查設備。 [解決問題之技術手段]
本發明之一態樣之半導體裝置檢查方法具備以下步驟：根據來自半導體裝置中之包含複數個驅動元件之第1點之光，取得基於來自複數個驅動元件之信號之第1干擾波形；及基於複數個驅動元件之動作時序，自第1干擾波形依每一驅動元件分離波形信號。
於本發明之一態樣之半導體裝置檢查方法，取得基於來自包含複數個驅動元件之第1點之光之第1干擾波形，且基於複數個驅動元件之動作時序，自第1干擾波形依每一驅動元件分離波形信號。半導體裝置所含之複數個驅動元件之對應於動作脈衝信號之動作時序互不相同。因此，可藉由考慮第1干擾波形所含之來自複數個驅動元件之信號之時序(動作時序)，而自第1干擾波形適當分離各驅動元件之波形信號。如此，藉由自干擾波形適當分離各驅動元件之波形信號(本來之波形)，可基於分離後之驅動元件之波形信號，高精度地進行半導體裝置檢查。
上述半導體裝置檢查方法亦可進而具備：排列顯示分離後之波形信號、與參考用之半導體裝置之波形信號或藉由邏輯模擬產生之波形信號之步驟。藉此，檢查半導體裝置時，可容易理解地對使用者顯示與參考樣本(參考用之半導體裝置之波形信號或藉由邏輯模擬產生之波形信號)之差異。據此，可更高精度地進行半導體裝置檢查。
上述半導體裝置檢查方法亦可進而具備：比較分離後之波形信號、與參考用之半導體裝置之波形信號或藉由邏輯模擬產生之波形信號之步驟。藉此，檢查半導體裝置時，可特定與參考樣本(參考用之半導體裝置之波形信號或藉由邏輯模擬產生之波形信號)之差異。據此，可更高精度地進行半導體裝置檢查。
上述半導體裝置檢查方法亦可進而具備：基於分離後之波形信號、與藉由邏輯模擬產生之波形信號之比較結果，進行半導體裝置、與半導體裝置之佈局圖像之對位的步驟。藉此，基於波形信號之相似度進行上述對位，對位後，可基於佈局圖像更高精度地進行半導體裝置檢查(特定故障位置等)。
上述半導體裝置檢查方法亦可進而具備基於分離後之波形信號特定第1點內之各驅動元件之位置，且基於特定出之各驅動元件之位置，進行半導體裝置、與半導體裝置之佈局圖像之對位的步驟。藉由基於驅動元件之位置進行對位，與比較波形信號之情形等相比，可更容易地進行上述對位，且對位後，可基於佈局圖像更高精度地進行半導體裝置檢查(特定故障位置等)。
上述半導體裝置檢查方法亦可進而具備對第1干擾波形進行雜訊去除濾波之步驟。例如，藉由利用深度學習等去除雜訊，而可基於去除雜訊後之干擾波形，適當進行波形信號之分離。
上述半導體裝置檢查方法亦可進而具備以下步驟：根據來自區域與第1點之一部分重疊並包含複數個驅動元件之第2點之光，取得基於來自複數個驅動元件之信號之第2干擾波形；及基於第1及第2干擾波形，依第1及第2點內之每一驅動元件分離波形信號。
上述半導體裝置檢查方法亦可進而具備：基於第1及第2干擾波形，再構成第1及第2點內之任意位置之波形信號之步驟。藉此，不僅取得驅動元件之波形信號(自干擾波形分離之波形信號)，亦可基於分離出之波形信號取得任意位置之波形信號。
上述半導體裝置檢查方法亦可進而具備以下步驟：對第1點照射光；及檢測相對於照射至第1點之光之反射光即來自第1點之光。藉此，可根據反射光，使用例如EOP等光探測技術，高精度地進行半導體裝置檢查。
上述半導體裝置檢查方法亦可進而具備檢測第1點中來自半導體裝置之發光即來自第1點之光之步驟。藉此，可根據來自半導體裝置之發光，使用例如時間分解發光解析等技術，高精度地進行半導體裝置檢查。
本發明之一態樣之半導體裝置檢查設備具備檢測來自半導體裝置之光之光檢測器、與解析部，且解析部構成為執行：根據光檢測器檢測出之光中、來自半導體裝置中之包含複數個驅動元件之第1點之光，取得基於來自複數個驅動元件之信號的第1干擾波形；及基於複數個驅動元件之動作時序，自第1干擾波形依每一驅動元件分離波形信號。
上述半導體裝置檢查設備亦可進而具備：顯示部，其排列顯示分離後之波形信號、與參考用之半導體裝置之波形信號或藉由邏輯模擬產生之波形信號。
解析部亦可構成為進而執行：比較分離後之波形信號、與參考用之半導體裝置之波形信號或藉由邏輯模擬產生之波形信號。
解析部亦可構成為進而執行：基於分離後之波形信號、與藉由邏輯模擬產生之波形信號之比較結果，進行半導體裝置、與半導體裝置之佈局圖像之對位。
解析部亦可構成為進而執行：基於分離後之波形信號特定第1點內之各驅動元件之位置，且基於特定出之各驅動元件之位置，進行半導體裝置、與半導體裝置之佈局圖像之對位。
解析部亦可構成為進而執行對第1干擾波形進行雜訊去除過波。
解析部亦可構成為進而執行：根據來自區域與第1點之一部分重疊並包含複數個驅動元件之第2點之光，取得基於來自複數個驅動元件之信號的第2干擾波形；及基於第1及第2干擾波形，依第1及第2點內之每一驅動元件分離波形信號。
解析部亦可構成為進而執行：基於第1及第2干擾波形，再構成第1及第2點內之任意位置之波形信號。
上述半導體裝置檢查設備亦可進而具備：光產生部，其產生照射至第1點之光；且光檢測器檢測相對於照射至第1點之光之反射光即來自第1點之光。
上述半導體裝置檢查設備之光檢測器亦可檢測第1點中來自半導體裝置之發光即來自第1點之光。 [發明之效果]
根據本發明之一態樣，可提供一種能謀求半導體裝置檢查之高精度化的半導體裝置檢查方法及半導體裝置檢查設備。
以下，參照圖式對本發明之實施形態詳細地進行說明。另，於各圖中對同一或相當部分標註同一符號，省略重複之說明。
[第1實施形態] 圖1係第1實施形態之半導體裝置檢查設備1之構成圖。半導體裝置檢查設備1係特定被檢查裝置(DUT：Device Under Test)即半導體裝置100中異常發生部位等用以檢查(計測)半導體裝置100之裝置。
作為半導體裝置100，可為電晶體等具有PN結之積體電路(IC：Integrated Circuit)、或大規模積體電路(LSI：Large Scale Integration)即邏輯裝置、記憶體裝置、類比裝置、進而組合該等之混合信號裝置、或大電流用/高壓用MOS(Metal Oxide Semiconductor：金屬氧化物半導體)電晶體、雙極電晶體、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：絕緣閘雙極電晶體)等電力用半導體裝置(動力裝置)。
半導體裝置檢查設備1利用光探測技術檢查半導體裝置100。於本實施形態中，設為半導體裝置檢查設備1利用稱為EOP(Electro Optical Probing)之光探測技術檢查半導體裝置100進行說明。另，半導體裝置檢查設備1亦可為藉由其他之光探測技術檢查半導體裝置100者。於藉由EOP檢查半導體裝置100之情形時，由測試機(無圖示)對半導體裝置100之閘極100a掃掠電壓圖案(動作脈衝信號)，藉此，半導體裝置100之汲極電勢變化，半導體裝置100之載子密度變化，半導體裝置100之折射率及光吸收率變化。於該狀態下，若自光源11出射之光照射至半導體裝置100，則根據折射率及光吸收率之變化，反射光之強度及相位變化。以光檢測器16檢測此種反射光，取得檢測信號。且，於所取得之檢測信號中，將其之振幅能顯示為時間經過，藉此可獲得波形(EOP波形)。半導體裝置檢查設備1基於例如EOP波形，進行半導體裝置100中之異常發生部位之特定。
半導體裝置檢查設備1於獲得EOP波形時，依半導體裝置100之每一驅動元件分離波形信號。於以下，參照圖2～圖8，進行半導體裝置檢查設備1進行之波形信號之分離相關之說明。
圖2係顯示裝置圖案與光射束點之關係之一例之圖。圖2(a)顯示使用180 nm製程之半導體裝置之裝置圖案與光射束點BS之關係，圖2(b)顯示使用45 nm製程之半導體裝置之裝置圖案與光射束點BS之關係，圖2(c)顯示使用10 nm製程之半導體裝置之裝置圖案與光射束點BS之關係。此處，以稱為固浸透鏡(SIL：Solid Immersion Lens)之使像解析能提高之特殊透鏡聚光波長1300 nm之光時，將決定固浸透鏡之性能之稱為開口率(NA：Numerical Aperture)之物理量設為3.1之情形時，邏輯上，若根據瑞利計算式，則計算出像解析能為256 nm。此時之光點直徑對應於FWHM為214 nm，對應於稱為艾里盤(Airy disc)之點全體之直徑，大小為512 nm。於圖2中，將光射束點BS中央部之顏色較濃之部分表記為直徑是214 nm之FWHM，將周邊之顏色較淡之部分表記為直徑是512 nm之艾里盤。於使用圖2(a)所示之180 nm製程之半導體裝置中，因接觸閘極之間距設計得相對較大，故光射束點BS僅重疊於1個驅動元件150a(即，僅可對1個驅動元件150a照射光)。於此情形時，取得與1個驅動元件之反射光對應之檢測信號。另一方面，使用圖2(b)所示之45 nm製程之半導體裝置中，與使用180 nm製程之半導體裝置相比，接觸閘極之間距變小，故光射束點BS跨及複數個驅動元件150b(即，對複數個驅動元件150b照射光)。於此情形時，於檢測信號中產生干擾(與複數個驅動元件150b各者之反射光對應之信號混存)。同樣地，即使於使用更小型化之圖2(c)所示之10 nm製程之半導體裝置中，光射束點BS亦跨及複數個驅動元件150c，而於檢測信號中產生干擾。如此，於藉由光探測技術檢查近年來小型化之半導體裝置之情形時，檢測信號中之干擾成為問題。
圖3係說明干擾波形之圖。基於干擾狀態之檢測信號之EOP波形(干擾波形)係複數個驅動信號之波形信號疊加而形成。例如圖3所示之例中，驅動元件A之波形信號與驅動元件B之波形信號之相位差為π/4左右。於此種之2個波形信號疊加之干擾波形中，波高變為2段。
半導體裝置檢查設備1係藉由自如上所述之干擾波形分離各驅動元件之波形信號，而提高半導體裝置100之檢查精度者。圖4係顯示光射束點BS之設定例之圖。於圖4所示之例中，複數個驅動元件150(圖4中所示之「元件1～元件9」)網格狀配置。且，於半導體裝置檢查設備1中，以複數個光射束點BS區域之一部分彼此重疊之方式，網格狀設定。例如於圖4所示之例中，光射束點BS1設定為其區域之一部分與光射束點BS2、BS3、BS4、BS5、BS6重疊，光射束點BS2設定為其區域之一部分與光射束點BS1、BS3、BS4、BS5、BS6重疊。且，於本實施形態中，作為半導體裝置100，使用例如使用45 nm製程之半導體裝置(或較其更小型化之半導體裝置)，且各光射束點BS跨及複數個驅動元件150。例如，於圖4所示之例中，光射束點BS1跨及以「元件1」「元件2」「元件4」「元件5」所示之驅動元件150，光射束點BS2跨及以「元件1」「元件2」「元件3」「元件4」「元件5」「元件6」所示之驅動元件150。因此，根據來自各光射束點之光(反射光)取得之信號中，來自複數個驅動元件150之信號發生干擾。即，半導體裝置檢查設備1可根據來自各光射束點之光，分別取得干擾波形。另，於設定光射束點BS時，各光射束點BS與哪個驅動元件150重疊為未知。
圖5係對各光射束點BS中之干擾波形進行說明之圖。圖5(a)係顯示各驅動元件150(「元件1」～「元件9」)之波形信號之圖。圖5(b)係顯示各光射束點BS(BS1～BS9)中之干擾波形之圖。如上所述，因於各光射束點BS取得之信號中，來自複數個驅動元件150之信號發生干擾，故如圖5(b)所示，於各光射束點BS取得之波形成為干擾波形。於特定半導體裝置100中之異常發生部位之情形等時，重要的是取得如圖5(a)所示之各驅動元件150(「元件1」～「元件9」)之每一者之波形信號。因此，本實施形態之半導體裝置檢查設備1自如圖5(b)所示之於各光射束點BS取得之干擾波形，取得(分離)如圖5(a)所示之各驅動元件150(「元件1」～「元件9」)之波形信號。針對波形信號之分離方法稍後予以敘述。
且，半導體裝置檢查設備1基於自干擾信號分離獲得之分離波形(每一驅動元件之波形信號)，進行異常發生部位之特定。圖6係說明異常發生部位之特定方法之概要之圖。於圖6(a)中，顯示自疑發生異常之半導體裝置(不良樣本)之複數個干擾波形取得分離波形。又，於圖6(b)中，顯示自未發生異常之半導體裝置(參考樣本)之複數個干擾波形取得分離波形。半導體裝置檢查設備1比較不良樣本之分離波形與參考樣本之分離波形，特定雖波形彼此相似，但產生時序偏差等彼此之一致度較低之部位。半導體裝置檢查設備1基於產生此種時序偏差等之部位，特定不良樣本中之異常發生部位。
參照圖7及圖8，對比較不良樣本與參考樣本之分離波形彼此而特定異常發生部位之優勢(與比較干擾波形彼此之情形相比，在精度面之意義)進行說明。圖7係顯示比較不良樣本與參考樣本之干擾波形彼此的情形時各波形之一致度之圖。如圖7所示，於自上方起第5個波形中，不良樣本之波形與參考樣本之波形之一致度為0.8603。圖8係顯示比較不良樣本與參考樣本之分離波形彼此的情形時各波形之一致度之圖。如圖8所示，於自上方起第5個波形中，不良樣本之波形與參考樣本之波形之一致度為0.8059。如上所述，於特定異常發生部位時，當特定不良樣本之波形與參考樣本之波形之一致度較低之部位時，比較分離波形彼此之情形可較低地導出異常發生部位處之不良樣本之波形與參考樣本之波形的一致度。據此，可以說藉由比較分離波形彼此，可更確實且高精度地進行異常發生部位之特定。另，一致度藉由例如計算皮爾森之相關係數而導出。
返回至圖1，對半導體裝置檢查設備1之構成進行說明。半導體裝置檢查設備1具備光源11(光產生部)、導光透鏡12、光分支光學系統13、對物透鏡14、聚光透鏡15、光檢測器16、控制裝置20(解析部)、監視器30(顯示部)、及暗箱50。暗箱50為收納上述之構成中除控制裝置20及監視器30以外之構成，且係為了避免外部之光對所收納之各構成造成影響而設置。
光源11產生照射於半導體裝置檢查設備1之光射束點之光，並輸出該光。光源11由例如SLD(Super Luminescent Diode：超發光二極體)構成。另，光源11亦可為LD(Laser Diode：雷射二極體)等之雷射光源或LED(Light Emitting Diode：發光二極體)、或使用燈光源之非相干光源等。導光透鏡12為例如單獨或複合之凸透鏡，將自光源11輸出之光導光至光分支光學系統13。
此處，對彼此相鄰之光射束點彼此之間隔、與構成彼此相鄰之驅動元件之閘極彼此之間隔的關係進行說明。於本實施形態之波形信號之分離方法中，於相鄰之光射束點包含相同之驅動元件之狀態下，各光射束點中必須為干擾狀態。因此，光射束點之間隔(網格間距)及閘極之間隔(閘極間距)被設定於特定之範圍內以成為上述之干擾狀態。例如，於將網格間距設定為與閘極間距無關之情形時，每光射束點中干擾比例變化。為將每光射束點之干擾比例設為彼此恆定，可將網格間距設為例如閘極間距之整數倍等。又，於網格間距相對於閘極間距過大之情形時，產生無干擾(未適當地輸入資訊)之光射束點。例如，將光射束條件設為波長λ=1300 nm、對物透鏡14之開口率NA=3.1、半波寬度FWHM(full width at half maximum)=214 nm，且作為半導體裝置100之裝置條件，設為閘極長l=28 nm、閘極間距設為閘極長l之4倍左右之情形時，若網格間距大於閘極間距之4倍，則有未適當地產生干擾之虞。即，亦可將第1光射束點之中心、及與該第1光射束點相鄰之第2光射束點之中心之分開距離設為構成驅動元件之閘極間之分開距離的4倍以下。
光分支光學系統13將自光源11輸出且經過導光透鏡12到達之光沿半導體裝置100方向透過。光分支光學系統13亦可進而具備以照射光掃描半導體裝置100上方之光掃描光學系統。對物透鏡14將藉由光分支光學系統13導入之光(照射光)聚光於半導體裝置100。另，半導體裝置100中之聚光點即光射束點可藉由使例如保持半導體裝置100之卡盤(無圖示)沿XY方向(前後、左右方向)，即卡盤中之半導體裝置100之載置面之方向移動而切換。此種卡盤可藉由例如XY載台(無圖示)而沿XY方向(前後、左右方向)移動。XY載台根據控制裝置20之控制，以使預先設定之複數個光射束點依序成為照射光之照射區域之方式，使卡盤沿XY方向移動。
又，光分支光學系統13將相對於照射至半導體裝置100之光由半導體裝置100反射之反射光沿光檢測器16方向導光。聚光透鏡15將反射光聚光於光檢測器16。
光檢測器16檢測經由光分支光學系統13及聚光透鏡15到達之反射光，並輸出對應於該反射光之檢測信號。光檢測器16為APD(Avalanche Photo Diode：雪崩光二極體)或PD(Photo Diode：光電二極體)、PMT(Photo Multiplier Tube：光電倍增管)等。
控制裝置20控制XY載台(無圖示)、光源11、及光檢測器16。具體而言，控制裝置20藉由控制XY載台而控制切換照射光之照射區域(光射束點)。控制裝置20藉由控制光源11進行照射之出射調整以及照射光之波長及振幅等之調整。控制裝置20藉由控制光檢測器16進行反射光之檢測之調整。又，控制裝置20根據於各光射束點取得之反射光而取得各干擾波形，並基於各干擾波形，依各光射束點內之每一驅動元件分離波形信號。針對分離波形信號之控制裝置20之功能稍後予以敘述。
另，控制裝置20為電腦，實體上具備RAM(Random Access Memory：隨機存取記憶體)、ROM(Read Only Memory：唯讀記憶體)等記憶體、CPU(Central Processing Unit：中央處理單元)等處理器(運算電路)、通信介面、硬碟機等儲存部而構成。作為該控制裝置20，可列舉例如個人電腦、雲端伺服器、智慧型裝置(智慧型手機、平板終端等)等。控制裝置20藉由以電腦系統之CPU執行儲存於記憶體之程式而發揮功能。又，控制裝置20亦可由微電腦或FPGA(Field Programmable Gate Array：場可程式化閘陣列)構成。
其次，對分離波形信號之控制裝置20之功能詳細地進行說明。
控制裝置20構成為執行以下動作：根據光檢測器16檢測出之反射光中，來自包含半導體裝置100中之複數個驅動元件之第1光射束點之光，取得基於來自複數個驅動元件之信號的第1干擾波形；根據光檢測器16檢測出之反射光中，來自區域與第1光射束點之一部分重疊且包含複數個驅動元件之第2光射束點之光，取得基於來自複數個驅動元件之信號的第2干擾波形；及基於第1及第2干擾波形，依第1及第2光射束點內之每一驅動元件分離波形信號。第1及第2光射束點表示存在複數個(至少2個以上)區域之一部分彼此重疊之光射束點。又，第1及第2干擾波形表示依每一驅動元件分離波形信號時使用複數個(至少2個以上)干擾波形。於以下，有將各光射束點之中心(取得干擾波形之點)記載為網格點之情形。
對具體之波形信號之分離處理之一例進行說明。此處，說明以取得各干擾波形之時間變化，實現各時間之各串線波形之波高之方式，推定各驅動元件之位置及波形信號(自串線波形分離之各波形信號)的方法。
圖9係顯示就區域之一部分彼此重疊之3個光射束點各者之網格點I～III取得之干擾波形之時間變化。圖9(a)係顯示關於網格點I之干擾波形之時間變化(時刻：包含t1～t3)。圖9(b)係顯示關於網格點II之干擾波形之時間變化(時刻：包含t1～t3)。圖9(c)係顯示關於網格點III之干擾波形之時間變化(時刻：包含t1～t3)。圖10係表現包含圖9所示之網格點I～III之各網格點之波高之時間變化的圖。圖10(a)係顯示時刻：t1之各網格點之波高。圖10(b)係顯示時刻：t2之各網格點之波高。圖10(c)係顯示時刻：t3之各網格點之波高。於本方法中，藉由再現每網格點之波高，求出干擾之前之波形(即各驅動元件之波形信號)。
圖11係顯示再現圖10(c)所示之時刻：t3之各網格點之波高之信號分佈的圖。控制裝置20於例如網格設定範圍內，設定複數個解析點。解析點亦可設為例如於網格內顯示圖像時之各像素。且，控制裝置20對例如各解析點適當假設相當於光射束徑之高斯分佈並重複計算，求出再現各網格點之特定時刻之波高(圖11所示之豎線之長度)之組合(各解析點之波形信號之組合)。藉此，可根據各解析點中推定相當於驅動元件之點(位置)及波形信號。另，亦可改變假設上述之高斯分佈，而使用更接近射束會聚分佈之貝塞爾函數。藉由對適當之位置設定高斯分佈(或貝塞爾函數)，加算各位置之貢獻率，可求出網格設定平面上之干擾波形變化。
圖12係說明根據干擾波形之時間變化推定驅動元件之位置之處理的圖。於圖12中，自上段起依序顯示時刻：t1之各網格點之波高、時刻：t2之各網格點之波高、時刻：t3之各網格點之波高。於圖12中，橫軸表示位置，縱軸表示波高，豎線表示於網格點檢測出之波高。控制裝置20就各時刻，求出再現網格點之波高之信號之組合。即，控制裝置20為了再現網格點之波高，計算表示來自網格範圍內之網格內域點(解析點)之信號之參與狀況之高斯分佈的位置，並藉由各信號再現網格點之波高，從而導出表示干擾狀態之曲線(參照圖12)。再現干擾狀態之網格內域點最初適當地隨機設定，為了再現網格點之波高，對其重複計算，並藉由對計算進行收斂而求出座標(位置)。藉由於不同之時刻分別實施此種計算，網格內域點落在複數個固定之座標。
於圖12所示之例，例如網格內域點為座標：a、b、c、e、f、h，並可僅以來自座標：a、b、c、e、f、h之信號之貢獻率再現各時刻之網格點之波高。此係意指於座標：a、b、c、e、f、h，存在表示高/低變化之信號之發生源(即驅動元件)。另一方面，關於圖12所示之座標：d、g，於任何時刻皆不用於再現波高變化，故可以說座標：d、g中未存在驅動元件。如上所述之驅動元件之位置可藉由就多個時刻進行計算，而更高精度地導出。求出驅動元件之座標之一部分後，若該座標中存在信號發生源，則可於該座標打開/關閉高斯分佈來再現波高，而可縮短求出其他驅動元件之座標時之計算時間。
圖13係顯示就各時刻再現之干擾波形之波高曲面之圖。圖13(a)係顯示時刻：t1之干擾波形之波高曲面之圖，圖13(b)係顯示時刻：t2之干擾波形之波高曲面之圖，圖13(c)係顯示時刻：t3之干擾波形之波高曲面之圖。圖14係對驅動元件之位置分佈進行說明之圖。如圖13(a)～圖13(c)所示，於干擾波形之波高曲面發生時間變化之情形時，將形成該波高曲面之高斯分佈之設定座標(波高曲面再現點)設為以圖14(a)之陰影線所示之各位置。因此種波高曲面再現點可改稱為驅動元件之位置，故驅動元件(信號輸出元件)之分佈如圖14(b)所示。另一方面，可自半導體裝置100之佈局圖像特定能輸出信號之驅動元件(電晶體)。於圖14(c)所示之佈局圖像中，模式性地以較窄之3個長方形顯示驅動元件(電晶體)，以較寬之長方形顯示不發出信號之圖案。且，藉由比較對照圖14(b)所示之驅動元件之分佈、與圖14(c)所示之佈局圖像，可產生圖14(d)所示之疊加影像。藉由使用圖14(d)之疊加影像，可辨識自佈局圖像上之哪個位置檢測出信號。
如上所述，於求出驅動元件之座標後，辨識各驅動元件之信號之時間變化，藉此可依參與干擾波形之每一驅動元件分離波形信號。圖15係說明依每一驅動元件分離波形信號之處理之圖。圖15(a)係顯示各時刻之干擾波形、及再現干擾波形之信號(各驅動元件之信號)之圖。圖15(b)係顯示各驅動元件之信號位準時間變化之圖。如圖15(a)所示，考慮藉由假設為存在驅動元件之座標：a、b、c、e、f、h中有無存在高斯分佈形狀之信號而再現干擾波形之情形。於圖15(a)中，存在信號相當於以高(圖中以數字「1」所示之四方形)輸出，不存在信號相當於以低(圖中以數字「0」所示之四方形)輸出。圖15(b)係顯示此種各驅動元件之每時間之高低位準(信號位準)者。此種表示各驅動元件(每座標)之信號位準時間變化之波形相當於自干擾波形分離之各驅動元件之波形信號。
對具體之波形信號之分離處理之其他例進行說明。此處，說明以下之方法：藉由隨機設定驅動元件之位置，重複比較合算設定之驅動元件之影響之信號之波高、與於網格點取得之波高之處理，推定各驅動元件之波形信號(自干擾波形分離之各波形信號)。
圖16、圖17、及圖18係說明波形信號之分離處理之圖。於該等圖中，橫軸表示位置，縱軸表示波高。該等圖中之虛線(例如圖16(a)所示之虛線)表示正解(實際)之驅動元件之位置及波形。又，該等圖中之一點鏈線(例如圖16(a)所示之一點鏈線)表示隨機設定之驅動元件候補之位置及波形。又，該等圖中之粗實線(例如圖16(b)所示之粗實線)表示將隨機設定之驅動元件候補之信號合算之信號之波形。又，該等圖中之細實線(例如圖16(c)所示之細實線)表示各網格點g1、g2、g3、g4、g5、g6、g7之波高、及根據各波高推定之波形之圖。又，該等圖中之虛線(例如圖16(c)所示之虛線)表示對與各網格點相關之波形附加餘裕(考慮到雜訊之偏差之α值)之波形。
例如，如圖16(a)所示，作為驅動元件候補之波形，隨機設定波形R1、R2、R3。於此狀態下，無法辨識正解(實際)之驅動元件之位置及波形CA。
且，如圖16(b)所示，藉由合算隨機設定之波形R1、R2、R3，導出表示對驅動元件候補之周邊之影響的合算波形IS。
於圖16(c)，顯示各網格點g1、g2、g3、g4、g5、g6、g7中之波高、及根據各波高推定之波形SR。又，於圖16(c)，顯示對波形SR附加餘裕之波形SRm。當前，若比較合算波形IS與波形SRm，則作為合算波形IS超過波形SRm之點，特定網格點g2、g6、g7。且，特定特定出之各網格點g2、g6、g7中之超過量(合算波形IS超過波形SRm之量)Ov1、Ov2、Ov3(參照圖16(d))。
且，著眼於超過量最大之超過量Ov3之網格點g7，擷取對該位置造成影響之所有驅動元件候補。於此次之例中，如圖16(e)所示，擷取波形R2、R3之2個驅動元件候補。且，對所擷取之2個驅動元件候補之波形R2、R3，導出合算波形IS未超過波形Srm之部位(網格點)之影響度(參與狀況)。
於圖17(a)，顯示波形R2之驅動元件候補相關之影響度導出影像。於圖17(b)，顯示波形R3之驅動元件候補相關之影響度導出影像。如圖17(a)所示，於合算波形IS未超過波形SRm之網格點g5取得之波高中，影響度Im2為受波形R2影響之值。同樣地，如圖17(b)所示，於合算波形IS未超過波形SRm之網格點g5取得之波高中，影響度Im3為受波形R3影響之值。且，若比較影響度Im2及影響度Im3，則明顯波形R2之影響度Im2較大。於此情形時，如圖17(c)所示，刪除原本為3個之驅動元件候補之波形中，藉由上述之比較判定為影響度較小之驅動元件候補之波形R3，而如圖17(d)所示，僅保留2個驅動元件候補之波形R1、R2。即，特定出波形R3之驅動元件候補有誤(並非驅動元件)。
且，如圖17(e)所示，因於網格點g2合算波形IS亦超過波形SRm，故繼續著眼於網格點g2，擷取對該位置造成影響之所有驅動元件候補。當前，如圖18(a)所示，對網格點g2造成影響之驅動元件候補僅為波形R1之1個驅動元件候補。如圖18(b)所示，驅動元件候補為1個，且於某網格點(網格點g2)合算波形IS超過波形SRm之時點，特定出波形R1之驅動元件候補有誤(並非驅動元件)。於此情形時，如圖18(c)所示，刪除原本2個之驅動元件候補之波形中，特定為有誤之驅動元件候補之波形R1，而如圖18(d)所示，僅保留1個驅動元件候補之波形R2。
可藉由重複進行此種驅動元件候補之隨機設定、判定、刪除，而推定所有驅動元件之位置。藉由推定出驅動元件之位置，可使用上述之方法等推定各驅動元件之波形信號(自干擾波形分離各驅動元件之波形信號)。另，雖上文中採用超過並計算，但亦可採用不足而計算。惟於此情形時，不足側需設法使符號反轉而進行計算。
又，控制裝置20亦可基於複數個干擾波形，再構成光射束點內之任意位置之波形信號。即，控制裝置20亦可藉由上述之方法等自干擾波形依每一驅動元件分離波形，且基於該分離後之波形之資訊，再構成光射束點內之任意位置之波形信號。藉由如此再構成任意位置之波形信號，可更高精度地特定異常發生部位(不良位置)。
圖19係說明考慮於任意位置再構成之波形信號而特定異常發生部位之處理的圖。於圖19所示之例中，於疑有發生不良之樣本(不良樣本)中，於2個網格點gr(探測點)、與該等2個網格點gr之間之波形再構成點rp上，藉由再構成取得波形信號。又，就參考樣本相同之點，同樣地藉由再構成取得波形信號。且，比較不良樣本及參考樣本中同一點之波形彼此，就各個點導出波形之一致度。當前，假設自圖19所示之左側向右側傳遞信號，而成為如圖19所示之波形一致度之情形時，可特定波形之一致度逐漸惡化之最靠上游側(左側)之點(波形之一致度為0.8059之點)為異常發生部位。此種異常發生部位為與例如該部位之驅動元件(電晶體)連接之配線或通孔存在缺陷之部位。於監視器30(詳情稍後予以敘述)中，如圖19所示，可以顏色表示疑為異常發生部位之點，亦可以相關係數之圖表來表示。
又，控制裝置20基於干擾波形分離波形再構成任意位置之波形信號之情形時，亦可進一步執行基於分離後之波形信號、與藉由邏輯模擬產生之波形信號之比較結果，進行半導體裝置100與半導體裝置之佈局圖像Li之對位(參照圖20)。半導體裝置之佈局圖像Li為例如CAD(Computer Aided Design：電腦輔助設計)圖像。
圖20係對半導體裝置100與佈局圖像Li之對位進行說明之圖。如圖20(a)所示，對半導體裝置100，基於在複數個網格點gr取得之干擾波形，再構成任意位置rp1、rp2、rp3、rp4、rp5之波形信號(參照圖20(b))。又，對圖20(c)所示之佈局圖像Li之中心點cp，取得圖20(d)所示之邏輯模擬波形。當前，圖20(d)之邏輯模擬波形與半導體裝置100之位置rp3之波形(參照圖20(b))之一致度較高。據此，如圖20(e)所示，以佈局圖像Li之中心點cp與半導體裝置100之位置rp3一致之方式，使半導體裝置100之圖像與佈局圖像Li重疊，藉此可將半導體裝置100與半導體裝置之佈局圖像Li準確地對位。
另，控制裝置20於波形信號之分離處理中特定出驅動元件之位置之情形時，亦可基於特定出之各驅動元件之位置，進行半導體裝置100與佈局圖像之對位。
其次，參照圖21對半導體裝置檢查設備1進行之半導體裝置檢查方法之處理進行說明。圖21係顯示半導體裝置檢查設備1進行之半導體裝置檢查方法之處理之流程圖。於各處理之說明中，一併說明監視器30中之畫面影像之一例(圖22～圖30)。
如圖21所示，最初，讀入第1個樣本之半導體裝置100之圖像並將其顯示於監視器30(參照圖22)，基於半導體裝置100之座標系統與佈局圖像之座標系統進行座標系之鎖定(步驟S1)。另，於圖22所示之例中，半導體裝置100之圖像顯示於用以解析波形之GUI(Graphical User Interface：圖形使用者介面)內，但亦可不讀入至GUI內而顯示於既存之各窗口而設定探測位置等。其次，對半導體裝置100之解析區域進行存取(步驟S2)，選擇適當之透鏡(步驟S3)。其次，於控制裝置20設定波形取得條件(步驟S4)。
其次，以對象驅動元件(或對象驅動元件組)成為探測點pp(參照圖23)之方式設定(步驟S5)。關於探測點pp之設定等之各處理，如圖23所示，藉由分別按下設定按鈕(例如「探測點設定」按鈕)而執行。另，於圖23中，雖顯示接近佈局圖案之圖像，但實際上亦可顯示LSM(Laser Scanning Microscopy：雷射掃描顯微術)圖像。
其次，以包圍探測點pp之方式設定網格點gr(參照圖24)(步驟S6)。於監視器30中，亦可藉由按下「網格設定」按鈕，而顯示輸入網格點之X間距及Y間距之彈窗。該情形之輸入值可自預先記憶之複數個數值中選擇，亦可為由使用者任意輸入之值。又，縱軸之網格數亦可由使用者輸入。於此情形時，圖24右側之波形顯示數(列數)可根據網格數而變化。於圖24所示之例中，因網格數為9個，故波形顯示數(列數)設為9個。
其次，對半導體裝置100掃掠電壓圖案(測試圖案)(步驟S7)，進行偏移修正(步驟S8)。另，偏移修正亦可於與監視器30之波形顯示畫面不同之畫面中實施。
其次，根據來自各網格點gr之光，分別取得基於來自複數個驅動元件之信號之干擾波形，且分別將其顯示於監視器30之取得波形欄位(參照圖25)(步驟S9)。依序取得干擾波形。另，控制裝置20亦可對所取得之干擾波形(EPO波形)，進行利用深度學習等之雜訊去除濾波，藉此進行整形。上述步驟S8、步驟S9亦可就已設定之所有網格點重複實施。
其次，基於複數個干擾波形，依每一驅動元件分離波形信號(步驟S10)。分離出之各波形信號如圖26所示，顯示於監視器30中之分離波形欄位。監視器30中之分離波形之列數根據驅動元件之數量而變化。另，未必限定於在各網格點gr處可分離波形，亦可進行將網格間之任意部位之波形再構成之處理，而挑出干擾最少之部位。
接著，針對第2個樣本之半導體裝置，與第1個樣本同樣地取得干擾波形並顯示(參照圖27)，且基於干擾波形而分離波形信號(參照圖28)。於此情形時，可設為第1個樣本為不良樣本、第2個樣本為參考樣本，亦可設為第1個樣本為參考樣本、第2個樣本為不良樣本。如圖28所示，監視器30排列顯示分離後之波形信號與參考用之波形信號。
其次，藉由控制裝置20，就2個樣本之相同點比較波形，並依每點導出一致度，且將該一致度顯示於監視器30(參照圖29)。接著，考慮一致度進行波形解析(步驟S11)，特定異常發生部位(不良位置)。於圖29所示之例中，例如對於一致度為0.796之位置，將其特定為異常發生部位。
另，亦可取代上述之以2個樣本取得波形並相互對照之方式，而提供邏輯模擬波形作為參考波形(參照圖30)。即，監視器30亦可排列顯示分離後之波形信號與邏輯模擬。於此情形時，與以2個樣本取得波形之情形相比，可簡化處理。
其次，對第1實施形態之半導體裝置檢查設備1及半導體裝置檢查方法之作用效果進行說明。
本實施形態之半導體裝置檢查方法具備以下步驟：根據來自包含半導體裝置100中之複數個驅動元件之第1光射束點之光，取得基於來自複數個驅動元件之信號之第1干擾波形的步驟；根據來自區域與第1光射束點之一部分重疊並包含複數個驅動元件之第2光射束點之光，取得基於來自複數個驅動元件之信號之第2干擾波形的步驟；及基於第1及第2干擾波形，依第1及第2點內之每一驅動元件分離波形信號的步驟。
於此種半導體裝置檢查方法中，取得基於來自包含複數個驅動元件之第1光射束點之光之第1干擾波形、與基於來自區域與第1光射束點之一部分重疊並包含複數個驅動元件之第2光射束點之光的第2干擾波形，並基於第1及第2干擾波形，依第1及第2光射束點內之每一驅動元件分離波形信號。例如，可藉由取得區域彼此重疊之光射束點各者之干擾波形之時間變化，推定與干擾波形之光射束點所含之複數個驅動元件之位置對應的影響度(各個干擾波形中之各驅動元件之信號之參與狀況)。可藉由考慮對應於複數個驅動元件之位置之影響度，而自干擾波形適當分離光射束點內之各驅動元件之波形信號。如此，藉由自干擾波形適當分離各驅動元件之波形信號(本來之波形)，可基於分離後之驅動元件之波形信號，高精度地進行半導體裝置檢查。
上述半導體裝置檢查方法具備排列顯示分離後之波形信號、與參考用之半導體裝置之波形信號或藉由邏輯模擬產生之波形信號之步驟。藉此，檢查半導體裝置100時，可容易理解地對使用者顯示與參考樣本(參考用之半導體裝置之波形信號或藉由邏輯模擬產生之波形信號)之差異。據此，可更高精度地進行半導體裝置檢查。
上述半導體裝置檢查方法進而具備比較分離後之波形信號、與參考用之半導體裝置之波形信號或藉由邏輯模擬產生之波形信號的步驟。藉此，於檢查半導體裝置100時，可特定與參考樣本(參考用之半導體裝置之波形信號或藉由邏輯模擬產生之波形信號)之差異。據此，可更高精度地進行半導體裝置檢查。
上述半導體裝置檢查方法進而具備基於分離後之波形信號、與藉由邏輯模擬產生之波形信號之比較結果，進行半導體裝置100、與半導體裝置100之佈局圖像之對位的步驟。藉此，基於波形信號之相似度進行上述對位，對位後，可基於佈局圖像更高精度地進行半導體裝置檢查(特定故障位置等)。
上述半導體裝置檢查方法進而具備基於分離後之波形信號，特定第1及第2光射束點內之各驅動元件之位置，並基於特定出之各驅動元件之位置，進行半導體裝置100、與半導體裝置100之佈局圖像之對位的步驟。藉由基於驅動元件之位置進行對位，與比較波形信號之情形等相比，可更容易地進行上述對位，對位後，可基於佈局圖像更高精度地進行半導體裝置檢查(特定故障位置等)。
於上述半導體裝置檢查方法中，第1光射束點之中心與第2光射束點之中心之分開距離為構成驅動元件之閘極間之分開距離的4倍以下。藉此，可將與來自第1光射束點之光對應之波形及與來自第2光射束點之光對應之波形適當地設為干擾波形(基於來自複數個驅動元件之信號之第1干擾波形、及基於來自複數個驅動元件之信號之第2干擾波形)。
上述半導體裝置檢查方法進而具備對第1及第2干擾波形進行雜訊去除濾波之步驟。例如可藉由利用深度學習等去除雜訊，並基於去除雜訊後之干擾波形，適當地進行波形信號之分離。
上述半導體裝置檢查方法進而具備基於第1及第2干擾波形，再構成第1及第2點內之任意位置之波形信號之步驟。藉此，不僅取得驅動元件之波形信號(自干擾波形分離出之波形信號)，亦可基於分離出之波形信號取得任意位置之波形信號。
上述半導體裝置檢查方法進而具備以下步驟：對第1及第2光射束點照射光的步驟；及檢測相對於照射至第1光射束點之光之反射光即來自第1光射束點之光、及相對於照射至第2光射束點之光之反射光即來自第2光射束點之光的步驟。藉此，根據反射光，使用例如EOP等光探測技術，可高精度地進行半導體裝置檢查。
[第2實施形態] 其次，對本發明之第2實施形態進行說明。於第2實施形態中，主要就與第1實施形態不同之點進行說明。
於第2實施形態中，半導體裝置檢查設備1藉由時間分解發光解析(TREM：Time Resolved Emission Microscopy，時間解析發射顯微術)檢查半導體裝置100。TREM係藉由使半導體裝置100動作而檢測閘極通過中間電位之電晶體之接通斷開或斷開接通轉變時之發光，並基於發光之檢測時序進行解析之方法。發光於對半導體裝置100之閘極100a掃掠電壓圖案(動作脈衝信號)，且電壓通過中間電位時產生。本實施形態之半導體裝置檢查設備1具有超導奈米線單光子檢波器(SSPD：Super conducting nanowire Single Photon Detector)等高感度之檢測器作為光檢測器16。且，於半導體裝置檢查設備1中，光源11將激發光照射至半導體裝置100，並由光檢測器16檢測對應於該激發光之來自半導體裝置100之發光(螢光)。
圖31係顯示光檢測點DS之設定例之圖。當前，如圖31所示，以彼此之區域之一部分重疊之方式，設定光檢測點DS101、DS102、DS103、DS104、DS105。且，光檢測點DS101跨及以「元件a」「元件b」「元件c」所示之驅動元件150，光檢測點DS102跨及以「元件a」「元件b」「元件c」「元件d」所示之驅動元件150，光檢測點DS103及以跨「元件a」「元件b」「元件c」「元件d」所示之驅動元件150，光檢測點DS104跨及以「元件a」「元件b」「元件c」「元件d」所示之驅動元件150，光檢測點DS105跨及以「元件b」「元件c」「元件d」所示之驅動元件150。
根據來自光檢測點101之發光取得之干擾波形，基於其之位置關係，「元件a」之影響最大，「元件b」及「元件c」之影響為相同程度。根據來自光檢測點102之發光取得之干擾波形，基於其之位置關係，「元件b」之影響最大，「元件a」及「元件d」之影響次之，「元件c」之影響最小。根據來自光檢測點103之發光取得之干擾波形，基於其之位置關係，「元件b」及「元件c」之影響最大，「元件a」及「元件d」之影響為相同程度。根據來自光檢測點104之發光取得之干擾波形，基於其之位置關係，「元件c」之影響最大，「元件a」及「元件d」之影響次之，「元件b」之影響最小。根據來自光檢測點105之發光取得之干擾波形，基於其之位置關係，「元件d」之影響最大，「元件b」及「元件c」之影響為相同程度。
此處，各驅動元件150(「元件a」「元件b」「元件c」「元件d」)因其等之位置或電路構成，動作脈衝信號到達之時序(即動作時序。動作時脈)不同。圖32係說明各驅動元件150之動作時序之圖。圖32(a)～(d)係顯示各驅動元件150之波形(上側)及發光波形(下側)。又，於圖32(a)～(d)中，虛線表示動作脈衝信號之基本時脈。如圖32(a)所示「元件a」早於基本時脈(虛線)被檢測出發光。又，如圖32(b)、(c)所示，「元件b」「元件c」於與基本時脈相同之時序被檢測出發光。又，如圖32(d)所示，「元件d」遲於基本時脈被檢測出發光。本實施形態之半導體裝置檢查設備1係著眼於此種每一驅動元件150之動作時序之差異，而自干擾波形分離各驅動元件150之波形信號者。即，於第2實施形態之半導體裝置檢查設備1中，控制裝置20構成為執行取得干擾波形，且基於干擾波形之複數個驅動元件之動作時序，自干擾波形分離各驅動元件之波形信號。
圖33係顯示干擾波形所含之各發光波形之圖。如圖33(a)所示，BS101之干擾波形中包含有動作時序較早之「元件a」之發光波形(以下，記載為早時序之發光波形EWa)、與動作時序普通之「元件b」及「元件c」之發光波形(以下，記載為中時序之發光波形EWb、EWc)。又，如圖33(b)所示，BS102之干擾波形中包含有早時序之發光波形EWa、中時序之發光波形EWb、EWc、及動作時序較遲之「元件d」之發光波形(以下，記載為遲時序之發光波形EWd)。如圖33(c)所示，BS103之干擾波形中包含有早時序之發光波形EWa、中時序之發光波形EWb、EWc、及遲時序之發光波形EWd。如圖33(d)所示，BS104之干擾波形中包含有早時序之發光波形EWa、中時序之發光波形EWb、EWc、及遲時序之發光波形EWd。如圖33(e)所示，BS105之干擾波形中包含有中時序之發光波形EWb、EWc、與遲時序之發光波形EWd。
圖34係說明基於信號時序之分離波形信號之圖。圖34(a)係說明自BS101之干擾波形分離波形信號之處理之圖。如圖34(a)所示，控制裝置20基於信號時序，自BS101之干擾波形分離早時序之發光波形EWa與中時序之發光波形EWb、EWc。圖34(b)係說明自BS102之干擾波形分離波形信號之處理之圖。如圖34(b)所示，控制裝置20基於信號時序，自BS102之干擾波形分離早時序之發光波形EWa、中時序之發光波形EWb、EWc及遲時序之發光波形EWd。圖34(c)係說明自BS103之干擾波形分離波形信號之處理之圖。如圖34(c)所示，控制裝置20基於信號時序，自BS103之干擾波形分離早時序之發光波形EWa、中時序之發光波形EWb、EWc及遲時序之發光波形EWd。圖34(d)係說明自BS104之干擾波形分離波形信號之處理之圖。如圖34(d)所示，控制裝置20基於信號時序，自BS104之干擾波形分離早時序之發光波形EWa、中時序之發光波形EWb、EWc及遲時序之發光波形EWd。圖34(e)係說明自BS105之干擾波形分離波形信號之處理之圖。如圖34(e)所示，控制裝置20基於信號時序，自BS105之干擾波形分離中時序之發光波形EWb、EWc與遲時序之發光波形EWd。
此處，早時序之發光波形EWa中僅包含「元件a」之發光波形。因此，可基於早時序之發光波形EWa，獲得以「元件a」所示之驅動元件150之波形信號。控制裝置20基於「元件a」為代表之信號，即自BS101之干擾波形分離出之早時序之發光波形EWa(參照圖34(a))，再構成以「元件a」所示之驅動元件150之波形信號(參照圖35(a))。又，遲時序之發光波形EWd中僅包含「元件d」之發光波形。因此，可基於遲時序之發光波形EWd，獲得以「元件d」所示之驅動元件150之波形信號。控制裝置20基於「元件d」為代表之信號，即基於自BS105之干擾波形分離出之遲時序之發光波形(參照圖34(e))，再構成以「元件d」所示之驅動元件150之波形信號(參照圖35(d))。
另一方面，中時序之發光波形中包含「元件b」及「元件c」之發光波形之兩者。因此，難以僅根據信號時序，獲得「元件b」及「元件c」各者之個別之發光波形。控制裝置20藉由第1實施形態中說明之方法(考慮信號之位置依存之波形信號之分離)，可再構成「元件b」及「元件c」之波形信號。即，控制裝置20藉由使用第1實施形態中說明之方法，再構成以「元件b」所示之驅動元件150之波形信號(參照圖35(b))，且再構成以「元件c」所示之驅動元件150之波形信號(參照圖35(c))。如此，第2實施形態之半導體裝置檢查方法之處理可先於第1實施形態之半導體裝置檢查方法之處理而進行。即，第1實施形態中說明之半導體裝置檢查方法之各處理可接續第2實施形態之半導體檢查方法(與第2實施形態之半導體裝置檢查方法同時)而執行。
其次，對第2實施形態之半導體裝置檢查設備1及半導體裝置檢查方法之作用效果進行說明。
本實施形態之半導體裝置檢查方法具備以下步驟：根據來自包含半導體裝置100中之複數個驅動元件之第1光檢測點之光，取得基於來自複數個驅動元件之信號之第1干擾波形的步驟；及基於複數個驅動元件之動作時序，自第1干擾波形依每一驅動元件分離波形信號的步驟。於本實施形態之半導體裝置檢查方法中，取得基於來自包含複數個驅動元件之第1光檢測點之光之第1干擾波形，並基於複數個驅動元件之動作時序，自第1干擾波形依每一驅動元件分離波形信號。半導體裝置100所含之複數個驅動元件之對應於動作脈衝信號之動作時序互不相同。因此，藉由考慮第1干擾波形所含之來自複數個驅動元件之信號之時序(動作時序)，可自第1干擾波形適當地分離各驅動元件之波形信號。如此，藉由自干擾波形適當分離各驅動元件之波形信號(本來之波形)，可基於分離後之驅動元件之波形信號，高精度地進行半導體裝置檢查。
上述半導體裝置檢查方法亦可具備以下步驟：檢測第1光檢測點中來自半導體裝置100之發光即來自第1光檢測點之光、及第2光檢測點中來自半導體裝置100之發光即來自第2光檢測點之光的步驟。藉此，根據來自半導體裝置100之發光，可使用例如時間分解發光解析等技術，適當進行基於上述之動作時序之波形信號之分離，而高精度地進行半導體裝置檢查。
1:半導體裝置檢查設備 11:光源(光產生部) 12:導光透鏡 13:光分支光學系統 14:對物透鏡 15:聚光透鏡 16:光檢測器 20:控制裝置(解析部) 30:監視器(顯示部) 50:暗箱 100:半導體裝置 100a:閘極 150:驅動元件 150a:驅動元件 150b:驅動元件 150c:驅動元件 a～h:座標 A:驅動元件 B:驅動元件 BS:光射束點 BS1:光射束點 BS2:光射束點 BS3:光射束點 BS4:光射束點 BS5:光射束點 BS6:光射束點 BS7:光射束點 BS8:光射束點 BS9:光射束點 CA:波形 cp:中心點 DS101:光檢測點 DS102:光檢測點 DS103:光檢測點 DS104:光檢測點 DS105:光檢測點 EWa:發光波形 EWb:發光波形 EWc:發光波形 EWd:發光波形 gr:網格點 g1:網格點 g2:網格點 g3:網格點 g4:網格點 g5:網格點 g6:網格點 g7:網格點 I:網格點 II:網格點 III:網格點 Im2:影響度 Im3:影響度 IS:合算波形 Li:佈局圖像 Ov1:超過量 Ov2:超過量 Ov3:超過量 pp:探測點 rp:波形再構成點 rp1:位置 rp2:位置 rp3:位置 rp4:位置 rp5:位置 R1:波形 R2:波形 R3:波形 SR:波形 SRm:波形 S1:步驟 S2:步驟 S3:步驟 S4:步驟 S5:步驟 S6:步驟 S7:步驟 S8:步驟 S9:步驟 S10:步驟 S11:步驟 t:時刻 t1:時刻 t2:時刻 t3:時刻 X:方向 Y:方向
圖1係本發明之第1實施形態之半導體裝置檢查設備之構成圖。 圖2(a)～(c)係顯示裝置圖案與光射束點之關係之一例之圖。 圖3係說明干擾波形之圖。 圖4係顯示光射束點之設定例之圖。 圖5(a)、(b)係對各光射束點中之干擾波形進行說明之圖。 圖6(a)、(b)係說明異常發生部位之特定方法之概要之圖。 圖7係顯示比較不良樣本與參考樣本之干擾波形彼此時之各波形之一致度的圖。 圖8係顯示比較不良樣本與參考樣本之分離波形彼此時之各波形之一致度的圖。 圖9(a)～(c)係顯示就區域之一部分彼此重疊之3個光射束點各者之網格點取得之干擾波形之時間變化。 圖10(a)～(c)係表現包含圖9所示之網格點之各網格點之波高之時間變化之圖。 圖11係顯示再現圖10(c)所示之時刻：t3之各網格點之波高之信號分佈的圖。 圖12係說明根據干擾波形之時間變化推定驅動元件之位置之處理之圖。 圖13(a)～(c)係顯示就各時刻再現之干擾波形之波高曲面之圖。 圖14(a)～(d)係對驅動元件之位置分佈進行說明之圖。 圖15(a)、(b)係說明依每一驅動元件分離波形信號之處理之圖。 圖16(a)～(e)係說明波形信號之分離處理之圖。 圖17(a)～(e)係說明波形信號之分離處理之圖。 圖18(a)～(d)係說明波形信號之分離處理之圖。 圖19係說明考慮於任意位置再構成之波形信號而特定異常發生部位之處理的圖。 圖20(a)～(e)係就半導體裝置與佈局圖像之對位進行說明之圖。 圖21係顯示半導體裝置檢查設備進行之半導體裝置檢查方法之處理之流程圖。 圖22係監視器中之畫面影像之一例。 圖23係監視器中之畫面影像之一例。 圖24係監視器中之畫面影像之一例。 圖25係監視器中之畫面影像之一例。 圖26係監視器中之畫面影像之一例。 圖27係監視器中之畫面影像之一例。 圖28係監視器中之畫面影像之一例。 圖30係監視器中之畫面影像之一例。 圖31係顯示光射束點之設定例之圖。 圖32(a)～(d)係說明各驅動元件之動作時序之圖。 圖33(a)～(e)係顯示干擾波形所含之各發光波形之圖。 圖34(a)～(e)係說明基於信號之時序之波形信號之分離之圖。 圖35(a)～(d)係顯示再構成之波形信號之圖。
1:半導體裝置檢查設備
11:光源(光產生部)
12:導光透鏡
13:光分支光學系統
14:對物透鏡
15:聚光透鏡
16:光檢測器
20:控制裝置(解析部)
30:監視器(顯示部)
50:暗箱
100:半導體裝置
100a:閘極

Claims (20)

  1. 一種半導體裝置檢查方法，其具備以下步驟： 根據來自半導體裝置中之包含複數個驅動元件之第1點之光，取得基於來自複數個驅動元件之信號之第1干擾波形；及 基於複數個驅動元件之動作時序，自上述第1干擾波形依每一驅動元件分離波形信號。
  2. 如請求項1之半導體裝置檢查方法，其進而具備：排列顯示分離後之上述波形信號、與參考用之半導體裝置之波形信號或藉由邏輯模擬產生之波形信號的步驟。
  3. 如請求項2之半導體裝置檢查方法，其進而具備：比較分離後之上述波形信號、與參考用之半導體裝置之波形信號或藉由邏輯模擬產生之波形信號的步驟。
  4. 如請求項3之半導體裝置檢查方法，其進而具備：基於分離後之上述波形信號、與藉由邏輯模擬產生之波形信號之比較結果，進行上述半導體裝置、與上述半導體裝置之佈局圖像之對位的步驟。
  5. 如請求項1至4中任一項之半導體裝置檢查方法，其進而具備：基於分離後之上述波形信號特定上述第1點內之各驅動元件之位置，且基於特定出之各驅動元件之位置，進行上述半導體裝置、與上述半導體裝置之佈局圖像之對位的步驟。
  6. 如請求項1至5中任一項之半導體裝置檢查方法，其進而具備對上述第1干擾波形進行雜訊去除濾波之步驟。
  7. 如請求項1至6中任一項之半導體裝置檢查方法，其進而具備以下步驟：根據來自區域與上述第1點之一部分重疊並包含複數個驅動元件之第2點之光，取得基於來自複數個驅動元件之信號之第2干擾波形；及 基於上述第1及第2干擾波形，依上述第1及第2點內之每一驅動元件分離波形信號。
  8. 如請求項1至7中任一項之半導體裝置檢查方法，其進而具備：基於上述第1及第2干擾波形，再構成上述第1及第2點內之任意位置之波形信號之步驟。
  9. 如請求項1至8中任一項之半導體裝置檢查方法，其進而具備以下步驟：對上述第1點照射光；及 檢測相對於照射至上述第1點之光之反射光即來自上述第1點之光。
  10. 如請求項1至8中任一項之半導體裝置檢查方法，其進而具備檢測上述第1點中來自上述半導體裝置之發光即來自上述第1點之光之步驟。
  11. 一種半導體裝置檢查設備，其具備： 光檢測器，其檢測來自半導體裝置之光；及 解析部；且 上述解析部構成為執行： 根據上述光檢測器檢測出之光中、來自上述半導體裝置中之包含複數個驅動元件之第1點之光，取得基於來自複數個驅動元件之信號的第1干擾波形；及 基於複數個驅動元件之動作時序，自上述第1干擾波形依每一驅動元件分離波形信號。
  12. 如請求項11之半導體裝置檢查設備，其進而具備：顯示部，其排列顯示分離後之上述波形信號、與參考用之半導體裝置之波形信號或藉由邏輯模擬產生之波形信號。
  13. 如請求項12之半導體裝置檢查設備，其中上述解析部構成為進而執行：比較分離後之上述波形信號、與參考用之半導體裝置之波形信號或藉由邏輯模擬產生之波形信號。
  14. 如請求項13之半導體裝置檢查設備，其中上述解析部構成為進而執行：基於分離後之上述波形信號、與藉由邏輯模擬產生之波形信號之比較結果，進行上述半導體裝置、與上述半導體裝置之佈局圖像之對位。
  15. 如請求項11至14中任一項之半導體裝置檢查設備，其中上述解析部構成為進而執行：基於分離後之上述波形信號特定上述第1點內之各驅動元件之位置，且基於特定出之各驅動元件之位置，進行上述半導體裝置、與上述半導體裝置之佈局圖像之對位。
  16. 如請求項11至15中任一項之半導體裝置檢查設備，其中上述解析部構成為進而執行對上述第1干擾波形進行雜訊去除濾波。
  17. 如請求項11至16中任一項之半導體裝置檢查設備，其中 上述解析部構成為進而執行： 根據來自區域與上述第1點之一部分重疊並包含複數個驅動元件之第2點之光，取得基於來自複數個驅動元件之信號的第2干擾波形；及 基於上述第1及第2干擾波形，依上述第1及第2點內之每一驅動元件分離波形信號。
  18. 如請求項11至17中任一項之半導體裝置檢查設備，其中上述解析部構成為進而執行：基於上述第1及第2干擾波形，再構成上述第1及第2點內之任意位置之波形信號。
  19. 如請求項11至18中任一項之半導體裝置檢查設備，其進而具備：光產生部，其產生照射至上述第1點之光；且 上述光檢測器檢測相對於照射至上述第1點之光之反射光即來自上述第1點之光。
  20. 如請求項11至18中任一項之半導體裝置檢查設備，其中上述光檢測器檢測上述第1點中來自上述半導體裝置之發光即來自上述第1點之光。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020241083A1 (ja) * 2019-05-31 2020-12-03 浜松ホトニクス株式会社 半導体デバイス検査方法及び半導体デバイス検査装置
KR102708172B1 (ko) * 2022-04-06 2024-09-20 동국대학교 산학협력단 반도체 소자의 분석 방법 및 이를 위한 분석 장치
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Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7733100B2 (en) * 2005-08-26 2010-06-08 Dcg Systems, Inc. System and method for modulation mapping
US7502104B2 (en) 2006-08-10 2009-03-10 Kla-Tencor Corporation Probe beam profile modulated optical reflectance system and methods
SG10201401887YA (en) * 2009-05-01 2014-06-27 Dcg Systems Inc Systems and method for laser voltage imaging state mapping
US9581642B2 (en) * 2010-05-12 2017-02-28 International Business Machines Corporation Method and system for quickly identifying circuit components in an emission image
SG10201604835TA (en) * 2013-02-01 2016-07-28 Hamamatsu Photonics Kk Semiconductor device inspection device and semiconductor device inspection method
JP2018072290A (ja) 2016-11-04 2018-05-10 ルネサスエレクトロニクス株式会社 故障箇所特定装置および故障箇所特定方法
US11579184B2 (en) * 2017-11-27 2023-02-14 Hamamatsu Photonics K.K. Analysis method, analysis device, analysis program, and recording medium for recording analysis program
WO2020241083A1 (ja) 2019-05-31 2020-12-03 浜松ホトニクス株式会社 半導体デバイス検査方法及び半導体デバイス検査装置
KR20220031996A (ko) 2019-07-10 2022-03-15 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤 반도체 디바이스 검사 방법 및 반도체 디바이스 검사 장치

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