JP2015145883A5

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Publication number: JP2015145883A5
Application number: JP2015094299A
Authority: JP
Filing date: 2015-05-01
Publication date: 2017-01-26
Anticipated expiration: 2034-01-30

Description

本発明の一側面に係る半導体デバイス検査装置は、被検査デバイスである半導体デバイスに照射される光を発生する光発生部と、半導体デバイスを駆動させるテスト信号を半導体デバイスに印加するテスト信号印加部と、光が半導体デバイスに照射されたときに半導体デバイスで反射された反射光を検出し、検出信号を出力する光検出部と、検出信号が入力され、検出信号の位相情報である第１の位相情報を計測する第１のアナライザと、所定の周波数のリファレンス信号を生成するリファレンス信号生成部と、リファレンス信号が入力され、リファレンス信号の位相情報である第２の位相情報を計測する第２のアナライザと、第１の位相情報及び第２の位相情報に基づいて、所定の周波数における検出信号の位相情報を導出する解析部と、を備え、第１のアナライザは、第１のアナライザを動作させる基準信号の周波数に対する第１の位相情報を計測する。本発明の一側面に係る半導体デバイス検査装置では、第１のアナライザ及び第２のアナライザに電気的に接続され、タイムベース信号を生成し、タイムベース信号を第１のアナライザ及び第２のアナライザに対してそれぞれ入力する同期部を更に備えていてもよい。本発明の一側面に係る半導体デバイス検査装置では、第１のアナライザの基準信号の周波数と位相と、第２のアナライザの基準信号の周波数と位相とが同期していてもよい。本発明の一側面に係る半導体デバイス検査装置では、第１のアナライザと第２のアナライザは１台のアナライザで構成されていてもよい。本発明の一側面に係る半導体デバイス検査装置は、被検査デバイスである半導体デバイスに照射される光を発生する光発生部と、半導体デバイスを駆動させるテスト信号を半導体デバイスに印加するテスト信号印加部と、光が半導体デバイスに照射されたときに半導体デバイスで反射された反射光を検出し、検出信号を出力する光検出部と、検出信号を含む第１の信号が入力される第１のアナライザと、所定の周波数のリファレンス信号を生成するリファレンス信号生成部と、リファレンス信号を含む第２の信号が入力される第２のアナライザと、を備える。本発明の一側面に係る半導体デバイス検査装置では、第２のアナライザは第２の信号に基づいて位相情報を求めてもよい。本発明の一側面に係る半導体デバイス検査装置では、第１のアナライザは第１の信号に基づいて強度情報を計測してもよい。

この半導体デバイス検査装置では、第１のアナライザにおいて、基準信号の周波数に対する、検出信号の位相情報（第１の位相情報）が計測される。また、第２のアナライザにおいて、基準信号の周波数に対する、所定の周波数のリファレンス信号の位相情報（第２の位相情報）が計測される。そして、第１の位相情報と第２の位相情報との位相差から、所定の周波数における検出信号の位相情報が導出される。よって、リファレンス信号の所定の周波数を計測したい周波数とすることにより、計測したい周波数における検出信号の位相情報を導出することができる。ここで、第１のアナライザの基準信号の周波数とその位相と、第２のアナライザの基準信号の周波数とその位相とは、同期している。このことにより、各アナライザの動作に起因する位相差が重畳されることが防止されるため、第１の位相情報と第２の位相情報との位相差、すなわち、検出信号の位相情報とリファレンス信号の位相情報との位相差を精度良く導出することができる。なお、基準信号の周波数の同期とは、同じ周波数であることを含み、また、位相の同期とは、基準信号同士の位相差が０である状態もしくは特定の位相差で固定されており、補正によりこれを０にすることができる状態でることを含む。以上より、この半導体デバイス装置によれば、計測したい周波数における検出信号の位相情報を精度良く求めることができ、その結果、半導体デバイスの検査を精度良く実施することができる。

本発明の一側面に係る半導体デバイス検査装置では、第１のアナライザの基準信号の周波数、及び、第２のアナライザの基準信号の周波数は、ともに上述した所定の周波数であってもよい。基準信号の周波数を所定の周波数とすることで、所定の周波数、すなわち、計測したい周波数における検出信号の振幅（強度）及び位相を同時に計測することができる。

本発明の一側面に係る半導体デバイス検査装置では、第１のアナライザ及び第２のアナライザに電気的に接続され、第１のアナライザの基準信号の周波数とその位相と第２のアナライザの基準信号の周波数とその位相とを同期させる同期部を更に備えてもよい。同期部を備えることにより、各アナライザの動作に起因する位相差の重畳防止効果をより確実に奏することができる。

本発明の一側面に係る半導体デバイス検査装置では、第１のアナライザは、所定の周波数における検出信号の振幅情報を計測してもよい。リファレンス信号の所定の周波数を計測したい周波数とすることにより、計測したい周波数における検出信号の振幅情報を導出することができる。

本発明の一側面に係る半導体デバイス検査装置では、光発生部が発生した光を受けて、半導体デバイスの所定の照射位置に光を走査する光走査部と、光走査部により光が走査された照射位置、及び、第１のアナライザにより計測された所定の周波数における検出信号の振幅情報に基づいて、所定の周波数における振幅画像を生成する画像生成部と、を更に備えてもよい。光走査部による照射位置、及び、第１のアナライザにより計測された所定の周波数における検出信号の振幅情報に基づいて、所定の周波数における振幅画像を生成することで、所定の周波数で駆動する半導体デバイスの振幅状態を観察することができる。なお、照射位置（例えば直交するｘ軸及びｙ軸における位置）を考慮して振幅画像を生成することで、所定の周波数における検出信号の振幅を、照射位置毎に、２次元マッピング等を行って観察することができる。

本発明の一側面に係る半導体デバイス検査装置では、光発生部が発生した光を受けて、半導体デバイスの所定の照射位置に光を走査する光走査部と、光走査部により光が走査された照射位置、解析部により導出された所定の周波数における検出信号の位相情報、及び、第１のアナライザにより計測された所定の周波数における検出信号の振幅情報に基づいて、所定の周波数における同相成分及び直交位相成分に係る画像を生成する画像生成部と、を更に備えてもよい。光走査部による照射位置、解析部により導出された所定の周波数における検出信号の位相情報、及び、第１のアナライザにより計測された所定の周波数における検出信号の振幅情報に基づいて、所定の周波数における同相成分及び直交位相成分に係る画像を生成することで、所定の周波数で駆動する半導体デバイスの同相成分及び直交位相成分の状態を観察することができる。なお、照射位置（例えば直交するｘ軸及びｙ軸における位置）を考慮して同相成分及び直交位相成分に係る画像を生成することで、所定の周波数における検出信号の同相成分及び直交位相成分を、照射位置毎に、２次元マッピング等を行って観察することができる。

本発明の一側面に係る半導体デバイス検査方法は、被検査デバイスである半導体デバイスに光を照射するステップと、半導体デバイスにテスト信号を印加するステップと、光が前記半導体デバイスに照射されたときに半導体デバイスで反射された反射光を検出し、検出信号を出力するステップと、第１のアナライザを動作させる基準信号の周波数に対する、検出信号の位相情報である第１の位相情報を計測するステップと、第２のアナライザを動作させる基準信号の周波数に対する、所定の周波数のリファレンス信号の位相情報である第２の位相情報を計測するステップと、第１の位相情報及び第２の位相情報に基づいて、所定の周波数における検出信号の位相情報を導出するステップと、を含む。本発明の一側面に係る半導体デバイス検査方法では、タイムベース信号を生成し、タイムベース信号を第１のアナライザ及び第２のアナライザに対してそれぞれ入力するステップを更に含んでいてもよい。本発明の一側面に係る半導体デバイス検査方法では、第１のアナライザの基準信号の周波数と位相と、第２のアナライザの基準信号の周波数と位相とが同期していてもよい。本発明の一側面に係る半導体デバイス検査方法は、被検査デバイスである半導体デバイスに光を所定の照射位置に走査するステップと、半導体デバイスにテスト信号を印加するステップと、光が半導体デバイスに照射されたときに半導体デバイスで反射された反射光を検出し、検出信号を出力するステップと、少なくとも検出信号を含む第１の信号を第１のアナライザに入力するステップと、所定の周波数のリファレンス信号を生成するステップと、少なくともリファレンス信号を含む第２の信号を第２のアナライザに入力するステップと、を含む。本発明の一側面に係る半導体デバイス検査方法では、第２の信号に基づいて位相情報を求めるステップを更に含んでいてもよい。本発明の一側面に係る半導体デバイス検査方法では、第１の信号に基づいて強度情報を計測するステップを更に含んでいてもよい。

本発明の一側面に係る半導体デバイス検査方法では、第１のアナライザの基準信号の周波数、及び、第２のアナライザの基準信号の周波数は、ともに上述した所定の周波数であってもよい。

本発明の一側面に係る半導体デバイス検査方法では、第１のアナライザが、上述した所定の周波数における検出信号の振幅情報を計測するステップを更に含んでもよい。

Claims

被検査デバイスである半導体デバイスに照射される光を発生する光発生部と、
前記半導体デバイスを駆動させるテスト信号を前記半導体デバイスに印加するテスト信号印加部と、
前記光が前記半導体デバイスに照射されたときに前記半導体デバイスで反射された反射光を検出し、検出信号を出力する光検出部と、
前記検出信号が入力され、前記検出信号の位相情報である第１の位相情報を計測する第１のアナライザと、
所定の周波数のリファレンス信号を生成するリファレンス信号生成部と、
前記リファレンス信号が入力され、前記リファレンス信号の位相情報である第２の位相情報を計測する第２のアナライザと、
前記第１の位相情報及び前記第２の位相情報に基づいて、前記所定の周波数における前記検出信号の位相情報を導出する解析部と、を備え、
前記第１のアナライザは、前記第１のアナライザを動作させる基準信号の周波数に対する前記第１の位相情報を計測し、
前記第２のアナライザは、前記第２のアナライザを動作させる基準信号の周波数に対する前記第２の位相情報を計測する、半導体デバイス検査装置。
前記第１のアナライザ及び前記第２のアナライザに電気的に接続され、タイムベース信号を生成し、前記タイムベース信号を前記第１のアナライザ及び前記第２のアナライザに対してそれぞれ入力する同期部を更に備える、請求項１記載の半導体デバイス検査装置。
前記第１のアナライザの基準信号の周波数と位相と、前記第２のアナライザの基準信号の周波数と位相とが同期している、請求項１記載の半導体デバイス検査装置。
前記第１のアナライザの基準信号の周波数、及び、前記第２のアナライザの基準信号の周波数は、ともに前記所定の周波数である、請求項１〜３のいずれか一項記載の半導体デバイス検査装置。
前記第１のアナライザ及び前記第２のアナライザに電気的に接続され、前記第１のアナライザの基準信号の周波数と位相と前記第２のアナライザの基準信号の周波数と位相とを同期させる同期部を更に備える、請求項１〜４のいずれか一項記載の半導体デバイス検査装置。
前記所定の周波数は、前記テスト信号の周波数のｎ倍の周波数であり、
前記ｎは正の整数である、請求項１〜５のいずれか一項記載の半導体デバイス検査装置。
前記光発生部が発生した前記光を受けて、前記半導体デバイスの所定の照射位置に前記光を走査する光走査部と、
前記光走査部により前記光が走査された前記照射位置、及び、前記解析部により導出された前記所定の周波数における前記検出信号の位相情報に基づいて、前記所定の周波数における位相画像を生成する画像生成部と、を更に備える、請求項１〜６のいずれか一項記載の半導体デバイス検査装置。
前記第１のアナライザは、前記所定の周波数における前記検出信号の振幅情報を計測する、請求項１〜７のいずれか一項記載の半導体デバイス検査装置。
前記光発生部が発生した前記光を受けて、前記半導体デバイスの所定の照射位置に前記光を走査する光走査部と、
前記光走査部により前記光が走査された前記照射位置、及び、前記第１のアナライザにより計測された前記所定の周波数における前記検出信号の振幅情報に基づいて、前記所定の周波数における振幅画像を生成する画像生成部と、を更に備える、請求項８記載の半導体デバイス検査装置。
前記光発生部が発生した前記光を受けて、前記半導体デバイスの所定の照射位置に前記光を走査する光走査部と、
前記光走査部により前記光が走査された前記照射位置、前記解析部により導出された前記所定の周波数における前記検出信号の位相情報、及び、前記第１のアナライザにより計測された前記所定の周波数における前記検出信号の振幅情報に基づいて、前記所定の周波数における同相成分及び直交位相成分に係る画像を生成する画像生成部と、を更に備える、請求項８又は９記載の半導体デバイス検査装置。
前記第１のアナライザと前記第２のアナライザは１台のアナライザで構成されている、請求項１記載の半導体デバイス検査装置。
被検査デバイスである半導体デバイスに光を照射するステップと、
前記半導体デバイスにテスト信号を印加するステップと、
前記光が前記半導体デバイスに照射されたときに前記半導体デバイスで反射された反射光を検出し、検出信号を出力するステップと、
第１のアナライザを動作させる基準信号の周波数に対する、前記検出信号の位相情報である第１の位相情報を計測するステップと、
所定の周波数のリファレンス信号を生成するステップと、
第２のアナライザを動作させる基準信号の周波数に対する、前記リファレンス信号の位相情報である第２の位相情報を計測するステップと、
前記第１の位相情報及び前記第２の位相情報に基づいて、前記所定の周波数における前記検出信号の位相情報を導出するステップと、を含む、半導体デバイス検査方法。
タイムベース信号を生成し、前記タイムベース信号を前記第１のアナライザ及び前記第２のアナライザに対してそれぞれ入力するステップを更に含む、請求項１２記載の半導体デバイス検査方法。
前記第１のアナライザの基準信号の周波数と位相と、前記第２のアナライザの基準信号の周波数と位相とが同期している、請求項１２記載の半導体デバイス検査方法。
前記第１のアナライザの基準信号の周波数、及び、前記第２のアナライザの基準信号の周波数は、ともに前記所定の周波数である、請求項１２〜１４のいずれか一項記載の半導体デバイス検査方法。
前記所定の周波数は、前記テスト信号の周波数のｎ倍の周波数であり、
前記ｎは正の整数である、請求項１２〜１５のいずれか一項記載の半導体デバイス検査方法。
前記半導体デバイスの所定の照射位置に前記光を走査するステップと、
前記光を走査するステップにおいて前記光が走査された前記照射位置、及び、前記検出信号の位相情報を導出するステップにおいて導出された前記所定の周波数における前記検出信号の位相情報に基づいて、前記所定の周波数における位相画像を生成するステップと、を更に含む、請求項１２〜１６のいずれか一項記載の半導体デバイス検査方法。
前記第１のアナライザが、前記所定の周波数における前記検出信号の振幅情報を計測するステップを更に含む、請求項１２〜１７のいずれか一項記載の半導体デバイス検査方法。
前記半導体デバイスの所定の照射位置に前記光を走査するステップと、
前記光を走査するステップにおいて前記光が走査された前記照射位置、及び、前記検出信号の振幅情報を計測するステップにおいて計測された前記所定の周波数における前記検出信号の振幅情報に基づいて、前記所定の周波数における振幅画像を生成するステップと、を更に含む、請求項１８記載の半導体デバイス検査方法。
前記半導体デバイスの所定の照射位置に前記光を走査するステップと、
前記光を走査するステップにおいて前記光が走査された前記照射位置、前記検出信号の位相情報を導出するステップにおいて導出された前記所定の周波数における前記検出信号の位相情報、及び、前記検出信号の振幅情報を計測するステップにおいて計測された前記所定の周波数における前記検出信号の振幅情報に基づいて、前記所定の周波数における同相成分及び直交位相成分に係る画像を生成するステップと、を更に含む、請求項１８又は１９記載の半導体デバイス検査方法。
被検査デバイスである半導体デバイスに照射される光を発生する光発生部と、
前記半導体デバイスを駆動させるテスト信号を前記半導体デバイスに印加するテスト信号印加部と、
前記光が前記半導体デバイスに照射されたときに前記半導体デバイスで反射された反射光を検出し、検出信号を出力する光検出部と、
前記検出信号を含む第１の信号が入力される第１のアナライザと、
所定の周波数のリファレンス信号を生成するリファレンス信号生成部と、
前記リファレンス信号を含む第２の信号が入力される第２のアナライザと、
を備える、半導体デバイス検査装置。
前記第２のアナライザは前記第２の信号に基づいて位相情報を求める、請求項２１記載の半導体デバイス検査装置。
前記第１のアナライザは第１の信号に基づいて強度情報を計測する、請求項２１又は２２記載の半導体デバイス検査装置。
被検査デバイスである半導体デバイスに光を所定の照射位置に走査するステップと、
前記半導体デバイスにテスト信号を印加するステップと、
前記光が前記半導体デバイスに照射されたときに前記半導体デバイスで反射された反射光を検出し、検出信号を出力するステップと、
少なくとも前記検出信号を含む第１の信号を第１のアナライザに入力するステップと、
所定の周波数のリファレンス信号を生成するステップと、
少なくともリファレンス信号を含む第２の信号を第２のアナライザに入力するステップと、を含む半導体デバイス検査方法。
前記第２の信号に基づいて位相情報を求めるステップを更に含む、請求項２４記載の半導体デバイス検査方法。
前記第１の信号に基づいて強度情報を計測するステップを更に含む、請求項２４又は２５記載の半導体デバイス検査方法。