JP3377101B2 - 集束イオンビームによる集積回路の動作解析方法とその装置 - Google Patents
集束イオンビームによる集積回路の動作解析方法とその装置Info
- Publication number
- JP3377101B2 JP3377101B2 JP32079391A JP32079391A JP3377101B2 JP 3377101 B2 JP3377101 B2 JP 3377101B2 JP 32079391 A JP32079391 A JP 32079391A JP 32079391 A JP32079391 A JP 32079391A JP 3377101 B2 JP3377101 B2 JP 3377101B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ion beam
- integrated circuit
- focused ion
- semiconductor integrated
- irradiation
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 title claims description 71
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 title claims description 9
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 39
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims description 22
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 claims 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 25
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 14
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- FQNHWXHRAUXLFU-UHFFFAOYSA-N carbon monoxide;tungsten Chemical group [W].[O+]#[C-].[O+]#[C-].[O+]#[C-].[O+]#[C-].[O+]#[C-].[O+]#[C-] FQNHWXHRAUXLFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
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
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
- G01R31/302—Contactless testing
- G01R31/303—Contactless testing of integrated circuits
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Tests Of Electronic Circuits (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は集束イオンビームを半導
体集積回路に照射し、その照射による二次電子を検出し
て、その半導体集積回路の動作を解析する方法に関する
ものである。
体集積回路に照射し、その照射による二次電子を検出し
て、その半導体集積回路の動作を解析する方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の集束イオンビームを半導体集積回
路に照射して、その照射による二次電子を検出して、集
積回路の動作を解析する方法は、特開昭６３−１４２８
２５号公報に示されるようなものがあった。この方法
は、半導体素子の所定の配線位置において、その配線上
に形成されているパッシベーション膜に集束イオンビー
ムを照射して、そのパッシベーション膜に穴を明け、所
定位置の配線を剥き出しにする。
路に照射して、その照射による二次電子を検出して、集
積回路の動作を解析する方法は、特開昭６３−１４２８
２５号公報に示されるようなものがあった。この方法
は、半導体素子の所定の配線位置において、その配線上
に形成されているパッシベーション膜に集束イオンビー
ムを照射して、そのパッシベーション膜に穴を明け、所
定位置の配線を剥き出しにする。
【０００３】次に、集束イオンビームを剥き出しになっ
た配線部分を含むより周辺領域に照射しながら集束イオ
ンビーム−ＣＶＤ法により、その周辺領域に金属電極を
形成する。そして、その金属電極に集束イオンビームを
照射して、その際に電極から放出される二次電子を検出
して、その電位波形測定することにより、半導体集積回
路の動作解析をしていた。
た配線部分を含むより周辺領域に照射しながら集束イオ
ンビーム−ＣＶＤ法により、その周辺領域に金属電極を
形成する。そして、その金属電極に集束イオンビームを
照射して、その際に電極から放出される二次電子を検出
して、その電位波形測定することにより、半導体集積回
路の動作解析をしていた。
【０００４】なお、集束イオンビームは、ある特定の領
域に照射するため走査している。また、集束イオンビー
ム−ＣＶＤ法とは、膜を形成したい部分に集束イオンビ
ームを走査させながら照射し、かつその部分に有機化合
物蒸気を吹きつける。このとき、その部分に吸着した有
機化合物が、集束イオンビームにより分解して膜を形成
するものである。通常、電極形成においては、有機化合
物蒸気としては、タングステンカルボニルが使用され、
ダングステンの金属電極が形成される。
域に照射するため走査している。また、集束イオンビー
ム−ＣＶＤ法とは、膜を形成したい部分に集束イオンビ
ームを走査させながら照射し、かつその部分に有機化合
物蒸気を吹きつける。このとき、その部分に吸着した有
機化合物が、集束イオンビームにより分解して膜を形成
するものである。通常、電極形成においては、有機化合
物蒸気としては、タングステンカルボニルが使用され、
ダングステンの金属電極が形成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のような
方法においては、集積回路の動作を解析する場合は、半
導体集積回路が故障した時の故障個所を同定し、原因を
診断したり、また、予期した動作と違った特性を示した
とき、その原因を追求する場合が多い。また、通常、動
作解析しようとする半導体集積回路は、絶縁膜であるパ
ッシベーション膜に覆われている。集束イオンビームの
照射による二次電子を検出して半導体集積回路の動作を
検出する際は、パッシベーション膜に穴を明けて、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、その電極に集束イオンビームを照射し
て、半導体集積回路の動作を解析していた。この場合、
不良個所を予め予想をたてて、その不良個所の位置また
はその近傍のパッシベーション膜に穴を明けてから集束
イオンビームの照射をおこない、半導体集積回路の動作
解析を行っていた。このため、測定個所に動作不良が検
出されなかった場合、新たに違った場所にパッシベーシ
ョン膜の穴明けを行い、再び動作確認作業をしなければ
ならなかった。つまり、試行錯誤的作業が必要であっ
た。
方法においては、集積回路の動作を解析する場合は、半
導体集積回路が故障した時の故障個所を同定し、原因を
診断したり、また、予期した動作と違った特性を示した
とき、その原因を追求する場合が多い。また、通常、動
作解析しようとする半導体集積回路は、絶縁膜であるパ
ッシベーション膜に覆われている。集束イオンビームの
照射による二次電子を検出して半導体集積回路の動作を
検出する際は、パッシベーション膜に穴を明けて、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、その電極に集束イオンビームを照射し
て、半導体集積回路の動作を解析していた。この場合、
不良個所を予め予想をたてて、その不良個所の位置また
はその近傍のパッシベーション膜に穴を明けてから集束
イオンビームの照射をおこない、半導体集積回路の動作
解析を行っていた。このため、測定個所に動作不良が検
出されなかった場合、新たに違った場所にパッシベーシ
ョン膜の穴明けを行い、再び動作確認作業をしなければ
ならなかった。つまり、試行錯誤的作業が必要であっ
た。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、パッシベーション膜に覆われた半導体集積
回路の動作解析する回路部分に外部から交流信号を印加
し、集束イオンビームを前記動作解析する回路部分を含
む特定範囲に走査させながら照射し、かつ前記半導体集
積回路に電子ビームを照射し、前記集束イオンビーム照
射により前記半導体集積回路から発生する二次電子を検
出し、前記検出された二次電子強度に基づき前記半導体
集積回路を画像表示することを特徴とする集束イオンビ
ームによる集積回路の動作解析方法及びその装置であり
ます。
に本発明は、パッシベーション膜に覆われた半導体集積
回路の動作解析する回路部分に外部から交流信号を印加
し、集束イオンビームを前記動作解析する回路部分を含
む特定範囲に走査させながら照射し、かつ前記半導体集
積回路に電子ビームを照射し、前記集束イオンビーム照
射により前記半導体集積回路から発生する二次電子を検
出し、前記検出された二次電子強度に基づき前記半導体
集積回路を画像表示することを特徴とする集束イオンビ
ームによる集積回路の動作解析方法及びその装置であり
ます。
【０００７】
【作用】半導体集積回路に負電位を印加した配線上の絶
縁膜であるパッシベーション膜は容量結合（誘電分極）
により、その配線の電圧をその表面に表す。つまり、そ
の表面には、負の電位を持つことになる。この部分に集
束イオンビームを照射して放出される二次電子は、表面
電位（負電位）により加速されて、二次電子検出器に検
出される。また、正電位を印加した配線上のパッシベー
ション膜の表面は、正の電位を持ち、この部分に集束イ
オンビームを照射して放出される二次電子は、表面電位
（正電位）により補足されて、二次電子は殆ど二次電子
検出器に検出されなくなる。これにより、半導体の配線
電位のコントラストを画像観察することができるもので
ある。
縁膜であるパッシベーション膜は容量結合（誘電分極）
により、その配線の電圧をその表面に表す。つまり、そ
の表面には、負の電位を持つことになる。この部分に集
束イオンビームを照射して放出される二次電子は、表面
電位（負電位）により加速されて、二次電子検出器に検
出される。また、正電位を印加した配線上のパッシベー
ション膜の表面は、正の電位を持ち、この部分に集束イ
オンビームを照射して放出される二次電子は、表面電位
（正電位）により補足されて、二次電子は殆ど二次電子
検出器に検出されなくなる。これにより、半導体の配線
電位のコントラストを画像観察することができるもので
ある。
【０００８】しかしながら、半導体集積回路の表面に形
成されているパッシベーション膜は絶縁膜であるため、
集束イオンビームの照射により、すぐに、チャージアッ
プ（正電位の帯電）を起こし、二次電子は表面に補足さ
れてしまい、二次電子検出器に殆ど二次電子は検出され
ない。つまり、集束イオンビーム照射にて動作解析をし
ようとする場所はすべてチャージアップしてしまい、配
線の電位の容量結合による分極の影響を殆ど表さなくな
り、半導体の配線電位のコントラストを画像観察するこ
とができなくなる。
成されているパッシベーション膜は絶縁膜であるため、
集束イオンビームの照射により、すぐに、チャージアッ
プ（正電位の帯電）を起こし、二次電子は表面に補足さ
れてしまい、二次電子検出器に殆ど二次電子は検出され
ない。つまり、集束イオンビーム照射にて動作解析をし
ようとする場所はすべてチャージアップしてしまい、配
線の電位の容量結合による分極の影響を殆ど表さなくな
り、半導体の配線電位のコントラストを画像観察するこ
とができなくなる。
【０００９】ここで、本発明の方法である半導体集積回
路の表面に電子ビームを照射すると、集束イオンビーム
照射により正の電位にチャージアップした個所は、一次
電子ビームまたは、一次電子ビーム照射による二次電子
を補足して、中和され、チャージアップは解消される。
従って、集束イオンビーム照射による二次電子のうち、
二次電子検出器に検出されるものは、パッシベーション
膜下に存在する配線の電位により、異なるものとなる。
つまり、半導体集積回路の配線の電位を、画像表示する
ことができるものである。
路の表面に電子ビームを照射すると、集束イオンビーム
照射により正の電位にチャージアップした個所は、一次
電子ビームまたは、一次電子ビーム照射による二次電子
を補足して、中和され、チャージアップは解消される。
従って、集束イオンビーム照射による二次電子のうち、
二次電子検出器に検出されるものは、パッシベーション
膜下に存在する配線の電位により、異なるものとなる。
つまり、半導体集積回路の配線の電位を、画像表示する
ことができるものである。
【００１０】更に、半導体集積回路に印加する電気信号
は、交流信号であるが、これは、直流信号を印加する
と、配線部分の電位により分極したパッシベーション膜
の表面電位が、集束イオンビーム照射、中和のための電
子ビーム照射およびそれらの二次電子により時間ととも
に中和されて、パッシベーション膜表面の電位コントラ
ストが消失するからである。
は、交流信号であるが、これは、直流信号を印加する
と、配線部分の電位により分極したパッシベーション膜
の表面電位が、集束イオンビーム照射、中和のための電
子ビーム照射およびそれらの二次電子により時間ととも
に中和されて、パッシベーション膜表面の電位コントラ
ストが消失するからである。
【００１１】従って、半導体集積回路に印加する電気信
号は、交流信号とする必要がある。
号は、交流信号とする必要がある。
【００１２】
【実施例】図１の集積回路の動作解析をする集束イオン
ビーム装置の概略断面図に従って本発明を説明する。イ
オン源である液体金属イオン源１は金属としてガリウム
（Ｇａ）を用い、Ｇａイオンビーム２を発生する。液体
金属イオン源１のイオンビーム２発生方向に中心にイオ
ンビーム２を通すための穴を設けている円板上のビーム
モニタ３が設けられている。ビームモニタ３は、イオン
ビーム２の光軸から大きく外れたものをカットすると同
時に、イオンビーム２の電流を検出するものである。ビ
ームモニタ３により得られたデータはイオン光学制御装
置４に送られ、液体金属イオン源１の出力を制御する。
ビームモニタ３の下には、コンデンサレンズ５が設けら
れている。このコンデンサレンズ５にも中心にイオンビ
ーム２を通過させるための孔が形成されており、イオン
ビーム２はこの孔を通過することにより集束される。コ
ンデンサレンズ５もイオン光学制御装置４により制御さ
れている。
ビーム装置の概略断面図に従って本発明を説明する。イ
オン源である液体金属イオン源１は金属としてガリウム
（Ｇａ）を用い、Ｇａイオンビーム２を発生する。液体
金属イオン源１のイオンビーム２発生方向に中心にイオ
ンビーム２を通すための穴を設けている円板上のビーム
モニタ３が設けられている。ビームモニタ３は、イオン
ビーム２の光軸から大きく外れたものをカットすると同
時に、イオンビーム２の電流を検出するものである。ビ
ームモニタ３により得られたデータはイオン光学制御装
置４に送られ、液体金属イオン源１の出力を制御する。
ビームモニタ３の下には、コンデンサレンズ５が設けら
れている。このコンデンサレンズ５にも中心にイオンビ
ーム２を通過させるための孔が形成されており、イオン
ビーム２はこの孔を通過することにより集束される。コ
ンデンサレンズ５もイオン光学制御装置４により制御さ
れている。
【００１３】コンデンサレンズ５を通過したイオンビー
ム２はつぎにあるブランカ６により、イオンビーム２の
オン・オフが行われる。ブランカ６は、イオンビーム２
を試料である半導体集積回路５１に照射したくないと
き、または、イオンビーム２を走査する際に、イオンビ
ーム２を別のラインに移るときに働かす、つまりオンす
る。ブランカ６は走査制御装置７により制御される。
ム２はつぎにあるブランカ６により、イオンビーム２の
オン・オフが行われる。ブランカ６は、イオンビーム２
を試料である半導体集積回路５１に照射したくないと
き、または、イオンビーム２を走査する際に、イオンビ
ーム２を別のラインに移るときに働かす、つまりオンす
る。ブランカ６は走査制御装置７により制御される。
【００１４】ブランカ６を通過したイオンビーム２は、
次にある対物レンズ８により更に集束され、集束イオン
ビーム５２になる。対物レンズ８もイオン光学制御装置
４により制御されている。更に、集束イオンビーム５２
は、次にある走査電極９により走査される。集束イオン
ビームの走査範囲や走査回数、時間は走査制御装置７に
より制御される。
次にある対物レンズ８により更に集束され、集束イオン
ビーム５２になる。対物レンズ８もイオン光学制御装置
４により制御されている。更に、集束イオンビーム５２
は、次にある走査電極９により走査される。集束イオン
ビームの走査範囲や走査回数、時間は走査制御装置７に
より制御される。
【００１５】上記のように、集束されかつ走査された集
束イオンビーム５２は試料５１の所望領域を照射する。
ここで、試料５１を照射する集束イオンビーム５２は２
つのレンズ５、８により１μｍ径以下に絞られている。
またイオンビーム２の加速電圧は１０〜５０ｋＶであ
り、本実施例では３０ｋＶを使用した。さらに、集束イ
オンビーム５２電流は数ｐＡ〜数ｎＡの範囲で設定でき
る。今回は１００ｐＡを使用した。
束イオンビーム５２は試料５１の所望領域を照射する。
ここで、試料５１を照射する集束イオンビーム５２は２
つのレンズ５、８により１μｍ径以下に絞られている。
またイオンビーム２の加速電圧は１０〜５０ｋＶであ
り、本実施例では３０ｋＶを使用した。さらに、集束イ
オンビーム５２電流は数ｐＡ〜数ｎＡの範囲で設定でき
る。今回は１００ｐＡを使用した。
【００１６】さらに、本装置には、試料５１に電子ビー
ム６０を照射するための電子ビーム照射装置５３が、試
料５１の近傍に備えられている。電子ビーム６０の加速
電圧、電流、ビーム径は、電子ビーム制御装置５４によ
り制御されている。電子ビーム６０は、試料５１に集束
イオンビーム５２を照射するときに、照射され、試料表
面を覆っているパシベーション膜が正電位にチャージア
ップするのを防止する。電子ビームの加速電圧は２ｋＶ
以下で、５００Ｖ程度が望ましい、２ｋＶ以上である
と、電子ビーム照射によるチャージアップが生じるため
である。本実施例では、４００Ｖを使用した。
ム６０を照射するための電子ビーム照射装置５３が、試
料５１の近傍に備えられている。電子ビーム６０の加速
電圧、電流、ビーム径は、電子ビーム制御装置５４によ
り制御されている。電子ビーム６０は、試料５１に集束
イオンビーム５２を照射するときに、照射され、試料表
面を覆っているパシベーション膜が正電位にチャージア
ップするのを防止する。電子ビームの加速電圧は２ｋＶ
以下で、５００Ｖ程度が望ましい、２ｋＶ以上である
と、電子ビーム照射によるチャージアップが生じるため
である。本実施例では、４００Ｖを使用した。
【００１７】試料５１は試料台５５に載置され、更に試
料台５５には試料台５５をＸＹＺ方向に移動させるため
の駆動装置５６が備えられている。更に試料台５５には
図２に示すような構成になっている。つまり、試料台５
５には、試料５１である半導体集積回路に交流信号を入
力するための、信号出力手段である電気信号出力端子が
設けられている。
料台５５には試料台５５をＸＹＺ方向に移動させるため
の駆動装置５６が備えられている。更に試料台５５には
図２に示すような構成になっている。つまり、試料台５
５には、試料５１である半導体集積回路に交流信号を入
力するための、信号出力手段である電気信号出力端子が
設けられている。
【００１８】本実施例では、半導体集積回路に設けてあ
るピン１０１に対応するソケット５６が電気信号出力端
子を構成しており、半導体集積回路に交流信号を出力す
る。なお、電気信号出力端子は、図２で示したソケット
５６に限定されるものではなく、プローブ等、何らかの
半導体集積回路のある特定の回路に交流電気信号を出力
するためのものであればよい。
るピン１０１に対応するソケット５６が電気信号出力端
子を構成しており、半導体集積回路に交流信号を出力す
る。なお、電気信号出力端子は、図２で示したソケット
５６に限定されるものではなく、プローブ等、何らかの
半導体集積回路のある特定の回路に交流電気信号を出力
するためのものであればよい。
【００１９】集束イオンビーム５２照射位置の近傍に、
その方向に窓を向けて、集束イオンビーム５２の照射に
より試料５１表面から発生する二次電子を検出するため
の二次電子検出器５７が設けられている。二次電子検出
器５７からの信号は増幅器５８により増幅され、表示装
置５９に入力される。また、表示装置５９は走査制御装
置７からの走査信号も入力しているため、二次電子検出
器５７からの信号は、走査制御装置７からの走査信号と
同期することにより、二次電子強度が画像表示される。
その方向に窓を向けて、集束イオンビーム５２の照射に
より試料５１表面から発生する二次電子を検出するため
の二次電子検出器５７が設けられている。二次電子検出
器５７からの信号は増幅器５８により増幅され、表示装
置５９に入力される。また、表示装置５９は走査制御装
置７からの走査信号も入力しているため、二次電子検出
器５７からの信号は、走査制御装置７からの走査信号と
同期することにより、二次電子強度が画像表示される。
【００２０】次に、動作不良を起こす試料５１を本発明
の方法にて動作解析する方法を説明する。試料５１は図
２に示すように、試料５１の表面に絶縁膜であるパッシ
ベーション膜１０２が形成されている。パッシベーショ
ン膜１０２の下には配線１０３が形成されており、その
配線１０３の一部に動作不良の原因である断線部分１０
４が存在している。ここで、図２に於いて、右側のピン
１０１に試料台５５のソケット５６から交流信号を入力
する。その交流信号は断線部分１０４にて遮断され、そ
の断線部分１０４の左側の配線には信号が伝わらない。
断線部分１０４から右側の配線１０３には、電圧が印加
されるため、印加が負の電位の場合は、その部分のパッ
シベーション膜１０２の表面は負の電位になる。ここ
で、断線部分１０４を含む領域を前述の集束イオンビー
ム５２を走査させながら照射すると同時に、電子ビーム
６０をも照射する。集束イオンビーム５２の照射による
二次電子は、断線部分１０４から右側の配線１０３のよ
うに、表面が負電位の場所では、同一極性のため、試料
５１に補足されることなく、逆に二次電子検出器５７方
向に加速されるため、二次電子が二次電子検出器に多く
検出される。また、断線部分１０４から左側の配線１０
３には電圧が断線により伝わらない。その部分のパッシ
ベーション膜１０２表面には配線の電位による電位の変
化はなく、集束イオンビーム照射により通常の絶縁膜の
二次電子が発生する。つまり、断線部分１０４から右側
の配線１０３部分より暗くなる。
の方法にて動作解析する方法を説明する。試料５１は図
２に示すように、試料５１の表面に絶縁膜であるパッシ
ベーション膜１０２が形成されている。パッシベーショ
ン膜１０２の下には配線１０３が形成されており、その
配線１０３の一部に動作不良の原因である断線部分１０
４が存在している。ここで、図２に於いて、右側のピン
１０１に試料台５５のソケット５６から交流信号を入力
する。その交流信号は断線部分１０４にて遮断され、そ
の断線部分１０４の左側の配線には信号が伝わらない。
断線部分１０４から右側の配線１０３には、電圧が印加
されるため、印加が負の電位の場合は、その部分のパッ
シベーション膜１０２の表面は負の電位になる。ここ
で、断線部分１０４を含む領域を前述の集束イオンビー
ム５２を走査させながら照射すると同時に、電子ビーム
６０をも照射する。集束イオンビーム５２の照射による
二次電子は、断線部分１０４から右側の配線１０３のよ
うに、表面が負電位の場所では、同一極性のため、試料
５１に補足されることなく、逆に二次電子検出器５７方
向に加速されるため、二次電子が二次電子検出器に多く
検出される。また、断線部分１０４から左側の配線１０
３には電圧が断線により伝わらない。その部分のパッシ
ベーション膜１０２表面には配線の電位による電位の変
化はなく、集束イオンビーム照射により通常の絶縁膜の
二次電子が発生する。つまり、断線部分１０４から右側
の配線１０３部分より暗くなる。
【００２１】逆に、断線部分１０４から右側の配線１０
３から正の電位を印加している場合は、逆に断線部分１
０４から右側の配線部分からの二次電子像は暗くなる。
これは、その部分の表面電位が誘電分極により正の電位
になり、二次電子はその電位により、表面に補足されて
しまうからである。以上のように、二次電子検出器５７
にて検出された二次電子は、増幅器５８により増幅さ
れ、走査制御装置７の走査信号にのせられ、表示装置５
９に画像表示される。つまり、配線１０３の画像は、断
線部分１０４を境に、画像のコントラストが現れる。そ
の境が、動作不良の原因である断線部分１０４であるこ
とが、表示装置５９の画像から分かる。
３から正の電位を印加している場合は、逆に断線部分１
０４から右側の配線部分からの二次電子像は暗くなる。
これは、その部分の表面電位が誘電分極により正の電位
になり、二次電子はその電位により、表面に補足されて
しまうからである。以上のように、二次電子検出器５７
にて検出された二次電子は、増幅器５８により増幅さ
れ、走査制御装置７の走査信号にのせられ、表示装置５
９に画像表示される。つまり、配線１０３の画像は、断
線部分１０４を境に、画像のコントラストが現れる。そ
の境が、動作不良の原因である断線部分１０４であるこ
とが、表示装置５９の画像から分かる。
【００２２】動作不良の場所が分かったら、次に、断線
部分１０４を縁にして集束イオンビームを或る範囲で繰
り返し走査して照射する。これにより、イオンスパッタ
リングにより照射部分を除去して、不良部分の断面加工
をして、かつ断面の観察をする。断面観察は、試料５１
を傾けて、加工した断線部分１０４の断面に、集束イオ
ンビーム５２を照射してその二次電子または二次イオン
を検出することにより行われる。
部分１０４を縁にして集束イオンビームを或る範囲で繰
り返し走査して照射する。これにより、イオンスパッタ
リングにより照射部分を除去して、不良部分の断面加工
をして、かつ断面の観察をする。断面観察は、試料５１
を傾けて、加工した断線部分１０４の断面に、集束イオ
ンビーム５２を照射してその二次電子または二次イオン
を検出することにより行われる。
【００２３】なお、パッシベーション膜１０２で覆われ
た半導体集積回路を集束イオンビーム５２を走査させな
がら照射して、その動作を解析する場合、電子ビーム６
０を照射することは、非常に重要である。絶縁性材料に
集束イオンビーム５２を照射すると、その照射により中
性粒子と、電子（負の電位）とイオン（正と負の電位の
ものがあるが、殆ど正の電位である）の二次荷電粒子そ
の他が材料から放出される。この二次荷電粒子は、電子
の方がはるかにに多く、従ってすぐに正の電位に帯電す
る。この正の帯電により、二次電子は補足され、二次電
子は殆ど二次電子検出器５７で検出されない。つまり、
表示装置５９に画像表示されなくなる。この帯電を中和
させるのが、電子ビーム５３であり、電子ビーム５３照
射は、集束イオンビーム５２照射領域でもよいし、集束
イオンビーム照射位置の近傍でもよい。その理由は、中
和は、電子ビーム５３照射による二次電子を採り込むこ
とにより達成されるためである。
た半導体集積回路を集束イオンビーム５２を走査させな
がら照射して、その動作を解析する場合、電子ビーム６
０を照射することは、非常に重要である。絶縁性材料に
集束イオンビーム５２を照射すると、その照射により中
性粒子と、電子（負の電位）とイオン（正と負の電位の
ものがあるが、殆ど正の電位である）の二次荷電粒子そ
の他が材料から放出される。この二次荷電粒子は、電子
の方がはるかにに多く、従ってすぐに正の電位に帯電す
る。この正の帯電により、二次電子は補足され、二次電
子は殆ど二次電子検出器５７で検出されない。つまり、
表示装置５９に画像表示されなくなる。この帯電を中和
させるのが、電子ビーム５３であり、電子ビーム５３照
射は、集束イオンビーム５２照射領域でもよいし、集束
イオンビーム照射位置の近傍でもよい。その理由は、中
和は、電子ビーム５３照射による二次電子を採り込むこ
とにより達成されるためである。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
パッシベーション膜に覆われた半導体集積回路の動作解
析を、パッシベーション膜を除去することなく達成で
き、不良箇所を特定でき、更には、その不良箇所を、本
装置により引き続き、不良の原因をも突き止める事がで
きるものである。
パッシベーション膜に覆われた半導体集積回路の動作解
析を、パッシベーション膜を除去することなく達成で
き、不良箇所を特定でき、更には、その不良箇所を、本
装置により引き続き、不良の原因をも突き止める事がで
きるものである。
【図１】実施例を示す概略断面図である。
【図２】試料部分の概略断面図である。
１ 液体金属イオン源
２ イオンビーム
４ イオン光学制御装置
５ コンデンサレンズ
６ ブランカ
７ 走査制御装置
８ 対物レンズ
５１ 試料
５２ 集束イオンビーム
５３ 電子ビーム照射装置
５５ 試料台
５７ 二次電子検出器
５９ 表示装置
６０ 電子ビーム
１０１ ピン
１０２ パッシベーション膜
１０３ 配線
１０４ 断線部分
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/66
G01R 31/28
Claims (3)
- 【請求項１】 集束イオンビームの照射によって絶縁膜
におおわれた半導体集積回路の動作を解析する集束イオ
ンビームによる集積回路の動作解析方法であって、 前記半導体集積回路の動作解析する回路部分に外部から
交流信号を印加する工程と、 前記集束イオンビームを前記動作解析する回路部分を含
む特定範囲に走査させながら照射する工程と、 前記半導体集積回路に前記集束イオンビーム照射による
チャージアップを中和させるための電子ビームを照射す
る工程と、 前記集束イオンビーム照射により前記半導体集積回路か
ら発生する二次電子を検出する工程と、 前記検出された二次電子強度に基づき前記半導体集積回
路の配線電位を画像表示する工程とを有することを特徴
とする集束イオンビームによる集積回路の動作解析方
法。 - 【請求項２】 イオンビームを発生する液体金属イオン
源と、 前記イオンビームを集束して集束イオンビームにするレ
ンズと、 前記集束イオンビームを走査させて 絶縁膜におおわれた
半導体集積回路の表面の所定範囲を走査させながら照射
させるための走査電極と 前記走査電極に前記走査をさせ
るための走査信号を出力する走査制御装置と、 前記集束イオンビームの照射によるチャージアップを中
和させるため前記半導体集積回路の表面に電子ビームを
照射する電子ビーム照射装置と、 前記半導体集積回路に交流信号を出力する信号出力手段
と、 前記信号出力手段から前記交流信号を入力した前記半導
体集積回路の前記所定範囲への前記集束イオンビームの
照射により発生する二次電子を検出する二次電子検出器
とを有することを特徴とする集束イオンビームによる集
積回路の動作解析装置。 - 【請求項３】 前記集束イオンビームによる集積回路の
動作解析装置は、前記二次電子検出器の信号と前記走査
信号に基づき前記半導体集積回路の配線電位を画像表示
する表示装置を有することを特徴とする請求項２記載の
集束イオンビームによる集積回路の動作解析装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32079391A JP3377101B2 (ja) | 1991-12-04 | 1991-12-04 | 集束イオンビームによる集積回路の動作解析方法とその装置 |
| KR1019920023187A KR930014870A (ko) | 1991-12-04 | 1992-12-03 | 집속이온빔을 이용한 집적회로의 동작분석방법 및 그 장치 |
| US07/984,921 US5376883A (en) | 1991-12-04 | 1992-12-04 | Analysis of integrated circuit operability using a focused ion beam |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32079391A JP3377101B2 (ja) | 1991-12-04 | 1991-12-04 | 集束イオンビームによる集積回路の動作解析方法とその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05160212A JPH05160212A (ja) | 1993-06-25 |
| JP3377101B2 true JP3377101B2 (ja) | 2003-02-17 |
Family
ID=18125308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32079391A Expired - Lifetime JP3377101B2 (ja) | 1991-12-04 | 1991-12-04 | 集束イオンビームによる集積回路の動作解析方法とその装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5376883A (ja) |
| JP (1) | JP3377101B2 (ja) |
| KR (1) | KR930014870A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106842001A (zh) * | 2013-04-24 | 2017-06-13 | 泰科英赛科技有限公司 | 采用聚焦离子束的电路跟踪 |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SG48773A1 (en) * | 1993-09-21 | 1998-05-18 | Advantest Corp | Ic analysis system having charged particle beam apparatus |
| US5844416A (en) * | 1995-11-02 | 1998-12-01 | Sandia Corporation | Ion-beam apparatus and method for analyzing and controlling integrated circuits |
| KR970048546A (ja) * | 1995-12-26 | 1997-07-29 | ||
| US5929645A (en) * | 1996-04-26 | 1999-07-27 | Texas Instruments Incorporated | Integrated circuit tester using ion beam |
| JP3340659B2 (ja) * | 1997-10-31 | 2002-11-05 | 日本碍子株式会社 | 電子部品の外観検査装置及び電子部品の外観検査方法 |
| US6359451B1 (en) | 2000-02-11 | 2002-03-19 | Image Graphics Incorporated | System for contactless testing of printed circuit boards |
| AU3354401A (en) | 2000-02-14 | 2001-08-20 | Eco 3 Max Inc. | Process for removing volatile organic compounds from an air stream and apparatustherefor |
| KR100875230B1 (ko) | 2000-06-27 | 2008-12-19 | 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 | 하전입자선에 의한 검사장치 및 그 검사장치를 사용한장치제조방법 |
| US6670717B2 (en) * | 2001-10-15 | 2003-12-30 | International Business Machines Corporation | Structure and method for charge sensitive electrical devices |
| JP2011035206A (ja) * | 2009-08-03 | 2011-02-17 | Renesas Electronics Corp | 半導体装置の解析装置及び半導体装置の解析方法 |
| DE102013011491A1 (de) * | 2013-07-09 | 2015-01-29 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Verfahren zum Betreiben eines Partikelstrahlmikroskops und Partikelstrahlmikroskop |
| JP2022054014A (ja) | 2020-09-25 | 2022-04-06 | 株式会社ブイ・テクノロジー | 金属パターンの検査方法および集束イオンビーム装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4578279A (en) * | 1981-05-26 | 1986-03-25 | International Business Machines Corporation | Inspection of multilayer ceramic circuit modules by electrical inspection of unfired green sheets |
| US4629898A (en) * | 1981-10-02 | 1986-12-16 | Oregon Graduate Center | Electron and ion beam apparatus and passivation milling |
| DE3407071A1 (de) * | 1984-02-27 | 1985-08-29 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren zur automatischen einstellung der spannungsaufloesung in korpuskularstrahl-messgeraeten und vorrichtung zur durchfuehrung eines solchen verfahrens |
| US5053699A (en) * | 1990-05-25 | 1991-10-01 | Texas Instruments Incorporated | Scanning electron microscope based parametric testing method and apparatus |
-
1991
- 1991-12-04 JP JP32079391A patent/JP3377101B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-12-03 KR KR1019920023187A patent/KR930014870A/ko active Search and Examination
- 1992-12-04 US US07/984,921 patent/US5376883A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106842001A (zh) * | 2013-04-24 | 2017-06-13 | 泰科英赛科技有限公司 | 采用聚焦离子束的电路跟踪 |
| CN106842001B (zh) * | 2013-04-24 | 2019-09-24 | 泰科英赛科技有限公司 | 采用聚焦离子束的电路跟踪 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR930014870A (ko) | 1993-07-23 |
| JPH05160212A (ja) | 1993-06-25 |
| US5376883A (en) | 1994-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3377101B2 (ja) | 集束イオンビームによる集積回路の動作解析方法とその装置 | |
| JP3724949B2 (ja) | 基板検査装置およびこれを備えた基板検査システム並びに基板検査方法 | |
| US7372050B2 (en) | Method of preventing charging, and apparatus for charged particle beam using the same | |
| US5008537A (en) | Composite apparatus with secondary ion mass spectrometry instrument and scanning electron microscope | |
| JP2926132B1 (ja) | 集束イオンビームによる二次イオン像観察方法 | |
| US20080135754A1 (en) | Charged-Particle Beam System | |
| JP4469572B2 (ja) | Ｓｅｍを利用するアンダカットの測定方法 | |
| US5053699A (en) | Scanning electron microscope based parametric testing method and apparatus | |
| JP4537730B2 (ja) | 半導体検査方法及びそのシステム | |
| JP2519512B2 (ja) | 集束イオンビ―ム装置 | |
| JP2000188075A (ja) | 回路パターンの検査方法および検査装置 | |
| JP3231639B2 (ja) | イオンビーム加工解析方法 | |
| JPH04343245A (ja) | 半導体装置の評価装置 | |
| JP2759791B2 (ja) | イオンビーム装置 | |
| JPH0572234A (ja) | 半導体装置の配線評価方法 | |
| JPH06318443A (ja) | イオンビーム装置 | |
| JP2557847B2 (ja) | 半導体集積回路の動作解析方法及び動作解析装置 | |
| JP4954470B2 (ja) | 電流測定装置 | |
| JP2001266785A (ja) | イオンビーム加工装置 | |
| JP2000304827A (ja) | 非接触導通検査方法及びその装置 | |
| JP5031017B2 (ja) | 半導体検査方法及びそのシステム | |
| DE4020806A1 (de) | Verfahren zur verminderung der aufladung einer von einem teilchenstrahl abgetasteten probe | |
| JPS61232544A (ja) | 電位検出装置 | |
| JPS62154543A (ja) | 荷電ビ−ム装置 | |
| JPH10213556A (ja) | 表面元素分析装置及び分析方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081206 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091206 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101206 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101206 Year of fee payment: 8 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R3D03 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101206 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111206 Year of fee payment: 9 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |