JP3450212B2 - 非破壊検査用半導体デバイスおよびその製造方法ならびに非破壊検査方法および非破壊検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイスの
チップを非破壊的に検査する技術に関し、特に非破壊的
に検査を行う半導体デバイスおよびその製造方法、なら
びに同半導体デバイスの非破壊検査方法および非破壊検
査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の非破壊検査技術は、たと
えば１９９５年１１月３０日発行の日本学術振興会荷電
粒子ビームの工業への応用第１３２委員会第１３２回研
究会資料に掲載の「熱起電力を利用したＯＢＩＣ解析技
術」（小山徹、益子洋治、関根正広、小山浩、、１９９
５．１１．３０−１２．１、ｐｐ．２２１−２２６）に
おける２２１ページ右欄、下から５〜１行目の記述およ
び図２に示されているように、半導体デバイスの不良解
析および故障解析の一環として、配線系の熱起電力を発
生する欠陥個所を非破壊で検出するために用いられてい
る。

【０００３】図１３、図１４は従来の非破壊検査装置の
一例を示す構成図である。レーザ発生器１で発生し光学
系２で細く絞ったレーザビーム３を、半導体デバイスチ
ップ４上の被観測領域に走査する。走査は、制御・画像
処理系１０６で制御し、光学系２で偏向することにより
行う。その際発生した電流をボンディングパッド１４−
１にプロービングしたプローバ１１５−１により取り出
す。この電流を電流変化検出器１３１により検知し、制
御・画像処理系１０６の制御により像表示装置７上に、
電流値変化を走査場所と対応した輝度変化として像表示
する。この像を走査電流変化像と呼ぶ。

【０００４】図１３は発生した電流が閉回路で流れるよ
うに、電流変化検出器１３１に接続されているボンディ
ングパッド１４−１以外のボンディングパッド１４−２
にプローバ１１５−２をプロービングし、それを接地し
た場合の構成例である。一方、図１４は発生した電流が
開回路での過渡電流としてのみ流れるように、電流変化
検出器１３１に接続されているボンディングパッド１４
−１以外のボンディングパッドは全て開放にした構成の
例である。開回路で過渡電流が流れるためには容量成分
が必要であるが、この場合の容量成分はチップ上の寄生
容量および測定系の浮遊容量である。

【０００５】次に、動作を説明する。図１３と図１４の
違いは上述の通り、閉回路を形成しているか、開回路を
形成しているかの違いだけであるので、ここでは区別せ
ず説明する。制御・画像処理系１０６の制御により、レ
ーザ発生器１で発生し光学系２で細く絞ったレーザービ
ーム３を、半導体デバイスチップ４上の被観察領域に走
査する。走査に対応して、像表示装置７上に走査電流変
化像を、例えば電流変化検出器１３１に流れ込む電流は
明るくし、それと逆方向の電流は暗くするというように
輝度表示する。この際、明暗ともに階調をつけて表示す
る。

【０００６】レーザビーム３の走査により、熱起電力を
発生する欠陥の付近にレーザビーム３が照射されると、
その瞬間に熱起電力が発生して電流が流れる。このよう
な欠陥のない部分を照射している瞬間には熱起電力は発
生せず、電流は流れない。従って、像表示装置７上には
欠陥が存在する付近にのみ明暗のコントラストが付いた
像、すなわち走査電流変化像が表示される。なお、この
種の熱起電力を発生する欠陥の物理的原因として知られ
ているのは、ボイド、異物、断線などである。

【０００７】この走査電流変化像を得る際、同時にある
いは相前後してレーザの走査に対応した光学的反射像で
ある走査レーザ顕微鏡像を得る。走査電流変化像と走査
レーザ顕微鏡像を取得後、２つの像を周知の画像処理機
能で重ね合わせた像を作成することにより、走査電流変
化像で明暗のコントラストが得られた欠陥個所が、走査
レーザ顕微鏡像上で、明確に認識できる。この技術によ
る欠陥位置の検出精度はサブミクロンのオーダである。

【０００８】このようにして非破壊的に検出した欠陥の
種類や発生原因を明確に知るには、通常はこの個所を集
束イオンビーム法や電子顕微鏡法などを用いて物理的に
破壊解析する。逆に言えばこの種の従来技術で欠陥の存
在個所をサブミクロンの精度で非破壊で、明確に確認す
ることにより、サブミクロン以下の微小欠陥の物理的解
析を効率よく実施することが可能になる。このように従
来技術は、故障解析・不良解析の一連の解析手順の中で
重要な位置づけにある。

【０００９】なお、図１３、１４では簡単のために１つ
のチップのみを示たが、ウェハー状態で１つのチップを
選択して検査する場合も同様なプロービングを行う。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このような従来技術の
第１の問題点は、半導体デバイスの製造工程においける
前工程が完了し、ボンディングパッド１４が完成した後
でないと検査を行えないということである。すなわち、
従来技術では、電流変化を検出するため、検査装置と半
導体デバイスとの間に電気的な接続がかならず必要であ
り、したがってボンディングパッド１４が完成していな
ければならない。第２の問題点は、ショート欠陥を検出
できないということである。すなわち、上述のようにボ
イドや異物、断線などは検出できるが、配線間のショー
トなどを検出することはできない。熱起電力を発生する
ような欠陥がたまたまショート欠陥と同じ配線に存在す
る場合には、間接的にショート欠陥も検出できることに
なるが、そのような２種類の欠陥が同一配線に存在する
確率は極めて低い。

【００１１】本発明はこのような問題を解決するために
なされたもので、その目的は、検査のために電気的な接
続を不要として、ボンディングパッドが完成しているか
否かにかかわらず検査を行え、しかもショート欠陥の検
出を可能とする非破壊検査用半導体デバイスおよびその
製造方法、ならびに非破壊検査方法および非破壊検査装
置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、半導体基板上に近接して配置された第１お
よび第２の導電体を含む半導体デバイスであって、前記
半導体基板上に配設された熱起電力発生体と、前記熱起
電力発生体の一端と前記第１の導電体とを接続する第１
の配線と、前記熱起電力発生体の他端と前記第２の導電
体とを接続する第２の配線とを含むことを特徴とする。
また、本発明は、半導体基板上に近接して配置された第
１および第２の導電体を含む半導体デバイスを製造する
方法であって、前記半導体基板上に熱起電力発生体を配
設し、前記熱起電力発生体の一端と前記第１の導電体と
を第１の配線により接続し、前記熱起電力発生体の他端
と前記第２の導電体とを第２の配線により接続すること
を特徴とする。

【００１３】また、本発明は、半導体基板上に近接して
配置された第１および第２の導電体を含み、前記半導体
基板上に配設された熱起電力発生体と、前記熱起電力発
生体の一端と前記第１の導電体とを接続する第１の配線
と、前記熱起電力発生体の他端と前記第２の導電体とを
接続する第２の配線とを含む半導体デバイスを非破壊検
査する方法であって、前記熱起電力発生体にレーザ光を
照射し、前記熱起電力発生体に前記レーザ光を照射した
とき発生する磁場を検出し、前記磁場の検出結果にもと
づいて前記第１および第２の導電体に係わるショート欠
陥の有無を判定することを特徴とする。

【００１４】また、本発明は、半導体基板上に近接して
配置された第１および第２の導電体を含み、前記半導体
基板上に配設された熱起電力発生体と、前記熱起電力発
生体の一端と前記第１の導電体とを接続する第１の配線
と、前記熱起電力発生体の他端と前記第２の導電体とを
接続する第２の配線とを含む半導体デバイスを非破壊検
査する装置であって、前記熱起電力発生体にレーザ光を
照射するレーザ光照射手段と、前記熱起電力発生体に前
記レーザ光を照射したとき発生する磁場を検出する磁場
検出手段とを含むことを特徴とする。

【００１５】本発明では、第１および第２の導電体間に
ショート欠陥が存在すると、半導体基板に形成した熱起
電力発生構造にレーザ光を照射した際に、熱起電力発生
構造が発生する熱起電力により第１および第２の導電体
ならびに第１および第２の配線を通じて電流が流れ、磁
場が生成される。したがって、この磁場を超伝導量子干
渉素子などの磁場検出手段で検出することにより、ショ
ート欠陥の存在を検知することができる。このように、
本発明では、従来の熱起電力にもとづく検査技術では不
可能であったショート欠陥の検出を行うことができる。
しかも、半導体デバイスを構成する半導体基板に対して
非接触で検査を行え、したがって半導体基板にボンディ
ングパッドが形成される前の段階でも検査を行うことが
できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態例につい
て図面を参照して説明する。 ［第１の実施の形態例］図１の（Ａ）は本発明による非
破壊検査装置の一例を示す構成図、（Ｂ）は本発明によ
る半導体デバイスを構成するチップを含む半導体ウェハ
の一例における被検査箇所を示す部分拡大断面側面図で
ある。図中、図１３、図１４と同一の要素には同一の符
号が付されている。以下ではこれらの図面を参照して、
本発明の非破壊検査用半導体デバイスおよび非破壊検査
装置の一例について説明し、同時に非破壊検査用半導体
デバイスの製造方法および非破壊検査装置の実施の形態
例について説明する。

【００１７】まず、図１の（Ａ）に示した非破壊検査装
置１０２の構成について説明する。レーザ発生器１から
発し光学系２で細く絞ったレーザビーム３を、半導体デ
バイスウェハ４０上に照射し、その時に発生する磁場
を、磁場検出器５で検出する。像を得るために、レーザ
ビーム３を２次元走査する。レーザビーム３の走査は光
学系２の内部でレーザビーム３を偏向させることで行
う。なお、レーザビーム３を走査する代わりに半導体デ
バイスウェハ４０を移動させることで等価的にレーザビ
ーム３の走査を行ってもよく、その場合には、半導体デ
バイスウェハ４０を載置した不図示のウェハ用ステージ
を機械的に移動させる。磁場検出器５の出力は、制御・
画像処理系６（本発明に係わる画像生成手段）により走
査位置と対応させて画像表示装置７に輝度表示または疑
似カラー表示し、従来技術における走査電流変化像に相
当する走査磁場像を得る。

【００１８】次に、半導体デバイスウェハ４０について
図１の（Ｂ）を参照して説明する。この半導体デバイス
ウェハ４０では、製造工程でシリコン基板部３１上に絶
縁層３２を介して第１層目配線３４ａ、３４ｂを形成
し、さらに、これらの配線にそれぞれ接続するビア３５
ａ、ビア３５ｂを形成する。シリコン基板部３１上には
２カ所にコンタクト部３３を立設し、第１層目配線３４
ａ、３４ｂの端部近傍の下面をそれぞれ各コンタクト部
３３の上端に接続する。また、ビア３５ａ、３５ｂは、
本実施の形態例では、第１層目配線３４ａ、３４ｂの上
記コンタクト部３３との接続箇所と反対側の端部近傍の
上面に立設する。

【００１９】第１層目配線３４ａ、３４ｂの上には絶縁
層３２を形成し、その上に、本実施の形態例では、第２
層目配線を形成する代わりに、熱起電力発生構造形成用
配線２０を形成する。配線２０はビア３５ａ、３５ｂ間
に延在させ、両端部近傍の下面はそれぞれビア３５ａ、
３５ｂの上端部に接続する。そして、配線２０の中程の
箇所には熱起電力発生構造２１（熱起電力発生体）を介
在させている。

【００２０】第１層目配線３４ａ、３４ｂは平面視にお
いてもほぼ一直線上に延在しており、本実施の形態例で
は、対向する端部間にショート欠陥４２が存在し、第１
層目配線３４ａ、３４ｂはこのショート欠陥４２により
電気的にショートされているものとする。レーザビーム
３が熱起電力発生構造２１に照射されると、ショート欠
陥４２を含む閉回路に矢印６１で示した経路で熱起電力
電流が流れる。この電流により発生する磁場を図１の
（Ａ）に示した磁場検出器５で検出する。

【００２１】次に、動作を説明する。まず、非破壊検査
装置１０２の動作について図１の（Ａ）を参照しながら
説明する。レーザ発生器１から発生したレーザは光学系
２で細く絞られ、レーザビーム３として半導体デバイス
ウェハ４０に照射される。ここで用いるレーザとしては
波長が６３３ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザ、１１５２ｎｍの
Ｈｅ−Ｎｅレーザ、約１３００ｎｍのレーザーダイオー
ド、約１３００ｎｍのＹＬＦ（イルフ）レーザなどが手
ごろであり、目的に応じて使い分ければよい。光学系２
での走査はガルバノミラー、音響光学素子、電気光学素
子などでレーザビーム３を縦・横に偏向させることで行
う。走査領域が広い場合には、レーザビーム３を走査さ
せるのではなく、レーザビーム３の照射点と磁場検出器
５とを固定して、半導体デバイスウェハ４０側を移動さ
せた方が、常に磁場が最も強い位置で磁場を検出できる
ので好都合である。レーザビーム３は走査されながら半
導体デバイスウェハ４０を照射していくが、熱起電力電
流が流れるのは、熱起電力発生構造２１を照射し、なお
かつ、その熱起電力発生構造２１に接続されている配線
がショート欠陥４２を有し、図１の（Ｂ）を用いて後で
説明するような閉回路電流が流れたときだけである。

【００２２】正常に製造された半導体デバイスウェハ４
０上には検知できる程度の熱起電力を発生する場所はな
い。半導体デバイスウェハ４０が上述したようにボイド
などを含む場合には熱起電力が発生することになるが、
そのことは本実施の形態例におけるショート欠陥４２の
検出にとって特に障害とはならない。

【００２３】レーザビーム３により熱起電力発生構造２
１が照射され、熱起電力電流が流れると磁場が誘起さ
れ、磁場検出器５はこの磁場を検出する。高感度の磁場
計測法としては、（１）ＳＱＵＩＤ（Ｓｕｐｅｒｃｏｎ
ｄｕｃｔｉｎｇ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅ
ｎｃｅ Ｄｅｖｉｃｅ：超電導量子干渉素子）磁束計、
（２）フラックスゲート磁束計、（３）核磁気共鳴型磁
束計、（４）半導体磁気センサー（ホール素子）、の４
種類が知られているが、ＳＱＵＩＤが１ｆＴ（フェムト
テスラ）から１０ｎＴ（ナノテスラ）までの超高感度の
測定領域をもつのに対して、フラックスゲート磁束計と
核磁気共鳴型磁束計は０．１ｎＴ（ナノテスラ）から
０．１ｍＴ（ミリテスラ）までの測定領域、半導体磁気
センサーは１ｎＴ（ナノテスラ）から１Ｔ（テスラ）ま
での測定領域をもち、ＳＱＵＩＤに比べると感度が落ち
る。現在までに本発明の発明者らが実験した結果では、
半導体デバイスウェハ４０中に作り込める熱起電力発生
構造２１を、レーザ照射した際の熱起電力電流により発
生する磁場を検知できるだけの感度をもっている磁場検
出器５はＳＱＵＩＤのみである。

【００２４】以下の例では、コストと取り扱いの容易さ
から高温超電導ＳＱＵＩＤを用いた場合のみを示した
が、より高感度が必要な場合には低温超電導ＳＱＵＩＤ
を用いればよい。図１の（Ａ）を参照した動作の説明に
戻る。磁場検出器５が上記磁場を検出し、検出した磁場
の強度に対応した大きさの信号を出力すると、制御・画
像処理系６はこの信号を輝度信号に変換して像表示装置
７に供給し、走査位置に対応した像を表示させる。一度
の走査で十分なＳ／Ｎ（信号対ノイズ比）が得られない
場合は、複数回の走査で得られた像を積算すればよい。
それでも十分なＳ／Ｎが得られない場合は、レーザビー
ム３を変調し、ロックイン・アンプで信号を増幅するこ
とでＳ／Ｎを大幅に改善できる。

【００２５】次に、図１の（Ｂ）を参照して説明する。
レーザビーム３で熱起電力発生構造２１が照射される
と、矢印６１で示したように、熱起電力発生構造２１−
ビア３５ａ−ショート欠陥４２−第１層目配線３４ｂ−
ビア３５ｂ−熱起電力発生構造２１という閉回路で熱起
電力電流が流れる。このような閉回路電流は、ショート
欠陥４２が存在する場合にのみ流れる。ショート欠陥４
２が存在しない場合には、過渡的な開回路電流が流れる
ことになるが、この電流は寄生容量と抵抗できまる時定
数と、レーザビーム３の照射時間で決まる時定数をも
ち、閉回路電流に比べると極めて短時間で減衰してしま
う。したがって、ショート欠陥４２が存在する場合の閉
回路に流れる電流による磁場のほうがはるか強く、また
継続期間も長いため、ショート欠陥４２が存在しない場
合の過渡的な電流により発生する磁場は無視できる。

【００２６】そして、ショート欠陥４２が存在する場
合、上述のように矢印６１の経路で電流が流れる結果、
磁場が発生し、磁場検出器５はこの磁場を検出すること
になる。以下の動作は上述した通りであり、磁場検出器
５が磁場を検出して出力する信号は制御・画像処理系６
へ出力され、熱起電力発生構造２１の位置に対応する画
面上の箇所が例えば高輝度表示されて、第１層目配線３
４ａ、３４ｂ間にショート欠陥が存在することを知るこ
とができる。

【００２７】このように、本実施の形態例では、従来の
熱起電力にもとづく検査技術では不可能であったショー
ト欠陥の検出を行うことができる。しかも、半導体デバ
イスウェハ４０に対して非接触で検査を行え、したがっ
て図１の（Ｂ）に示したように半導体デバイスウェハ４
０にボンディングパッドが形成される前の段階でも検査
を行うことができる。

【００２８】次に、熱起電力発生構造２１の具体例につ
いて説明する。半導体デバイスで通常使用しているアル
ミ、銅、金などの金属材料は熱電能が小さく、熱起電力
発生構造２１の材料としては、十分なＳ／Ｎ比を得る上
で適していない。ポリシリコン（ＰｏｌｙＳｉ）の上に
形成したチタンシリサイド（ＴｉＳｉ）配線（以下Ｔｉ
Ｓｉ配線と略す）は通常配線としても使用されており、
本発明の発明者らの実験結果によるとかなり大きな熱電
能が得られ、熱起電力発生構造２１に適している。

【００２９】熱起電力を起こすためには温度勾配が必要
であるが、これについては後に詳述するように、ＴｉＳ
ｉ配線の一部を細くし、その近傍にレーザビーム３を照
射することで実現できる。熱起電力発生構造２１を半導
体チップ中のどの箇所にどの程度の数作り込むかは、対
象デバイスの置かれている状況により異なる。開発初期
の段階では、考えられる限りの組み合わせで設置してお
けば、ショート個所が容易に見つけられ、早いフィード
バックが可能となる。ウェハ中のどのチップにも１個所
以上ショート個所が発見されれば、次の工程まで進める
必要はなく、ショートの原因の解析を行い、その原因と
なったレイアウト設計や製造工程条件の是正処置をした
後、また最初から製造工程を進めればよい。このような
方法を採ることによって、従来のようにボンディングパ
ッド形成後に、従来法での不良解析を行うより遥かに早
く是正処置をとることが可能となる。

【００３０】ただし、１チップ中１個所もショート個所
がないようなチップがウェハ中に存在した場合、次の工
程に進めるためには、熱起電力発生構造２１および熱起
電力発生構造形成用配線２０は除去する必要がある。ゲ
ートアレイのように、チップ上に機能として使用してい
ない領域がある場合には、その領域にダミーの配線と熱
起電力発生構造２１を作り、その領域でのショート欠陥
４２の発生状況をモニターすることで、次の工程に進め
るかどうかの判断を行うこともできる。この場合には、
熱起電力発生構造２１および熱起電力発生構造形成用配
線２０はそのまま残して次の工程に進むことができ、効
率がよい。

【００３１】また、このような空き領域がある場合に
は、さらに有効な方法がある。熱起電力発生構造２１を
通常の製造工程以外の工程として作るのではなく、通常
の工程の一部で空き領域に作り込み、配線を延ばして、
ショート欠陥を検出すべき配線（図１の例では第１層目
配線３４ａ、３４ｂ）に接続するという方法を採ること
ができる。この方法では、通常の工程で熱起電力発生構
造２１も形成してしまうので、余分なコストをかけるこ
となく、検査を行うことができる。なお、この方法につ
いては後に詳しく説明する。

【００３２】ＴＥＧ（Ｔｅｓｔ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｇｒ
ｏｕｐｓ：テスト専用構造）の場合には、さらに自由に
適用できる。従来、ＴＥＧの電気的テストのためには、
プロービング用のパッドを設けてプローブするか、ボン
ディングパッドを設けてそこからボンディングワイヤで
取り出すなどの方法が採られていた。しかし、本実施の
形態例のように、熱起電力構造を半導体チップに作り込
み、磁場検出器５でレーザ照射により発生した熱起電力
電流を検出すれば、このようなプロービング用パッドや
ボンディングパッドを設けずとも、ＴＥＧを電気的にテ
ストすることが可能になる。その結果、ボンディングパ
ッドなどを形成することなくテストを行え、さらにプロ
ービングの手間が省けるのでテスト工数を削減でき、し
たがってまた半導体デバイスの製造コストを低減し、さ
らには半導体デバイスの製造納期を大幅に短縮すること
が可能になる。

【００３３】なお、熱起電力発生構造２１を含む半導体
デバイスチップは、単体であっても、あるいは半導体ウ
ェハに形成された状態のものであってもよく、いずれの
場合にも同様にショート欠陥４２を検出することができ
る。したがって、本発明はいずれかの状態の半導体デバ
イスチップに限定されるものではない。

【００３４】［第２の実施の形態例］次に、本発明の第
２の実施の形態例について図面を参照して詳細に説明す
る。図２は本発明の第２の実施の形態例の非破壊検査装
置を示す構成図、図３の（Ａ）は本発明による半導体デ
バイスを構成するチップを含む半導体ウェハの一例にお
ける被検査箇所を示す部分拡大断面側面図、（Ｂ）は同
部分拡大平面図である。図中、図１と同一の要素には同
一の符号が付されており、それらに関する詳しい説明は
ここでは省略する。

【００３５】以下ではこれらの図面を参照して、本発明
の第２の実施の形態例の非破壊検査用半導体デバイスお
よび非破壊検査装置について説明し、同時に第２の実施
の形態例の非破壊検査用半導体デバイスの製造方法およ
び非破壊検査方法について説明する。

【００３６】まず、第２の実施の形態例の非破壊検査装
置１０４の構成について図２を参照して説明する。この
非破壊検査装置１０４が第１の実施の形態例の非破壊検
査装置１０２と異なるのは、レーザビームとして具体的
に波長が１．３μｍのレーザビーム５３をレーザ発生器
５１で発生させている点と、レーザビーム５３をウェハ
４４の裏面４ｂ側から入射させている点である。

【００３７】１．３μｍの波長のレーザを使う理由は３
つある。その内の最初の２つは共に対象となる半導体デ
バイスの基板部が多くの場合、シリコン（Ｓｉ）から成
ることにもとづいている。１．３μｍの波長のレーザを
使う第１の理由は、レーザビーム５３をチップ裏面から
照射し、基板を透過したレーザビーム５３により、表面
４ｆ付近を加熱することができることである。チップ裏
面からの照射が重要な理由は、現在の半導体デバイスの
多くは、チップ表面からの照射だけで配線部の多くを加
熱することが困難であり、裏面からの照射が必要な場合
が多いことである。チップ表面からの照射だけで配線部
の多くを加熱することが困難な理由は、多層配線構造が
普通になり、通常は上層配線ほど幅が広く下層の配線を
覆い隠す場合が多いことと、半導体デバイスが実装され
た場合、チップ表面を実装基板面に向けたり、パッケー
ジングの際にリードでチップ表面を覆い隠す構造をとっ
たりする場合が多いことである。

【００３８】１．１μｍ程度以上の波長のレーザは、基
板として使われている低濃度のシリコン中をかなりの程
度透過するため、半導体デバイスウェハ４４の裏面から
照射して表面付近の配線部を加熱することが可能であ
る。例えば、１１５２ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザを使う
と、Ｐ−（ピーマイナス）基板ではウェハ厚が６２５μ
ｍの場合、約５０％透過する。このような理由から、
１．１μｍ以上の波長のレーザを用いることで、ウェハ
ーを特別薄く研磨したりせずに、チップ裏面から照射し
て表面付近の配線を加熱することができる。

【００３９】１．３μｍの波長のレーザを使う理由の２
つ目は、ＯＢＩＣ電流（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｂｅａｍ Ｉ
ｎｄｕｃｅｄ Ｃｕｒｒｅｎｔ：光励起電流）の発生を
防止できることである。シリコンに１．２μｍ程度以下
の波長のレーザを照射すると、ＯＢＩＣ電流が発生し、
これが熱起電力電流に対してはノイズとなる。例えば、
上記１１５２ｎｍ（１．０７６ｅＶ）のＨｅ−Ｎｅレー
ザを使うと、シリコンの価電子帯と伝導帯の間（１．１
２ｅＶ）の遷移に伴う電子・正孔対の生成はないため、
不純物が存在しないか少ない場合は、ＯＢＩＣ電流が発
生しないか、少ない。しかし、トランジスタを形成する
程度の濃度のＡｓ、Ｂ、Ｐなどが不純物として存在して
いる領域では、これらの不純物準位を介しての遷移は
１．０７６ｅＶ以下のエネルギーで十分なため、ＯＢＩ
Ｃ電流が検出にかかる程度に発生し、このＯＢＩＣ電流
が、熱起電力電流に対してはノイズとなる。このような
ＯＢＩＣ電流によるノイズを防ぐためには、１．２μｍ
以上の波長のレーザを用いる必要がある。

【００４０】１．３μｍの波長のレーザを使う理由の３
つ目は、波長が短いほどレーザビーム３が細く絞れるた
め、走査レーザ顕微鏡像、走査磁場像の解像度がよくな
ることである。上記３つの理由から１．２μｍ以上でで
きるだけ短波長のレーザが良いことになる。このような
条件で、実用的に使用できるレーザとして、１．３μｍ
の波長のレーザを選択した。具体的には、１００ｍＷの
レーザーダイオードが手ごろである。レーザ照射パワー
を増して熱起電力電流を増したい場合には５００ｍＷの
ＹＬＦ（イルフ）レーザが使える。

【００４１】一方、半導体デバイスウェハ４４の裏側か
らレーザビーム５３を入射する理由は２つある。１つ目
の理由は、上述したようにチップ表面からの照射だけで
配線部の多くを加熱することが困難であるため、チップ
裏面側からのレーザビーム照射が有効であるということ
である。２つ目の理由は、磁場検出器５をチップ表面側
に配置した方が、熱起電力電流の流れる経路と磁場検出
器５の距離が近くなり、磁場検出器５が感知する磁場が
大きくなって、より微少な熱起電力電流が検知できると
いうことである。このように、本来は別々の理由からレ
ーザビーム５３はチップ裏面側から照射する方が良く、
磁場検出器５はチップ表面側に配置する方がよいのであ
るが、結果的には、これが相対した側の配置になるた
め、構成が容易である。

【００４２】次に、検査対象である半導体デバイスウェ
ハ４４の構成について図３を参照して説明する。なお、
図３の（Ａ）に示した半導体デバイスウェハ４４は、図
２の半導体デバイスウェハ４４の一部を拡大したもので
あるが、図２とは上下を逆にした状態で示されている。
また、図３の（Ｂ）では図３の（Ａ）のうち特に重要な
要素のみを取り出して示している。なお、図３の（Ｂ）
では、重なったために本来隠れている箇所なども特に破
線を用いず、実線で示している。以下では、上記第１の
実施の形態例と異なる点を中心に説明する。本実施の形
態例では、レーザビーム５３として１．３マイクロメー
タの波長のものを使用しており、これを、ウェハ４４の
裏面４ｂ側から入射させていることは、すでに説明した
通りである。図３の（Ｂ）に示したように、レーザビー
ム５３が裏面側から入射しても、熱起電力発生構造２１
が照射されるよう、熱起電力発生構造２１の位置は、第
１層目配線３４ｂと熱起電力構造２１とが重ならないよ
うに熱起電力発生構造形成用配線２０ａの中心からずら
してある。また、熱起電力発生構造形成用配線２０ａの
幅を第１層目配線３４ｂの幅より広くしてある。この理
由については後述する。

【００４３】次に、第２の実施の形態例の動作につい
て、上記実施の形態例と異なる点を中心に説明する。ま
ず、波長が１３００ｎｍのレーザを用いる点についての
補足説明をする。空間分解能を決めるレーザビームの径
は、対物レンズの選択により広範囲に選べるが、最小径
は回折限界により、波長の程度に制限される。光学系に
共焦点機能を設けたり、ＮＡ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ａ
ｐｅｒｔｕｒｅ：開口数）の大きな対物レンズを用いる
ことにより、走査レーザ顕微鏡像の空間分解能として
は、６３３ｎｍのレーザでは４００ｎｍ程度の分解能
が、１３００ｎｍのレーザでは８００ｎｍ程度の分解能
が容易に実現できる。

【００４４】走査磁場像で重要な像の解像度は、通常は
走査磁場像そのものの解像度ではなく、走査磁場像と同
じ領域の走査レーザ顕微鏡像の解像度であり、これによ
りショート欠陥に対応した熱起電力発生構造の位置認識
精度が決まる。その理由を次に述べる。ショート欠陥に
対応した熱起電力発生構造の位置を検出するためには、
走査レーザ顕微鏡像と走査磁場像を周知の画像処理機能
で重ね合わせて、例えば走査レーザ顕微鏡像は白黒の２
５６階調で、走査磁場像は赤で表示する。走査磁場像の
コントラストは最も強度の強い１ピクセルの大きさまで
小さく絞り込む調整が可能であり、この大きさは走査レ
ーザ顕微鏡像の空間分解能よりはるかに小さくできる。

【００４５】このように１ピクセルのコントラストまで
絞り込んだ走査磁場像と走査レーザ顕微鏡像を重ね合わ
せた像で表示することにより、走査レーザ顕微鏡像の中
で、ショート欠陥に対応した熱起電力発生構造の位置が
明確に認識できる。このような位置認識方法をとるた
め、ショート欠陥に対応した熱起電力発生構造の位置の
認識精度は、走査レーザ顕微鏡像の空間分解能で決ま
る。また、走査レーザ顕微鏡像の空間分解能に関連して
以下の点が重要である。前述の通り、光誘起電流（ＯＢ
ＩＣ電流：Ｏｐｔｉｃａｌ ＢｅａｍＩｎｄｕｃｅｄ
Ｃｕｒｒｅｎｔ）が発生するとノイズとなり、熱起電力
電流そのものの検出が困難になるので、その点からは１
３００ｎｍのレーザを用いることが望ましい。また、前
述の通り、１３００ｎｍのレーザのもう一つの特徴であ
る、シリコン中での減衰が少ないという利点を生かし
て、チップの裏からレーザを照射する方法も有効であ
る。

【００４６】このように１３００ｎｍのレーザには大き
な利点があるが、１３００ｎｍのレーザを用いた場合に
問題になるのが空間分解能である。走査レーザ顕微鏡像
の空間分解能の点からは６３３ｎｍのような波長の短い
レーザが望ましい。このジレンマを解決するためには、
例えば、以下に述べる方法が有効である。レーザ発生器
として、６３３ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザと１３００ｎｍ
のＹＬＦ（イルフ）レーザを用いる。そして走査レーザ
顕微鏡像の取得には波長が６３３ｎｍのレーザを、走査
磁場像の取得には１３００ｎｍのレーザを用い、得られ
た２つの像を重ね合わせて表示する。

【００４７】１３００ｎｍのレーザを裏面から照射した
場合は、それとの重ね合わせに使う６３３ｎｍの走査レ
ーザ顕微鏡像は表面から取り、鏡像に変換してから重ね
合わせればよい。この方法により、１３００ｎｍのレー
ザのみを用いる場合に比べて、ショート欠陥に対応した
熱起電力発生構造の検出位置精度が２倍に改善する。重
ねあわせの精度が空間分解能より高精度であるため、こ
の方法が有効である。さらに、表面からの走査レーザ顕
微鏡像のみでは位置が明確に認識できない場合には、裏
面からの走査レーザ顕微鏡像も併用し、３つの像を重ね
あわせてもよい。ショート欠陥に対応した熱起電力発生
構造の位置によっては改善効果が見られる。

【００４８】また、裏面からの走査レーザ顕微鏡像の空
間分解能が、１３００ｎｍのレーザでは不足の場合に
は、ウェハを薄くすることにより減衰を押さえること
で、短波長のレーザも用いることができる。例えば、ウ
ェハ厚を１５マイクロメータまで薄くすると、６３３ｎ
ｍの波長のレーザでも６０％以上透過するので、裏面か
らの高空間分解能の走査レーザ顕微鏡像を得ることが可
能である。ただし、このような場合でも、被検査物の構
成がＯＢＩＣ電流がノイズとなるような構成、すなわ
ち、電流経路が配線部のみで構成されているのではな
く、シリコン部を含んだ経路の場合には、走査磁場像は
あくまで、ＯＢＩＣ電流を発生しない長波長のレーザで
誘起し、取得する必要がある。

【００４９】次に、特に図３の（Ｂ）を用いて、被検査
側から見た動作を説明する。本実施の形態例では、図３
の（Ｂ）に示したように熱起電力発生構造形成用配線２
０ａの幅を広く形成しているが、その理由を以下に示
す。レーザビーム５３で熱起電力発生構造２１を照射す
ると、第１の実施の形態例の場合と同様、熱起電力発生
構造２１−配線２０ａ−ビア３５ａ−ショート欠陥４２
−第１層目配線３４ｂ−ビア３５ｂ−配線２０ａ−熱起
電力発生構造２１の閉回路経路で熱起電力電流が流れ
る。

【００５０】ここで、電流経路を、図３の（Ａ）および
の（Ｂ）に示したように第１層目配線３４ｂ側の電流経
路６１１と、熱起電力発生構造形成用配線２０ａ側の電
流経路６１２に分けて考える。電流経路６１１は、比較
的幅が狭く、電流により発生する磁場も、配線に沿って
局在している。一方、電流経路６１２は、比較的広い範
囲に分布するため、その電流により誘起される磁場も広
い範囲に広がる。電流経路６１１と電流経路６１２とで
発生した磁場は、閉回路ループの外部では、向きとして
はおおよそ互いに打ち消す向きではあるが、上述のよう
に磁場の分布領域が異なるため、それほど打ち消し合う
ことはなく、磁場としての検出が可能になる。ショート
欠陥４２を検出したい配線の幅が狭くなく、広い場合に
は、この例とは逆に、熱起電力発生構造形成用配線２０
ａを細くすれば良い。

【００５１】次に、熱起電力発生構造２１の具体例につ
いて説明する。本発明の発明者らによる実験の結果によ
れば、ＴｉＳｉ配線を熱起電力発生構造形成用配線２０
ａとして用い、その一部を幅が細くなるように形成する
と、幅が細くなった個所が熱起電力発生構造２１として
使うことができる。これは、このＴｉＳｉが大きな熱電
能を有しているのに加えて、一部の幅を細くすること
で、その部分の熱伝導を悪くさせ、レーザビーム５３を
照射した際に大きな温度勾配および温度勾配の左右の不
均衡を作り易くし、その結果、過渡的な大きな熱起電力
ならびにそれに伴う電流が発生したと考えられる。

【００５２】本発明の発明者らによる今までの実験で
は、０．４マイクロメータ径で、照射パワー３ｍＷ程度
のレーザビームを、ＴｉＳｉ配線で作成した熱起電力発
生構造２１に照射することで、１０ｍＶ程度の熱起電力
による電圧を得ている。この電圧値は、高温超電導ＳＱ
ＵＩＤを用いて検出可能な磁場を発生させるに十分な電
流を流しうる値である。なお、熱起電力発生構造２１
は、上述のように熱起電力発生構造形成用配線２０ａの
一部として配線と一体に形成することも可能であるが、
熱起電力発生構造２１と、熱起電力発生構造２１を被検
査対象に接続する配線とを別の材料で個別に形成するこ
とも可能である。

【００５３】［第３の実施の形態例］次に、本発明の第
３の実施の形態例について説明する。図４の（Ａ）は第
３の実施の形態例の非破壊検査用半導体デバイスを構成
するチップを含む半導体ウェハを示す部分拡大断面側面
図、（Ｂ）は同部分拡大平面図である。図中、図１と同
一の要素には同一の符号が付されており、それらに関す
る詳しい説明はここでは省略する。

【００５４】以下ではこれらの図面を参照して、本発明
の第３の実施の形態例の非破壊検査用半導体デバイスに
ついて説明し、同時に第３の実施の形態例の非破壊検査
用半導体デバイスの製造方法および非破壊検査方法につ
いて説明する。なお、非破壊検査装置については例えば
図２に示した非破壊検査装置１０４を用いることができ
る。

【００５５】第３の実施の形態例の非破壊検査用半導体
デバイスでは、図４の（Ｂ）に示したように、非破壊検
査用半導体デバイスを構成するチップを含む半導体デバ
イスウェハ４６において、第１層目配線３４ｂの側方
に、第１層目配線３４ｂとほぼ平行に第１層目配線ｂと
の間に間隔をおいて第１層目配線３４ｃが並設されてい
る。

【００５６】そして、これら第１層目配線３４ｂ、３４
ｃ間のショート欠陥４２を検出すべく、図４の（Ａ）、
（Ｂ）に示したように、第１層目配線３４ｂ、３４ｃの
一端部近傍に、熱起電力発生構造２１を配置している。
詳しくは、第１層目配線３４ｂ、３４ｃの各一端部の上
方に絶縁層３２を介して熱起電力発生構造形成用配線２
０を形成し、２つの配線２０の間に配線２０に接続する
熱起電力発生構造２１を形成している。第１層目配線３
４ｂ、３４ｃの一端部の上面上にはそれぞれビア３５
ｂ、３５ｃを立設し、ビア３５ｂ、３５ｃの上端部は上
記配線２０の下面にそれぞれ接続している。

【００５７】したがって、この半導体デバイスウェハ４
６では、図４に示したように、例えば第１層目配線３４
ｂ、３４ｃの、熱起電力発生構造２１と反対の端部側に
ショート欠陥４２が存在した場合、レーザビーム５３に
より熱起電力発生構造２１の箇所が照射された際に、矢
印６１で示した経路で電流が流れる。

【００５８】この電流を、磁場検出器で検出し、画像処
理を行って表示することでショート欠陥箇所の走査磁場
像を得ることができ、そのため第３の実施の形態例で
は、ショート欠陥４２を検出すべき２本の配線が側方に
間隔をおいて並設されているような場合に、配線の幅方
向に延びたショート欠陥４２を検出でき、上記第１の実
施の形態例と同様の効果を得ることができる。

【００５９】その上、第３の実施の形態例では、電流
が、ウェハ平面と平行な平面内に形成された閉回路に流
れるので、磁場は上下方向に形成され、外部から容易に
磁場を検出することができる。したがって、第２の実施
の形態例のような、配線の幅を考慮するなどの構造上の
細工は不要である。また、第３の実施の形態例では、図
４の（Ｂ）に示したように、熱起電力発生構造２１を、
配線３４ｂ、３４ｃの隙間に配置することができるの
で、図４の（Ａ）に示したように、半導体デバイスウェ
ハ４６の裏面側からレーザビーム５３を照射することが
可能である。

【００６０】［第４の実施の形態例］次に、本発明の第
４の実施の形態例について説明する。図５の（Ａ）は第
４の実施の形態例の非破壊検査用半導体デバイスを構成
するチップを含む半導体ウェハを示す部分拡大断面側面
図、（Ｂ）は同部分拡大平面図である。図中、図３と同
一の要素には同一の符号が付されており、それらに関す
る詳しい説明はここでは省略する。

【００６１】以下ではこれらの図面を参照して、本発明
の第４の実施の形態例の非破壊検査用半導体デバイスに
ついて説明し、同時に第４の実施の形態例の非破壊検査
用半導体デバイスの製造方法および非破壊検査方法につ
いて説明する。なお、非破壊検査装置については例えば
図２に示した非破壊検査装置１０４を用いることができ
る。

【００６２】第４の実施の形態例が上記第２の実施の形
態例と異なるのは、半導体デバイスウェハ４８におい
て、第１層目配線３４ｂが基板部３１中の異なる拡散層
どうしを接続するためのものであり、第１層目配線３４
ｂと上部の配線とを接続するビアは本来設けられていな
いという点である。なお、上記拡散層どうしを接続する
ため、第１層目配線３４ｂの両端部の下部には拡散層に
接続するそれぞれコンタクト部３３が設けられている。

【００６３】このように、第１層目配線３４ｂと上部の
配線とを接続するビアが設けられていない場合には、図
５に示したように、第１層目配線３４ｂの例えば一端部
上に検査用ビア３０５を設ける。これにより、上記第２
の実施の形態例の半導体デバイスウェハ４４と等価な構
成とでき、その結果、第２の実施の形態例と同様の検査
を行って第２の実施の形態例と同様の効果を得ることが
できる。

【００６４】なお、検査用ビア３０５は、上層配線が通
っていないところに設ければ、検査終了後、熱起電力発
生構造２１および熱起電力発生構造形成用配線２０を除
去して、上層配線を形成したとしても、検査用ビア３０
５が上層配線に接続することはなく、半導体デバイスの
本来の機能に影響は生じない。

【００６５】［第５の実施の形態例］図６の（Ａ）は第
５の実施の形態例の非破壊検査用半導体デバイスを構成
するチップを含む半導体ウェハを示す部分拡大断面側面
図、（Ｂ）は同部分拡大平面図である。図中、図１など
と同一の要素には同一の符号が付されており、それらに
関する詳しい説明はここでは省略する。

【００６６】以下ではこれらの図面を参照して、本発明
の第５の実施の形態例の非破壊検査用半導体デバイスに
ついて説明し、同時に第５の実施の形態例の非破壊検査
用半導体デバイスの製造方法および非破壊検査方法につ
いて説明する。なお、非破壊検査装置については例えば
図２に示した非破壊検査装置１０４を用いることができ
る。

【００６７】第５の実施の形態例の非破壊検査用半導体
デバイスを構成する半導体チップを含む半導体デバイス
ウェハ５０では、図６の（Ａ）、（Ｂ）に示した熱起電
力発生構造形成用配線２０および熱起電力発生構造２１
を、第１層目配線３４と同一の製造工程で同一の層に形
成する。配線２０および熱起電力発生構造２１の材料と
しては前述のＴｉＳｉが適している。

【００６８】被検査対象の配線は第２層目配線であり、
この例では、第１層目配線３４の上方に第１層目配線３
４との間に絶縁層３２を介して、第２層目配線３６ａと
第２層目配線３６ｂとを互いにほぼ平行に延設する。図
中、第２層目配線３６ａ、３６ｂは左方向にさらに延在
しており、本来の機能上はこれら２本の配線は互いに電
気的に絶縁されている。

【００６９】熱起電力発生構造２１は、図６の（Ｂ）に
示したように、第２目配線３６ａと第２目配線３６ｂの
間の位置に配置され、熱起電力発生構造２１を挟み、熱
起電力発生構造２１に接続する熱起電力発生構造形成用
配線２０が延在している。配線２０の上にはそれぞれ検
査用ビア３０５ａ、３０５ｂを立設し、その上に、第２
層目配線３６ａ、３６ｂと同一の工程で、検査用配線３
６ｃ、３６ｄを形成する。検査用配線３６ｃ、３６ｄ
は、相互に間隔をおいて、それぞれ第２層目配線３６
ａ、３６ｂの方向に延在させ、熱起電力発生構造２１側
の端部の下面においてそれぞれ検査用ビア３０５ａ、３
６５ｂの上面に接続する。

【００７０】第２目配線を形成した後、その上に絶縁層
３２を形成し、さらに絶縁層３２を貫通して第２層目配
線３６ａ、３６ｂの熱起電力発生構造２１側端部と、検
査用配線３６ｃ、３６ｄの、配線３６ａ、３６ｂ側端部
の上に検査用ビア３０５ｄ、３０５ｅ、３０５ｃ、３０
５ｆを形成する。

【００７１】そして、絶縁層３２の表面に、検査用ビア
３０５ｄと検査用ビア３０５ｃとを接続する検査用配線
３７ｂを形成し、また、検査用ビア３０５ｅと検査用ビ
ア３０５ｆとを接続する検査用配線３７ａを形成する。
したがって、この半導体デバイスウェハ５０でも、第２
層目配線３６ａ、３６ｂの間にショート欠陥４２が存在
した場合、熱起電力発生構造２１を半導体デバイスウェ
ハ５０の裏面側からレーザビーム５３により照射した際
に矢印６１で示した経路で電流が流れ、そのとき発生す
る磁場を検出することでショート欠陥４２に対応する磁
場走査像を得ることができる。そのため、第５の実施の
形態例でも第１の実施の形態例などと同様の効果が得ら
れる。

【００７２】さらに、第５の実施の形態例では、熱起電
力発生構造形成用配線２０、熱起電力発生構造２１、検
査用配線３６ｃ、３６ｄなどは第１層目配線または第２
層目配線と同一製造工程で形成できるため、検査用の配
線などを形成するための余分な工程の増加が最小限に抑
えられる。この例では、検査用の余分な製造工程は検査
用配線３７ａ、３７ｂを形成する工程であが、これはア
ルミニウム配線のような単純な構造の配線で作成するこ
とができ、わざわざ熱起電力発生構造形成用配線２０と
してＴｉＳｉ配線を新たに製造することに比べれば、工
程数の増加は最小限となる。また、このような検査用配
線３７ａ、３７ｂは、検査終了後の除去も極めて容易で
ある。そして、本来の半導体デバイスの機能に影響を与
えることもない。 ［第６の実施の形態例］図７の（Ａ）は第６の実施の形
態例の非破壊検査用半導体デバイスを構成するチップを
含む半導体ウェハを示す部分拡大断面側面図、（Ｂ）は
同部分拡大平面図である。図中、図６などと同一の要素
には同一の符号が付されており、それらに関する詳しい
説明はここでは省略する。

【００７３】以下ではこれらの図面を参照して、本発明
の第６の実施の形態例の非破壊検査用半導体デバイスに
ついて説明し、同時に第６の実施の形態例の非破壊検査
用半導体デバイスの製造方法および非破壊検査方法につ
いて説明する。なお、非破壊検査装置については例えば
図２に示した非破壊検査装置１０４を用いることができ
る。

【００７４】第６の実施の形態例の非破壊検査用半導体
デバイスを構成する半導体チップを含む半導体デバイス
ウェハ５２が、上記半導体デバイスウェハ５０と異なる
のは、検査用配線を被検査配線の第２層目配線と同一の
層にのみ形成する点である。半導体デバイスウェハ５２
でも、熱起電力発生構造形成用配線２０および熱起電力
発生構造２１は第１層目配線３４と同一の工程で同一の
層に形成する。その上に、図６に示した半導体デバイス
ウェハ５０の場合と同様、絶縁層３２を介して第２層目
配線３６ａ、３６ｂを形成するが、本実施の形態例で
は、第２層目配線３６ａ、３６ｂは本来の長さより長く
形成し、延長部を検査用配線３６ｃ、３６ｄとして形成
する。検査用配線３６ｃ、３６ｄは配線２０の上部にま
で延在させ、端部においてそれぞれ検査用ビア３０５
ａ、３０５ｂを介し、配線２０に接続する。

【００７５】したがって、この半導体デバイスウェハ５
２でも、第２の実施の形態例などと同様の手順で検査を
行い、図９の（Ａ）、（Ｂ）に示したように、第２層目
配線３６ａ、３６ｂ間にショート欠陥４２が存在すれ
ば、熱起電力発生構造２１をレーザビーム５３により照
射した際に矢印６１で示した経路で各配線を通じて電流
が流れ、ショート欠陥４２を検出することができる。し
たがって第６の実施の形態例においても、上記第１の実
施の形態例と同様の効果が得られる。

【００７６】そして、第６の実施の形態例では、検査終
了後、図７に示した第２層目配線３６ａ、３６ｂと検査
用配線３６ｃ、３６ｄとの境界３８ａ、３８ｂを境に、
検査用配線３６ｃ、３６ｄは除去し、その結果、半導体
デバイスウェハ５２は図８の（Ａ）および（Ｂ）（それ
ぞれ図７の（Ａ）、（Ｂ）に対応）に示した状態とな
る。

【００７７】このように本実施の形態例では、検査用の
配線としては、第２層目配線３６ａ、３６ｂの延長部を
形成するのみであるから、上記第５の実施の形態例に比
べ、工程はきわめて簡素である。無論、検査用配線３６
ｃ、３６ｄの除去も容易である。

【００７８】さらに、本実施の形態例では、被検査配線
である第２の第２層目配線３６ａ、３６ｂの上に、検査
のために配線などを形成する必要がなく、第２の第２層
目配線３６ａ、３６ｂが形成され次第ただちに検査を実
施することができる。また、図９の（Ａ）、（Ｂ）に示
したように、ショート欠陥４２により形成される閉回路
が全体として単純であり、矢印６１で示した電流経路が
単純となることから、発生した磁場の検出が容易とな
り、良好な磁場走査像を得ることができる。

【００７９】［第７の実施の形態例］図１０の（Ａ）は
第７の実施の形態例の半導体デバイスを構成するチップ
上でのレイアウトをブロックとして示した概念図、
（Ｂ）は（Ａ）で繰り返されているブロックを取り出し
て、その内部構造と互いの接続関係を示した概念図であ
る。図中、図１などと同一の要素には同一の符号が付さ
れている。

【００８０】以下ではこれらの図面を参照して、本発明
の第７の実施の形態例の非破壊検査用半導体デバイスお
よび非破壊検査用半導体デバイスの製造方法について説
明する。なお、第７の実施の形態例の非破壊検査用半導
体デバイスの検査は、例えば図１に示した非破壊検査装
置１０２を用いて第１の実施の形態例として説明した非
破壊検査方法により行うことができる。

【００８１】第７の実施の形態例の非破壊検査用半導体
デバイスを構成する半導体デバイスウェハ５４が上記実
施の形態例と異なるのは、熱起電力発生構造２１を含む
検査ツール領域１２０と、被検査配線などの検査要素を
含む被検査領域１００とを異なるブロックとして配置す
る点である。

【００８２】図１０の（Ａ）に示したように、半導体デ
バイスウェハ５４は、１つの被検査領域１００と１つの
検査ツール領域１２０との対を複数、整列配置して構成
している。図１０の（Ｂ）は、１つの被検査領域１００
と１つの検査ツール領域１２０との対を取り出して示し
たものであり、検査ツール領域１２０には複数の熱起電
力発生構造２１を形成し、一方、被検査領域１００に
は、上記複数の熱起電力発生構造２１に対応して複数の
被検査要素１０１を形成している。そして、熱起電力発
生構造２１と被検査要素１０１とは対応するものどうし
を検査用配線３７により接続している。被検査要素１０
１には例えば上述のような近接する２本の配線が被検査
対象として含まれている。

【００８３】したがって、この半導体デバイスウェハ５
４でも、第１の実施の形態例などと同様の手順で検査を
行い、例えば被検査要素１０１に含まれる上記２本の配
線間にショート欠陥が存在すれば、熱起電力発生構造２
１がレーザビームにより照射された際に矢印６１で示し
た経路で各配線を通じて電流が流れ、ショート欠陥を検
出することができる。したがって第７の実施の形態例に
おいても、上記第１の実施の形態例と同様の効果を得る
ことができる。

【００８４】第５、第６の実施形態例で説明したよう
に、熱起電力発生構造２１は配線の最下層に作り込むこ
とができる。したがって、ゲートアレイやＴＥＧのよう
に、空き領域を比較的自由に設定できる場合には、熱起
電力発生構造２１を含む検査ツール領域１２０を事前に
確保して製造しておき、被検査領域１００、すなわち半
導体デバイスとしての本来の機能を有する領域は、その
後の要求に応じて設計すればよい。そのため、本実施の
形態例では、上記効果に加えて、半導体デバイスウェハ
５４の設計や製造において柔軟性が増すという効果が得
られる。なお、本実施の形態例では、熱起電力発生構造
２１と被検査要素１０１とが比較的離れて配置されるこ
とになるので、ショート欠陥が存在する被検査要素１０
１を容易に判別できるようにするため、熱起電力発生構
造２１と被検査要素１０１との対応関係が分かり易いレ
イアウトにしておくことが望ましい。

【００８５】すなわち、前述のように適切な検査系を用
いることで、４００ｎｍ程度の位置認識精度を得ること
はできるが、この精度で特定できるのはあくまでもレー
ザビームの照射位置すなわち熱起電力発生構造２１の位
置である。したがって、実際にショート欠陥が存在する
被検査要素１０１は、特定した熱起電力発生構造２１を
もとに判別することになり、熱起電力発生構造２１と被
検査要素１０１との対応関係が分かり易いレイアウトが
望ましい。

【００８６】具体的には、例えば図１０の（Ｂ）に示し
た例のように、熱起電力発生構造２１は右から左へ、そ
れに対応した被検査要素１０１は左から右へと単純に配
列すれば、双方の対応関係は明瞭であり、磁場検出で特
定した熱起電力発生構造２１から、ショート欠陥の存在
する被検査要素１０１を確実に特定することができる。
なお、図１０の（Ａ）に示した半導体デバイスウェハ５
４では、熱起電力発生構造２１を含む検査ツール領域１
２０と、被検査領域１００とを、規則的に配置したが、
必ずしもその必要はなく、チップの空き具合に応じて、
自由に配置すれば良いことは言うまでもない。

【００８７】［第８の実施の形態例］次に、本発明によ
る第８の実施の形態例の非破壊検査装置について説明す
る。図１１は第８の実施の形態例の非破壊検査装置を示
す構成図である。図中、図２などと同一の要素には同一
の符号が付されており、それらに関する詳しい説明はこ
こでは省略する。図１１に示した非破壊検査装置１０８
が図２に示した非破壊検査装置１０４と異なるのは、磁
場検出器５として具体的にＳＱＵＩＤ（Ｓｕｐｅｒｃｏ
ｎｄｕｃｔｉｎｇ ＱＵａｎｔｕｍ Ｉｎｔｅｒｆｅｒ
ｅｎｃｅ Ｄｅｖｉｃｅ：超電導量子干渉素子）５５を
用いた点と、ＳＱＵＩＤ５５に付随する液体窒素９、断
熱材８ａ、８ｂ、ならびに磁気シールド材１０を追加し
た点である。

【００８８】現在の技術水準において、熱起電力電流に
もとづく微弱な磁場を検出するには、磁場観測方法とし
て最も高感度なＳＱＵＩＤ５５が最適である。ＳＱＵＩ
Ｄの種類としては、Ｎｂ（ニオブ）などの低温超電導体
を用いた低温系ＳＱＵＩＤと、酸化物超電導体を用いた
高温超電導ＳＱＵＩＤに大別できる。液体ヘリウムでの
冷却が必要な低温系ＳＱＵＩＤでは、コスト、メンテナ
ンス面で扱いが大変であるので、ここでは液体窒素９で
の冷却で十分な高温超電導ＳＱＵＩＤを用いた。高温超
電導ＳＱＵＩＤの具体的な材料としては、ＹＢＣＯ（Ｙ
−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ）やＨＢＣＯ（Ｈｏ−Ｂａ−Ｃｕ−
Ｏ）などがある。

【００８９】液体窒素９はＳＵＱＩＤ５５を冷却するた
めのものであり、液体窒素９と半導体デバイスウェハ４
０との間は断熱材８ａにより断熱され、また液体窒素９
と周囲との間は断熱材８ｂにより断熱されている。断熱
材８ａの具体的な材料としては発泡スチロールが、容易
に薄くでき、しかも断熱効果が高いので好適である。ま
た、周囲から混入する磁場ノイズを遮断するために全体
は、レーザビーム５３の入射箇所を除いて磁気シールド
材１０により覆われている。レーザビーム３が通過する
程度の穴を磁気シールド材１０に形成することは、磁気
シール度効果には大きくは影響しない。

【００９０】図１１に示したように高温超電導ＳＱＵＩ
Ｄは通常、液体窒素９に浸した状態で使用し、したがっ
てＳＱＵＩＤ５５と半導体デバイスウェハ４０との間に
断熱材８ａを入れて、半導体デバイスウェハ４０を常温
に近い温度に保つ必要がある。半導体デバイスウェハ４
０がどの程度の低温まで耐えられるかについての試験結
果で、過去に十分な実績のある温度は摂氏−５５度程度
である。

【００９１】この耐性を示す実際の試験条件は、例え
ば、摂氏＋１５０度に１０分以上さらし、その後１５分
以内に摂氏−５５度に到達した後、摂氏−５５度に１０
分以上さらし、その後１５分以内に摂氏＋１５０度に到
達した後、摂氏＋１５０度に１０分以上さらし、・・・
というサイクルを十回から千回繰り返すものであり、上
記温度はこのような厳しい試験条件により得られた値で
ある。このような試験においてもチップそのものは十分
な耐性を示しているので、短時間の検査ではさらに低温
にさらしても問題は無いと思われるが、今のところ限界
を示す十分なデータはない。

【００９２】図１１の構成で半導体デバイスウェハ４０
を常温に近い温度に保つことは、霜の付着を防止するた
めにも重要である。本発明の発明者らによる実験で確か
めた結果、断熱材８ａとして発砲スチロールを用いれ
ば、その厚みを０．３ｍｍ程度まで薄くしても、チップ
に霜が付かない程度の温度に保つことができる。

【００９３】ＳＱＵＩＤ５５が正常に動作するために
は、所定の温度範囲の一定の温度に保つ必要がある。図
１１に示した構成の場合は、液体窒素９に浸っているた
め、液体窒素９の量をＳＱＵＩＤ５５が十分浸る程度に
保つように、適宜継ぎ足せば十分である。

【００９４】長時間の検査を連続して行うような場合
は、自動供給すれば便利である。窒素の自動供給装置
は、元素分析に用いるＥＤＸ（エネルギー分散型Ｘ線解
析装置）用などで十分な実用実績があるので、それを用
いればよい。このように第８の実施の形態例の非破壊検
査装置１０８では、現在の技術水準でもっとも高感度な
ＳＱＵＩＤ５５を用いるため、ショート欠陥を通じて流
れる電流による微弱な磁場を高いＳ／Ｎで検出でき、そ
の結果、良好な磁場走査像を得ることができる。

【００９５】［第９の実施の形態例］次に、本発明の第
９の実施の形態例について説明する。図１２は第９の実
施の形態例の非破壊検査装置を示す構成図である。図
中、図１１などと同一の要素には同一の符号が付されて
おり、それらに関する詳しい説明はここでは省略する。
図１２に示した非破壊検査装置１１０が図１１の非破壊
検査装置１０８と異なるのは、ＳＱＵＩＤ５５の冷却方
法として冷却器１１を用いている点である。すなわち、
非破壊検査装置１１０では、磁気シールド材１０の内側
に冷却器１１が設置され、その上に冷却器１１に接して
ＳＱＵＩＤ５５が載置され、さらにその上に半導体デバ
イスウェハ４０が配置されている。冷却器１１とＳＱＵ
ＩＤ５５とを接触させることで、ＳＱＵＩＤ５５は液体
窒素温度（７７Ｋ）以下に簡単に冷却することができ
る。

【００９６】また、本実施の形態例では、レーザビーム
５３を導くために磁気シールド材１０に形成された開口
は、透明なガラス材１３により閉鎖され、磁気シールド
材１０の内部は気密となっている。そして、磁気シール
ド材１０の内部に連通する真空ポンプ１２を設けて磁気
シールド材１０の内側を真空にし、熱の放散を防ぐ構造
となっている。

【００９７】このようにＳＱＵＩＤ５５を冷却器１１に
より冷却し、同時に内部を真空にすることには次の３つ
の利点がある。第１の利点は、液体窒素９を供給する必
要が無くメンテナンスが容易になることである。勿論こ
れは、冷却器１１として液体窒素９の助けを借りていな
い場合であり、冷却機能を液体窒素９に依存している場
合は、この利点は享受できない。

【００９８】第２の利点は、半導体デバイスウェハ４０
とＳＱＵＩＤ５５との間の距離を短くできることであ
る。熱起電力電流に起因する磁場は一般的には電流経路
からの距離が近いほど大きい。したがって、半導体デバ
イスウェハ４０とＳＱＵＩＤ５５の距離が近いほど磁場
が強い場所で検知でき、検出感度が上がる。液体窒素９
に浸して冷やす場合は図１１に示したように半導体デバ
イスウェハ４０とＳＱＵＩＤ５５との間には液体窒素９
と断熱材８ａが介在する。一方、冷却器１１で冷やす場
合は、図１２から分かるように、半導体デバイスウェハ
４０とＳＱＵＩＤ５５の間にはわずかな隙間が存在する
のみであり、両者を極度に接近させることができる。

【００９９】第３の利点は、半導体デバイスウェハ４０
上に霜が付く心配がないことである。したがって、霜が
付くことによる半導体デバイスウェハ４０の劣化の恐れ
が解消する。図１２の構成にした場合には、レーザビー
ム５３はガラス材１３を通して、半導体デバイスウェハ
４０に照射されるが、その際のガラス材の選択は１３０
０ｎｍの波長の透過率に重点を置いて選択すればよく、
６３３ｎｍの波長の透過率はそれほど良くなくてもよ
い。

【０１００】その理由は、十分な熱起電力電流を発生さ
せるには大きなパワーのレーザ光が必要であるが、走査
レーザ顕微鏡像を得るためめには、それほど大きいなパ
ワーを必要としないということである。いずれにして
も、最終的には、レーザ発生器５１および受光素子のコ
ストと検出感度とのトレードオフで決定すればよい。

【０１０１】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、半導体基
板上に近接して配置された第１および第２の導電体を含
む半導体デバイスであって、前記半導体基板上に配設さ
れた熱起電力発生体と、前記熱起電力発生体の一端と前
記第１の導電体とを接続する第１の配線と、前記熱起電
力発生体の他端と前記第２の導電体とを接続する第２の
配線とを含むことを特徴とする。また、本発明は、半導
体基板上に近接して配置された第１および第２の導電体
を含む半導体デバイスを製造する方法であって、前記半
導体基板上に熱起電力発生体を配設し、前記熱起電力発
生体の一端と前記第１の導電体とを第１の配線により接
続し、前記熱起電力発生体の他端と前記第２の導電体と
を第２の配線により接続することを特徴とする。

【０１０２】また、本発明は、半導体基板上に近接して
配置された第１および第２の導電体を含み、前記半導体
基板上に配設された熱起電力発生体と、前記熱起電力発
生体の一端と前記第１の導電体とを接続する第１の配線
と、前記熱起電力発生体の他端と前記第２の導電体とを
接続する第２の配線とを含む半導体デバイスを非破壊検
査する方法であって、前記熱起電力発生体にレーザ光を
照射し、前記熱起電力発生体に前記レーザ光を照射した
とき発生する磁場を検出し、前記磁場の検出結果にもと
づいて前記第１および第２の導電体に係わるショート欠
陥の有無を判定することを特徴とする。

【０１０３】また、本発明は、半導体基板上に近接して
配置された第１および第２の導電体を含み、前記半導体
基板上に配設された熱起電力発生体と、前記熱起電力発
生体の一端と前記第１の導電体とを接続する第１の配線
と、前記熱起電力発生体の他端と前記第２の導電体とを
接続する第２の配線とを含む半導体デバイスを非破壊検
査する装置であって、前記熱起電力発生体にレーザ光を
照射するレーザ光照射手段と、前記熱起電力発生体に前
記レーザ光を照射したとき発生する磁場を検出する磁場
検出手段とを含むことを特徴とする。

【０１０４】本発明では、第１および第２の導電体間に
ショート欠陥が存在すると、半導体基板に形成した熱起
電力発生構造にレーザ光を照射した際に、熱起電力発生
構造が発生する熱起電力により第１および第２の導電体
ならびに第１および第２の配線を通じて電流が流れ、磁
場が生成される。したがって、この磁場をＳＱＵＩＤな
どの磁場検出手段で検出することにより、ショート欠陥
の存在を検知することができる。このように、本発明で
は、従来の熱起電力にもとづく検査技術では不可能であ
ったショート欠陥の検出を行うことができる。しかも、
半導体デバイスを構成する半導体基板に対して非接触で
検査を行え、したがって半導体基板にボンディングパッ
ドが形成される前の製造段階でも検査を行うことができ
る。その結果、半導体デバイスの製造工程における初期
の段階で、電気的ショート個所を検出して、適切かつ迅
速な処置を執ることができ、製品の歩留まりおよび信頼
性を大幅に向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明による非破壊検査装置の一例を
示す構成図、（Ｂ）は本発明による半導体デバイスを構
成するチップを含む半導体ウェハの一例における被検査
箇所を示す部分拡大断面側面図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態例の非破壊検査装置
を示す構成図である。

【図３】（Ａ）は第２の実施の形態例の非破壊検査用半
導体デバイスを構成するチップを含む半導体ウェハの一
例における被検査箇所を示す部分拡大断面側面図、
（Ｂ）は同部分拡大平面図である。

【図４】（Ａ）は第３の実施の形態例の非破壊検査用半
導体デバイスを構成するチップを含む半導体ウェハを示
す部分拡大断面側面図、（Ｂ）は同部分拡大平面図であ
る。

【図５】（Ａ）は第４の実施の形態例の非破壊検査用半
導体デバイスを構成するチップを含む半導体ウェハを示
す部分拡大断面側面図、（Ｂ）は同部分拡大平面図であ
る。

【図６】（Ａ）は第５の実施の形態例の非破壊検査用半
導体デバイスを構成するチップを含む半導体ウェハを示
す部分拡大断面側面図、（Ｂ）は同部分拡大平面図であ
る。

【図７】（Ａ）は第６の実施の形態例の非破壊検査用半
導体デバイスを構成するチップを含む半導体ウェハを示
す部分拡大断面側面図、（Ｂ）は同部分拡大平面図であ
る。

【図８】（Ａ）は、図７の（Ａ）に示したウェハにおい
て検査用配線を削除した状態を示す部分拡大断面側面
図、（Ｂ）は同部分拡大平面図である。

【図９】（Ａ）は、図７の（Ａ）に示したウェハにおい
て検査時に流れる電流の経路を示す部分拡大断面側面
図、（Ｂ）は同部分拡大平面図である。

【図１０】（Ａ）は第７の実施の形態例の半導体デバイ
スを構成するチップを含む半導体ウェハ上でのレイアウ
トをブロックとして示した概念図、（Ｂ）は（Ａ）で繰
り返されているブロックを取り出して、その内部構造と
互いの接続関係を示した概念図である。

【図１１】第８の実施の形態例の非破壊検査装置を示す
構成図である。

【図１２】第９の実施の形態例の非破壊検査装置を示す
構成図である。

【図１３】従来の非破壊検査装置の一例を示す構成図で
ある。

【図１４】従来の非破壊検査装置の一例を示す構成図で
ある。

【符号の説明】

１……レーザ発生器、２……光学系、３……レーザビー
ム、４……半導体デバイスチップまたはウェハ、５……
磁場検出器、６……制御・画像処理系、７……像表示装
置、８ａ、８ｂ……断熱材、９……液体窒素、１０……
磁気シールド材、１１……冷却器、１２……真空ポン
プ、１３……ガラス材、１４……ボンディングパッド、
２０……熱起電力発生構造形成用配線、２１……熱起電
力発生構造、３１……シリコン基板部、３２……絶縁
層、３３……コンタクト部、３４ａ、３４ｂ……第１目
配線、３５ａ、３５ｂ……ビア、３５ｂ……ビア、４０
……半導体デバイスウェハ、４２……ショート欠陥、４
４……半導体デバイスウェハ、４６……半導体デバイス
ウェハ、４８……半導体デバイスウェハ、５０……半導
体デバイスウェハ、５２……半導体デバイスウェハ、５
３……レーザビーム、５４……半導体デバイスウェハ、
５５……ＳＱＵＩＤ、６１……電流経路、１００……被
検査領域、１０１……被検査要素、１０２……非破壊検
査装置、１０４……非破壊検査装置、１０６……制御・
画像処理系、１０８……非破壊検査装置、１１０……非
破壊検査装置、１１５……プローバ、１２０……検査ツ
ール領域、１３１……電流変化検出器、３０５……検査
用ビア。

───────────────────────────────────────────────────── 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 G01N 27/00 G01N 27/72 H01L 39/22 ZAA

Claims (56)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体基板上に近接して配置された第１
   および第２の導電体を含む半導体デバイスであって、 前記半導体基板上に配設された熱起電力発生体と、 前記熱起電力発生体の一端と前記第１の導電体とを接続
   する第１の配線と、 前記熱起電力発生体の他端と前記第２の導電体とを接続
   する第２の配線とを含むことを特徴とする非破壊検査用
   半導体デバイス。
2. 【請求項２】 前記熱起電力発生体は前記第１および第
   ２の導電体に近接して配置されていることを特徴とする
   請求項１記載の非破壊検査用半導体デバイス。
3. 【請求項３】 前記熱起電力発生体と前記第１および第
   ２の配線とは同一材料によって一体に形成され、前記熱
   起電力発生体の箇所は前記第１および第２の配線の他の
   箇所より幅が細く形成されていることを特徴とする請求
   項１記載の非破壊検査用半導体デバイス。
4. 【請求項４】 前記材料はチタンシリサイドであること
   を特徴とする請求項３記載の非破壊検査用半導体デバイ
   ス。
5. 【請求項５】 前記第１および第２の導電体は配線であ
   ることを特徴とする請求項１記載の非破壊検査用半導体
   デバイス。
6. 【請求項６】 前記第１および第２の導電体は前記半導
   体基板上に絶縁層を介して延設され、前記第１および第
   ２の導電体の上にさらに絶縁層が形成され、前記熱起電
   力発生体ならびに前記第１および第２の配線は前記第１
   および第２の導電体上の絶縁層の上に形成されているこ
   とを特徴とする請求項１記載の非破壊検査用半導体デバ
   イス。
7. 【請求項７】 前記第１および第２の導電体と前記第１
   および第２の配線とは絶縁層を貫通するビアにより接続
   されていることを特徴とする請求項６記載の非破壊検査
   用半導体デバイス。
8. 【請求項８】 前記第１および第２の導電体は一方の端
   部どうしを接近させてほぼ一直線状に延設されているこ
   とを特徴とする請求項１記載の非破壊検査用半導体デバ
   イス。
9. 【請求項９】 前記第１および第２の導電体のうちの少
   なくとも一方と、前記第１および第２の配線のうちの少
   なくとも一方とはほぼ平行に延在し、ほぼ平行に延在す
   る前記導電体と前記配線とは幅が異なっていることを特
   徴とする請求項１記載の非破壊検査用半導体デバイス。
10. 【請求項１０】 前記第１および第２の導電体は並設さ
    れ、前記第１および第２の配線および前記熱起電力発生
    体は、前記第１および第２の導電体の延在方向と交差す
    る方向に延設されていることを特徴とする請求項１記載
    の非破壊検査用半導体デバイス。
11. 【請求項１１】 前記第１の導電体と前記第１の配線、
    または前記第２の導電体と前記第２の配線とを接続する
    ビアは検査用のビアであることを特徴とする請求項１記
    載の非破壊検査用半導体デバイス。
12. 【請求項１２】 前記熱起電力発生体は前記第１および
    第２の導電体より前記半導体基板に近い層に配設されて
    いることを特徴とする請求項１記載の非破壊検査用半導
    体デバイス。
13. 【請求項１３】 前記第１および第２の配線のうちの少
    なくとも一方は相互に異なる層に形成された複数の配線
    から成ることを特徴とする請求項１記載の非破壊検査用
    半導体デバイス。
14. 【請求項１４】 前記第１および第２の配線のうちの少
    なくとも一方は前記第１および第２の導電体のうちの一
    方と一体に形成されていることを特徴とする請求項１記
    載の非破壊検査用半導体デバイス。
15. 【請求項１５】 前記熱起電力発生体は、前記半導体基
    板の裏面側から入射したレーザ光が構造体により遮られ
    ることなく前記熱起電力発生体に到達する位置に配置さ
    れていることを特徴とする請求項１記載の非破壊検査用
    半導体デバイス。
16. 【請求項１６】 前記構造体は配線であることを特徴と
    する請求項１５記載の非破壊検査用半導体デバイス。
17. 【請求項１７】 複数の前記熱起電力発生体と、複数対
    の前記第１および第２の導電体とを含み、各熱起電力発
    生体は、前記熱起電力発生体が接続された前記第１およ
    び第２の導電体の対と対応づけられた位置に配置されて
    いることを特徴とする請求項１記載の非破壊検査用半導
    体デバイス。
18. 【請求項１８】 複数の前記熱起電力発生体および複数
    対の前記第１および第２の導電体は共にほぼ一列に配列
    され、各熱起電力発生体は同じ順位または逆の順位の前
    記第１および第２の導電体の対に接続されていることを
    特徴とする請求項１記載の非破壊検査用半導体デバイ
    ス。
19. 【請求項１９】 半導体基板上に近接して配置された第
    １および第２の導電体を含む半導体デバイスを製造する
    方法であって、 前記半導体基板上に熱起電力発生体を配設し、 前記熱起電力発生体の一端と前記第１の導電体とを第１
    の配線により接続し、 前記熱起電力発生体の他端と前記第２の導電体とを第２
    の配線により接続することを特徴とする非破壊検査用半
    導体デバイスの製造方法。
20. 【請求項２０】 前記熱起電力発生体は前記第１および
    第２の導電体に近接して配置することを特徴とする請求
    項１９記載の非破壊検査用半導体デバイスの製造方法。
21. 【請求項２１】 前記熱起電力発生体と前記第１および
    第２の配線とは同一材料によって一体に形成し、前記熱
    起電力発生体の箇所は前記第１および第２の配線の他の
    箇所より幅を細く形成することを特徴とする請求項１９
    記載の非破壊検査用半導体デバイスの製造方法。
22. 【請求項２２】 前記材料としてチタンシリサイドを用
    いることを特徴とする請求項２１記載の非破壊検査用半
    導体デバイスの製造方法。
23. 【請求項２３】 前記第１および第２の導電体は配線で
    あることを特徴とする請求項１９記載の非破壊検査用半
    導体デバイスの製造方法。
24. 【請求項２４】 前記第１および第２の導電体は前記半
    導体基板上に絶縁層を介して延設し、前記第１および第
    ２の導電体の上にさらに絶縁層を形成し、前記熱起電力
    発生体ならびに前記第１および第２の配線は前記第１お
    よび第２の導電体上の絶縁層の上に形成することを特徴
    とする請求項１９記載の非破壊検査用半導体デバイスの
    製造方法。
25. 【請求項２５】 前記第１および第２の導電体と前記第
    １および第２の配線とは絶縁層を貫通するビアにより接
    続することを特徴とする請求項２４記載の非破壊検査用
    半導体デバイスの製造方法。
26. 【請求項２６】 前記第１および第２の導電体は一方の
    端部どうしを接近させてほぼ一直線状に延設することを
    特徴とする請求項１９記載の非破壊検査用半導体デバイ
    スの製造方法。
27. 【請求項２７】 前記第１および第２の導電体のうちの
    少なくとも一方と、前記第１および第２の配線のうちの
    少なくとも一方とはほぼ平行に延在させ、ほぼ平行に延
    在する前記導電体と前記配線とは異なる幅に形成するこ
    とを特徴とする請求項１９記載の非破壊検査用半導体デ
    バイスの製造方法。
28. 【請求項２８】 前記第１および第２の導電体は並設
    し、前記第１および第２の配線および前記熱起電力発生
    体は、前記第１および第２の導電体の延在方向と交差す
    る方向に延設することを特徴とする請求項１９記載の非
    破壊検査用半導体デバイスの製造方法。
29. 【請求項２９】 前記第１の導電体と前記第１の配線、
    または前記第２の導電体と前記第２の配線とを接続する
    ビアは検査用のビアとして形成することを特徴とする請
    求項１９記載の非破壊検査用半導体デバイスの製造方
    法。
30. 【請求項３０】 前記熱起電力発生体は前記第１および
    第２の導電体より前記半導体基板に近い層に配設するこ
    とを特徴とする請求項１９記載の非破壊検査用半導体デ
    バイスの製造方法。
31. 【請求項３１】 前記第１および第２の配線のうちの少
    なくとも一方は相互に異なる層に形成した複数の配線に
    より構成することを特徴とする請求項１９記載の非破壊
    検査用半導体デバイスの製造方法。
32. 【請求項３２】 前記第１および第２の配線のうちの少
    なくとも一方は前記第１および第２の導電体のうちの一
    方と一体に形成することを特徴とする請求項１９記載の
    非破壊検査用半導体デバイスの製造方法。
33. 【請求項３３】 前記熱起電力発生体は、前記半導体基
    板の裏面側から入射したレーザ光が構造体により遮られ
    ることなく前記熱起電力発生体に到達する位置に配置す
    ることを特徴とする請求項１９記載の非破壊検査用半導
    体デバイスの製造方法。
34. 【請求項３４】 前記構造体は配線であることを特徴と
    する請求項３３記載の非破壊検査用半導体デバイスの製
    造方法。
35. 【請求項３５】 複数の前記熱起電力発生体と、複数対
    の前記第１および第２の導電体とを設け、各熱起電力発
    生体は、前記熱起電力発生体を接続した前記第１および
    第２の導電体の対と対応づけた位置に配置することを特
    徴とする請求項１記載の非破壊検査用半導体デバイスの
    製造方法。
36. 【請求項３６】 複数の前記熱起電力発生体および複数
    対の前記第１および第２の導電体は共にほぼ一列に配列
    し、各熱起電力発生体は同じ順位または逆の順位の前記
    第１および第２の導電体の対に接続することを特徴とす
    る請求項１記載の非破壊検査用半導体デバイスの製造方
    法。
37. 【請求項３７】 半導体基板上に近接して配置された第
    １および第２の導電体を含み、 前記半導体基板上に配設された熱起電力発生体と、 前記熱起電力発生体の一端と前記第１の導電体とを接続
    する第１の配線と、 前記熱起電力発生体の他端と前記第２の導電体とを接続
    する第２の配線とを含む半導体デバイスを非破壊検査す
    る方法であって、 前記熱起電力発生体にレーザ光を照射し、 前記熱起電力発生体に前記レーザ光を照射したとき発生
    する磁場を検出し、 前記磁場の検出結果にもとづいて前記第１および第２の
    導電体に係わるショート欠陥の有無を判定することを特
    徴とする非破壊検査方法。
38. 【請求項３８】 前記レーザ光として収束させたレーザ
    ビームを前記熱起電力発生体に照射することを特徴とす
    る請求項３７記載の非破壊検査方法。
39. 【請求項３９】 前記レーザビームの前記半導体基板上
    における照射位置を移動させ、 前記レーザビームの前記半導体基板上の照射位置と表示
    装置の画面上の位置とを対応づけ、 検出した前記磁場の強度を明るさまたは色に対応づけて
    前記表示装置に表示して走査磁場像を生成することを特
    徴とする請求項３８記載の非破壊検査方法。
40. 【請求項４０】 前記半導体基板を固定して前記レーザ
    ビームを移動させることを特徴とする請求項３９記載の
    非破壊検査方法。
41. 【請求項４１】 前記レーザビームを固定して前記半導
    体基板を移動させることを特徴とする請求項３９記載の
    非破壊検査方法。
42. 【請求項４２】 前記半導体基板の走査レーザ顕微鏡像
    を取得し、前記表示装置の画面に前記走査磁場像と前記
    走査レーザ顕微鏡像とを重ね合わせた画像を表示するこ
    とを特徴とする請求項３９記載の非破壊検査方法。
43. 【請求項４３】 前記半導体基板を透過し、かつ光ビー
    ム励起電流を発生しない波長の前記レーザビームを前記
    半導体基板に照射することを特徴とする請求項３８記載
    の非破壊検査方法。
44. 【請求項４４】 前記半導体基板はシリコン基板である
    ことを特徴とする請求項４３記載の非破壊検査方法。
45. 【請求項４５】 前記レーザ光を前記半導体基板の裏面
    側から照射し、前記半導体基板の表面側で前記磁場を検
    出することを特徴とする請求項３７記載の非破壊検査方
    法。
46. 【請求項４６】 超伝導量子干渉素子により前記磁場を
    検出することを特徴とする請求項３７記載の非破壊検査
    方法。
47. 【請求項４７】 半導体基板上に近接して配置された第
    １および第２の導電体を含み、 前記半導体基板上に配設された熱起電力発生体と、 前記熱起電力発生体の一端と前記第１の導電体とを接続
    する第１の配線と、 前記熱起電力発生体の他端と前記第２の導電体とを接続
    する第２の配線とを含む半導体デバイスを非破壊検査す
    る装置であって、 前記熱起電力発生体にレーザ光を照射するレーザ光照射
    手段と、 前記熱起電力発生体に前記レーザ光を照射したとき発生
    する磁場を検出する磁場検出手段とを含むことを特徴と
    する非破壊検査装置。
48. 【請求項４８】 前記レーザ光照射手段は収束させた前
    記レーザビームを前記熱起電力発生体に照射することを
    特徴とする請求項４７記載の非破壊検査装置。
49. 【請求項４９】 前記レーザビームの前記半導体基板上
    における照射位置を移動させる走査手段と、 前記レーザビームの前記半導体基板上の照射位置と表示
    装置の画面上の位置とを対応づけ、検出した前記磁場の
    強度を明るさまたは色に対応づけて前記表示装置に表示
    して走査磁場像を生成する画像生成手段を備えたことを
    特徴とする請求項４８記載の非破壊検査装置。
50. 【請求項５０】 前記走査手段は、前記半導体基板を固
    定して前記レーザビームを移動させることを特徴とする
    請求項４９記載の非破壊検査装置。
51. 【請求項５１】 前記走査手段は、前記レーザビームを
    固定して前記半導体基板を移動させることを特徴とする
    請求項４９記載の非破壊検査装置。
52. 【請求項５２】 前記画像生成手段は、前記半導体基板
    の走査レーザ顕微鏡像を取得し、前記表示装置の画面に
    前記走査磁場像と前記走査レーザ顕微鏡像とを重ね合わ
    せた画像を表示することを特徴とする請求項４９記載の
    非破壊検査装置。
53. 【請求項５３】 前記レーザ光照射手段は、前記半導体
    基板を透過し、かつ光ビーム励起電流を発生しない波長
    の前記レーザビームを前記半導体基板に照射することを
    特徴とする請求項４８記載の非破壊検査装置。
54. 【請求項５４】 前記半導体基板はシリコン基板である
    ことを特徴とする請求項５３記載の非破壊検査装置。
55. 【請求項５５】 前記レーザ光照射手段は、前記レーザ
    光を前記半導体基板の裏面側から照射し、前記磁場検出
    手段は、前記半導体基板の表面側で前記磁場を検出する
    ことを特徴とする請求項４７記載の非破壊検査装置。
56. 【請求項５６】 前記磁場検出手段は、超伝導量子干渉
    素子を含むことを特徴とする請求項４７記載の非破壊検
    査装置。