JPH06300824A - 半導体集積回路内部相互配線の検査方法および装置 - Google Patents
半導体集積回路内部相互配線の検査方法および装置Info
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- JPH06300824A JPH06300824A JP5085817A JP8581793A JPH06300824A JP H06300824 A JPH06300824 A JP H06300824A JP 5085817 A JP5085817 A JP 5085817A JP 8581793 A JP8581793 A JP 8581793A JP H06300824 A JPH06300824 A JP H06300824A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体集積回路の内部相互配線の欠陥を短時
間で非破壊で検出する。 【構成】 半導体集積回路チップ１に電圧供給源９で電
流を供給した状態で、半導体集積回路チップ１上に細く
絞ったレーザ光を走査しながら照射し、変動電流検出／
増幅部８で電流変化の大きな箇所を検出する。変動電流
検出／増幅部８で電流変化の大きな箇所は熱伝導を阻止
する欠陥のある箇所に対応するので、ボイド等の欠陥が
検出できる。このような原理によるので欠陥は表面に露
出していない場合でも検出できる。
間で非破壊で検出する。 【構成】 半導体集積回路チップ１に電圧供給源９で電
流を供給した状態で、半導体集積回路チップ１上に細く
絞ったレーザ光を走査しながら照射し、変動電流検出／
増幅部８で電流変化の大きな箇所を検出する。変動電流
検出／増幅部８で電流変化の大きな箇所は熱伝導を阻止
する欠陥のある箇所に対応するので、ボイド等の欠陥が
検出できる。このような原理によるので欠陥は表面に露
出していない場合でも検出できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体集積回路チップ上
の欠陥の検査方法および装置に関し、特に半導体集積回
路チップ上内部相互配線の欠陥をレーザビームまたは電
子ビームやイオンビームを用いて検査する方法および装
置に関するものである。
の欠陥の検査方法および装置に関し、特に半導体集積回
路チップ上内部相互配線の欠陥をレーザビームまたは電
子ビームやイオンビームを用いて検査する方法および装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の欠陥の「検査方法および
装置」（以下「方法」とのみ略して記す）は、たとえば
「Ｗ．，Ｌｅｅ Ｓｍｉｔｈ ｅｔ．ａｌ．，“Ｄｉｒ
ｅｃｔｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｓｔｒｅｓｓ−
ｉｎｄｕｃｅｄ ｖｏｉｄｇｒｏｗｔｈ ｂｙ ｔｈｅ
ｒｍａｌ ｗａｖｅ ｍｏｄｕｌａｔｅｄ ｏｐｔｉｃ
ａｌ ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ ｉｍａｇｉｎｇ”，１
９９０ＩＲＰＳ（ＩＥＥＥ），２００−２０８，（１９
９０）．」に示されるように、２種類のレーザビームを
用い、一方のレーザビームでプローブし、もう一方のビ
ームで検知するという方法をとっている。
装置」（以下「方法」とのみ略して記す）は、たとえば
「Ｗ．，Ｌｅｅ Ｓｍｉｔｈ ｅｔ．ａｌ．，“Ｄｉｒ
ｅｃｔｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｓｔｒｅｓｓ−
ｉｎｄｕｃｅｄ ｖｏｉｄｇｒｏｗｔｈ ｂｙ ｔｈｅ
ｒｍａｌ ｗａｖｅ ｍｏｄｕｌａｔｅｄ ｏｐｔｉｃ
ａｌ ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ ｉｍａｇｉｎｇ”，１
９９０ＩＲＰＳ（ＩＥＥＥ），２００−２０８，（１９
９０）．」に示されるように、２種類のレーザビームを
用い、一方のレーザビームでプローブし、もう一方のビ
ームで検知するという方法をとっている。
【０００３】図３は、従来の半導体集積回路チップ上内
部相互配線の欠陥をレーザビームを用いて検査する方法
の一例（第１の従来例）を示す図である。プローブレー
ザ発生部１９からのプローブレーザ２１により試料２６
をプローブする。一方、ポンプレーザ発生部１８から、
ポンプレーザと呼ばれる強度変化のあるレーザ２０を試
料２６上に照射し、その結果試料上に生じた反射率の変
化をプローブレーザ２１の反射率の変化としてサーマル
ウェーブシグナル検出器２２で検出する。
部相互配線の欠陥をレーザビームを用いて検査する方法
の一例（第１の従来例）を示す図である。プローブレー
ザ発生部１９からのプローブレーザ２１により試料２６
をプローブする。一方、ポンプレーザ発生部１８から、
ポンプレーザと呼ばれる強度変化のあるレーザ２０を試
料２６上に照射し、その結果試料上に生じた反射率の変
化をプローブレーザ２１の反射率の変化としてサーマル
ウェーブシグナル検出器２２で検出する。
【０００４】図中、２４はプローブレーザ強度の時間変
化を示し、２３はポンプレーザ強度の時間変化を示し、
２５はサーマルウェーブシグナルによる反射率の検出を
示している。
化を示し、２３はポンプレーザ強度の時間変化を示し、
２５はサーマルウェーブシグナルによる反射率の検出を
示している。
【０００５】また半導体試料の欠陥を検査する方法に
も、レーザビームを用いるものがある（第２の従来
例）。これは図４にその概念を示すように、電圧供給源
９により電圧が印加された半導体試料２７にレーザビー
ム１７を照射し、その結果半導体内部に発生する電子−
正孔対（電子２８，正孔２９）を電流の変化として検出
しようとするもので、ＯＢＩＣ（ｏｐｔｉｃａｌ ｂｅ
ａｍ ｉｎｄｕｃｅｄ ｃｕｒｒｅｎｔ）法としてよく
知られている。
も、レーザビームを用いるものがある（第２の従来
例）。これは図４にその概念を示すように、電圧供給源
９により電圧が印加された半導体試料２７にレーザビー
ム１７を照射し、その結果半導体内部に発生する電子−
正孔対（電子２８，正孔２９）を電流の変化として検出
しようとするもので、ＯＢＩＣ（ｏｐｔｉｃａｌ ｂｅ
ａｍ ｉｎｄｕｃｅｄ ｃｕｒｒｅｎｔ）法としてよく
知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図３で説明した従来の
欠陥検出法では、レーザを２台用いる必要があり、かつ
その２つのレーザビームをμｍオーダからサブμｍオー
ダの精度で同一箇所に照射しなければならないため、レ
ーザビームを直接走査できず、試料台を走査しなければ
ならない。従って走査に時間がかかり、像を取得するの
に時間がかかるという問題があった。
欠陥検出法では、レーザを２台用いる必要があり、かつ
その２つのレーザビームをμｍオーダからサブμｍオー
ダの精度で同一箇所に照射しなければならないため、レ
ーザビームを直接走査できず、試料台を走査しなければ
ならない。従って走査に時間がかかり、像を取得するの
に時間がかかるという問題があった。
【０００７】また図４で説明した従来のＯＢＩＣ法は、
試料が半導体あるいは半導体を含むものを対象物質とし
ており、金属を対象物質とすることについては、開示し
ていない。
試料が半導体あるいは半導体を含むものを対象物質とし
ており、金属を対象物質とすることについては、開示し
ていない。
【０００８】本発明の目的は、照射レーザ自体を走査で
き、半導体集積回路の内部相互配線の欠陥を短時間で非
破壊で検出する検査方法および装置を提供することにあ
る。
き、半導体集積回路の内部相互配線の欠陥を短時間で非
破壊で検出する検査方法および装置を提供することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体集積回路
内部相互配線の検査方法は、半導体集積回路の内部相互
配線に電流を流した状態で、半導体集積回路にレーザビ
ームを走査しながら照射し、前記内部相互配線に流れる
電流の変化を検知することで、前記内部相互配線の欠陥
を検出することを特徴とする。
内部相互配線の検査方法は、半導体集積回路の内部相互
配線に電流を流した状態で、半導体集積回路にレーザビ
ームを走査しながら照射し、前記内部相互配線に流れる
電流の変化を検知することで、前記内部相互配線の欠陥
を検出することを特徴とする。
【００１０】また本発明の半導体集積回路内部相互配線
の検査装置は、半導体集積回路の内部相互配線に電流を
供給する手段と、前記半導体集積回路にレーザビームを
走査しながら照射するレーザビーム照射手段と、前記内
部相互配線に流れる電流の変化を検知し、前記内部相互
配線の欠陥を検出する手段と、を備えることを特徴とす
る。
の検査装置は、半導体集積回路の内部相互配線に電流を
供給する手段と、前記半導体集積回路にレーザビームを
走査しながら照射するレーザビーム照射手段と、前記内
部相互配線に流れる電流の変化を検知し、前記内部相互
配線の欠陥を検出する手段と、を備えることを特徴とす
る。
【００１１】
【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。
説明する。
【００１２】図１は、本発明の一実施例を示す装置構成
図である。この半導体集積回路内部相互配線の検査装置
は、検査対象物である試料を設置する試料台３を備え、
この試料台３には、試料に電圧を供給する電圧供給源９
と、試料の各点にレーザビームを照射した瞬間の電流の
変化を検出する変動電流検出／増幅部８とが、電流伝送
路１３ａ，１３ｂをそれぞれ介して接続されている。ま
た、試料台３には、試料の温度を制御するための温度制
御部１０が、熱媒体用パイプ１２を介して連結されてい
る。
図である。この半導体集積回路内部相互配線の検査装置
は、検査対象物である試料を設置する試料台３を備え、
この試料台３には、試料に電圧を供給する電圧供給源９
と、試料の各点にレーザビームを照射した瞬間の電流の
変化を検出する変動電流検出／増幅部８とが、電流伝送
路１３ａ，１３ｂをそれぞれ介して接続されている。ま
た、試料台３には、試料の温度を制御するための温度制
御部１０が、熱媒体用パイプ１２を介して連結されてい
る。
【００１３】試料台３の上部には、レーザを発生するレ
ーザ発生部６，レーザを試料に走査するレーザ走査部５
と、顕微鏡部４とが設けられている。
ーザ発生部６，レーザを試料に走査するレーザ走査部５
と、顕微鏡部４とが設けられている。
【００１４】本実施例の装置は、さらに、信号処理／画
像処理／システム制御部７と、これに接続されたＣＲＴ
１５とを備えている。
像処理／システム制御部７と、これに接続されたＣＲＴ
１５とを備えている。
【００１５】信号処理／画像処理／システム制御部７
は、信号線１４を介してレーザ走査部５と、変動電流検
出／増幅部８と、温度制御部１０に接続されており、信
号を位置と輝度の情報に変換したのちＣＲＴ１５上に、
輝度が電流値の変化に対応した像として表示させる。
は、信号線１４を介してレーザ走査部５と、変動電流検
出／増幅部８と、温度制御部１０に接続されており、信
号を位置と輝度の情報に変換したのちＣＲＴ１５上に、
輝度が電流値の変化に対応した像として表示させる。
【００１６】次に、この検査装置を用いて、半導体集積
回路内部相互配線の欠陥を検出する方法を説明する。
回路内部相互配線の欠陥を検出する方法を説明する。
【００１７】チップ１がマウントされたパッケージ２を
試料台３に設置する。チップ１に電圧供給源９から電圧
を供給する。これによりチップ配線に電圧が印加され
る。この状態で、レーザ発生部６は、レーザを発生す
る。発生されたレーザは光伝送路１１を経てレーザ走査
部５へ送られる。顕微鏡部４を介して、μｍオーダから
サブμｍオーダに絞ったレーザ光１７をチップ１上に走
査しながら照射する。レーザ光の照射によりチップ上配
線に流れる電流が変化する。チップ１上の各点での電流
の変化を変動電流検出／増幅部８で検出し、信号処理／
画像処理／システム制御部７で信号を位置と輝度の情報
に変換したのち、ＣＲＴ１５上に、輝度が電流値の変化
に対応した像として表示する。ボイド等の欠陥がある箇
所は熱伝導が悪いためその付近の抵抗が増大する結果、
電流変化が大きくなる。従って電流の変化に対応したコ
ントラストの変化が観測できる。欠陥が表面に出ておら
ず光学顕微鏡像や走査型電子顕微鏡像では検出できない
欠陥が検出できる点は前述の第１の従来例と同様であ
る。また、検出の感度を上げるためにレーザを照射しな
い状態での電流量をできる限り減らすために、温度制御
部１０から熱媒体用パイプ１２を介してチップ１の温度
を制御し最も電流の小さい温度においてこの検査を実施
することも有効である。
試料台３に設置する。チップ１に電圧供給源９から電圧
を供給する。これによりチップ配線に電圧が印加され
る。この状態で、レーザ発生部６は、レーザを発生す
る。発生されたレーザは光伝送路１１を経てレーザ走査
部５へ送られる。顕微鏡部４を介して、μｍオーダから
サブμｍオーダに絞ったレーザ光１７をチップ１上に走
査しながら照射する。レーザ光の照射によりチップ上配
線に流れる電流が変化する。チップ１上の各点での電流
の変化を変動電流検出／増幅部８で検出し、信号処理／
画像処理／システム制御部７で信号を位置と輝度の情報
に変換したのち、ＣＲＴ１５上に、輝度が電流値の変化
に対応した像として表示する。ボイド等の欠陥がある箇
所は熱伝導が悪いためその付近の抵抗が増大する結果、
電流変化が大きくなる。従って電流の変化に対応したコ
ントラストの変化が観測できる。欠陥が表面に出ておら
ず光学顕微鏡像や走査型電子顕微鏡像では検出できない
欠陥が検出できる点は前述の第１の従来例と同様であ
る。また、検出の感度を上げるためにレーザを照射しな
い状態での電流量をできる限り減らすために、温度制御
部１０から熱媒体用パイプ１２を介してチップ１の温度
を制御し最も電流の小さい温度においてこの検査を実施
することも有効である。
【００１８】図２は、本発明の検査装置の他の実施例を
示す図である。本実施例は、図１での電圧供給源９をＬ
ＳＩテスタ１６に置き換えたことが特徴である。その他
の構成は、図１と同一であり、同一の構成要素には、同
一の参照番号を付して示してあるが、レーザ発生部６，
レーザ走査部５，顕微鏡部４，信号処理／画像処理／シ
ステム制御部７，温度制御部１０は図示を省略してあ
る。
示す図である。本実施例は、図１での電圧供給源９をＬ
ＳＩテスタ１６に置き換えたことが特徴である。その他
の構成は、図１と同一であり、同一の構成要素には、同
一の参照番号を付して示してあるが、レーザ発生部６，
レーザ走査部５，顕微鏡部４，信号処理／画像処理／シ
ステム制御部７，温度制御部１０は図示を省略してあ
る。
【００１９】ＬＳＩテスタ１６は、電流伝送路１３によ
り、図示のようにパッケージ２，変動電流検出／増幅部
８に接続され、また、信号線３１によりパッケージ２に
接続されている。
り、図示のようにパッケージ２，変動電流検出／増幅部
８に接続され、また、信号線３１によりパッケージ２に
接続されている。
【００２０】本実施例によれば、ＬＳＩテスタにより電
源供給および信号供給を行いながらこの検査を実施する
ことで、特別な動作状態でしか電流が流れないようなチ
ップ上の内部相互配線に対しても検査が可能になる。
源供給および信号供給を行いながらこの検査を実施する
ことで、特別な動作状態でしか電流が流れないようなチ
ップ上の内部相互配線に対しても検査が可能になる。
【００２１】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明はこれら実施例に限定されるものではない。例えば、
レーザビームの代わりに電子ビームやイオンビームを用
いることもできる。
明はこれら実施例に限定されるものではない。例えば、
レーザビームの代わりに電子ビームやイオンビームを用
いることもできる。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の欠陥検査
方法および装置では、欠陥検出のための特性値として抵
抗の温度変化を用いているので、その変化を見るために
照射するレーザは１本で済み、従来のように２本のレー
ザビームの位置合わせが不要となるため、照射レーザ自
体を走査することが容易にでき、高速な走査が可能なた
め像取得時間の大幅な短縮が計れる。一例では、第１の
従来例では６分かかったものが、本発明による方法では
０．５秒と実に７２００分の１という大幅な短縮が実現
できた。
方法および装置では、欠陥検出のための特性値として抵
抗の温度変化を用いているので、その変化を見るために
照射するレーザは１本で済み、従来のように２本のレー
ザビームの位置合わせが不要となるため、照射レーザ自
体を走査することが容易にでき、高速な走査が可能なた
め像取得時間の大幅な短縮が計れる。一例では、第１の
従来例では６分かかったものが、本発明による方法では
０．５秒と実に７２００分の１という大幅な短縮が実現
できた。
【図１】第１の実施例を示す装置構成図である。
【図２】第２の実施例を示す装置構成図である。
【図３】第１の従来例を示す概念図である。
【図４】第２の従来例を示す概念図である。
１ チップ ２ パッケージ ３ 試料台 ４ 顕微鏡部 ５ レーザ走査部 ６ レーザ発生部 ７ 信号処理／画像処理／システム制御部 ８ 変動電流検出／増幅部 ９ 電圧供給源 １０ 温度制御部 １１ 光伝送路 １２ 熱媒体用パイプ １３ 電流伝送路（電源線） １４，３１ 信号線 １５ ＣＲＴ １６ ＬＳＩテスタ １７ レーザ １８ ポンプレーザ発生部 １９ プローブレーザ発生部 ２０ ポンプレーザ ２１ プローブレーザ ２２ サーマルウェーブシグナル検出器 ２３ ポンプレーザ強度の時間変化概念図 ２４ プローブレーザ強度の時間変化概念図 ２５ サーマルウェーブシグナルによる反射率の検出概
念図 ２６ サンプル ２７ 半導体試料 ２８ 電子 ２９ 正孔
念図 ２６ サンプル ２７ 半導体試料 ２８ 電子 ２９ 正孔
Claims (7)
- 【請求項１】半導体集積回路の内部相互配線に電流を流
した状態で、半導体集積回路にレーザビームを走査しな
がら照射し、前記内部相互配線に流れる電流の変化を検
知することで、前記内部相互配線の欠陥を検出すること
を特徴とする半導体集積回路内部相互配線の検査方法。 - 【請求項２】前記電流を、輝度の情報に変換して画像表
示し、前記電流変化の検知を画像上で行うことを特徴と
する請求項１記載の半導体集積回路内部相互配線の検査
方法。 - 【請求項３】前記電流変化の検知を行う際に、外部から
前記半導体集積回路の温度制御を行うことで変化前の電
流をできる限り小さくすることにより、前記電流変化の
検出の感度を向上させることを特徴とする請求項１記載
の半導体集積回路内部相互配線の検査方法。 - 【請求項４】前記レーザビームの代わりに電子ビームま
たはイオンビームを用いることを特徴とする請求項１，
２または３記載の半導体集積回路内部相互配線の検査方
法。 - 【請求項５】半導体集積回路の内部相互配線に電流を供
給する手段と、 前記半導体集積回路にレーザビームを走査しながら照射
するレーザビーム照射手段と、 前記内部相互配線に流れる電流の変化を検知し、前記内
部相互配線の欠陥を検出する手段と、を備えることを特
徴とする半導体集積回路内部相互配線の検査装置。 - 【請求項６】前記半導体集積回路の温度制御を行う手段
をさらに備えることを特徴とする半導体集積回路内部相
互配線の検査装置。 - 【請求項７】前記レーザビーム照射手段の代わりに、電
子ビームまたはイオンビーム照射手段を用いることを特
徴とする請求項５または６記載の半導体集積回路内部相
互配線の検査装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5085817A JP2765427B2 (ja) | 1993-04-13 | 1993-04-13 | 半導体集積回路内部相互配線の検査方法および装置 |
| US08/227,241 US5422498A (en) | 1993-04-13 | 1994-04-13 | Apparatus for diagnosing interconnections of semiconductor integrated circuits |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5085817A JP2765427B2 (ja) | 1993-04-13 | 1993-04-13 | 半導体集積回路内部相互配線の検査方法および装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9290734A Division JPH10170612A (ja) | 1997-10-23 | 1997-10-23 | 半導体集積回路内部相互配線の検査方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06300824A true JPH06300824A (ja) | 1994-10-28 |
| JP2765427B2 JP2765427B2 (ja) | 1998-06-18 |
Family
ID=13869418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5085817A Expired - Lifetime JP2765427B2 (ja) | 1993-04-13 | 1993-04-13 | 半導体集積回路内部相互配線の検査方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2765427B2 (ja) |
Cited By (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08233909A (ja) * | 1995-02-27 | 1996-09-13 | Nec Corp | 電子回路の故障診断装置 |
| JPH09145795A (ja) * | 1995-11-21 | 1997-06-06 | Nec Corp | 半導体デバイスの配線電流観測方法、検査方法および装置 |
| JPH09257882A (ja) * | 1996-03-22 | 1997-10-03 | Nec Corp | 半導体デバイスの配線電流観測方法、配線系欠陥検査方法およびその装置 |
| US5804980A (en) * | 1994-08-31 | 1998-09-08 | Nec Corporation | Method and system for testing an interconnection in a semiconductor integrated circuit |
| US5815002A (en) * | 1995-05-26 | 1998-09-29 | Nec Corporation | Method and device of testing semiconductor integrated circuit chip capable of preventing electron-hole pairs |
| US5952837A (en) * | 1995-07-18 | 1999-09-14 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Scanning photoinduced current analyzer capable of detecting photoinduced current in nonbiased specimen |
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| JP2006319193A (ja) * | 2005-05-13 | 2006-11-24 | Nec Electronics Corp | 検査装置及び方法 |
| KR100711922B1 (ko) * | 2005-12-14 | 2007-04-27 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 보이드 모니터링 방법 |
| US7221502B2 (en) | 2003-03-20 | 2007-05-22 | Hamamatsu Photonics K.K. | Microscope and sample observation method |
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