半導体集積回路の解析装置及び解析方法
【課題】組立工程前の半導体集積回路におけるレーザ光照射対象箇所に対する明瞭な画像を取得できるようにする手段を提供する。
【解決手段】半導体集積回路解析装置１０は、半導体集積回路９０へレーザ光を照射して発生した光誘起電流による場を場検出器によって検出するレーザ顕微鏡２２を備え、レーザ２１の波長は、半導体集積回路を構成する半導体を１光子励起するには不十分であって２光子励起するには十分である範囲の１．２μｍ以上であって、２．３μｍ以下である。
【解決手段】半導体集積回路解析装置１０は、半導体集積回路９０へレーザ光を照射して発生した光誘起電流による場を場検出器によって検出するレーザ顕微鏡２２を備え、レーザ２１の波長は、半導体集積回路を構成する半導体を１光子励起するには不十分であって２光子励起するには十分である範囲の１．２μｍ以上であって、２．３μｍ以下である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路の解析装置及び解析方法に関し、特に、非破壊で半導体集積回路を検査する解析装置及び解析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路（ＬＳＩ）検査装置及び検査方法は、ＬＳＩチップの良否を判定するため、すなわち、異常のあるＬＳＩチップを識別するために用いられる。一方、ＬＳＩ解析装置及び解析方法は、異常があるものと判定されたＬＳＩチップを対象として、ＬＳＩチップ上の故障箇所を特定し、故障の原因を解析するために用いられる。
【０００３】
ＬＳＩの故障解析の手順は、大きく２つの手順に分けられる。まず、ＬＳＩチップ上の故障被疑箇所を非破壊でミクロンオーダーまで絞り込む。次に、絞り込まれた箇所を物理化学的に破壊解析する。本発明は、前者の故障被疑箇所の絞込みに用いられる技術に関する。
【０００４】
図９は、非特許文献１に記載のレーザＳＱＵＩＤ顕微鏡の構成を示すブロック図である。図９を参照すると、非特許文献１に記載のレーザＳＱＵＩＤ顕微鏡１２０は、パルス発生器１６３、変調用信号１７１、参照信号１７２、レーザ１６１、ロックインアンプ１６７、光ファイバ１６４、光学系１６５、変調光１７３、Ｘ−Ｙ走査可能な試料台（試料ステージ）１６６、ＳＱＵＩＤ（ＳＱＵＩＤ磁気センサ）１６２、磁場信号１７７、制御部１６８、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）１８０を備える。
【０００５】
半導体集積回路９０は、解析対象とされる試料であり、総誘導磁場１７６はＳＱＵＩＤ１６２により検出される磁場を示す。ＰＣ１８０は画面上に、検出された磁場の強度像１７８及び位相像１７９を表示する。
【０００６】
レーザ１７１は波長１０６４ｎｍ付近のレーザであって、単一光子で電子正孔対の励起（１光子励起）が可能な波長のレーザである。
【０００７】
図１１は、非特許文献１に記載の走査レーザＳＱＵＩＤ顕微鏡１２０の動作を示すフローチャートである。図９及び図１１を参照して、非特許文献１に記載のレーザＳＱＵＩＤ顕微鏡１２０の動作について説明する。
【０００８】
まず、レーザ１６１は、光学系１６５を介して半導体集積回路９０へ変調光１７３を照射する（ステップＳ１１）。ＳＱＵＩＤ１６２は、変調光１７２の照射の結果として発生した（ステップＳ１２、Ｓ１３）総誘導磁場１７６を検出する（ステップＳ１４）。ロックインアンプ１６７は、ＳＱＵＩＤ１６２から磁場信号を受信し、制御部２１へ強度信号及び位相信号を出力する。試料台１６６を走査しつつ以上の動作を行うことによって、ＰＣ１８０において磁場の強度像１７８及び位相像１７９が得られる（ステップＳ１４）。
【０００９】
また、特許文献１において、２光子吸収により電子を励起するのには十分であり、１光子吸収により電子を励起するのには不十分な波長のレーザによる半導体デバイスの画像化方法が記載されている。
【００１０】
特許文献１の図２は、特許文献１に記載の画像化方法において用いられる装置の構成を示すブロック図である。特許文献１の図２を参照すると、この装置は、半導体デバイス２０に照射されるビーム２３、および、ビーム２３を発生するためのポンプレーザ２１０を備える。半導体デバイス２０は画像化の対象とされる試料であり、導電性リード２０４、２０５は半導体デバイス２０の電極を外部に取り出すために用いられる。
【００１１】
特許文献１の図１は、特許文献１に記載の半導体デバイスの画像化のステップを示す。特許文献１の図１を参照すると、まず、半導体デバイス２０に２光子励起のための光ビーム２３を集光する（ステップＡないしＣ）。次に、導電性リード２０４、２０５を介して、走査領域の電流を測定し（ステップＤ）、測定された電流値に対応した走査領域の画像を形成する（ステップＥ）。
【００１２】
さらに、特許文献２において、固浸レンズを用いた半導体デバイスの観察方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平１０−３３２７９４号公報
【特許文献２】特開２００４−０２０４０４号公報
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】二川 清ら「走査レーザＳＱＵＩＤ顕微鏡のＬＳＩ故障解析への新しい適用法」、第２８回ＬＳＩテスティングシンポジウム会議録、ｐｐ．３２１−３２６（２００８）
【非特許文献２】山下将嗣ら「レーザ-テラヘルツエミッション顕微鏡によるＭＯＳトランジスタの非接触評価」、第２４回ＬＳＩテスティングシンポジウム会議録、ｐｐ.３４７−３５１（２００４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
以下の分析は、本発明者によってなされたものである。図９〜図１１を参照して、非特許文献１に記載の技術の問題点とその問題が発生するメカニズムを説明する。
【００１６】
図１０は、非特許文献１に記載のレーザＳＱＵＩＤ顕微鏡１２０の動作を説明するための図であり、図９の半導体集積回路９０を中心に拡大した図である。半導体集積回路９０は、Ｐ基板（Ｐ型基板）９１、Ｎウェル（Ｎ型ウェル）９２、及びＰ＋領域（Ｐ型高濃度拡散層）９３を備える。
【００１７】
図１０において細い破線で示した光誘起電流１７４は、変調光１７３の照射によって、Ｎウェル９２とＰ＋領域９３との界面（ｐｎ接合面）において発生した電流である。細い点線で示した誘導磁場１７５は、光誘起電流１７４によって生じた誘導磁場である。
【００１８】
一方、太い破線で示した光誘起電流１４４は、変調光１７３の照射によって、Ｐ基板９１とＮウェル９２との界面（ｐｎ接合面）において発生した電流である。太い点線で示した誘導磁場１４５は、光誘起電流１４４によって生じた誘導磁場である。なお、光誘起電流１７４及び１４４の経路は、図１０においては、簡単のために単純化して示しているものの、実際は、半導体集積回路９０の基板や配線を介した複雑な経路となる。
【００１９】
非特許文献１に記載の技術の問題点は、Ｎウェル９２とＰ＋領域９３との界面にのみ、変調光１７３を集光して光誘起電流１７４を発生させようとしても、Ｐ基板９１とＮウェル９２と界面にも変調光１７３が照射され光誘起電流１４４を生じさせてしまうことにある（ステップＳ１２）。
【００２０】
このとき、レーザ照射の目標とされた箇所において生じた光誘起電流１７４に起因する誘導磁場１７５のみならず、目標としていない箇所において生じた光誘起電流１４４に起因する誘導磁場１４５も生じさせる結果となる（ステップＳ１３）。したがって、ＳＱＵＩＤ１６２によって総誘導磁場１７６を検出して、ＰＣ１８０において検出された磁場を表示した（ステップＳ１４）場合に、レーザ照射の目標とされた箇所からの誘導磁場と、それ以外の箇所からの誘導磁場とが干渉して、強度像１７８や位相像１７９を不鮮明となる。
【００２１】
また、特許文献１に記載の技術は、次のような問題がある。すなわち、特許文献の図１及び図２を参照すると、レーザビーム照射により発生した電流の測定（特許文献１の図１のステップＤ）は、導電性リード２０４、２０５（特許文献１の図２）を介して行なわれる。導電性リード２０４、２０５が必要とされるため、半導体デバイス２０の観測は半導体デバイス製造の組立工程の終了後にしか実施できないという問題がある。
【００２２】
そこで、組立工程前の半導体集積回路におけるレーザ光照射対象箇所に対する明瞭な画像を取得できるようにすることが課題となる。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
第１の視点に係る半導体集積回路解析装置は、半導体集積回路へレーザ光を照射して発生した光誘起電流による場を場検出器によって検出するレーザ顕微鏡を備え、レーザ光の波長は、半導体集積回路を構成する半導体を１光子励起するには不十分であって２光子励起するには十分である。
【００２４】
第２の視点に係る半導体集積回路解析方法は、半導体集積回路へレーザ光を照射する工程と、半導体集積回路において発生した光誘起電流による場を場検出器によって検出する工程と、を含み、レーザ光の波長は、半導体集積回路を構成する半導体を１光子励起するには不十分であって２光子励起するには十分である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る半導体集積回路解析装置及び解析方法によると、組立工程前の半導体集積回路におけるレーザ光照射対象箇所に対する明瞭な画像を取得するこができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係る半導体集積回路解析装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係る半導体集積回路解析装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係る半導体集積回路解析装置の動作を説明するための図である。
【図４】本発明の第１の実施例に係る半導体集積回路解析装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】２光子励起を選択的に生じさせる方法について説明するための図である。
【図６】固浸レンズによるレーザ光の開き角の調整について説明するための図である。
【図７】固浸レンズの効果について説明するための図である。
【図８】固浸レンズの効果について説明するための図である。
【図９】非特許文献１に記載のレーザＳＱＵＩＤ顕微鏡の構成を示すブロック図である。
【図１０】非特許文献１に記載のレーザＳＱＵＩＤ顕微鏡の動作を説明するための図である。
【図１１】非特許文献１に記載の走査レーザＳＱＵＩＤ顕微鏡の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の実施形態に係る半導体集積回路解析装置について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る半導体集積回路解析装置の構成を示すブロック図である。
【００２８】
図１を参照すると、半導体集積回路解析装置１０は、レーザ顕微鏡２０を備える。レーザ顕微鏡２０は、半導体集積回路９０へレーザ光を照射して発生した光誘起電流による場を場検出器２２によって検出する。ここで、レーザ光の波長は、半導体集積回路９０を構成する半導体を１光子励起するには不十分であって２光子励起するには十分である。
【００２９】
このとき、半導体集積回路９０の検査対象箇所以外に起因する場を低減し、検査対象箇所に起因する場を明瞭に観察することができる。２光子励起の発生確率は光子密度の２乗に比例するため、検査対象箇所においてのみ、２光子励起を高い確率で発生させることができる。したがって、検査対象箇所において発生した光誘起電流によって生じた場のみを明瞭に観察することができるからである。すなわち、本実施形態に係る半導体集積回路解析装置１０によると、半導体集積回路９０におけるレーザ光照射対象箇所に対する明瞭な画像を取得するこができる。
【００３０】
また、半導体集積回路解析装置１０は、上記特許文献１のように電流を検出する代わりに、光誘起電流によって生じた場を検出して場の画像を取得する。したがって、本実施形態に係る半導体集積回路解析装置１０によると、組立工程前の半導体集積回路に対する画像を取得するこができる。
【００３１】
なお、レーザ光の波長は、１．２μｍ以上であって２．３μｍ以下であることが好ましい。半導体集積回路９０がシリコンからなる場合において、シリコンを１光子励起するには不十分であって２光子励起するには十分な波長だからである。
【００３２】
また、レーザ顕微鏡２０は、レーザ光の開き角を調整する開き角調整部２３を備えることが好ましい。半導体集積回路９０の検査対象箇所における２光子励起の発生確率を、検査対象箇所以外における２光子励起の発生確率と比較して、さらに高くすることができるからである。
【００３３】
さらに、開き角調整部２３は、半導体集積回路９０のレーザ光が照射される面上に配置された固浸レンズ２４を有することが好ましい。レーザ光の開き角の調整が容易となるからである。
【００３４】
また、レーザ顕微鏡２０は、レーザ光の強度を調整する強度調整部２５を備えることが好ましい。半導体集積回路９０の検査対象箇所以外に起因する場を場検出器２２の感度以下とし、検査対象箇所に起因する場を場検出器２２の感度以上とすることにより、明瞭な場の画像を得ることができるからである。
【００３５】
さらに、半導体集積回路解析装置１０は、場検出器２２により検出された場を表示する表示部３０をさらに備えるようにしてもよい。表示部３０は、場の強度像及び位相像を表示するようにしてもよい。
【００３６】
また、場は誘導磁場であって、場検出器はＳＱＵＩＤであってもよい。さらに、場はテラヘルツ波（ＴＨｚ波）であって、場検出器はテラヘルツ波検出器であってもよい。なお、レーザ顕微鏡２０は、前者の場合にはレーザＳＱＵＩＤ顕微鏡に相当し、後者の場合にはレーザーテラヘルツエミッション顕微鏡（Ｌａｓｅｒ ＴＨｚ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、ＬＴＥＭ）に相当する。
【実施例】
【００３７】
本発明の一実施例に係る半導体集積回路解析装置について、図面を参照して説明する。図２は、本実施例に係る半導体集積回路解析装置の構成を示すブロック図である。
【００３８】
（構成）
図２を参照すると、半導体集積回路解析装置５０は、パルス発生器６３、変調用信号７１、参照信号７２、レーザ６１、ロックインアンプ６７、光ファイバ６４、光学系６５、変調光７３、Ｘ−Ｙ走査可能な試料台（試料ステージ）６６、ＳＱＵＩＤ６２、磁場信号７７、制御部６８、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）８０を備える。
【００３９】
半導体集積回路９０は、解析対象とされる試料であり、総誘導磁場７６はＳＱＵＩＤ６２により検出される磁場を示す。ＰＣ８０は画面上に、検出された磁場の強度像７８及び位相像７９を表示する。
【００４０】
レーザ６１のレーザ光の波長は、半導体集積回路９０を構成する半導体の１光子励起には不十分であって、２光子励起には十分な波長である。レーザ６１のレーザ光は、一例として、１．２μｍ程度以上かつ２．３μｍ程度以下の波長としてもよい。２光子励起を起こすためには光子密度を大きくする必要がある。しかし、半導体集積回路９０の熱損傷を防ぐために、レーザ６１のレーザ光は短時間パルスかつ長周期であることが好ましい。一例として、レーザ６１のレーザ光は、パルス幅１００ｐｓ、周波数が数十ＭＨｚのフェムト秒レーザとしてもよい。
【００４１】
（動作）
次に、本実施例に係る半導体集積回路解析装置５０の動作について図面を参照して説明する。図４は、本実施例に係る半導体集積回路解析装置５０の動作を示すフローチャートである。
【００４２】
半導体集積回路９０に含まれる界面（ｐｎ接合面）であって構造が既知である箇所に対してレーザ６１のレーザ光を照射し（ステップＳ１）、総誘導磁場７６を検出するとともに強度像７８及び位相像７９を得る（ステップＳ２）。得られた磁場像にレーザ光照射目標としたｐｎ接合以外のｐｎ接合又は濃度勾配に起因する誘導磁場が混入しているか否かを判定し（ステップＳ３）、混入している場合には（ステップＳ３のＹｅｓ）、レーザ光の開き角、及び／又は、パワーを調整し（ステップＳ４）、再度、ステップＳ１〜Ｓ３の工程を繰り返す。レーザ光照射目標以外の誘導磁場が混入していないものと判定された場合には（ステップＳ３のＮｏ）、最終的な磁場像を表示する（ステップＳ５）。
【００４３】
なお、ステップＳ４におけるレーザ光の開き角の調整は、一例として、開き角がより大きい（すなわち、ＮＡ［開口数］のより大きい）対物レンズへ交換することによって実現するようにしてもよい。また、レーザ光の開き角を調整する代わりに、または、レーザの開き角を調整するとともに、レーザ光のパワーを増加又は減少させてもよい。なお、固浸レンズを用いると、レーザ光の開き角の調整が容易となる。
【００４４】
このように、レーザ光の開き角及び／又はパワーを調整した後、半導体集積回路９０の観測を行なうことによって、半導体集積回路９０の任意の箇所において、レーザ光の照射目標としたｐｎ接合のみに起因する誘導磁場の磁場像（例えば、強度像及び位相像）が得られる。
【００４５】
図５は、２光子励起を選択的に生じさせる方法について説明するための図である。図５を参照すると、ビーム断面積Ａ１はレーザ光照射目標としたｐｎ接合におけるレーザ光の断面積であり、ビーム断面積Ａ２はレーザ光照射目標以外のｐｎ接合におけるレーザ光のビーム断面積である。２光子励起の発生確率は光子密度の２乗に比例する。したがって、パラメータＸ＝（Ａ２／Ａ１）２（以下「調整容易度」という。）は、レーザ光照射目標としたｐｎ接合において２光子励起を選択的に生じさせるための調整の容易さを表すパラメータとなる。調整容易度Ｘの値が大きいほど、２光子励起を選択的に生じさせるための調整は容易となる。
【００４６】
はじめに、レーザ光のパワーと磁場像との関係について検討する。レーザ光のパワーを増加（ないし減少）させることによって、レーザ光照射目標とするｐｎ接合に起因する誘導磁場をＳＱＵＩＤ６２の感度以上とし、目標以外のｐｎ接合に起因する誘導磁場をＳＱＵＩＤ６２の感度以下とすることができる。このように、レーザ光のパワーを調整することによって、レーザ光の照射目標とするｐｎ接合に起因する誘導磁場のみを計測することができる。
【００４７】
次に、対物レンズのＮＡと、調整容易度Ｘとの関係について検討する。ここで、ＮＡ＝ｎｓｉｎθであり、ｎは屈折率、θは開き角（開き半角）である。ビーム断面積Ａ１の最小値は回折限界によって決定される。Ｒａｙｌｅｉｇｈの定義式によると、回折限界から決まるビーム径は０．６１λ／ＮＡである。ここで、λはレーザ光の波長である。したがって、対物レンズのＮＡを大きくするとビーム断面積Ａ１は小さくなる。また、ＮＡを大きくすると、θが大きくなり、ビーム断面積Ａ２も大きくなる。ゆえに、ＮＡを大きくすると、調整容易度Ｘは大きくなる。
【００４８】
また、固浸レンズを用いることによって、調整容易度Ｘをさらに大きくし、２光子励起を選択的に生じさせるための調整をさらに容易とすることができる。このことについて、図６〜図８を参照しつつ説明する。
【００４９】
図６は、固浸レンズによるレーザ光の開き角の調整について説明するための図である。図６（Ａ）は、固浸レンズ（Ｓｏｌｉｄ Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ Ｌｅｎｓ、ＳＩＬ）を用いない場合、図６（Ｂ）は、固浸レンズ５４を用いる場合である。なお、図６においては、半導体集積回路９０の裏面が上方に向くように描かれている点に留意する。
【００５０】
図６（Ａ）に示すように、固浸レンズが無い場合には、対物レンズ５３から出る光の開き角φＡを大きくしても、半導体集積回路９０へ入射する際、空気と半導体（例えば、Ｓｉ）の屈折率の違いによってθＡは小さくなる。一例として、半導体がＳｉである場合には、空気の屈折率１に対してＳｉの屈折率は３．５である。対物レンズ５３としてＮＡ＝０．７６であるものを用いた場合には、φＡが約４９度であっても、Ｓｉ中におけるθＡは約１３度となる。また、回折限界から決まるビーム径は１．０μｍ（≒０．６１ｘ１．３μｍ／３．５／ｓｉｎ（１３度））となる。
【００５１】
一方、図６（Ｂ）に示すように、固浸レンズ５４がある場合には、対物レンズ５３から出る光の開き角は、Ｓｉ中においても広いまま保たれる（図６（Ｂ）においては固浸レンズ５４に入射する際に、さらに開き角が大きくなるように描かれている。ここでは、計算を簡単にするためにかかる条件の下で計算する。）。また、回折限界から決まるビーム径は０．３０μｍ（≒０．６１ｘ１．３μｍ／３．５／ｓｉｎ（４９度））となる。
【００５２】
図７は、固浸レンズ５４の効果について説明するための図である。上記のようにビーム径（ビーム断面積）及び開き角は、固浸レンズ５４の有無によって変化する。図７（Ａ）は、固浸レンズ５４を使用しない場合のビーム断面積及び開き角を示す。断面積Ａ１Ａはレーザ光の照射目標であるｐｎ接合におけるビーム断面積であり、断面積Ａ２Ａは目標以外のｐｎ接合におけるビーム断面積である。開き角θＡは、レーザ光の開き角（開き半角）である。
【００５３】
一方、図７（Ｂ）は固浸レンズ５４を使用した場合のビーム断面積及び開き角を示す。断面積Ａ１Ｂはレーザ光の照射目標であるｐｎ接合におけるビーム断面積であり、断面積Ａ２Ｂは目標以外のｐｎ接合におけるビームの断面積である。開き角θＢは、レーザ光の開き角である。
【００５４】
図８は、これらのパラメータの概算値を一例として示す。図８においては、レーザ光の波長は１．３μｍ、対物レンズ５３のＮＡは０．７６、固浸レンズ５４はＳｉ（屈折率３．５）とし、固浸レンズ５４とＰ基板９１との間の隙間は無視することができるものと仮定とした。
【００５５】
図８を参照すると、固浸レンズ５４がある場合と無い場合における調整容易度Ｘの比、すなわちＸＢ／ＸＡは、１４８０倍となる。したがって、固浸レンズ５４を用いることによって、レーザ光の照射目標であるｐｎ接合において２光子励起を選択的に生じさせるための調整がはるかに容易となる。
【００５６】
本実施例によれば、以下の効果がもたらされる。レーザＳＱＵＩＤ顕微鏡を備えた半導体集積回路解析装置において、目標以外のｐｎ接合に起因する誘導磁場の発生（非特許文献１）を防ぎ、目標とするｐｎ接合に起因する誘導磁場を明瞭に観察することができる。
【００５７】
また、半導体集積回路解析装置は、電流を検出して像を取得する（特許文献１）代わりに、光誘起電流によって生じた誘導磁場を検出して磁場像を取得する。したがって、本実施例に係る半導体集積回路解析装置によると、特許文献１に記載された技術と比較して、より上流の製造工程おける半導体集積回路の画像を取得するこができる。
【００５８】
以上の記載は実施例に基づいて行ったが、本発明は、上記実施例に限定されるものではない。例えば、上記の実施例におけるレーザＳＱＵＩＤ顕微鏡を、非特許文献２に記載されたレーザーテラヘルツエミッション顕微鏡（Ｌａｓｅｒ ＴＨｚ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、ＬＴＥＭ）に置き換えることができる。すなわち、上記の実施例指令において、レーザ誘起によって発生する誘導磁場をテラヘルツ波とし、ＳＱＵＩＤをテラヘルツ波検出器としてもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１０、５０ 半導体集積回路解析装置
２０ レーザ顕微鏡
２１、６１、１６１ レーザ
２２ 場検出器
２３ 開き角調整部
２４ 固浸レンズ
２５ 強度調整部
３０ 表示部
５３ 対物レンズ
５４ 固浸レンズ
６２、１６２ ＳＱＵＩＤ
６３、１６３ パルス発生器
６４、１６４ 光ファイバ
６５、１６５ 光学系
６６、１６６ 試料台
６７、１６７ ロックインアンプ
６８、１６８ 制御部
７１、１７１ 変調用信号
７２、１７２ 参照信号
７３、１７３ 変調光
７４、１４４、１７４ 光誘起電流
７５、１４５、１７５ 誘導磁場
７６、１７６ 総誘導磁場
７７、１７７ 磁場信号
７８、１７８ 強度像
７９、１７９ 位相像
８０、１８０ ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）
９０ 半導体集積回路
９１ Ｐ基板
９２ Ｎウェル
９３ Ｐ＋領域
１２０ レーザＳＱＵＩＤ顕微鏡
Ａ１、Ａ２、Ａ１Ａ、Ａ２Ａ、Ａ１Ｂ、Ａ２Ｂ ビーム断面積
θ、φＡ、θＡ、φＢ、θＢ 開き角
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路の解析装置及び解析方法に関し、特に、非破壊で半導体集積回路を検査する解析装置及び解析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路（ＬＳＩ）検査装置及び検査方法は、ＬＳＩチップの良否を判定するため、すなわち、異常のあるＬＳＩチップを識別するために用いられる。一方、ＬＳＩ解析装置及び解析方法は、異常があるものと判定されたＬＳＩチップを対象として、ＬＳＩチップ上の故障箇所を特定し、故障の原因を解析するために用いられる。
【０００３】
ＬＳＩの故障解析の手順は、大きく２つの手順に分けられる。まず、ＬＳＩチップ上の故障被疑箇所を非破壊でミクロンオーダーまで絞り込む。次に、絞り込まれた箇所を物理化学的に破壊解析する。本発明は、前者の故障被疑箇所の絞込みに用いられる技術に関する。
【０００４】
図９は、非特許文献１に記載のレーザＳＱＵＩＤ顕微鏡の構成を示すブロック図である。図９を参照すると、非特許文献１に記載のレーザＳＱＵＩＤ顕微鏡１２０は、パルス発生器１６３、変調用信号１７１、参照信号１７２、レーザ１６１、ロックインアンプ１６７、光ファイバ１６４、光学系１６５、変調光１７３、Ｘ−Ｙ走査可能な試料台（試料ステージ）１６６、ＳＱＵＩＤ（ＳＱＵＩＤ磁気センサ）１６２、磁場信号１７７、制御部１６８、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）１８０を備える。
【０００５】
半導体集積回路９０は、解析対象とされる試料であり、総誘導磁場１７６はＳＱＵＩＤ１６２により検出される磁場を示す。ＰＣ１８０は画面上に、検出された磁場の強度像１７８及び位相像１７９を表示する。
【０００６】
レーザ１７１は波長１０６４ｎｍ付近のレーザであって、単一光子で電子正孔対の励起（１光子励起）が可能な波長のレーザである。
【０００７】
図１１は、非特許文献１に記載の走査レーザＳＱＵＩＤ顕微鏡１２０の動作を示すフローチャートである。図９及び図１１を参照して、非特許文献１に記載のレーザＳＱＵＩＤ顕微鏡１２０の動作について説明する。
【０００８】
まず、レーザ１６１は、光学系１６５を介して半導体集積回路９０へ変調光１７３を照射する（ステップＳ１１）。ＳＱＵＩＤ１６２は、変調光１７２の照射の結果として発生した（ステップＳ１２、Ｓ１３）総誘導磁場１７６を検出する（ステップＳ１４）。ロックインアンプ１６７は、ＳＱＵＩＤ１６２から磁場信号を受信し、制御部２１へ強度信号及び位相信号を出力する。試料台１６６を走査しつつ以上の動作を行うことによって、ＰＣ１８０において磁場の強度像１７８及び位相像１７９が得られる（ステップＳ１４）。
【０００９】
また、特許文献１において、２光子吸収により電子を励起するのには十分であり、１光子吸収により電子を励起するのには不十分な波長のレーザによる半導体デバイスの画像化方法が記載されている。
【００１０】
特許文献１の図２は、特許文献１に記載の画像化方法において用いられる装置の構成を示すブロック図である。特許文献１の図２を参照すると、この装置は、半導体デバイス２０に照射されるビーム２３、および、ビーム２３を発生するためのポンプレーザ２１０を備える。半導体デバイス２０は画像化の対象とされる試料であり、導電性リード２０４、２０５は半導体デバイス２０の電極を外部に取り出すために用いられる。
【００１１】
特許文献１の図１は、特許文献１に記載の半導体デバイスの画像化のステップを示す。特許文献１の図１を参照すると、まず、半導体デバイス２０に２光子励起のための光ビーム２３を集光する（ステップＡないしＣ）。次に、導電性リード２０４、２０５を介して、走査領域の電流を測定し（ステップＤ）、測定された電流値に対応した走査領域の画像を形成する（ステップＥ）。
【００１２】
さらに、特許文献２において、固浸レンズを用いた半導体デバイスの観察方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平１０−３３２７９４号公報
【特許文献２】特開２００４−０２０４０４号公報
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】二川 清ら「走査レーザＳＱＵＩＤ顕微鏡のＬＳＩ故障解析への新しい適用法」、第２８回ＬＳＩテスティングシンポジウム会議録、ｐｐ．３２１−３２６（２００８）
【非特許文献２】山下将嗣ら「レーザ-テラヘルツエミッション顕微鏡によるＭＯＳトランジスタの非接触評価」、第２４回ＬＳＩテスティングシンポジウム会議録、ｐｐ.３４７−３５１（２００４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
以下の分析は、本発明者によってなされたものである。図９〜図１１を参照して、非特許文献１に記載の技術の問題点とその問題が発生するメカニズムを説明する。
【００１６】
図１０は、非特許文献１に記載のレーザＳＱＵＩＤ顕微鏡１２０の動作を説明するための図であり、図９の半導体集積回路９０を中心に拡大した図である。半導体集積回路９０は、Ｐ基板（Ｐ型基板）９１、Ｎウェル（Ｎ型ウェル）９２、及びＰ＋領域（Ｐ型高濃度拡散層）９３を備える。
【００１７】
図１０において細い破線で示した光誘起電流１７４は、変調光１７３の照射によって、Ｎウェル９２とＰ＋領域９３との界面（ｐｎ接合面）において発生した電流である。細い点線で示した誘導磁場１７５は、光誘起電流１７４によって生じた誘導磁場である。
【００１８】
一方、太い破線で示した光誘起電流１４４は、変調光１７３の照射によって、Ｐ基板９１とＮウェル９２との界面（ｐｎ接合面）において発生した電流である。太い点線で示した誘導磁場１４５は、光誘起電流１４４によって生じた誘導磁場である。なお、光誘起電流１７４及び１４４の経路は、図１０においては、簡単のために単純化して示しているものの、実際は、半導体集積回路９０の基板や配線を介した複雑な経路となる。
【００１９】
非特許文献１に記載の技術の問題点は、Ｎウェル９２とＰ＋領域９３との界面にのみ、変調光１７３を集光して光誘起電流１７４を発生させようとしても、Ｐ基板９１とＮウェル９２と界面にも変調光１７３が照射され光誘起電流１４４を生じさせてしまうことにある（ステップＳ１２）。
【００２０】
このとき、レーザ照射の目標とされた箇所において生じた光誘起電流１７４に起因する誘導磁場１７５のみならず、目標としていない箇所において生じた光誘起電流１４４に起因する誘導磁場１４５も生じさせる結果となる（ステップＳ１３）。したがって、ＳＱＵＩＤ１６２によって総誘導磁場１７６を検出して、ＰＣ１８０において検出された磁場を表示した（ステップＳ１４）場合に、レーザ照射の目標とされた箇所からの誘導磁場と、それ以外の箇所からの誘導磁場とが干渉して、強度像１７８や位相像１７９を不鮮明となる。
【００２１】
また、特許文献１に記載の技術は、次のような問題がある。すなわち、特許文献の図１及び図２を参照すると、レーザビーム照射により発生した電流の測定（特許文献１の図１のステップＤ）は、導電性リード２０４、２０５（特許文献１の図２）を介して行なわれる。導電性リード２０４、２０５が必要とされるため、半導体デバイス２０の観測は半導体デバイス製造の組立工程の終了後にしか実施できないという問題がある。
【００２２】
そこで、組立工程前の半導体集積回路におけるレーザ光照射対象箇所に対する明瞭な画像を取得できるようにすることが課題となる。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
第１の視点に係る半導体集積回路解析装置は、半導体集積回路へレーザ光を照射して発生した光誘起電流による場を場検出器によって検出するレーザ顕微鏡を備え、レーザ光の波長は、半導体集積回路を構成する半導体を１光子励起するには不十分であって２光子励起するには十分である。
【００２４】
第２の視点に係る半導体集積回路解析方法は、半導体集積回路へレーザ光を照射する工程と、半導体集積回路において発生した光誘起電流による場を場検出器によって検出する工程と、を含み、レーザ光の波長は、半導体集積回路を構成する半導体を１光子励起するには不十分であって２光子励起するには十分である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る半導体集積回路解析装置及び解析方法によると、組立工程前の半導体集積回路におけるレーザ光照射対象箇所に対する明瞭な画像を取得するこができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係る半導体集積回路解析装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係る半導体集積回路解析装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係る半導体集積回路解析装置の動作を説明するための図である。
【図４】本発明の第１の実施例に係る半導体集積回路解析装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】２光子励起を選択的に生じさせる方法について説明するための図である。
【図６】固浸レンズによるレーザ光の開き角の調整について説明するための図である。
【図７】固浸レンズの効果について説明するための図である。
【図８】固浸レンズの効果について説明するための図である。
【図９】非特許文献１に記載のレーザＳＱＵＩＤ顕微鏡の構成を示すブロック図である。
【図１０】非特許文献１に記載のレーザＳＱＵＩＤ顕微鏡の動作を説明するための図である。
【図１１】非特許文献１に記載の走査レーザＳＱＵＩＤ顕微鏡の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の実施形態に係る半導体集積回路解析装置について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る半導体集積回路解析装置の構成を示すブロック図である。
【００２８】
図１を参照すると、半導体集積回路解析装置１０は、レーザ顕微鏡２０を備える。レーザ顕微鏡２０は、半導体集積回路９０へレーザ光を照射して発生した光誘起電流による場を場検出器２２によって検出する。ここで、レーザ光の波長は、半導体集積回路９０を構成する半導体を１光子励起するには不十分であって２光子励起するには十分である。
【００２９】
このとき、半導体集積回路９０の検査対象箇所以外に起因する場を低減し、検査対象箇所に起因する場を明瞭に観察することができる。２光子励起の発生確率は光子密度の２乗に比例するため、検査対象箇所においてのみ、２光子励起を高い確率で発生させることができる。したがって、検査対象箇所において発生した光誘起電流によって生じた場のみを明瞭に観察することができるからである。すなわち、本実施形態に係る半導体集積回路解析装置１０によると、半導体集積回路９０におけるレーザ光照射対象箇所に対する明瞭な画像を取得するこができる。
【００３０】
また、半導体集積回路解析装置１０は、上記特許文献１のように電流を検出する代わりに、光誘起電流によって生じた場を検出して場の画像を取得する。したがって、本実施形態に係る半導体集積回路解析装置１０によると、組立工程前の半導体集積回路に対する画像を取得するこができる。
【００３１】
なお、レーザ光の波長は、１．２μｍ以上であって２．３μｍ以下であることが好ましい。半導体集積回路９０がシリコンからなる場合において、シリコンを１光子励起するには不十分であって２光子励起するには十分な波長だからである。
【００３２】
また、レーザ顕微鏡２０は、レーザ光の開き角を調整する開き角調整部２３を備えることが好ましい。半導体集積回路９０の検査対象箇所における２光子励起の発生確率を、検査対象箇所以外における２光子励起の発生確率と比較して、さらに高くすることができるからである。
【００３３】
さらに、開き角調整部２３は、半導体集積回路９０のレーザ光が照射される面上に配置された固浸レンズ２４を有することが好ましい。レーザ光の開き角の調整が容易となるからである。
【００３４】
また、レーザ顕微鏡２０は、レーザ光の強度を調整する強度調整部２５を備えることが好ましい。半導体集積回路９０の検査対象箇所以外に起因する場を場検出器２２の感度以下とし、検査対象箇所に起因する場を場検出器２２の感度以上とすることにより、明瞭な場の画像を得ることができるからである。
【００３５】
さらに、半導体集積回路解析装置１０は、場検出器２２により検出された場を表示する表示部３０をさらに備えるようにしてもよい。表示部３０は、場の強度像及び位相像を表示するようにしてもよい。
【００３６】
また、場は誘導磁場であって、場検出器はＳＱＵＩＤであってもよい。さらに、場はテラヘルツ波（ＴＨｚ波）であって、場検出器はテラヘルツ波検出器であってもよい。なお、レーザ顕微鏡２０は、前者の場合にはレーザＳＱＵＩＤ顕微鏡に相当し、後者の場合にはレーザーテラヘルツエミッション顕微鏡（Ｌａｓｅｒ ＴＨｚ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、ＬＴＥＭ）に相当する。
【実施例】
【００３７】
本発明の一実施例に係る半導体集積回路解析装置について、図面を参照して説明する。図２は、本実施例に係る半導体集積回路解析装置の構成を示すブロック図である。
【００３８】
（構成）
図２を参照すると、半導体集積回路解析装置５０は、パルス発生器６３、変調用信号７１、参照信号７２、レーザ６１、ロックインアンプ６７、光ファイバ６４、光学系６５、変調光７３、Ｘ−Ｙ走査可能な試料台（試料ステージ）６６、ＳＱＵＩＤ６２、磁場信号７７、制御部６８、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）８０を備える。
【００３９】
半導体集積回路９０は、解析対象とされる試料であり、総誘導磁場７６はＳＱＵＩＤ６２により検出される磁場を示す。ＰＣ８０は画面上に、検出された磁場の強度像７８及び位相像７９を表示する。
【００４０】
レーザ６１のレーザ光の波長は、半導体集積回路９０を構成する半導体の１光子励起には不十分であって、２光子励起には十分な波長である。レーザ６１のレーザ光は、一例として、１．２μｍ程度以上かつ２．３μｍ程度以下の波長としてもよい。２光子励起を起こすためには光子密度を大きくする必要がある。しかし、半導体集積回路９０の熱損傷を防ぐために、レーザ６１のレーザ光は短時間パルスかつ長周期であることが好ましい。一例として、レーザ６１のレーザ光は、パルス幅１００ｐｓ、周波数が数十ＭＨｚのフェムト秒レーザとしてもよい。
【００４１】
（動作）
次に、本実施例に係る半導体集積回路解析装置５０の動作について図面を参照して説明する。図４は、本実施例に係る半導体集積回路解析装置５０の動作を示すフローチャートである。
【００４２】
半導体集積回路９０に含まれる界面（ｐｎ接合面）であって構造が既知である箇所に対してレーザ６１のレーザ光を照射し（ステップＳ１）、総誘導磁場７６を検出するとともに強度像７８及び位相像７９を得る（ステップＳ２）。得られた磁場像にレーザ光照射目標としたｐｎ接合以外のｐｎ接合又は濃度勾配に起因する誘導磁場が混入しているか否かを判定し（ステップＳ３）、混入している場合には（ステップＳ３のＹｅｓ）、レーザ光の開き角、及び／又は、パワーを調整し（ステップＳ４）、再度、ステップＳ１〜Ｓ３の工程を繰り返す。レーザ光照射目標以外の誘導磁場が混入していないものと判定された場合には（ステップＳ３のＮｏ）、最終的な磁場像を表示する（ステップＳ５）。
【００４３】
なお、ステップＳ４におけるレーザ光の開き角の調整は、一例として、開き角がより大きい（すなわち、ＮＡ［開口数］のより大きい）対物レンズへ交換することによって実現するようにしてもよい。また、レーザ光の開き角を調整する代わりに、または、レーザの開き角を調整するとともに、レーザ光のパワーを増加又は減少させてもよい。なお、固浸レンズを用いると、レーザ光の開き角の調整が容易となる。
【００４４】
このように、レーザ光の開き角及び／又はパワーを調整した後、半導体集積回路９０の観測を行なうことによって、半導体集積回路９０の任意の箇所において、レーザ光の照射目標としたｐｎ接合のみに起因する誘導磁場の磁場像（例えば、強度像及び位相像）が得られる。
【００４５】
図５は、２光子励起を選択的に生じさせる方法について説明するための図である。図５を参照すると、ビーム断面積Ａ１はレーザ光照射目標としたｐｎ接合におけるレーザ光の断面積であり、ビーム断面積Ａ２はレーザ光照射目標以外のｐｎ接合におけるレーザ光のビーム断面積である。２光子励起の発生確率は光子密度の２乗に比例する。したがって、パラメータＸ＝（Ａ２／Ａ１）２（以下「調整容易度」という。）は、レーザ光照射目標としたｐｎ接合において２光子励起を選択的に生じさせるための調整の容易さを表すパラメータとなる。調整容易度Ｘの値が大きいほど、２光子励起を選択的に生じさせるための調整は容易となる。
【００４６】
はじめに、レーザ光のパワーと磁場像との関係について検討する。レーザ光のパワーを増加（ないし減少）させることによって、レーザ光照射目標とするｐｎ接合に起因する誘導磁場をＳＱＵＩＤ６２の感度以上とし、目標以外のｐｎ接合に起因する誘導磁場をＳＱＵＩＤ６２の感度以下とすることができる。このように、レーザ光のパワーを調整することによって、レーザ光の照射目標とするｐｎ接合に起因する誘導磁場のみを計測することができる。
【００４７】
次に、対物レンズのＮＡと、調整容易度Ｘとの関係について検討する。ここで、ＮＡ＝ｎｓｉｎθであり、ｎは屈折率、θは開き角（開き半角）である。ビーム断面積Ａ１の最小値は回折限界によって決定される。Ｒａｙｌｅｉｇｈの定義式によると、回折限界から決まるビーム径は０．６１λ／ＮＡである。ここで、λはレーザ光の波長である。したがって、対物レンズのＮＡを大きくするとビーム断面積Ａ１は小さくなる。また、ＮＡを大きくすると、θが大きくなり、ビーム断面積Ａ２も大きくなる。ゆえに、ＮＡを大きくすると、調整容易度Ｘは大きくなる。
【００４８】
また、固浸レンズを用いることによって、調整容易度Ｘをさらに大きくし、２光子励起を選択的に生じさせるための調整をさらに容易とすることができる。このことについて、図６〜図８を参照しつつ説明する。
【００４９】
図６は、固浸レンズによるレーザ光の開き角の調整について説明するための図である。図６（Ａ）は、固浸レンズ（Ｓｏｌｉｄ Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ Ｌｅｎｓ、ＳＩＬ）を用いない場合、図６（Ｂ）は、固浸レンズ５４を用いる場合である。なお、図６においては、半導体集積回路９０の裏面が上方に向くように描かれている点に留意する。
【００５０】
図６（Ａ）に示すように、固浸レンズが無い場合には、対物レンズ５３から出る光の開き角φＡを大きくしても、半導体集積回路９０へ入射する際、空気と半導体（例えば、Ｓｉ）の屈折率の違いによってθＡは小さくなる。一例として、半導体がＳｉである場合には、空気の屈折率１に対してＳｉの屈折率は３．５である。対物レンズ５３としてＮＡ＝０．７６であるものを用いた場合には、φＡが約４９度であっても、Ｓｉ中におけるθＡは約１３度となる。また、回折限界から決まるビーム径は１．０μｍ（≒０．６１ｘ１．３μｍ／３．５／ｓｉｎ（１３度））となる。
【００５１】
一方、図６（Ｂ）に示すように、固浸レンズ５４がある場合には、対物レンズ５３から出る光の開き角は、Ｓｉ中においても広いまま保たれる（図６（Ｂ）においては固浸レンズ５４に入射する際に、さらに開き角が大きくなるように描かれている。ここでは、計算を簡単にするためにかかる条件の下で計算する。）。また、回折限界から決まるビーム径は０．３０μｍ（≒０．６１ｘ１．３μｍ／３．５／ｓｉｎ（４９度））となる。
【００５２】
図７は、固浸レンズ５４の効果について説明するための図である。上記のようにビーム径（ビーム断面積）及び開き角は、固浸レンズ５４の有無によって変化する。図７（Ａ）は、固浸レンズ５４を使用しない場合のビーム断面積及び開き角を示す。断面積Ａ１Ａはレーザ光の照射目標であるｐｎ接合におけるビーム断面積であり、断面積Ａ２Ａは目標以外のｐｎ接合におけるビーム断面積である。開き角θＡは、レーザ光の開き角（開き半角）である。
【００５３】
一方、図７（Ｂ）は固浸レンズ５４を使用した場合のビーム断面積及び開き角を示す。断面積Ａ１Ｂはレーザ光の照射目標であるｐｎ接合におけるビーム断面積であり、断面積Ａ２Ｂは目標以外のｐｎ接合におけるビームの断面積である。開き角θＢは、レーザ光の開き角である。
【００５４】
図８は、これらのパラメータの概算値を一例として示す。図８においては、レーザ光の波長は１．３μｍ、対物レンズ５３のＮＡは０．７６、固浸レンズ５４はＳｉ（屈折率３．５）とし、固浸レンズ５４とＰ基板９１との間の隙間は無視することができるものと仮定とした。
【００５５】
図８を参照すると、固浸レンズ５４がある場合と無い場合における調整容易度Ｘの比、すなわちＸＢ／ＸＡは、１４８０倍となる。したがって、固浸レンズ５４を用いることによって、レーザ光の照射目標であるｐｎ接合において２光子励起を選択的に生じさせるための調整がはるかに容易となる。
【００５６】
本実施例によれば、以下の効果がもたらされる。レーザＳＱＵＩＤ顕微鏡を備えた半導体集積回路解析装置において、目標以外のｐｎ接合に起因する誘導磁場の発生（非特許文献１）を防ぎ、目標とするｐｎ接合に起因する誘導磁場を明瞭に観察することができる。
【００５７】
また、半導体集積回路解析装置は、電流を検出して像を取得する（特許文献１）代わりに、光誘起電流によって生じた誘導磁場を検出して磁場像を取得する。したがって、本実施例に係る半導体集積回路解析装置によると、特許文献１に記載された技術と比較して、より上流の製造工程おける半導体集積回路の画像を取得するこができる。
【００５８】
以上の記載は実施例に基づいて行ったが、本発明は、上記実施例に限定されるものではない。例えば、上記の実施例におけるレーザＳＱＵＩＤ顕微鏡を、非特許文献２に記載されたレーザーテラヘルツエミッション顕微鏡（Ｌａｓｅｒ ＴＨｚ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、ＬＴＥＭ）に置き換えることができる。すなわち、上記の実施例指令において、レーザ誘起によって発生する誘導磁場をテラヘルツ波とし、ＳＱＵＩＤをテラヘルツ波検出器としてもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１０、５０ 半導体集積回路解析装置
２０ レーザ顕微鏡
２１、６１、１６１ レーザ
２２ 場検出器
２３ 開き角調整部
２４ 固浸レンズ
２５ 強度調整部
３０ 表示部
５３ 対物レンズ
５４ 固浸レンズ
６２、１６２ ＳＱＵＩＤ
６３、１６３ パルス発生器
６４、１６４ 光ファイバ
６５、１６５ 光学系
６６、１６６ 試料台
６７、１６７ ロックインアンプ
６８、１６８ 制御部
７１、１７１ 変調用信号
７２、１７２ 参照信号
７３、１７３ 変調光
７４、１４４、１７４ 光誘起電流
７５、１４５、１７５ 誘導磁場
７６、１７６ 総誘導磁場
７７、１７７ 磁場信号
７８、１７８ 強度像
７９、１７９ 位相像
８０、１８０ ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）
９０ 半導体集積回路
９１ Ｐ基板
９２ Ｎウェル
９３ Ｐ＋領域
１２０ レーザＳＱＵＩＤ顕微鏡
Ａ１、Ａ２、Ａ１Ａ、Ａ２Ａ、Ａ１Ｂ、Ａ２Ｂ ビーム断面積
θ、φＡ、θＡ、φＢ、θＢ 開き角
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体集積回路へレーザ光を照射して発生した光誘起電流による場を場検出器によって検出するレーザ顕微鏡を備え、
前記レーザ光の波長は、前記半導体集積回路を構成する半導体を１光子励起するには不十分であって２光子励起するには十分であることを特徴とする半導体集積回路解析装置。
【請求項２】
前記レーザ光の波長は、１．２μｍ以上であって２．３μｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の半導体集積回路解析装置。
【請求項３】
前記レーザ顕微鏡は、前記レーザ光の開き角を調整する開き角調整部を備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載の半導体集積回路解析装置。
【請求項４】
前記開き角調整部は、前記半導体集積回路のレーザ光が照射される面上に配置された固浸レンズを有することを特徴とする、請求項３に記載の半導体集積回路解析装置。
【請求項５】
前記レーザ顕微鏡は、前記レーザ光の強度を調整する強度調整部を備えることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体集積回路解析装置。
【請求項６】
前記場検出器により検出された場を表示する表示部をさらに備えることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の半導体集積回路解析装置。
【請求項７】
前記場は誘導磁場であって前記場検出器はＳＱＵＩＤであることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の半導体集積回路解析装置。
【請求項８】
前記場はテラヘルツ波であって前記場検出器はテラヘルツ波検出器であることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の半導体集積回路解析装置。
【請求項９】
半導体集積回路へレーザ光を照射する工程と、
前記半導体集積回路において発生した光誘起電流による場を場検出器によって検出する工程と、を含み、
前記レーザ光の波長は、前記半導体集積回路を構成する半導体を１光子励起するには不十分であって２光子励起するには十分であることを特徴とする半導体集積回路解析方法。
【請求項１０】
前記場検出器により検出された場を表示する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項９に記載の半導体集積回路解析方法。
【請求項１１】
前記レーザ光の開き角を調整する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項９又は１０に記載の半導体集積回路解析方法。
【請求項１２】
前記レーザ光の強度を調整する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の半導体集積回路解析方法。
【請求項１３】
前記場は誘導磁場であって前記場検出器はＳＱＵＩＤであることを特徴とする、請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の半導体集積回路解析方法。
【請求項１４】
前記場はテラヘルツ波であって前記場検出器はテラヘルツ波検出器であることを特徴とする、請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の半導体集積回路解析方法。
【請求項１】
半導体集積回路へレーザ光を照射して発生した光誘起電流による場を場検出器によって検出するレーザ顕微鏡を備え、
前記レーザ光の波長は、前記半導体集積回路を構成する半導体を１光子励起するには不十分であって２光子励起するには十分であることを特徴とする半導体集積回路解析装置。
【請求項２】
前記レーザ光の波長は、１．２μｍ以上であって２．３μｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の半導体集積回路解析装置。
【請求項３】
前記レーザ顕微鏡は、前記レーザ光の開き角を調整する開き角調整部を備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載の半導体集積回路解析装置。
【請求項４】
前記開き角調整部は、前記半導体集積回路のレーザ光が照射される面上に配置された固浸レンズを有することを特徴とする、請求項３に記載の半導体集積回路解析装置。
【請求項５】
前記レーザ顕微鏡は、前記レーザ光の強度を調整する強度調整部を備えることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体集積回路解析装置。
【請求項６】
前記場検出器により検出された場を表示する表示部をさらに備えることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の半導体集積回路解析装置。
【請求項７】
前記場は誘導磁場であって前記場検出器はＳＱＵＩＤであることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の半導体集積回路解析装置。
【請求項８】
前記場はテラヘルツ波であって前記場検出器はテラヘルツ波検出器であることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の半導体集積回路解析装置。
【請求項９】
半導体集積回路へレーザ光を照射する工程と、
前記半導体集積回路において発生した光誘起電流による場を場検出器によって検出する工程と、を含み、
前記レーザ光の波長は、前記半導体集積回路を構成する半導体を１光子励起するには不十分であって２光子励起するには十分であることを特徴とする半導体集積回路解析方法。
【請求項１０】
前記場検出器により検出された場を表示する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項９に記載の半導体集積回路解析方法。
【請求項１１】
前記レーザ光の開き角を調整する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項９又は１０に記載の半導体集積回路解析方法。
【請求項１２】
前記レーザ光の強度を調整する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の半導体集積回路解析方法。
【請求項１３】
前記場は誘導磁場であって前記場検出器はＳＱＵＩＤであることを特徴とする、請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の半導体集積回路解析方法。
【請求項１４】
前記場はテラヘルツ波であって前記場検出器はテラヘルツ波検出器であることを特徴とする、請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の半導体集積回路解析方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−１８１２８８（Ｐ２０１０−１８１２８８Ａ）
【公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５３０８（Ｐ２００９−２５３０８）
【出願日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２１年度 独立行政法人科学技術振興機構 先端計測分析技術・機器開発事業開発課題名「超ＬＳＩ故障箇所解析装置」委託研究、産業技術力強化法１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（３０２０６２９３１）ルネサスエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２１年度 独立行政法人科学技術振興機構 先端計測分析技術・機器開発事業開発課題名「超ＬＳＩ故障箇所解析装置」委託研究、産業技術力強化法１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（３０２０６２９３１）ルネサスエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]