故障解析方法及び故障解析装置
【課題】半導体チップの故障を解析する際に、外部との端子接続を不要とし、サブミクロンの空間分解能で電流経路と欠陥の可視化を可能にすること。
【解決手段】ＬＳＩチップ１を光電流発生用レーザビーム２で固定照射する工程と、ＬＳＩチップ１の被観測領域を加熱用レーザビーム３で走査して照射する工程と、光電流発生用レーザビーム２及び加熱用レーザビーム３の照射によりＬＳＩチップ１で発生した電流変化をＳＱＵＩＤ磁束計４で検出する工程と、ＳＱＵＩＤ磁束計４で検出された電流変化に基づいてＬＳＩチップ１の故障を解析する工程と、を含む。光電流発生用レーザビーム２及び加熱用レーザビーム３の照射は、ＬＳＩチップ１の裏面側から行い、ＳＱＵＩＤ磁束計４による検出は、ＬＳＩチップ１の表面側で行う。ＬＳＩチップ１の故障の解析では、ＳＱＵＩＤ磁束計４から出力された信号を走査点に対応させる画像処理を行う。
【解決手段】ＬＳＩチップ１を光電流発生用レーザビーム２で固定照射する工程と、ＬＳＩチップ１の被観測領域を加熱用レーザビーム３で走査して照射する工程と、光電流発生用レーザビーム２及び加熱用レーザビーム３の照射によりＬＳＩチップ１で発生した電流変化をＳＱＵＩＤ磁束計４で検出する工程と、ＳＱＵＩＤ磁束計４で検出された電流変化に基づいてＬＳＩチップ１の故障を解析する工程と、を含む。光電流発生用レーザビーム２及び加熱用レーザビーム３の照射は、ＬＳＩチップ１の裏面側から行い、ＳＱＵＩＤ磁束計４による検出は、ＬＳＩチップ１の表面側で行う。ＬＳＩチップ１の故障の解析では、ＳＱＵＩＤ磁束計４から出力された信号を走査点に対応させる画像処理を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップ又はウェハの故障を解析する故障解析方法及び故障解析装置に関し、特に、半導体チップ上の故障個所を非破壊で絞り込む故障解析方法及び故障解析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
故障解析方法・装置は、ＬＳＩチップ等の半導体チップ上の故障個所を特定し、故障の原因を究明するために用いられる。故障解析の手順は大きく二つに分けられる。まず、半導体チップ上の故障被疑個所を非破壊でミクロンオーダーまで絞り込む。次に、絞り込まれた個所を物理化学的に破壊解析していく。このような故障解析方法・装置に関する従来技術として、以下のようなものがある。
【０００３】
従来例１として、図４に示すような技術が開示されている（例えば、非特許文献１参照）。ＬＳＩチップ１０１の２端子間に定電圧源１０３で電流を流した状態にしておき、加熱用レーザビーム１０２をＬＳＩチップ１０１の表面付近に集光した状態で被観測範囲を走査する。なお、加熱用レーザビーム１０２はＬＳＩチップ１０１裏側から照射することが多いので図でもそのように記している。加熱用レーザビーム１０２がＬＳＩチップ１０１上の電流経路（１０６に相当）に照射されると、その個所の配線の温度が上昇し配線抵抗が変化するため、電流変化検出計１０４でその変化が検知できる。電流変化検出計１０４の出力信号を走査画像として表示することで、電流経路１０６が可視化できる。そして、配線中に欠陥１０５があると、欠陥１０５が無い個所とは温度上昇の程度が異なるため、走査画像上でコントラストが得られる。このように従来例１を用いると、ＬＳＩチップ１０１上での電流経路１０６と電流経路１０６中の欠陥１０５が可視化できる。この方法での走査画像の空間分解能は加熱用レーザビーム１０２の径で決まるため、最高でサブミクロンの分解能が得られる。
【０００４】
従来例２として、図５に示すような技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。ＳＱＵＩＤ磁束計２０３は、現在最も高感度な磁気センサである。光電流発生用レーザビーム２０２でＬＳＩチップ２０１の表面付近を照射すると、ＬＳＩチップ２０１において光電流が発生する個所がある。光電流が発生する個所は、ｐ−ｎ接合や不純物濃度差がある個所とその近傍などである。光電流が発生すると、磁場が発生する。この磁場をＳＱＵＩＤ磁束計２０３で検出する。光電流発生用レーザビーム２０２を光電流が発生する個所に固定照射した状態でＳＱＵＩＤ磁束計２０３を被観測範囲で走査し、走査画像を得る。得られた走査画像は磁場の分布を示すものであるが、これをフーリエ変換することで電流分布の像が得られる。なお、ＳＱＵＩＤは、Superconducting Quantum Interference Deviceの略称で、日本語では超電導量子干渉素子という。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２５８４７９号公報
【非特許文献１】二川、井上「IR-OBIRCH法によるチップ裏面からの観測」、ＮＥＣ技報、日本電気株式会社、１９９７年、Ｖｏｌ．５０、Ｎｏ．６、ｐ．６８−７３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来例１（図４参照）では、ＬＳＩチップ１０１内部の狙った配線に電流を流すことは非常に困難である。その理由は、従来例１では、ＬＳＩチップ１０１の外部と２端子で接続する必要があるためである。つまり、定電圧源１０３で電流を流し、電流変化検出計１０４で電流変化を検出するため２端子の外部接続が必要である。実際のＬＳＩチップ１０１は外部に取り出せる端子数は多くても数千端子である。一方、ＬＳＩチップ１０１の内部の配線数は数万から数億もある。このため、ＬＳＩチップ１０１の外部端子を用いるだけではＬＳＩチップ１０１の内部の任意の配線に電流を流すことは非常に困難である。
【０００７】
また、従来例１は、ＬＳＩチップ１０１の製造工程途中での適用は非常に困難である。つまり、ＬＳＩチップ１０１の製造工程途中では外部端子を取り出すためのパッド電極が形成されていないため、従来例１を適用することは非常に困難である。
【０００８】
従来例２（図５参照）では、ＬＳＩチップ２０１の外部との接続は不要であるが、電流経路２０４の空間分解能が数十ミクロン程度と悪い。空間分解能が悪い理由は、走査画像の空間分解能は「ＳＱＵＩＤ素子の大きさ」か「ＳＱＵＩＤ素子とＬＳＩチップの距離」のうちの大きい方で決まるからである。つまり、ＳＱＵＩＤ磁束計２０３の中心機能を担うのは磁場を検出する部分であるＳＱＵＩＤ素子であるが、ＳＱＵＩＤ素子は少なくとも８０Ｋ（ケルビン）程度に冷却する必要がある。そして、ＬＳＩチップ２０１は大気中にあり、ＳＱＵＩＤ素子は８０Ｋ程度以下であるため、ＳＱＵＩＤ素子とＬＳＩチップ２０１の距離は数十ミクロンより近づけることは非常に困難である。このため、空間分解能は最高でも数十ミクロン程度しか得られていない。ＳＱＵＩＤ素子の大きさを数ミクロン程度まで小さくしミクロンオーダーの分解能を得た例はあるが、「ＳＱＵＩＤ素子とＬＳＩチップの距離」を近づけるためサンプルは真空中で冷却された状態にあり、実用的ではない。
【０００９】
また、従来例２では、欠陥の可視化ができない。欠陥が可視化できない理由は、元々この技術には欠陥を可視化する仕組みがないためである。
【００１０】
本発明の主な課題は、半導体チップの故障を解析する際に、外部との端子接続を不要とし、サブミクロンの空間分解能で電流経路と欠陥の可視化を可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の視点においては、半導体チップ又はウェハの故障を解析する故障解析方法において、半導体チップ又はウェハを光電流発生用レーザビームで固定照射する工程と、前記半導体チップ又はウェハの被観測領域を加熱用レーザビームで走査して照射する工程と、前記光電流発生用レーザビーム及び前記加熱用レーザビームの照射により前記半導体チップ又はウェハで発生した電流変化を磁気センサで検出する工程と、前記磁気センサで検出された電流変化に基づいて前記半導体チップ又はウェハの故障を解析する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明の第２の視点においては、半導体チップ又はウェハの故障を解析する故障解析装置において、加熱用レーザビームを出力する加熱用レーザと、光電流発生用レーザビームを出力する光電流発生用レーザと、入力された前記光電流発生用レーザビーム及び前記加熱用レーザビームを混合した混合レーザビームを半導体チップ又はウェハよりなるサンプルの裏面に向けて出力する光学系と、前記混合レーザビームの照射によって前記サンプルで発生した電流によって生成された磁場を、前記サンプルの表面側で検出する磁気センサと、を備え、前記光学系は、前記混合レーザビームのうち前記光電流発生用レーザビームを、制御信号に基づいて位置出しして前記サンプルの裏面に固定照射し、前記混合レーザビームのうち前記加熱用レーザビームを、制御信号に基づいて走査しながら前記サンプルの裏面に照射することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、光電流発生用レーザビームで半導体チップ又はウェハの電流を流し、磁気センサで電流変化を検出することで、外部との端子接続が不要となり、加熱用レーザビームを走査することで、サブミクロンの空間分解能で電流経路と欠陥の可視化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の前記故障解析方法において、前記磁気センサは、ＳＱＵＩＤ磁束計であることが好ましい。
【００１５】
本発明の前記故障解析方法において、前記光電流発生用レーザビームの固定照射では、前記半導体チップ又はウェハのｐ−ｎ接合部を照射することが好ましい。
【００１６】
本発明の前記故障解析方法において、前記光電流発生用レーザビームは、前記半導体チップ又はウェハにおける基板を透過し、かつ、ｐ−ｎ接合部にて光電流を発生する波長域であり、加熱用レーザビームは、前記半導体チップ又はウェハにおける基板を透過し、かつ、ｐ−ｎ接合部にて光電流を発生しないで配線を加熱する波長域であることが好ましい。
【００１７】
本発明の前記故障解析方法において、前記光電流発生用レーザビームは、波長１．０６μｍであり、前記加熱用レーザビームは、波長１．３μｍであることが好ましい。
【００１８】
本発明の前記故障解析方法において、前記光電流発生用レーザビーム及び前記加熱用レーザビームの照射は、前記半導体チップ又はウェハの裏面側から行い、前記磁気センサによる検出は、前記半導体チップ又はウェハの表面側で行うことが好ましい。
【００１９】
本発明の前記故障解析方法において、前記磁気センサは、前記光電流発生用レーザビーム及び前記加熱用レーザビームの照射によって前記半導体チップ又はウェハで発生した電流によって生成された磁場を検出することが好ましい。
【００２０】
本発明の前記故障解析方法において、前記半導体チップ又はウェハの故障の解析では、前記磁気センサから出力された信号を走査点に対応させる画像処理を行うことが好ましい。
【００２１】
本発明の前記故障解析方法において、前記半導体チップ又はウェハの故障の解析では、ロックインアンプにて前記磁気センサから出力された信号における所定周波数の信号のみを取り出し、取り出した所定周波数の信号に基づいて画像処理を行うことが好ましい。
【００２２】
本発明の前記故障解析装置において、前記磁気センサは、ＳＱＵＩＤ磁束計であることが好ましい。
【００２３】
本発明の前記故障解析装置において、前記磁気センサで検出された信号に対応する磁場信号に基づいて、所定周波数の信号のみを取り出した強度信号を出力するロックインアンプを備えることが好ましい。
【００２４】
本発明の前記故障解析装置において、変調信号と基準信号を発生するパルス発生器を備え、前記加熱用レーザは、前記パルス発生器からの前記変調信号に基づいて変調がかけられた加熱用レーザビームを出力し、前記ロックインアンプは、前記パルス発生器からの基準信号に基づいて位相信号を出力することが好ましい。
【００２５】
本発明の前記故障解析装置において、前記ロックインアンプからの前記位相信号及び前記強度信号に基づいて画像表示用信号を生成するシステム制御系を備えることが好ましい。
【実施例１】
【００２６】
本発明の実施例１に係る故障解析方法について図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施例１に係る故障解析方法を模式的に示した概略図である。
【００２７】
実施例１に係る故障解析方法は、半導体チップ又はウェハ上の故障被疑個所を非破壊でミクロンオーダーまで絞り込む手法に関するものであり、光電流発生用レーザビーム２と加熱用レーザビーム３をＬＳＩチップ１（又はＬＳＩウェハ）の裏側から照射し、ＳＱＵＩＤ磁束計４をＬＳＩチップ１の表側に配置する。光電流発生用レーザビーム２は、ＬＳＩチップ１の表面付近のｐ−ｎ接合部に一点固定照射する（例えば、図２参照）。加熱用レーザビーム３は、被観測領域を走査して照射する。ＳＱＵＩＤ磁束計４は、照射によってＬＳＩチップ１で発生した電流（電流変化）によって生成された磁場を検出し、検出した磁束に基づく信号を出力する。ＳＱＵＩＤ磁束計４の磁束検出では、加熱用レーザビーム３照射時のＬＳＩチップ１の電流変化をみているため、電流経路５だけでなく欠陥６も検出可能である。そして、ＳＱＵＩＤ磁束計４から出力された信号を走査点に対応させる画像処理を行うことで、走査画像を取得することができる。
【００２８】
実施例１によれば、電流発生には光電流発生用レーザビーム２を用い、走査画像用の信号にはＳＱＵＩＤ磁束計４の出力信号を用いるため、外部（定電圧源、電流変化検出計）との端子接続が不要となり、従来例１（図４参照）の欠点は解消される。
【００２９】
また、走査画像の空間分解能は加熱用レーザビーム３のビーム径で決まるため、実施例１によれば、サブミクロン単位の分解能が得られ、従来例２（図５参照）の第１の欠点（空間分解能が悪い点）も解消される。
【００３０】
さらに、実施例１によれば、加熱用レーザビーム３照射時の電流変化をみているため、電流経路５だけでなく欠陥６も可視化でき、従来例２（図５参照）の第２の欠点（欠陥が見えない点）も解消される。
【実施例２】
【００３１】
本発明の実施例２に係る故障解析方法について図面を用いて説明する。図２は、本発明の実施例２に係る故障解析方法を模式的に示した概略図である。
【００３２】
実施例２に係る故障解析方法では、２種類のレーザの波長を規定することで、光電流発生用と加熱用の違いを明確かつ具体的に示した。光電流発生用レーザビーム２と加熱用レーザビーム３はＬＳＩチップ１の裏側から照射し、ＳＱＵＩＤ磁束計４はＬＳＩチップ１の表側に配置する点は、実施例１と同様である。
【００３３】
光電流発生用レーザビーム２は、波長１．０６μｍのレーザが用いられ、ＬＳＩチップ１の表面付近のｐ−ｎ接合部に固定照射する。光電流発生用レーザビーム２に波長１．０６μｍのレーザを用いる理由は、ＬＳＩチップ１におけるＳｉ（Ｐ型基板）を透過し、かつ、ｐ−ｎ接合部にて光電流を発生する波長域であるからである。
【００３４】
加熱用レーザビーム３は、波長１．３μｍのレーザが用いられ、周波数ν１で変調をかけ、被観測領域を走査する。加熱用レーザビーム３に波長１．３μｍのレーザを用いる理由は、ＬＳＩチップ１におけるＳｉ（Ｐ型基板）を透過し、かつ、ｐ−ｎ接合部にて光電流を発生しないで配線を加熱する波長域であるからである。
【００３５】
ＳＱＵＩＤ磁束計４は、ＬＳＩチップ１からの磁束（磁場）を検出し、検出した磁束に基づく信号を出力する。ＳＱＵＩＤ磁束計４の磁束検出では、加熱用レーザビーム３照射時のＬＳＩチップ１の電流変化をみているため、電流経路（図１の５）だけでなく欠陥（図１の６）も検出可能である。
【００３６】
ＳＱＵＩＤ磁束計４で検出した磁束に対応した信号はロックインアンプ７に入力され、ロックインアンプ７にて入力信号における周波数ν１の信号のみを取り出す。ロックインアンプ７を用いる理由は、Ｓ／Ｎ（信号対ノイズ比）を改善するためである。そして、周波数ν１の信号に基づいて画像処理を行うことで、走査画像を取得することができる。
【００３７】
実施例２によれば、実施例１と同様な効果を奏するとともに、ロックインアンプ７を用いることでＳ／Ｎが向上する。
【実施例３】
【００３８】
本発明の実施例３に係る故障解析装置について図面を用いて説明する。図３は、本発明の実施例３に係る故障解析装置の構成を模式的に示したブロック図である。
【００３９】
実施例３に係る故障解析装置は、実施例１、２に係る故障解析方法を用いた装置であり、パルス発生器１０と、加熱用レーザ１３と、光電流発生用レーザ１５と、光学系１７と、試料台１９と、ＳＱＵＩＤ磁束計２２と、ＳＱＵＩＤ用電子回路２３と、ロックインアンプ２５と、システム制御系２８と、パソコン３０と、ディスプレイ３１と、を有する。
【００４０】
パルス発生器１０は、パルスとなる変調信号１２と基準信号１１を発生する装置である。加熱用レーザ１３は、パルス発生器１０からの変調信号１２に基づいて加熱用レーザビームを出力する装置であり、変調がかけられた加熱用レーザビームを光ファイバ１４を介して光学系１７に向けて出力する。光電流発生用レーザ１５は、光電流発生用レーザビームを出力する装置であり、光電流発生用レーザビームを光ファイバ１６を介して光学系１７に向けて出力する。
【００４１】
光学系１７は、入力された光電流発生用レーザビーム及び加熱用レーザビームに基づいて、２種類のレーザビームを混合したレーザビーム１８をサンプル２０（ＬＳＩチップ又はＬＳＩウェハ）の裏面に向けて出力する光学装置である。光学系１７は、レーザビーム１８のうち光電流発生用レーザ１５からの光電流発生用レーザビームを、システム制御系２８からのレーザ走査信号３３に基づいて位置出ししてサンプル２０の裏面に一点固定照射する。光学系１７は、レーザビーム１８のうち加熱用レーザ１３からの加熱用レーザビームを、システム制御系２８からのレーザ走査信号３３に基づいて走査しながらサンプル２０の裏面に照射する。
【００４２】
試料台１９は、サンプル２０を載置するための台であり、システム制御系２８からのステージ走査信号３２に基づいてＸ−Ｙ走査が可能である。
【００４３】
ＳＱＵＩＤ磁束計２２は、照射によってサンプル２０で発生した電流によって生成された磁場２１を、サンプル２０の表面側で検出する計測器であり、検出された信号をＳＱＵＩＤ用電子回路２３に向けて出力する。ＳＱＵＩＤ用電子回路２３は、ＳＱＵＩＤ磁束計２２からの信号に基づいて磁場信号２４を生成する電子回路であり、生成した磁場信号２４をロックインアンプ２５に向けて出力する。
【００４４】
ロックインアンプ２５は、入力された基準信号１１及び磁場信号２４に基づいて、位相信号２６（基準信号１１と磁場信号２４の位相差を表す信号）、及び周波数ν１の信号のみを取り出した強度信号２７をシステム制御系２８に向けて出力する。
【００４５】
システム制御系２８は、故障解析装置内の各構成部を制御する装置である。システム制御系２８は、ロックインアンプ２５からの位相信号２６及び強度信号２７に基づいて画像表示用信号２９を生成し、生成した画像表示用信号２９をパソコン３０に向けて出力する。システム制御系２８は、試料台１９のＸ−Ｙ走査や位置出しの制御信号となるステージ走査信号３２を出力する。システム制御系２８は、光電流発生用レーザビームの位置出しと、加熱用レーザビームの位置出し及びＸ−Ｙ走査の制御信号となるレーザ走査信号３３を光学系１７に向けて出力する。
【００４６】
パソコン３０は、パーソナルコンピュータであり、システム制御系２８からの画像表示用信号２９に基づいてディスプレイ３１に強度画像と位相画像を表示させる。
【００４７】
実施例３によれば、実施例１、２と同様な効果を奏するとともに、強度画像だけでなく位相画像も用いることにより、より豊富な情報が得られ、電流経路や欠陥の可視化の感度・性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施例１に係る故障解析方法を模式的に示した概略図である。
【図２】本発明の実施例２に係る故障解析方法を模式的に示した概略図である。
【図３】本発明の実施例３に係る故障解析装置の構成を模式的に示したブロック図である。
【図４】従来例１に係る故障解析方法を模式的に示した概略図である。
【図５】従来例２に係る故障解析方法を模式的に示した概略図である。
【符号の説明】
【００４９】
１ ＬＳＩチップ
２ 光電流発生用レーザビーム
３ 加熱用レーザビーム
４ ＳＱＵＩＤ磁束計（磁気センサ）
５ 電流経路
６ 欠陥
７ ロックインアンプ
１０ パルス発生器
１１ 基準信号
１２ 変調信号
１３ 加熱用レーザ
１４ 光ファイバ
１５ 光電流発生用レーザ
１６ 光ファイバ
１７ 光学系
１８ レーザビーム
１９ 試料台
２０ サンプル
２１ 磁場
２２ ＳＱＵＩＤ磁束計
２３ ＳＱＵＩＤ用電子回路
２４ 磁場信号
２５ ロックインアンプ
２６ 位相信号
２７ 強度信号
２８ システム制御系
２９ 画像表示用信号
３０ パソコン
３１ ディスプレイ
３２ ステージ走査信号
３３ レーザ走査信号
１０１ ＬＳＩチップ
１０２ 加熱用レーザビーム
１０３ 定電圧源
１０４ 電流変化検出計
１０５ 欠陥
１０６ 電流経路
２０１ ＬＳＩチップ
２０２ 光電流発生用レーザビーム
２０３ ＳＱＵＩＤ磁束計
２０４ 電流経路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップ又はウェハの故障を解析する故障解析方法及び故障解析装置に関し、特に、半導体チップ上の故障個所を非破壊で絞り込む故障解析方法及び故障解析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
故障解析方法・装置は、ＬＳＩチップ等の半導体チップ上の故障個所を特定し、故障の原因を究明するために用いられる。故障解析の手順は大きく二つに分けられる。まず、半導体チップ上の故障被疑個所を非破壊でミクロンオーダーまで絞り込む。次に、絞り込まれた個所を物理化学的に破壊解析していく。このような故障解析方法・装置に関する従来技術として、以下のようなものがある。
【０００３】
従来例１として、図４に示すような技術が開示されている（例えば、非特許文献１参照）。ＬＳＩチップ１０１の２端子間に定電圧源１０３で電流を流した状態にしておき、加熱用レーザビーム１０２をＬＳＩチップ１０１の表面付近に集光した状態で被観測範囲を走査する。なお、加熱用レーザビーム１０２はＬＳＩチップ１０１裏側から照射することが多いので図でもそのように記している。加熱用レーザビーム１０２がＬＳＩチップ１０１上の電流経路（１０６に相当）に照射されると、その個所の配線の温度が上昇し配線抵抗が変化するため、電流変化検出計１０４でその変化が検知できる。電流変化検出計１０４の出力信号を走査画像として表示することで、電流経路１０６が可視化できる。そして、配線中に欠陥１０５があると、欠陥１０５が無い個所とは温度上昇の程度が異なるため、走査画像上でコントラストが得られる。このように従来例１を用いると、ＬＳＩチップ１０１上での電流経路１０６と電流経路１０６中の欠陥１０５が可視化できる。この方法での走査画像の空間分解能は加熱用レーザビーム１０２の径で決まるため、最高でサブミクロンの分解能が得られる。
【０００４】
従来例２として、図５に示すような技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。ＳＱＵＩＤ磁束計２０３は、現在最も高感度な磁気センサである。光電流発生用レーザビーム２０２でＬＳＩチップ２０１の表面付近を照射すると、ＬＳＩチップ２０１において光電流が発生する個所がある。光電流が発生する個所は、ｐ−ｎ接合や不純物濃度差がある個所とその近傍などである。光電流が発生すると、磁場が発生する。この磁場をＳＱＵＩＤ磁束計２０３で検出する。光電流発生用レーザビーム２０２を光電流が発生する個所に固定照射した状態でＳＱＵＩＤ磁束計２０３を被観測範囲で走査し、走査画像を得る。得られた走査画像は磁場の分布を示すものであるが、これをフーリエ変換することで電流分布の像が得られる。なお、ＳＱＵＩＤは、Superconducting Quantum Interference Deviceの略称で、日本語では超電導量子干渉素子という。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２５８４７９号公報
【非特許文献１】二川、井上「IR-OBIRCH法によるチップ裏面からの観測」、ＮＥＣ技報、日本電気株式会社、１９９７年、Ｖｏｌ．５０、Ｎｏ．６、ｐ．６８−７３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来例１（図４参照）では、ＬＳＩチップ１０１内部の狙った配線に電流を流すことは非常に困難である。その理由は、従来例１では、ＬＳＩチップ１０１の外部と２端子で接続する必要があるためである。つまり、定電圧源１０３で電流を流し、電流変化検出計１０４で電流変化を検出するため２端子の外部接続が必要である。実際のＬＳＩチップ１０１は外部に取り出せる端子数は多くても数千端子である。一方、ＬＳＩチップ１０１の内部の配線数は数万から数億もある。このため、ＬＳＩチップ１０１の外部端子を用いるだけではＬＳＩチップ１０１の内部の任意の配線に電流を流すことは非常に困難である。
【０００７】
また、従来例１は、ＬＳＩチップ１０１の製造工程途中での適用は非常に困難である。つまり、ＬＳＩチップ１０１の製造工程途中では外部端子を取り出すためのパッド電極が形成されていないため、従来例１を適用することは非常に困難である。
【０００８】
従来例２（図５参照）では、ＬＳＩチップ２０１の外部との接続は不要であるが、電流経路２０４の空間分解能が数十ミクロン程度と悪い。空間分解能が悪い理由は、走査画像の空間分解能は「ＳＱＵＩＤ素子の大きさ」か「ＳＱＵＩＤ素子とＬＳＩチップの距離」のうちの大きい方で決まるからである。つまり、ＳＱＵＩＤ磁束計２０３の中心機能を担うのは磁場を検出する部分であるＳＱＵＩＤ素子であるが、ＳＱＵＩＤ素子は少なくとも８０Ｋ（ケルビン）程度に冷却する必要がある。そして、ＬＳＩチップ２０１は大気中にあり、ＳＱＵＩＤ素子は８０Ｋ程度以下であるため、ＳＱＵＩＤ素子とＬＳＩチップ２０１の距離は数十ミクロンより近づけることは非常に困難である。このため、空間分解能は最高でも数十ミクロン程度しか得られていない。ＳＱＵＩＤ素子の大きさを数ミクロン程度まで小さくしミクロンオーダーの分解能を得た例はあるが、「ＳＱＵＩＤ素子とＬＳＩチップの距離」を近づけるためサンプルは真空中で冷却された状態にあり、実用的ではない。
【０００９】
また、従来例２では、欠陥の可視化ができない。欠陥が可視化できない理由は、元々この技術には欠陥を可視化する仕組みがないためである。
【００１０】
本発明の主な課題は、半導体チップの故障を解析する際に、外部との端子接続を不要とし、サブミクロンの空間分解能で電流経路と欠陥の可視化を可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の視点においては、半導体チップ又はウェハの故障を解析する故障解析方法において、半導体チップ又はウェハを光電流発生用レーザビームで固定照射する工程と、前記半導体チップ又はウェハの被観測領域を加熱用レーザビームで走査して照射する工程と、前記光電流発生用レーザビーム及び前記加熱用レーザビームの照射により前記半導体チップ又はウェハで発生した電流変化を磁気センサで検出する工程と、前記磁気センサで検出された電流変化に基づいて前記半導体チップ又はウェハの故障を解析する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明の第２の視点においては、半導体チップ又はウェハの故障を解析する故障解析装置において、加熱用レーザビームを出力する加熱用レーザと、光電流発生用レーザビームを出力する光電流発生用レーザと、入力された前記光電流発生用レーザビーム及び前記加熱用レーザビームを混合した混合レーザビームを半導体チップ又はウェハよりなるサンプルの裏面に向けて出力する光学系と、前記混合レーザビームの照射によって前記サンプルで発生した電流によって生成された磁場を、前記サンプルの表面側で検出する磁気センサと、を備え、前記光学系は、前記混合レーザビームのうち前記光電流発生用レーザビームを、制御信号に基づいて位置出しして前記サンプルの裏面に固定照射し、前記混合レーザビームのうち前記加熱用レーザビームを、制御信号に基づいて走査しながら前記サンプルの裏面に照射することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、光電流発生用レーザビームで半導体チップ又はウェハの電流を流し、磁気センサで電流変化を検出することで、外部との端子接続が不要となり、加熱用レーザビームを走査することで、サブミクロンの空間分解能で電流経路と欠陥の可視化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の前記故障解析方法において、前記磁気センサは、ＳＱＵＩＤ磁束計であることが好ましい。
【００１５】
本発明の前記故障解析方法において、前記光電流発生用レーザビームの固定照射では、前記半導体チップ又はウェハのｐ−ｎ接合部を照射することが好ましい。
【００１６】
本発明の前記故障解析方法において、前記光電流発生用レーザビームは、前記半導体チップ又はウェハにおける基板を透過し、かつ、ｐ−ｎ接合部にて光電流を発生する波長域であり、加熱用レーザビームは、前記半導体チップ又はウェハにおける基板を透過し、かつ、ｐ−ｎ接合部にて光電流を発生しないで配線を加熱する波長域であることが好ましい。
【００１７】
本発明の前記故障解析方法において、前記光電流発生用レーザビームは、波長１．０６μｍであり、前記加熱用レーザビームは、波長１．３μｍであることが好ましい。
【００１８】
本発明の前記故障解析方法において、前記光電流発生用レーザビーム及び前記加熱用レーザビームの照射は、前記半導体チップ又はウェハの裏面側から行い、前記磁気センサによる検出は、前記半導体チップ又はウェハの表面側で行うことが好ましい。
【００１９】
本発明の前記故障解析方法において、前記磁気センサは、前記光電流発生用レーザビーム及び前記加熱用レーザビームの照射によって前記半導体チップ又はウェハで発生した電流によって生成された磁場を検出することが好ましい。
【００２０】
本発明の前記故障解析方法において、前記半導体チップ又はウェハの故障の解析では、前記磁気センサから出力された信号を走査点に対応させる画像処理を行うことが好ましい。
【００２１】
本発明の前記故障解析方法において、前記半導体チップ又はウェハの故障の解析では、ロックインアンプにて前記磁気センサから出力された信号における所定周波数の信号のみを取り出し、取り出した所定周波数の信号に基づいて画像処理を行うことが好ましい。
【００２２】
本発明の前記故障解析装置において、前記磁気センサは、ＳＱＵＩＤ磁束計であることが好ましい。
【００２３】
本発明の前記故障解析装置において、前記磁気センサで検出された信号に対応する磁場信号に基づいて、所定周波数の信号のみを取り出した強度信号を出力するロックインアンプを備えることが好ましい。
【００２４】
本発明の前記故障解析装置において、変調信号と基準信号を発生するパルス発生器を備え、前記加熱用レーザは、前記パルス発生器からの前記変調信号に基づいて変調がかけられた加熱用レーザビームを出力し、前記ロックインアンプは、前記パルス発生器からの基準信号に基づいて位相信号を出力することが好ましい。
【００２５】
本発明の前記故障解析装置において、前記ロックインアンプからの前記位相信号及び前記強度信号に基づいて画像表示用信号を生成するシステム制御系を備えることが好ましい。
【実施例１】
【００２６】
本発明の実施例１に係る故障解析方法について図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施例１に係る故障解析方法を模式的に示した概略図である。
【００２７】
実施例１に係る故障解析方法は、半導体チップ又はウェハ上の故障被疑個所を非破壊でミクロンオーダーまで絞り込む手法に関するものであり、光電流発生用レーザビーム２と加熱用レーザビーム３をＬＳＩチップ１（又はＬＳＩウェハ）の裏側から照射し、ＳＱＵＩＤ磁束計４をＬＳＩチップ１の表側に配置する。光電流発生用レーザビーム２は、ＬＳＩチップ１の表面付近のｐ−ｎ接合部に一点固定照射する（例えば、図２参照）。加熱用レーザビーム３は、被観測領域を走査して照射する。ＳＱＵＩＤ磁束計４は、照射によってＬＳＩチップ１で発生した電流（電流変化）によって生成された磁場を検出し、検出した磁束に基づく信号を出力する。ＳＱＵＩＤ磁束計４の磁束検出では、加熱用レーザビーム３照射時のＬＳＩチップ１の電流変化をみているため、電流経路５だけでなく欠陥６も検出可能である。そして、ＳＱＵＩＤ磁束計４から出力された信号を走査点に対応させる画像処理を行うことで、走査画像を取得することができる。
【００２８】
実施例１によれば、電流発生には光電流発生用レーザビーム２を用い、走査画像用の信号にはＳＱＵＩＤ磁束計４の出力信号を用いるため、外部（定電圧源、電流変化検出計）との端子接続が不要となり、従来例１（図４参照）の欠点は解消される。
【００２９】
また、走査画像の空間分解能は加熱用レーザビーム３のビーム径で決まるため、実施例１によれば、サブミクロン単位の分解能が得られ、従来例２（図５参照）の第１の欠点（空間分解能が悪い点）も解消される。
【００３０】
さらに、実施例１によれば、加熱用レーザビーム３照射時の電流変化をみているため、電流経路５だけでなく欠陥６も可視化でき、従来例２（図５参照）の第２の欠点（欠陥が見えない点）も解消される。
【実施例２】
【００３１】
本発明の実施例２に係る故障解析方法について図面を用いて説明する。図２は、本発明の実施例２に係る故障解析方法を模式的に示した概略図である。
【００３２】
実施例２に係る故障解析方法では、２種類のレーザの波長を規定することで、光電流発生用と加熱用の違いを明確かつ具体的に示した。光電流発生用レーザビーム２と加熱用レーザビーム３はＬＳＩチップ１の裏側から照射し、ＳＱＵＩＤ磁束計４はＬＳＩチップ１の表側に配置する点は、実施例１と同様である。
【００３３】
光電流発生用レーザビーム２は、波長１．０６μｍのレーザが用いられ、ＬＳＩチップ１の表面付近のｐ−ｎ接合部に固定照射する。光電流発生用レーザビーム２に波長１．０６μｍのレーザを用いる理由は、ＬＳＩチップ１におけるＳｉ（Ｐ型基板）を透過し、かつ、ｐ−ｎ接合部にて光電流を発生する波長域であるからである。
【００３４】
加熱用レーザビーム３は、波長１．３μｍのレーザが用いられ、周波数ν１で変調をかけ、被観測領域を走査する。加熱用レーザビーム３に波長１．３μｍのレーザを用いる理由は、ＬＳＩチップ１におけるＳｉ（Ｐ型基板）を透過し、かつ、ｐ−ｎ接合部にて光電流を発生しないで配線を加熱する波長域であるからである。
【００３５】
ＳＱＵＩＤ磁束計４は、ＬＳＩチップ１からの磁束（磁場）を検出し、検出した磁束に基づく信号を出力する。ＳＱＵＩＤ磁束計４の磁束検出では、加熱用レーザビーム３照射時のＬＳＩチップ１の電流変化をみているため、電流経路（図１の５）だけでなく欠陥（図１の６）も検出可能である。
【００３６】
ＳＱＵＩＤ磁束計４で検出した磁束に対応した信号はロックインアンプ７に入力され、ロックインアンプ７にて入力信号における周波数ν１の信号のみを取り出す。ロックインアンプ７を用いる理由は、Ｓ／Ｎ（信号対ノイズ比）を改善するためである。そして、周波数ν１の信号に基づいて画像処理を行うことで、走査画像を取得することができる。
【００３７】
実施例２によれば、実施例１と同様な効果を奏するとともに、ロックインアンプ７を用いることでＳ／Ｎが向上する。
【実施例３】
【００３８】
本発明の実施例３に係る故障解析装置について図面を用いて説明する。図３は、本発明の実施例３に係る故障解析装置の構成を模式的に示したブロック図である。
【００３９】
実施例３に係る故障解析装置は、実施例１、２に係る故障解析方法を用いた装置であり、パルス発生器１０と、加熱用レーザ１３と、光電流発生用レーザ１５と、光学系１７と、試料台１９と、ＳＱＵＩＤ磁束計２２と、ＳＱＵＩＤ用電子回路２３と、ロックインアンプ２５と、システム制御系２８と、パソコン３０と、ディスプレイ３１と、を有する。
【００４０】
パルス発生器１０は、パルスとなる変調信号１２と基準信号１１を発生する装置である。加熱用レーザ１３は、パルス発生器１０からの変調信号１２に基づいて加熱用レーザビームを出力する装置であり、変調がかけられた加熱用レーザビームを光ファイバ１４を介して光学系１７に向けて出力する。光電流発生用レーザ１５は、光電流発生用レーザビームを出力する装置であり、光電流発生用レーザビームを光ファイバ１６を介して光学系１７に向けて出力する。
【００４１】
光学系１７は、入力された光電流発生用レーザビーム及び加熱用レーザビームに基づいて、２種類のレーザビームを混合したレーザビーム１８をサンプル２０（ＬＳＩチップ又はＬＳＩウェハ）の裏面に向けて出力する光学装置である。光学系１７は、レーザビーム１８のうち光電流発生用レーザ１５からの光電流発生用レーザビームを、システム制御系２８からのレーザ走査信号３３に基づいて位置出ししてサンプル２０の裏面に一点固定照射する。光学系１７は、レーザビーム１８のうち加熱用レーザ１３からの加熱用レーザビームを、システム制御系２８からのレーザ走査信号３３に基づいて走査しながらサンプル２０の裏面に照射する。
【００４２】
試料台１９は、サンプル２０を載置するための台であり、システム制御系２８からのステージ走査信号３２に基づいてＸ−Ｙ走査が可能である。
【００４３】
ＳＱＵＩＤ磁束計２２は、照射によってサンプル２０で発生した電流によって生成された磁場２１を、サンプル２０の表面側で検出する計測器であり、検出された信号をＳＱＵＩＤ用電子回路２３に向けて出力する。ＳＱＵＩＤ用電子回路２３は、ＳＱＵＩＤ磁束計２２からの信号に基づいて磁場信号２４を生成する電子回路であり、生成した磁場信号２４をロックインアンプ２５に向けて出力する。
【００４４】
ロックインアンプ２５は、入力された基準信号１１及び磁場信号２４に基づいて、位相信号２６（基準信号１１と磁場信号２４の位相差を表す信号）、及び周波数ν１の信号のみを取り出した強度信号２７をシステム制御系２８に向けて出力する。
【００４５】
システム制御系２８は、故障解析装置内の各構成部を制御する装置である。システム制御系２８は、ロックインアンプ２５からの位相信号２６及び強度信号２７に基づいて画像表示用信号２９を生成し、生成した画像表示用信号２９をパソコン３０に向けて出力する。システム制御系２８は、試料台１９のＸ−Ｙ走査や位置出しの制御信号となるステージ走査信号３２を出力する。システム制御系２８は、光電流発生用レーザビームの位置出しと、加熱用レーザビームの位置出し及びＸ−Ｙ走査の制御信号となるレーザ走査信号３３を光学系１７に向けて出力する。
【００４６】
パソコン３０は、パーソナルコンピュータであり、システム制御系２８からの画像表示用信号２９に基づいてディスプレイ３１に強度画像と位相画像を表示させる。
【００４７】
実施例３によれば、実施例１、２と同様な効果を奏するとともに、強度画像だけでなく位相画像も用いることにより、より豊富な情報が得られ、電流経路や欠陥の可視化の感度・性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施例１に係る故障解析方法を模式的に示した概略図である。
【図２】本発明の実施例２に係る故障解析方法を模式的に示した概略図である。
【図３】本発明の実施例３に係る故障解析装置の構成を模式的に示したブロック図である。
【図４】従来例１に係る故障解析方法を模式的に示した概略図である。
【図５】従来例２に係る故障解析方法を模式的に示した概略図である。
【符号の説明】
【００４９】
１ ＬＳＩチップ
２ 光電流発生用レーザビーム
３ 加熱用レーザビーム
４ ＳＱＵＩＤ磁束計（磁気センサ）
５ 電流経路
６ 欠陥
７ ロックインアンプ
１０ パルス発生器
１１ 基準信号
１２ 変調信号
１３ 加熱用レーザ
１４ 光ファイバ
１５ 光電流発生用レーザ
１６ 光ファイバ
１７ 光学系
１８ レーザビーム
１９ 試料台
２０ サンプル
２１ 磁場
２２ ＳＱＵＩＤ磁束計
２３ ＳＱＵＩＤ用電子回路
２４ 磁場信号
２５ ロックインアンプ
２６ 位相信号
２７ 強度信号
２８ システム制御系
２９ 画像表示用信号
３０ パソコン
３１ ディスプレイ
３２ ステージ走査信号
３３ レーザ走査信号
１０１ ＬＳＩチップ
１０２ 加熱用レーザビーム
１０３ 定電圧源
１０４ 電流変化検出計
１０５ 欠陥
１０６ 電流経路
２０１ ＬＳＩチップ
２０２ 光電流発生用レーザビーム
２０３ ＳＱＵＩＤ磁束計
２０４ 電流経路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップ又はウェハを光電流発生用レーザビームで固定照射する工程と、
前記半導体チップ又はウェハの被観測領域を加熱用レーザビームで走査して照射する工程と、
前記光電流発生用レーザビーム及び前記加熱用レーザビームの照射により前記半導体チップ又はウェハで発生した電流変化を磁気センサで検出する工程と、
前記磁気センサで検出された電流変化に基づいて前記半導体チップ又はウェハの故障を解析する工程と、
を含むことを特徴とする故障解析方法。
【請求項２】
前記磁気センサは、ＳＱＵＩＤ磁束計であることを特徴とする請求項１記載の故障解析方法。
【請求項３】
前記光電流発生用レーザビームの固定照射では、前記半導体チップ又はウェハのｐ−ｎ接合部を照射することを特徴とする請求項１又は２記載の故障解析方法。
【請求項４】
前記光電流発生用レーザビームは、前記半導体チップ又はウェハにおける基板を透過し、かつ、ｐ−ｎ接合部にて光電流を発生する波長域であり、
加熱用レーザビームは、前記半導体チップ又はウェハにおける基板を透過し、かつ、ｐ−ｎ接合部にて光電流を発生しないで配線を加熱する波長域であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の故障解析方法。
【請求項５】
前記光電流発生用レーザビームは、波長１．０６μｍであり、
前記加熱用レーザビームは、波長１．３μｍであることを特徴とする請求項４記載の故障解析方法。
【請求項６】
前記光電流発生用レーザビーム及び前記加熱用レーザビームの照射は、前記半導体チップ又はウェハの裏面側から行い、
前記磁気センサによる検出は、前記半導体チップ又はウェハの表面側で行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載の故障解析方法。
【請求項７】
前記磁気センサは、前記光電流発生用レーザビーム及び前記加熱用レーザビームの照射によって前記半導体チップ又はウェハで発生した電流によって生成された磁場を検出することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一に記載の故障解析方法。
【請求項８】
前記半導体チップ又はウェハの故障の解析では、前記磁気センサから出力された信号を走査点に対応させる画像処理を行うことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一に記載の故障解析方法。
【請求項９】
前記半導体チップ又はウェハの故障の解析では、ロックインアンプにて前記磁気センサから出力された信号における所定周波数の信号のみを取り出し、取り出した所定周波数の信号に基づいて画像処理を行うことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一に記載の故障解析方法。
【請求項１０】
加熱用レーザビームを出力する加熱用レーザと、
光電流発生用レーザビームを出力する光電流発生用レーザと、
入力された前記光電流発生用レーザビーム及び前記加熱用レーザビームを混合した混合レーザビームを半導体チップ又はウェハよりなるサンプルの裏面に向けて出力する光学系と、
前記混合レーザビームの照射によって前記サンプルで発生した電流によって生成された磁場を、前記サンプルの表面側で検出する磁気センサと、
を備え、
前記光学系は、前記混合レーザビームのうち前記光電流発生用レーザビームを、制御信号に基づいて位置出しして前記サンプルの裏面に固定照射し、前記混合レーザビームのうち前記加熱用レーザビームを、制御信号に基づいて走査しながら前記サンプルの裏面に照射することを特徴とする故障解析装置。
【請求項１１】
前記磁気センサは、ＳＱＵＩＤ磁束計であることを特徴とする請求項１０記載の故障解析装置。
【請求項１２】
前記磁気センサで検出された信号に対応する磁場信号に基づいて、所定周波数の信号のみを取り出した強度信号を出力するロックインアンプを備えることを特徴とする請求項１０又は１１記載の故障解析装置。
【請求項１３】
変調信号と基準信号を発生するパルス発生器を備え、
前記加熱用レーザは、前記パルス発生器からの前記変調信号に基づいて変調がかけられた加熱用レーザビームを出力し、
前記ロックインアンプは、前記パルス発生器からの基準信号に基づいて位相信号を出力することを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか一に記載の故障解析装置。
【請求項１４】
前記ロックインアンプからの前記位相信号及び前記強度信号に基づいて画像表示用信号を生成するシステム制御系を備えることを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれか一に記載の故障解析装置。
【請求項１】
半導体チップ又はウェハを光電流発生用レーザビームで固定照射する工程と、
前記半導体チップ又はウェハの被観測領域を加熱用レーザビームで走査して照射する工程と、
前記光電流発生用レーザビーム及び前記加熱用レーザビームの照射により前記半導体チップ又はウェハで発生した電流変化を磁気センサで検出する工程と、
前記磁気センサで検出された電流変化に基づいて前記半導体チップ又はウェハの故障を解析する工程と、
を含むことを特徴とする故障解析方法。
【請求項２】
前記磁気センサは、ＳＱＵＩＤ磁束計であることを特徴とする請求項１記載の故障解析方法。
【請求項３】
前記光電流発生用レーザビームの固定照射では、前記半導体チップ又はウェハのｐ−ｎ接合部を照射することを特徴とする請求項１又は２記載の故障解析方法。
【請求項４】
前記光電流発生用レーザビームは、前記半導体チップ又はウェハにおける基板を透過し、かつ、ｐ−ｎ接合部にて光電流を発生する波長域であり、
加熱用レーザビームは、前記半導体チップ又はウェハにおける基板を透過し、かつ、ｐ−ｎ接合部にて光電流を発生しないで配線を加熱する波長域であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の故障解析方法。
【請求項５】
前記光電流発生用レーザビームは、波長１．０６μｍであり、
前記加熱用レーザビームは、波長１．３μｍであることを特徴とする請求項４記載の故障解析方法。
【請求項６】
前記光電流発生用レーザビーム及び前記加熱用レーザビームの照射は、前記半導体チップ又はウェハの裏面側から行い、
前記磁気センサによる検出は、前記半導体チップ又はウェハの表面側で行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載の故障解析方法。
【請求項７】
前記磁気センサは、前記光電流発生用レーザビーム及び前記加熱用レーザビームの照射によって前記半導体チップ又はウェハで発生した電流によって生成された磁場を検出することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一に記載の故障解析方法。
【請求項８】
前記半導体チップ又はウェハの故障の解析では、前記磁気センサから出力された信号を走査点に対応させる画像処理を行うことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一に記載の故障解析方法。
【請求項９】
前記半導体チップ又はウェハの故障の解析では、ロックインアンプにて前記磁気センサから出力された信号における所定周波数の信号のみを取り出し、取り出した所定周波数の信号に基づいて画像処理を行うことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一に記載の故障解析方法。
【請求項１０】
加熱用レーザビームを出力する加熱用レーザと、
光電流発生用レーザビームを出力する光電流発生用レーザと、
入力された前記光電流発生用レーザビーム及び前記加熱用レーザビームを混合した混合レーザビームを半導体チップ又はウェハよりなるサンプルの裏面に向けて出力する光学系と、
前記混合レーザビームの照射によって前記サンプルで発生した電流によって生成された磁場を、前記サンプルの表面側で検出する磁気センサと、
を備え、
前記光学系は、前記混合レーザビームのうち前記光電流発生用レーザビームを、制御信号に基づいて位置出しして前記サンプルの裏面に固定照射し、前記混合レーザビームのうち前記加熱用レーザビームを、制御信号に基づいて走査しながら前記サンプルの裏面に照射することを特徴とする故障解析装置。
【請求項１１】
前記磁気センサは、ＳＱＵＩＤ磁束計であることを特徴とする請求項１０記載の故障解析装置。
【請求項１２】
前記磁気センサで検出された信号に対応する磁場信号に基づいて、所定周波数の信号のみを取り出した強度信号を出力するロックインアンプを備えることを特徴とする請求項１０又は１１記載の故障解析装置。
【請求項１３】
変調信号と基準信号を発生するパルス発生器を備え、
前記加熱用レーザは、前記パルス発生器からの前記変調信号に基づいて変調がかけられた加熱用レーザビームを出力し、
前記ロックインアンプは、前記パルス発生器からの基準信号に基づいて位相信号を出力することを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか一に記載の故障解析装置。
【請求項１４】
前記ロックインアンプからの前記位相信号及び前記強度信号に基づいて画像表示用信号を生成するシステム制御系を備えることを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれか一に記載の故障解析装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−８６２６（Ｐ２００９−８６２６Ａ）
【公開日】平成２１年１月１５日（２００９．１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１７２５５４（Ｐ２００７−１７２５５４）
【出願日】平成１９年６月２９日（２００７．６．２９）
【出願人】（３０２０６２９３１）ＮＥＣ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２１年１月１５日（２００９．１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月２９日（２００７．６．２９）
【出願人】（３０２０６２９３１）ＮＥＣエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
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