JPH08255818A - 走査型光誘起電流解析装置 - Google Patents
走査型光誘起電流解析装置Info
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- JPH08255818A JPH08255818A JP7250931A JP25093195A JPH08255818A JP H08255818 A JPH08255818 A JP H08255818A JP 7250931 A JP7250931 A JP 7250931A JP 25093195 A JP25093195 A JP 25093195A JP H08255818 A JPH08255818 A JP H08255818A
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- G01R31/302—Contactless testing
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被測定試料の抵抗値や形状に制限されること
なく高感度で配線中の空孔、欠陥等を検出することが可
能な光誘起電流解析装置を提供する。 【解決手段】 半導体集積回路配線６の一端は、たとえ
ば接地電位に接続されており、その他端は電流アンプ１
０を介して上記接地電位と接続している。上記配線上で
レーザ光が走査される場合、レーザ光が配線の熱伝導の
悪い部分、たとえば、配線中にボイドのある部分に照射
されると、配線中の温度部分に局所的な不均衡が生じ
る。この温度分布の不均衡により、配線中にゼーベック
効果によって自己発生的な熱起電力が生じ、電流が誘起
される。この誘起電流が、電流アンプ１０により増幅さ
れ、画像情報変換装置１２において、レーザ光の走査と
同期した画像情報に変換されて出力される。
なく高感度で配線中の空孔、欠陥等を検出することが可
能な光誘起電流解析装置を提供する。 【解決手段】 半導体集積回路配線６の一端は、たとえ
ば接地電位に接続されており、その他端は電流アンプ１
０を介して上記接地電位と接続している。上記配線上で
レーザ光が走査される場合、レーザ光が配線の熱伝導の
悪い部分、たとえば、配線中にボイドのある部分に照射
されると、配線中の温度部分に局所的な不均衡が生じ
る。この温度分布の不均衡により、配線中にゼーベック
効果によって自己発生的な熱起電力が生じ、電流が誘起
される。この誘起電流が、電流アンプ１０により増幅さ
れ、画像情報変換装置１２において、レーザ光の走査と
同期した画像情報に変換されて出力される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、光誘起電流解析
装置に関し、特に、測定対象に定常的な電流を流さない
状態で、光誘起電流を検出する走査型光誘起電流解析装
置に関する。
装置に関し、特に、測定対象に定常的な電流を流さない
状態で、光誘起電流を検出する走査型光誘起電流解析装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路上で、トランジスタや抵
抗等の素子を接続する配線は、現在一般にその抵抗率の
低さと加工の容易さからアルミニウム（Ａｌ）を主材料
とする配線が使用されている。半導体集積回路の微細
化、および構造の多層化に伴って、このＡｌ配線の信頼
性の低下は深刻な問題となっている。これは、Ａｌ配線
にかかる電流ストレスおよび機械的ストレスの増大に起
因する。
抗等の素子を接続する配線は、現在一般にその抵抗率の
低さと加工の容易さからアルミニウム（Ａｌ）を主材料
とする配線が使用されている。半導体集積回路の微細
化、および構造の多層化に伴って、このＡｌ配線の信頼
性の低下は深刻な問題となっている。これは、Ａｌ配線
にかかる電流ストレスおよび機械的ストレスの増大に起
因する。
【０００３】すなわち、このＡ１配線は、寸法がサブミ
クロンオーダであるにもかかわらず、そこを流れる電流
は数百μＡ程度であり、電流密度は、１０5 Ａ／ｃｍ2
台に達している。また、配線にはＬＳＩ製造工程におけ
る加熱処理等のために、１００ＭＰａオーダの機械的ス
トレスが加わっている。
クロンオーダであるにもかかわらず、そこを流れる電流
は数百μＡ程度であり、電流密度は、１０5 Ａ／ｃｍ2
台に達している。また、配線にはＬＳＩ製造工程におけ
る加熱処理等のために、１００ＭＰａオーダの機械的ス
トレスが加わっている。
【０００４】配線にこうしたストレスが加わると、いわ
ゆる、エレクトロマイグレーションやストレスマイグレ
ーション等により、Ａｌ原子の移動が生じ、配線中にボ
イドが発生する。このボイドの成長に伴って配線の抵抗
が増大し、やがて断線に至る。
ゆる、エレクトロマイグレーションやストレスマイグレ
ーション等により、Ａｌ原子の移動が生じ、配線中にボ
イドが発生する。このボイドの成長に伴って配線の抵抗
が増大し、やがて断線に至る。
【０００５】したがって、配線中のボイドの密度やその
位置の検出や観察は、Ａ１配線の信頼性の向上にとって
必須の技術である。Ａｌ配線中のボイドを検出する方法
としては、ＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）や
ＦＩＢ（Focused Ion Beam）装置を利用した表面電位コ
ントラスト法が知られている。しかし、真空中での解析
であることや、表面に露出した配線しか解析できないこ
と、完全に断線した箇所しか検出できないこと等の制約
があった。
位置の検出や観察は、Ａ１配線の信頼性の向上にとって
必須の技術である。Ａｌ配線中のボイドを検出する方法
としては、ＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）や
ＦＩＢ（Focused Ion Beam）装置を利用した表面電位コ
ントラスト法が知られている。しかし、真空中での解析
であることや、表面に露出した配線しか解析できないこ
と、完全に断線した箇所しか検出できないこと等の制約
があった。
【０００６】これらの制限をなくした方法として、たと
えば、文献 Proceedings of The 19th International S
ymposium for Testing & Failure Analysis, pp. 303〜
310（1993）に開示されているＯＢＩＲＣＨ法（Optical
Beam Intuced ResistanceChange method ）がある。
えば、文献 Proceedings of The 19th International S
ymposium for Testing & Failure Analysis, pp. 303〜
310（1993）に開示されているＯＢＩＲＣＨ法（Optical
Beam Intuced ResistanceChange method ）がある。
【０００７】図１８に、ＯＢＩＲＣＨ法を実施するため
の従来の走査型光誘起電流解析装置９０の装置構成の概
略ブロック図を示す。
の従来の走査型光誘起電流解析装置９０の装置構成の概
略ブロック図を示す。
【０００８】被測定試料６には、直流電源８により電流
が流されており、その電流値は電流アンプ１０によりモ
ニタされている。
が流されており、その電流値は電流アンプ１０によりモ
ニタされている。
【０００９】装置制御部２０からの信号ｒにより指定さ
れた領域内で、レーザ走査型顕微鏡は、レーザ光を被測
定試料６上に集束し、かつ走査する。
れた領域内で、レーザ走査型顕微鏡は、レーザ光を被測
定試料６上に集束し、かつ走査する。
【００１０】たとえば、上記レーザ光源として、ＨｅＮ
ｅレーザ（波長６３３ｎｍ）を用いた場合、被測定試料
６上でレーザ光は０．５μｍ程度のビーム径に絞られ
る。
ｅレーザ（波長６３３ｎｍ）を用いた場合、被測定試料
６上でレーザ光は０．５μｍ程度のビーム径に絞られ
る。
【００１１】画像情報変換装置１２は、装置制御部２０
からのレーザ光走査位置信号ｌおよび電流アンプ１０か
らの試料中を流れる電流値に応じた信号ｉを受ける。画
像情報変換装置１２は、走査位置ごとの信号ｉに応じた
画像情報、たとえば、信号ｉの大きさを輝度に変換した
信号ｂを出力する。画像出力装置１４は、信号ｂに対応
した画像を出力する。
からのレーザ光走査位置信号ｌおよび電流アンプ１０か
らの試料中を流れる電流値に応じた信号ｉを受ける。画
像情報変換装置１２は、走査位置ごとの信号ｉに応じた
画像情報、たとえば、信号ｉの大きさを輝度に変換した
信号ｂを出力する。画像出力装置１４は、信号ｂに対応
した画像を出力する。
【００１２】図１９は、被測定試料６の構成の一例を示
す概略図である。上述のようにＯＢＩＲＣＨ法では、被
測定試料６に電流を印加する必要があるため、被測定配
線は、配線パターン１６および電源パッド１８からなる
測定用の専用パターンであることが必要である。
す概略図である。上述のようにＯＢＩＲＣＨ法では、被
測定試料６に電流を印加する必要があるため、被測定配
線は、配線パターン１６および電源パッド１８からなる
測定用の専用パターンであることが必要である。
【００１３】図２０は、レーザ走査型顕微鏡２の構成の
一例を示す概略ブロック図である。レーザ光源１００か
ら出たレーザビーム４は、光偏向素子１０２に入射す
る。光偏向素子１０２は、装置制御部２０の制御信号ｒ
に応じた角度に、レーザビーム４を偏向する。レーザビ
ーム４は、さらに集束装置１０６を通って被測定試料６
上に集束される。
一例を示す概略ブロック図である。レーザ光源１００か
ら出たレーザビーム４は、光偏向素子１０２に入射す
る。光偏向素子１０２は、装置制御部２０の制御信号ｒ
に応じた角度に、レーザビーム４を偏向する。レーザビ
ーム４は、さらに集束装置１０６を通って被測定試料６
上に集束される。
【００１４】被測定試料６上にレーザビームが集束され
る位置は、偏向角度により変化するので、集束されたレ
ーザビームが信号ｒに応じて走査されることになる。図
２０においては、集束装置１０６は、反射ミラー５８お
よび対物レンズ５６より構成されている。
る位置は、偏向角度により変化するので、集束されたレ
ーザビームが信号ｒに応じて走査されることになる。図
２０においては、集束装置１０６は、反射ミラー５８お
よび対物レンズ５６より構成されている。
【００１５】なお、レーザビーム４の光路上に、結像器
１０４を設けることで、被測定試料６からの反射光を結
像させ、結像情報信号ｖとして取出すことが可能であ
る。
１０４を設けることで、被測定試料６からの反射光を結
像させ、結像情報信号ｖとして取出すことが可能であ
る。
【００１６】この例では、ビームスプリッタ５０によ
り、反射光が取出され、結像レンズ５２により、光検出
器５４上に結像されている。光検出器５４としては、た
とえば、１次元ＣＣＤ（Charge Coupled Device ）等を
用いることが可能で、反射光強度に応じた電気信号ｖが
出力される。
り、反射光が取出され、結像レンズ５２により、光検出
器５４上に結像されている。光検出器５４としては、た
とえば、１次元ＣＣＤ（Charge Coupled Device ）等を
用いることが可能で、反射光強度に応じた電気信号ｖが
出力される。
【００１７】結像情報信号ｖも、画像情報変換装置１２
に入力される。画像情報変換装置１２は、装置制御部２
０からの制御信号ｌに応じて、出力信号として、画像情
報信号ｂを出力するか、結合情報信号ｖを出力するかを
切換える。
に入力される。画像情報変換装置１２は、装置制御部２
０からの制御信号ｌに応じて、出力信号として、画像情
報信号ｂを出力するか、結合情報信号ｖを出力するかを
切換える。
【００１８】次に図２１を参照して、この装置構成によ
り配線１６、たとえば、Ａｌ配線中に発生しているボイ
ドの位置を検出する原理について説明する。
り配線１６、たとえば、Ａｌ配線中に発生しているボイ
ドの位置を検出する原理について説明する。
【００１９】レーザ光源が、Ａｌ配線のボイドのない領
域Ｐに照射されている場合を基準として考えると、ボイ
ドのある領域Ｑに照射されているときは、熱伝導が劣化
する。したがって、領域Ｐにレーザ光が照射されている
ときのその領域の温度上昇ΔＴP に比べて、領域Ｑに照
射されているときのその領域の温度上昇ΔＴQ の方が大
きい。そのため、領域Ｑにレーザ光が照射されていると
きの方が、抵抗変化も大きくなる。したがって、配線中
を流れる電流Ｉをモニタしていると、ボイドのある領域
とない領域でレーザ光が照射されるときの電流値の変化
ΔＩが異なるので、ΔＩを走査位置に対して輝度情報に
変換して画像情報としたものを画像出力手段１４、たと
えば、ＣＲＴに出力すれば、ボイド位置を特定できるイ
メージ出力が得られる。
域Ｐに照射されている場合を基準として考えると、ボイ
ドのある領域Ｑに照射されているときは、熱伝導が劣化
する。したがって、領域Ｐにレーザ光が照射されている
ときのその領域の温度上昇ΔＴP に比べて、領域Ｑに照
射されているときのその領域の温度上昇ΔＴQ の方が大
きい。そのため、領域Ｑにレーザ光が照射されていると
きの方が、抵抗変化も大きくなる。したがって、配線中
を流れる電流Ｉをモニタしていると、ボイドのある領域
とない領域でレーザ光が照射されるときの電流値の変化
ΔＩが異なるので、ΔＩを走査位置に対して輝度情報に
変換して画像情報としたものを画像出力手段１４、たと
えば、ＣＲＴに出力すれば、ボイド位置を特定できるイ
メージ出力が得られる。
【００２０】この場合、レーザ走査型顕微鏡２からの結
像情報によるイメージ出力と比較することで、Ａ１配線
１６におけるボイドの位置が特定される。
像情報によるイメージ出力と比較することで、Ａ１配線
１６におけるボイドの位置が特定される。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法では、レーザ照射の際のボイドの発熱による抵抗変化
（抵抗上昇）を被測定試料６中を流れる電流の変化（電
流減少）としてとらえて像とするため、配線に電圧を印
加しｍＡレベルの電流を流した状態で解析する必要があ
った。そのために、高抵抗試料（約１０ＫΩ以上）の解
析は不可能であり、試料の抵抗値に制限があった。さら
に、ＬＳＩ等のデバイス中の任意の配線部に電圧を印加
し、電流を流すことは困難であることから、実デバイス
の解析にこの方法を適用することはほとんど不可能であ
った。
法では、レーザ照射の際のボイドの発熱による抵抗変化
（抵抗上昇）を被測定試料６中を流れる電流の変化（電
流減少）としてとらえて像とするため、配線に電圧を印
加しｍＡレベルの電流を流した状態で解析する必要があ
った。そのために、高抵抗試料（約１０ＫΩ以上）の解
析は不可能であり、試料の抵抗値に制限があった。さら
に、ＬＳＩ等のデバイス中の任意の配線部に電圧を印加
し、電流を流すことは困難であることから、実デバイス
の解析にこの方法を適用することはほとんど不可能であ
った。
【００２２】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたものであって、その目的は、被測定物に
電流バイアスを印加することなく、被測定物に生じる光
誘起電流を画像情報として得ることが可能な走査型光誘
起電流解析装置を提供することである。
ためになされたものであって、その目的は、被測定物に
電流バイアスを印加することなく、被測定物に生じる光
誘起電流を画像情報として得ることが可能な走査型光誘
起電流解析装置を提供することである。
【００２３】この発明の別の目的は、被測定物の抵抗値
に制限されることなく、被測定物中の空孔や欠陥の位置
を検出可能な走査型光誘起電流解析装置を提供すること
である。
に制限されることなく、被測定物中の空孔や欠陥の位置
を検出可能な走査型光誘起電流解析装置を提供すること
である。
【００２４】この発明のさらに別の目的は、測定可能な
被測定物の形状の制限、特に、閉回路を構成できなけれ
ばならないという制限を緩和し、実際のデバイスの配線
中の空孔や欠陥の位置を検出可能な走査型光誘起電流解
析装置を提供することである。
被測定物の形状の制限、特に、閉回路を構成できなけれ
ばならないという制限を緩和し、実際のデバイスの配線
中の空孔や欠陥の位置を検出可能な走査型光誘起電流解
析装置を提供することである。
【００２５】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の走査型光
誘起電流解析装置は、集束したレーザ光を走査しながら
照射することによって、被測定試料に誘起される光誘起
電流を検出する走査型光誘起電流解析装置であって、レ
ーザ光を発生するレーザ光源と、第１の制御信号に応じ
た領域内でレーザ光を走査する光束走査手段と、レーザ
光を被測定試料上に集束させる光集束手段と、第１の制
御信号を出力する制御手段と、被測定試料の両端と接続
され、被測定試料を流れる電流を増幅し、その増幅した
電流に対応する出力信号を出力する電流増幅手段と、被
測定試料の一端と電流増幅手段との間に直列に接続され
た抵抗体と、レーザ光の走査に同期して電流増幅手段の
出力信号を対応する画像情報に変換して出力する画像変
換手段と、画像情報に応じた画像を出力する画像出力手
段とを備える。
誘起電流解析装置は、集束したレーザ光を走査しながら
照射することによって、被測定試料に誘起される光誘起
電流を検出する走査型光誘起電流解析装置であって、レ
ーザ光を発生するレーザ光源と、第１の制御信号に応じ
た領域内でレーザ光を走査する光束走査手段と、レーザ
光を被測定試料上に集束させる光集束手段と、第１の制
御信号を出力する制御手段と、被測定試料の両端と接続
され、被測定試料を流れる電流を増幅し、その増幅した
電流に対応する出力信号を出力する電流増幅手段と、被
測定試料の一端と電流増幅手段との間に直列に接続され
た抵抗体と、レーザ光の走査に同期して電流増幅手段の
出力信号を対応する画像情報に変換して出力する画像変
換手段と、画像情報に応じた画像を出力する画像出力手
段とを備える。
【００２６】請求項２記載の光誘起電流解析装置は、集
束したレーザ光を走査しながら照射することによって、
被測定試料に誘起される光誘起電流を検出する走査型光
誘起電流解析装置であって、レーザ光を発生するレーザ
光源と、第１の制御信号に応じた領域内でレーザ光を走
査する光束走査手段と、レーザ光を被測定試料上に集束
させる光集束手段と、第１の制御信号を出力する制御手
段と、測定試料の両端と接続され、被測定試料を流れる
電流を増幅し、その増幅した電流に対応する出力信号を
出力する電流増幅手段と、被測定試料の一端と電流増幅
手段との間に並列に接続されたコンデンサと、レーザ光
の走査に同期して電流増幅手段の出力信号を対応する画
像情報に変換して出力する画像変換手段と、画像情報に
応じた画像を出力する画像出力手段とを備える。
束したレーザ光を走査しながら照射することによって、
被測定試料に誘起される光誘起電流を検出する走査型光
誘起電流解析装置であって、レーザ光を発生するレーザ
光源と、第１の制御信号に応じた領域内でレーザ光を走
査する光束走査手段と、レーザ光を被測定試料上に集束
させる光集束手段と、第１の制御信号を出力する制御手
段と、測定試料の両端と接続され、被測定試料を流れる
電流を増幅し、その増幅した電流に対応する出力信号を
出力する電流増幅手段と、被測定試料の一端と電流増幅
手段との間に並列に接続されたコンデンサと、レーザ光
の走査に同期して電流増幅手段の出力信号を対応する画
像情報に変換して出力する画像変換手段と、画像情報に
応じた画像を出力する画像出力手段とを備える。
【００２７】請求項３記載の走査型光誘起電流解析装置
は、集束したレーザ光を走査しながら照射することによ
って、被測定試料に誘起される光誘起電流を検出する走
査型光誘起電流解析装置であって、レーザ光を発生する
レーザ光源と、第１の制御信号に応じた領域内でレーザ
光を走査する光束走査手段と、レーザ光を被測定試料上
に集束させる光集束手段と、第１の制御信号を出力する
制御手段と、被測定試料を流れる電流を増幅し、その増
幅した電流に対応する出力信号を出力する電流増幅手段
と、第１の電位を供給する第１の電源と、被測定試料の
両端と電流増幅手段が接続する状態と、被測定試料と第
１の電源と電流増幅手段とが直列に接続する状態とを切
換える第１の切換手段と、レーザ光の走査に同期して電
流増幅手段の出力信号を対応する画像情報に変換して出
力する画像変換手段と、画像情報に応じた画像を出力す
る画像出力手段とを備える。
は、集束したレーザ光を走査しながら照射することによ
って、被測定試料に誘起される光誘起電流を検出する走
査型光誘起電流解析装置であって、レーザ光を発生する
レーザ光源と、第１の制御信号に応じた領域内でレーザ
光を走査する光束走査手段と、レーザ光を被測定試料上
に集束させる光集束手段と、第１の制御信号を出力する
制御手段と、被測定試料を流れる電流を増幅し、その増
幅した電流に対応する出力信号を出力する電流増幅手段
と、第１の電位を供給する第１の電源と、被測定試料の
両端と電流増幅手段が接続する状態と、被測定試料と第
１の電源と電流増幅手段とが直列に接続する状態とを切
換える第１の切換手段と、レーザ光の走査に同期して電
流増幅手段の出力信号を対応する画像情報に変換して出
力する画像変換手段と、画像情報に応じた画像を出力す
る画像出力手段とを備える。
【００２８】請求項４記載の光誘起電流解析装置は、請
求項１から３いずれかに記載の走査型光誘起電流解析装
置の構成に加えて、被測定試料から反射光を結像させ、
結像情報を画像変換手段に出力する結像手段をさらに備
え、画像変換手段は、第２の制御信号に応じて、出力手
段に画像情報を出力する状態と、結像情報を出力する状
態とを切換える第２の切換手段をさらに含み、制御手段
は、さらに、第２の制御信号を出力して、光束走査手段
と第２の切換手段の動作を制御する。
求項１から３いずれかに記載の走査型光誘起電流解析装
置の構成に加えて、被測定試料から反射光を結像させ、
結像情報を画像変換手段に出力する結像手段をさらに備
え、画像変換手段は、第２の制御信号に応じて、出力手
段に画像情報を出力する状態と、結像情報を出力する状
態とを切換える第２の切換手段をさらに含み、制御手段
は、さらに、第２の制御信号を出力して、光束走査手段
と第２の切換手段の動作を制御する。
【００２９】請求項５記載の走査型光誘起電流解析装置
は、請求項４記載の走査型光誘起電流解析装置の構成に
加えて、少なくともレーザ光源、光束走査手段、光集束
手段および被測定試料を覆う電磁遮蔽体をさらに備え
る。
は、請求項４記載の走査型光誘起電流解析装置の構成に
加えて、少なくともレーザ光源、光束走査手段、光集束
手段および被測定試料を覆う電磁遮蔽体をさらに備え
る。
【００３０】請求項６記載の走査型光誘起電流解析装置
は、請求項４記載の走査型光誘起電流解析装置の構成に
加えて、光束走査手段は、レーザ光の走査速度を可変と
する手段をさらに含む。
は、請求項４記載の走査型光誘起電流解析装置の構成に
加えて、光束走査手段は、レーザ光の走査速度を可変と
する手段をさらに含む。
【００３１】請求項７記載の走査型光誘起電流解析装置
は、請求項４記載の走査型光誘起電流解析装置の構成に
加えて、被測定試料を冷却し、環境温度以下とする冷却
手段をさらに備える。
は、請求項４記載の走査型光誘起電流解析装置の構成に
加えて、被測定試料を冷却し、環境温度以下とする冷却
手段をさらに備える。
【００３２】請求項８記載の走査型光誘起電流解析装置
は、請求項４記載の走査型光誘起電流解析装置の構成に
加えて、被測定試料が半導体を含む場合において、レー
ザ光源を発生するレーザ光が半導体のバンドギャップエ
ネルギに相当する波長より長い波長を有する。
は、請求項４記載の走査型光誘起電流解析装置の構成に
加えて、被測定試料が半導体を含む場合において、レー
ザ光源を発生するレーザ光が半導体のバンドギャップエ
ネルギに相当する波長より長い波長を有する。
【００３３】請求項９記載の走査型光誘起電流解析装置
は、請求項４記載の走査型光誘起電流解析装置の構成に
加えて、制御手段は、指定された結像情報の一部に相当
する領域で、レーザ光を走査する第１の制御信号を発生
する手段をさらに含む。
は、請求項４記載の走査型光誘起電流解析装置の構成に
加えて、制御手段は、指定された結像情報の一部に相当
する領域で、レーザ光を走査する第１の制御信号を発生
する手段をさらに含む。
【００３４】請求項１０記載の走査型光機電流解析装置
は、請求項４記載の走査型光誘起電流解析装置の構成に
加えて、制御手段は、結像情報の一部に相当する領域を
指定する領域指定信号を出力する手段をさらに含み、画
像変換手段は、領域指定信号に応じた領域に相当する画
像情報を出力する手段をさらに含む。
は、請求項４記載の走査型光誘起電流解析装置の構成に
加えて、制御手段は、結像情報の一部に相当する領域を
指定する領域指定信号を出力する手段をさらに含み、画
像変換手段は、領域指定信号に応じた領域に相当する画
像情報を出力する手段をさらに含む。
【００３５】請求項１１記載の走査型光誘起電流解析装
置は、集束したレーザ光を走査しながら照射することに
よって、被測定試料に誘起される光誘起電流を検出する
走査型光誘起電流解析装置であって、レーザ光を発生す
るレーザ光源と、第１の制御信号に応じた領域内でレー
ザ光を走査する光束走査手段と、レーザ光を被測定試料
上に集束させる光集束手段と、第１の制御信号を出力す
る制御手段と、第１の電位を供給する第１の電源と、一
端が電気的に開放状態である被測定試料の他端と第１の
電源との間に接続し、被測定試料に流れる電流を増幅
し、対応する信号を出力する電流増幅手段と、開放状態
である被測定試料の一端に接続する抵抗体と、レーザ光
の走査に同期して電流増幅手段の出力信号を対応する画
像情報に変換して出力する画像変換手段と、画像情報に
応じた画像を出力する画像出力手段とを備える。
置は、集束したレーザ光を走査しながら照射することに
よって、被測定試料に誘起される光誘起電流を検出する
走査型光誘起電流解析装置であって、レーザ光を発生す
るレーザ光源と、第１の制御信号に応じた領域内でレー
ザ光を走査する光束走査手段と、レーザ光を被測定試料
上に集束させる光集束手段と、第１の制御信号を出力す
る制御手段と、第１の電位を供給する第１の電源と、一
端が電気的に開放状態である被測定試料の他端と第１の
電源との間に接続し、被測定試料に流れる電流を増幅
し、対応する信号を出力する電流増幅手段と、開放状態
である被測定試料の一端に接続する抵抗体と、レーザ光
の走査に同期して電流増幅手段の出力信号を対応する画
像情報に変換して出力する画像変換手段と、画像情報に
応じた画像を出力する画像出力手段とを備える。
【００３６】請求項１２記載の光誘起電流解析装置は、
集束したレーザ光を走査しながら照射することによっ
て、被測定試料に誘起される光誘起電流を検出する走査
型光誘起電流解析装置であって、レーザ光を発生するレ
ーザ光源と、第１の制御信号に応じた領域内でレーザ光
を走査する光束走査手段と、レーザ光を被測定試料上に
集束させる光集束手段と、第１の制御信号を出力する制
御手段と、第１の電位を供給する第１の電源と、一端が
電気的に開放状態である被測定試料の他端と第１の電源
との間に接続し、被測定試料を流れる電流を増幅し、対
応する信号を出力する電流増幅手段と、開放状態である
被測定試料の一端と第１の電源との間に接続されたコン
デンサと、レーザ光の走査に同期して電流増幅手段の出
力信号を対応する画像情報に変換して出力する画像変換
手段と、画像情報に応じた画像を出力する画像出力手段
とを備える。
集束したレーザ光を走査しながら照射することによっ
て、被測定試料に誘起される光誘起電流を検出する走査
型光誘起電流解析装置であって、レーザ光を発生するレ
ーザ光源と、第１の制御信号に応じた領域内でレーザ光
を走査する光束走査手段と、レーザ光を被測定試料上に
集束させる光集束手段と、第１の制御信号を出力する制
御手段と、第１の電位を供給する第１の電源と、一端が
電気的に開放状態である被測定試料の他端と第１の電源
との間に接続し、被測定試料を流れる電流を増幅し、対
応する信号を出力する電流増幅手段と、開放状態である
被測定試料の一端と第１の電源との間に接続されたコン
デンサと、レーザ光の走査に同期して電流増幅手段の出
力信号を対応する画像情報に変換して出力する画像変換
手段と、画像情報に応じた画像を出力する画像出力手段
とを備える。
【００３７】請求項１３記載の走査型光誘起電流解析装
置は、請求項１１または１２記載の走査型光誘起電流解
析装置の構成に加えて、被測定試料からの反射光を結像
させ、結像情報を画像変換手段に出力する結像手段をさ
らに備え、画像変換手段は、第２の制御信号に応じて、
画像出力手段に画像情報を出力する第１の状態と、結像
情報を出力する第２の状態とを切換える第３の切換手段
を含み、制御手段は、さらに、第２の制御信号を出力し
て、光束走査手段と第３の切換手段の動作を制御する。
置は、請求項１１または１２記載の走査型光誘起電流解
析装置の構成に加えて、被測定試料からの反射光を結像
させ、結像情報を画像変換手段に出力する結像手段をさ
らに備え、画像変換手段は、第２の制御信号に応じて、
画像出力手段に画像情報を出力する第１の状態と、結像
情報を出力する第２の状態とを切換える第３の切換手段
を含み、制御手段は、さらに、第２の制御信号を出力し
て、光束走査手段と第３の切換手段の動作を制御する。
【００３８】請求項１４記載の走査型光誘起電流解析装
置は、請求項１３記載の走査型光誘起電流解析装置の構
成に加えて、少なくともレーザ光源、光束走査手段、光
集束手段および被測定試料を覆う電磁遮蔽体をさらに備
える。
置は、請求項１３記載の走査型光誘起電流解析装置の構
成に加えて、少なくともレーザ光源、光束走査手段、光
集束手段および被測定試料を覆う電磁遮蔽体をさらに備
える。
【００３９】請求項１５記載の走査型光誘起電流解析装
置は、請求項１３記載の走査型光誘起電流解析装置の構
成に加えて、光束走査手段は、レーザ光の走査速度を可
変とする手段をさらに含む。
置は、請求項１３記載の走査型光誘起電流解析装置の構
成に加えて、光束走査手段は、レーザ光の走査速度を可
変とする手段をさらに含む。
【００４０】請求項１６記載の走査型光誘起電流解析装
置は、請求項１３記載の走査型光誘起電流解析装置の構
成に加えて、被測定試料を冷却し、環境温度以下とする
冷却手段をさらに備える。
置は、請求項１３記載の走査型光誘起電流解析装置の構
成に加えて、被測定試料を冷却し、環境温度以下とする
冷却手段をさらに備える。
【００４１】請求項１７記載の走査型光誘起電流解析装
置は、請求項１３記載の走査型光誘起電流解析装置の構
成に加えて、被測定試料が半導体を含む場合において、
レーザ光源の発生するレーザ光が半導体の半導体のバン
ドギャップエネルギに相当する波長より長い波長を有す
る。
置は、請求項１３記載の走査型光誘起電流解析装置の構
成に加えて、被測定試料が半導体を含む場合において、
レーザ光源の発生するレーザ光が半導体の半導体のバン
ドギャップエネルギに相当する波長より長い波長を有す
る。
【００４２】請求項１８記載の走査型光誘起電流解析装
置は、請求項１３記載の走査型光誘起電流解析装置の構
成に加えて、制御手段は、指定された結像情報の一部に
相当する領域で、レーザ光を走査する第１の制御信号を
発生する手段をさらに含む。
置は、請求項１３記載の走査型光誘起電流解析装置の構
成に加えて、制御手段は、指定された結像情報の一部に
相当する領域で、レーザ光を走査する第１の制御信号を
発生する手段をさらに含む。
【００４３】請求項１９記載の走査型光誘起電流解析装
置は、請求項１３記載の走査型光誘起電流解析装置の構
成に加えて、制御手段は、結像情報の一部に相当する領
域を指定する領域指定信号を出力する手段をさらに含
み、画像変換手段は、領域指定信号に応じた領域に相当
する画像情報を出力する手段をさらに含む。
置は、請求項１３記載の走査型光誘起電流解析装置の構
成に加えて、制御手段は、結像情報の一部に相当する領
域を指定する領域指定信号を出力する手段をさらに含
み、画像変換手段は、領域指定信号に応じた領域に相当
する画像情報を出力する手段をさらに含む。
【００４４】
［実施の形態１］図１は本発明の実施の形態１に係る走
査型光誘起電流解析装置１００の構成を示す概略ブロッ
ク図である。
査型光誘起電流解析装置１００の構成を示す概略ブロッ
ク図である。
【００４５】走査型光誘起電流解析装置１００は、レー
ザ走査型顕微鏡２と、レーザ走査型顕微鏡２のレーザ光
の走査動作を制御する装置制御部２０と、レーザ光が走
査される被測定試料６中を流れる電流を増幅する電流ア
ンプ１０と、被測定試料６と電流アンプ１０との間に直
列に接続される抵抗体３６と、装置制御部２０に制御さ
れて、電流アンプ１０からの出力に応じた輝度画像情報
を生成する画像情報変換装置１２と、画像情報変換装置
１２からの出力を受けて、イメージ情報を出力する画像
出力装置１４とを含む。
ザ走査型顕微鏡２と、レーザ走査型顕微鏡２のレーザ光
の走査動作を制御する装置制御部２０と、レーザ光が走
査される被測定試料６中を流れる電流を増幅する電流ア
ンプ１０と、被測定試料６と電流アンプ１０との間に直
列に接続される抵抗体３６と、装置制御部２０に制御さ
れて、電流アンプ１０からの出力に応じた輝度画像情報
を生成する画像情報変換装置１２と、画像情報変換装置
１２からの出力を受けて、イメージ情報を出力する画像
出力装置１４とを含む。
【００４６】レーザ走査型顕微鏡２は、装置制御部２０
からの制御信号ｒに応じて、被測定試料６上の指定され
た領域内に対してレーザビーム４を走査する。後に説明
するように、被測定試料６上をレーザビーム４が走査さ
れると、熱起電力に基づく光誘起電流が被測定試料６中
を流れる。電流アンプ１０は、この電流を増幅して、そ
れに応じた信号ｉを画像情報変換装置１２に出力する。
画像情報変換装置１２は、信号ｉおよび装置制御部２０
から出力されるその時点でのレーザ光走査位置を示すレ
ーザ光走査位置信号ｌを受けて、レーザ光走査位置に対
応して、電流アンプ１０からの出力信号を輝度情報に変
換する。画像出力装置１４は、画像情報変換装置１２か
らの出力を受けて、レーザ光が照射される領域の光誘起
電流値のイメージ情報を出力する。
からの制御信号ｒに応じて、被測定試料６上の指定され
た領域内に対してレーザビーム４を走査する。後に説明
するように、被測定試料６上をレーザビーム４が走査さ
れると、熱起電力に基づく光誘起電流が被測定試料６中
を流れる。電流アンプ１０は、この電流を増幅して、そ
れに応じた信号ｉを画像情報変換装置１２に出力する。
画像情報変換装置１２は、信号ｉおよび装置制御部２０
から出力されるその時点でのレーザ光走査位置を示すレ
ーザ光走査位置信号ｌを受けて、レーザ光走査位置に対
応して、電流アンプ１０からの出力信号を輝度情報に変
換する。画像出力装置１４は、画像情報変換装置１２か
らの出力を受けて、レーザ光が照射される領域の光誘起
電流値のイメージ情報を出力する。
【００４７】一方で、レーザ走査型顕微鏡２からはレー
ザビーム４の被測定試料６からの反射光を結像して得ら
れた結像情報信号ｖが出力される。画像情報変換装置１
２は、装置制御部２０に制御されて、輝度信号ｂを出力
する状態と、結像情報信号ｖを出力する状態とを切換え
る。したがって、画像出力装置１４は、被測定試料６中
を流れる電流値に応じたイメージ出力を出力するか、被
測定試料６からの反射光を結像することで得られた結像
情報を出力する。
ザビーム４の被測定試料６からの反射光を結像して得ら
れた結像情報信号ｖが出力される。画像情報変換装置１
２は、装置制御部２０に制御されて、輝度信号ｂを出力
する状態と、結像情報信号ｖを出力する状態とを切換え
る。したがって、画像出力装置１４は、被測定試料６中
を流れる電流値に応じたイメージ出力を出力するか、被
測定試料６からの反射光を結像することで得られた結像
情報を出力する。
【００４８】図２は、被測定試料６と接地電位および電
流アンプ１０との接続関係を、より詳細に示す概略図で
ある。
流アンプ１０との接続関係を、より詳細に示す概略図で
ある。
【００４９】この例でも、従来例と同様、被測定配線
は、配線パターン１６および電極パッド１８からなる測
定用の専用パターンである。
は、配線パターン１６および電極パッド１８からなる測
定用の専用パターンである。
【００５０】電極パッド１８の一方は、抵抗体３６を介
して接地され、他方は電流アンプ１０に接続されてい
る。すなわち、被測定試料６には電圧が印加されず、電
流を流さない状態で試料上にレーザビームを照射、走査
し、電流像を得る構成としたものである。この実施の形
態の場合、光誘起電流解析装置として、使用上での出力
が約０．７ｍＷのレーザビーム４および、検出限界電流
が４０ｐＡの電流アンプ１０を有する装置を使用した。
また同出力のレーザビームを使用した場合、検出限界電
流が１ｎＡ以下の電流アンプ１０の感度において、こう
したノンバイアス下でのボイドの検出が可能であった。
して接地され、他方は電流アンプ１０に接続されてい
る。すなわち、被測定試料６には電圧が印加されず、電
流を流さない状態で試料上にレーザビームを照射、走査
し、電流像を得る構成としたものである。この実施の形
態の場合、光誘起電流解析装置として、使用上での出力
が約０．７ｍＷのレーザビーム４および、検出限界電流
が４０ｐＡの電流アンプ１０を有する装置を使用した。
また同出力のレーザビームを使用した場合、検出限界電
流が１ｎＡ以下の電流アンプ１０の感度において、こう
したノンバイアス下でのボイドの検出が可能であった。
【００５１】図２に示すように、電極パッド１８と接地
との間に負荷を取付けることにより、出力電流のノイズ
が低減されより鮮明なイメージ像が得られるという効果
が確認された。
との間に負荷を取付けることにより、出力電流のノイズ
が低減されより鮮明なイメージ像が得られるという効果
が確認された。
【００５２】図３に、本実施の形態によりボイド部で検
出された電流イメージの模式図を示す。
出された電流イメージの模式図を示す。
【００５３】図３（ａ）はＡｌ配線試料の断面構造、図
３（ｂ）は、図３（ａ）に示すＡｌ配線２２上をレーザ
ビーム４が走査した際、照射位置に対応して電流アンプ
１０にて検出される電流値の変化、図３（ｃ）は、図３
（ｂ）の電流値の変化を反映して図１中の画像出力装置
１４に得られる電流像の模式図を示す。
３（ｂ）は、図３（ａ）に示すＡｌ配線２２上をレーザ
ビーム４が走査した際、照射位置に対応して電流アンプ
１０にて検出される電流値の変化、図３（ｃ）は、図３
（ｂ）の電流値の変化を反映して図１中の画像出力装置
１４に得られる電流像の模式図を示す。
【００５４】図中、Ａｌ配線２２は、Ａｌ単体もしくは
Ｓｉ、Ｃｕ等を含有した材料からなる単層構造、また
は、ＴｉＮ、Ｗ等の層を上下もしくは何れかに形成した
積層構造を有する。パッシベーション膜２４または層間
絶縁膜２６は、ＳｉＮ、ＳｉＯ 2 等の材料からなる。
Ｓｉ、Ｃｕ等を含有した材料からなる単層構造、また
は、ＴｉＮ、Ｗ等の層を上下もしくは何れかに形成した
積層構造を有する。パッシベーション膜２４または層間
絶縁膜２６は、ＳｉＮ、ＳｉＯ 2 等の材料からなる。
【００５５】図３（ｂ）に示すように、シリコン基板２
８上に形成されたアルミ配線３０上をレーザ光４が走査
され、アルミ配線３２中に存在するボイド３０上を通過
すると、ノンバイアス状態ではボイド３０の両側で逆方
向の電流が発生し、ボイドに近づくほど大きくなる。こ
のことにより、ボイド部での電流像は、図３（ｃ）に示
すように、ボイド３０を境に１対の明暗部を有する特徴
的な像として得られる。
８上に形成されたアルミ配線３０上をレーザ光４が走査
され、アルミ配線３２中に存在するボイド３０上を通過
すると、ノンバイアス状態ではボイド３０の両側で逆方
向の電流が発生し、ボイドに近づくほど大きくなる。こ
のことにより、ボイド部での電流像は、図３（ｃ）に示
すように、ボイド３０を境に１対の明暗部を有する特徴
的な像として得られる。
【００５６】なお、図３（ｃ）中に電流イメージ像中に
おけるアルミ配線の領域３２を点線により示した。上記
電流イメージ像は、レーザ照射に伴ってボイド部でのゼ
ーベック効果により自己発生的に生ずる熱起電力による
ものと考えられ、従来法による原理とは全く異なるもの
である。
おけるアルミ配線の領域３２を点線により示した。上記
電流イメージ像は、レーザ照射に伴ってボイド部でのゼ
ーベック効果により自己発生的に生ずる熱起電力による
ものと考えられ、従来法による原理とは全く異なるもの
である。
【００５７】ここで、図１８の従来例と比べて、被測定
試料６の一端を抵抗体３６を介して接地した本実施の形
態の方が、一般には、測定系から直流電源８を取去るこ
とにより、電源からのノイズの影響がなくなるので、電
流像がより鮮明になるとともにボイドの検出感度が向上
するという利点もある。
試料６の一端を抵抗体３６を介して接地した本実施の形
態の方が、一般には、測定系から直流電源８を取去るこ
とにより、電源からのノイズの影響がなくなるので、電
流像がより鮮明になるとともにボイドの検出感度が向上
するという利点もある。
【００５８】また、実施の形態１では、試料の片側電極
を抵抗体３６を介して接地する構成としたが、図４に示
すように、電極パッド１８と接地との間にコンデンサ３
８の負荷を並列に取付ける構成としてもよい。このよう
な構成でも、ノイズは低減されボイド部においてより鮮
明な像が得られ、検出感度が向上するといった効果が確
認された。また、抵抗体３６とコンデンサ３８の両方を
取付ける構成としても同様のノイズ低減効果が得られ
る。
を抵抗体３６を介して接地する構成としたが、図４に示
すように、電極パッド１８と接地との間にコンデンサ３
８の負荷を並列に取付ける構成としてもよい。このよう
な構成でも、ノイズは低減されボイド部においてより鮮
明な像が得られ、検出感度が向上するといった効果が確
認された。また、抵抗体３６とコンデンサ３８の両方を
取付ける構成としても同様のノイズ低減効果が得られ
る。
【００５９】これは、たとえば、測定空間中を低周波の
電磁波が伝搬して電流アンプ１０の出力信号にノイズを
与えている場合等においては、抵抗体３６ではジュール
熱、そして、コンデンサ３８では誘電損として、低周波
電磁波が吸収されることにより、ノイズの低減に有効で
ある可能性がある。
電磁波が伝搬して電流アンプ１０の出力信号にノイズを
与えている場合等においては、抵抗体３６ではジュール
熱、そして、コンデンサ３８では誘電損として、低周波
電磁波が吸収されることにより、ノイズの低減に有効で
ある可能性がある。
【００６０】また、コンデンサ３８を接続した場合は、
高周波側のノイズを除去するのにも有効である。
高周波側のノイズを除去するのにも有効である。
【００６１】［実施の形態２］図５は、本発明に係る実
施の形態２の走査型光誘起電流解析装置１０２の構成を
示す概略ブロック図である。
施の形態２の走査型光誘起電流解析装置１０２の構成を
示す概略ブロック図である。
【００６２】すなわち、実施の形態１のように片側電極
を固定的に接地するのではなく、接地するか、直流電源
８につなぐかを切換える機構３４を持つ構成としたもの
である。図において符号２〜２０は、図１と同様の構成
要素であり、切換機構３４は直流電源８と接地電位の切
換えを行なう。このように装置を構成することにより、
バイアス印加状態での解析も可能になる。
を固定的に接地するのではなく、接地するか、直流電源
８につなぐかを切換える機構３４を持つ構成としたもの
である。図において符号２〜２０は、図１と同様の構成
要素であり、切換機構３４は直流電源８と接地電位の切
換えを行なう。このように装置を構成することにより、
バイアス印加状態での解析も可能になる。
【００６３】したがって、被測定試料６の形状や被測定
試料の抵抗値等に応じて、より適切な測定モードを選択
することが可能となる。
試料の抵抗値等に応じて、より適切な測定モードを選択
することが可能となる。
【００６４】［実施の形態３］実施の形態１および実施
の形態２では、試料の片側電極を負荷を介して０Ｖ（接
地）に固定したが、開放状態としてもよい。すなわち、
測定系を閉回路にしなくてもよい。
の形態２では、試料の片側電極を負荷を介して０Ｖ（接
地）に固定したが、開放状態としてもよい。すなわち、
測定系を閉回路にしなくてもよい。
【００６５】図６に、以上の構成とした実施の形態３に
よる光誘起電流解析装置１０４の構成を示す。
よる光誘起電流解析装置１０４の構成を示す。
【００６６】図において、符号２〜２０は図１と同様の
構成要素を示す。開放状態で解析が可能であるのは、レ
ーザ照射の際のボイドに対応して発生する電流が、自己
発生的な熱起電力による非平衡電流に起因するためであ
る。上記の実施の形態１同様、直流電源８からのノイズ
の影響を受けないため、電流像がより鮮明になるととも
にボンドの検出感度が向上することを確認した。
構成要素を示す。開放状態で解析が可能であるのは、レ
ーザ照射の際のボイドに対応して発生する電流が、自己
発生的な熱起電力による非平衡電流に起因するためであ
る。上記の実施の形態１同様、直流電源８からのノイズ
の影響を受けないため、電流像がより鮮明になるととも
にボンドの検出感度が向上することを確認した。
【００６７】被測定物６の片側電極には、図７に示すよ
うに、抵抗体３６の負荷を取付ける構成となっている。
図において、符号６〜１８は、図２と同様の構成要素で
ある。このように、抵抗体３６を取付けることにより、
実施の形態１と同様、空間電場、浮遊電界の変動の影響
が軽減され、ノイズが低減される。
うに、抵抗体３６の負荷を取付ける構成となっている。
図において、符号６〜１８は、図２と同様の構成要素で
ある。このように、抵抗体３６を取付けることにより、
実施の形態１と同様、空間電場、浮遊電界の変動の影響
が軽減され、ノイズが低減される。
【００６８】このことにより、より鮮明な電流像が得ら
れ、検出感度が向上するといった効果が確認された。
れ、検出感度が向上するといった効果が確認された。
【００６９】被測定物６の片側電極に接続する負荷とし
ては、図８に示すようなコンデンサ３８でもよい。すな
わち、電極パッド１８と接地電位との間にコンデンサ３
８を接続する構成としている。この場合も、コンデンサ
３８が接続される電極パッド１８は、直流的には開放状
態となっている。このような構成でも、低周波電磁波の
吸収効果等により、ノイズの低減効果が得られる。
ては、図８に示すようなコンデンサ３８でもよい。すな
わち、電極パッド１８と接地電位との間にコンデンサ３
８を接続する構成としている。この場合も、コンデンサ
３８が接続される電極パッド１８は、直流的には開放状
態となっている。このような構成でも、低周波電磁波の
吸収効果等により、ノイズの低減効果が得られる。
【００７０】また、抵抗体３６とコンデンサ３８の両方
を取付ける構造としても同様のノイズ低減効果が得られ
る。
を取付ける構造としても同様のノイズ低減効果が得られ
る。
【００７１】［実施の形態４］実施の形態１〜３では、
被測定物６の片側電極部の処理により、ノイズの低減を
行なったが、被測定物６を電磁遮蔽体で覆うことによっ
てもノイズの低減が可能である。図９にその構成の一例
を示す。図９は、実施の形態４による光誘起電力解析装
置１０６の構成の一例を示す概略ブロック図である。図
において、符号２〜２０は図１と同様の構成要素であ
り、レーザ走査型顕微鏡２および被測定物６は、パーマ
ロイ等の合金または通常の金属等の電磁遮蔽体４０でで
きたケースにより覆われている。このように、被測定物
６を電磁遮蔽体４０で覆うことにより、空間電場、浮遊
電界の変動の影響が軽減され、ノイズが低減されること
により、実施の形態１〜３と同様の効果が確認された。
被測定物６の片側電極部の処理により、ノイズの低減を
行なったが、被測定物６を電磁遮蔽体で覆うことによっ
てもノイズの低減が可能である。図９にその構成の一例
を示す。図９は、実施の形態４による光誘起電力解析装
置１０６の構成の一例を示す概略ブロック図である。図
において、符号２〜２０は図１と同様の構成要素であ
り、レーザ走査型顕微鏡２および被測定物６は、パーマ
ロイ等の合金または通常の金属等の電磁遮蔽体４０でで
きたケースにより覆われている。このように、被測定物
６を電磁遮蔽体４０で覆うことにより、空間電場、浮遊
電界の変動の影響が軽減され、ノイズが低減されること
により、実施の形態１〜３と同様の効果が確認された。
【００７２】なお、図９においては、被測定物６の片側
電極が開放状態となっているが、実施の形態１と同様、
接地電位に接続されている場合でも、抵抗体３６やコン
デンサ３８が接続されている場合でも、もちろんノイズ
の低減効果がある。
電極が開放状態となっているが、実施の形態１と同様、
接地電位に接続されている場合でも、抵抗体３６やコン
デンサ３８が接続されている場合でも、もちろんノイズ
の低減効果がある。
【００７３】［実施の形態５］実施の形態１、３および
４では、ノイズの低減を行なうことによりＳ／Ｎ比（si
gnal / noise）を改善し、より鮮明な電流像を得ること
ことでボイドの検出感度を向上させる例を示した。しか
し、レーザ照射の際、ボイドに対応して発生する電流自
体を増大させることによっても、同様にＳ／Ｎ比が改善
され、ボイドの検出感度が向上する。以下にその構成の
例を示す。
４では、ノイズの低減を行なうことによりＳ／Ｎ比（si
gnal / noise）を改善し、より鮮明な電流像を得ること
ことでボイドの検出感度を向上させる例を示した。しか
し、レーザ照射の際、ボイドに対応して発生する電流自
体を増大させることによっても、同様にＳ／Ｎ比が改善
され、ボイドの検出感度が向上する。以下にその構成の
例を示す。
【００７４】図１０は、本発明の実施の形態５による走
査型光誘起電流解析装置１０８の構成を示す概略ブロッ
ク図である。
査型光誘起電流解析装置１０８の構成を示す概略ブロッ
ク図である。
【００７５】図１の実施の形態１の構成とは、レーザ光
の走査速度制御部４２に装置制御部２０から走査速度制
御信号ｓｓが送られ、この信号ｓｓに基づいてレーザ光
の走査速度を可変とできる構成とした点および装置制御
部２０からの信号ｓｉにより電流アンプ１０のサンプリ
ング速度を可変とできる構成とした点で異なる。
の走査速度制御部４２に装置制御部２０から走査速度制
御信号ｓｓが送られ、この信号ｓｓに基づいてレーザ光
の走査速度を可変とできる構成とした点および装置制御
部２０からの信号ｓｉにより電流アンプ１０のサンプリ
ング速度を可変とできる構成とした点で異なる。
【００７６】たとえば、図２０のレーザ走査型顕微鏡の
構成において、レーザ光走査装置２０２が音響光学偏向
素子からなる場合は、この音響光学偏向素子の入力であ
る高周波制限信号の周波数を変化させる速度が、信号ｓ
ｓに基づいて変化可能な構成とすれば、偏向角の変化す
る速度を可変とできるので、レーザ光の走査速度を可変
とできる。
構成において、レーザ光走査装置２０２が音響光学偏向
素子からなる場合は、この音響光学偏向素子の入力であ
る高周波制限信号の周波数を変化させる速度が、信号ｓ
ｓに基づいて変化可能な構成とすれば、偏向角の変化す
る速度を可変とできるので、レーザ光の走査速度を可変
とできる。
【００７７】本実施の形態５では、光誘起電流解析装置
において、レーザビームの走査速度を従来装置の１画面
当り、たとえば、３３ミリ秒以下（たとえば３０フレー
ム／秒）にする機能および、走査速度に応じて電流のサ
ンプリング速度を上げる機能、すなわち、電流像の表示
分解能を変化させずにレーザビームの走査速度を１画面
当り３３ミリ秒以下に速める機能を付加するものであ
る。ボイド部での起電力を利用する本発明では、レーザ
ビームの走査速度を速めることによりボイド部に対応し
て電流を増大させることができる。これは、レーザ照射
の際ボイドに対応して発生する電流が、ボイド部での熱
抵抗に起因するためである。
において、レーザビームの走査速度を従来装置の１画面
当り、たとえば、３３ミリ秒以下（たとえば３０フレー
ム／秒）にする機能および、走査速度に応じて電流のサ
ンプリング速度を上げる機能、すなわち、電流像の表示
分解能を変化させずにレーザビームの走査速度を１画面
当り３３ミリ秒以下に速める機能を付加するものであ
る。ボイド部での起電力を利用する本発明では、レーザ
ビームの走査速度を速めることによりボイド部に対応し
て電流を増大させることができる。これは、レーザ照射
の際ボイドに対応して発生する電流が、ボイド部での熱
抵抗に起因するためである。
【００７８】図１１は、ビーム走査速度の増加が電流増
大を引起こす理由を示した模式図である。図１１（ａ）
は、Ａｌ配線試料の断面構造、図１１（ｂ）、（ｃ）
は、図１３（ａ）の点Ａにレーザビーム４が照射された
際、Ａｌ配線２２における照射点両側の温度勾配を示
す。ビーム４の走査速度が遅い場合の状態が図１３
（ｂ）、速い場合の状態を示したのが図１３（ｃ）であ
る。図において、符号４〜３０は図３と同様の構成要素
を示し、点Ａにレーザビーム４が照射されたときの温度
分布の変化４４をハッチングの密度で表現している。つ
まり、図中ハッチングの密度が高いほど高い温度である
ことを示す。照射点の右および左側の温度勾配ｋｒ、ｋ
ｌの差により、ビーム４が照射されている点Ａに熱起電
力による電流ＩAが発生する。
大を引起こす理由を示した模式図である。図１１（ａ）
は、Ａｌ配線試料の断面構造、図１１（ｂ）、（ｃ）
は、図１３（ａ）の点Ａにレーザビーム４が照射された
際、Ａｌ配線２２における照射点両側の温度勾配を示
す。ビーム４の走査速度が遅い場合の状態が図１３
（ｂ）、速い場合の状態を示したのが図１３（ｃ）であ
る。図において、符号４〜３０は図３と同様の構成要素
を示し、点Ａにレーザビーム４が照射されたときの温度
分布の変化４４をハッチングの密度で表現している。つ
まり、図中ハッチングの密度が高いほど高い温度である
ことを示す。照射点の右および左側の温度勾配ｋｒ、ｋ
ｌの差により、ビーム４が照射されている点Ａに熱起電
力による電流ＩAが発生する。
【００７９】ボイド部３０およびその周辺では、Ａｌ配
線２２中の他の正常箇所と比較して熱伝導が低下してお
り、熱抵抗が高い。そのために図１１に示すように、ボ
イド近傍にビームが照射された際、照射点に対してボイ
ド側の温度勾配ｋｌが逆側の勾配ｋｒに比べて大きくな
る。これにより、左向きの電子流が発生し、電流ＩAが
発生することになる。
線２２中の他の正常箇所と比較して熱伝導が低下してお
り、熱抵抗が高い。そのために図１１に示すように、ボ
イド近傍にビームが照射された際、照射点に対してボイ
ド側の温度勾配ｋｌが逆側の勾配ｋｒに比べて大きくな
る。これにより、左向きの電子流が発生し、電流ＩAが
発生することになる。
【００８０】発生する電流の大きさは、照射点両側の温
度勾配の差に依存し、差が大きいほど電流は大きくな
る。この温度勾配の差は、照射点両側の熱伝導速度の差
に起因するため、図１１（ｃ）に示すように、熱源とな
るレーザビームの通過速度、すなわち走査速度が速いほ
ど、温度勾配ｋｌの増加が温度勾配ｋｒの増加より大き
いので、温度勾配ｋｒとｋｌの差は増大し、電流ＩA も
増大する。
度勾配の差に依存し、差が大きいほど電流は大きくな
る。この温度勾配の差は、照射点両側の熱伝導速度の差
に起因するため、図１１（ｃ）に示すように、熱源とな
るレーザビームの通過速度、すなわち走査速度が速いほ
ど、温度勾配ｋｌの増加が温度勾配ｋｒの増加より大き
いので、温度勾配ｋｒとｋｌの差は増大し、電流ＩA も
増大する。
【００８１】したがって、走査速度を上げることにより
電流アンプ１０の出力信号のＳ／Ｎが改善され、より鮮
明な電流像が得られる。
電流アンプ１０の出力信号のＳ／Ｎが改善され、より鮮
明な電流像が得られる。
【００８２】［実施の形態６］上記実施の形態５では、
レーザビームの走査速度を速め、照射点両側の熱勾配の
差を増加させることによって、ボイドに対応して発生す
る電流を増大させるようにしたが、被測定物６を冷却す
ることによっても、熱起電力が温度低下に伴って大きく
なるので、上記電流を増大させることができる。
レーザビームの走査速度を速め、照射点両側の熱勾配の
差を増加させることによって、ボイドに対応して発生す
る電流を増大させるようにしたが、被測定物６を冷却す
ることによっても、熱起電力が温度低下に伴って大きく
なるので、上記電流を増大させることができる。
【００８３】図１２は、実施の形態６による光誘起電流
解析装置１１０の構成を示す概略ブロック図である。図
１２において、符号２〜２０は、図１と同様の構成要素
であり、本発明装置ではさらに試料を冷却する冷却装置
４６を備えている。冷却装置４６としては、窒素、ヘリ
ウム等の液化ガスを利用した冷却装置、またはペルチェ
効果を利用した電子冷却装置を用いることが可能であ
る。冷却装置４６により、試料温度を室温以下にするこ
とによって、ボイドに対応した電流が増大し、ボイドの
検出感度が向上することを確認した。これは、図１１
（ｂ）に示す照射点Ａでの温度変化Δｔの増大による。
解析装置１１０の構成を示す概略ブロック図である。図
１２において、符号２〜２０は、図１と同様の構成要素
であり、本発明装置ではさらに試料を冷却する冷却装置
４６を備えている。冷却装置４６としては、窒素、ヘリ
ウム等の液化ガスを利用した冷却装置、またはペルチェ
効果を利用した電子冷却装置を用いることが可能であ
る。冷却装置４６により、試料温度を室温以下にするこ
とによって、ボイドに対応した電流が増大し、ボイドの
検出感度が向上することを確認した。これは、図１１
（ｂ）に示す照射点Ａでの温度変化Δｔの増大による。
【００８４】［実施の形態７］上記実施の形態１〜６で
は、実施の形態１に示すノンバイアス下での解析におけ
るボイドの検出感度を向上させるための構成例を示し
た。以下では、本発明解析方法をＬＳＩ等の実デバイス
上のＡｌ配線、ビアホール等の解析に応用する上で有効
な実施の形態を示す。
は、実施の形態１に示すノンバイアス下での解析におけ
るボイドの検出感度を向上させるための構成例を示し
た。以下では、本発明解析方法をＬＳＩ等の実デバイス
上のＡｌ配線、ビアホール等の解析に応用する上で有効
な実施の形態を示す。
【００８５】図１３は、実施の形態７におけるレーザ走
査型顕微鏡２の概略ブロック図を示す。本実施の形態７
では、レーザ光源１０８の出力波長を、たとえば、１．
２μｍ以上とした。これにより、Ｓｉ基板部での光誘起
電流の発生がなくなり、Ａｌ配線中のボイドの検出がノ
ンバイアス状態で可能になる。ＬＳＩ等の実デバイスで
は、Ａｌ配線のテスト用試料とは異なり、Ａｌ配線が必
ずどこかでＳｉ基板とコンタクトしている。従来装置で
は、光ビーム４として、波長６３３ｎｍ（ＨｅＮｅレー
ザ）や４８８ｎｍ（Ａｒレーザ）等のＳｉのバンドギャ
ップエネルギ（１．１ｅｖ；光の波長１．２μｍに対
応）よりも高エネルギのレーザビームを使用していた。
そのために、ビームがＳｉ基板に照射された際、Ｓｉ基
板中に電子−正孔対が発生し、この電子または正孔がコ
ンタクトからＡｌ配線中に導かれ電流として検出され
る。
査型顕微鏡２の概略ブロック図を示す。本実施の形態７
では、レーザ光源１０８の出力波長を、たとえば、１．
２μｍ以上とした。これにより、Ｓｉ基板部での光誘起
電流の発生がなくなり、Ａｌ配線中のボイドの検出がノ
ンバイアス状態で可能になる。ＬＳＩ等の実デバイスで
は、Ａｌ配線のテスト用試料とは異なり、Ａｌ配線が必
ずどこかでＳｉ基板とコンタクトしている。従来装置で
は、光ビーム４として、波長６３３ｎｍ（ＨｅＮｅレー
ザ）や４８８ｎｍ（Ａｒレーザ）等のＳｉのバンドギャ
ップエネルギ（１．１ｅｖ；光の波長１．２μｍに対
応）よりも高エネルギのレーザビームを使用していた。
そのために、ビームがＳｉ基板に照射された際、Ｓｉ基
板中に電子−正孔対が発生し、この電子または正孔がコ
ンタクトからＡｌ配線中に導かれ電流として検出され
る。
【００８６】このＳｉ基板で発生する光誘起電流（μＡ
オーダ）は、同条件でＡｌ配線中のボイドに対応して発
生する電流（ｎＡオーダ）に比べて極端に大きい。この
Ｓｉ基板部での光誘起電流の影響により、従来装置でＬ
ＳＩ等の実デバイスを解析することは困難であった。本
実施の形態では、光ビーム４の波長をＳｉのバンドギャ
ップエネルギ以下の１．２μｍ以上にすることにより、
シリコン基板中での電子−正孔対の発生を抑え、Ｓｉ基
板部での光誘起電流の影響をなくすことが可能である。
オーダ）は、同条件でＡｌ配線中のボイドに対応して発
生する電流（ｎＡオーダ）に比べて極端に大きい。この
Ｓｉ基板部での光誘起電流の影響により、従来装置でＬ
ＳＩ等の実デバイスを解析することは困難であった。本
実施の形態では、光ビーム４の波長をＳｉのバンドギャ
ップエネルギ以下の１．２μｍ以上にすることにより、
シリコン基板中での電子−正孔対の発生を抑え、Ｓｉ基
板部での光誘起電流の影響をなくすことが可能である。
【００８７】波長１．２μｍ以上のレーザ光源として
は、たとえば、ＭｇＦ2 にＣｏ、Ｎｉ等をドーピングし
た結晶を用いた固体レーザを用いることが可能である。
は、たとえば、ＭｇＦ2 にＣｏ、Ｎｉ等をドーピングし
た結晶を用いた固体レーザを用いることが可能である。
【００８８】なお、本実施の形態では基板がＳｉの場合
を説明したが、他の半導体基板の場合にも、その基板材
料のバンドギャップよりも低エネルギのレーザ光源を用
いることにより、上記実施の形態と同様の効果を得るこ
とができる。
を説明したが、他の半導体基板の場合にも、その基板材
料のバンドギャップよりも低エネルギのレーザ光源を用
いることにより、上記実施の形態と同様の効果を得るこ
とができる。
【００８９】［実施の形態８］上記実施の形態７では、
光ビームの波長を変えて、シリコン基板からの影響をな
くした例を示したが、レーザビームをＡｌ配線のみに照
射することによっても基板の影響をなくすことができ
る。
光ビームの波長を変えて、シリコン基板からの影響をな
くした例を示したが、レーザビームをＡｌ配線のみに照
射することによっても基板の影響をなくすことができ
る。
【００９０】図１４は、本発明の実施の形態８による光
誘起電流解析装置１１２の構成を示す概略ブロック図で
ある。図１の実施の形態１による光誘起電流解析装置１
００とは、走査領域入力装置４８を有している点で異な
る。
誘起電流解析装置１１２の構成を示す概略ブロック図で
ある。図１の実施の形態１による光誘起電流解析装置１
００とは、走査領域入力装置４８を有している点で異な
る。
【００９１】この走査領域入力装置４８からの入力信号
に基づいて、装置制御部２０からのレーザ光走査領域指
定信号ｒが出力され、信号ｒに応じてレーザ走査型顕微
鏡２のレーザ光を走査する領域が制限される。
に基づいて、装置制御部２０からのレーザ光走査領域指
定信号ｒが出力され、信号ｒに応じてレーザ走査型顕微
鏡２のレーザ光を走査する領域が制限される。
【００９２】図１５は、光誘起電流解析装置１１２によ
る結像情報を示す模式図である。Ｓｉ基板６２上に、Ａ
ｌ配線６０が形成されている被測定物６において、Ａｌ
配線６０中にボイド６４が存在している。この場合、Ａ
ｌ配線６０上の一定領域６６のみにレーザ光４を走査す
る。本実施の形態では、走査型光誘起電流解析装置１１
０にビーム走査位置、範囲をモニタ画面上で任意に設定
できる走査領域入力装置４８を付加し、Ａｌ配線上のみ
にレーザビームを照射するようにしたので、Ｓｉ基板部
において発生する光誘起電流の影響をなくすことが可能
となり、ＬＳＩ等の実デバイスであっても、Ａｌ配線中
のボイドを高感度で検出することが可能であることを確
認した。
る結像情報を示す模式図である。Ｓｉ基板６２上に、Ａ
ｌ配線６０が形成されている被測定物６において、Ａｌ
配線６０中にボイド６４が存在している。この場合、Ａ
ｌ配線６０上の一定領域６６のみにレーザ光４を走査す
る。本実施の形態では、走査型光誘起電流解析装置１１
０にビーム走査位置、範囲をモニタ画面上で任意に設定
できる走査領域入力装置４８を付加し、Ａｌ配線上のみ
にレーザビームを照射するようにしたので、Ｓｉ基板部
において発生する光誘起電流の影響をなくすことが可能
となり、ＬＳＩ等の実デバイスであっても、Ａｌ配線中
のボイドを高感度で検出することが可能であることを確
認した。
【００９３】［実施の形態９］上記実施の形態８では、
レーザビームの照射位置、範囲を制限してＡｌ配線の情
報のみを取出すようにしたが、電流検出を行なう位置、
領域を設定できるようにしても同様の効果が得られる。
レーザビームの照射位置、範囲を制限してＡｌ配線の情
報のみを取出すようにしたが、電流検出を行なう位置、
領域を設定できるようにしても同様の効果が得られる。
【００９４】図１６は、本発明の実施の形態９による走
査型光誘起電流検出装置１１４の構成を示す概略ブロッ
ク図である。図１に示した実施の形態１とは、電流検出
領域入力装置４９を有している点で異なる。
査型光誘起電流検出装置１１４の構成を示す概略ブロッ
ク図である。図１に示した実施の形態１とは、電流検出
領域入力装置４９を有している点で異なる。
【００９５】この電流検出領域入力装置４９からの入力
信号に基づいて、装置制御部２０から電流検出領域指定
信号ｒｉが出力され、信号ｒｉに応じて電流アンプ１０
が電流を検出する領域が制限される。
信号に基づいて、装置制御部２０から電流検出領域指定
信号ｒｉが出力され、信号ｒｉに応じて電流アンプ１０
が電流を検出する領域が制限される。
【００９６】図１７は、実施の形態９の走査型光誘起電
流検出装置１１４により得られる電流像を示す一例であ
る。図１７（ａ）は、ＬＳＩ等の実デバイスにおいて電
流検出を行なう位置、領域を指定する前の従来の電流
像、図１７（ｂ）は、本実施の形態の機能を使い、Ａｌ
配線上の指定した領域のみを再表示した電流像を示す。
Ｓｉ基板６２上に、Ａｌ配線６０が形成されている被測
定物６において、Ａｌ配線６０中にボイド６４が存在し
ている。この場合、Ａｌ配線６０上の一定領域６８をレ
ーザ光４が走査している期間のみ、電流アンプ１０が光
誘起電流を検出する。
流検出装置１１４により得られる電流像を示す一例であ
る。図１７（ａ）は、ＬＳＩ等の実デバイスにおいて電
流検出を行なう位置、領域を指定する前の従来の電流
像、図１７（ｂ）は、本実施の形態の機能を使い、Ａｌ
配線上の指定した領域のみを再表示した電流像を示す。
Ｓｉ基板６２上に、Ａｌ配線６０が形成されている被測
定物６において、Ａｌ配線６０中にボイド６４が存在し
ている。この場合、Ａｌ配線６０上の一定領域６８をレ
ーザ光４が走査している期間のみ、電流アンプ１０が光
誘起電流を検出する。
【００９７】再表示された電流像６８において、指定領
域中にボイドのイメージ７０が現われている。
域中にボイドのイメージ７０が現われている。
【００９８】従来の光誘起電流解析装置では、ビームの
走査領域内の平均電流値を基準として、各ポイントの基
準からの偏位を輝度変換し、たとえば通常２５６階調の
電流像として出力する。したがって、従来の光誘起電流
解析装置で電流像を表示すると、図１７（ａ）に示すよ
うにＡｌ配線の領域は真っ黒に、Ｓｉ基板部の領域歯真
っ白に表示され、Ａｌ配線の情報は全く現われてこな
い。そのため、電流アンプの感度を挙げて検出分解能を
上げると表現可能な電流変位の範囲が狭くなる。
走査領域内の平均電流値を基準として、各ポイントの基
準からの偏位を輝度変換し、たとえば通常２５６階調の
電流像として出力する。したがって、従来の光誘起電流
解析装置で電流像を表示すると、図１７（ａ）に示すよ
うにＡｌ配線の領域は真っ黒に、Ｓｉ基板部の領域歯真
っ白に表示され、Ａｌ配線の情報は全く現われてこな
い。そのため、電流アンプの感度を挙げて検出分解能を
上げると表現可能な電流変位の範囲が狭くなる。
【００９９】Ａｌ配線中のボイドの検出のためには、通
常１ｎＡ以下の電流変位をとらえる必要があるが、たと
えば検出下限（検出分解能）４０ｐＡの電流アンプを使
用した場合、表現可能な電流範囲は１０ｎＡ程度と非常
に小さくなる。図１７のように走査領域内にＳｉ基板部
があると、領域内の平均電流値はμＡレベルになり、そ
れを基準に１０ｎＡの範囲しか輝度変換をしないとする
と、図１７（ａ）に示すように、Ｓｉ基板部／Ａｌ配線
部は各々輝度階調の上／下に飽和したイメージ、すなわ
ち真っ白／真っ黒になってしまう。
常１ｎＡ以下の電流変位をとらえる必要があるが、たと
えば検出下限（検出分解能）４０ｐＡの電流アンプを使
用した場合、表現可能な電流範囲は１０ｎＡ程度と非常
に小さくなる。図１７のように走査領域内にＳｉ基板部
があると、領域内の平均電流値はμＡレベルになり、そ
れを基準に１０ｎＡの範囲しか輝度変換をしないとする
と、図１７（ａ）に示すように、Ｓｉ基板部／Ａｌ配線
部は各々輝度階調の上／下に飽和したイメージ、すなわ
ち真っ白／真っ黒になってしまう。
【０１００】本実施の形態では、走査型光誘起電流解析
装置１１４に電流検出または輝度変化する領域を任意に
設定できる機能を付加することにより、Ｓｉ基板部にて
発生する光誘起電流の影響をなくすことが可能になり、
ＬＳＩ等の実デバイスであってもＡｌ配線中のボイドを
高感度で検出することが可能である。
装置１１４に電流検出または輝度変化する領域を任意に
設定できる機能を付加することにより、Ｓｉ基板部にて
発生する光誘起電流の影響をなくすことが可能になり、
ＬＳＩ等の実デバイスであってもＡｌ配線中のボイドを
高感度で検出することが可能である。
【図１】 本発明の実施の形態１の走査型光誘起電流解
析装置１００の構成を示す概略ブロック図である。
析装置１００の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】 被測定物６を含む実施の形態１の要部概略図
である。
である。
【図３】 実施の形態１の動作を示す動作説明図であ
る。（ａ）は、レーザの走査領域に対する被測定物の断
面図、（ｂ）は、レーザ光を走査したときの電流値の変
化を示す波形図、（ｃ）は（ｂ）の波形図に基づいて出
力される画像イメージを示す。
る。（ａ）は、レーザの走査領域に対する被測定物の断
面図、（ｂ）は、レーザ光を走査したときの電流値の変
化を示す波形図、（ｃ）は（ｂ）の波形図に基づいて出
力される画像イメージを示す。
【図４】 被測定物６を含む実施の形態１の他の要部概
略図である。
略図である。
【図５】 本発明の実施の形態２の走査型光誘起電流解
析装置１０２の構成を示す概略ブロック図である。
析装置１０２の構成を示す概略ブロック図である。
【図６】 本発明の実施の形態２の走査型光誘起電流解
析装置１０４の構成を示す概略ブロック図である。
析装置１０４の構成を示す概略ブロック図である。
【図７】 被測定物６を含む実施の形態３の要部概略図
である。
である。
【図８】 被測定物６を含む実施の形態３の他の要部概
略図である。
略図である。
【図９】 本発明の実施の形態４の走査型光誘起電流解
析装置１０６の構成を示す概略ブロック図である。
析装置１０６の構成を示す概略ブロック図である。
【図１０】 本発明の実施の形態５の走査型光誘起電流
解析装置１０８の構成を示す概略ブロック図である。
解析装置１０８の構成を示す概略ブロック図である。
【図１１】 実施の形態５の動作を示す概略図である。
（ａ）は、レーザの走査領域に対する被測定物の断面
図、（ｂ）は、低速度でレーザ光を走査したときのＡ１
配線中の温度分布図、（ｃ）は高速度でレーザ光を走査
したときのＡｌ配線中の温度分布図である。
（ａ）は、レーザの走査領域に対する被測定物の断面
図、（ｂ）は、低速度でレーザ光を走査したときのＡ１
配線中の温度分布図、（ｃ）は高速度でレーザ光を走査
したときのＡｌ配線中の温度分布図である。
【図１２】 本発明の実施の形態６の走査型光誘起電流
解析装置１１０の構成を示す概略ブロック図である。
解析装置１１０の構成を示す概略ブロック図である。
【図１３】 本発明の実施の形態７の走査型光誘起電流
解析装置におけるレーザ走査型顕微鏡２の構成を示す概
略ブロック図である。
解析装置におけるレーザ走査型顕微鏡２の構成を示す概
略ブロック図である。
【図１４】 本発明の実施の形態８の走査型光誘起電流
解析装置１１２の構成を示す概略ブロック図である。
解析装置１１２の構成を示す概略ブロック図である。
【図１５】 実施の形態８において、レーザ光の走査領
域を指定する画像の例を示すイメージ図である。
域を指定する画像の例を示すイメージ図である。
【図１６】 本発明の実施の形態９の走査型光誘起電流
解析装置１１４の構成を示す概略ブロック図である。
解析装置１１４の構成を示す概略ブロック図である。
【図１７】 実施の形態９の画像出力のイメージ図であ
る。（ａ）は実施の形態９において電流検出領域を指定
する画像の例を示すイメージ図であり、（ｂ）は指定領
域からの出力電流のイメージ図である。
る。（ａ）は実施の形態９において電流検出領域を指定
する画像の例を示すイメージ図であり、（ｂ）は指定領
域からの出力電流のイメージ図である。
【図１８】 従来の走査型光誘起電流解析装置９０の構
成を示す概略ブロック図である。
成を示す概略ブロック図である。
【図１９】 被測定物を含む従来例の要部概略図であ
る。
る。
【図２０】 従来のレーザ走査型顕微鏡の構成を示す概
略ブロック図である。
略ブロック図である。
【図２１】 従来の光誘起電流解析装置９０の動作原理
を示す概略図である。
を示す概略図である。
２ レーザ走査型顕微鏡、４ レーザビーム、６ 被測
定物、８ 直流電源、９ 接地電位、１０ 電流アン
プ、１２ 画像情報変換装置、１４ 画像出力装置、１
６配線パターン、１８電極パッド、２０ 装置制御部、
５０ ビームスプリッタ、５２ 結像レンズ、５４ Ｃ
ＣＤ、５６ 対物レンズ、５８ 反射ミラー、１００、
１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１
１４ 走査型光誘起電流解析装置、２００ レーザ光
源、２０２ 光偏向素子、２０４ 結像装置、２０６
集束装置。
定物、８ 直流電源、９ 接地電位、１０ 電流アン
プ、１２ 画像情報変換装置、１４ 画像出力装置、１
６配線パターン、１８電極パッド、２０ 装置制御部、
５０ ビームスプリッタ、５２ 結像レンズ、５４ Ｃ
ＣＤ、５６ 対物レンズ、５８ 反射ミラー、１００、
１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１
１４ 走査型光誘起電流解析装置、２００ レーザ光
源、２０２ 光偏向素子、２０４ 結像装置、２０６
集束装置。
Claims (19)
- 【請求項１】 集束したレーザ光を走査しながら照射す
ることによって、被測定試料に誘起される光誘起電流を
検出する走査型光誘起電流解析装置であって、 前記レーザ光を発生するレーザ光源と、 第１の制御信号に応じた領域内で前記レーザ光を走査す
る光束走査手段と、 前記レーザ光を前記被測定試料上に集束させる光集束手
段と、 前記第１の制御信号を出力する制御手段と、 前記被測定試料の両端と接続され、前記被測定試料を流
れる電流を増幅し、その増幅した電流に対応する出力信
号を出力する電流増幅手段と、 前記被測定試料の一端と前記電流増幅手段との間に直列
に接続された抵抗体と、 前記レーザ光の走査に同期して前記電流増幅手段の出力
信号を対応する画像情報に変換して出力する画像変換手
段と、 前記画像情報に応じた画像を出力する画像出力手段とを
備える、走査型光誘起電流解析装置。 - 【請求項２】 集束したレーザ光を走査しながら照射す
ることによって、被測定試料に誘起される光誘起電流を
検出する走査型光誘起電流解析装置であって、 前記レーザ光を発生するレーザ光源と、 第１の制御信号に応じた領域内で前記レーザ光を走査す
る光束走査手段と、 前記レーザ光を前記被測定試料上に集束させる光集束手
段と、 前記第１の制御信号を出力する制御手段と、 前記測定試料の両端と接続され、前記被測定試料を流れ
る電流を増幅し、その増幅した電流に対応する出力信号
を出力する電流増幅手段と、 前記被測定試料の一端と前記電流増幅手段との間に並列
に接続されたコンデンサと、 前記レーザ光の走査に同期して前記電流増幅手段の出力
信号を対応する画像情報に変換して出力する画像変換手
段と、 前記画像情報に応じた画像を出力する画像出力手段とを
備える、走査型光誘起電流解析装置。 - 【請求項３】 集束したレーザ光を走査しながら照射す
ることによって、被測定試料に誘起される光誘起電流を
検出する走査型光誘起電流解析装置であって、 前記レーザ光を発生するレーザ光源と、 第１の制御信号に応じた領域内で前記レーザ光を走査す
る光束走査手段と、 前記レーザ光を前記被測定試料上に集束させる光集束手
段と、 前記第１の制御信号を出力する制御手段と、 前記被測定試料を流れる電流を増幅し、その増幅した電
流に対応する出力信号を出力する電流増幅手段と、 第１の電位を供給する第１の電源と、 前記被測定試料の両端と前記電流増幅手段が接続する状
態と、前記被測定試料と前記第１の電源と前記電流増幅
手段とが直列に接続する状態とを切換える第１の切換手
段と、 前記レーザ光の走査に同期して前記電流増幅手段の出力
信号を対応する画像情報に変換して出力する画像変換手
段と、 前記画像情報に応じた画像を出力する画像出力手段とを
備える、走査型光誘起電流解析装置。 - 【請求項４】 前記被測定試料から反射光を結像させ、
結像情報を前記画像変換手段に出力する結像手段をさら
に備え、 前記画像変換手段は、 第２の制御信号に応じて、前記出力手段に前記画像情報
を出力する状態と、前記結像情報を出力する状態とを切
換える第２の切換手段をさらに含み、 前記制御手段は、さらに、前記第２の制御信号を出力し
て、前記光束走査手段と前記第２の切換手段の動作を制
御する、請求項１から３いずれかに記載の走査型光誘起
電流解析装置。 - 【請求項５】 少なくとも前記レーザ光源、前記光束走
査手段、前記光集束手段および前記被測定試料を覆う電
磁遮蔽体をさらに備える、請求項４記載の走査型光誘起
電流解析装置。 - 【請求項６】 前記光束走査手段は、前記レーザ光の走
査速度を可変とする手段をさらに含む、請求項４記載の
走査型光誘起電流解析装置。 - 【請求項７】 前記被測定試料を冷却し、環境温度以下
とする冷却手段をさらに備える、請求項４記載の走査型
光誘起電流解析装置。 - 【請求項８】 前記被測定試料が半導体を含む場合にお
いて、前記レーザ光源の発生するレーザ光が前記半導体
のバンドギャップエネルギに相当する波長より長い波長
を有する、請求項４記載の走査型光誘起電流解析装置。 - 【請求項９】 前記制御手段は、指定された前記結像情
報の一部に相当する領域で、前記レーザ光を走査する前
記第１の制御信号を発生する手段をさらに含む、請求項
４記載の走査型光誘起電流解析装置。 - 【請求項１０】 前記制御手段は、前記結像情報の一部
に相当する領域を指定する領域指定信号を出力する手段
をさらに含み、 前記画像変換手段は、前記領域指定信号に応じた領域に
相当する前記画像情報を出力する手段をさらに含む、請
求項４記載の走査型光誘起電流解析装置。 - 【請求項１１】 集束したレーザ光を走査しながら照射
することによって、被測定試料に誘起される光誘起電流
を検出する走査型光誘起電流解析装置であって、 前記レーザ光を発生するレーザ光源と、 第１の制御信号に応じた領域内で前記レーザ光を走査す
る光束走査手段と、 前記レーザ光を前記被測定試料上に集束させる光集束手
段と、 前記第１の制御信号を出力する制御手段と、 第１の電位を供給する第１の電源と、 一端が電気的に開放状態である前記被測定試料の他端と
前記第１の電源との間に接続し、前記被測定試料に流れ
る電流を増幅し、対応する信号を出力する電流増幅手段
と、 前記開放状態である被測定試料の一端に接続する抵抗体
と、 前記レーザ光の走査に同期して前記電流増幅手段の出力
信号を対応する画像情報に変換して出力する画像変換手
段と、 前記画像情報に応じた画像を出力する画像出力手段とを
備える、走査型光誘起電流解析装置。 - 【請求項１２】 集束したレーザ光を走査しながら照射
することによって、被測定試料に誘起される光誘起電流
を検出する走査型光誘起電流解析装置であって、 前記レーザ光を発生するレーザ光源と、 第１の制御信号に応じた領域内で前記レーザ光を走査す
る光束走査手段と、 前記レーザ光を前記被測定試料上に集束させる光集束手
段と、 前記第１の制御信号を出力する制御手段と、 第１の電位を供給する第１の電源と、 一端が電気的に開放状態である前記被測定試料の他端と
前記第１の電源との間に接続し、前記被測定試料を流れ
る電流を増幅し、対応する信号を出力する電流増幅手段
と、 前記開放状態である被測定試料の一端と前記第１の電源
との間に接続されたコンデンサと、 前記レーザ光の走査に同期して前記電流増幅手段の出力
信号を対応する画像情報に変換して出力する画像変換手
段と、 前記画像情報に応じた画像を出力する画像出力手段とを
備える、走査型光誘起電流解析装置。 - 【請求項１３】 前記被測定試料からの反射光を結像さ
せ、結像情報を前記画像変換手段に出力する結像手段を
さらに備え、 前記画像変換手段は、 第２の制御信号に応じて、前記画像出力手段に前記画像
情報を出力する第１の状態と、前記結像情報を出力する
第２の状態とを切換える第３の切換手段を含み、 前記制御手段は、さらに、前記第２の制御信号を出力し
て、前記光束走査手段と前記第３の切換手段の動作を制
御する、請求項１１または１２記載の走査型光誘起電流
解析装置。 - 【請求項１４】 少なくとも前記レーザ光源、前記光束
走査手段、前記光集束手段および前記被測定試料を覆う
電磁遮蔽体をさらに備える、請求項１３記載の走査型光
誘起電流解析装置。 - 【請求項１５】 前記光束走査手段は、前記レーザ光の
走査速度を可変とする手段をさらに含む、請求項１３記
載の走査型光誘起電流解析装置。 - 【請求項１６】 前記被測定試料を冷却し、環境温度以
下とする冷却手段をさらに備える、請求項１３記載の走
査型光誘起電流解析装置。 - 【請求項１７】 前記被測定試料が半導体を含む場合に
おいて、前記レーザ光源の発生するレーザ光が前記半導
体のバンドギャップエネルギに相当する波長より長い波
長を有する、請求項１３記載の走査型光誘起電流解析装
置。 - 【請求項１８】 前記制御手段は、指定された前記結像
情報の一部に相当する領域で、前記レーザ光を走査する
前記第１の制御信号を発生する手段をさらに含む、請求
項１３記載の走査型光誘起電流解析装置。 - 【請求項１９】 前記制御手段は、前記結像情報の一部
に相当する領域を指定する領域指定信号を出力する手段
をさらに含み、 前記画像変換手段は、前記領域指定信号に応じた領域に
相当する前記画像情報を出力する手段をさらに含む、請
求項１３記載の走査型光誘起電流解析装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR95P5493 | 1995-03-16 | ||
| KR1019950005493A KR0169158B1 (ko) | 1995-03-16 | 1995-03-16 | 논바이어스 상태의 시료의 광유기전류를 검출가능한 주사형 광유기전류 해석장치 |
| US08/503,567 US5708371A (en) | 1995-03-16 | 1995-07-18 | Scanning photoinduced current analyzer capable of detecting photoinduced current in nonbiased specimen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08255818A true JPH08255818A (ja) | 1996-10-01 |
| JP3649784B2 JP3649784B2 (ja) | 2005-05-18 |
Family
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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| US6444895B1 (en) | 1998-09-28 | 2002-09-03 | Nec Corporation | Device and method for nondestructive inspection on semiconductor device |
| JP2009088149A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Spansion Llc | 半導体装置およびその製造方法 |
| WO2012090321A1 (ja) * | 2010-12-28 | 2012-07-05 | 富士通株式会社 | エネルギービーム加工装置及びエネルギービーム加工方法 |
| WO2020044707A1 (ja) * | 2018-08-30 | 2020-03-05 | 浜松ホトニクス株式会社 | 半導体試料の検査装置及び検査方法 |
| WO2026028675A1 (ja) * | 2024-08-01 | 2026-02-05 | 浜松ホトニクス株式会社 | 電源切替装置および検査システム |
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- 1995-07-18 US US08/503,567 patent/US5708371A/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-09-28 JP JP25093195A patent/JP3649784B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-03-11 DE DE19609521A patent/DE19609521C2/de not_active Expired - Fee Related
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