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JPH11163068A - Detecting device for defective part of semiconductor element - Google Patents

Detecting device for defective part of semiconductor element

Info

Publication number
JPH11163068A
JPH11163068A JP32602197A JP32602197A JPH11163068A JP H11163068 A JPH11163068 A JP H11163068A JP 32602197 A JP32602197 A JP 32602197A JP 32602197 A JP32602197 A JP 32602197A JP H11163068 A JPH11163068 A JP H11163068A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
lens unit
semiconductor element
zoom lens
shielding cover
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP32602197A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mikio Hitsupou
幹夫 筆宝
Tomoo Imataki
智雄 今瀧
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP32602197A priority Critical patent/JPH11163068A/en
Publication of JPH11163068A publication Critical patent/JPH11163068A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来は、高感度カメラとレンズユニットが分
離されていないため分解、組立時に光軸等の再調整が必
要なため分解、組立の作業が容易でなかった。 【解決手段】 一端に遮光用カバー1が設けられた、複
数のズームレンズと該ズームレンズ間の距離を制御する
手段とを有するズームレンズユニット4と、該ズームレ
ンズユニット4をXYZ方向に移動可能なポジショナー
6と、微弱光検出器とズームレンズユニット4とを接続
する光ファイバー8とを有している。
(57) [Problem] Conventionally, since a high-sensitivity camera and a lens unit are not separated, it is necessary to readjust an optical axis and the like at the time of disassembling and assembling, so that disassembling and assembling operations are not easy. SOLUTION: A zoom lens unit 4 provided with a light shielding cover 1 at one end and having a plurality of zoom lenses and a means for controlling a distance between the zoom lenses, and the zoom lens unit 4 can be moved in XYZ directions. And the optical fiber 8 that connects the weak light detector and the zoom lens unit 4.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子の不良
箇所を検出する不良箇所検出装置に関し、特に工ミッシ
ョン顕微鏡を用いて不良を検出する半導体素子の不良箇
所検出装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for detecting a defective portion of a semiconductor device, and more particularly to a device for detecting a defective portion of a semiconductor device by using a work microscope.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置は、微小な半導体基板領域に
極めて微細なパターンでトランジスタ等の半導体素子が
形成され、更にこれら半導体素子間を配線によって電気
的接続することにより、所望の回路機能を果たし得る。
2. Description of the Related Art In a semiconductor device, semiconductor elements such as transistors are formed in an extremely fine pattern in a minute semiconductor substrate area, and these semiconductor elements are electrically connected to each other by wiring to perform a desired circuit function. obtain.

【0003】半導体技術の進歩により一層の微細化及び
低消費電流化が試みられているが、このような高集積化
に伴って、半導体装置の微細化・低消費電流化により欠
陥に起因するリーク電流が微小になっており、リーク電
流を高感度・高精度に検出する方法として、故障箇所か
ら発生する微小な光を検出するエミッション顕微鏡を用
いた方法が従来から採用されている。更に、半導体装置
の動作状態時でしか再現しない不良を解析するために、
信号源として定電圧源、パターンジェネレータ以外に、
特開平5−335394号公報に記載されているような
LSIテスタを用いた方法が採用されている。
[0003] With the advance of semiconductor technology, further miniaturization and lower current consumption have been attempted. However, with such high integration, leakage due to defects has been caused by miniaturization and lower current consumption of semiconductor devices. As a method for detecting a leak current with high sensitivity and high accuracy due to a small current, a method using an emission microscope for detecting minute light generated from a failure location has been conventionally used. Furthermore, in order to analyze defects that are reproduced only during the operation of the semiconductor device,
In addition to constant voltage sources and pattern generators as signal sources,
A method using an LSI tester as described in JP-A-5-335394 has been adopted.

【0004】従来のエミッション顕微鏡(K.Van
Doorselaer,U.Swerts,L.Van
Den Bempt,“Broadening th
eUse of Emission Microsco
py”,Proceedings of ISTFA’
95,pp58,1995)は図9に示すように、外来
光を遮断する為にレンズ先端部及びサンプルを含むソケ
ット全体を覆う遮光用カバー21と、微弱光を検出する
為の高感度カメラ22と、測定対象の半導体素子Sを観
察する為のビデオレンズ24と、ビデオレンズ24に対
する照明装置25と、測定対象の半導体素子Sの位置調
整を行う為の固定用スタンド26と、半導体素子Sを作
動させるための電力供給や制御信号などの供給を行うた
めのソケット27と、高感度カメラ22を制御するため
の検出器制御用コントローラ31と、検出器制御用コン
トローラ31を制御するための測定制御用モニター32
及び測定画像表示用モニター33及びデータ処理測定制
御用コンピュータ34及び操作盤35とにより構成され
ている。尚、図9において、符号23はテスタヘッドを
示す。
A conventional emission microscope (K. Van)
Doorslaer, U.S.A. Swerts, L.A. Van
Den Bumpt, “Broadening th
eUse of Emission Microsco
py ”, Proceedings of ISTFA '
95, pp. 58, 1995), as shown in FIG. 9, a light-shielding cover 21 for covering the entire socket including the lens tip and the sample for blocking extraneous light, and a high-sensitivity camera 22 for detecting weak light. A video lens 24 for observing the semiconductor element S to be measured, an illuminating device 25 for the video lens 24, a fixing stand 26 for adjusting the position of the semiconductor element S to be measured, and operating the semiconductor element S A socket 27 for supplying power and a control signal for controlling the high-sensitivity camera 22, a detector control controller 31 for controlling the high-sensitivity camera 22, and a measurement control for controlling the detector control controller 31. Monitor 32
And a measurement image display monitor 33, a data processing measurement control computer 34, and an operation panel 35. In FIG. 9, reference numeral 23 denotes a tester head.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来の微小発光検出装
置は、低コストで制作できセットアップ時間も短くて済
むという利点はあるものの、レンズ先端部に遮光用カバ
ーを設ける場合にレンズとして単一のビデオレンズを用
いていたため、ズームインにより拡大できる倍率が比較
的低倍(観察倍率300倍程度)に限られていた。ま
た、高感度カメラとレンズユニットが分離されていない
ため分解、組立時に光軸等の再調整が必要なため分解、
組立の作業が容易でなかった。
The conventional minute light emission detecting device has the advantages that it can be manufactured at low cost and requires a short set-up time. However, when a light shielding cover is provided at the front end of the lens, a single light emitting device can be used. Since a video lens is used, the magnification that can be enlarged by zooming in is limited to a relatively low magnification (observation magnification of about 300). In addition, the high-sensitivity camera and the lens unit are not separated, so they must be disassembled.
Assembly work was not easy.

【0006】本発明の目的は、従来の微小発光検出装置
の利点を保持しつつ、エミッション顕微鏡にレンズに複
数のズームレンズを用いることによりレンズ先端部に遮
光用カバーを設けたままで高倍率まで(観察倍率500
〜1000倍以上まで)半導体装置の観察を行うことを
可能にするとともに、光学系とカメラ部を分離すること
によりエミッション顕微鏡の運搬を容易にし、LSIの
駆動装置を限定せずに微小発光の検出を可能にして、検
出の精度を上げ製品の信頼性を向上させることである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to use a plurality of zoom lenses in an emission microscope while maintaining the advantages of the conventional micro-emission detection device, and to achieve a high magnification with a light-shielding cover provided at the lens tip. Observation magnification 500
(Up to 1000 times or more) Enables observation of semiconductor devices, separates optical system and camera unit, facilitates transportation of emission microscope, and detects minute light emission without limiting LSI driving device To improve the accuracy of detection and improve product reliability.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の不良箇所検出装
置は、発光検出手段と、一端に遮光用カバーが設けられ
た、複数のズームレンズと該ズームレンズ間の距離を制
御する手段とを有するズームレンズユニットと、該ズー
ムレンズユニットをXYZ方向に移動可能な位置設定手
段と、上記発光検出器と上記ズームレンズユニットとを
別々に位置制御可能で、且つ、電気的に接続する接続手
段とを有することを特徴とするものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a defective portion detecting apparatus comprising: a light emission detecting unit; a plurality of zoom lenses each having a light shielding cover provided at one end; and a unit for controlling a distance between the zoom lenses. A zoom lens unit, a position setting unit capable of moving the zoom lens unit in the XYZ directions, and a connection unit capable of separately controlling the position of the light emission detector and the zoom lens unit, and electrically connecting the light emission detector and the zoom lens unit. It is characterized by having.

【0008】すなわち、本発明の半導体素子の不良箇所
検出装置は、低倍率から高倍率まで観察可能なズームレ
ンズを含む光学系(ズームレンズユニット)と、リーク
箇所から発生する微弱な光を検出するための高感度カメ
ラ(発光検出手段)と、ズームレンズンユニットのXY
Z方向の移動をするためのポジショナー(位置設定手
段)と、外来光を遮断するためにレンズ先端部に設けら
れた遮光用カバーとを具備するものであって、複数のズ
ームレンズを用いてズームレンズユニットを構成するこ
とと、光学系と高感度カメラの間を光ファイバー(接続
手段)で結合することを特徴としている。
That is, the apparatus for detecting a defective portion of a semiconductor element according to the present invention detects an optical system (zoom lens unit) including a zoom lens that can be observed from low magnification to high magnification, and detects weak light generated from a leaked portion. Sensitivity camera (emission detection means) for the camera and XY of the zoom lens unit
It comprises a positioner (position setting means) for moving in the Z direction, and a light-shielding cover provided at the lens tip for blocking extraneous light, and uses a plurality of zoom lenses for zooming. It is characterized in that a lens unit is formed, and the optical system and the high-sensitivity camera are connected by an optical fiber (connection means).

【0009】かかる構造を有する本発明の微小発光解析
装置では、複数のズームレンズを用いてズームレンズユ
ニットを構成することによりレンズ先端部に遮光用カバ
ーを設けたままで高倍率まで(500〜1000倍以上
まで)半導体装置の観察を行うことが可能になるととも
に、光学系と高感度カメラの間を光ファイバーで結合す
ることにより徹小発光解析装置の運搬が容易になりLS
Iの駆動装置を限定せず測定が可能になる。すなわち、
検出の精度が上がり製品の信頼性が向上する。
In the micro-emission analysis apparatus of the present invention having such a structure, by forming a zoom lens unit using a plurality of zoom lenses, it is possible to increase the magnification up to a high magnification (500 to 1000 times) with the light-shielding cover provided at the tip of the lens. Up to the above) Observation of the semiconductor device can be performed, and by coupling the optical system and the high-sensitivity camera with an optical fiber, the small emission analyzer can be easily transported, and LS
Measurement becomes possible without limiting the driving device of I. That is,
The accuracy of detection is increased and the reliability of the product is improved.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、一実施の形態を用いて本発
明を詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail using an embodiment.

【0011】図1は本発明の一実施の形態の半導体素子
の不良検出装置の構成図、図2は本発明の半導体素子の
不良検出装置に用いるズームレンズユニットの構成断面
図、図3は本発明の半導体素子の不良検出装置に用いる
第1の遮光用カバーの設置方法を示す外観図、図4は本
発明の半導体素子の不良検出装置に用いる第2の遮光用
カバーの設置方法を示す外観図、図5は本発明の半導体
素子の不良検出装置に用いる第3の遮光用カバーの設置
方法を示す外観図、図6(a)は本発明の半導体素子の
不良検出装置に用いる遮光用カバーに合成樹脂類を用い
た場合の遮光用カバーの断面図であり、同(b)は同遮
光用カバーの上面図、図7(a)は本発明の半導体素子
の不良検出装置に用いる遮光用カバーに合成樹脂類以外
の柔らかい材料を用いた場合の遮光用カバーの断面図、
同(b)は同遮光用カバーの上面図、図8は本発明の半
導体素子の不良検出装置の操作方法の説明に供する図で
ある。図1乃至図8においては、Sは半導体素子、1は
遮光用カバー、2は光ファイバーインターフェース、3
はテスターヘッド、4はズームレンズユニット、5はズ
ーム用リング、6はポジショナー、7はソケット、8は
光ファイバー、9は光ファイバーインターフェース、1
0は微弱光検出器、11は検出制御用コントローラ、1
2は測定制御用モニター、13は測定画像表示用モニタ
ー、14はデータ処理測定制御用コンピュータである。
FIG. 1 is a structural view of a semiconductor element defect detecting device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of a zoom lens unit used in the semiconductor element defect detecting device of the present invention, and FIG. FIG. 4 is an external view showing a method of installing a first light-shielding cover used in the semiconductor element defect detection device of the present invention. FIG. 4 is an external view showing a second light-shielding cover installation method used in the semiconductor element defect detection device of the present invention. FIGS. 5 and 5 are external views showing a method for installing a third light-shielding cover used in the semiconductor element defect detection device of the present invention. FIG. 6A is a light-shielding cover used in the semiconductor element defect detection device of the present invention. FIG. 7B is a cross-sectional view of the light-shielding cover when a synthetic resin is used, FIG. 7B is a top view of the light-shielding cover, and FIG. Use a soft material other than synthetic resin for the cover. Sectional view of the shielding cover when you were,
8B is a top view of the light-shielding cover, and FIG. 8 is a diagram provided for describing an operation method of the semiconductor element defect detection device according to the present invention. 1 to 8, S is a semiconductor element, 1 is a light-shielding cover, 2 is an optical fiber interface, 3
Is a tester head, 4 is a zoom lens unit, 5 is a zoom ring, 6 is a positioner, 7 is a socket, 8 is an optical fiber, 9 is an optical fiber interface, 1
0 is a weak light detector, 11 is a controller for detection control, 1
Reference numeral 2 denotes a measurement control monitor, 13 denotes a measurement image display monitor, and 14 denotes a data processing measurement control computer.

【0012】複数のズーム用リング5を備えたズームレ
ンズユニット4はXYZ方向に移動可能なポジショナー
6により支えられ、ズームレンズユニット4が半導体素
子Sの真上に来るように設置されている。半導体素子S
はテスターヘッド3上に設置されたソケット7により固
定されている。
A zoom lens unit 4 having a plurality of zoom rings 5 is supported by a positioner 6 movable in XYZ directions, and is installed so that the zoom lens unit 4 comes directly above the semiconductor element S. Semiconductor element S
Is fixed by a socket 7 installed on the tester head 3.

【0013】また、ズームレンズユニット4と半導体素
子Sの間には外来光を遮断するための遮光用カバー1が
設けられている。ズームレンズユニット4と微弱光検出
器10の間は光ファイバーインターフェース2、光ファ
イバー8、光ファイバーインターフェースタで接続され
ている。微弱光検出器10には微弱光検出器10を制御
するための検出器制御用コントローラ11が接続され、
その出力信号は測定制御用モニター12、測定画像表示
用モニター13及びデータ処理測定制御用コンピュータ
14に伝達され、データ処理測定制御用コンピュータ1
4は操作盤15を具備している。
A light-shielding cover 1 for blocking extraneous light is provided between the zoom lens unit 4 and the semiconductor element S. The zoom lens unit 4 and the weak light detector 10 are connected by an optical fiber interface 2, an optical fiber 8, and an optical fiber interface. A detector control controller 11 for controlling the weak light detector 10 is connected to the weak light detector 10,
The output signal is transmitted to the monitor 12 for measurement control, the monitor 13 for displaying a measurement image, and the computer 14 for data processing and measurement control.
4 has an operation panel 15.

【0014】ズームレンズユニット4は図2に示すよう
にズームイン、ズームアウト時に光軸方向に可変である
ような通常のズームレンズを複数個つなぎ合わせた構成
となっているとする。従って、ズームレンズユニット4
自体もズームイン、ズームアウト時に光軸方向に可変で
あるとする。ズームイン時にはズーム用リング5a、5
b、5cのうち一つ以上を回転することによりそれに対
応した鏡筒(可動部分)4b、4d、4fのうち一つ以
上が下方に下がる。それに従い、可変なレンズ間距離D
l、D3、D5が長くなり像が縮小される。なお、固定
されたレンズ間距離D2、D4、D6はズームイン、ズ
ームアウト時いずれにおいても一定のままである。
As shown in FIG. 2, it is assumed that the zoom lens unit 4 has a structure in which a plurality of ordinary zoom lenses that are variable in the optical axis direction when zooming in and out are connected. Therefore, the zoom lens unit 4
It is also assumed that the zoom lens itself is variable in the optical axis direction when zooming in and zooming out. When zooming in, zoom rings 5a, 5
By rotating one or more of b, 5c, one or more of the corresponding lens barrels (movable parts) 4b, 4d, 4f are lowered. Accordingly, the variable distance between lenses D
l, D3 and D5 become longer and the image is reduced. Note that the fixed distances D2, D4, and D6 between the lenses remain constant during zooming in and zooming out.

【0015】また、遮光用カバー1はパッケージS2が
PGA、SOP、FPT、LCC、PLCC、QFP、
VSOP、VQFP、MSP、CSP、TCP、MCM
−D、MCM−C、MCM−L、MCM−Si、MCM
−D/Cなどの4方向にピンが配列された開封後のプラ
スチックモールドパッケージまたはLGA、PGA、B
GA、μBGA、mini−BGAなどの格子状にピン
が配列された開封後のプラスチックモールドパッケージ
である場合は図3に示すように半導体チップSl全体を
含むパッケージS2の−部を覆うものとする。
The light shielding cover 1 has a package S2 of PGA, SOP, FPT, LCC, PLCC, QFP,
VSOP, VQFP, MSP, CSP, TCP, MCM
-D, MCM-C, MCM-L, MCM-Si, MCM
-Opened plastic mold package with pins arranged in four directions such as D / C or LGA, PGA, B
In the case of an opened plastic mold package in which pins are arranged in a lattice, such as GA, μBGA, mini-BGA, etc., the negative part of the package S2 including the entire semiconductor chip Sl is covered as shown in FIG.

【0016】また、パッケージS2がPGA、SOP、
FPT、LCC、PLCC、QFP、VSOP、VQF
P、MSP、CSP、TCP、MCM−D、MCM−
C、MCM−L、MCM−Si、MCM−D/Cなどの
4方向にピンが配列されたセラミツクパッケージまたは
LGA、PGA、BGA、μBGA、miniBGAな
どの格子状にピンが配列されたセラミツクパッケージで
ある場合は図4に示すように半導体チップSl全体を含
むパッケージS2の全体を覆うものとする。
The package S2 is composed of PGA, SOP,
FPT, LCC, PLCC, QFP, VSOP, VQF
P, MSP, CSP, TCP, MCM-D, MCM-
Ceramic package with pins arranged in four directions, such as C, MCM-L, MCM-Si, MCM-D / C, or ceramic package with pins arranged in a grid such as LGA, PGA, BGA, μBGA, miniBGA In some cases, as shown in FIG. 4, the entire package S2 including the entire semiconductor chip Sl is covered.

【0017】更に、パッケージSがDIP、SHRIN
K DIP、SKINNY DIP、QUIP、SI
P、ZIP、QFJ、SOJ、SON、SOP、SHR
INKSOP、TSOP、VSOP、SVP、BLPな
どの2方向にピンが配列されたパッケージあるいはCO
Bの場合には図5に示すように半導体チップS1を含む
パッケージS2及びソケット7の全体を覆うものとす
る。
Further, the package S is made of DIP, SHRIN
K DIP, SKINNY DIP, QUIP, SI
P, ZIP, QFJ, SOJ, SON, SOP, SHR
Package with pins arranged in two directions such as INKSOP, TSOP, VSOP, SVP, BLP, or CO
In the case B, the package S2 including the semiconductor chip S1 and the entire socket 7 are covered as shown in FIG.

【0018】遮光用カバー1が半導体チップS1全体を
含むパッケージS2の一部を覆うか、半導体チップSl
全体を含むパッケージS2の全体を覆うか、半導体チッ
プS1を含むパッケージS2及びソケット7の全体を覆
うかは、パッケージS2の大きさや形状によって、又は
セラミックパッケージかモールドパッケージのどちらで
あるかによって、適宜変更する。例えば、なるべくパッ
ケージS2やソケット7の全体を覆うほうが望ましい
が、パッケージS2が長方形の場合は、遮光用カバー1
がパッケージS2の長辺の長さに合わせる必要があるた
め、半導体チップS1全体が含むパッケージS2の一部
を覆う構成にしてもよい。
The light-shielding cover 1 covers a part of the package S2 including the entire semiconductor chip S1 or the semiconductor chip Sl.
Whether to cover the entire package S2 including the whole or the entire package S2 including the semiconductor chip S1 and the socket 7 depends on the size and shape of the package S2, or whether the package is a ceramic package or a mold package. change. For example, it is desirable to cover the entire package S2 and socket 7 as much as possible, but if the package S2 is rectangular,
Needs to be adjusted to the length of the long side of the package S2, so that a part of the package S2 included in the entire semiconductor chip S1 may be covered.

【0019】また、セラミックパッケージはチップの大
きさよりも大きく開口されているので、図3のようにパ
ッケージの一部を覆うのは困難であるが、モールドパッ
ケージはチップと同程度の大きさに開口されるため、図
3のようにパッケージの一部を覆うのは容易である。
Since the ceramic package has an opening larger than the size of the chip, it is difficult to cover a part of the package as shown in FIG. 3. However, the opening of the mold package is about the same size as the chip. Therefore, it is easy to cover a part of the package as shown in FIG.

【0020】遮光用カバー1の表面の色は、外光を表面
で吸収しやすいように黒色あるいは黒色に近い色または
外光を表面で反射しやすいように銀色あるいは銀色に近
い色をしているものとする。遮光用カバー1の裏面の色
は、微小発光による反射が起こらないように、表面の色
に関わらず黒色あるいは黒色に近い色にする。
The color of the surface of the light-shielding cover 1 is black or a color close to black so that external light is easily absorbed by the surface, or silver or a color close to silver so that the external light is easily reflected by the surface. Shall be. The color of the back surface of the light-shielding cover 1 is set to black or a color close to black irrespective of the color of the surface so that reflection due to minute light emission does not occur.

【0021】遮光用カバー1の材質は、ズームレンズユ
ニット4がX方向、Y方向、Z方向のどの方向に動いた
としても半導体素子Sが外光から遮断された状態を保持
するように、ゴム類(厚さ5mm以下のシリコーンゴ
ム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム、ニトリ
ルゴム、天然ゴム、多硫化ゴム、クリスタルラバー、ネ
オプレンなど)、皮革顛(厚さ5mm以下の牛革、羊
革、合成皮革など)、布類(木綿や麻など)、合成繊維
類(ポリアミド(ナイロン)系繊維、ポリエステル系繊
維、アクリル系繊維など)、合成樹脂顛(厚さ1mm以
下のポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリステレン、ポ
リプロピレン、メタクリル樹脂、ポリカーボネート、ポ
リアミド、ポリアセタール、フッ素樹脂、尿素樹脂、フ
ェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタ
ン、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂な
ど)、スポンジ類(フッ素ゴムスポンジ、シリコーンゴ
ムスポンジ、ネオプレンスポンジ、酢酸ビニールスポン
ジなど)またはその他の軟質な素材(カルレッツなど)
を用いることとする。遮光用カバー1の形状は、遮光用
カバー1の材質が合成樹脂類である場合は、比較的硬い
材質であるため、レンズユニット4がX方向、Y方向、
Z方向のどの方向に動いたとしても、半導体素子Sが外
光から遮断された状態を保持するように、図6に示すよ
うに表面裏面共に凹凸をつけ伸縮性に富む形状とし、遮
光用カバー1の材質が合成樹脂穎以外である場合は図7
に示すような半球状の形状とする。
The material of the light-shielding cover 1 is such that the semiconductor element S is kept in a state of being shielded from external light even if the zoom lens unit 4 moves in any of the X, Y and Z directions. (Silicone rubber, fluorine rubber, urethane rubber, acrylic rubber, nitrile rubber, natural rubber, polysulfide rubber, crystal rubber, neoprene, etc. with a thickness of 5 mm or less), leather (cowhide, sheep leather, synthetic with a thickness of 5 mm or less) Leather, etc.), cloths (cotton, hemp, etc.), synthetic fibers (polyamide (nylon) fibers, polyester fibers, acrylic fibers, etc.), synthetic resins (polyethylene, polyvinyl chloride, polysterene with a thickness of 1 mm or less) , Polypropylene, methacrylic resin, polycarbonate, polyamide, polyacetal, fluororesin, urea resin, phenolic resin, unsaturated Riesuteru resin, polyurethane, alkyd resins, epoxy resins, melamine resins, etc.), sponges (fluororubber sponge, silicone rubber sponge, neoprene sponge, such vinyl acetate sponge) or other soft materials (such as Kalrez)
Shall be used. The shape of the light-shielding cover 1 is relatively hard when the material of the light-shielding cover 1 is a synthetic resin.
As shown in FIG. 6, the front and back surfaces are made uneven and have a highly elastic shape so that the semiconductor element S is kept shielded from external light regardless of the direction of movement in the Z direction. Fig. 7 when the material of No. 1 is other than synthetic resin granules
And a hemispherical shape as shown in FIG.

【0022】光ファイバーインターフェース2はズーム
レンズユニット4から、光ファイバーインターフェース
9は微弱光検出器10からそれぞれ着脱可能である。光
フアイバーインターフェース2と光ファイバーインター
フェースタ9の間の光ファイバー8は単一モード光ファ
イバー(コア:石英ガラス、クラッド:石英ガラス)、
グレーデッドインデックス形光ファイバー(コア:石英
ガラス、クラッド:石英ガラス)あるいはステップイン
デックス形光ファイバー(コア:石英ガラス、クラッ
ド:石英ガラスあるいはコア:多成分ガラス、クラツ
ド:多成分ガラスあるいはコア:プラスチック、クラッ
ド:プラスチック)などを用いることとする。
The optical fiber interface 2 is detachable from the zoom lens unit 4, and the optical fiber interface 9 is detachable from the weak light detector 10. The optical fiber 8 between the optical fiber interface 2 and the optical fiber interface 9 is a single mode optical fiber (core: quartz glass, clad: quartz glass),
Graded index type optical fiber (core: quartz glass, clad: silica glass) or step index type optical fiber (core: quartz glass, clad: quartz glass or core: multi-component glass, clad: multi-component glass or core: plastic, clad: (Plastic) or the like.

【0023】次に、図1に示す本発明の装置の運搬時の
手順について説明する。
Next, the procedure for transporting the apparatus of the present invention shown in FIG. 1 will be described.

【0024】まず、すべての電気系統の電源をOFFし
たのち、光ファイバーインターフェース2をズームレン
ズユニット4から、光ファイバーインターフェース9を
微弱光検出器10からそれぞれ外し、光ファイバーイン
ターフェース2と光ファイバーインターフェース9の間
の光ファイバー8がつながったままの状態で光ファイバ
ー8をズームレンズユニット4と微弱光検出器10との
間から取り除く。
First, after turning off the power of all the electric systems, the optical fiber interface 2 is removed from the zoom lens unit 4 and the optical fiber interface 9 is removed from the weak light detector 10, and the optical fiber interface between the optical fiber interface 2 and the optical fiber interface 9 is removed. The optical fiber 8 is removed from between the zoom lens unit 4 and the weak light detector 10 while the cable 8 remains connected.

【0025】次に遮光用カバー1を引き上げ、半導体素
子Sを傷つけないようにフォーカスリング5を備えたズ
ームレンズユニット4をポジショナー6と一緒にテスタ
ーヘッド3上から取り除いたのち、半導体素子S及びソ
ケット7もテスターヘッド3上から取り除く。
Next, the light-shielding cover 1 is pulled up, and the zoom lens unit 4 provided with the focus ring 5 is removed together with the positioner 6 from the tester head 3 so as not to damage the semiconductor element S. 7 is also removed from the tester head 3.

【0026】次に、微弱光検出器10と検出器制御用コ
ントローラ11が接続されたままの状態で、検出器制御
用コントローラ11をデータ処理測定制御用コンピュー
タ14から外し、測定制御用モニター12、測定画像表
示用モニター13及び操作盤15もデータ処理測定制御
用コンピュータ14から外す。以上のように取り外した
光ファイバーインターフェース2と光ファイバーインタ
ーフェース9とその間の光ファイバー8、フォーカスリ
ング5を備えたズームレンズユニット4、遮光用カバー
1、ポジショナー6、測定制御用モニター12、測定画
像表示用モニター13、データ処理測定制御用コンピュ
ータ14、操作整1S及び微弱光検出器10と検出器制
御用コントローラ11を台車などに乗せて、あるいは人
間の手で、測定対象の半導体素子Sを動作させるための
他の信号源(解析、検証するためのべリフィケーション
テスターなど、試作品、量産品のテストに使用するロジ
ックテスター、メモリテスター、ロジックアナログテス
ター、CCD用テスター、液晶ドライバ用テスターな
ど、または簡易テスター、バターンジェネレータまたは
定電圧源など)の置かれている場所まで慎重に運搬を行
う。
Next, with the weak light detector 10 and the detector control controller 11 still connected, the detector control controller 11 is disconnected from the data processing / measurement control computer 14, and the measurement control monitor 12, The measurement image display monitor 13 and the operation panel 15 are also removed from the data processing measurement control computer 14. The optical fiber interface 2 and the optical fiber interface 9 removed as described above, the optical fiber 8 between them, the zoom lens unit 4 including the focus ring 5, the light shielding cover 1, the positioner 6, the measurement control monitor 12, and the measurement image display monitor 13 The computer 14 for data processing and measurement, the operation controller 1S, the weak light detector 10 and the controller 11 for detector control are mounted on a trolley or the like, or used for manually operating the semiconductor element S to be measured. Signal sources (e.g., verification testers for analysis and verification, prototypes, logic testers used for mass production testing, memory testers, logic analog testers, CCD testers, LCD driver testers, etc., or simple testers, Pattern generator It does carefully transported to a place where are located the constant voltage source, etc.).

【0027】その信号源の場所まで来たら、取り外した
ときと逆の手順によりその信号源に本発明の微小発光装
置を設置する。
When the signal source is reached, the minute light emitting device of the present invention is installed in the signal source by the reverse procedure of the removal.

【0028】次に、図1に示す本発明の装置を用いた半
導体素子の不良箇所検出方法の一例を説明する(図8参
照)。
Next, an example of a method for detecting a defective portion of a semiconductor element using the apparatus of the present invention shown in FIG. 1 will be described (see FIG. 8).

【0029】(1)半導体素子Sを、ソケット7上に、
テスターヘッド3より通電可能な状態で、且つ半導体素
子Sがズームレンズユニット4の真下にくるようにセッ
トする。
(1) Put the semiconductor element S on the socket 7
The semiconductor element S is set so as to be energized by the tester head 3 and to be directly below the zoom lens unit 4.

【0030】(2)初期セットアップを行い(ステップ
(a))、ズームレンズユニット4の光学系が最低倍率
にセットされる(ステップ(b))。
(2) Initial setup is performed (step (a)), and the optical system of the zoom lens unit 4 is set to the minimum magnification (step (b)).

【0031】(3)ズームレンズユニット4の光源を点
灯(ステップ(c))して像のフォーカスをポジショナ
ー6により調整(ステップ(d))した後に半導体素子
Sのパターン像を撮影(ステップ(e))し、この画像
データをコンピュータ14の第1メモリにストア(ステ
ップ(f))する。
(3) After turning on the light source of the zoom lens unit 4 (step (c)) and adjusting the focus of the image by the positioner 6 (step (d)), a pattern image of the semiconductor element S is photographed (step (e)). )) And stores the image data in the first memory of the computer 14 (step (f)).

【0032】(4)ズームレンズユニット4の光源を消
灯(ステップ(g))し、半導体素子Sにテスターヘッ
ド3より量産品用のテスター(ロジックテスター、メモ
リテスター、ロジックアナログテスター、CCD用テス
ター、液晶ドライバ用テスターなどまたは簡易テスタ
ー、パターンジェネレータまたは定電圧源など)で発生
させた信号を印加(ステップ(h))する。
(4) The light source of the zoom lens unit 4 is turned off (step (g)), and a tester for mass-produced products (logic tester, memory tester, logic analog tester, CCD tester, A signal generated by a liquid crystal driver tester or the like, a simple tester, a pattern generator, a constant voltage source, or the like) is applied (step (h)).

【0033】(5)半専体素子Sの不良箇所より発光が
生ずるのでこの像を高感度カメラ10で撮影(ステップ
(i))し、コンピュータ14の第2メモリにストア
(ステップ(j))する。
(5) Since light is emitted from the defective portion of the semi-dedicated element S, this image is taken by the high sensitivity camera 10 (step (i)) and stored in the second memory of the computer 14 (step (j)). I do.

【0034】(6)第1メモリの像(半導体素子のパタ
ーン像)と第2メモリの像(半導体素子からの発光像)
をオーバーラップして表示(ステップ(k))すること
により、不良箇所の検出が行える(ステップ(l)でY
ESの場合)。
(6) An image of the first memory (a pattern image of the semiconductor element) and an image of the second memory (an emission image from the semiconductor element)
Are displayed (step (k)) in an overlapping manner, so that a defective portion can be detected (Y in step (l)).
ES).

【0035】(7)ズームレンズユニット4のズームレ
ンズにより観察する倍率を上げる(ステップ(n))。
(7) The magnification to be observed by the zoom lens of the zoom lens unit 4 is increased (step (n)).

【0036】(8)上記(3)から(7)を繰り返す。(8) The above (3) to (7) are repeated.

【0037】(9)上記(1)から(8)までで不良個
所を特定できないとき(ステップ(1)でNOの場合)
は更に詳細な解析を行うため解析用のテスター(べリフ
ィケーションテスターなど)まで本発明の装置を前記の
手順により運搬(ステップ(o)、(p)、(q))す
る。
(9) When a defective part cannot be specified by the above (1) to (8) (NO in step (1))
Transports the apparatus of the present invention to a tester for analysis (such as a verification tester) according to the above-mentioned procedure (steps (o), (p), (q)) in order to perform a more detailed analysis.

【0038】(10)上記(1)から(8)までと同様
の手順により不良箇所の検出を行う。 (11)次に別の半導体素子S’について不良個所の特
定を行う(ステップ(r))ため、本発明の装置を別の
テスター(量産品のテストに使用するロジックテスタ
ー、メモリテスター、ロジックアナログテスター、CC
D用テスター、液晶ドライバ用テスターなどまたは簡易
テスター、パターンジェネレータまたは定電圧源など)
まで運搬する。
(10) A defective portion is detected in the same procedure as in the above (1) to (8). (11) Next, in order to specify a defective portion in another semiconductor element S '(step (r)), the apparatus of the present invention is used in another tester (a logic tester, a memory tester, and a logic analog used for testing mass-produced products). Tester, CC
D tester, LCD driver tester, etc. or simple tester, pattern generator or constant voltage source)
Transport to

【0039】(12)別の半導体素子S’についても半
導体素子Sについての(1)から(10)までの手順と
同様に不良箇所の検出を行う。
(12) With respect to another semiconductor element S ', a defective portion is detected in the same manner as in the steps (1) to (10) for the semiconductor element S.

【0040】上記操作により、半導体素子S及び別の半
導体素子S’に生じているリーク電流による不良箇所を
検出することができる。なお、上記手順(5)、(6)
における第2メモリの像とは、信号源から半導体素子S
に定電圧を供給した際には、半導体素子Sの不良箇所よ
り生ずる発光を1回のみ取得した発光像あるいは半導体
素子Sの不良箇所より生ずる発光を2回取得し、比較演
算処理を行った結果の画像データ(特開平5−1524
08号公報に開示)であるものとする。
By the above operation, it is possible to detect a defective portion due to a leak current generated in the semiconductor element S and another semiconductor element S ′. The above procedures (5) and (6)
In the second memory means that the semiconductor element S
When a constant voltage is supplied to the device, a light emission image obtained only once from the defective portion of the semiconductor element S or a light emission image obtained from the defective portion of the semiconductor device S is obtained twice, and the result of performing the comparison operation process is obtained. Image data (JP-A-5-1524)
No. 08).

【0041】また、信号源からテスト論理パターンを半
導体素子Sに定電圧を供給した際には、第2メモリの像
とは、半導体素子Sの不良箇所より発光が生じた時点で
の発光を1回のみ取得した発光像(特開平5−3353
9号公報に開示)あるいは半導体素子Sの不良箇所より
生ずる発光を2回取得し、比較演算処理を行った結果の
画像データであるものとする。
When a test logic pattern is supplied from the signal source to the semiconductor element S at a constant voltage, the image of the second memory is defined as one light emission at the time when light emission occurs from a defective portion of the semiconductor element S. Image obtained only once (Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-3353)
No. 9), or image data obtained as a result of obtaining light emission generated from a defective portion of the semiconductor element S twice and performing a comparison operation process.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明を
用いることにより、エミッション顕微鏡においてズーム
レンズユニットに複数のズームレンズを採用することに
よりレンズ先端部に遮光用カバーを装着したままの状態
で比較的高倍率(500〜1000倍以上)まで半導体
装置の発光像を取得することが可能となるとともに、光
学系と高感度カメラの間を光ファイバーで結合すること
により、微小発光解析装置の運搬が容易になり、LSI
の駆動装置を限定せず測定が可能になる。このことによ
り、検出の精度が向上し、製品の信頼性が向上する。
As described above in detail, by using the present invention, a plurality of zoom lenses are employed in a zoom lens unit in an emission microscope, so that a light-shielding cover is attached to a lens tip. , It is possible to acquire a light emission image of the semiconductor device up to a relatively high magnification (500 to 1000 times or more), and to transport the minute light emission analyzer by coupling an optical fiber between the optical system and the high sensitivity camera. Becomes easier and LSI
The measurement can be performed without limiting the driving device. Thereby, the accuracy of detection is improved, and the reliability of the product is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態の半導体素子の不良検出
装置の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of an apparatus for detecting a defect of a semiconductor element according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の半導体素子の不良検出装置に用いるズ
ームレンズユニットの構成断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing the configuration of a zoom lens unit used in the semiconductor element defect detection device of the present invention.

【図3】本発明の半導体素子の不良検出装置に用いる第
1の遮光用カバーの設置方法を示す外観図である。
FIG. 3 is an external view showing a method of installing a first light-shielding cover used in the semiconductor element defect detection device of the present invention.

【図4】本発明の半導体素子の不良検出装置に用いる第
2の遮光用カバーの設置方法を示す外観図である。
FIG. 4 is an external view showing a method of installing a second light-shielding cover used in the semiconductor element defect detection device of the present invention.

【図5】本発明の半導体素子の不良検出装置に用いる第
3の遮光用カバーの設置方法を示す外観図である。
FIG. 5 is an external view showing a method of installing a third light-shielding cover used in the semiconductor element defect detection device of the present invention.

【図6】(a)は本発明の半導体素子の不良検出装置に
用いる遮光用カバーに合成樹脂類を用いた場合の遮光用
カバーの断面図であり、(b)は同遮光用カバーの上面
図である。
FIG. 6A is a cross-sectional view of a light-shielding cover when a synthetic resin is used for the light-shielding cover used in the semiconductor element defect detection device of the present invention, and FIG. 6B is a top view of the light-shielding cover. FIG.

【図7】(a)は本発明の半導体素子の不良検出装置に
用いる遮光用カバーに合成樹脂類以外の柔らかい材料を
用いた場合の遮光用カバーの断面図であり、(b)は同
遮光用カバーの上面図である。
FIG. 7A is a cross-sectional view of a light-shielding cover when a soft material other than synthetic resins is used for the light-shielding cover used in the semiconductor element defect detection device of the present invention, and FIG. It is a top view of the cover for use.

【図8】本発明の半導体素子の不良検出装置の操作方法
の説明に供する図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining an operation method of the semiconductor element defect detection device of the present invention.

【図9】従来のエミッション顕微鏡の概略構成図であ
る。
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a conventional emission microscope.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

S 半導体素子 1 遮光用カバー 2 光ファイバーインターフェース 3 テスターヘッド 4 ズームレンズユニット 5 ズーム用リング 6 ポジショナー 7 ソケット 8 光ファイバー 9 光ファイバーインターフェース 10 微弱光検出器 11 検出制御用コントローラ 12 測定制御用モニター 13 測定画像表示用モニター 14 データ処理測定制御用コンピュータ 15 操作盤 S Semiconductor element 1 Light shielding cover 2 Optical fiber interface 3 Tester head 4 Zoom lens unit 5 Zoom ring 6 Positioner 7 Socket 8 Optical fiber 9 Optical fiber interface 10 Weak light detector 11 Detection control controller 12 Measurement control monitor 13 Measurement image display Monitor 14 Computer for data processing and measurement control 15 Operation panel

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】発光検出手段と、 一端に遮光用カバーが設けられた、複数のズームレンズ
と該ズームレンズ間の距離を制御する手段とを有するズ
ームレンズユニットと、 該ズームレンズユニットをXYZ方向に移動可能な位置
設定手段と、 上記発光検出器と上記ズームレンズユニットとを別々に
位置制御可能で、且つ、電気的に接続する接続手段とを
有することを特徴とする、半導体素子の不良箇所検出装
置。
1. A zoom lens unit having light emission detection means, a plurality of zoom lenses provided with a light-shielding cover at one end, and means for controlling a distance between the zoom lenses, and a zoom lens unit in XYZ directions. Defective position of a semiconductor element, comprising: a position setting means that can be moved to a predetermined position; and a connection means that can separately control the position of the light emission detector and the zoom lens unit and electrically connect the light emission detector and the zoom lens unit. Detection device.
【請求項2】 上記接続手段が光ファイバであることを
特徴とする請求項1記載の半導体素子の不良箇所検出装
置。
2. An apparatus according to claim 1, wherein said connecting means is an optical fiber.
JP32602197A 1997-11-27 1997-11-27 Detecting device for defective part of semiconductor element Pending JPH11163068A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109791900A (en) * 2016-09-22 2019-05-21 应用材料公司 Method and apparatus for process chamber cleaning endpoint detection

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109791900A (en) * 2016-09-22 2019-05-21 应用材料公司 Method and apparatus for process chamber cleaning endpoint detection
CN109791900B (en) * 2016-09-22 2020-05-19 应用材料公司 Method and apparatus for process chamber cleaning endpoint detection

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